Glitre Energi-Delt mekanisk tetning stoppet lekkasje i Francis-turbin

Hvordan en ny tetningsløsning reduserte lekkasje og vedlikeholdsbehov ved Kaggefoss kraftverk

Ved Kaggefoss kraftverk utenfor Drammen hadde Glitre Energi Produksjon et økende problem med vannlekkasje fra en Francis-turbin. Den tradisjonelle grafittpakningen måtte strammes jevnlig, samtidig som lekkasjen gradvis økte.

Løsningen ble en Chesterton 442 Jumbo delt mekanisk tetning, tilpasset den eksisterende turbinen. Resultatet var en tett akseltetning og mindre behov for inngrep på roterende utstyr.

Utfordringen: Økende lekkasje fra Francis-turbin

Glitre Energi Produksjon oppgraderte Francis-turbinene ved Kaggefoss i 2012. Den eksisterende løsningen med tradisjonell grafittpakning ble imidlertid beholdt.

Over tid økte lekkasjen, og pakningen måtte strammes for å opprettholde funksjonen.

Dette skapte flere utfordringer:

• Regelmessig justering av pakkboksen krevde tid og planlegging.
• Arbeid på roterende utstyr krever nødvendige sikkerhetstiltak.
• Økende vannlekkasje påvirket kapasiteten til lensepumpene.
• Vedlikeholdsbehovet økte etter hvert som lekkasjen tiltok.
• stoppet vannlekkasje fra turbinens akseltetning
• mindre behov for justering av pakkboksen
• redusert vedlikeholdsarbeid på tetningen
• mindre belastning på lensepumpesystemet
• en tetningsløsning tilpasset eksisterende turbin og aksel
• økende lekkasje
• hyppig behov for justering
• mye manuelt vedlikeholdsarbeid
• utfordringer med kapasiteten til lenseanlegget
• behov for mer forutsigbar drift
• begrensninger ved vedlikehold på roterende utstyr

For et vannkraftverk er en slik lekkasje derfor ikke bare et spørsmål om selve tetningen. Den kan også påvirke andre deler av anleggets drift.

Hvordan løste Fuglesangs lekkasjeproblemet?

I stedet for å fortsette med den eksisterende pakkboksløsningen ble det valgt en Chesterton 442 Jumbo split seal, tilpasset turbinen.

Tetningen er delt og kan monteres rundt akselen. Det gjør det mulig å gjennomføre installasjonen uten å demontere hele aksel-/turbinløsningen.

Tekniske data

Adapterplaten ble produsert lokalt av Fuglesangs, og tetningen ble installert på eksisterende utstyr.

Hvorfor ble en delt mekanisk tetning valgt?

Ved eksisterende turbiner kan det være en stor fordel å kunne oppgradere tetningen uten omfattende demontering.

Chesterton 442 Jumbo er en delt mekanisk tetning som er utviklet for installasjon på eksisterende aksler. I dette prosjektet ble løsningen tilpasset en aksel med diameter 440 mm og en rotasjonshastighet på 300 RPM.

Det ga Glitre Energi Produksjon mulighet til å oppgradere tetningen på den eksisterende turbinen fremfor å gjøre en større ombygging.

Resultatet: Ingen vannlekkasje

Etter installasjonen ble anlegget fulgt opp.

Ved en inspeksjon i oktober 2020 viste tetningen seg å være tett i drift. Glitre Energi Produksjon opplevde at vannlekkasjen var borte, og at planlagt arbeid ved kraftverket kunne gjennomføres uten forstyrrelser fra lekkasjen.

Fuglesangs opplyser også at tetningen fortsatt var i drift uten lekkasje i 2025.

Dokumentert effekt

Prosjektet ga blant annet:

Når bør et vannkraftverk vurdere å bytte fra pakkboks til mekanisk tetning?

En eksisterende pakkboksløsning kan være aktuell for oppgradering når man opplever:

Det betyr ikke nødvendigvis at hele turbinen må bygges om. I mange tilfeller kan en oppgradert tetningsløsning tilpasses eksisterende utstyr.

Hva bør man vurdere ved valg av tetning til en vannkraftturbin?

Riktig tetning må tilpasses mer enn bare akseldiameteren.

Fuglesangs vurderer blant annet:

1. Akseldiameter og hastighet – dimensjonering må passe den aktuelle turbinen.
2. Mediet – vannets egenskaper og driftsforhold påvirker tetningsvalget.
3. Tilgjengelig installasjonsplass – særlig viktig ved eksisterende anlegg.
4. Mulighet for demontering – en delt løsning kan være fordelaktig når omfattende demontering skal unngås.
5. Vedlikeholdsbehov – løsningen bør redusere behovet for manuell justering.
6. Driftskritikalitet – lekkasje fra en turbin kan få konsekvenser for andre systemer i kraftverket.

Fra lekkasjeproblem til oppgradering

Glitre-prosjektet viser en viktig forskjell mellom å reparere en lekkasje og å endre årsaken til at lekkasjen oppstår.

Når en tradisjonell pakkboks må justeres stadig oftere, kan det være hensiktsmessig å vurdere om selve tetningsprinsippet bør oppgraderes.

I dette prosjektet ble eksisterende utstyr beholdt, mens tetningsløsningen ble modernisert og tilpasset den aktuelle turbinen.

Fuglesangs og tetningsløsninger for vannkraft

Fuglesangs leverer pumper, tetningsteknikk og service til vannkraftanlegg. Innen vannkraft leverer selskapet blant annet løsninger for pumper, tetninger samt drenerings- og kjølesystemer, og arbeider også med oppgradering av eksisterende anlegg.

Glitre-prosjektet er et eksempel på hvordan en konkret utfordring med lekkasje og vedlikehold kan løses gjennom en tilpasset tetningsløsning – uten at hele turbinen må skiftes ut.

Vanlige spørsmål om tetning på Francis-turbiner

Hva er en delt mekanisk tetning?

En delt mekanisk tetning består av deler som kan monteres rundt en eksisterende aksel. Det kan gjøre installasjon på eksisterende roterende utstyr enklere enn med en konvensjonell, udelt tetning.

Hvorfor lekker en pakkboks på en vannturbin?

En pakkboks kan over tid få økende lekkasje og behov for justering. Slitasje, driftsforhold og tilstanden til pakningsmaterialet er blant forholdene som må vurderes.

Kan man oppgradere tetningen på en eksisterende Francis-turbin?

Ja, det kan være mulig å tilpasse en ny tetningsløsning til eksisterende turbin og aksel. Muligheten avhenger blant annet av akseldiameter, hastighet, tilgjengelig plass og øvrige driftsforhold.

Hva er fordelen med en delt mekanisk tetning?

En viktig fordel er at tetningen kan monteres rundt eksisterende aksel. Det kan redusere behovet for omfattende demontering ved installasjon og senere vedlikehold.

Hvordan kan lekkasje fra en turbin påvirke lenseanlegget?

Økende vannlekkasje kan gi mer vann som må håndteres av lensepumpene. I Glitre-prosjektet ble den økende lekkasjen etter hvert en belastning for kapasiteten til lensepumpene.

Har dere lekkasje fra turbin eller generator?

Fuglesangs kan vurdere eksisterende tetningsløsning, driftsforhold og tilgjengelig plass og se på muligheten for en oppgradering.

Ta kontakt med Fuglesangs for en vurdering av tetningsløsningen på ditt vannkraftverk.