Файл: Нигматулин И.Н. Тепловые двигатели учеб. пособие.pdf

зору между соплом 23 и контрольной скобой 22; к микроманометру сдвига ротора 20 и реле. В бачке регулятора давления поддержи­ вается постоянный уровень воды Я за счет подачи ее от конденсатных насосов через ограничительную диафрагму 9 и слива — через трубку 8.

Ртутные реле представляют собой сообщающиеся стальные со­ суды 14 , разделенные на две части стальными перегородками и опи­ рающиеся на оси 13. Каждый сосуд может занимать два положения:

а) в сигнальном реле 18 выпадает флажок и замыкает контакты 19 красной сигнальной лампы «опасный осевой сдвиг ротора», по жела­ нию могут замыкаться контакты сигнальной сирены; б) электромаг­ нит отключения 26 резко втягивает плунжер 27 и ударом скобы 24 приподнимается рычаг 25 предохранительного выключателя турбины.

§1-29. Схемы маслоснабжения турбин

Впрактике турбостроения широко распространены два типа схем маслоснабжения турбин: с насосами объемного типа и с центробеж­ ными насосами.

Схема с объемным насосом (рис. 1-53). Масло из бака 5 всасы­ вается главным зубчатым насосом 7, приводимого в движение при помощи шестерен 8. По выходе из насоса один поток масла с полным

12

т т т

13

в -

It It I*

Г

4

Рис . 1-53. Схема маслоснабжения турбины с насосом объемного типа

101

давлением, развиваемым насосом, поступает в систему регулирования 9 турбины, а второй поток проходит через редукционный клапан 10 к подшипникам турбины и генератора. Давление масла для системы

ограничительные диафрагмы. Правильное распределение масла по подшипникам определяется его нагревом, что достигается подбором диаметра отверстия диафрагмы, вставляемой в напорный маслопро­ вод к каждому подшипнику. Масло от подшипников собирается в сливной маслопровод и возвращается в масляный бак. На маслопро­

давления, необходимого для смазки подшипников. Слив масла из системы регулирования предусмотрен в напорную линию к подшип­ никам. В этом случае полная производительность масляного насоса определяется количеством масла, потребным для смазки подшипни­

включается насос 3. Давление масла за ним повышается, и автомати­ чески открывается клапан 4. Клапан 6 предназначен для слива масла в бак 5. При аварийном отключении электросети масло в систему подается насосом 1, работающим от электродвигателя постоянного тока 2.

Рассмотренная схема маслораспределения несколько уменьшает активную разность давлений масла на поршни сервомоторов. В неко­ торых турбинах масло из системы регулирования сливается непосред­ ственно в масляный бак. При такой схеме маслораспределения произ­ водительность масляного насоса рассчитывается с некоторым запасом, учитывающим количество масла, сливаемого из системы регулиро­ вания.

В турбинах большой мощности ЛМЗ начиная с 1949 г. отказался от зубчатых и стал применять винтовые масляные насосы. По срав­ нению с зубчатыми насосами винтовые имеют эксплуатационные пре­ имущества. Они потребляют меньшую мощность на привод, проще в сборке и более долговечны в работе.

Схема с центробежным насосом (рис. 1-54). Главный масляный насос 7 центробежного типа непосредственно соединен с валом тур­ бины. Если всасывающая линия такого насоса и рабочее его колесо не заполнены маслом, то он не может подсосать масло из масляного

в бак 6 и подает масло на всасывающую линию насоса 7. Перед пус­ ком турбины в работу запускают насос 3, который предназначен для подачи масла в систему регулирования 9 и к инжекторам 5 и 10. Масло от инжектора 10 с избыточным давлением 1 -г- 1,5 бар про­ ходит через маслоохладитель 11 и поступает в подшипники турбины

102

и генератора по маслопроводам 12. По мере увеличения скорости ротора турбины давление масла в напорном патрубке центробежного насоса постепенно повышается. Когда оно станет выше давления, соз­ даваемого вспомогательным насосом 3, откроется обратный клапан 8 и одновременно закроется клапан 4 на напорной линии насоса 3. При достижении такого режима пуска турбины насос 3 нужно остановить.

При отключении электросети масло в систему подается насосом /, работающим от электродвигателя постоянного тока 2.

Р и с . 1-54. Схема маслоснабжения турбины с цент­ робежным насосом

Вспомогательный масляный турбонасос. Главный масляный на­ сос создает рабочее давление масла обычно при числе оборотов тур­ бины, составляющем не менее половины рабочего. В периоды пуска и остановки турбины главный масляный насос не обеспечивает нуж­ ного давления масла и производительности. Поэтому для возмож­ ности пуска и остановки турбины предусматриваются вспомогательные масляные насосы. Наибольшее распространение в паротурбинных уста­ новках нашли масляные турбонасосы, а в современных паротурбин­ ных установках высокого и сверхкритических давлений пара — ма­ сляные электронасосы. При остановке турбины также включают в работу или вспомогательный, или аварийный масляные насосы.

