Файл: Стеклов, М. Л. Горизонтальные гидравлические турбины. Конструкция и расчет.pdf

с полостями сервомотора, а дренажная с полостью корпуса ра­ бочего колеса, в которую проникают протечки масла из сервомо­ тора. Предотвращение значительных протечек масла из маслоприемника достигается, с одной стороны, направляющей бронзовой втулкой и кольцевым фторопластовым уплотнением, с другой стороны — резиновой манжетой и втулкой, являющейся одновременно направляющей для тяги привода обратной связи, связанной с головкой шарикоподшипника, закрепленного на внутренней штанге маслоприемника. Расположенный в головке

При помощи тросовой передачи привод обратной связи соеди­ няется с выключающей системой комбинатора, расположенной в колонке регулятора. Для этой цели на специальном кронштейне установлен универсальный ролик. На нем же установлены шкала и стрелки, показывающие положение лопастей рабочего колеса. Протечки масла и воды отводятся в соответствующие сборные баки при помощи специальных труб. На корпусах маслоприем­ ника и водоприемника предусмотрены трубы и вентили, с помощью которых системы могут быть освобождены от воды и масла.

На рис. VI.5 показана конструкция модернизированного масловодоприемника, выполненного из ЛМЗ для Перепадных ГЭС Ингурского каскада. В этой конструкции распределительная штанга и штанга водоприемника объединены в одну большую штангу. Торцовое уплотнение заменено обычным кольцевым. Две лапы на корпусе водоприемника служат для его центровки и обеспечения устойчивости. Осевые нагрузки воспринимаются

162

специальной горизонтально расположенной опорой, закрепленной

конструкция нуждается в дальнейшем совершенствовании. Прежде всего для нормальной работы такой конструкции необходимо ма­ лое биение конца генераторного вала. Это биение даже при удов­ летворительной центровке ротора агрегата и хорошей механи­ ческой и электромагнитной балансировке ротора генератора составляет 0,2—0,4 мм. Следовательно, зазор в уплотнениях водоприемной части должен быть не меньше. Однако установить та­ кой зазор весьма затруднительно, так как фторопласт, из кото­ рого изготавливают уплотнительные кольца, хотя и является материалом, не растворяющимся в дистиллированной воде и не загрязняющим ее, имеет высокий коэффициент линейного расши­ рения. Поэтому в начале работы зазор один, а по мере нагрева воды и фторопласта зазор — другой (уменьшается); фторопласт зажимает штангу и сильно нагревает корпус масловодоприемника, что, в свою очередь, вызывает дальнейшее расширение фторо­ пласта. Чтобы этого не случалось, зазор следует увеличивать еще при монтаже, а это приведет к меньшему нагреву фторопласта и к меньшему сужению зазора, а следовательно, к увеличению про­ течек.

Опыт эксплуатации масловодоприемника на Саратовской ГЭС показал, что торцовое уплотнение более надежно, чем кольцевое, поскольку его работа не зависит от биения вала и температуры окружающей среды. Однако конструкция водоприемной части (водоприемника) только с торцовым уплотнением еще разраба­ тывается, как и рассматривается вопрос о замене фторопласта каким-либо другим материалом.

23. СЕРВОМОТОР НАПРАВЛЯЮЩЕГО АППАРАТА

Сервомотор (рис. VI.6) состоит из цилиндра, поршня и штока. Цилиндр чаще всего выполняется сварным из проката. К нижнему фланцу цилиндра крепится глухая крышка, а сам фланец при установке сервомотора на специальной тумбе в шахте турбины крепится на фундаментной раме. В цилиндре располагается пор­ шень, представляющий собой кольцевую отливку из чугуна, обра­ ботанную по наружной цилиндрической поверхности. На наруж­ ной поверхности поршня в специальных пазах устанавливаются поршневые кольца, которые благодаря пружинящим свойствам уплотняют зазор между поршнем и цилиндром.

