Молочек В.А. Ремонт паровых турбин

Подождите немного. Документ загружается.

Рисунок 19.2. Поперечный разрез цилиндра высокого давления турбины СВК-150-170 ЛМЗ по регулирующим клапанам

и сопловым сегментам. 1, 3-регулирующие клапаны, 2,6-колонки клапанов, 4-рычаг клапана, 5-кулачок клапана.

У двухседельных клапанов типа, изобра-

женного на рис. 19.3,в, притирка сначала произ-

водится только к одному нижнему седлу; по

окончании этой притирки на место устанавлива-

ется верхнее седло и клапан притирается к нему с

расчетом, чтобы в холодном состоянии между

нижним седлом и соответствующей уплотняющей

кромкой клапана оставался зазор δ, величина ко-

торого принимается равной 0,0005—0,0008 от

высоты клапана h. При притирке рюмочных кла-

панов типа, изображенного на рис. 19.3,г, следует

в холодном состоянии оставлять между клапаном

и седлом в верхней и нижней частях зазор 0,4—

0,6 мм (на диаметр).

Эти зазоры обеспечивают плотную посадку

и предупреждают заедания клапанов в работе при

нормальном нагреве в связи с тем, что клапаны

имеют обычно несколько большие температурные

расширения, чем их корпуса, охлаждающиеся

снаружи окружающим воздухом; при улучшении

качества изоляции корпуса разница в температур-

ных расширениях уменьшается и зазор в холод-

ном состоянии может быть соответственно

уменьшен.

При ремонте особое внимание должно

быть уделено проверке плотности посадки седел

клапанов; в ряде случаев ослабление посадки се-

дел клапанов, устанавливающихся в расточку

парового корпуса с прессовой посадкой (0,03—

0,05 мм) вызывалось более быстрым разогревом

седла по сравнению с корпусом клапана.

При обнаружении ослабления или износа и

необходимости смены втулок и седел в корпусе

клапана посадка новых втулок и седел должна

выполняться с допусками плотной посадки. В

некоторых случаях металлизация старых седел до

получения требуемого натяга дает возможность

их дальнейшего использования, в особенности,

если имеется возможность произвести зачеканку

седел путем начеканивания металла паровой ко-

робки на фаску размером 3—4 мм, которую в

этом случае следует проточить на наружной

верхней поверхности седла.

Распространенными дефектами в клапанах

являются заедания и перекосы в пружинах, заеда-

ния штоков во втулках и т.д.

Рисунок 19.3. Регулирующие двухседельные клапаны.

а — хомут (1) для вращения клапана при притирке: б

— выемка клапана с помощью колпачкового рыма (1) и

восьмерки (2); в, г. — типы двухседельных клапанов.

Заедания и перекосы в пружине, вслед-

ствие которых может происходить износ деталей

регулирующего клапана, нередко вызывается

кривизной оси пружины или неправильной обра-

боткой торцевых срезов. Пружины должны иметь

хорошо заторцованные и строго параллельные

опорные витки перпендикулярные оси пружины.

Проверка правильности оси пружины произ-

водится с помощью плиты и угольника (рис.

19.4,а). Если обнаруживается отклонение от оси

пружины у ее верха, необходимо на наждачном

точиле произвести обточку опорной поверхности

пружины.

В случае необходимости замены пружин

новыми качество их изготовления должно быть

проверено не только на соответствие их характе-

ристик требованиям установки, но и на отсутст-

вие перекосов и искривлений их осей. Такая про-

верка может быть произведена на простой уста-

новке, схема которой показана на рис. 19.4,б; при

проведении проверки во время нагружения пру-

жины грузами 1 перемещение верхней тарелки 2,

контролируемое указателями 3, должно быть

строго параллельным, а центр сжимающейся

пружины должен сохранять свою первоначаль-

ную ось без искривления.

Причинами заеданий штоков чаще всего

являются: отложения солей, ржавление, вы-

работка, задиры и искривление штоков, а иногда

неодинаковость температурных деформаций што-

ков и втулок.

Рисунок 19.4. Проверка пружин. а — проверка пра-

вильности оси и торца пружины, б — проверка харак-

теристики и качества пружины сжатия.

После удаления зачисткой и шлифовкой

накипи и ржавления штоки клапанов должны

быть тщательно проверены на отсутствие по-

верхностных трещин, которые могут происходить

при повышенной пульсации клапанов и служить

причиной обрыва штоков. Искривление штока,

обнаруживаемое при проверке на токарном стан-

ке (рис. 19.5,а), должно устраняться правкой с

последующим отжигом при температуре, превы-

шающей температуру свежего пара на 50—60° С;

биение штока по всей длине не должно превы-

шать 0,02 мм. Штоки с трещинами и не поддаю-

щиеся исправлению должны быть заменены но-

выми. Лучшим материалом для штоков является

сталь с износоустойчивой нитрированной по-

верхностью; при этом шток обязательно должен

иметь более твердую поверхность, по сравнению

со втулкой. Штоки должны быть тщательно по-

догнаны по зазору ко втулкам.

Втулки штоков должны быть проверены

контрольной разверткой (рис. 19.5,б), имеющей

диаметр, больший диаметра штока на величину

необходимого зазора между штоком и втулкой;

суммарный зазор принимается равным 0,005—

0,008 от диаметра штока. Величина этого зазора в

турбинах К-200-130, К-300-240 и Т-100-130

обычно 0,3—0,35 мм.

