Молочек В.А. Ремонт паровых турбин

Подождите немного. Документ загружается.

указано в § 17.4 для вкладышей опорных под-

шипников, с обязательными и тщательными

обезжириванием, травлением и лужением. После

заливки и обрубки или опиловки лишнего бабби-

та у обеих половин вкладыша простругивается

баббит у плоскости разъема и разъем при-

шабривается по плите и по краске при наложении

обеих половинок одна на другую.

Для расточки на токарном станке обе поло-

вины вкладыша стягиваются болтами или хому-

том в нормальное рабочее положение. Расточку

следует вести с контролем микрометрическим

нутромером (штихмасом) и по шаблону. Шаблон

изготовляется из листовой стали толщиной 2—3

мм и должен точно соответствовать расположе-

нию, ширине и глубине гребней на шейке ротора;

с шаблона выполняется точный контршаблон

(рис. 18.5), который служит токарю для проверки

правильности проточки баббита под гребни.

Рисунок 18.5. Снятие шаблона и контршаблона для

расточки гребней вкладыша упорного

подшипника после перезаливки.

После расточки на станке должна быть

обязательно произведена пригонка рабочих по-

верхностей кольцевых канавок вкладыша по

краске к гребням вала. Пришабровка должна

производиться одновременно у обеих половин

вкладыша с тем, чтобы получить равномерное

прилегание опорных поверхностей подшипника

по всей окружности с обеих сторон гребней и с

соблюдением необходимого зазора. Шабровка

должна быть закончена тогда, когда все гребни

ротора одновременно касаются всех выточек во

вкладыше в обоих направлениях по оси и, кроме

того, разбег в упорном подшипнике достигнет

величины 0,3—0,5 мм. После шабровки и оконча-

тельной пригонки вкладыша гребенчатого под-

шипника по осевому разбегу в нем выполняются

масляные канавки, скосы и фаски по снятому до

перезаливки чертежу.

Осевой разбег роторов в сегментных упор-

ных подшипниках не должен превышать величин

установленных заводом-изготовителем; для раз-

личных конструкций в роторах высокого давле-

ния он обычно находится в пределах 0,25—0,50

мм; в роторах низкого давления, имеющих упор-

ные диски большого диаметра, величина осевого

разбега доходит до 0,6—0,75 мм, а в некоторых

конструкциях — даже до 1 мм. При износе упор-

ного подшипника до величины, превышающей

установленный заводом максимально допусти-

мый разбег, последний обязательно должен быть

уменьшен; большой разбег может привести к за-

деваниям в проточной части и к ударной нагрузке

на сегменты при резком изменении нагрузки тур-

бины. Также недопустим и осевой разбег меньше

нормы, так как это может вызвать зажатие сег-

ментов и их оплавление из-за невозможности по-

ворачиваться для создания масляного клина и

жидкостного трения.

Изменение величины осевого разбега у

опорно-упорных подшипников, применяемых

ЛМЗ в современных конструкциях турбин вы-

сокого давления (см. рис. 18.2), производится за

счет изменения толщины прокладок под разрез-

ными полукольцами 8 и 9, состоящими из двух

половин, на которые опираются рабочие 5 и уст-

рановочные 6 сегменты подшипника.

У опорно-упорного подшипника турбины

Калужского турбинного завода (рис. 18.6), в ко-

тором упорным гребнем являются боковые стен-

ки колеса 1 центробежного масляного насоса,

изменение величины осевого разбега также про-

изводится за счет увеличения или уменьшения

толщины регулировочных колец 2; возможность

выравнивания в небольших пределах нагрузки на

отдельные упорные сегменты достигается опорой

рабочих сегментов 5 на специальные упругие

элементы 10.

Рисунок 18.6. Опорно-упорный подшипник турбины

КТЗ. 1-упорный диск—колесо масляного насоса, 2—

регулировочные кольца, 3 — уплотнение, 4—

установочный сегмент, 5—рабочий сегмент, 6—

опорная подушка, 7—вкладыш опорного подшипника,

8—вал турбины, 9—установочные кольца, 10 — упру-

гие элементы.

Во всех случаях, когда осевой разбег в

упорном подшипнике выходит за пределы допус-

тимого и уменьшить его по условиям конструк-

ции невозможно или когда вследствие износа и

шабровок толщина оставшегося слоя баббита на

сегментах уменьшилась до 0,8—0,9 мм (вместо

231

нормальной 1,5 мм), необходимо сегменты, неза-

висимо от их состояния, перезалить (§ 18.5) или

заменить новыми.

Помимо проверки осевого разбега ротора,

необходимо проверить правильность положения и

стопорения вкладыша самого упорного подшип-

ника в турбине, что является основным условием

получения правильных осевых зазоров в лаби-

ринтовых уплотнениях и в проточной части тур-

бины.

Регулировка осевого положения ротора,

имеющего гребенчатый подшипник типа ХТГЗ

(см. рис. 18.1), у которого вкладыш состоит из

двух половин и соединяется с корпусом опорного

подшипника с помощью фланца, производится

изменением толщины установочного кольца 3,

имеющегося между фланцами вкладыша и опор-

ного подшипника.

Осевое положение сегментного упорного

подшипника может быть изменено за счет из-

менения толщины специальных установочных

полуколец 7 и 10 (см. рис. 18.2 и 18.4), зало-

женных в выточках вкладышей.

Для определения места установки упорно-

го подшипника и необходимой толщины устано-

вочных колец нужно замерить полный осевой

разбег ротора при открытом цилиндре турбины

без упорного подшипника. Этот разбег определя-

ется величиной осевых зазоров на входе и выхо-

де пара в лопаточном аппарате.

Полный осевой разбег ротора определяется

при сдвигании ротора, без проворачивания из

одного крайнего положения в другое по инди-

катору, касающемуся какой-либо точки торцевой

поверхности ротора. Разность показаний индика-

тора, замеренных при крайних положениях рото-

ра, показывает полную величину разбега ротора в

проточной части турбины. Для исключения оши-

бок в замерах связанных с недостаточно точной

установкой лопаток в осевом направлении, пол-

ный разбег ротора проверяют 2—3 раза, повора-

чивая ротор при каждой последующей проверке

на 90° по сравнению с предыдущим его положе-

нием.

