Фрагин М.С. Регулирование и маслоснабжение паровых турбин: настоящее и ближайшая перспектива

Подождите немного. Документ загружается.

Глава 11 141

Конструкция ФТО первоначально выполнялась из рулонного

материала с плетением типа фильтр-бельтинг. При этом важно,

чтобы этот материал был устойчив к воздействию огне-

стойкого масла, являющегося хорошим пластификатором.

Расход масла на фильтр ограничивается дроссельной шайбой.

Компоновка узлов на баке показана на рис. 11.5.

11.3. Схема и оборудование системы смазки

подшипников

Типовая схема системы смазки показана на рис. 11.6.

Конечно, системы смазки турбины 25 МВт и 1200 МВт будут

отличаться, но, в основном, габаритами самих элементов.

Общее же для всех турбин - главный маслонасос снят с вала

Рис. 11.6. Типовая схема системы смазки:

1 - турбоагрегат с аварийными ёмкостями масла, 2 - бак системы смазки,

3 - электронасосы системы смазки переменного и постоянного тока, 4 -

маслоохладитель, 5 - редукционный клапан, 6 - напорный коллектор, 7 -

гидрозатвор, 8 - заполненный сливной коллектор, 9 - подача масла на тур-

бонасос, 10-вентиляционный коллектор, 11 -эксгаустер, 12-фильтр тон-

кой очистки

142 Глава 11

турбины, подача масла осуществляется от насосов с электро-

двигателями переменного и постоянного тока, подача масла в

подшипники в нормальных режимах осуществляется через бач-

ки, которые расположены на каждом подшипнике, и которых

достаточно для безаварийного останова турбины в случае отка-

за всех электронасосов [К1, К18]. Для повышения надёжности

за каждым насосом устанавливается по два обратных клапана.

Маслоохладители устанавливаются на напорном маслопроводе

(при этом обеспечивается наибольшая температура масла в

баке и повышается эффективность отделения в баке воды и

воздуха, которых, как правило, много именно в системе смазки),

поэтому часто требуется установка повышающих насосов по

воде, чтобы исключить возможность аварийного попадания

масла в воду. Для предотвращения образования и отложения

шлама в сливном коллекторе он выполняется затопленным.

Учитывая длину коллектора, наклон его выполняется так, чтобы

движение масла и воздуха происходило в одну сторону, при этом

в нескольких точках организуется удаление воздуха в спе-

циальный вентиляционный коллектор.

Давление масла на отметке оси турбины составляет

0,8...1,2 кг/см

в зависимости от длины турбины, чтобы

уменьшить влияние потерь давления в раздаточных трубах.

Поддержание постоянного давления осуществляется регуля-

тором давления непрямого действия без обратной связи (с

обратной связью через объект), показанного на рис. 11.7.

Регулятор воздействует только на часть расхода масла, т.к.

устойчивость такого регулятора уменьшается при уменьшении

расхода. При этом надо иметь ввиду, что в применяемых

конструкциях подшипников расход масла на турбину растёт с

повышением оборотов максимум на 30%.

Глава 11 ___________________________________ 143

Рис. 11.7. Регулятор давления масла

Схема подвода масла в подшипнике на смазку показана

на рис. 11.8. Подвод масла на смазку осуществляется через

бачок, расположенный в крышке каждого подшипника. Подвод

масла в бачок осуществляется таким образом, чтобы исклю-

чить обратный ток масла при отключении насосов и начале паде-

ния уровня масла в бачке. Наличие шайбы на подводящей к

бачку трубе позволяет выдержать расчётное давление масла

в бачке, которое обычно выполняется половинным от давления

на оси турбины, и грубо оценить расход масла на каждый под-

шипник.

Из верхней точки бачка осуществляется выпуск

воздуха, чтобы предотвратить "завоздушивание" бачка при

длительной работе.

Наиболее оптимальный вариант подвода масла из бачка

к вкладышу - подвод масла из бачка в нормальных и аварийных

144 Глава 11

Рис. 11.8. Конструкция подшипника:

1 - подача от напорного коллектора, 2 - бачок, 3 - подвод масла к вкладышу,

4 - воздушник, 5 - дозирующая шайба на входе в подшипник, 6 - дозирую-

щая шайба на входе во вкладыш

режимах через одну дозирующую трубу с шайбой непос-

редственно в масляный клин [К 19]. В нормальных режимах

это обеспечивает минимальный расход масла и минимальные

потери в подшипнике, в аварийных - отсутствие инерции в

переходе на аварийную смазку,

т.к. нет необходимости менять

направление потока.

Уменьшение подачи масла

в режиме безнасосного останова

обеспечивается уменьшением

числа отверстий в дозирующей

трубе по мере падения уровня масла в бачке.

Рис. 11.9. Схема подвода масла

При подаче масла из одного бачка к двум вкладышам

подачу масла к каждому вкладышу надёжнее осуществлять

Глава 11 145

через свою дозирующую трубу со своей шайбой перед каждым

вкладышем (рис. 11.9). Фильтр тонкой очистки аналогичен

изображённому на рис. 11.2, только ограничительная шайба

другого диаметра из-за низкого давления.

Эксгаустер для отсоса паров масла также имеет боль-

ший расход, учитывая возможность присоса воздуха по валу

через уплотнения в корпусах подшипников. Эксгаустер подсое-

динён как к баку, так и к вентиляционном коллектору.

Маслоохладители устанавливаются в количестве 2...4

в зависимости от тепловыделения в турбине, имеется 3 типа

маслоохладителей на разный расход масла.