242

Несмотря на наличие этих зазоров, заеда-

ние штоков все же возможно при расширении от

нагревания, а также при заносах накипью. По

этой причине величину зазора иногда, исходя из

опыта эксплуатации, приходится увеличивать, так

как иначе происходит заедание клапанов при сра-

батывании предохранительного выключателя;

однако значительного увеличения зазора против

указанного допускать не следует, так как это вы-

зовет продувание пара по штоку клапана.

Рисунок 19.5. Проверка штока и втулки регулирующе-

го клапана. а — проверка изгиба штока индикатором и

шлифовка штока; б — проверка втулки штока с помо-

щью развертки, 1-шток, 2 — индикатор, 3 — приспо-

собление для шлифовки штока; 4 — кожа или свинец,

5—трещотка; 6—развертка.

Систематический контроль за работой ре-

гулирующих клапанов и наружный осмотр от-

дельных частей клапанов (гаек, шайб, рычагов,

кулачков) позволяет своевременно обнаруживать

их дефекты. При значительном отклонении дав-

ления пара за клапанами от нормального давле-

ния требуется проверка причин этого отклонения,

если оно не является следствием неисправности

манометров.

Как уже указывалось, неплотность клапана

устраняется его пригонкой и притиркой по краске

к седлу. Недостаточная длина соединения между

штоком клапана и сервомотором устраняется ре-

гулировкой с помощью установочных гаек, даю-

щих возможность в небольших пределах изменять

длину этого соединения.

Соединение клапана со штоком у односе-

дельных клапанов делается обычно со слабиной,

позволяющей тарелке клапана плотно прижаться

к седлу и правильно закрыть, даже если плос-

кость седла не строго перпендикулярна оси штока

клапана; при отсутствии слабины в соединении

наличие даже незначительного перекоса штока

может вызвать неплотное закрытие клапана.

При ремонте односедельных клапанов (рис.

19.6), кроме проверки состояния уплотняющих

поверхностей клапанов и седел, плотность кото-

рых достигается их взаимной притиркой, произ-

водятся следующие работы.

1) Проверка состояния поршневых колец и

канавок для них во втулке, износ которых может

вызываться пульсацией клапанов в потоке пара;

сработанные кольца и втулки со значительным

износом подлежат замене новыми, так как от их

состояния зависит надежная работа односедель-

ного клапана.

2) Проверка надежности резьбовых со-

единений основного клапана и гайки разгру-

зочного клапана, которые не должны допускать

самоотвинчивания клапанов под воздействием

паровой струи. Изменения хода разгрузочного и

основного клапанов по сравнению с установоч-

ными данными или данными предыдущих заме-

ров свидетельствуют об их неисправности и тре-

буют разборки клапанов; у турбины К-200-130

ЛМЗ величина хода разгрузочных клапанов и хо-

лостого хода основных регулирующих клапанов,

установленных на ЦВД и ЦСД, для диаметров

125 и 150 мм должна быть равна 0,2—0,4 мм и

для диаметров 325 мм—0,5-1 мм. К разборке ос-

новного клапана можно приступать только при

наличии запасного, так как в большинстве случа-

ев из-за пригорания резьбы при разборке проис-

ходит порча клапана, не допускающая его после-

дующего использования.

3) Проверка состояния роликовых опор ку-

лачкового вала, реечной передачи, тяг клапанов и

других элементов передачи от кулачкового вала к

клапанам. При одностороннем износе бронзовых

втулок каретки, охватывающих кулачковый вал,

ведущем к недопустимому увеличению зазора в

зацеплении рейки с шестерней, втулки подлежат

замене новыми с соответствующей подгонкой

зазоров. При износе спинки рейки или роликов

каретки, удерживающей рейку в зацеплении с

шестерней, спинка рейки подлежит припиловке, а

ролики замене новыми с диаметром, увеличен-

ным в соответствии с произведенной припилов-

кой спинки рейки. Перед разборкой клапанов и

всех элементов передачи от кулачкового вала к

клапанам должны быть зафиксированы взаимное

положение, зазоры, размеры и нанесены, при от-

сутствии метки, необходимые для обеспечения

после ремонта быстрой и правильной сборки де-

талей; эти данные необходимы также для пра-

вильной установки парораспределения, при кото-

ром поворот кулачкового вала ведет к правильной

последовательности открытия клапанов с соот-

ветствующей перекрышей открытия последую-

щего клапана по отношению к полному открытию

предыдущего клапана.

19.4. СЕРВОМОТОРЫ.

По конструкции масляные сервомоторы,

можно разделить на две группы: сервомоторы с

поступательно-перемещающимися поршнями

(поршневые), устанавливаемые непосред-

ственно у каждого регулирующего клапана (рис.

19.7,а), и сервомоторы с поворотным поршнем

(рис. 19.7,б), устанавливаемые на группу в не-

сколько клапанов. Сервомоторы вне зависимости

от конструкции должны приходить в действие

почти одновременно с изменением положения

золотника.

