Файл: Казанский, В. Н. Системы смазки паровых турбин.pdf

налы внутри его корпуса, оставив снаружи не более одного фланцевого соединения (подвод напорного мас­ ла от насоса) и то находящегося под ничтожным избы­ точным давлением после аварийного отключения насо­ са. При такой компоновке бачков их пожарная безо­ пасность существенно возрастает [Л. 16, 34].

Индивидуальные аварийные бачки простейшей кон­ струкции применялись на некоторых турбинах зарубеж­ ных фирм. 'В отечественном турбостроении по рекомен­ дациям ВТИ нашли применение аварийные бачки с устройством для автоматического, заранее запрограм­ мированного неравномерного распределения запаса масла по времени выбега ротора турбины. Каждый ба­ чок при работе масляного насоса заполняется маслом либо через подшипник благодаря нагнетательному дей­ ствию шипа в суживающемся зазоре (рис. 2-5,г), либо непосредственно от насоса (рис. 2-5,д). Как только пре­ кращается подача масла от насоса, срабатывает защита по падению давления смазки, генератор отключается от сети и турбина останавливается со срывом вакуума. Давление масла в верхней полости подшипника при этом падает до атмосферного, и масло из бачка самоте­ ком начинает поступать по трубке к началу масляного клина. Если бы масло из бачка вытекало с номиналь­ ным расходом в течение всего времени выбега ротора (15—20 мин), то потребовался бы очень большой запас его, и решение оказалось бы конструктивно невыполни­ мым. Исследованиями установлено, что количество мас­ ла, подаваемого в клиновидный зазор опорного подшип­ ника, может уменьшаться примерно пропорционально снижению окружной скорости шейки вала. При этом вы­ деляемое тепло в подшипнике отводится не только мас­ лом, но и поглощается металлом подшипника, что осо­ бенно эффективно сказывается при неустановившемся режиме аварийного выбега ротора турбины [Л. 16, 17, 34]. Чтобы обеспечить необходимый закон истечения масла из бачка, по высоте сливной трубки сделаны от­ верстия разного диаметра. В начале выбега при боль­ шой частоте вращения вала масло вытекает через все отверстия в трубке. По мере опорожнения бачка и одно­ временного снижения частоты вращения вала часть от­ верстий в трубке оказывается над уровнем масла, и ко­ личество вытекающего масла уменьшается пропорцио­ нально не только снижению располагаемого напора, но

сократить необходимый запас масла в бачке, обеспечив одновременно безаварийную остановку турбоагрегата.

Обе схемы заполнения аварийного бачка маслом: 1) из расточки подшипника с использованием частично отработанного и нагретого масла (рис. 2-5,г); 2) от на­ сосов, подающих свежее масло (рис. 2-5,<?), — в одина­ ковой степени надежны, но каждой присущи и некото­ рые недостатки. Первая схема (рис. 2-5,г) конструктив­ но проще, но температура масла в бачках на 5—7°С выше температуры свежего масла; из расточки подшип­ ника в бдчок поступает интенсивно аэрированное мае-, ло; при повышенных зазорах в подшипнике, что возмож­ но при значительном износе баббитовой заливки, нагне­ тательный эффект вала может исчезнуть и бачок ока­ жется пустым. Во второй схеме (рис. 2-5,д) также про­ исходит подпитка бачка отработанным и аэрированным маслом из расточки подшипника по аварийной трубке, но в меньшем количестве, так как наличие гарантиро­ ванного подпора в бачке исключает большие перетечки масла; бачки всегда заполнены независимо от состояния зазоров между валом и вкладышем; однако бачок нахо­ дится иод избыточным давлением, что предъявляет по­ вышенные требования к его прочности.

Аварийное маслоснабжение упорных подшипников всегда осуществляется из бачков, заполняемых маслом только от насосов (рис. 2-5,е). В нормальных условиях масло от насоса поступает по трубе в емкость и далее по каналу, содержащему сверления, подводится к упор­ ным колодкам, заполнив маслом всю камеру. Как толь­

отверстия в трубе 10 (рис. 2-5,е). После того как основ­ ное количество масла из бачка вытечет, частота враще­ ния вала достигнет 1 000 мин-1, осевые силы значитель­ но уменьшатся, надобность в заполнении маслом каме­ ры с упорными колодками отпадет. Оставшийся объем масла из бачка будет вытекать лишь через трубку 11, соединенную специальными каналами с жиклерами 12, установленными непосредственно у входа перед каждой колодкой. Этим удается обеспечить необходимую смаз­

98

ку колодок при очень малой подаче масла на конечный период выбега.

