抽水蓄能水机导叶轴套
2023-10-27
来源： 抽水蓄能与储能技术交流
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抽水蓄能水轮机导水机构是水力发电系统中调节水流量的主要部件，每个导叶有上、中、下三个轴套和一个止推轴承。导叶上轴套和止推轴承在顶盖上环面，不与水接触。导叶中轴套位于顶盖下环面，导叶下轴套位于底环上环面。
导叶轴颈密封在机组正常运行和停机时都起密封作用 , 主要是防止蜗壳中的水进入顶盖和水中的泥沙进入套筒 , 以免轴颈和轴套发生磨损。导叶套筒密封一般分为中轴套密封和下套颈密封。由于抽水蓄能机组启停频繁，长期下来会出现密封和轴的磨损，从而导致密封失效，产生泄漏。
（1）导叶中轴套、下轴套的密封漏水
措施：导叶轴套密封材料采用聚氨酯材料，不采用丁腈橡胶，结构型式尽量采用U型结构或组合V型结构。导叶中轴颈及下轴颈主密封采用U型结构，材料为优质耐水解聚氨酯，导叶轴套其他密封采用“O”型氟橡胶圈。
相对常规密封材料，改自润滑抗水解聚氨酯具有以下优点：抗水解性能优异，抗老化性能好；材料中添加自润滑成分，具有更低的摩擦系数，更强的耐磨性能，对导叶轴颈损伤小；良好的机械性能，抗撕裂能力强；抗压性能强，可以承受较大的挤出间隙；具有更长的使用寿命，可达5年以上。
（2）叶轴套耐磨材料吸水膨胀、温度变化膨胀、轴套密封卡塞或轴套掉落抱死导叶轴。
措施：轴套内润滑耐磨材料采用金属自润滑或铜基镶嵌颗粒材料结构。采用吸水膨胀度极低的材料，应提供轴套膨胀系数。设计合适的轴套间隙。轴套的大修更换周期应该在12年以上。
（3）导叶中轴颈及下轴颈主密封采用U型结构，材料为优质耐水解聚氨酯，导叶轴套其他密封采用“O”型氟橡胶圈。
措施：顶盖结合面把合螺栓的设计，应避免影响导叶中轴套更换，可以采用超级螺母解决安装空间问题。或者导叶采用长套筒设计，导叶轴径密封及轴套设置在长套筒内，把合面设置在顶盖上平面，方便检修导叶轴径密封及轴套。
（4）导叶下轴套和下轴套密封的更换方式
措施：优化设置底环下轴套进人检修廊道。提供不拆卸发电机的情况下，在水车室内采用液压提升器把顶盖在悬吊并固定在机坑内上方位置，在水车室吊起顶盖，更换导叶下轴套及其密封，并让厂家提供相应专用工具。
抽水蓄能机组运行工况复杂，导水机构工作条件苛刻，如果导叶下轴套材料不过关，很可能造成导叶下轴套密封损坏继而引发大量漏水，只能重新改造和更换密封。特别是近年来新设计的抽水蓄能机组，上拆机组较多，导叶下轴套密封的损坏，将不得不面对整台机组大修的问题，电厂停机损失巨大。导叶下轴套密封漏水作为水电厂的常见问题，以上经验，可以为投运和新建的水电厂甚至电站设备，提供参考思路和方法。
