ТЕМА 3.3 СИСТЕМИ МАСЛОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

3.3.1 СКЛАДОВІ СИСТЕМИ МАСЛОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

3.3.2 ОСНОВНІ УЛАШТУВАННЯ СИСТЕМИ МАСЛОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

3.3.1 СКЛАДОВІ СИСТЕМИ МАСЛОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

Система маслопостачання паротурбінного агрегату складається з пристроїв забезпечення маслом системи регулювання, системи подачі масла на охолодження та змащування підшипників і системи подачі масла на ущільнення вала генератора.

Системи регулювання, системи подачі масла на охолодження та змащування підшипників можуть мати загальний масляний бак та загальні насоси подачі масла. Такі системи застосовуються для турбін потужністю до 200 МВт та виконуються з головним масляним насосом, що приводиться в дію від валу турбіни (рисунок 3.3.1). В якості робочого тіла в таких масло системах використовуються нафтові мастила: Т-22; Тп-22; Тп-22С; ТСп -22.

При створенні турбін великої потужності, де вимагалось застосування підвищеного тиску масла в системі регулювання, розміщення насосних дисків на валу виявилось конструктивно складним. Окрім того, значні температурні переміщення корпусу переднього підшипника ускладнювали трасирування маслопроводу до цього корпусу з позицій їх самокомпенсації при переміщеннях. Розташування масляного баку великої ємності поблизу гарячих паропроводів надає велику пожежну небезпеку.

Через перераховані причини головний маслонасос був знятий з валу турбіни та замінений двома насосами з приводом від електродвигуна. Застосування електроприводу дозволило видалити масляний бак від вузла головних паропроводів, розташувавши його в зручному для встановлення насосів місці. Наслідком такого рішення є розділення системи регулювання та змащування і створення централізованої системи, що обслуговує всі вузли головної турбіни, генератора, збудника та турбоживильного насосу (підшипники, редуктори, валоповоротні пристрої, зубчасті муфти), що потребують змащування, а також вузли регулювання та захисту турбоживильного насосу (рисунок 3.3.2).

 

Рисунок 3.3.1 - Система масло забезпечення паротурбінного агрегату з головним масляним насосом на валу турбіни:

1 – головний масляний насос; 2 – масляний бак; 3, 4 – інжектори першого та другого східця; 5 – зливний клапан; 6 – підшипники турбіни і генератора; 7 – масло охолоджувачі; 8 – реле тиску; 9,10,11 – насоси: аварійний, резервний і пусковий; І – напірна лінія САР; ІІ – напірна лінія системи змащування; ІІІ – лінія всмоктування масло насосів; IV – зливна лінія

Рисунок 3.3.2 – Централізована система змащування потужного паротурбінного агрегату:

1-14 – підшипники основного агрегату; 15 – ексгаустер; 16, 28 – бачок-маслоуловлювач; 17 – колектор масла; 18 – масло охолоджувач; 19 – вихідний колектор насосів 21; 20 – вхідний колектор насосів 21; 22 – вихідний колектор насосів 23; 23 – масляні насоси з електроприводом змінного струму; 24 – витяжне повітря до ексгаустерам; 25 – зливний клапан; 26 – колектор зливу масла з підшипників; 27 – зливний маслопровод; 29 – головний маслобак агрегату; 30 – масло очисна машина (центрифуга, фільтр-прес, нагрівач і вакуумний апарат); 31 – лінія до вузлів змащування ТЖН; 32 – допоміжний масло насос ТЖН; 33 – підшипники бустерного насосу; 34 – додатковий масло охолоджувач; 35 – редуктор; 36 – блок регулювання; 37 – турбопривід живильного насосу; 38 – колектор зливу масла з ТЖН; 39 – задня опора; 40 – живильний насос; 41 – колектор подачі масла до аварійних бачків підшипників

Застосування підвищеного тиску масла в системах регулювання потужних турбін викликає проблему пожежної небезпеки, яка вирішується застосуванням вогнестійких синтетичних масел.