Упорный подшипник закрепляется подбо-

ром толщины и укреплением установочных колец

при положении ротора на расстоянии, обеспечи-

вающем необходимые осевые зазоры на стороне

входа пара на рабочие лопатки.

Уменьшение толщины установочных колец

производится шабровкой по плите после замеров

по месту и определения необходимой их толщи-

ны; увеличение толщины требует изготовления

новых установочных колец соответствующей

толщины. Установочные кольца должны заво-

диться в посадочные места легкими ударами мо-

лотка.

18.3. РЕМОНТ УПОРНОГО

ПОДШИПНИКА.

Перед разборкой упорного подшипника

необходимо произвести щупом замеры ра-

диальных зазоров между валом турбины или

втулкой упорного диска и маслозащитными баб-

битовыми поясками 12 вкладыша подшипника

(рис. 18.2); ротор должен лежать только на опор-

ном подшипнике и нигде не касаться этих поя-

сков.

Суммарный зазор между шейкой ротора и

расточкой корпуса должен находиться в пределах

0,0025—0,0035 от диаметра вала или диаметра

валовой втулки в точке замера зазора. При этом

внизу зазор измеряется щупом и должен быть

равен 1/3, а вверху измеряется по оттиску свин-

цовой проволоки и должен быть равен 2/3 от

суммарного; боковые зазоры устанавливаются

равными с обеих сторон вала. Например, если

суммарный зазор для вала диаметром 300 мм ра-

вен 300*0,003=0,9 мм, то вверху он должен рав-

няться 0,6мм, внизу 0,3 мм и с боков (с каждой

стороны) по 0,45 мм.

Больший зазор вверху требуется для учета

всплывания вала на масляной пленке во время

работы. Задевания в баббитовых поясках корпуса

подшипника, обнаруживаемые по их натиру, мо-

гут вызывать вибрации турбины; вибрация эта

обычно носит местный характер и для ее устране-

ния необходимо вскрыть упорный подшипник,

расшабрить баббитовые расточки и после сборки

проверить зазор между шейкой ротора и этими

расточками. При увеличенных радиальных и бо-

ковых зазорах в указанных расточках следует

произвести или перезаливку маслозащитных поя-

сков, или наплавку имеющейся заливки (§ 17.5),

если не наблюдается ее отставания от основного

тела.

Установочные данные, которыми являются

первоначальные замеры положения вала в под-

шипниках и положения всего вала в осевом на-

правлении, а также все последующие аналогич-

ные замеры должны аккуратно, записываться в

формуляры для учета характера изменений, про-

исшедших в процессе эксплуатации, и суждения о

необходимости перезаливки того или иного под-

шипника.

Рисунок 18.7. Зарисовка на кальке следов работы сег-

ментов упорного подшипника. а — следы касания.

При разборке упорного подшипника необ-

ходимо убедиться в том, что все болты, сегменты

и другие его части имеют точную и ясную марки-

ровку, что имеет большое значение для правиль-

ной сборки. Во время ремонта надлежит тщатель-

но проверить и очистить все масляные камеры и

каналы корпуса и самого подшипника; частицы

песка, грязи и волокон от обтирочных концов,

попадая на сегменты и рабочую поверхность

упорного гребня сегмнетного подшипника, мо-

гут привести к аварии.

232

После разборки упорного подшипника не-

обходимо произвести тщательный осмотр со-

стояния его деталей, в особенности сегментов

подшипника, упорного диска и вкладыша. Всякие

риски, царапины, выбоины, трещинки, а также

следы коррозии и наклепа на шлифованных по-

верхностях упорных дисков мешают образованию

непрерывной масляной пленки между трущимися

поверхностями; такие поверхности подлежат

шабровке и шлифовке (см. ниже). При обнаруже-

нии у рабочих поверхностей сегментов отстава-

ния баббита от основного тела или при наличии

на них посторонних включений сегменты подле-

жат перезаливке или замене новыми.

Для правильного суждения о работе сег-

ментов следует зарисовать состояние их рабочей

поверхности, наложив бумажную кальку на раз-

ложенные по порядку сегменты и переводя на нее

следы касания и наработки на каждом сегменте

(рис. 18.7). Следы работы диска на рабочей по-

верхности сегментов должны быть равномерны-

ми, одинаковыми и заметными только в области

наиболее тонкой части масляного клина, занимая

не более 20—25% от всей поверхности сегмента.

Рисунок 18.8. Проверка состояния сегмента упорного

подшипника. а — проверка толщины сегмента, б—

проверка линии качания и закруглений скосов сегмен-

та.

1-ребро качания, 2 — параллельные линии,

3 — направление вращения упорного диска.

Одним из основных факторов, определяю-

щих надежность работы упорного подшипника,

является равномерное распределение нагрузки

между сегментами, что определяет несущую спо-

собность упорного подшипника. Учитывая, что

толщина масляной пленки между упорным дис-

ком и сегментами в самом тонком месте клина не

превышает 0,01—0,015 мм, следует обратить осо-

бое внимание на толщину сегментов, которая у

отдельных сегментов одного комплекта не долж-

на разниться больше, чем на 0,01—0,02 мм.

Перегрузка отдельных сегментов, связан-

ная с неравномерным распределением осевых

усилий между ними, может вызвать их оплавле-

ние; кроме того, разная толщина сегментов может

вызвать неравномерное давление на упорный

диск, вследствие чего диск и вал будут восприни-

мать нагрузку с переменным знаком; последнее

может привести к усталостным напряжениям в

материале вала и, в конечном счете,—к его изло-

му.

Проверка сегментов по толщине произво-

дится на точной проверочной плите или с по-

мощью индикатора или таким же путем с по-

мощью рейсмуса и щупа. При проверке сегменты

кладутся стороной с баббитовой заливкой на про-

верочную плиту, а ножка индикатора касается

сегмента так, как изображено на рис. 18.8,а. При

неудовлетворительных результатах этой проверки

сегменты должны быть отшабрены до получения

одинаковой толщины (разница не больше 0,01

мм}; при этом сегменты должны прилегать к пли-

те по пятнам краски всей своей рабочей поверх-

ностью без всякого зазора с точностью шабровки

двух пятен краски на 1 см

При значительном истирании рабочей по-

верхности, недостаточной толщине заливки баб-

бита или при отставании баббита от тела сегмента

сегменты подлежат перезаливке или замене но-

выми.

