降低灯泡贯流式机组主轴密封水管清洗频次的措施研究

广西国能水电开发有限公司 杨 鹏

与其它类型贯流式机组相比，灯泡贯流式机组因其宽范围、高效率等优点在国内外得到广泛应用。机组主轴密封由密封座、密封块，不锈钢抗磨环以及水封盖板组成，而密封块靠水润滑，在主轴表面上自由滑动。水封装置的漏水靠其自重自动从灯泡体排出。主轴密封润滑供水引自上游水源，经滤水器、电动阀、流量信号器向主轴密封供润滑水。两只Y 型滤水器互为备用，电动球阀、流量信号器均设有旁通管路，当元件故障时仍能手动操作供水润滑，水封处设有压力表可现场监视。

滤网的堵塞引起密封水压下降、机组无法正常运行，而《水轮发电机运行规程》（DL/T751-2014）规定，主轴密封水压力在运行状态下应保持0.15～0.20MPa。清理滤网需要开、关两侧阀门，造成阀门及操作手柄的加速损坏，阀门关不严时必须停机才能进行维护工作，影响并损失发电量。

针对灯泡贯流式机组主轴密封水管频繁堵塞导致清洗频次增加，给机组运维人员增加维护工作，影响并损失发电量，本文运用PDCA 循环来降低灯泡贯流式机组主轴密封水管清洗频次，设置合理清晰目标，利用人-机-料-法-环对机组主轴密封水滤网频繁堵塞进行分析，并围绕上述五个影响产品质量的主要因素进行逐一确认，得到要因并针对要因制定相应的对策及措施。现场数据表明，实施后主轴密封水滤网清洗次数下降非常明显，达到预设目标，减少人力物力，为机组正常运行加大可靠性。

1 原因分析

为查明具体原因，2020年6～12月对1#～3#机组主轴密封水滤网清洗情况进行了现场调查和统计分析，具体情况如图1所示。

图1 主轴密封滤网清洗情况一览表

在自然统计月下，它们均受人员、环境、设备等影响，并呈现不确定关系，仅考虑某一机组无法准确地分析通用情况，本文引入机组主轴密封水滤网平均清理次数式中：Pi为不同月份同一机组主轴密封水滤网清理次数，单位为次；为统计分析周期内自然月的数量，单位为个。

发电厂需掌握不同机组运行情况，为统计该情况的综合平均指标，引入发电厂机组主轴密封水滤网综合平均清理次数为式中：为不同类别目标检测的平均准确率，单位为%；K 为发电站统计分析周期内发电机组的数量，单位为个。

根据图1提供的数据及以上2个公式得到，1、2、3号机组主轴密封水滤网平均清理次数 分别为7次、8次、7次，发电厂机组主轴密封水滤网综合平均清理次数 为7.3次，也就是说明该发电厂的机组主轴密封水滤网频繁堵塞需要经常清洗维护。

为进一步搞清楚该发电厂的机组主轴密封水滤网频繁堵塞、需要经常清洗维护的体原因，本文对从1#～3#机组轴承主轴密封滤网清理滤渣进行化验，得到大都是贝壳螺丝及漂浮物，当贝壳螺丝及漂浮物堵塞滤网，会使主轴密封水压力表低于规定压力值。

本文运用PDCA 循环来降低灯泡贯流式机组主轴密封水管清洗频次。作为管理学中的一个通用模型，PDCA 循环是将质量管理分为四个阶段：Plan（计划）—Do（执行）—Check（检查）—Act（行动）[1-2]。针对本文的问题，设置目标为：减少主轴密封水滤网堵塞，降至1到2个月清理一次；主轴密封水滤网清理不需要关停机清理。运用人-机-料-法-环对机组主轴密封水滤网频繁堵塞进行分析[3-6]，作为质量管理的经典理论，本文从五个影响产品质量的主要因素进行全面深入地总结机组主轴密封水滤网频繁堵塞，其分析结果如图2所示。

图2 质量管理五要素分析

从图2可知，人是指制造产品的人员，主要有检修工艺错误和现场工作经验不足；机是指制造产品所用的设备，主要有Y 型滤水器设计不合理不方便清洗、手动闸阀操作频繁使用寿命短和手动闸阀阀芯锈蚀卡涩造成内漏；料是指制造产品所使用的原材料，主要包括水质差、密封垫损坏、贝壳螺丝以及其他生物增生和阀门管道结锈通径变小；法是指制造产品所使用的方法，主要有处理方法不正确和水质差未处理；环是指产品制造过程中所处的环境，主要包括安装位置不合理和安装空间小管道密集。

2 要因确认

本文将人、机、料、法、环五个影响产品质量的主要因素进行确认。

2.1 人的因素

现场工作经验不足的确认方法采用现场调查验证，目前现状为工作负责人对设备了解并具备3年负责人资格，工作人员1人具备5年上以工作经验，2人只有1年工作经验。

工作负责人及工作成员情况现场确认如下：1人为工作负责人，担任本机组设备专职达到24年，具备负责人资格，有22年工作经验；3人为工作人员，参加机组大修1～3次，且有1人具备负责人资格，1人有5年以上工作经验，结论为工作负责人对设备了解并具备8～10年以上负责人资格，工作人员1人具备5年以上工作经验，2人只有1年工作经验，确认现场工作经验不足属于非要因。

