高 健，刘晓娟

(四川中铁能源五一桥水电有限公司，四川 九龙 626200)

1 概 述

龙溪沟三级水电站位于四川省甘孜州，共装设2台单机2.5 MW卧式水轮发电机组，水轮机型号HLD54—WJ—75，额定转速1 000 r/min，额定水头157 m。自2006年投运以来，1号机组一直存在主轴密封甩水严重、推力轴承瓦温偏高问题。2019年1号机组A修，过流部件经返厂修复，推力瓦温偏高问题得到了处理，但随着机组投运时间的延长，推力瓦温偏高问题再次出现，并逐步恶化，直至严重影响机组出力。

2 推力瓦温升高原因分析

2.1 主轴密封漏水

龙溪沟三级水电站1号机组存在水轮机主轴密封漏水量偏大的问题。主轴密封产生的漏水，容易经旋转主轴串入水导轴承，引起轴承润滑油的变质，降低润滑效果，从而导致推力瓦温升高。

2.2 轴向水推力增大

随着水轮机过流部件表面气蚀磨损，转轮与前端盖间隙不断增大，更多的压力水进入转轮与前端盖之间的腔体，且无法得到快速排出。压力水作用在转轮上冠上，会产生一个朝向尾水管方向的轴向水推力，使水轮机推力轴承受力急剧增大，从而导致推力瓦温升高。同时，由于轴向水推力的作用，转轮上冠将受到不平衡力产生振动，加剧主轴密封磨损，导致主轴密封漏水量的增加。

3 前端盖减压排水改造过程

前端盖排水技术在国内卧式机组上的运用并不多见。龙溪沟三级水电站转轮直径750 mm，前端盖布局紧凑，排水管取水口位置只能选择开设在前端盖上方主轴密封端盖上。

(1)在1号机组在主轴密封端盖上安装2根DN32排水管，排水管另一端接入锥管排水的外排管路，实现前端盖腔体减压。另外，在排水管上安装阀门和压力表，便于实时监测前端盖压力和排水流量调节。

(2)增大转轮前腔泄压孔排水能力。龙溪沟三级水电站水轮机转轮上腔和下腔之间设计有17个泄压孔通孔，作为转轮上腔压力水的泄压通道；但转轮所有泄压孔的排列方式均与水轮机轴线平行，无倾斜角度，引流排水作用十分有限。在本次改造过程中，对转轮本体上的排水孔进水口角度进行了打磨处理，将孔口进水侧打磨降低，加大泄水流量。

(3)主轴密封端盖排水与技术供水取水的选择。当主轴密封端盖排水流量和压力满足机组技术供水要求的时候，可利用主轴密封端盖外排流量作为机组的技术供水水源。龙溪沟三级水电站1号机组在主轴密封端盖上安装2根DN32排水管，2根排水管汇入1根DN50排水总管。通过对主轴密封端盖排水总管进行憋压，机械压力表显示的最大压力约为0.1 MPa；同时对比主轴密封端盖排水总管流量和技术供水实际所需流量，结果表明：龙溪沟三级水电站1号机组主轴密封端盖只适宜做泄压排水，排水压力及流量均不满足机组技术供水要求。

4 项目实施效果

4.1 监测数据

为缩短检修工期，节约检修成本，龙溪沟三级水电站1号机组前端盖减压排水改造项目采用现场施工的方式开展。项目共计花费人工14个工日，总费用3万元(见表1)。

表1 1号机组轴承温度监测数据表

4.2 结论

(1)项目改造后，1号机组主轴密封漏水量得到有效控制，推力瓦温下降明显，机组恢复了满负荷运行能力。

(2)相较于采用推力瓦受力调整、推力瓦刮研及过流部件返厂修复的方式进行处理，本项目节约了大量工期和检修成本，降低了检修频次，提高了发电机企业经济效益。

(3)经现场试验，1号机组前端盖减压排水管水压和流量并不满足技术供水要求，故未将前端盖减压排水管接入技术供水管，而是选择通过尾水管进行排出。

5 结 语

小容量卧式水轮发电机组在成本控制上应当更加谨慎，尤其是在面临枯水期泄放生态流量导致发电效益进一步压缩的情况下，低成本高效解决机组存在的问题、保证机组安全稳定运行、延长机组检修周期、对于发电企业具有重要意义。

龙溪沟三级水电站所采用的前端盖减压技术，对于解决机组主轴密封漏水、推力瓦温偏高问题还具有借鉴意义：一是设计前端盖减压排水管，当转轮与前端盖梳齿间隙因气蚀增大后，可作为前端盖减压排水的泄压通道。当前端盖排水流量和压力，满足机组技术供水和机组稳定运行的要求时，前端盖排水亦可作为机组技术供水，代替技术供水泵供水。二是主轴密封频繁漏水应引起足够重视，及时处理，避免漏水串入水导轴承，污染轴承润滑油。三是转轮本体泄压孔应具备一定的倾斜角度，保证转轮前腔压力水能够及时顺畅排向尾水管，降低转轮前端盖腔体压力。