Фрагин М.С. Регулирование и маслоснабжение паровых турбин: настоящее и ближайшая перспектива

Подождите немного. Документ загружается.

Глава 10 __________________________________________ 121

В случае выполнения вала РБ в своих подшипниках

можно было бы закрепить на этом валу PC, упростить рычаги

РБ, т.к. вал РБ не будет перемещаться при тепловых

расширениях турбины при пуске. Кроме того, станет возмож-

ным испытание РБ непосредственно в коробке регулирования

вращением от внешнего двигателя при отсоединении РБ от рото-

ра, т.е. без вращения ротора. Но всё это требует нового

проектирования. Повидимому, такой проект следует выполнить,

т.к. на многих турбинах еще' будут выполнять РБ механического

типа.

Рис. 10.3. Золотники ЗРБ:

А-линия взвода от золотника управления блока ЗРС, Б -от линии дополни-

тельной защиты, В -линия от золотника управления блока ЗРС, Г-линия к

сервомоторам стопорных клапанов, Д - от линии управления усилителями

типа СУП

Но вместе с тем из изложенного понятен также интерес

к внедрению электронных датчиков частоты вращения, которые

позволяют проверять их настройку без фактического

повышения оборотов турбины.

122 __________________________________ Глава 10

Золотники регулятора безопасности ЗРБ выпол-

няются аналогично широко применяемой конструкции с

гидравлическим прилипанием золотников при падении давления

в линии на взвод защиты от золотника управления в блоке ЗРС,

(рис 10.3).

При срабатывании защиты в ЗРБ отсекаются управ-

ляющие линии от ЗРС, а управляющие линии от ЗРБ к

регулирующим и стопорным клапанам сообщаются со сливом.

ЗРБ имеют внутри перекрёстные связи (от каждого бойка

срабатывают оба золотника ЗРБ) и не проверяются при работе

под нагрузкой, т.к. предпринимавшиеся попытки отключения

имеющихся перекрёстных связей во время таких испытаний

приводили к большому усложнению конструкции. Вместе с тем

не известны случаи полного отказа золотников ЗРБ такой

конструкции. Приняты меры также к сохранению работо-

способности ЗРБ даже при разрыве трубы подвода к нему

напорного масла [П19].

Рис. 10.4. Электромагнитный выключатель

Электромагнитные выключатели ЭМВ (рис. 10.4)

служат для ввода в гидравлическую систему воздействий от

Глава 10 __________________________________ 123

Рис. 10.5. Схема электромагнитов защиты

всех остальных защит турбины. В гидравлической системе

защиты при работе под нагрузкой магниты обесточены,

напряжение на них подаётся только при работе каналов защиты

и снимается после закрытия стопорных клапанов. В результате

длительной отработки хорошо зарекомендовала себя конст-

рукция с двумя горизонтальными ЭМВ, срабатывание каждого

из которых приводит к срабатыванию защиты (рис. 10.5). Третий

золотник позволяет проводить поочерёдно испытание работы

каждого ЭМВ под нагрузкой [К1,К7], привод этого золотника

может быть ручной или же с помощью двух магнитов. Контроль

за правильностью работы испытуемого ЭМВ ведётся по

падению давления в линии за его золотником, которая на период

испытаний оказывается соединённой с линией защиты только

через шайбу малого сечения, чтобы срабатывание этого ЭМВ

124 Глава 10

Рис. 10.6. Золотники предварительной защиты:

1 - электромагнит предварительной защиты, 2 - золотник электромагнита,

3 - исполнительный золотник (изображён в сработавшем положении),

4 - демпфер, А - линия к сервомоторам стопорных клапанов, Б - линия от

золотника управления блока ЗРС, В - линия слива, Г - от линии управления

усилителями СУП, Д - напорная линия

не приводило к существенному падению давления в линии

защиты.

