軸流轉(zhuǎn)漿式機(jī)組受油器密封結(jié)構(gòu)改進(jìn)

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1、軸流轉(zhuǎn)漿式機(jī)組受油器密封結(jié)構(gòu)改進(jìn)侯遠(yuǎn)航錢冰向虹光（國(guó)電大渡河公司流域檢修安裝分公司四川樂山614900）摘要：針對(duì)軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組受油器銅瓦易磨損、漏油偏大、使用壽命短的問題，經(jīng)對(duì)局部結(jié)構(gòu)密封進(jìn)行改進(jìn)，不僅提高了密封性能，也延長(zhǎng)了銅瓦使用壽命，保障了機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。關(guān)鍵詞：銅街子電站；受油器；齒形密封一、概述銅街子水電站機(jī)組為軸流轉(zhuǎn)漿式結(jié)構(gòu)，在機(jī)組最上端設(shè)計(jì)有采用浮動(dòng)瓦密封結(jié)構(gòu)的受油器。該電站于上世紀(jì)八十年代設(shè)計(jì)和投產(chǎn)，浮動(dòng)瓦結(jié)構(gòu)受油器經(jīng)多年運(yùn)行后逐漸暴露出一些弊端。受油器是利用銅環(huán)和操作油管間的油膜及油壓進(jìn)行密封，對(duì)操作油管的擺度要求高

2、。浮動(dòng)瓦采用銅環(huán)迷宮結(jié)構(gòu)，與操作油管的配合間隙在0.15~0.25mm之間，對(duì)銅環(huán)的加工要求高。銅環(huán)在運(yùn)行過程極易因?yàn)闄C(jī)組工況變化造成磨損，導(dǎo)致受油器甩油、竄油、壓油泵啟動(dòng)頻繁。這種老式結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在水電廠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行的要求，因此采用新型密封對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。二、受油器結(jié)構(gòu)及運(yùn)行工況分析受油器按照結(jié)構(gòu)分為固定部分和旋轉(zhuǎn)部分，固定部分包含支架和浮動(dòng)瓦。受油器結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中浮動(dòng)瓦的作用一方面是對(duì)操作油管的運(yùn)行起密封作用，防止高壓油外泄；另一方面是對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)中操作油管的開、關(guān)腔壓力油進(jìn)行隔離密封，防止兩腔高壓油互竄。旋轉(zhuǎn)部分包含操作油管，在機(jī)

3、組運(yùn)行時(shí)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。圖1銅街子電站受油器結(jié)構(gòu)圖三、密封選型分析（一）旋轉(zhuǎn)軸密封旋轉(zhuǎn)軸的密封以前常采用填料密封，現(xiàn)多采用油封和機(jī)械密封。但油封不能承受高壓（一般國(guó)產(chǎn)耐壓型油封最高工作壓力不超過3MPa），且工作條件受到嚴(yán)格限制；機(jī)械密封雖可承受高壓至40MPa，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一次性投入大，對(duì)工況及安裝要求高，一般應(yīng)用于石油化工等領(lǐng)域。（二）改進(jìn)要求為保證改進(jìn)能及時(shí)有效進(jìn)行，我們對(duì)受油器浮動(dòng)瓦密封結(jié)構(gòu)不進(jìn)行大的改變，只是增加旋轉(zhuǎn)密封減少受油器的漏油，對(duì)受油器銅瓦密封起補(bǔ)充作用，保證不會(huì)對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行有任何不利影響。（三）密封選擇隨著現(xiàn)代機(jī)