Для свободного передвижения поступа-

тельно-перемещающегося поршня сервомотора, а

также для устранения пропусков масла с одной

стороны поршня сервомотора на другую и по

штоку сервомотора через направляющую втулку,

необходимо: поршень сервомотора и его шток

243

точно подогнать с учетом температурных дефор-

маций к корпусу сервомотора и его направляю-

щей втулке, проверить состояние поршневых ко-

лец, уплотнения штока (сальникового на серво-

моторе ЛМЗ) и чистоту отверстий для выпуска

воздуха и подвода масла в центрирующие канав-

ки поршня. При отсутствии поршневых колец у

поршней сервомоторов между корпусом сервомо-

тора и поршнем, в зависимости от его диаметра в

холодном состоянии принимается зазор 0,1— 0,3

мм на диаметр, а между штоком и втулкой 0, 05—

0, 15 мм на диаметр.

Для свободного перемещения поворотного

поршня сервомотора (рис. 19-7, 6) и устранения

заеданий при температурных деформациях между

радиальными поверхностями поршня 2 и корпу-

сом сервомотора 1, при отсутствии уплотняющих

вставок, должны быть зазоры порядка 0, 1—0, 15

мм, осевой зазор между поршнем и крышкой кор-

пуса 0, 1— 0, 2 мм, а зазор между валом поршня 3

и втулками 11—0, 05—0, 1 мм на диаметр. При

наличии уплотняющих вставок в виде пластин 9,

отжимаемых легкими пружинами и вставляемых

в стенки поршня и в разделительную перегородку

6 корпуса сервомотора, необходимо при ремонте

проверить состояние пружин и отсутствие нати-

ров на стенках корпуса сервомотора и по-

верхности пластинок.

Натертые или поврежденные места подле-

жат зачистке, а пружины при недостаточной уп-

ругости подлежат замене, слишком жесткие пру-

жины употреблять не следует, так как сильным

нажимом на уплотняющие пластинки они со-

здают добавочное вредное трение при повороте

поршня сервомотора.

В сервомоторах обоих типов установка

втулок 11 в корпус или в крышку сервомотора,

при необходимости их замены, выполняется с

тугой посадкой.

Следует учесть, что несмотря на наличие у

сервомоторов запаса перестановочной силы, спо-

собной преодолеть какие-либо дополнительные

нагрузки от поршня к парораспределению, допус-

кать появление этих дополнительных нагрузок ни

в коем случае нельзя (заедания штоков регули-

рующих клапанов из-за отложения на них солей,

перекосы пружин и др.); поэтому при ремонте

причины, их вызывающие, безусловно должны

быть устранены.

Состояние пружин сервомоторов, их каче-

ство и характеристики должны удовлетворять тем

же требованиям, которые предъявляются к пру-

жинам регулирующих клапанов (§ 19.3). Особен-

но это относится к вопросам перекоса и ис-

кривления осей длинных пружин, которые при

сжатии могут терять свою продольную устойчи-

вость. Установка таких пружин в корпус сервомо-

тора может вызвать момент, стремящийся повер-

нуть поршень сервомотора (рис. 19.8), что в свою

очередь приведет к перекосу, к прижатию поршня

к стенкам корпуса и к появлению вредного сопро-

тивления трения, которое может достигать боль-

шой величины.

Попадание грязи и шлама в зазор между

поршнем сервомотора и его корпусом также мо-

жет служить причиной появления дополни-

тельного вредного сопротивления движению

поршня сервомотора; для уменьшения такой воз-

можности входные кромки на поршне, а также и

кольцевых канавках, если они имеются на порш-

не, должны быть острыми, а не создавать клино-

видную щель, которая может легко забиваться

грязью.

В системах, регулирования, имеющих об-

щий поворотный сервомотор, последний приво-

дит во вращение распределительный вал, уста-

новленный на подшипниках. На распреде-

лительном валу насажены кулачки, каждый из

которых через посредство ролика, связанного со

штоком клапана, открывает свой регулирующий

клапан; на этом же валу насажена и шайба обрат-

ной связи. Каждый кулачок и шайба обратной

связи должны быть насажены на распределитель-

ный вал на шпонки без какой-либо слабины и

закреплены стопорами от продольного смещения.

Рисунок 19.7. Сервомоторы регулирующих клапанов.

а — сервомотор клапана высокого давления ЛМЗ с

поступательно-перемещающимся поршнем; б—

сервомотор с поворотным поршнем. 1—корпус серво-

мотора, 2—поршень, 3—шток (вал) поршня; 4—

крышка,

5 — золотник обратной связи, 6—разделительная пере-

городка, 7 — вход масла от отсечного золотника, 8—

слив масла, 9— уплотняющие вставки,

10—сальник, 11—втулка.

244

Правильной установкой клапана считается

положение, при котором между роликом 4 и ку-

лачком 6 (см. рис. 19.6,а) имеется зазор в 0,1—0,2

мм при закрытом положении клапанов и подня-

том рукой рычаге с роликом. Это положение дос-

тигается изменением натяга клапанной пружины,

для чего необходимо опускать или поднимать

втулку 1, что вызовет опускание или поднятие

под действием пружины тарелки 8. Конец втулки

1 запилен под ключ, и она поднимается или опус-

кается ключом при одновременном удерживании

вторым ключом квадратного конца штока клапа-

на.