Сучасні потужні паротурбінні агрегати мають три незалежні масло системи:

§ регулювання головної турбіни;

§ централізована система охолодження та змащування підшипників та інших вузлів головного паротурбінного агрегату та турбоживильних агрегатів;

§ система ущільнення вала генератора.

 

3.3.2 ОСНОВНІ УЛАШТУВАННЯ СИСТЕМИ МАСЛОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

Основними пристроями системи маслопостачання є масляні насоси, масляні баки та маслоохолоджувачі.

Маслосистема з головним маслонасосом (ГМН) (рисунок 3.3.1)на валу турбіни має пусковий, резервний та аварійні насоси змащування з приводом відповідно від двигуна постійного та змінного струму. Ці насоси відцентровані, встановлені на валу турбіни, припиняють подачу масла при частоті обертання 600-800 об/хв., якщо на вхідній частині насосу встановлений гідравлічний затвор, а при його відсутності подача припиняється вже на рівні 2000 об/хв.

Пусковий насос та ГМН в системі змащування підшипників резервуються зазвичай двома аварійними масляними насосами, один з яких має привід від двигуна змінного струму, інший – від двигуна постійного струму.

Аварійні насоси представляють собою перший східець резервування ГМН, другий східець організують застосуванням аварійних ємностей, що розташовані над підшипниками, що знижує пожежну безпеку агрегату.

Для включення в роботу відцентрованого насоса сам насос і трубопровід на вході в насос необхідно залити маслом. Окрім того, відцентровані насоси дуже чуттєві до потрапляння повітря на вхід, тому для їх надійної роботи використовують масляний інжектор.

Інжектор – це струменевий насос, в якому за рахунок кінетичної енергії струї, яка витікає з сопла, відсмоктується масло з маслобака для подачі частини його після першого східця до ГМН, а решти до другого східця для направлення його з великим тиском через масло охолоджувач до системи змащування (рисунок 3.3.3). Інжектори мають низький ККД – 25%, але для створення невеликих напорів їх застосування виправдане, оскільки інжектор немає жодної рухомої деталі, через що його надійність вища.

Рисунок 3.3.3 – Масляний інжектор:

1 – трубопровід від насосу; 2,6 – сопла першого та другого східця інжектора; 3,4 – перший та другий східець інжектора; 5 – кришка маслобака.

Масляний бак системи маслозабезпечення – це апарат, (рисунок 3.3.4) який представляє собою резервуар для зберігання та збирання масла, і містить пристрої для видалення з масла домішок, які знижують його якість. При використанні масла в системі регулювання, а особливо змащування, масло підлягає аерації, зневодненню та забрудненню зовнішніми (волога, пил, окалина, пісок, зола), а також внутрішніми (шлам, продукти зносу деталей турбін, адсорбенти, краска внутрішніх покриттів маслобака і картерів підшипників, водню) домішок. Якість масла в системі масло забезпечення регулюється інтенсивністю відділення сторонніх домішок. Ефективність осадження домішок залежить від часу перебування масла в баці.

Конструкція маслобака має три відсіки: зливний (брудний) для приймання та попереднього очищення; проміжний для основного очищення масла від домішок; чистий для збирання очищеного та відфільтрованого масла. Відсіки організуються шляхом розділення маслобаку подвійними вертикальними сітками, що встановлюються в шандорах. Сітки для очищення можуть вийматись під час роботи турбіни. Для сповільнення потоку масла в зливному відсіку встановлюються відбійні щитки, кармани, сітчасті та дірчасті піддони, лотки та невеликі гідро затвори. У зливний відсік повинні направлятись потоки масла, які підлягають аерації, обводненню та забрудненню. Потоки масла, які не підлягають аерації, обводненню та забрудненню, направляються в проміжний відсік баку під рівень масла. Дно баку робиться з нахилом до центру баку. До нижньої точки баку приєднуються трубопроводи зливу відстою і аварійний злив на випадок пожежі. На кришці баку встановлюються дефлектори і штуцери для приєднання трубопроводів до ексгаустерів.