2.2 机的因素

设计不合理不方便清洗的确认方法采用现场实物调查验证及记录台账，现状经过调查统计，主轴密封滤网清洗约20到30分钟完成一次清洗，如遇夜间需要加班工作。表1为机组主轴密封清洗时间统计。从表1可知，经过现场统计每次清理时间稍长，约20到30分钟完成一次清洗，不需要停下机组、只是增加了劳动强度，设计不合理不方便清洗属于非要因。

表1 机组主轴密封清洗时间

阀门使用寿命短的确认方法为现场记录台账，现状为经过往年统计查证，3台机组主轴密封滤水器及进、出水闸阀使用最长时间4年3个月，最短的3个月就出现阀门内漏的情况，最近2020年7月更换的3号机及2号机主轴密封进水阀现已出现阀门内漏的情况。表2为滤水器阀门使用现场调查验证情况。从表2可知，经过现场实物验证3台机组因为需要经常清理主轴密封滤水器，滤水器进、出水闸阀操作频繁，导致进、出水闸阀损坏，使用寿命短，阀门使用寿命短属于非要因。

表2 滤水器阀门使用情况

阀门阀芯卡涩的确认方法是现场实物调查验证及记录台账，现状为经过往年统计查证，3台机组主轴密封滤水器及进、出水闸阀卡涩缺陷，出现阀门内漏的时间情况。部分缺陷能处理，严重的无法处理只能更换新阀门。阀门阀芯卡涩造成内漏运行次数现场验证情况，如表3所示。从表3可知，经现场验证主轴密封滤水器及进、出水使用的阀门种类是闸门，由于结构及工艺原因闸阀操作过于频繁会导致机构卡涩，阀门阀芯卡涩属于要因。

表3 阀门阀芯卡涩造成内漏运行次数

2.3 料的因素

贝壳、螺丝以及其它生物增生的确认方法为现场调查验证，现状为每次清理滤网，确有部分生物增生调查验证情况采用抽样法，数量为5个，主要以贝壳、螺丝为主，且数量较大。经现场验证机组主轴密封滤网增生物对滤网性能影响不大，属于要因。

阀门管道结锈通径变小的确认方法为现场调查验证，现状为阀门管道在长期使用中会产生锈蚀现象。管道锈蚀现场调查验证，管道内壁外观无明显变化，管道内壁锈蚀不严重，抽样5个得到的结论为经现场验证阀门管道锈蚀不严重，对主轴密封影响很小，符合要求，属于非要因。

2.4 法的因素

未进行水处理水质差措的确认方法为现场调查验证，现状为水质未经处理杂质含量应较多，现场调查验证情况为现场水质较好，杂质含量较低。结论是经现场调查验证虽未进行水处理水质差措，但现场水质较好，杂质含量较低，对滤网影响不大，属于非要因。

2.5 环的因素

安装空间小管道密集的确认方法为现场调查验证，现状是滤网安装空间大小应便于工作，检修安装空间调查验证情况，机组轴承主轴密封滤网处空间很大，可以2～3个人同时安装检修工作。结论是经现场调查验证检修安装空间很大便于工作，符合要求，属于非要因。

3 对策制定与实施效果

通过前文的分析，阀门阀芯卡涩造成内漏是项目的要因制定以下两条对策，分别为：对各滤水器的进、出水闸阀螺杆定期加润滑处理，目标确保各滤水器及闸阀润滑良好，消除卡涩，具体措施为工序卡编制完善并审核批准，对滤水器及闸阀卡涩部分除锈涂油，强化润滑；对部分润滑效果不好的滤水器及闸阀进行更换，目标确保部分滤水器及闸阀给更换后卡涩现象消除，具体措施为执行定期检查流程，购买新型滤水器及闸阀以对部分现有设备进行替代。

具体实施在2020年10月20日～2020年12月20日年利用1#、2#、3#机组大修前准备阶段及大修期间进行，现场改造闸阀螺杆润滑，安装新式过滤器及闸阀，实施措施后主轴密封水滤网清洗次数如图3所示。

图3 实施措施后主轴密封水滤网清洗次数

从图3可知：3台机组由原来平均每月堵塞清理8次降至现在平均每月堵塞清理2次甚至0清理，达到预设减少主轴密封清理次数目标，减少人力物力，为机组正常运行加大可靠性。由此可见，卡涩造成内漏使得机组轴承主轴密封频繁堵塞的主要问题已得到解决，效果相当显著。

综上，针对灯泡贯流式机组主轴密封水管频繁堵塞、导致清洗频次增加，给机组运维人员增加维护工作，影响并损失发电量，得到如下结论：本文运用PDCA 循环来降低灯泡贯流式机组主轴密封水管清洗频次，设置合理清晰目标，利用人-机-料-法-环对机组主轴密封水滤网频繁堵塞进行分析，并围绕上述五个影响产品质量的主要因素进行逐一确认，得到阀门阀芯卡涩和贝壳、螺丝以及其它生物增生，属于要因；针对要因制定相应的对策及措施，对比实施措施前后，主轴密封水滤网清洗次数下降非常明显，达到预设目标，减少人力物力，为机组正常运行加大可靠性。