Balakovskaya - Турбина, ТПН, маслосистема

неподвижной буксе (13), то есть начинал закрывать клапаны 211 независимо от команды оператора и положения подвижной бу ксы (12).

Дальнейшее повышение частоты вращения, необходимое для испытания колец регулятора безопасности разгоном, возмо жно только за счет снижения давления в камере ”Б”. Искусствен но увеличить число оборотов ротора позволяет разгонное уст ройство. Исходное положение золотника (8) разгонного устройства - “ среднее”, при котором окна подвода импульсного масла полностью отк рыты, а окна слива линии 1-го усиления перекрыты.

Для испытания колец регулятора безопасности золотник (8) поворачивается в направлении “разгон”, перекрывая окна п одвода масла от импульсного насоса в камеру “Б”(отсекает камеру “Б” регулятора скорости от импеллера), тем самым уменьшая в не й давление. При этом нарушается равновесие золотника (11), и он под действием пружины опускается вниз, прикрывая окна в подви жной буксе. Слив масла из линии 1-го усиления уменьшается, что пр иводит к открытию регулирующих клапанов на величину, достаточну ю для срабатывания колец автомата безопасности.

После срабатывании колец поворотом золотника (8) в обратну ю сторону до упора в положение “подхват” открываются окна п одвода импульсного масла от импеллера в камеру “Б”, а окна линии 1- го усиления соединяются с дренажом. При падении оборотов рот ора до 101,7% (1525 об/мин) от номинального значения (восстанавливающее число оборотов колец автомата безопа сности) взводятся золотники регулятора безопасности, открывают ся стопорные клапаны и возвращением золотника (8) разгонного устройства в “среднее” положение подхватываются и восстанавливаются обороты ротора турбины.

Управление золотником разгонного устройства осуществля ется по месту с помощью маховика. Если при достижении предельных оборотов кольца регулятора безопасности не сработали, зо лотник (8) разгонного устройства возвращают в “среднее” положение . Если кольца сработали, золотник, минуя “среднее” положение, пе реводят в положение “подхват”, после чего возвращают в “среднее” по ложение.

Эксплуатация

Нормальное функционирование регулятора скорости зависи т прежде всего от соотношения, с одной стороны, сил трения и гидродинамических сил на регулирующих кромках золотник а и, с другой стороны, перестановочной силы, действующей на золо тник (11). Перестановочная сила определяется изменением импульсно го давления в пределах неравномерности (0,7 кгс/см2) и разностью диаметров верхнего и нижнего поршней золотника.

На поршневом регуляторе применены известные способы уме ньшения сил трения: разгрузочные канавки на золотнике, вращение з олотника, высокие твердость и чистота обработки трущихся пар. Для уменьшения гидродинамических сил необходимые сливы достигаются за счет увеличенного перемещения золотника регулятора скорости (6 мм на неравномерность) при сравните льно малой ширине окон в буксах.

Опыт эксплуатации показывает, что, несмотря на принятые м еры, для нормальной работы поршневого регулятора скорости требу ется тщательная очистка рабочего масла от механических приме сей, предупреждение шламования и т.п. В противном случае могут наблюдаться типичные отказы САР, связанные с нечувствите льностью регулятора скорости: качание скорости на холостом ходу, з атруднения в синхронизации генератора, броски мощности при изменени и задания.

Наиболее тяжелы последствия отказов регулятора скорост и при отключениях генератора от сети. В то же время отказ регуля тора скорости (например, заедание золотника) при несении базов ой нагрузки может быть не замечен оператором. Поэтому даже п ри несении базовой нагрузки необходимо периодически произ водить частичную разгрузку турбины регулятором скорости.

Золотник (2) нагружен давлениями в камерах “А” и “Д”. В 213 установившихся состояниях давления в камерах равны. Подвод масла в каждую камеру осуществляется через сопла (7), установленные на торцах золотника, слив - через зазор между соплами (11) и лопаткой (19).

Золотник (2) вставлен в корпус сопл (3) и прижат к нему через подшипник (4) силовым давлением в камере “Б”. В корпусе (3) размещены сопла (11), которые через отверстия связаны с каме рами “А” и “Д” над и под золотником. Между соплами вставлена лоп атка (19), управляющая своим плоским выступом сливами из камер “В ”, “А” и “Г”, “Д”. Лопатка (19) с одной стороны прикреплена плоск ой пружиной (12) к корпусу сопл (3), с другой, также через плоскую пружину (20), к штоку (15).