При слишком большом зазоре между ро-

ликом и кулачком следует опускать втулку 1, по-

ка не будет получен необходимый зазор; наличие

зазора больше указанного приведет к тому, что

клапан при принятии нагрузки будет вступать в

работу позднее и не будет подниматься на пол-

ный ход. При отсутствии зазора между роликом и

кулачком клапан будет висеть на кулачке при

остановленной турбине, что вызовет пропуск пара

в турбину; для устранения этого дефекта втулка 1

должна быть поднята; при этом одновременно

сжимается пружина и поднимается тарелка 3. Эта

операция устраняет нажим штуцера 3 на рычаг

18, вследствие чего рычаг с роликом опирается на

кулачок только под действием своего веса.

После пуска турбины шток клапана в ре-

зультате нагрева удлиняется и тогда зазор между

роликом и кулачком может измениться и даже

оказаться совсем выбранным; это следует учиты-

вать при установке зазора, так как величина зазо-

ра в рабочем состоянии турбины, т. е. при нагре-

тых клапанах и штоках, должна быть во всяком

случае не ниже 0,05— 0,1 мм.

При осмотре роликов и кулачков следует

обратить внимание на отсутствие выработки на

рабочих поверхностях, которая в эксплуатации

может привести к нарушению правильности от-

крытия клапанов.

Последовательность открытия клапанов с

групповым поворотным сервомотором опре-

деляется кривизной (профилем) кулачков и по-

садкой их на распределительный вал с по-

следовательным сдвигом каждого последующего

кулачка по отношению к предыдущему на опре-

деленный угол; при этом если при одном крайнем

положении сервомотора все клапаны должны

быть закрыты, то при другом крайнем положении

сервомотора, а, следовательно, и соответствую-

щем повороте кулачкового вала все клапаны

должны быть открыты.

Рисунок 19.8. Перекос пружины сервомотора.

Для создания устойчивости регулирования

и во избежание колебаний нагрузки открытие

каждого последующего клапана должно про-

исходить с перекрытием, т. е. с заблаговре-

менным открытием последующего клапана до

полного открытия предыдущего клапана. На-

пример, если кулачок третьего клапана начинает

открывать свой клапан при повороте кулачкового

вала на 95°, в то время как при этом повороте еще

не полностью открыт второй клапан, так как его

полное открытие происходит только при повороте

кулачкового вала на 160°, то перекрыша между

третьим и вторым клапаном будет равна

160-95=65°. При дальнейшем повороте кулачко-

вого вала второй клапан будет все время оста-

ваться открытым, так как его ролик будет без

подъема катиться по части кулачка, имеющей

очертание правильной окружности; кулачок

третьего клапана, начавший открывать свой кла-

пан при повороте кулачкового вала на 95°, закон-

чит открытие на 200° и дальнейший поворот ку-

лачкового вала не отразится на открытии третьего

клапана и т.д.

На конце распределительного кулачкового

вала, прилегающем к сервомотору, насажена дис-

ковая полумуфта, соединяющаяся с такой же по-

лумуфтой, закрепленной на валу сервомотора

(рис. 19.7,б). На другом конце распре-

делительного вала имеется квадрат, позволяющий

гаечным ключом поворачивать вал вместе с

поршнем сервомотора на полный ход последнего;

такое поворачивание необходимо при сборке для

проверки правильности регулировки открытия и

закрытия клапанов.

У турбин, у которых подъем регулирую-

щих клапанов определяется изменением давления

масла под поршнями сервомоторов, установ-

ленных на каждом клапане, последовательность

открытия клапанов определяется жесткостью

пружин клапанов и их затяжкой. Неправильная

регулировка натяжения пружин клапанов может

нарушить последовательность открытия клапанов

и их перекрытие. При слишком слабой затяжке

пружин турбина не будет держать холостого хода,

так как даже при выведенном до конца синхрони-

заторе это может вызвать повышение давления

масла в системе регулирования до величины, дос-

таточной для преодоления натяжения пружины и

открытия клапана; кроме того, если слишком ос-

лабить пружины перегрузочных клапанов, то эти

клапаны откроются при меньшей нагрузке, что

увеличит расход пара и снизит экономичность

работы турбины, так как при этом подача пара

происходит не на первую ступень турбины, а на

последующие. Увеличение натяга пружин может

вызвать излишнее дросселирование пара и даже

ограничение мощности турбины.

Проверка открытия клапанов должна про-

изводиться при нормальных оборотах и нормаль-

ных параметрах пара. Если какой-либо клапан

открывается раньше или позже (при нагрузках, не

соответствующих указаниям заводских инструк-

245

ций), необходимо соответственно подтянуть или

ослабить пружину. Всякая новая регулировка

должна быть зафиксирована в журнале с указани-

ем номера клапана.

При регулировке редукционного клапана,

имеющегося на маслопроводе регулирования (в

чем возникает иногда необходимость при пони-

жении давления масла, идущего на подшипники),

следует учесть, что уменьшение подачи масла на

регулирование может вызвать нежелательное

снижение числа оборотов турбины при набросах

нагрузки, так как клапаны будут открываться

медленно из-за недостаточно быстрого подъема

давления под поршнями сервомотора. Кроме то-

го, турбина не будет принимать полной нагрузки.

В этих случаях необходимо регулировкой осла-

бить натяжение пружин клапанов.

