Lors de la maintenance d'un groupe turbine-alternateur hydraulique, le joint d'étanchéité est un élément essentiel. Ce joint est nécessaire lors de l'arrêt ou de la maintenance du joint de travail et du palier de guidage hydraulique de la turbine. Il empêche le reflux dans le puits de turbine lorsque le niveau d'eau en aval est élevé. Nous aborderons aujourd'hui plusieurs classifications de joints de turbine, notamment la structure du joint d'arbre principal.
Le joint de travail de la turbine hydraulique peut être divisé en
(1) Joint plat. Le joint plat comprend un joint plat monocouche et un joint plat double couche. Le joint plat monocouche utilise principalement une plaque en caoutchouc monocouche pour former l'étanchéité avec la face d'extrémité de la bague rotative en acier inoxydable fixée sur l'arbre principal. Son étanchéité est assurée par la pression de l'eau. Sa structure est simple, mais son étanchéité est inférieure à celle du joint plat double, et sa durée de vie est inférieure. Le joint plat double couche offre une bonne étanchéité, mais sa structure est complexe et peut entraîner des fuites d'eau lors du levage. Il est actuellement également utilisé dans les unités à flux axial de petite et moyenne taille.
(2) Joint radial. Ce joint est constitué de plusieurs blocs de carbone en éventail, pressés fermement sur l'arbre principal par des ressorts intégrés aux blocs d'acier, formant ainsi une couche d'étanchéité. Un petit orifice de drainage est pratiqué dans la bague d'étanchéité pour évacuer l'eau de fuite. Il est principalement étanche en eau propre et sa résistance à l'usure est faible en eau chargée de sédiments. La structure du joint est complexe, son installation et sa maintenance sont difficiles, la performance du ressort est difficile à garantir et l'autorégulation radiale après frottement est faible. Il a donc été remplacé par un joint d'extrémité.
(3) Garniture d'étanchéité. La garniture d'étanchéité est composée d'une bague d'étanchéité inférieure, d'une garniture, d'une bague d'étanchéité hydraulique, d'un tuyau d'étanchéité hydraulique et d'un presse-étoupe. Son rôle principal est d'assurer l'étanchéité grâce à la garniture située entre la bague d'étanchéité inférieure et le manchon de compression du presse-étoupe. Elle est largement utilisée dans les petites unités horizontales.
(4) Joint d'étanchéité. Joint d'étanchéité mécanique et hydraulique. Le joint d'étanchéité mécanique repose sur un ressort qui tire le disque équipé d'un bloc en caoutchouc circulaire vers le haut. Ce dernier est ainsi proche de la bague en acier inoxydable fixée sur l'arbre principal pour assurer l'étanchéité. La bague d'étanchéité en caoutchouc est fixée sur le couvercle supérieur (ou couvercle de support) de la turbine hydraulique. Ce type de structure d'étanchéité est simple et facile à régler, mais la force du ressort est inégale, ce qui peut entraîner un serrage excentrique, une usure et une instabilité de l'étanchéité.
(5) Garniture d'étanchéité à labyrinthe. La garniture d'étanchéité à labyrinthe est un nouveau type de garniture apparu ces dernières années. Son principe de fonctionnement repose sur la plaque de pompe placée au sommet de la roue de turbine. Grâce à l'effet d'aspiration de la plaque de pompe, la bride de l'arbre principal est constamment à l'air libre. Il n'y a aucun contact entre l'arbre et la garniture d'étanchéité, seule une couche d'air étant présente. Cette garniture a une très longue durée de vie. La garniture d'étanchéité de l'arbre principal est de type labyrinthe sans contact, composée d'un manchon rotatif proche de l'arbre, d'un boîtier d'étanchéité, d'un tuyau de drainage et d'autres composants. En fonctionnement normal de la turbine, aucune pression d'eau n'est exercée sur le boîtier d'étanchéité, quelle que soit la charge. La plaque de pompe sur la roue tourne avec celle-ci pour empêcher l'eau et les solides de pénétrer dans la garniture d'étanchéité de l'arbre principal. Dans le même temps, le tuyau de drainage de la plaque de pompe empêche le sable ou les substances solides de s'accumuler sous le couvercle supérieur de la turbine à eau et évacue une petite quantité de fuite d'eau à travers la bague d'arrêt de fuite supérieure vers l'eau de queue à travers le tuyau de drainage de la plaque de pompe.
Voici les quatre principales catégories de joints de turbine. Parmi ces quatre catégories, le joint labyrinthe, nouvelle technologie d'étanchéité, permet d'empêcher efficacement les fuites d'eau sur le boîtier d'étanchéité. Adopté et utilisé par de nombreuses centrales hydroélectriques, il offre un excellent rendement.
Date de publication : 24 janvier 2022