Узлы предварительной защиты УПЗ (рис. 10.6),

позволяют уменьшить повышение оборотов турбины при сбросе

нагрузки и быстром разгоне в случае отказа в системе регули-

рования и срабатывания бойков. В этом случае повышение

заброса оборотов турбины сверх уставки срабатывания бойков

Глава 10 ___________________________________125

может быть значительным; оно определяется временем

закрытия стопорных клапанов, количеством пара в паровых

объёмах и т.д. Чтобы ограничить повышение оборотов турбины

и в этом случае, можно при сбросе нагрузки временно

прикрывать стопорные клапаны раньше, не дожидаясь

повышения оборотов до уставки бойков, воздействуя на ЭМВ

предварительной защиты. Тогда, если система регулирования

не удержит сброс нагрузки и сработают бойки, заметного

повышения оборотов сверх уставки срабатывания бойков не

будет, т.к. стопорные клапаны к

этому вре- мени будут

закрыты и паровые

объёмы час- тично

опорожнятся. Если же

система регу- лирования

удержит сброс нагрузки,

то пос- ле снятия

имульса с ЭМВ

предварительной защиты

стопорные кла- паны откроются.

В кон- струкции

золотника

предварительной защ- иты

предусмотрена за- держка

открытия регулирующих клапанов на время, доста-

точное для открытия стопорных клапанов, если это требуется

по силовым запасам сервомоторов стопорных клапанов (для

стопорных клапанов разгруженного типа это не требуется).

Подача воздействия на УПЗ может осуществляться от

повторителей воздушных выключателей генератора, свиде-

126 Глава 10

тельствующих об его отключении. Чтобы уменьшить число

воздействий на УПЗ в тех случаях, когда это не требуется

(медленный разгон), воздействие на УПЗ может быть подано

при достижении порогового значения (рис. 10.7) частоты враще-

ния, меняющегося в зависимости от величины первой

производной частоты [С6, П20], в этом случае сигнал от выклю-

чателей генератора может использоваться как подтверж-

дающий. Траектория движения после сброса нагрузки будет

располагаться, как правило, в области ниже указанной линии.

Сервомоторы стопорных клапанов уже рассматри-

вались выше. Здесь бы хотелось остановиться на следующем

моменте. Подвод напорного масла к сервомоторам регули-

рующих клапанов часто целесообразно выполнять через

блокировочное устройство, связанное с положением стопорных

клапанов и положением расхаживающего устройства серво-

мотора. Связь выполняется таким образом, чтобы при закрытии

стопорных клапанов ниже, например 30%, прекращалась подача

напорного давления к сервомоторам регулирующих клапанов,

питаемых от данного стопорного клапана; однако, эта

блокировка не действует, если закрытие стопорного клапана

производится расхаживающим устройством сервомотора [П21].

Такая блокировка повышает в первую очередь надёжность

закрытия клапанов турбины в целом.

Кроме того, при такой блокировке повышается

надёжность процедуры расхаживания сервомотора стопорного

клапана под нагрузкой. В случае закрытия стопорного клапана

при расхаживании из-за недостаточности силового запаса

сервомотора при последующем возвращении расхаживающего

устройства в исходное положение автоматически происходит

Глава 10 127

закрытие регулирующего клапана с последующим открытием

стопорного и снова регулирующего клапана.

10.1.3. Узлы электрогидравлической системы

защиты. Датчики предельной частоты вращения являются

наиболее ответственным элементом электронной системы

защиты, особенно, если отсутствуют механические бойки.

Наиболее целесообразное их исполнение в двухканальном

варианте с выполнением схемы 2 из 3-х в каждом канале.

Должен производиться постоянный контроль исправности цепей

каждого датчика, периодический автоматический контроль

уставки срабатывания каждого датчика. Если для этого датчик

выводится из работы, оставшиеся в этом канале переключаются

на работу по схеме 2 из 2. Каждый канал воздействует на оба

ЭМВ. При автоматическом испытании канала с воздействием

на ЭМВ эти перекрёстные связи должны автоматически

отключаться на время испытаний.

Уставку датчика предельной частоты целесообразно

выполнять с учётом соотношения частоты и её первой производ-

ной, как это имеет место в УПЗ, может быть, только с несколько

большей (примерно на 0,02) уставкой по скорости, т.к. сраба-

тывание защиты будет необратимым, в отличие от УПЗ.

ЭМВ защиты являются при отсутствии механического

РБ наиболее ответственным узлом защиты, в том числе защиты

турбины от разгона. В этом случае в отличии от гидромеха-

нической схемы защиты ЭМВ выполняются срабатывающими

не путём подачи на магниты напряжения, а наоборот, при снятии

с них напряжения, чтобы обеспечить защиту турбины при

внезапном исчезновении питания. Таким образом, электро-

магниты будут постоянно находиться под током, величина

128 Глава 10

которого должна выбираться такой, чтобы нагрев обмоток был

в допустимых пределах.