При использовании на подшипниках новых

запасных сегментов, кроме проверки качесгва

поверхности, толщины и закруглений входных

кромок, необходимых, чтобы избежать нару-

шений в масляном слое, следует производить

проверку одинакового расположения линий кача-

ния и направления скосов (рис. 18.8,б). Обычно

линии качания сегмента располагаются радиально

и делят тыльную (не рабочую) сторону сегмента

на участки с отношением 2/5 : 3/5 (рис. 18.3) и с

расположением более длинной части со стороны

входа масла на сегмент.

В настоящее время в ряде конструкций

подшипников такое расположение изменено, так

как оно не дает одинакового зазора по длине вы-

ходной кромки при работе турбины. При боль-

шом числе сегментов и расположении сегментов

на большом диаметре, где имеют место большие

скорости масла, линия качания располагается не

радиально, а параллельно выходной кромке сег-

мента (рис. 18.8,б), чтобы наибольший щелевой

зазор получался у этой кромки на большем ра-

диусе сегмента; такое расположение линии кача-

ния обеспечивает более равномерное распределе-

ние давления масла, что в свою очередь создает

условия для более правильной работы масляного

клина и для повышения несущей способности

упорного подшипника.

После проверки толщины сегмента на пли-

те необходимо проверить на полностью собран-

ном подшипнике все ли сегменты равномерно

касаются упорного диска. Для этого ротор с пред-

варительно наложенным на упорный диск тонким

слоем краски (синька, разведенная на керосине)

или даже с насухо вытертым упорным диском и

233

сегментами (краска может искажать результа-

ты), проворачивается с помощью крана или

вручную на три—пять оборотов по направлению

нормального вращения и с сильным нажатием по

оси до упора сначала в направлении хода пара и

затем против хода пара. После разборки подшип-

ника по следам краски или натиров судят о равно-

мерности прилегания рабочих и нерабочих сег-

ментов к упорному диску.

При недостаточно равномерном прилега-

нии исправление производится путем шабровки

поверхности баббита сегментов. Сегменты долж-

ны прилегать к поверхности диска не менее 3/4

поверхности их баббитовой заливки.

Шабровка сегментов может вызвать уве-

личение осевого разбега ротора, поэтому одно-

временно с обеспечением равномерного приле-

гания сегментов необходимо обеспечить осевой

разбег ротора в пределах допуска.

Неправильная установка вкладыша, его ус-

тановка с перекосом могут привести к тому, что,

несмотря на одинаковую толщину сегментов, бу-

дет наблюдается их различная приработка.

В опорно-упорных подшипниках ЛМЗ с

опорной шаровой поверхностью (см. рис. 18.2)

необходимо проверять величину затяжки пружи-

ны амортизатора 10, установленного под сви-

сающей частью подшипника и предназначенного

для восприятия веса консольной упорной части

вкладыша; натяжение пружины, регулируется так,

чтобы разъемы вкладыша 1 и обоймы 2 были па-

раллельны между собой; необходимо также про-

верять прилегание шейки вала по всей длине ее

опорной части.

18.4. СНЯТИЕ И ПОСАДКА

УПОРНЫХ ДИСКОВ.

Упорные диски и гребенки, если они не

выполнены заодно целое с валом, насаживаются

на роторы в горячем виде с небольшим натягом—

до 0,06—0,08 мм. От вращения в подшипниках,

типа приведенного на рис. 18.2, они фиксируются

шпонками, от осевого перемещения с одной сто-

роны—буртом 14, а с противоположной—

разрезным кольцом (из двух половин) 15, которое

закладывается в паз вала и предохраняется от вы-

падения под действие центробежных сил охваты-

вающим его с натягом 0,1 мм цельным стопор-

ным кольцом 11.

Рисунок 18.9. Проверка упорного диска. а—проверка

индикаторами правильности насадки диска, б— про-

верка диска на плоскостность с помощью линейки и

щупа, I и II — индикаторы, III — положение линейки.

Таблица 18.1. Записи показаний индикаторов при про-

верке осевого биения торца упорного диска.

Места отсчетов

по индикаторам

(рис. 189)

Показания

индикаторов,

0,01 мм

I II I II

Алгеб-

раи-

ческая

разность

пока-

заний,

0,01 мм

Биение

диска,

0,01 мм

1 5 0 0 0 0

2 6 +2 -2 ±4 2

3 7 +4 -4 ±8 4

4 8 +6 -6 ±12 6

5 1 +8 -8 ±16 8

6 2 +16 +4 +12 6

7 3 +14 +6 ±8 4

8 4 +12 +8 ±4 2

1 5 +10 +10 0 0

Снятие упорных дисков и гребенок произ-

водится после их нагрева паяльными лампами

или газовой горелкой равномерно по всей окруж-

ности до температуры 120—150° С. Нагрев для

обратной посадки производится погружением в

кипящую воду или в горячее масло.

При ремонте, особенно в случаях, если

производилось снятие с вала упорного диска или

гребенки, необходимо произвести проверку стро-

гой перпендикулярности рабочей поверхности

диска или гребенок по отношению к оси вала;

перекос и отклонения от плоскостной формы (ко-

нусность) вызывают неравномерное распределе-

ние нагрузки между отдельными сегментами

упорного подшипника или выточками во вкла-

дыше подшипника гребенчатого типа и значи-

тельно снижают несущую способность подшип-

ника.

Проверка производится установкой двух

индикаторов, закрепленных на плоскости разъема

у упорного подшипника с двух диаметрально

противоположных сторон его на одинаковом ра-

диусе от оси вала (рис. 18.9,а). Ножки индикато-

ров должны быть перпендикулярны к поверхно-

сти и должны касаться рабочей торцевой поверх-

ности упорного диска или гребенки на уровне

плоскости разъема.

В табл. 18.1 приведен пример записи пока-

заний индикаторов при проворачивании ротора и

совпадении ножек индикаторов с каждым из

восьми отверстий под болты соединительной

муфты, что обеспечивает получение сравнимых

данных в течение ряда лет. Данные таблицы по-

зволяют найти алгебраические разности по-

казаний обоих индикаторов по каждой паре изме-

рений и после приведения к нулю по наи-

большему их значению определить величину и

направление перекоса торца упорного диска.