Во внутреннем отверстии поршня устанавливается сборный узел: проушина, палец, две втулки и шток. Нижняя часть проу­ шины одновременно является крышкой, закрывающей внутрен­ нее отверстие поршня. В ухо штока вставляется бронзовая втулка, которая передает усилие на палец. Диаметр пальца определяется

Рис. VI.6. Сервомотор направляющего аппарата:

I _ нижняя крышка; 2 — проушина поршня; 3 — бронзовая втулка; 4 — стальная втулка; 5 — поршень; 6 — палец поршня; 7 цилиндр; 8 ^ стакан штока' 9 — шток; 10 — верхняя крышка; 11 — контргайка; 12 — гайка соеди­ нительная; 13 — тяга; 14 — стопор; 15, 16 — патрубки; 17 — байпас

164

из расчета на изгиб, однако в этом случае удельное давление на бронзовую втулку будет большим. Поэтому для увеличения рас­ четного диаметра на палец надевают стальную втулку с диаметром,

необходимым для получения желаемой величины удельного дав­ ления.

К верхней части поршня крепится стакан, который проходит через верхнюю крышку цилиндра. Зазор между крышкой и ста­ каном уплотняется двумя резиновыми манжетами. Для подвода или отвода масла в верхней и нижней частях цилиндра выпол­ нены патрубки. Чтобы масло могло поступать в зону над поршнем

вмомент, когда поршень находится в крайнем верхнем положе­ нии и перекрывает отверстие верхнего патрубка, в поршне пре­ дусматривается вырез. Чтобы масло поступало в зону под поршнем

вмомент, когда поршень находится внизу, предусматривается специальный байпас в виде трубки, соединяющей патрубок с ци­ линдром под поршнем. Этот же байпас предназначается для за­ медления движения поршня в конце его хода вниз, поскольку после перекрытия поршнем отверстия нижнего патрубка масло вытесняется через байпас значительно меньшего сечения, чем отверстие патрубка.

Вверхней части сервомотора предусмотрен стопор (на одном из двух сервомоторов установки). С помощью штурвала стопор задвигается за кромку стакана и движение поршня становится невозможным.

Шток соединяется с регулирующим кольцом тягой, на конце которой имеется проушина с бронзовой втулкой. В эту проушину входит палец регулирующего кольца. На конце штока выполнена правая резьба, а на конце тяги — левая. Соединение штока и тяги осуществляется соединительной гайкой, закрепляемой с обеих

сторон контргайкой. Этим соединением можно установить нужную длину тяги.

24.СИСТЕМА СМАЗКИ ПОДШИПНИКОВ

ИПОДПЯТНИКА АГРЕГАТА

От смазки узлов трения агрегата зависит надежность его ра­ боты, поэтому система подачи масла должна быть хорошо орга­ низована и оснащена контрольной аппаратурой.

На некоторых зарубежных гидростанциях система смазки под­ шипника и подпятника генератора отделена от системы смазки подшипника турбины. Однако на всех отечественных агрегатах осуществляется единая система, снабжающая маслом все узлы

сливной бак маслонапорной установки (МНУ). Поскольку на этой ГЭС установлена одна МНУ на два агрегата, то и бак исполь­ зуется для подачи из него масла для двух агрегатов.

На турбинах Киевской ГЭС подача масла первоначально осу­ ществлялась с помощью насосов, от которых масло поступает

непосредственно в подпятник и подшипники агрегата из спе­ циального сливного бака системы смазки. В настоящее время там установлен специальный напорный бак, откуда масло поступает

самотеком.

На турбинах Перепадных ГЭС Ингурского каскада преду­ смотрена система, при которой из напорного бака, установленного на достаточно высокой отметке, масло самотеком направляется в узлы трения и из них сливается в нижний сливной бак. Из этого

сливного бака масло откачивается насосами обратно в напорный бак. Такая система смазки является наиболее целесообразной, однако она зависит от компоновки оборудования на ГЭС, в част­ ности от наличия удобного места для напорного бака на высоких отметках.

На Саратовской ГЭС, например, своевременно не было пре­ дусмотрено такого места в агрегатном помещении и установка напорного бака вне этого помещения вызвала бы значительное удлинение трубопровода и необходимость в ряде закладных труб.

Во всех системах смазки имеются маслоохладители в которые поступает вода или из трубопровода технических нужд, или из водозабора в верхнем бьефе. Системы снабжены необходимой аппа-

166

ратурой: струйными или поплавковыми реле, вентилями или

Череповецкой ГЭС). Как видно из схемы (рис. VI.7), масло из бака МНУ через ремонтную задвижку и клапан с гидроприводом на­ правляется к тройнику, из которого с одной стороны — в турбину, с другой — к генератору. На линиях к турбине и к генератору установлены задвижки, регулирующие расход масла в каждую из линий, и дроссельные шайбы. По обе стороны дроссельных шайб к трубопроводу присоединены трубки струйных реле давле­ ния (рис. VI.8). Эти реле работают на принципе разности давления

108 мм подводятся трубы, отводящие протечки из уплотнений маслоприемника. Далее все это масло поступает в сливной бак.

