水輪機進水球閥是抽水蓄能機組必備的核心部件,由于工況復雜、機組啟停頻繁,球閥的密封直接關系到機組的運行效率和安全[1]。國內某大型抽水蓄能電站發生工作密封故障報警,移動密封環投入及退出困難,嚴重影響機組運行[2]。經過分析需更換移動密封環,本文將從更換移動密封環的工藝方法、工藝關鍵點、檢測方法、壓力試驗等方面進行研究。
1 球閥密封結構簡介
球閥密封分為上游檢修密封和下游工作密封[3],如圖1所示兩側結構基本相同。檢修密封一般在機組檢修時投入使用,保證檢修安全,保證地下廠房安全;工作密封在機組運行時投入使用,可以減少水力損失,提高機組運行效率[4]。 2 移動密封環更換的工藝方法及關鍵點
由于移動密封環投入及退出困難,故其拆卸工藝方法將是難點所在。根據難點所在制定工藝方案,準備需要使用的工具。
2.1 工藝方案實施
(1) 首先檢修密封投入,檢修密封機械鎖定投入。
(2) 對蝸殼、球閥進行排水作業。
(3) 滿足開工條件后,依次拆除伸縮節、密封座等部件。
(4) 拆除移動密封環。
方案一是使用移動密封環上四個起吊孔,配合四個5 t手拉葫蘆同步將移動密封環緩慢取出。
方案二是使用移動密封環上四個起吊孔,配合螺桿、壓板和千斤頂將移動密封環緩慢取出。
經過實際驗證如圖2所示,使用手拉葫蘆方案未能將移動密封環取出。如圖3所示,使用千斤頂方案成功將移動密封環取出。
(5) 檢查密封座、下游密封環及各鋪焊部位是否有研傷、劃痕、銹蝕等,全面進行清理,對銹蝕部位進行打磨拋光,對劃痕研傷部位進行補焊打磨,表面探傷合格后方可進行下道工序。
(6) 更換新移動密封環、密封圈,回裝各部件。
(7) 進行移動密封環壓力試驗、動作實驗。
2.2 工藝關鍵點
(1) 檢修密封機械鎖定投入時需按照圖紙要求的力矩值操作,保證機械鎖定的安全性。
(2) 各部件拆卸前應做好相應標記,方便回裝。
(3) 裝拆過程中,應使用膠皮、木方防護,避免研磨傷、磕碰傷等現象產生。
(4) 每次裝拆都有研傷密封的風險,故裝拆之前需對容易產生劃痕的部位,特別是引導段,倒角等部位應沿水流方向打磨光順,如圖4所示。因銹蝕產生的較大凹坑打磨不夠光順,會導致密封研傷。
(5) 伸縮段與伸縮節之間間隙應調整均勻,否則容易漏水。
2.3 原因分析
經分析,導致移動密封環投退困難的原因主要有兩條:
(1) 移動密封環與球閥閥體之間存在一個大約5 mm的研點,導致投退困難。
(2) 由于工地現場無大型數控立車、鏜床等設備,使用激光跟蹤儀對移動密封環、密封座幾何尺寸進行測量,發現移動密封環變形較大,導致投退及裝拆困難。
(3) 如圖5、圖6所示,移動密封環上的密封失效,已經基本無彈性,需更換。
3 結語
經過對國內某大型抽水蓄能電站進水球閥移動密封問題進行處理,對更換移動密封環的工藝方法、工藝關鍵點、檢測方法、壓力試驗等方面進行研究。目前該機組球閥已經平穩運行兩年時間,表明此工藝方法處理是正確的,為后續其他機組出現同類問題提供了寶貴的經驗。