Если при проворачивании ротора показа-

ния индикаторов совпадают или наибольшая раз-

ница в их показаниях не превышает 0,03 мм, то

насадка упорного диска или гребенки считается

удовлетворительной. Превышение этой разницы

при хорошем состоянии поверхности упорного

234

диска или гребенки указывает на насадку с пере-

косом. Для устранения перекоса необходимо

снять диск или гребенку, проверить, имеется ли

необходимый натяг (разница в диаметрах расточ-

ки диска и шейки вала в месте посадки), прове-

рить состояние шпонки и шпоночной канавки,

после чего произвести повторную посадку диска.

При небольшой разнице, указываемой ин-

дикаторами, при наличии небольшой конусности,

что проверяется по величине зазора между ли-

нейкой и поверхностью упорного диска (рис

18.9,б), а также при наличии на упорном диске

рисок и неглубоких забоин можно ограничиться

шабровкой и шлифовкой рабочей поверхности

диска, не снимая его с вала.

Шабровку производят по краске с шабро-

вочной плитой (чугунный притир), выполненной

в виде кольца толщиной 15—20 мм с вырезом в

его нижней части; внешний диаметр притира

должен быть больше диаметра упорного диска, а

его внутренний диаметр выполняется по диамет-

ру втулки упорного подшипника (рис. 18.10), ко-

торая является базой для притира. Шабровка

упорного диска ведется по следам краски до по-

лучения равномерного распределения краски по

всей торцевой поверхности диска и получения

осевого биения (биение торца диска) не более

0,02 мм, которое проверяется двумя индикатора-

ми.

Рисунок 18.10. Чугунный притир для шабровки и

шлифовки упорного диска. 1-упорный диск, 2—притир,

3—рукоятки для вращения притира, 4- рычаги для

прижатия притира к диску.

По окончании шабровки рабочая поверх-

ность притира покрывается тонким слоем на-

ждачного порошка (№ 250—300), порошка кар-

бида бора № 180—200, или пасты ГОИ, разведен-

ной на керосине. После прижатия притира к

упорному диску притир поворачивается на 30—

50° в ту и другую сторону; в процессе шлифова-

ния периодически ротор поворачивается на 90°,

180° и т.д., что обеспечивает равномерность

шлифовки всей поверхности диска. Шлифовка

заканчивается после получения чистой и гладкой

поверхности упорного диска.

При наличии глубоких рисок, шероховато-

сти и осевого биения, превышающего 0,07— 0,08

мм, необходимо предварительно проточить диск,

а затем шабрить его и шлифовать. Для проточки

ротор, лежащий на опорных подшипниках, рас-

пирается против осевых перемещений, после чего

при его вращении производится проточка и по-

следующая шлифовка упорного диска или гребе-

нок.

18.5. ПЕРЕЗАЛИВКА СЕГМЕНТОВ

УПОРНОГО ПОДШИПНИКА.

Толщина слоя заливки баббита на сегмен-

тах должна быть меньше минимального осевого

зазора между рабочими и направляющими лопат-

ками; благодаря этому в случае выплавления баб-

бита из сегментов во время работы турбины

упорный диск вала упрется в основное тело сег-

мента (бронза или сталь) и соприкосновения в

лопаточном аппарате при этом не произойдет.

Если толщина баббитовой заливки будет больше,

то выплавление баббита на сегментах вызовет

задевание в проточной части и поломку лопаточ-

ного аппарата турбины. Исходя из указанного

толщина баббитовой заливки сегментов, опреде-

ляемая допустимым сдвигом ротора в осевом на-

правлении, составляет примерно 1,5 мм.

При необходимости перезаливки старый

баббит должен быть полностью выплавлен из

сегментов без оставления его остатков в выточках

и углублениях.

Перезаливка сегментов должна произво-

диться при соблюдении всех условий, указанных

для перезаливки вкладышей опорных подшипни-

ков. Успех перезаливки целиком зависит от пра-

вильной подготовки поверхности сегментов (очи-

стка, обезжиривание, протравление и лужение),

от соблюдения правильных температур заливае-

мого сегмента и расплавленного баббита, а также

и от качества заливки.

Заливка производится после укладки сег-

ментов в форму, выполненную из кровельного

железа (рис. 18.11), с высотой, определяемой

толщиной тела сегмента, плюс необходимая тол-

щина заливки сегмента и плюс припуск на обра-

ботку и на отсутствие усадочных раковин. Этот

припуск для сегментов должен быть не меньше

12—15 мм.

Рисунок 18.11. Заливка сегментов упорных

подшипников баббитом.

Форма заполняется смесью из 80% обыкно-

венной тонкоразмолотой печной глины (по весу)

и 20% волокнистого асбеста, разведенной водой

до тестообразного состояния. В эту массу вдавли-

ваются сегменты, после чего форма тщательно

просушивается и перед заливкой баббитом подог-

ревается до 300—350° С.

После заливки баббитом имеющим темпе-

ратуру 400—420° С, целесообразно для удаления

газов и уплотнения баббита встряхнуть несколько

235

раз форму и, накрыв ее сверху асбестовым лис-

том, охлаждать снизу.

После остывания баббит должен плотно

пристать к телу сегмента, что является основным

условием его удовлетворительной работы. Про-

верка плотности приставания баббитовой заливки

к телу сегмента может быть произведена спосо-

бами, указанными в § 17.2 или, что более надеж-

но, ультразвуком (§ 17.4).

Качество заливки должно проверяться

также после механической обработки, произ-

водимой после установки сегментов на станке по

индикатору в специально изготовленную оправку.

После обработки, производимой по чертежным

размерам с припуском на шабровку 0,05—0,06

мм, на поверхности баббитовой заливки не долж-

но быть посторонних включений, раковин и по-

ристости; заливка должна иметь тускло-

серебристый цвет без желтизны и желтых пятен,

и излом—однородное и мелкозернистое строение.

После шабровки сегментов, производимой

по плите и краске с проверкой индикатором для

обеспечения их одинаковой толщины, рав-

номерного прилегания к упорному диску и со-

здания необходимого осевого разбега произ-

водится закругление кромок баббита. Закругление

особенно необходимо со стороны входа масла на

сегмент, так как острые кромки создают затруд-

нения для прохода масла между трущимися по-

верхностями; обычно радиус округления на входе

масла выдерживается в пределах 2—4 мм.

18.6. СБОРКА УПОРНОГО

ПОДШИПНИКА.