4、械設(shè)備逐步向高壓、高溫、高速發(fā)展，對(duì)密封件要求也越來越高。齒形滑環(huán)式組合密封（以下簡(jiǎn)稱齒形密封）正是為適應(yīng)這些要求而研制開發(fā)的新型旋轉(zhuǎn)軸密封件。齒形密封有以下特點(diǎn)：高壽命、低摩擦、無泄漏以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單適應(yīng)性強(qiáng)等。齒形密封應(yīng)用案例：1.應(yīng)用于沈陽某軍工廠一出口車間產(chǎn)品上，介質(zhì)為高滲透易燃易爆氣體——?dú)錃?，無油潤(rùn)滑。原密封為常規(guī)橡膠密封制品，每運(yùn)轉(zhuǎn)半小時(shí)必須停下來冷卻。采用齒形密封后，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)不停歇，且壽命較原密封提高近20倍；2.應(yīng)用于徐工集團(tuán)亞洲最大的KHU2000型鉆機(jī)密封，旋轉(zhuǎn)軸徑為?530mm、?500mm，工作介質(zhì)為水、泥沙混合物，旋轉(zhuǎn)速度

5、近5m/s。在設(shè)計(jì)選型時(shí)，該公司曾咨詢了德國(guó)某跨國(guó)密封公司等外國(guó)公司，后決定選用齒形密封，現(xiàn)處于良好的運(yùn)行中，并已推廣應(yīng)用至其他系列；3.承德石油配件廠生產(chǎn)的石油鉆井用平板閥，工作壓力為70MPa。原用美國(guó)原裝進(jìn)口密封，但摩擦力大、壽命短。采用齒形密封后，很好地解決了上述問題；4.用于常州三環(huán)生物工程有限公司SFM30、SFM50、SFM100、SFM200生物反應(yīng)釜上，該產(chǎn)品為高速、高溫且要求無污染長(zhǎng)壽命，采用齒形密封后解決了原用機(jī)械密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)整不便以及壽命短的問題，并降低了成本；5.徐州礦務(wù)局二機(jī)廠生產(chǎn)的HZS75型混凝土攪拌站，介質(zhì)為

6、極其惡劣的水泥泥漿，采用齒形密封后壽命提高了近8倍等。（四）齒形滑環(huán)式組合密封的結(jié)構(gòu)及原理1．結(jié)構(gòu)齒形密封由一個(gè)密封唇像齒形的增強(qiáng)PTFE滑環(huán)和一個(gè)O形橡膠圈組合而成，如圖2（a）所示。PTFE由美國(guó)杜邦公司1938年研制成功的，摩擦系數(shù)小，僅為0.02~0.04；具有自潤(rùn)滑特性，幾乎可耐受所有化學(xué)介質(zhì)浸蝕，故又稱“塑料王”；溫度適應(yīng)范圍寬，可在-100℃~+250℃范圍內(nèi)長(zhǎng)期工作。根據(jù)不同的工況條件填充一定比例的添加劑如銅粉、碳纖、二硫化鉬、石墨、玻纖等。填充增強(qiáng)的PTFE具有極高的耐磨性（較純PTFE提高1500多倍），良好的物理機(jī)械性能。Ｏ

7、形橡膠圈采用GB3452.1-92標(biāo)準(zhǔn)系列，作為靜密封可以實(shí)現(xiàn)完全的密封。（a）密封結(jié)構(gòu)（b）密封徑向力分布圖2齒形滑環(huán)式組合密封結(jié)構(gòu)及受力分析2．密封作用機(jī)理齒形滑環(huán)一般設(shè)計(jì)有兩個(gè)密封唇，前一個(gè)是主密封唇，具有特定的幾何形狀；后一個(gè)為副密封唇，起阻隔油膜和防塵作用。O形圈起提供彈力和相對(duì)于殼體和滑環(huán)的靜密封作用。唇口的方向應(yīng)朝向壓力方向。O形圈具有預(yù)壓縮，壓縮率一般取11%~18%，因此產(chǎn)生一定的徑向力—“抱緊力”，使滑環(huán)主密封唇緊緊貼合在被密封表面以實(shí)現(xiàn)密封。隨著壓力的增高，密封的“抱緊力”越大，密封唇和軸的貼合越緊密，故壓力越高密封性越好。

8、O形橡膠圈被滑環(huán)的側(cè)邊擋著，因而不會(huì)被“擠出”，可以耐受高壓。圖3齒形滑環(huán)式組合密封機(jī)理滑環(huán)主密封唇口具有特定的幾何形狀，其主要作用：一