Ток в управляющей обмотке электромеханического преобра зователя вызывает перемещение штока (15), зависящее от соответствующей электромагнитной силы и жесткости всех пружин. При смещен ии штока (15) лопатка (19) поворачивается в вертикальной плоскос ти на упругом шарнире, роль которого выполняет плоская пружина (12). Поворачиваясь, лопатка (19) меняет слив силового масла из ка мер “В” и “Г”, меняя давление над и под золотником. Появившийся на золотнике (2) перепад давлений вызывает его смещение в сто рону меньшего из давлений в камерах “А” и “Д”. Одновременно с золотником перемещается установленный на нем корпус соп л (3). Перемещение золотника (2) будет продолжаться до тех пор, по ка он через корпус сопл (3) и плоскую пружину (12) не вернет лопатку (19) в исходное положение, при котором исчезнет возникший пере пад давлений. Золотник (2) займет новое равновесное положение, величина его хода будет точно соответствовать ходу штока (15), заданному величиной тока ЭМП.

Так что золотник (2) “следит” за штоком (15). Исходное положен ие штока (15) и золотника (2) при настройке ЭМП устанавливается с помощью втулки (16). Ход золотника (2) ограничен упорами (8), установленными в крышках (1, 10).

Особенности конструкции ЭГП ГСР и ЭГП ЭГСР

В ЭГП ГСР букса (9), установленная в корпусе (6), образует каме ры “Ж” и “З”. В камеру “Ж” подводится масло из линии управлени я одного главного сервомотора (ГСМ) регулирующих клапанов , в камеру “З” - из линии управления другого ГСМ. Запресованная в буксе (9) вставка (5) имеет профильные окна. Смещаясь, золотник (2) своей регулирующей бочкой меняет слив через профильные о кна, тем самым воздействуя на линии управления регулирующими клапанами.

ЭГП ЭГСР отличается от ЭГП ГСР конструкцией буксы (9) и вста вки

(5). Имеется одна кольцевая камера “З”, соединенная с линией управления одной из групп регулирующих клапанов. Золотни к (2) своей регулирующей бочкой при смещении вниз от среднего положения открывает слив в дренаж из линии управления регулирующими клапанами. При смещении вверх золотник соединяет линию управления регулирующими клапанами с ка мерой “Е”, в которую подводится силовое масло.

Преимущества однозолотникового ЭГП

Однозолотниковый электрогидропреобразователь из-за симметричности потоков жидкости через камеры “А” и “Д” и равенства давлений имеет отличные компенсационные свой ства как к изменению силового давления, так и к скорости этого измен ения. Это обстоятельство позволяет увеличить расходы масла через сопла и получить большие коэффициенты усиления и малые времена перемещения золотника.

В результате золотник (2) следит за штоком (15) ЭМП во всех без исключения переходных процессах, а нечувствительность, т очность отработки, времена перемещения, колебательность золотни ка (2) электрогидропреобразователя определяются в основном эт ими величинами для подвижной системы электромеханического преобразователя и штока (15).

Предохранительный

клапан

Между линиями управления ЭГСР и ГСР установлены предохранительные клапаны, выполняющие роль гидравличе ской блокировки и позволяющие осуществлять переход с ЭГСР на Г СР при одновременном отказе ЭГСР и переключающих устройств .

Предохранительный клапан согласно принятой терминологи и называется “гидравлический ограничитель темпа и скачка ”.

При работе ЭГСР одновременная подача команд на закрытие 216 главного сервомотора через ЭГП ЭГСР и регулятор скорости приводит к одновременному падению давлений в линиях упра вления ГСР и ЭГСР. При этом шарик остается прижатым к соплу линии Э ГСР. В случае отказа электронной части ЭГСР некоторое снижени е давления в линиях управления ГСР приведет к смещению шари ка в сторону линии ГСР, и, следовательно, уменьшению давления в линии управления ЭГСР над отсечным золотником главного сервом отора и закрытию клапанов независимо от положения ЭГП ЭГСР.

Через предохранительные клапаны осуществляется слив ма сла из линий управления ЭГСР при срабатывании защиты турбины (независимо от положения переключающих устройств).

Если по какой-либо причине из ЭЧ ЭГСР поступает команда, вызывающая резкое перемещение золотника ЭГП ЭГСР в сторо ну нагружения турбины на значительную величину, то давление в линии управления ЭГСР будет быстро расти. Когда оно превысит да вление в линии управления ГСР на 20%, шарик откроет слив масла из лини и ЭГСР, ограничив этим наброс нагрузки на турбине величиной примерно 20% номинальной. Дальнейшее нагружение турбины окажется возможным лишь после того, как РСД повысит давле ние в линии управления ГСР до величины, при которой шарик закро ет слив масла из линии управления ЭГСР. Это означает, что темп нагр ужения турбины будет определяться не ЭГП ЭГСР, а РСД, скорость дей ствия которого равна скорости МУТ.

Таким образом, ограничитель темпа и скачка при работе ЭГС Р предохраняет турбину от чрезмерного (более 20%) наброса наг рузки и ограничивает темп ее повышения на уровне скорости нагру жения с помощью МУТ.

Гидропривод

регулирующих

клапанов

Назначение, состав, принцип работы

Гидропривод реализует импульсы от двух управляющих сист ем (ЭГСР и ГСР) в перемещение регулирующих клапанов.