19.5. ЗОЛОТНИКИ РЕГУЛЯТОРОВ

СКОРОСТИ И

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ

ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ.

Ремонт золотников обычно заключается в

разборке шарнирных соединений рычагов, про-

мывке и очистке шариковых и игольчатых под-

шипников, а также в проверке состояния золот-

ников после разборки рычагов, снятия крышки

корпуса и выемки золотников.

Основными дефектами, встречающимися в

золотниках, являются: 1) большие зазоры между

золотником и втулкой или корпусом;

2) неправильное перекрытие окон во втулке или

корпусе отсекающими кромками золотника;

3) дефекты в шарнирном соединении штока зо-

лотника с соединительной тягой муфты регулято-

ра.

Золотники и их втулки не должны иметь на

своей поверхности рисок, а рабочие кромки ще-

лей втулок и заплечиков золотников должны быть

острыми, без заусенцев и износа. Небольшие рис-

ки и следы износа осторожно зачищаются с рас-

четом оставления без изменений зазоров между

золотником и втулкой.

Тщательно очищенный, промытый кероси-

ном и протертый подрубленными салфетками

золотник должен входить во втулку золотниковой

коробки без слабины и без признаков заедания;

такая посадка дает золотнику возможность без

трения свободно и плавно, но без особой игры,

перемещаться во втулке; чрезмерные зазоры мо-

гут вызвать перетекание масла в сливные каналы,

что ведет к понижению давления масла на серво-

моторы, а следовательно, и к уменьшению четко-

сти управления регулирующими клапанами. До-

пустимым следует считать радиальный зазор в

пределах 0,05—0,1 мм (на диаметр). В случае

больших зазоров между золотником и втулкой

последняя должна быть заменена новой запасной.

Материалом для втулок и сопрягаемых с

ними золотников служат поковки из хромомо-

либденованадиевой стали 25Х2МФА, стали

39ХМЮА и др. Для получения высокой по-

верхностной твердости сталь подвергается нитри-

рованию.

Втулка и золотник должны быть изготов-

лены точно с чистотой обработки, соответ-

ствующей 9—10-му классу; овальность, конус-

ность и биение по всей длине золотника и втулки

допускаются не более 0,02 мм.

Перед посадкой втулки в корпус золотник

должен быть хорошо подогнан к втулке, а сам

корпус золотника должен быть тщательно очищен

от шлама. Посадку втулки в корпус делают плот-

ной (при неподвижных втулках) легкими ударами

свинцового молотка. После посадки необходимо

еще раз проверить подгонку золотника к втулке и

добиться подвижности золотника путем шлифов-

ки непосредственно во втулке. Минимальные за-

зоры, обеспечивающие свободное перемещение

золотника, должны быть также между штоками

золотника, их верхним и нижним направляющими

в корпусе.

Размеры перекрывающих поршней золот-

ника и расстояние между ними должны точно

соответствовать размерам и расположению окон в

золотниковой втулке или корпусе. При среднем

положении золотника отсекающие кромки порш-

ней золотника обычно выполняются с перекрыти-

ем рабочих кромок окон втулки на 0,1—0,15 мм

(рис. 19.9,а). При таком положительном перекры-

тии только перемещение золотника вверх или

вниз будет отзываться на изменении подачи мас-

ла на сервомоторы. Увеличение перекрытия

уменьшит чувствительность регулятора, поэтому

следует стремиться к его уменьшению. Однако

отсутствие перекрыши, если оно не предусмо-

трено конструкцией (отрицательное перекрытие

для уменьшения нечувствительности) и вызвано

износом кромок поршней отсечных золотников и

кромок окон втулок, приводит, даже при среднем

положении золотника, к увеличению утечек масла

(перетекание масла из напорной в сливную часть

золотниковой коробки) и к снижению давления

масла на сервомоторы.

Рисунок 19.9. Золотники регулирования; а - среднее

положение золотника во втулке; б - шарнирное соеди-

нение золотника с соединительной тягой муфты регу-

лятора, в - шаровое соединение золотника с соедини-

тельной тягой муфты регулятора.

Шток золотника присоединяется к соеди-

нительной тяге с помощью шарнирного или ша-

рового сочленения. Шарнирное соединение (рис.

19.9,б) должно обеспечить легкое вращение зо-

лотника вокруг вертикальной оси без качания и

заеданий в направлении этой оси. Такое соедине-

ние достигается тем, что на верхний конец штока

золотника 1 между шайбами 3 и гайками 2 ста-

246

вится дистанционная втулка 4, на которую наде-

вается кольцо 5; соединительная тяга 6 присоеди-

няется болтами 7 к кольцу 5.

Благодаря установке дистанционной втул-

ки 4, высота которой несколько большое кольца

5, между последним и шайбами 3 получается ми-

нимально допустимый зазор порядка 0,02-0,03

мм, вполне достаточный для свободного враще-

ния золотника вокруг вертикальной оси. В то же

время этот зазор не создает такой игры в соеди-

нении золотника с тягой, которая привела бы к

увеличению мертвого хода регулятора.

Установка золотника и его шарнирное со-

единение с соединительной тягой муфты регу-

лятора обычно производится по размеру А вы-

ступающего конца штока золотника, величина

которого замеряется до разборки регулирования.