К подшипнику турбины подведены еще две линии, обе от котла МНУ. Одна с полным давлением МНУ — 25 кгс/см2 — непосред­ ственно под вал, в выемку во вкладыше, которая включается перед пуском или остановкой агрегата дистанционно с помощью зо­ лотника с электромагнитом, другая — с клапаном понижения давления и золотником с электромагнитом— к аварийному уплот­ нению подшипника. Золотник включает клапан понижения давле­ ния также дистанционно — после импульса от поплавкового реле.

На линии «к генератору» после дроссельной шайбы и струй­ ного реле трубы раздваиваются: одна направляется к подшип­ нику и подключается к нему сверху, а другая — к подпятнику и подключаются снизу. Сливные трубы, выходящие снизу из под­ шипника и сверху из подпятника, объединяются и далее направ­ ляются в сливной бак.

Сливной бак устанавливается на нижних отметках ГЭС; в бычке между агрегатами или в шахте под направляющим аппаратом-

167

Он разделен перегородкой на зоны чистого и грязного масла. В перегородке установлен сетчатый фильтр, состоящий по высоте из двух частей для удобства его смены. Рама, в которую фильтр вставляется, снабжена двумя парами пазов. Перед сменой за­ грязненного фильтра чистый устанавливается в свободную пару пазов, а затем вынимается загрязненный фильтр.

Размеры сливного бака определяются из условия возможности слива масла из бака МНУ до минимально допустимого уровня, после чего поплавок уровня на баке МНУ дает сигнал и импульс на остановку агрегата.

Максимальный и минимальный рабочие уровни масла в слив­ ном баке выбираются с таким расчетом, чтобы минимальный

к реле давления

Рис. V I.9. Установка дроссельной шайбы на трубо-

♦проводе

уровень был выше скопления грязи и шлама на дне бака, а макси­ мальный из расчета слива масла из бака МНУ до минималь­ ного уровня в последнем.

На этих уровнях на одной из стенок сливного бака установ­ лены два поплавковых реле РП-40, каждое из которых снабжено контактами. Реле дают импульс на включение или отключение насосов. Два масловинтовых насоса, один из которых является резервным, установлены в непосредственной близости от сливного бака. Производительность одного насоса выбрана из расчета ре­ жима его работы 1 : 10.

Например, если время заполнения сливного бака составляет 50 мин, то насос должен откачать масло до минимального уровня за 5 мин. Реле максимального уровня дает также импульс резерв­ ному насосу, если основной отказал в работе, или включает ре­ зервный, если основной не справляется. После каждого из насо­ сов на линии установлены предохранительный и обратный кла­ паны. Предохранительный клапан установлен на случай засоре­ ния трубопровода. При повышении давления за насосом пре­ дохранительный клапан открывается и масло поступает обратно

168

всливной бак. Обратный клапан препятствует работе насосов «самих на себя» в замкнутом контуре.

Каждый из насосов может быть отключен от линии ремонтными задвижками.

Из сливного бака масло поступает в маслоохладитель, откуда перекачивается насосом в бак МНУ. По данным завода «Электро­ сила» при разгоне агрегата расход масла на смазку подшипника составляет 100 л/мин, а на смазку подпятника 150—200 л/мин. Система рассчитана на маслоснабжение двух подшипников и подпятника. Маслоохлади­ тель МП-37 с поверхностью охлаждения 37 м2, принятый

вэтой системе, способен про­

пускать в полтора раза больше масла. Поскольку практика показала, что эти данные значительно преуве­ личены, то на аналогичных турбинах Перепадных ГЭС и на турбинах 2-й очереди Череповецкой ГЭС маслоох­ ладитель принят с поверх­ ностью охлаждения 21 м2. Конструкция маслоохлади­ теля показана на рис. VI. 10.

В турбине не предусмот­ рен лекажный агрегат, поэ­ тому все протечки масла, в

необходимостью быстро ввести в действие агрегат, если он оста­

169