Основной системой, выполняющей весь комплекс задач регулирования турбины, является электрогидравлическая система регулирования. На время регламентных работ или при повреж дении ЭГСР управление выполняется гидравлической системой регулирования.

Связь гидропривода регулирующих клапанов с ЭГСР и ГСР осуществляется переключающим устройством, золотник кот орого при ЭГСР находится вверху, при ГСР - внизу.

В состав гидропривода регулирующих клапанов входят четы ре сборочные единицы:

главный сервомотор; отсечной золотник; переключающее устройство; механизм обратной связи.

При верхнем положении золотника переключающего устройс тва масло из линии управления от ЭГП поступает в камеру “А” и д алее в камеру “В” отсечного золотника. Изменение давления в этой камере приводит к перемещению отсечного золотника вверх или вни з. При этом золотник открывает подвод силового масла или связыв ает с дренажом камеры “Д” и “Е” главного сервомотора, вызывая перемещение последнего.

Главный сервомотор через рейку (2), кулачковый вал (3) и распредустройства закрывает или открывает регулирующие клапаны.

219

отсечного золотника формируют сигналы обратной связи, поступающие в ЭЧ ЭГСР.

При нижнем положении золотника переключающего устройст ва подвод масла от ЭГП ЭГСР отсекается, и камера “В” соединяе тся с линией управления РК от ГСР.

Изменение давления в камере “В” вызывает перемещение отс ечного золотника, главного сервомотора и, соответственно, регули рующих клапанов.

В ГСР сигнал обратной связи от главного сервомотора форми руется гидравлически с помощью механизма обратной связи: при перемещении конуса (5), связанного с поршнем главного сервомотора, меняется слив из линии управления от ГСР и по дается импульс на отсечной золотник. Главный сервомотор будет перемещаться до тех пор, пока обратная связь не восстанов ит равновесное состояние отсечного золотника. Сигнал обрат ной связи от отсечного золотника (самовыключение) формируется изм енением расхода через проходное сечение из камеры “Г” в линию упр авления от ГСР.

Главный сервомотор

Для перемещения регулирующих клапанов и заслонок промперегрева на турбинах ХТЗ используются как одностор онние, так и двухсторонние сервомоторы. При прочих равных условиях применение односторонних сервомоторов предпочтительне е, так как исключаются резкие колебания расхода масла в системе и гидроудары в переходных процессах. Однако по мере увеличе ния необходимой работоспособности сервомотора (перестанов очной силы и хода) все сложнее сконструировать требуемые пружи ны.

В результате на большинстве турбин ХТЗ для привода регули рующих клапанов устанавливают двухсторонние сервомоторы, для п ривода заслонок промперегрева - односторонние. Перестановочные силы сервомоторов принимаются с коэффициентом запаса 1,5 для экспериментально проверенных расчетов, и коэффициентом 2,5 - для новых типов клапанов, новых параметров пара и т.п.

Время закрытия и открытия сервомоторов задаются из требо ваний переходных процессов при сбросах нагрузки (на закрытие) и энергосистемных требований (на открытие) с учетом возмож ностей системы маслоснабжения. Проведенные расчеты и результат ы испытаний свидетельствуют, что для турбин с промежуточны м перегревом пара как для ТЭС, так и для АЭС достаточно время закрытия сервомоторов регулирующих клапанов 0,5...0,7 сек.

Время закрытия сервомоторов заслонок промперегрева в значительной степени зависит от объема пара в перегреват еле. Для турбин ТЭС время закрытия сервомоторов не должно превыша ть 0,25...0,3 сек, для турбин АЭС может быть увеличено в зависимости от типа турбины до 1,0 сек и более вплоть до полного отсутств ия регулирующих органов после промперегревателя.

Скорости открытия сервомоторов колеблются в широких пре делах. Турбины последних выпусков имеют времена открытия, превосходящие времена закрытия не более чем в три раза. Та кое соотношение приводит к практически симметричному движе нию сервомоторов при качаниях частоты сети и мощности с часто той до 2 с-1 и позволяет получить близкую к линейной импульсную характеристику (зависимость между глубиной разгрузки и длительностью импульса на закрытие клапанов с максималь ной скоростью).

Практически все сервомоторы САР турбин ХТЗ работают без запаздывания, то есть имеют массу подвижных частей, котор ой можно пренебречь. Достигнуто это благодаря малой длине трубопр оводов между отсечными золотниками и сервомоторами.

Главные статические характеристики любого сервомотора - нечувствительность и протечки масла из рабочей полости и ли в нее. И то и другое зависит в основном от конструкции уплотните льного узла поршня и штока сервомотора. Для обеспечения работоспособности уплотнений необходимо соблюдать след ующие условия:

220

1-поршень

2,9-направляющие втулки

3-корпус

4-уплотнительные кольца

5-стакан

6-рубашка

7-шаровая опора

8-øòîê

10-крышка

11-направляющая стойка

12-рейка

13-шестерня