При сборке необходимо обратить внимание

на маркировку сегментов, чтобы обеспечить пра-

вильное положение сегментов по отношению к

направлению вращения упорного диска и пра-

вильную сборку сегментов правого и левого вра-

щения, в особенности, когда они имеют одинако-

вые размеры и отличаются только положением

скосов и линий качания.

При полностью собранном упорном под-

шипнике и насухо вытертых упорном диске и

сегментах необходимо, как это указано в § 18.3,

проверить по натирам совместное прилегание

рабочих поверхностей упорного диска и сег-

ментов при вращении диска и его отжатии как по

ходу пара, так и в противоположную сторону.

Только такая тщательная проверка может обеспе-

чить безусловное и полное прилегание упорных

сегментов к упорному диску, что необходимо для

равномерного распределения осевых усилий по

всей рабочей поверхности сегментов; несоблюде-

ние этого условия вызовет во время работы тур-

бины перегрузку отдельных сегментов, выплав-

ление баббита и аварию турбины, связанную со

сдвигом ротора.

Необходимо проверить состояние и плот-

ность пригонки контрольных шпилек, обеспе-

чивающих точность взаимного соединения верх-

ней крышки или вкладыша с корпусом подшип-

ника; при свободном входе шпилек в свои отвер-

стия, что может привести к перемещению крыш-

ки или вкладыша во время работы турбины,

шпильки подлежат замене. Одновременно с этой

проверкой производится проверка плотности

прилегания разъема верхней крышки к корпусу

подшипника. При свободной укладке крышки или

вкладыша на свое место с установленными кон-

трольными шпильками и легкой затяжке болтами

никаких зазоров в их разъеме, проверяемом щу-

пом, быть не должно.

При сборке необходимо соблюдать меры

предосторожности против загрязнений, проверять

все детали, масляные каналы и отверстия в отсут-

ствии каких-либо повреждений, обеспечить уста-

новку всех деталей в соответствии с их маркиров-

кой и принимать необходимые меры против са-

моотвинчивания и изменения их положения в

процессе работы турбоагрегата.

При первом пуске турбины после ремонта

должно быть установлено тщательное наблю-

дение за работой упорного подшипника. Это на-

блюдение должно вестись прослушиванием, на-

ощупь, по температуре рабочей поверхности

упорных сегментов. Контроль за температурой

баббитового слоя выходной кромки каждого

упорного сегмента, замеряемой термопарами или

термометрами сопротивления, предусмотрен поч-

ти на всех современных турбинах (К-100-190,

К-150-130, К-200-130 и др.).

После небольшого периода работы (8-10 ч)

желательно, а после перезаливки сегментов обя-

зательно турбину остановить, вскрыть упорный

подшипник, проверить его состояние и, в случае

надобности, подшабрить сегменты.

При ненормальной работе упорного под-

шипника (нагрев, вибрация и пр.) следует остано-

вить турбину для вскрытия и осмотра упорного

подшипника.

19.1. ТРЕБОВАНИЯ,

ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СИСТЕМЕ

РЕГУЛИРОВАНИЯ.

Система регулирования в основном служит

для автоматического поддержания соответствия

между мощностью, развиваемой паром в турбине,

и мощностью, отдаваемой электрическим генера-

тором в сеть, при постоянном числе оборотов. В

турбинах различных назначений и конструкций к

числу регулируемых параметров относятся также:

давление отбираемого пара (конденсационные

турбины с отбором), давление отработанного пара

(турбины с противодавлением) и др.

От четкого и правильного процесса регу-

лирования зависит надежность и экономичность

работы турбины. В практике эксплуатации неред-

ки случаи, когда разладка и дефекты в системе

регулирования, вызванные небрежно проведен-

ным ремонтом, приводили к тяжелым авариям с

236

турбоагрегатами вплоть до их полного выхода из

строя.

Важнейшими требованиями, которым

должны удовлетворять системы регулирования,

являются: быстродействие, устойчивое поддер-

жание числа оборотов при изменениях режима от

холостого хода до полной нагрузки и удержание

оборотов при мгновенных и полных сбросах на-

грузки; вызываемое сбросами нагрузки кратко-

временное повышение числа оборотов не должно

вызывать срабатывания предохранительного вы-

ключателя турбины.

При параллельной работе турбоагрегата на

общую сеть дефекты в работе регулирования в

течение длительного времени могут не ощущать-

ся вследствие того, что частота сети, определяю-

щая число оборотов агрегата, поддерживает их на

нормальном уровне. Эти дефекты сказываются:

при холостом ходе турбины, когда регулирование

не держит нормальных оборотов турбины; при

сбросах нагрузки, когда надежность работы тур-

бины обеспечивается только исправным действи-

ем предохранительного выключателя; в эксплуа-

тации, когда ненормальности в работе регули-

рования приводят к колебаниям нагрузки, к поте-

рям, связанным с вредным дросселированием, и

др.

Сказанное определяет необходимость тща-

тельного осмотра, ремонта, сборки и наладки вы-

сококвалифицированным персоналом системы

регулирования при каждом ее ремонте.

Для наладки и эксплуатации системы регу-

лирования большое практическое значение имеют

специальные испытания, производимые до и по-

сле капитального ремонта, для получения данных

и построения статической характеристики регу-

лирования. Если капитальные ремонты турбин

производятся не ежегодно, снятие статических

характеристик регулирования должно произво-

диться не менее одного раза в год во время теку-

щих ремонтов.

Статическая характеристика изображается

в виде двух параллельных кривых 1 и 2 (рис.

19.1), которые показывают, как при нормальных

условиях работы турбоагрегата на самостоятель-

ную электрическую сеть (номинальные парамет-

ры пара и нормальная тепловая схема) и при не-

изменном положении синхронизатора изменяется

число оборотов при плавном изменении нагрузки.

Рисунок 19.1. Статическая характеристика регулиро-

вания скорости. 1-уменьшение числа оборотов при

увеличении нагрузки, 2 — повышение числа оборотов

при снижении нагрузки.

Устойчивая работа регулирования во всем

диапазоне изменения нагрузки обеспечивается,

если статическая характеристика имеет общий

постоянный уклон, не имеет горизонтальных уча-

стков и каждому числу оборотов отвечает только

одна возможная нагрузка. Наличие на статиче-

ской характеристике горизонтального участка

вызовет неустойчивую работу турбины, так как

нагрузка такой турбины при малейшем измене-

нии часто ты в сети будет произвольно меняться

на величину, соответствующую длине горизон-

тального участка характеристики. Из этих кривых

видно, что максимальной нагрузке турбины, при

которой имеет место максимальный пропуск пара

(наибольшее открытие паровпускных клапанов),

соответствует наименьшее число оборотов n

и,

наоборот, наибольшее число оборотов n

соответ-

ствует холостому ходу.

