Пример отчёта - турбины, страница 2

Тепловая схема турбинной установки № 2

Рис. 2.1. Принципиальная тепловая схема турбоустановки №2

Тепловая схема турбинной установки № 2 (рис. 2.1) показывает основное и вспомогательное оборудование турбины вместе с трубопроводами и арматурой, расположенными в пределах турбинного зала. Острый пар от парового коллектора, принимающего пар от парогенераторов, поступает к турбине, проходит задвижку после коллектора, далее через главную паровую задвижку (ГПЗ) поступает к стопорному клапану (СК) и через регулирующие клапаны части высокого давления (ЧВД) попадает в проточную часть турбины к сопловым аппаратам и рабочим лопаткам турбины. На лопатках пар отдает энергию на вращение роторов турбины и генератора. После расширения пара в ЧВД до давления 4—5 бар, пар из камеры промышленного отбора поступает в коллектор отборного пара, откуда направляется на сетевые подогреватели, ПВД и деаэратор. Оставшаяся часть, не попавшая в отбор, проходит регулирующие клапаны части низкого давления (ЧНД), расширяется в проточной части ЧНД до давления 0,05-0,07 бар и поступает в конденсатор, где конденсируется, отдавая тепло охлаждающей воде.

Конденсат отработавшего в турбине пара собирается в конденсатосборнике конденсатора, откуда конденсатным насосом (КН) направляется двумя параллельными потоками к двум охладителям пара эжекторов. Затем поток конденсата через регенеративный подогреватель низкого давления (ПНД) направляется к деаэратору для термической деаэрации в его головке.

При режимах пуска турбины и при малых расходах пара в ЧНД турбины для надежного охлаждения теплообменников паровых эжекторов конденсат неполностью направляется в деаэратор, а через линию рециркуляции возвращается снова в конденсатор. Тем самым увеличивая поток конденсата через охладители паровых эжекторов для их надежной работы.

При нормальных режимах работы турбины с постоянной нагрузкой включают в работу регулятор уровня конденсата в конденсатосборнике. В деаэратор помимо основного конденсата турбины поступает также конденсат от сетевых подогревателей, конденсат от ПВД и добавочная химически очищенная вода. После термической деаэрации эти потоки образуют питательную воду и поступают к питательным насосам и через ПВД направляются к парогенераторам (последние элементы не показаны на схеме турбоустановки, а были представлены ранее на рис. 1.1).

Регенеративный подогрев конденсата и питательной воды происходит в турбоустановке в трех последовательных ступенях: в ПНД, в деаэраторе и в ПВД; кроме того, конденсат турбины подогревается в охладителях паровых эжекторов. Конденсат пара от охладителя первой ступени пароструйного эжектора через гидрозатвор, а из охладителя второй ступени эжектора и из ПНД через конденсатосборники отводится в конденсатор турбины. От паропровода острого пара перед ГПЗ есть ответвление для подачи пара на турбинку пускового масляного насоса, обеспечивающего нормальную работу системы смазки и регулирования турбины при ее пуске и останове. Имеются также ответвления для подачи острого пара к соплам пароструйного эжектора и к регулятору лабиринтных уплотнений турбины. Пар к лабиринтным уплотнениям турбины подается только после толчка ротора, когда турбина прогревается на малых оборотах, для предотвращения проникновения воздуха в конденсатор турбины. В конденсаторе вследствие работы паровых (или водоструйного) эжекторов создается разрежение 400 - 600 мм ртутного столба, которое необходимо обеспечить до толчка ротора и при прогреве на малых оборотах.

Конструкция турбины № 2

Рис. 2.2. Продольный разрез турбины № 2. 1 — передняя фундаментальная плита; 2 — гибкая опора; 3 — передний подшипник; 4 — переднее лабиринтовое уплотнение; 5 — блок регулирования; 6 — сегмент сопел; 7 — сегмент направляющего аппарата; 8 — сопловая коробка ЧВД; 9 — клапанная коробка ЧВД; 10 — привод парораспределения ЧВД; 11 — парораспределение ЧВД; 12 — диск регулирующей ступени; 13 — диск ротора; 14 — рабочая лопатка; 15 — диафрагма; 16 — привод парораспределения ЧНД; 17 — парораспределение ЧНД; 18 — клапанная коробка ЧНД; 19 — сопловая коробка ЧНД; 20 — диафрагма регулирующей ступени ЧНД; 21 — кольцевая проточка в корпусе; 22 — проточки под уплотнение диафрагм; 23 — вал ротора; 24 — выхлопная часть корпуса; 25 — расточка под заднее кольцевое уплотнение; 26 — заднее лабиринтовое уплотнение; 27 — валоповоротный механизм; 28 — задний подшипник; 29 — опорные лапы турбины; 30 — фланец выхлопного патрубка; 31 — фланец отбора пара на ПНД; 32 — фланец подвода пара от регулятора уплотнений; 33 — фланец промышленного отбора; 34 — перепускная труба; 35 — дренаж; 36 — щит паровой; 37 — расточка под переднее кольцевое уплотнение; 38 — полуфланцы крепления переднего подшипника.

