Файл: Жаров, А. П. Предупреждение аварий подшипников паровых турбин.pdf

в сторону регулятора и составлял 0,27 мм. Сразу после закрытия стопорных клапанов направление осевого сдвига изменилось в сторону, генератора и стало равным 0,34 мм, что свидетельствовало о значительном осевом усилии в эту сторону. Вакуум к 4-й мин был сорван до 100 мм рт. ст. Температура баббита верхней колодки упорного подшипника, работающей в наиболее тяжелых

Рис. 20. Основные величины, характеризующие работу под­

шипника; W — вакуум; п — скорость вращения при выбеге испыты­ ваемой турбины; л' — скорость вращения при выбеге аналогичной турбины с полным комплектом лопаток; р с м — давление в коллек­

торе смазки; p j — давление пара за регулирующими клапанами; Рц — давление пара в промперегревателе; зс — осевой сдвиг.

101

римым с количеством тепла, выделяемым в несущем слое подшипника. Расчет, выполненный исходя из предположе­ ния, что все тепло, передающееся по валу, пойдет только на нагрев шеек вала у подшипников № 1 и 2 и упорного диска, показывает, что при остановке турбины, работав­ шей иод нагрузкой, температура отмеченных шеек и упорного диска была бы выше не более, чем на 5—7°С. Соответственно была бы несколько выше и температура баббита у подшипников № 1 и 2 и колодок упорного под­ шипника. На остальные подшипники агрегата этот фак­ тор влияния не оказывает.

В то же время сравнение кривых выбега испытыва­ емой турбины и других аналогичных турбин, но с полно­ стью облопаченными роторами (кривые п и п' на рис. 20), показывает, что скорость вращения ротора испытывае­ мой турбины снижалась значительно медленнее. Коли­ чество тепла, выделяемого в смазочном слое подшипника, во время выбега определяется главным образом характе­ ром снижения угловой скорости. В результате, как пока­ зывает расчетная оценка, в которой площадь под кривой выбега принята как некоторый эквивалент работы трения в подшипниках, в опыте за 18 мин выбега в смазочном слое каждого подшипника выделилось тепла в 2 раза больше, чем в том случае, если бы подобный опыт прово­ дился на турбоагрегате с нормальным выбегом и макси­ мальным потоком тепла по валу. Таким образом, усло­ вия проведения испытаний аварийной системы маслоснабжения были тяжелее нормальных. Это может служить гарантией безаварийных остановок турбоагрега­ тов в эксплуатации.

Испытания системы аварийного маслоснабжения под­ шипников турбоагрегатов К-300-240 ЛМЗ не проводились. Однако в практике эксплуатации этих агрегатов был случай, когда на одной из электрических станций при работе на холостом ходу ошибочно был открыт аварий­ ный слив масла из бака. В результате агрегат остано­ вился с номинального уровня скорости вращения при подаче масла в подшипники только из резервных объе­ мов. Подшипники турбины и передний подшипник гене­ ратора при этом не пострадали. У заднего подшипника генератора и подшипников возбудителя баббитовые заливки оказались выплавленными. Авария вызвана задержкой слива масла из резервного объема вследствие неправильно выполненного переливного устройства.

104

17. ПУТИ ДАЛЬНЕЙШЕГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМ СМАЗКИ

Дальнейшее повышение единичной мощности турбо­ агрегатов предъявляет дополнительные требования к конструкциям подшипников п системам их маслоснабжения. Но по-прежнему на первом месте остаются требова­ ния высокой надежности этих узлов и систем. Увеличение диаметров шеек роторов определяет качественно новые условия работы подшипников. Несущий слой больших подшипников работает в турбулентном режиме,что сопро­ вождается дополнительным выделением тепла. Решение задач по созданию надежных крупногабаритных подшип­ ников для сверхмощных турбоагрегатов потребует ис­ следовательских работ по многим направлениям. Наи­ более перспективным здесь можно считать применение многоклиновых н сегментных опорных подшипников, которые обладают повышенной устойчивостью к вибра­ ции. Для широкого использования таких подшипников необходимы разработка соответствующей методики рас­ чета, новые экспериментальные исследования и накопле­ ние эксплуатационного опыта. Применение для подшип­ ников гидростатических подъемных устройств или высокоскоростных валоповоротных устройств (ВПУ) у турбоагрегатов предотвратит износ баббита при вра­ щении роторов ВПУ.

С целью повышения надежности маслоснабжения систем смазки турбоагрегатов необходимы более тща­ тельный подбор по многим характеристикам масляных насосов и создание специальных, более надежных элек­ троприводов к ним.

Использование в системах смазки турбоагрегатов не­ горючих жидкостей позволит еще больше снизить пожа­ роопасность тепловых электростанций. Однако переход к негорючим смазкам потребует глубоких и всесторон­ них исследований подшипников и всех элементов, сопри­ касающихся со смазочным веществом, а также экономи­ ческих обоснований.

Имеется также возможность организовать нормаль­ ное и аварийное маслоснабжеиие подшипников за счет использования их самовсасывающей способности. До последнего времени нет данных о широком применении самовсасывающих подшипников. Проводимые во ВТИ работы по исследованию самовсасывающих подшипников подтверждают возможность использования этого свойст­ ва подшипников для резервирования маслоснабжения.

105

В зазоре у выходной границы смазочного слоя образовы­ вается устойчивая область разрежения, которая не исче­ зает с понижением скорости вращения, благодаря чему может быть обеспечена безаварийная остановка агрегата без подачи смазки насосом или за счет сил гравитации. При номинальной скорости вращения количество под­ сасываемого подшипником масла близко к нормальной подаче его из системы смазки. Такой способ индивиду­ альной смазки подшипников в сравнении с использова­ нием резервных бачков имеет ряд преимуществ. В част­ ности, содержащееся в картере масло может использо­ ваться многократно. Следовательно, небольшого его количества будет достаточно не только для выбега, но и для обеспечения работы агрегата в случае кратковре­ менного отключения электронасосов смазки или их источников питания, Кроме того, опорожнение резервных объмов ведется по определенному графику, рассчитан­ ному на выбег со своевременным срывом вакуума. В слу­ чае существенного отклонения графика выбега от рас­ четного может произойти значительное утяжеление режима работы подшипников при снабжении их смазкой из резервных бачков.

При использовании самовсасывающих подшипников количество подсасываемого масла будет уменьшаться пропорционально снижению скорости вращения. Также пропорционально снижению скорости вращения будет уменьшаться и потребность подшипника в количестве подаваемой смазки. Следовательно, остановку турбо­ агрегата при снабжении подшипников маслом за счет их способности к самовсасыванию смазки можно прово­ дить без срыва вакуума. При этом тепловой режим рабо­ ты подшипников будет мало отличаться от режима оста­ новки агрегата в нормальных условиях. Способ подачи смазки в подшипники самовсасыванием хорошо согласу­ ется с принудительной подачей смазки от насоса. Полу­ чается схема с двойным питанием подшипника смазкой, в которой обе независимые и равноценные системы маслоснабжения постоянно находятся в работе и переход с одной на другую может осуществляться без средств автоматики (авт. свид. №295913, опубликовано 12/11 1971. «Бюллетень» № 8). Для широкого применения таких схем маслоснабжения подшипников необходимы подроб­ ные испытания опытных образцов на дейстующих агре­ гатах п накопление эксплуатационного опыта.

106

Т а б л и ц а П. 1

Данные для расчета опорных подшипников при угле охвата шейки вкладышем 0 = 120°

107