Маслобак (рис. 11.10), выполняется стандартной прямо-

точной конструкции. После слива масла в грязный отсек масло

должно пройти стадию укрупнения пузырей воздуха. Этому

способствует установка дырчатой перегородки, способст-

вующей более равномерной загрузке всего бака по объёму.

После воздухоотделителей в виде наклонных перегородок

Рис. 11.10. Маслобак смазки:

1 - грязный отсек, 2 - дырчатый лист, 3 - воздухоотделитель, 4 - рамочный

фильтр, 5 - чистый отсек, 6 - насосы, 7 - маслоуказатель, 8 - фильтр тонкой

очистки

146 Глава 11

Рис. 11.11.

Маслонасос

смазки с одним колесом

Рис. 11.12.

Маслонасос

смазки с двумя колёсами

установлены два ряда сеток для грубой очистки масла. В

чистом отсеке каждый насос имеет свой отсек всасывания.

Из чистого отсека при необходимости забирается масло на

насосы масляных уплотнений генератора. В грязном отсеке при

работе с огнестойким маслом выполняется разбрызгиватель

для интенсификации испарения и удаления влаги эксгаустером.

Маслонасосы разработаны специально для установки

в бак указанной конструкции. Для этого были разработаны [П24,

П25] маслонасосы с одним и двумя параллельно работающими

колёсами без применения сборной "улитки" на напоре (рис. 11.11

и 11.12), что позволило перейти на применение погружных

насосов и существенно сократить площадь, занимаемую

маслостанцией смазки в целом.

11.4. Система гидроподъёма роторов

Гидроподъём роторов является сейчас важным

элементом обеспечения надёжности работы подшипников тур-

бины, т.к. предохраняет шейки роторов от износа при

Глава 11 147

длительном вращении ротора на

малых оборотах при применении

тихоходного валоповоротного

устройства ВПУ (3...4 об/мин).

Для турбин большой мощности с

диаметром подшипников более

500 мм масляный клин образуется

Рис. 11.13.

Схемакаме

при высоких оборотах ротора

(100...300 об/мин), выполнение же валоповоротного устройства

для раскрутки до таких оборотов вообще проблематично, и отказ

от тихоходного ВПУ для таких турбин не реален.

Для гидроподъёма роторов в постели каждого подшип-

ника выполняются камеры, куда подаётся масло высокого

давления. Типовая схема этих камер подшипника показана на

рис. 11.13. Сила от давления масла в этих камерах должна

поднимать ротор при среднем давлении в них 40...60 кг/см

Схема системы гидроподъёма показана на общей схеме

маслоснабжения (рис. 11.14). В новых турбинах ЛМЗ для

подъёма роторов используются централизованная система

подачи масла высокого давления от винтовых насосов с

номинальным давлением 90 кг/см

. В отличие от приме-

нявшейся ранее децентрализованной системы (свой шесте-

рёнчатый насос для каждого подшипника), эта система, как

показал опыт, имеет большую надёжность, т.к. состоит из

меньшего числа элементов и позволяет их резервировать, в

первую очередь, сами насосы.

Насосы гидроподъёма винтовые, имеются насосы на

расход 2, 4 и 7 л/с. Устанавливается 2 насоса, каждый

попеременно-резервный. Насосы выполнялись в горизон-

тальном исполнении.

148 __________________________________ Глава 11

Рис. 11.14. Система маслоснабжения подшипников

Разработаны насосы с такими же винтами в вертикаль-

ном исполнении (рис. 11.15), что позволяет устанавливать их в

маслобаке, чем снимается проблема сбора протечек. Для

повышения надёжности включения насосов на всасывание

насосов может подаваться линия от насоса смазки.

Трубопровод гидроподъёма выполняется на двойное

давление. Редукционный клапан ограничивает возрастание

давления сверхдопустимого, в частности, при включении двух

Глава 11 149

Рис. 11.15.

Установка

насосов гидроподъёма

Рис. 11.16.

Дозирующее

устройство

насосов. Каждый насос имеет свой предохранительный клапан

до отключающих задвижек.

Перед каждым подшипником устанавливается так

называемое дозирующее устройство, в котором расположен

обратный клапан, второй- непосредственно перед вкладышем

подшипника, чтобы исключить утечку масла из масляного клина

при нормальной работе. Кроме того, там же устанавливается

ограничительная шайба с фильтром, которая при работе в

режиме гидроподъёма предотвращает недопустимо большой

расход масла на подшипник, в котором принудительно

образовался большой зазор между шейкой и постелью. Это

обеспечивает нормальную работу гидроподъёма остальных

подшипников.

150 Приложение I

Приложения

Приложение I. Устойчивость сервомотора при

падающей внешней нагрузке

1.1. Гидравлический сервомотор

Рассмотрим типовой однопоршневой пружинно-

гидравлический сервомотор (см. рис. 5.1) для привода

регулирующего клапана впуска пара в турбину. Для таких

сервомоторов в статических режимах характерным является

вид нагрузки на поршень сервомотора, показанный на рис. П. 1.

Паровое усилие быстро падает по мере открытия клапана из-

за возрастания давления пара перед соответствующим

сегментом сопел, и поэтому результирующее усилие при малом

трении имеет ярко выраженный падающий характер в первой

трети хода сервомотора на открытие, что может быть в ряде

случаев причиной потери "статической" устойчивости

сервомотора [С17].

Рис. П. 1. Усилие сервомотора ЦВД турбины К-800-240-3:

1 - паровое усилие на шток клапана, 2 - сила трения, 3 - сила пружины,

4 - суммарное усилие на поршень сервомотора