Шаровые соединения (рис. 19.9,в) допол-

нительно к легкости вращения золотника вокруг

вертикальной оси, должны еще допускать воз-

можность небольшого перекоса, без заеданий,

соединения штока с тягой, появляющегося при

температурных удлинениях тяги, если она прохо-

дит вблизи горячих деталей турбины.

Отсутствие зазора в шарнирном соедине-

нии или отсутствие компенсации перекоса в ша-

ровом соединении, вызванное неправильностью

сборки, может приводить к заеданиям золотника

при его перемещении вдоль своей оси, что в свою

очередь ведет к сбросам или набросам нагрузки в

зависимости от того, в каком положении (верхнем

или нижнем) заедает золотник. Износ шарнирного

соединения может вызвать пульсацию золотника

около своего среднего положения, что в свою

очередь отразится на работе связанного с ним

сервомотора. При наличии износов в деталях

шарнирного и шарового соединений эти детали

подлежат смене.

При сборке золотниковых корпусов долж-

ны быть приняты меры к полному уплотнению от

протечек масла их фланцевых соединений; по-

следние должны быть смазаны тонким слоем

шеллака или бакелитового лака с таким расчетом,

чтобы он не выдавливался из фланца после за-

тяжки и не закупоривал какие-либо отверстия,

нарушая тем самым работу системы регулирова-

ния.

19.6. ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ

ВЫКЛЮЧАТЕЛИ.

Предохранительные выключатели (регуля-

торы), назначением которых является защита

турбины от превышения числа оборотов до опас-

ного уровня путем быстрого закрытия доступа

пара в турбину, представляют собой астатические

(неустойчивые) центробежные регуляторы. При

превышении турбиной нормального числа оборо-

тов на 10—12% предохранительные выключатели

действуют независимо от действия основной сис-

темы регулирования, которая при исправном ее

состоянии не должна допускать указанного по-

вышения числа оборотов.

Предохранительные выключатели, различ-

ные по своей конструкции, выполняются в основ-

ном двух типов: с бойком в виде ци-

линдрического пальца (рис. 19.10,а) и с бойком в

виде кольца (рис. 19.10,б, в). Действие предохра-

нительного выключателя любой конструкции ос-

новано на стремлении бойка (пальца, кольца),

центр тяжести которого не совпадает с центром

вращения, сдвинуться под влиянием центробеж-

ной силы во время работы турбины со своего

места. Этому сдвигу препятствует пружина, за-

тяжка которой регулируется так, чтобы боек мог

преодолеть ее сопротивление только при дости-

жении ротором турбины числа оборотов, превы-

шающего номинальное на 10—12%; при этом

боек воздействует на выключающее устройство,

которое посредством механических или гидравли-

ческих связей, в зависимости от системы ре-

гулирования, обеспечивает мгновенное закрытие

стопорных, регулирующих и защитных клапанов.

Время закрытия регулирующих, защитных

и стопорных клапанов после выбивания пре-

дохранительного выключателя должно быть ми-

нимальным, чтобы протекающий еще пар не вы-

зывал повышения числа оборотов более 2% сверх

того, при котором сработал предохранительный

выключатель. Надежная работа предохранитель-

ных выключателей имеет исключительное значе-

ние для работы современных паровых турбин,

вращающиеся части которых испытывают весьма

большие напряжения от действия центробежных

сил.

Для суждения о значении надежной за-

щиты турбины от недопустимого повышения

числа оборотов достаточно сказать, что, на-

пример, увеличение скорости вращения на 20%

вызывает увеличение напряжений от действия

центробежных сил во вращающихся частях агре-

гата на 44%, т.е. почти в 1,5 раза; кроме того, при

повышении скорости вращения на 15—20% выше

нормальной растяжение ступиц дисков последних

ступеней достигает освобождающего числа обо-

ротов, что может вызвать серьезные поврежде-

ния турбины.

Для большей надежности в современных

турбинах большой мощности наибольшее рас-

пространение получили конструкции, в которых

предохранительные выключатели имеют не один,

а два бойка (рис. 19.10,в), срабатывание которых

обеспечивает полное закрытие регулирующих,

защитных и стопорных клапанов.

Согласно ПТЭ проверка действия предо-

хранительных выключателей должна произво-

диться: после разборки системы защиты и ре-

гулирования, после длительной стоянки турбины

(более 1 мес.) и через каждые 4 мес. работы тур-

бины. При наличии соответствующего специаль-

ного устройства (подвода масла под давлением,

воздействующего на предохранительные выклю-

чатели и имеющегося у большинства современ-

ных турбин) допускается проверка действия пре-

дохранительных выключателей без повышения

числа оборотов; исключением является обяза-

тельная при любой конструкции проверка дейст-

вия предохранительных выключателей посредст-

247

вом повышения числа оборотов после разборки

системы защиты и регулирования.

Учитывая, что проверка предохранитель-

ного выключателя путем повышения числа обо-

ротов вызывает во вращающихся частях значи-

тельное увеличение напряжений, такая проверка

должна производиться только после проверки

исправного действия передаточной системы пре-

дохранительного выключателя и запорных уст-

ройств турбины путем закрытия доступа пара в

турбину воздействием вручную на предохрани-

тельный выключатель.