Ексгаустерами називаютьвитяжні вентилятори, які служать для видалення з масляного баку, зливних маслопроводів та картерів підшипників корозійно-активних летючих продуктів окислення масла, водяної пари, водню, повітря. При недостатній вентиляції масло системи відбувається вибивання цих газоподібних речовин з картерів підшипників і дефлекторів на баці, що призводить до замаслювання щіток генератора та збудника і погіршення санітарно-гігієнічних умов турбінного цеху. Для захисту вентилятора від крапель масла, що сконденсувались на стінках вихідного трубопроводу, цей трубопровід повинен мати пристрій для їх відведення.

Рисунок 3.3.4 – Масляний бак:

1,2 – перший і другий східець інжектора; 3 – направляючий лист на вході в інжектор; 4 – дефлектор; 5 – заспокоювач; 6 – злив відстою; 7 – масло охолоджувачі; 8,9 – камери показників рівня масла; 10 – сітки між чистим і проміжним відсіками; 11 – повітряохолоджувачі; 12 – сітки між проміжним і зливним відсіками; 13 – штуцер надходження масла з системи змащування.

 

Маслоохолоджувачі служать для підтримання необхідної температури масла, яке подається до системи маслозабезпечення. Масло, що надходить до підшипників, розділяючи металеві поверхні вкладишу та шійки валу, відводить теплоту сил тертя та теплоту, що передається по ротору від робочого тіла, яка в масло охолоджувачах виноситься циркуляційною водою. За конструктивними ознаками маслоохолоджувачі поділяються на кожухотрубні, пластинчаті, спеціальні.

 

Рисунок 3.3.5 - Маслоохолоджувач

 

 

2 І 1

 

 

Рисунок 3.3.5 – Маслоохолоджувач (продовження)

 

Широке застосування отримали кожухотрубні багатоходові масло охолоджувачі з кільцевими або сегментними перегородками, що створюють умови для зигзагоподібної або веєрної течії масла.

Маслоохолоджувачі (рисунок 3.3.5) складаються з: корпусу 5, верхньої 2 і нижньої 8 водяної камери, кришки корпусу 1, трубної системи 6, яка утворена трубними дошками 3 та 7 та розвальцованими в них латунними трубками, які можуть мати проволочне оребріння.

Для забезпечення високих коефіцієнтів теплопередачі від масла до води необхідно інтенсифікувати теплообмін з боку масла. Тому гідравлічна схема маслоохолоджувачів через більшу кінематичну вязкість масла організується таким чином, що охолоджуюча вода рухається всередині трубок, а масло омиває їх зовні, рухаючись в міжтрубному просторі, де для направлення потоку масла поперек трубок встановлені проміжні перегородки типу диск-кільце.

Для компенсації температурних розширень трубна система з´єднана з корпусом через мембрани 4. Маслоохолоджувачі по охолоджуючій воді включається паралельно з конденсатором. Гідравлічний опір маслоохолоджувачів повинен бути менший, ніж у конденсатора. Маслоохолоджувачі по тракту води виконуюються двох- або чотирьохходовими, по тракту масла – одноходовими.

Однією з основних вимог, що пред´являються до маслоохолоджувачів, є щільність системи. За правилами технічної експлуатації (ПТЕ) в маслоохолоджувачах тиск масла підтримується вище тиску води.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ ДО ТЕМИ 3.3

1. З яких елементів складається система масло забезпечення паротурбінного агрегату

2. До чого призводить застосування електроприводу

3. Призначення головного масляного насосу та пускового насосу

4. Призначення аварійного насосу

5. Яке призначення інжекторів в в системі масло забезпечення турбін

6. Яким вимогам повинна задовольняти конструкція маслобаку

7. Чому необхідна примусова вентиляція масляної системи

8. За рахунок чого виконується примусова циркуляція масляної системи

9. Яким чином об лаштований масло охолоджувач

10. Основні вимоги до маслоохолоджувачів

ТЕМА 3.4 СИСТЕМИ ЗАХИСТУ ТУРБІН