Паровая турбина П-4-35 изготовлена Калужским турбинным заводом в 1967 году, является турбиной активного типа с одним регулируемым промышленным отбором, с сопловым парораспределением и конденсацией. Продольный разрез турбины № 2 представлен на рис. 2.2, на котором показаны основные элементы конструкции турбины: корпус одноцилиндровый, состоящий из части высокого давления (ЧВД) и части низкого давления (ЧНД), ротора турбины, уложенного в корпус и в передний и задний подшипники. Корпус турбины имеет горизонтальный разъем и состоит из трех частей: передней и средней частей, изготовленных из стали и задней — выхлопной части изготовленной из чугуна.

Между собой все три части соединены вертикальными фланцами и закрепляются шпильками, также как шпильками соединен горизонтальный разъем корпуса турбины. Корпус переднего подшипника соединен с корпусом турбины посредством полуфланцевого соединения, обеспечивающего сохранение центровки вала и расточек корпуса при тепловых расширениях. Связь корпуса переднего подшипника с фундаментальной плитой осуществляется через гибкую опору, а корпус заднего подшипника отлит вместе с выхлопной частью турбины и своими лапами он опирается на чугунную фундаментальную раму. Корпус турбины состоит из части высокого давления (ЧВД) и части низкого давления (ЧНД) и имеет горизонтальный разъем и выполнен в виде трех элементов, соединенных между собой вертикальными фланцами с креплением на шпильках. Корпус турбины расширяется свободно от мертвой точки, находящейся в середине выхлопной части низкого давления и образованной пересечением вертикальной средней плоскостью турбины с осью поперечных шпонок, расположенных между лапами выхлопной части турбины. Корпус переднего подшипника содержит опорно-упорный подшипник, фиксирующий ротор в упорном подшипнике, причем опорный диск является одновременно главным масляным насосом. В корпусе переднего подшипника также размещены элементы системы регулирования, защиты и управления в виде тяг к перемещению регулирующих клапанов. Корпус заднего подшипника турбины содержит опорный подшипник турбины, а также опорно-упорный подшипник генератора, соединительную, гибкую муфту и валоповоротное устройство с червячной передачей от электродвигателя.

Часть высокого давления турбины включает в себя клапанное парораспределение с регулирующими клапанами и рычажным приводом от сервомоторов системы регулирования, а также проточную часть высокого давления турбины. Проточная часть высокого давления турбины состоит из двухвенечной регулирующей ступени скорости и шести ступеней давления. Регулирующая ступень состоит из сварного сегмента сопел, к которым подается острый пар после клапанной коробки и регулирующих клапанов. После расширения в соплах пар поступает с высокой скоростью к рабочим лопаткам первой ступени, а затем через направляющие лопатки пар поступает ко второй ступени рабочих лопаток регулирующего колеса и направляется к соплам и рабочим лопаткам следующей ступени турбины. Передняя сторона ЧВД имеет концевое лабиринтовое уплотнение, препятствующее протечке пара между корпусом и ротором турбины.

Часть низкого давления состоит из клапанного парораспределения с рычажной тягой от сервомотора ЧНД и проточной части, включающей одновенечную регулирующую ступень и восемь ступеней давления, состоящих из диафрагм с соплами и рабочих лопаток на дисках ротора. Проточная часть турбины имеет уплотнения в виде металлических усиков, завальцванных в проточки сегментов сопел и диафрагмы, ушки толщиной 0,10—0,15 мм из листового незилбера. Зазоры по валу ротора составляют 0,05—0,10 мм, что сокращает протечки пара по ротору мимо сопел. В задней части ЧНД расположено концевое лабиринтовое уплотнение низкого давления с камином для вестовой трубы, показывающей при нормальной работе поток пара на выходе из лабиринтов. Заканчивается ЧНД выхлопным патрубком, по которому пар после рабочих лопаток последней ступени турбины отводится через переходной патрубок в конденсатор турбины. В конденсаторе пар конденсируется на поверхности трубок, охлаждаемых циркуляционной водой, поступающей из градирен ТЭЦ. Ротор турбины набирается из шестнадцати рабочих дисков, посаженных на вал с натягом, диски фиксируются в осевом направлении специальными кольцами на резьбе. Все диски имеют шпонки для гарантированной передачи крутящего момента с диска на вал в случае возможного ослабления посадки диска.

Критическое число оборотов ротора 1960 об/мин, а освобождающее число оборотов ротора более 4000 об/мин. Диски турбины имеют специальные пазы, в которые набираются фрезерованные рабочие лопатки, закрепленные в пазах хвостами зубчикового типа. Диск, первой ступени имеет один лопаточный замок, состоящий из замковых лопаток и клиньев, устанавливаемый сверху через специальный прямоугольный колодец, а в дисках ступеней со 2 по 16 установлено по два замковых колодца.