Только при положительном результате это-

го испытания можно начинать испытание предо-

хранительного выключателя равномерным и по-

степенным повышением числа оборотов путем

воздействия на систему регулирования; беспоря-

дочный и неравномерный подъем оборотов вызы-

вает действие предохранительного выключателя

или слишком рано или слишком поздно, поэтому

становится трудно установить правильность его

регулировки.

В конструкциях, где предохранительные

выключатели имеют два бойка, испытания без

повышения и с повышением числа оборотов про-

изводятся дважды—для каждого бойка самостоя-

тельно.

Как только выяснится, что предохрани-

тельный выключатель не исправен или выключа-

ет турбину при несоответствующем числе оборо-

тов, турбина должна быть немедленно оста-

новлена и выведена из эксплуатации для ремонта

и регулировки предохранительного выключателя.

Во время испытания предохранительного выклю-

чателя необходимо тщательно наблюдать за ис-

правным действием таких частей, как передаточ-

ные рычаги, штанги, пружины, маслопроводы,

регулирующие, защитные и стопорные клапаны

со всеми их деталями и, наконец, за поведением

самой турбины в отношении заброса оборотов и

вибраций.

Обратное включение предохранительного

выключателя для того, чтобы можно было вновь

открыть стопорные клапаны и включить генера-

тор в сеть, должно производиться возможно бы-

стрее, так как потеря времени, связанная с отклю-

чением от сети, является крайне нежелательной и

должна быть сведена к минимуму. В современ-

ных турбинах это обеспечивается возвращением

бойков предохранительных выключателей в ис-

ходное положение при нормальных оборотах вала

турбины или даже несколько превышающих нор-

мальные.

У большинства турбин старых выпусков

для возможности обратного включения пре-

дохранительных выключателей необходимо сни-

зить обороты вала до величин ниже нормальных,

так как только при этих условиях бойки возвра-

щаются в исходное положение и создается воз-

можность введения рычага механизма предохра-

нительного выключателя в нормальное положе-

ние. Попытки преждевременного включения при-

водят к задеваниям за выключающее устройство

колец или пальцев, еще оставшихся в эксцен-

тричном положении; эти толчки могут вызвать

повреждения бойков и вредно отразиться на рабо-

те предохранительных выключателей. Обычно у

этих турбин момент обратного включения опре-

деляется спадом числа оборотов турбины до 95—

98% от нормального.

При низком спаде числа оборотов ускоре-

ние обратного включения может быть достигнуто

путем уменьшения рабочего хода бойка предо-

хранительного выключателя. У предохра-

нительных выключателей пальцевого типа обыч-

но этот ход 6—7 мм (рис 19.10,а, размер х), у пре-

дохранительных выключателей кольцевого типа

смещение кольца эксцентрично окружности вала

доходит до 8 мм в сторону утяжеленной стороны

(рис. 19.10,в).

Рабочий ход бойка должен быть увеличен,

если при нормальном состоянии бойка и вы-

ключающего устройства и отсутствия слабины в

шпонках выключающего устройства, боек ударя-

ет по выключающему устройству (рычагу, собач-

ке и т.д.), а передаточный механизм не срабаты-

вает.

Путем переделки и соответствующего под-

бора веса бойка, его хода, эксцентриситета и

пружины у большинства турбин старых выпусков

может быть достигнут возврат бойка предохрани-

тельного выключателя (после его срабатывания) в

исходное положение при нормальном или не-

сколько выше нормального числа оборотов вала

турбины.

Детали предохранительного выключателя

при ремонте должны быть подвергнуты тща-

тельному осмотру после очистки от загрязнений и

ржавления, вызываемых в результате попадания

воды в масло. Нередко после многократных пе-

риодических испытаний в эксплуатации бойки

(пальцы или кольца) и выключающие устройства

имеют сбитые концы или вмятины в результате

ударов. Эти повреждения должны быть зачищены

и заправлены, а в случае значительной сработки

заменены новыми; при этом детали в местах, под-

вергающихся ударному действию, должны быть

закалены.

После чистки при сборке необходимо про-

верить, чтобы бойки (пальцы, кольца, грузы) бы-

ли тщательно без перекосов и заеданий пригнаны

к своим посадочным местам.

Зазоры между бойками и выключающими

устройствами (рычагами, собачками и др.) не

должны быть выше указанных в заводских инст-

рукциях; обычно эти зазоры равны 0,8-1 мм и у

некоторых турбин доходят до 1,5-2 мм. При

меньших зазорах возможно действие предохрани-

тельного выключателя или при числе оборотов,

немногим выше нормального, или при повышен-

ных вибрациях, чего, конечно, допускать не сле-

дует. Большие зазоры, перетяжка пружины, а

также заедания предохранительного выключателя

вследствие ржавления деталей, перекосов и сра-

батывания бойковых частей могут являться при-

чиной отказа в действии предохранительного вы-

ключателя, несмотря на повышение числа обо-

ротов выше нормальных на 10—12%, что со-

248

вершенно недопустимо и должно быть срочно

устранено соответствующим ремонтом.

Выбивание предохранительного выключа-

теля при несоответствующем числе оборотов мо-

жет являться, как уже указывалось, следствием

ослабления или чрезмерной затяжки пружины,

удерживающей боек в своем гнезде. У предохра-

нительного выключателя пальцевого типа (рис.