Для комбинированных опорно-упорных подшипников устанавливается один аварийный бачок с тремя подво­

к упорной 7 и опорной 6 частям подшипника. В трубе 14 основного подвода масла предусмотрено калибро­ ванное отверстие для обильной смазки в первые 5— 10 с после аварийной остановки масляных насосов. По труб­ ке 10 с дозирующими отверстиями на ее боковой по­ верхности подается ограниченное количество масла из бачка к опорной части подшипника. Упорные колодки снабжаются свежей смазкой через жиклеры 12, а так­ же отработанным маслом, сливающимся из торцов опор­ ного вкладыша. Жиклеры устанавливаются у нижнего основания колодки со стороны входной кромки. Срез жиклеров находится на расстоянии 2—4 мм от торце­ вой поверхности упорного диска. Масло попадает на вращающуюся поверхность диска и за счет центробеж­ ной силы растягивается в тонкую пленку и выносится под колодки [Л. 34, 41].

В некоторых случаях аварийный бачок опорно-упор­ ного подшипника разделяется перегородкой на два от­ сека. Один из них питает маслом только упорную часть подшипника, другой — опорную. Таким способом не­ сколько облегчается распределение общего объема мас­ ла в бачке по отдельным потребителям.

На стенде УралВТИ проводились испытания опорно­ упорного подшипника при подаче ограниченной смазки из бачка только по дозировочным трубкам 10 и 14 (рис. 2-5,ж). Отключение индивидуального подвода мас­ ла к каждой упорной колодке через жиклеры 12 не при­ вело к снижению надежности их работы. Важно было лишь обеспечить поступление к колодкам достаточного количества масла с торцевых сторон опорного вклады­ ша. В упорных подшипниках, где аварийная смазка подводится только через жиклеры, случайное отглушепие нескольких жиклеров, например засорение их по­ сторонними частицами, не снижает общей надежности работы колодок, поскольку масло переносится вращаю­ щимся диском с одной колодки на другую [Л. 41].

Важным условием бесперебойной подачи масла из бачков является беспромедлительное сообщение его

объема с атмосферой. При испытаниях подшипников Па стенде было обнаружено, что при неудовлетворительной работе воздушника происходит прекращение истечения масла из бачка во время имитации аварийного выбега и как результат резкое повышение температуры бабби­ та. Из-за неисправности в работе воздушников происхо­

Рис. 2-6. Результаты испытаний подшипников турбины мощностью 300 МВт без подачи масла от насосов [Л. 34].

U—ti — температура баббита вкладышей опорных подшипников Ms 1—7; t п — температура баббита верхней колодки упорного подшипника (сторона генера­

100

Емкости аварийных бачков и продолжительность их опорожнения через дозировочные трубки должны быть тщательно рассчитаны. Методика расчета содержится в [Л. 17, 34]. Экспериментально установлено, что необ­ ходимые емкости бачков возрастают на 60—80%1 при выбеге ротора турбины без срыва вакуума (продолжи­ тельность выбега ротора турбины К-300-240 увеличива­ ется с 15—20 мин со срывом вакуума до 30—35 мин без срыва его). Подшипники турбомашин допускают безава­ рийную работу при подаче ограниченной смазки из ава­ рийных бачков во время непродолжительного моторного режима генератора и последующего аварийного выбега ротора турбины. Длительность моторного режима опре­ деляется конкретным типом подшипника, схемой органи­ зации слива отработанного масла, нагрузкой на подшип­ ники и другими факторами.

Надо всегда стремиться к установке над подшипни­ ками аварийных бачков оптимальной емкости. Если же учитывать одновременно и длительный моторный ре­ жим генератора, и задержку со срывом вакуума в кон­ денсаторе, то емкости окажутся настолько неоправданно завышенными, что бачки уже не смогут разместиться под крышками подшипников, неразумно возрастет по­ жарная опасность, и хорошее по замыслу мероприятие будет дискредитировано.

На рис. 2-6 приведены результаты испытаний под­ шипников турбины мощностью 300 МВт без подачи мас­ ла от насосов.

Для резервирования насосов системы уплотнения ге­ нератора применяются аналогичные аварийные емкости, часто называемые «демпферными бачками» (Л. 43].

2-3. МАСЛОПРОВОДЫ

При монтаже маслопроводов предъявляются высокие требования к чистоте их внутренней поверхности и к плотности фланцевых и сварных соединений (Л. ПО, 1171, Все внешние маслопроводы изго­ тавливаются из труб повышенной прочности (ГОСТ 9567-60) и укомп­ лектовываются только стальной арматурой. Для сливных маслопро­

101