Поверх рабочих лопаток всех ступеней установлены бандажи, приклепанные к лопаткам при помощи специальных шипов, изготовленных заодно с лопатками. Рабочие лопатки последней 16 ступени связаны в пакеты при помощи проволоки, пропущенной и припаянной к отверстиям в лопатках, изготовление пакетов и их отладка от вредных частот проводится специалистами по защите от опасных вибраций. На валу турбины между дисками проточены канавки для лабиринтовых уплотнений диафрагм, а передний и задний концы части вала в корпусе имеют канавки для переднего и заднего лабиринтовых уплотнений. Передний и задний концы вала имеют пароотбойные и маслоотбойные гребни. На переднем конце вала установлены два бойка предохранительного выключателя автомата безопасности, там же расположен гребень упорного подшипника, являющийся одновременно колесом главного масляного насоса турбины, и находится гребень реле осевого сдвига ротора. На заднем конце вала турбины расположена шейка опорного подшипника и гибкая муфта, соединяющая ротор турбины с ротором электрического генератора. Основные материалы для изготовления корпуса и деталей турбины легированные стали различной марки: корпус турбины, полотна диафрагм и паровая коробка из стали 25Л; ротор, диски ротора из стали 30 ХМА, рабочие и направляющие лопатки из стали 20X1ЗШ; крепежные шпильки разъемов турбин и сочленение деталей корпуса клапанных коробок из стали 20Х1М1Ф1ТР.

Система маслоснабжения, регулирования и защиты турбины № 2

Система маслоснабжения предназначена для обеспечения смазки и охлаждения подшипников турбины, генератора и возбудителя и снабжения маслом гидродинамической системы регулирования турбины. Система маслоснабжения, представленная на рис. 2.3, сострит из масляного бака, трех масляных насосов, маслопроводов, маслоохладителей, фильтров и ряда вспомогательных устройств, таких как инжектор, указатель уровня масла, арматура и дроссель­ные шайбы на входе в подшипники. Пройдя подшипники, где масло давлением 1,5 бар обеспечивает создание масляного клина и отводит тепло трения, масло самотеком поступает в масляный бак, расположенный в передней части турбины ниже оси вала на 1 м.

В баке масло отстаивается и освобождается от воздуха для чего в баке установлены перегородки и сетки, а бак связан с атмосферой для удаления воздуха. На крышке бака установлена турбина пускового турбомасляного насоса, а также инжектор и масляный фильтр, а на боковых стенках бака размещены указатель уровня масла в баке, регулятор пускового турбонасоса и реле пуска аварийного масляного электронасоса. При номинальных оборотах турбогенератора (3000 об/мин) главный масляный насос через обратный клапан подает масло к соплу инжектора с давлением 6 бар, из сопла масло вытекает с большой скоростью в камеру смешения, где струя подсасывает масло из бака в камеру смешения и затем в диффузоре повышает давление смешанного потока масла до 2,2 бара.

После инжектора масло поступает через фильтр и маслоохладители, где масло охлаждается до температуры 45-50 °С за счет передачи тепла через медные трубки к охлаждающей воде, в линию всасывания главного масляного насоса, а также направляется параллельно на смазку и охлаждение подшипников. Избыточное давление масла после инжектора, подаваемое в полость всасывания главного маслонасоса, повышает надежность и устойчивость его работы, исключая возможность подсоса воздуха через переднее концевое уплотнение насоса, расположенного выше уровня масла в баке.

От главного масляного насоса масло с давлением 6 бар поступает в блок регулирования, аа регулятор лабиринтовых уплотнений и через золотник предохранительных выключателей и

реле осевого сдвига, к стопорному клапану и к быстрозапорному клапану-захлопке регулируемого отбора пара.

Рис. 2.3. Система маслоснабжения турбины № 2 7 — масляный бак; 2 — пусковой турбонасос; 3 — регулирующий клапан привода турбонасоса; 4 — регулятор турбонасоса; 5 — масляный фильтр; 6 — регулятор подачи пара на уплотнения турбины; 7 — маслоохладитель; 8 — главный масляный насос; 9 — сервомотор стопорного клапана; 10 — блок регулирования; 11 — подшипники турбины и генератора; 12— задний подшипник генератора; 13 — гидравлическое вапоповоротное устройство; 14 — сервомотор быстрозапорного обратного клапана; 15 — передний опорно-упорный подшипник турбины; 16 — блок зашиты; 17 — электромасляный насос валоповоротного устройства; 18 — инжектор; 19 — поплавковый указатель уровня масла в баке; 20 — вентиль аварийного слива масла из бака; 21 — аварийный электромасляный насос; 22 — реле пуска аварийного электромасляного насоса.

Слив масла из блока регулирования направлен в камеру всасывания главного масляного наcoca, а сливы масла из всех подшипников, регулятора уплотнений и стопорного клапана направляются в масляный бак. При остановке турбины по мере снижения числа оборотов ротора снижается давлений масла после главного масляного насоса, и при падении давления масла ниже 5 бар с помощью специального регулятора подается пар на пусковой турбомасляный насос. В последующем турбомасляный насос остается в работе до полного останова ротора турбины, обеспечивая нормальное давление масла на регулирование 5,5 бар, и на смазку 2 бара.