19.10,а) регулировка производится вращением

гайки 3, сжимающей пружину 2. У предохрани-

тельного выключателя кольцевого типа (рис.

19.10,б) эту регулировку можно произвести вра-

щением пальца 1 или установкой шайбы соответ-

ствующей толщины между гайкой бойка и пру-

жиной; то же самое может быть произведено и у

сдвоенного предохранительного выключателя

кольцевого типа (рис. 19.10,в).

При регулировке должна быть уверенность

в том, что при действии предохранительного вы-

ключателя витки пружины не будут сопри-

касаться между собой и не уменьшает тем самым

рабочего хода бойка, так как последнее может

привести к отказу в действии предохранительного

выключателя. Во избежание этого необходимо

знать длины пружины в сжатом и свободном со-

стояниях, рабочий ход бойка и зазор между бой-

ком и выключающим устройством.

При пуске турбины после ремонта необхо-

димо произвести испытание регулирования, что-

бы убедиться в том, что каждая деталь его рабо-

тает правильно, добиться надежной и безотказной

работы предохранительного выключателя и пол-

ного закрытия при этом клапанов.

19.7. ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

РЕГУЛЯТОРОВ.

У турбин старых выпусков, имеющих ре-

гулирующие устройства механического типа с

центробежными регуляторами, для привода глав-

ного масляного насоса и вала регулятора приме-

няются червячные передачи; одна из таких конст-

рукций с горизонтальным расположением вала

червячной шестерни в переднем блоке турбины

приведена на рис 19.11.

Аварии с паровыми турбинами, вызванные

быстрым износом червячных передач регулято-

ров, имевшие место на ряде электростанций,

обычно сопровождались повреждениями под-

шипников, лабиринтов, регулятора, главного мас-

ляного насоса и др. В основном эти аварии вызы-

вались: 1) неправильной сборкой или ремонтом;

2) плохим подбором материалов червяка и шес-

терни и недостатками заводского изготовления;

3) недостатками эксплуатации (плохое качество

или недостаточное поступление масла на смазку

передачи, прогиб вала, неправильный пуск тур-

бины и др.); 4) разрушением рабочей поверхности

зубцов шестерен в виде выкрашивания или вы-

щербливания (питтинга), происходящего вследст-

вие чрезмерно высоких напряжений материала,

работающего на срез; 5) подшипниковыми или

так называемыми паразитными токами.

Системы регулирования и маслоснабжения

многих турбин, имевшие неоднократные поломки

червячных и редукторных передач, в основном

реконструированы, с переходом на новые систе-

мы регулирования удалены червячные или редук-

торные передачи, а главные масляные насосы

винтового или шестеренчатого типа заменены на

центробежные с приводом их непосредственно от

вала турбины.

Однако на многих турбоагрегатах еще ра-

ботают червячные передачи, поэтому персоналу

электростанций следует учесть те положения,

которые являются необходимыми условиями пра-

вильной организации ремонта и эксплуатации

червячных передач.

Материалом для шестерен обычно служит

бронза специальных сортов, хорошо противо-

стоящая истиранию (фосфористая, никелевая,

марганцовистая и др.). Червяки изготовляются

или из мягкой углеродистой стали с последующей

поверхностной цементацией, или из твердых ста-

лей специальных сортов (никелевая и др.), кото-

рые после обработки закаливания.

249

Рисунок 19.11. Передний блок турбины ЛМЗ с червячным приводом вала регулятора и главного масляного насоса.

1—мастный насос 2—вал турбины 3—червячная пара, 4—регулятор скорости, 5—синхронизатор.

Качество отделки и твердая поверхность

зубьев червяка и шестерни оказывают значитель-

ное влияние на возможность появления усталост-

ных трещин и вы крашивания (питтинга) Выкра-

шивание обычно наблюдается в виде отслоения

кусочков металла поверхностных слоев с глуби-

ной выкрашивания от 0,2—0,3 мм и даже до 2 мм.

В начале процесса выкрашивания шероховатую

поверхность зубьев шестерни следует про паять

оловом после предварительного прогрева шес-

терни автогенной горелкой и тщательного обез-

жиривания, протравления и лужения мест пайки.

При каждом капитальном ремонте необхо-

димо про изводить тщательную проверку состоя-

ния рабочей поверхности зубьев червяков и шес-

терен через лупу с 6 кратным увеличением. На

поверхности червяка не должно быть волосяных

трещин, могущих возникнуть в процессе цемен-

тации или закалки из за неправильной заводской

обработки и в процессе длительной эксплуатации

в условиях работы с повышенными температура

ми (недостаток смазки, попадание посторонних

частиц и т.д.). Появление трещин на червяке бы-

стро сказывается на износе зубьев шестерни, так

как эти трещины своими острыми кромками дей-

ствуют как фреза.

Новые червяки имеющие волосяные тре-

щины, надлежит браковать и в турбине не уста-

навливать. При обнаружении трещин на червяке,

находящемся в длительной эксплуатации, и при

невозможности смены надлежит установить тща-

тельный периодический контроль за дальнейшей

его работой, так как такой червяк нельзя считать

надежным.

Рисунок 19.12. Червячная передача. а—с вертикаль-

ным валом регулятора, б — с горизонтальным валом

регулятора, в — зазоры в червячном зацеплении.

1-червяк, 2 — шестерня.