Разность между наибольшим и наимень-

шим числом оборотов, отнесенная к номиналь-

ному числу оборотов n

ном

и выраженная в про-

центах, называется степенью неравномерности

системы регулирования: δ=(n

-n

)/n

ном

В современных турбинах неравномерность

регулирования должна быть в пределах 4±1%.

Уменьшение неравномерности ниже 3% ведет к

уменьшению разгона турбоагрегата при сбросе

нагрузки, но вызывает неустойчивую работу сис-

темы регулирования; повышение неравномерно-

сти выше 5% ведет к увеличению динамического

заброса оборотов при сбросе полной нагрузки.

Кривые 1 и 2 (рис. 19.1) снимаются при од-

них и тех же условиях работы турбоагрегата, но

кривая 1 снимается при уменьшении оборотов, а

кривая 2—при повышении. При снятии кривых

необходимо следить, чтобы изменение числа обо-

ротов происходило в одном направлении, так как

даже кратковременное увеличение оборотов при

снятии кривой 1 или уменьшение оборотов при

снятии кривой 2, не даст возможности правильно

построить эти кривые.

Несовпадение кривой, снятой при умень-

шении оборотов, с кривой, снятой при повыше-

нии оборотов, определяет степень нечувстви-

тельности регулирования ε=2Δn/n.

Процесс регулирования протекает удовле-

творительно, если степень нечувствительности

для систем регулирования скорости с рычажными

связями не превышает 0,5% от номинального

числа оборотов; для систем гидродинамического

регулирования степень нечувствительности

должна быть не более 0,3%.

Увеличение нечувствительности ухудшает

качество работы регулирования, так как вызывает

отставание действия регулирования (опоздание

перемещения сервомоторов и регулирующих кла-

панов при изменении числа оборотов); это отста-

вание вызывается наличием трения, заедания,

износа, перекосов и искривлений в деталях регу-

лирования (в сервомоторах, золотниках, штоках,

передаточно-рычажных соединениях и др.) и воз-

никновением связанных с этими дефектами сла-

бины, игры и мертвых ходов.

237

В некоторых случаях большая нечувстви-

тельность может при работе на общую сеть при-

водить к качаниям (сбросам или набросам) на-

грузки, а при работе на изолированную сеть к

колебаниям числа оборотов. Причину плохого

подчинения турбоагрегата управлению синхро-

низатором также в первую очередь следует искать

в увеличении нечувствительности, которая может

накапливаться в процессе эксплуатации в резуль-

тате заеданий, износа и слабины шарнирных со-

единений регулятора, рычажной передачи от ре-

гулятора к золотнику, искривления штоков клапа-

нов, коробления втулок штоков, попадания ока-

лины и т.д.

Таким образом, если по полученной при

указанных испытаниях статической характе-

ристике регулирования будет установлена не-

равномерность выше 5% или ниже 3% и не-

чувствительность выше 0,5%, необходимо про-

извести ремонт и наладочные работы по системе

регулирования.

Ремонт и настройка регулирования имеет

целью обеспечить такое взаимодействие всех его

элементов, при котором турбоагрегат может ра-

ботать нормально как на изолированную электро-

сеть, так и при параллельной работе с другими

турбоагрегатами на общую электросеть при лю-

бом режиме нагрузки, задаваемом эксплуатацией

и предусмотренном заводом-изготовителем.

В систему регулирования входят: регуля-

тор скорости, сервомоторы, золотники, обратная

связь, передаточные устройства регулятора ско-

рости, золотников, сервомоторов и ре-

гулирующих клапанов.

Вместо систем регулирования с механиче-

скими рычажными связями, шарнирными соеди-

нениями и главным объемным масляным насосом

(шестеренчатым или винтовым), связанным чер-

вячной или зубчатой передачей с передним кон-

цом вала турбины, в современных турбоагрегатах

применяются главным образом системы гидроди-

намического регулирования.

Вместо механических рычажных связей

эти системы имеют гидравлические связи, а вме-

сто объемных масляных насосов—центробежные

масляные насосы, непосредственно насаженные

на передний конец вала турбины или на от-

дельный вал, соединенный с передним концом

вала турбины гибкой муфтой или шлицевым ва-

ликом; при этом применяется или один цен-

тробежный масляный насос, который, наряду с

подачей масла в систему смазки подшипников,

выполняет роль импульсного органа по измене-

нию числа оборотов гидродинамического регуля-

тора скорости, или два центробежных насоса, из

которых один обеспечивает систему смазки, а

другой является только импульсным датчиком

системы регулирования.

Большое разнообразие систем регулирова-

ния у турбин различных заводов и различных на-

значений требует индивидуального подхода в

решении вопросов ремонта и проверки отдельных

деталей каждой системы регулирования.

Согласно ПТЭ система регулирования тур-

бины должна удовлетворять следующим тре-

бованиям:

1) устойчиво удерживать турбину на холо-

стом ходу при полностью открытых запорных

задвижках;

2) обеспечивать при изменении нагрузки

плавное (без толчков) перемещение регулиру-

ющих клапанов;

3) обеспечивать плотное закрытие клапа-

нов автоматического затвора (стопорных кла-

панов свежего пара); у турбин с давлением пара

90 ат и выше плотность закрытия этих клапанов

может быть признана удовлетворительной, если

при их полном закрытии установившаяся ско-

рость вращения ротора не превышает 50% от но-

минального значения.

19.2. РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ.

В турбинах, где в качестве регуляторов

скорости применяются центробежные регуля-

торы, каждому положению муфты регулятора,

определяющему открытие паровпускных кла-

панов и соответственно нагрузку турбины, со-

ответствует определенное число оборотов.

При разборке регулятора скорости необхо-

димо обратить внимание на удаление вала ре-

гулятора из корпуса до вывода из зацепления чер-

вячной передачи, так как нередко небрежное уда-

ление приводит к повреждениям отдельных час-

тей и деталей регулирования.