Сервомоторы стопорных клапанов могут управляться

от ЭГП, электромеханический преобразователь которого

используется для управления при пуске, при расхаживании под

нагрузкой, а также может получать воздействие при сраба-

тывании защиты.

10.2. Объём защит, действующих на останов турбины

Объём защит, действующих на останов турбины путём

воздействия на ЭМВ защиты, может быть разным для разных

турбин. Некоторые защиты являются обязательными:

- падение давления в системе смазки,

- падение вакуума,

- осевой сдвиг,

- повышение оборотов турбины.

При работе этих защит отключение генератора от сети

происходит без выдержки времени по получении информации,

подтверждающей подачу воздействия на клапаны турбины.

Задержка отключения генератора до получения подтверждения

о закрытии всех клапанов, а тем более до получения ин-

формации о наличии обратной мощности, не оправдана, т.к.

может привести к быстрой поломке турбины. К защитам такого

рода относят и часто выполняемую защиту при возникновении

недопустимой вибрации.

Другие защиты не приводят к немедленной поломке

турбины, и при их срабатывании отключение генератора от сети

производится с получением подтверждения о возможности

отключения генератора. Сюда относятся защиты по падению

давления свежего пара, по повышению температуры за ЦВД и

Глава 10 129

т.д. Конечно, такое разделение условно и корректируется по

мере накопления опыта эксплуатации турбин конкретных типов.

Перед срабатыванием многих защит вначале подаётся

звуковой сигнал, производится разгрузка турбины, если есть

уверенность в однозначной возможности уменьшения параметра

вследствие такой разгрузки.

Наличие двух ЭМВ защиты позволяет выполнять

защиты двухканальными, с возможностью автоматического

проведения испытания целиком всего канала вплоть до

срабатывания своего ЭМВ. На период испытаний второй канал

полностью готов к работе.

10.3. Схемы системы защиты турбины

Алгоритмы построения гидравлической и электро-

гидравлической систем защиты могут выполняться одина-

ковыми.

В электрогидравлической схеме (см. рис. 8.1) сохра-

няется гидромеханическое устройство типа ЗРБ, которое делает

срабатывание защиты необратимым и требует специального

устройства для взвода золотников ЗРБ. Устройство взвода

выполняется с моторным приводом и делает процесс взвода

растянутым во времени, аналогично гидравлической схеме.

Принципиально, можно не иметь гидромеханического

ЗРБ, а ограничиться только выполнением ЭГП для стопорных

и регулирующих клапанов, на которые и подавать все воз-

действия от электронной схемы защиты, но это предъявляет

более жесткие требования к аппаратуре, усложняет алгоритмы,

закладываемые в электронику, и вряд ли целесообразно при

реализации устройств защиты не на собственной аппаратуре, а

на аппаратуре заказчика, да ещё разной для разного заказчика.

130 __________________________________ Глава 11

Глава 11. Маслоснабжение

11.1. Типы систем, применяемые масла

Масло в паровых турбинах используется в системах

смазки подшипников турбоагрегата, в системах регулирования

турбин, в системах уплотнений вала генератора.

В большинстве турбин относительно малой мощности

(до 200 МВт включительно) в этих системах до сих пор

использовалось одно и то же масло, а именно минеральное

нефтяное масло, основной недостаток которого - горючесть.

Свойства используемых минеральных масел, присадки к этим

маслам, способы контроля за содержанием присадок и способы

их добавления в процессе эксплуатации даны в [К16, К 1]ив

различных директивных документах.

С 50-х гг. во всём мире активизировались работы по

внедрению огнестойких заменителей нефтяных турбинных

масел. ЛМЗ в этом отношении достиг определённых успехов.

В системах регулирования турбин мощностью 300 МВт и выше

(а сейчас и в ряде турбин меньшей мощности) применяется

огнестойкое масло, при этом система регулирования стала

иметь отдельную систему маслоснабжения. Затем в ряде

турбин 800 и 1000 МВт огнестойкое масло стало применяться

и в системах смазки, для чего в генераторах, охлаждаемых

водородом, из системы смазки выделили систему масляных

уплотнений вала генератора. Это было сделано ввиду

недостаточной изученности на момент проектирования влияния

огнестойкого масла на работу генератора при аварийном

попадании масла внутрь генератора при нарушении работы

масляных уплотнений.

Все огнестойкие масла, применявшиеся в системах

ЛМЗ были разработаны Всероссийским теплотехническим