Необходимым элементом любой масляной системы является мас­ лоохладитель, предназначенный для отвода тепла от масла, нагре­ ваемого в подшипниках. Температура масла, поступающего в подшип­ ники, согласно правилам технической эксплуатации, должна быть не ниже 35° С и не выше 40° С. При этих температурах обеспечиваются наиболее оптимальные условия смазки подшипников.

Огнестойкие жидкости для регулирования турбин. Для смазки подшипников и регулирования турбин широко применяются турбин­ ные масла марок УТ и особенно Л. Температура воспламенения этих масел около 370° С, в то время как температура свежего пара в тур-

103

бинах достигает 600 -г 650° С. Эти масла легко воспламеняются. В практике эксплуатации турбин из-за утечек масла через неплотности фланцевых соединений и аварийных повреждений маслопроводов были неоднократные случаи возникновения пожаров, сопровождав­ шихся иногда выходом из строя турбинного оборудования и строи­

Такая жидкость должна удовлетворять следующим основным техни­ ческим условиям: быть огнестойкой и обладать необходимой вязко­ стью, быть недорогой и не иметь ядовитых свойств. Одна из таких жидкостей с температурой самовоспламенения 740° С, удовлетворяю­ щая указанным требованиям, разработана коллективом Всесоюзно­ го теплотехнического института (ВТИ) под руководством доктора химических наук К. И. Иванова. Она находит применение в системах регулирования на турбинах ЛМЗ мощностью 300 000 и 800 000 кВт. В настоящее время проверяется возможность использования этой жидкости для смазки подшипников [4].

основным недостатком воды является то, что ее нельзя применять для смазки подшипников, а только в системах регулирования. Кроме того, с внедрением воды в системе регулирования во избежание кор­ розии металла и зашламления воды требуются нержавеющие стали для всей коммуникации трубопроводов системы регулирования, вклю­ чая арматуру, золотники, сервомоторы и другие детали, соприкасаю­ щиеся с водой. Использование воды в системах регулирования вместо масла проверено на головных образцах паровых турбин ХТГЗ ти­ пов К-160-130, К-300-240 и К-500-240. Накопление эксплуатацион­

Турбина должна быть надежна в работе, экономична, конструктив­ но проста, отвечать требованиям удобства монтажа, ремонта и обслу­ живания. При выборе конструкции турбины необходимо учитывать ее мощность, параметры пара, стоимость, длительность использова­ ния в работе, степень загрузки, водоснабжение станции и др. Иссле­ дования и опыт эксплуатации турбин показывают, что создание такой

104

турбины является сложной задачей. Например, создание высокоэко­ номичной турбины, как правило, усложняет конструкцию последней, на ее изготовление требуется больше металла, повышается ее стои­ мость, стоимость доставки ее потребителю, удорожаются монтажные работы и ремонты. Наоборот, наиболее простая конструкция турби­ ны, дешевая в изготовлении, удобная при доставке и монтаже, ремон­ тах и обслуживании, оказывается менее экономичной. Конструктор стремится удовлетворить всем требованиям, предъявляемым к турби­ не, учитывая их взаимную связь и зависимость. Прорабатывая раз­

машины. Таким образом, требование надежности турбины является главным и всегда должно удовлетворяться независимо от других, хотя и очень важных пожеланий.

Для турбин малой и средней мощности в качестве регулирующих ступеней применяются двухвенечные ступени скорости. Такие сту­ пени срабатывают большие тепловые перепады (160 4- 210 кДж/кг и больше), что упрощает конструирование корпуса турбины и конце­ вых уплотнений вала со стороны высокого давления, значительно понижает давление пара в турбине и позволяет применить лопатки достаточной высоты.

Конструирование последних ступеней турбин небольшой и сред­ ней мощности (при нормальном числе оборотов 3000 в минуту) не вызывает каких-либо затруднений. Для малых расходов пара не тре­ буется применять раздельные потоки пара в последних ступенях и лопатки предельной высоты. Потери тепла с выходной скоростью в последних ступенях таких турбин обычно невелики, даже при глу­ боком вакууме.

Паровые турбины в Советском Союзе конструируются в соответ­ ствии с утвержденными ГОСТом параметрами пара, типами турбин и их мощностью. Такое упорядочение типов турбин и параметров пара создает благоприятные предпосылки для унификации, т. е. взаимозаменяемости отдельных узлов и деталей в пределах одной се­ рии турбин. Опыт отечественного турбостроения показал большую воз­ можность унификации подшипников, лабиринтовых уплотнений, де­ талей парораспределения и регулирования и особенно профилей и размеров сопел и рабочих лопаток, а также унификации других де­ талей .

Турбины КТЗ. Завод строит конденсационные турбины мощнос­ тью 6000 ч- 12 000 кВт. На рис. 1-55 преставлен продольный разрез

из двухвенечной регулирующей ступени и пятнадцати ступеней дав­ ления. Турбина имеет три нерегулируемых отбора пара для подогре­ ва питательной воды до температуры 146° С. При работе с включенной регенерацией турбина потребляет 27,2 т/ч пара, что соответствует удельному расходу тепла q3 = 12300 кДж/(кВт-ч).

105