Обычными неисправностями регулятора

скорости являются: заедание или разработка в

шарнирных соединениях и рычажных передачах

от грузов к муфте регулятора, заедание грузов,

заедание и ослабление главных пружин грузов

регулятора и дополнительных пружин синхрони-

затора, разработка, и изгиб шпинделя, стягиваю-

щего грузы регулятора, разработка в направляю-

щих и опорных катках, пластинках, призмах и

опорных ножах грузов регулятора, излом опор-

ных призм и ножей, недостаточная смазка дета-

лей регулятора и др. Такого же рода дефекты в

виде разработки шарнирных соединений и дефор-

мации тяг наблюдаются и в передаточно-

рычажных устройствах между муфтой регулятора

скорости, золотником, шайбой обратной связи,

сервомоторами и регулирующими клапанами.

Наличие заеданий, задеваний, разработки,

перекосов и изломов в отдельных деталях ре-

гулятора скорости обычно нетрудно обнаружить

по следам касаний, натиров и выработок и при

тщательном осмотре регулятора после разборки и

замерах для определения величины и характера

дефекта. Эти дефекты должны устраняться пра-

вильной выверкой зазоров в соприкасающихся

между собой и взаимно перемещающихся дета-

лях, а также пригонкой или заменой соответст-

вующих деталей; последнее главным образом,

относится к шпинделям шарнирных соединений,

к шпинделю стягивающему грузы регулятора, к

каткам, опорным пластинкам, призмам и опор-

ным ножам грузов.

238

Шарнирные соединения должны быть по-

догнаны без какой-либо игры, но недопустима и

слишком плотная пригонка, так как это приведет

к недопустимому значительному повышению

трения. Искривления тяг должны быть устранены

правкой или, при значительной деформации, тяги

должны быть заменены новыми.

При устранении задеваний пружин цен-

тробежного регулятора и пружины синхрониза-

тора необходимо учитывать, что диаметр пружин

регулятора при их растяжении уменьшается, а

диаметр пружины синхронизатора при ее сжатии

увеличивается; кроме того, при работе пружин

могут иметь место их искривления; в связи с ука-

занным зазоры между пружинами и деталями, с

которыми они могут соприкасаться в работе,

должны быть установлены не менее 1 мм.

При сборке регулятора и всей системы ре-

гулирования все детали следует собирать в по-

следовательности, обратной тому порядку, кото-

рый принят при разборке, пользуясь для этого

маркировкой деталей. Для предотвращения само-

отвинчивания и обеспечения надежности соеди-

нении и крепления деталей особое внимание

должно уделяться установке контргаек, стопор-

ных шайб, шплинтов и других средств крепления

и стопорения. Не следует производить перемену

местами даже одинаковых деталей, так как это

может вызвать ухудшение работы; например, пе-

ремена местами грузов может вызвать разбалан-

сировку и вибрацию регулятора.

Между муфтой и валом регулятора должно

быть проверено наличие зазора 0,05—0,1 мм на

диаметр; зазор в подшипнике регуляторного вала,

принимаемый в пределах 0,0012-0,0018 от диа-

метра вала, должен обеспечивать свободное про-

ворачивание вала.

Отсутствие мертвых ходов и заеданий про-

веряется при сборке регулятора, до установки

главных пружин, путем передвижения вручную

различных частей одной относительно другой в

нужном направлении и наблюдения за свободным

их перемещением из любого положения без игры.

При сборке обязательно должны быть про-

верены: отсутствие кривизны вала центробежного

регулятора и правильность его центровки с валом

масляного насоса (неточность центровки не

должна превышать 0,02 мм), величина осевого

разбега вала регулятора, которая не должна пре-

вышать 0,15—0,25 мм, правильное перекрытие

золотниками окон втулок (перекрыша золотни-

ков), надлежащее крепление стяжек между пру-

жинами регулятора и др.

Сборка регулятора и передаточно-

рычажных соединений может считаться удовле-

творительной, если при неизменном положении

муфты регулятора мертвый ход сервомотора не

превышает 3% от максимального его хода. Это

перемещение 'проверяется на стоящей собранной

после ремонта турбине при пущенном вспомога-

тельном масляном насосе простым поднятием

вручную золотника, что вызовет перемещение

сервомотора на величину имеющегося мертвого

хода. При сборке необходимо проверить все мас-

ляные каналы и тщательно продуть трубки под-

вода и спуска масла для обеспечения хорошей

смазки деталей регулятора.

Установка и затяжка главных пружин ре-

гулятора должна быть произведена по размеру,

замеренному до ремонта, с проверкой возможно-

сти полного рабочего хода муфты регулятора.

Если в процессе длительной эксплуатации из-за

ослабления пружины требуют затяжки, значи-

тельно превышающей первоначальную, их необ-

ходимо заменить новыми с предварительной про-

веркой их характеристик (§ 4/4).

При замене пружин следует иметь в виду,

что жесткие пружины могут вызвать повышение

степени неравномерности регулирования. Слиш-

ком слабые пружины могут потребовать такой

затяжки, при которой витки пружины сомкнутся,

что недопустимо, так как это вызовет ограниче-

ние рабочего хода муфты при нормальном разбе-

ге грузов; по этим же соображениям не рекомен-

дуется подкладывать шайбы под пружины для

увеличения их натяга. Недопустимость взаимного

касания витков в равной степени относится и к

дополнительной пружине синхронизатора, так как

это также может повести к ограничению хода

муфты регулятора.

После сборки должен быть проверен ма-

ксимальный ход муфты регулятора, зависящий от

положения ограничительных упоров перемеще-

ния муфты или грузов регулятора. Этот ход регу-

лятора должен быть больше рабочего, необходи-

мого для принятия турбиной нагрузки от холосто-

го хода до полной.

Между положением муфты, при котором

достигается полное закрытие клапанов, и верх-

ним ограничителем хода муфты должен оставать-

ся запас, который должен составлять 0,25-0,3 ра-

бочего хода муфты; такой запас необходим для

того, чтобы в случае сброса нагрузки муфта име-

ла возможность подняться выше положения, ко-

торое соответствует полному закрытию сервомо-

тора; это будет способствовать ускорению закры-

тия регулирующих клапанов, а, следовательно,

уменьшит заброс оборотов турбины.

