Система регулирования и защиты современных паровых турбин


Система регулирования и защиты современных паровых турбин содержит большее или меньшее число гидравлических сервомоторов и золотников, представляющих собой поршневые механизм. Перемещение поршней в них должно происходить под воздействием иногда весьма небольших сил. Для уменьшения сил трения применяется ряд изобретений, направленных на создание прослойки жидкости между подвижными и неподвижными деталями (или на уменьшение силы прижатия подвижной детали к неподвижной). К числу таких мероприятий относятся применения конструкции самоцентрирующегося поршня, конструкции вращающегося поршня, устройство каналов, выравнивающих давление в зазоре. Указанные мероприятия позволяют создать конструкции, безотказно работающие в ответственных узлах, поддающиеся математическому исследованию их статических и динамических свойств при условии чистоты рабочей жидкости. Воздействие частиц твердых загрязнений на такой работающий поршневой механизм можно свести к следующим четырем случаям:
1.            Если размеры частиц меньше радиального зазора, то они свободно проходят через него вместе с потоком жидкости, не вызывая каких-либо изменений в работе поршневого механизма — золотника, сервомотора (рис. 6-1,а). Абразивное действие частиц не имеет существенного значения, так как детали должны обладать большой поверхностной твердостью. Если один из габаритов частицы меньше, а два других больше радиального зазора, то -частицы также свободно проходят через зазор, так как отсутствуют силы, способные препятствовать расположению частицы в потоке меньшим размером вдоль зазора.
2.            Если частица больше радиального, но меньше диаметрального зазора, то она, отодвинув поршень к противоположной стороне, войдет в зазор вместе с потоком жидкости (рис. 6-1,6). Так ка.. твердость деталей должна быть больше твердости частиц (такое соотношение твер-достей, как правило, имеет место в системах водяного регулирования), то нарушения поверхностей деталей не произойдет. Поскольку поршень (золотник, сервомотор) во время работы совершает продольные (вдоль оси) и поперечные (в пределах зазора) колебания, то частица продвигается по зазору и выносится потоком жидкости. В этом случае трение, вызываемое попаданием частицы, должно быть преодолено перестановочной силой механизма. Трение это сравнительно невелико, так как поверхности деталей остаются неповрежденными.
3.            Если частица больше диаметрального зазора и имеет правильную, близкую к шару форму, то ока задерживается при входе жидкости в зазор. В процессе работы такая частица изнашивается, ударяясь о стенки, и после достижения соответствующих размеров проходит через зазор.
4.            Если частица больше диаметрального зазора и имеет неправильную форму, то, войдя в зазор, она застревает у входа. Если прочность частицы невелика, то она будет сдеформирована или разломана под действием перестановочной силы поршня и данный случай сведется к одному из предыдущих. Если частица не может быть измельчена или сдеформирована, то наступает заклинивание поршня и система выходит из строя.
Сказанное приводит к выводу, что для любой системы гидравлической автоматики, в том числе и для водяного регулирования паровых турбин, рабочая жидкость должна быть очищена от твердых частиц с определяющим размером, большим, чем диаметральный зазор в поршневых механизмах (золотниках, сервомоторах). Под определяющим размером понимается меньший из трех габаритов частицы. Так, частица, имеющая форму пластинки или стерженька, не является опасной, если толщина пластинки (стерженька) меньше диаметрального зазора- Длина и ширина частицы предполагаются соизмеримыми с величиной зазора, как это обычно бывает. При таком соотношении размеров кривизной зазора, образованного цилиндрическими поверхностями, можно пренебречь, считая зазор плоским. Обычно диаметральные зазоры в поршневых механизмах регулирования паровых турбин (золотниках, сервомоторах промежуточного усиления) лежат в пределах 0,08— 0,12 мм. Следовательно, фильтрация должна производиться с точностью до 0,06 мм. Однако, как показывает опыт эксплуатации нескольких турбин с водяным регулированием, более грубая фильтрация, с точностью 0,15—0,20 мм9 также обеспечивает надежную работу систем регулирования. Объясняется это тем, что наибольшую опасность для регулирования представляют конусообразные выступы на частицах, как, например, на шлаке от сварки. Ввиду ограниченной прочности таких образований частицы меньших размеров имеют более правильную форму. При размерах 0,15—0,20 мм еще достаточно надежно обеспечивается их правильная, близкая к шару, форма и вероятность заклинивания частиц в зазоре невелика.
Несмотря на то что фильтрация с точностью до 0,15—0,20 мм дает удовлетворительный результат, совершенствование методов фильтрации должно идти в направлении увеличения тонкости очистки жидкости с тем, чтобы обеспечить указанное выше соотношение размеров пропускаемых фильтром частиц и зазоров в механизме или по крайней мере приблизиться к нему- С другой стороны, при конструировании механизмов и при выборе зазоров необходимо иметь в виду технически достижимую тонкость очистки.


Яндекс.Метрика