Механические регуляторы скорости


Механические датчики целесообразно применять только в том случае, если привод главного масляного насоса выбирается электрическим, а не от вала турбины. По сравнению с описанной выше системой гидродинамического регулирования добавляется еще один вращающийся элемент с подвижными, а во многих конструкциях и упругими элементами. Как бы надежен ни был этот регулятор, но введение дополнительного вращающегося элемента снижает надежность регулирования.
За рубежом некоторые турбостроительные фирмы применяют электрические датчики с последующим преобразованием электрического импульса в гидравлический. Наличие двух источников питания (электрического и гидравлического), необходимость дополнительного преобразователя электрической энергии в гидравлическую снижает надежность системы регулирования, не давая существенных преимуществ по сравнению с чисто гидравлической системой. Поэтому применение смешанных систем регулирования в практике паротурбостроения целесообразно только при условии решения специальных задач (системных, пуска).
Подчеркнем, что вопрос ставится только о датчике. Использование электрических импульсов в системе регулирования, особенно при решении задач устойчивости энергетических систем, безусловно необходимо. Для этой цели заводы применяют (и это правильно) специальные электрогидравличеокие преобразователи, позволяющие ввести импульс в сервомотор первого усиления [Л. 4]. При такой схеме отказ в работе электрической части схемы регулирования не лишает ее возможности выполнения защитных функций. Применение электрического датчика при отказе электрической части полностью выводит из строя систему регулирования.
При использовании привода главного масляного насоса непосредственно от вала турбины повышается надежность маслоснабжения. В случае отказа в работе резервных масляных насосов при остановке агрегата подшипники могут обеспечиваться в какой-то степени маслом от главного масляного насоса. При электрическом приводе насоса остановка агрегата в случае обесточения системы питания собственных нужд приведет к немедленному расплавлению подшипников, если только не включится насос с приводом от .мотора постоянного тока.
Разобранный случай не представляет собой наложения двух аварий: остановка агрегата и отсутствие питания в линии собственных нужд. При исчезновении тока в линии собственных нужд остановка агрегата вынуждена как следствие аварии. Надежность работы подшипников в аварийных условиях может быть значительно повышена применением резервных емкостей в крышках подшипников [Л. 5,]. Это мероприятие, проверенное на турбине ХТГЗ мощностью 100 Мет, применено сейчас на турбинах К-300-240 ЛМЗ и ХТГЗ.
При применении аварийных емкостей в крышках подшипников сохранность последних обеспечивается даже более надежно, чем при использовании привода насоса от вала агрегата. В то же время надежность работы главного масляного насоса повышается из-за того, что насос располагается ниже уровня масла в баке. И масляный бак можно отнести на отметку пола конденсационного помещения, отдалив от горячих частей турбины. Улучшается слив масла из картеров «подшипников. Уменьшается мощность, потребляемая масляным насосом (не требуется инжектор подпора, который имеет к. п. д. меньше 20%).
Использование главного масляного насоса с электрическим приводом лишает основы применение гидродинамического регулирования. Гидродинамическое регулирование надежней любого механического датчика потому, что не требуется никакого дополнительного датчика. Насос, диск которого насажен на вал турбины, не требует какой-либо передачи, что также повышает его надежность. Осевое перемещение насосного диска в довольно широких пределах не сказывается на его работе [Л. 6], что позволяет применять его и в тех случаях, когда насос приходится располагать с противоположной стороны цилиндра турбины по отношению к упорному подшипнику агрегата.
Несмотря на все отмеченные преимущества, использование насоса только в качестве датчика бессмысленно. Как датчик он уступает механическому из-за, хотя бы и небольшой, пульсации давления в условиях нормальной эксплуатации; необходима бесцельная затрата мощности, его работа в некоторой степени зависит от параметров среды. В гидродинамической системе все это окупалось повышением надежности, использованием готового насоса смазки в «качестве датчика. Поэтому переход к электроприводу масляного насоса практически исключает целесообразность применения гидродинамического датчика.
Можно, конечно, применить водяной насос для системы водяного регулирования с приводом от вала турбины, и тогда вновь возникли бы основания для создания водяной гидродинамической системы. Но в этом случае пришлось бы использовать мощный насос, который ® нормальных условиях эксплуатации работал бы с малой производительностью и значит неэкономично. Применить для этой цели питательный насос с приводом от вала турбины (такие решения имеются в зарубежной практике) также нельзя. Напор питательного насоса в значительной степени зависит от режима работы котла и шоэтому его нельзя применить в качестве импульса угловой скорости. Выделить специальный диск в качестве импульсного по существу сведет решение к использованию насоса только в качестве датчика, потому что его производительность не может быть полезно использована.
В (настоящее время имеется большое число различных конструкций механических датчиков угловой скорости. В СССР наибольшее распространение получили упругие датчики МЭИ и ЛМЗ [Л. 7]. Большим преимуществом этих датчиков является то, что в -них нет трущихся деталей и это делает их высоконадежными. Недостатки таких датчиков сводятся к большим напряжениям в упругих элементах, относительно малым частотам собственных колебаний, что снижает устойчивость их работы и, наконец, зависимость импульса, передаваемого от датчика, от положения вала, к которому крепится датчик. Так, смещение датчика ЛМЗ в осевом направлении на 0,7 мм вызывает изменение нагрузки от максимальной до холостого хода.
В современных крупных паровых турбинах упорный «подшипник располагается между первым и вторым (по ходу пара) цилиндрами. Поэтому конец вала в переднем стуле турбины имеет большие относительные смещения в осевом направлении. Применение упругих регуляторов в этих условиях вынуждает иметь специальный валик в особых подшипниках, на котором и укрепляется упругий датчик. Этот валик связывается с валом турбины упругой или шестеренчатой муфтами или шлицевым валиком. Любое из этих решений значительно снижает надежность датчика. В турбинах К-200-130 ЛМЗ на том же валу датчика располагается масляный насос, что усложняет работу соединительной муфты, поскольку с ее помощью передается относительно большая мощность, потребляемая насосом. Вал турбины всплывает на масляном клине примерно на 0,2 мм. Это приводит к существенной расцентровке вала турбины и валика датчика, что вызывает износ соединительной муфты. Опыт показывает, что зубцы соединительной муфты часто подвергаются разъеданию блуждающими токами. Перечисленные причины способствуют возникновению заеданий в муфте, что в свою очередь приводит к передаче усилий от расширяющегося вала турбины (под действием изменения температурного режима ротора) к упорным подшипникам валика датчика. В таких условиях происходит быстрый износ упорных подшипников насоса, появляется осевой разбег валика датчика и как следствие броски нагрузки агрегата.


Яндекс.Метрика