Lors de la maintenance d'un groupe hydroélectrique, l'un des éléments à prendre en compte est le joint d'étanchéité. Ce joint, utilisé pour la maintenance d'une turbine hydraulique, est un joint de palier nécessaire lors des arrêts ou de la maintenance du joint de fonctionnement et du palier de guidage hydraulique de la turbine. Il empêche le reflux dans le bassin de la turbine lorsque le niveau d'eau aval est élevé. Nous allons aujourd'hui examiner différentes classifications de joints de turbine, en nous basant sur la structure du joint d'étanchéité de l'arbre principal.
Le joint d'étanchéité d'une turbine hydraulique peut être divisé en
(1) Joint plat. Le joint plat comprend le joint plat simple et le joint plat double. Le joint plat simple utilise principalement une seule couche de caoutchouc pour assurer l'étanchéité avec la face d'extrémité d'une bague rotative en acier inoxydable fixée sur l'arbre principal. L'étanchéité est assurée par la pression de l'eau. Sa structure est simple, mais son efficacité d'étanchéité et sa durée de vie sont inférieures à celles du joint plat double. Le joint plat double offre une bonne étanchéité, mais sa structure complexe engendre des fuites d'eau lors du levage. Il est actuellement utilisé dans les groupes axiaux de petite et moyenne taille.
(2) Joint radial. Le joint radial est constitué de plusieurs blocs de carbone en forme d'éventail, serrés fermement sur l'arbre principal par des ressorts logés dans des blocs d'acier également en forme d'éventail, formant ainsi une couche d'étanchéité. Un petit orifice de drainage est pratiqué dans la bague d'étanchéité pour évacuer l'eau. Il est principalement conçu pour l'étanchéité en eau claire, mais sa résistance à l'usure est faible en eau chargée de sédiments. La complexité de sa structure rend son installation et sa maintenance difficiles, le bon fonctionnement des ressorts est précaire et son autorégulation radiale après frottement est faible. C'est pourquoi il a été progressivement abandonné au profit du 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 tube d'étanchéité hydraulique et d'un presse-étoupe. Elle assure l'étanchéité principalement grâce à la garniture située entre la bague d'étanchéité inférieure et le manchon de compression du presse-étoupe. Ce type de garniture est couramment utilisé dans les petites unités horizontales.
(4) Joint d'étanchéité. Joint d'étanchéité * * * de type mécanique et hydraulique. Le joint d'étanchéité mécanique utilise un ressort pour soulever un disque muni d'un bloc de caoutchouc circulaire, de sorte que ce bloc soit au contact d'une bague en acier inoxydable fixée sur l'arbre principal et assure ainsi l'étanchéité. La bague d'étanchéité en caoutchouc est fixée sur le couvercle supérieur (ou le couvercle de support) de la turbine hydraulique. Ce type de joint est simple et facile à régler, mais la force du ressort est inégale, ce qui peut entraîner un serrage excentré, une usure prématurée et une étanchéité instable.
(5) Joint à anneau labyrinthe. Le joint à anneau labyrinthe est un type de joint récent. Son principe de fonctionnement repose sur un dispositif à plaque de pompage placé au-dessus de la roue de la turbine. Grâce à l'effet d'aspiration de cette plaque, la bride de l'arbre principal reste constamment à l'air libre. Il n'y a aucun contact entre l'arbre et le joint, seulement une couche d'air. Le joint bénéficie ainsi d'une très longue durée de vie. Le joint d'arbre principal est un joint labyrinthe sans contact, composé d'un manchon rotatif près de l'arbre, d'un boîtier d'étanchéité, d'un tuyau de drainage et d'autres composants. En fonctionnement normal, la boîte d'étanchéité ne subit aucune pression d'eau, quelle que soit la charge. La plaque de pompage, fixée sur la roue, tourne avec celle-ci, empêchant ainsi l'eau et les particules solides de pénétrer dans le joint d'arbre principal. Dans le même temps, le tuyau d'évacuation de la plaque de la pompe empêche le sable ou les matières solides de s'accumuler sous le couvercle supérieur de la turbine hydraulique, et évacue une petite quantité d'eau qui fuit par l'anneau anti-fuite supérieur vers l'eau de queue par le tuyau d'évacuation de la plaque de la pompe.
Voici les quatre principales catégories de joints d'étanchéité pour turbines. Parmi celles-ci, le joint à anneau labyrinthe, technologie d'étanchéité récente, permet d'empêcher efficacement les fuites d'eau au niveau du boîtier d'étanchéité. Adopté et utilisé par de nombreuses centrales hydroélectriques, il offre d'excellents résultats.
Date de publication : 24 janvier 2022