Если при проверке перемещения сервомо-

тора при положении синхронизатора, соответ-

ствующем максимальному числу оборотов, ока-

жется, что сервомотор полностью закроет клапа-

ны в момент, когда муфта регулятора почти дос-

тигнет верхнего ограничителя, это покажет, что

запас хода муфты меньше 0,25 рабочего хода; в

этом случае следует изменить длину подвески

золотника или длину передаточно-рычажной тяги

так, чтобы сервомотор закрыл клапаны при более

низком положении муфты регулятора, что и дает

необходимый запас хода муфты.

В гидродинамических системах регулиро-

вания, не имеющих центробежных регуляторов и

большого количества сложных подвижных эле-

ментов, износ и неправильная выверка которых

приводят к пульсациям и аварийным простоям

турбин, также возможны пульсации, вызывающие

неустойчивую работу золотников и связанных с

ними сервомоторов. Эти пульсации могут вызы-

239

ваться скоплением воздуха в сервомоторе, пуль-

сирующим давлением масла, создаваемым цен-

тробежным масляным насосом в случае значи-

тельного содержания воздуха в масле, и др. Наря-

ду с мероприятиями по эффективному удалению

воздуха из масла и обеспечением устойчивого

давления масла, создаваемого центробежным на-

сосом, необходимо в этих случаях проверить пра-

вильность перекрыш у золотников.

19.3. КЛАПАНЫ

АВТОМАТИЧЕСКОГО ЗАТВОРА,

РЕГУЛИРУЮЩИЕ И ЗАЩИТНЫЕ

КЛАПАНЫ.

Назначение клапанов автоматического за-

твора (стопорных клапанов)—в аварийных случа-

ях при ручном или автоматическом воздействии

предохранительных выключателей мгновенно

прекращать доступ пара в турбину путем отклю-

чения паропроводов свежего пара.

Назначение защитных клапанов—в ава-

рийных случаях при ручном или автоматическом

воздействии предохранительных выключателей и

закрытии клапанов автоматического затвора, от-

ключать паропроводы промежуточного перегрева

для закрытия доступа пара в цилиндр среднего

давления и предотвращения тем самым разгона

турбины паром из промперегрева.

Назначение регулирующих клапанов —

включать и отключать группы сопл и дроссе-

лировать пар при изменениях нагрузки.

Ко всем указанным клапанам предъявля-

ются следующие требования: 1) быстродействие и

высокая плотность; в закрытом положении клапан

должен надежно закрывать доступ пара в турби-

ну; 2) наименьшие потери от дросселирования

при полностью открытом клапане; 3) механиче-

ская надежность клапана, которая обеспечивает

работу деталей без износа и тем более без поло-

мок.

В процессе разборки колонок, регулирую-

щих клапанов, кулачкового pacnpеделительного

устройства, рычагов, вертикальных тяг, соеди-

няющих колонки боковых регулирующих клапа-

нов ЦВД и ЦСД с кулачковым распре-

делительным устройством, и всех других эле-

ментов парораспределения (рис 19.2) должны

быть зафиксированы состояние, взаимное по-

ложение, зазоры, размеры и нанесены, при отсут-

ствии, метки, необходимые для обеспечения по-

сле ремонта быстрой и правильной сборки дета-

лей. Эти данные необходимы также для правиль-

ной установки парораспределения, при котором

поворот кулачкового вала ведет к правильной

последовательности открытия клапанов с соот-

ветствующей перекрышей открытия последую-

щего клапана по отношению к полному открытию

предыдущего клапана,

В эксплуатации нарушения плотности кла-

панов вызываются такими дефектами, как разъе-

дание клапанов паром, раковины на седлах и уп-

лотняющих кромках клапанов, заедание клапанов

на седлах и штоков во втулках, коробление кла-

панов и др. Нарушение правильности открытия и

закрытия клапанов может быть вызвано непра-

вильностью регулировки тяг (в турбине

К-200-130 зазор между роликом и окружностью

наименьшего радиуса кулака при холодном со-

стоянии и закрытых клапанах должен быть равен

5±0,2 мм) и соединения штока клапана с колон-

кой (зазор в этом соединении между шайбой и

прижимным кольцом должен быть равен

0,05 мм).

Нарушение правильной работы клапанов

может быть вызвано также неправильным ме-

тодом ремонта или неопытностью персонала,

применяющего, например, для увеличения ра-

диальных зазоров, необходимых для преду-

преждения заедания клапанов на седлах, расточку

клапанов выше допускаемой. Такое увеличение

радиальных зазоров между посадочными поверх-

ностями клапанов и седел, при наличии свободы

перемещений клапана на штоке, вызывает боко-

вые смещения клапанов, вследствие чего проис-

ходит неправильная их посадка на седла.

Достижение плотности клапанов, особенно

двухседельных, является достаточно трудной за-

дачей; на решение этой задачи при ремонте сле-

дует обратить самое серьезное внимание, так как

плотность клапанов имеет решающее значение

для быстрой остановки турбины при аварийных

режимах. Из-за дефектов регулирующих клапанов

и недержания турбиной холостого хода наблюда-

лись неоднократные случаи разгона и разрушения

турбин.

Преимуществом двухседельного клапана

является значительное уменьшение паровых уси-

лий, действующих на его шток, но сделать двух-

седельный клапан достаточно плотным в рабо-

те—затруднительно; объясняется это сложностью

обеспечить одновременное закрытие обеих кро-

мок клапана и надлежащее контактное напряже-

ние, достигаемая притиркой плотность в холод-

ном состоянии нарушается при его нагреве.

В односедельных клапанах не удается осу-

ществить достаточно полное уравновешивание

паровых усилий, но, учитывая возможность дос-

тижения и поддержания в эксплуатации большой

паровой плотности, в турбинах среднего и осо-

бенно высокого давления применяются исключи-

тельно односедельные регулирующие клапаны.

Плотность клапанов при ремонте дости-

гается притиркой клапанов к седлам, производи-

мой самым мелким наждачным порошком с мас-

лом и пастой ГОИ. Притирку следует произво-

дить при установке на место крышек паровых

коробок, что обеспечивает большую плотность

прилегания посадочных поверхностей клапанов к

седлам. Вращение клапанов при притирке обычно

производится с помощью хомута, укрепляемого

на штоке (рис. 19.3,а); этим хомутом можно про-

изводить также и подъем клапана вместо подъема

с помощью рыма и восьмерки (рис. 19.3,б).

240