ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Излом рабочих лопаток из "Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки " Надежное предотвращение турбины от разгона невозможно без достаточной плотности регулирующих, стопорных и обратных клапанов. [c.469] Излом рабочих лопаток происходит вследствие появления в некотором опасном сечении лопатки настолько высоких напряжений изгиба, что они превосходят предел прочности материала. [c.469] Окружные усилия изгибают лопатку в плоскости колеса и создают растягивающие напряжения в кромках. Осевые усилия изгибают лопатку в плоскости оси турбины, создавая растягивающие напряжения во входной кромке и сжимающие в выходной. Таким образом, на входной кромке растягивающие напряжения изгиба складываются, поэтому, как правило, она является опасной точкой сечения именно с нее чаще всего начинается излом лопатки. [c.469] Наибольшие изгибающие моменты возникают в корневом сечении рабочей лопатки, однако это не означает, что в этом сечении возникают и максимальные напряжения. Связано это с тем, что сечения лопатки также увеличиваются к корневому сечению, и, как это часто бывает в рабочих лопатках большой длины, максимальные напряжения изгиба возникают в сечении, расположенном несколько выше корневого. [c.469] Именно в опасном сечении в опасной точке, чаще всего на входной (или выходной кромке) возникает трещина излома, которая, быстро распространяясь, приводит к излому лопатки. [c.469] Изгибающие напряжения, возникающие в рабочих лопатках при самых опасных режимах, не превосходят 30—40 МПа. Даже с учетом растягивающих напряжений от центробежных сил и увеличения изгибающих напряжений вследствие вибрации, эти напряжения при нормальной работе турбины не могут достичь предела прочности. Излом возникает только при серьезных нарушениях режима работы, вызванных аварийными ситуациями или грубыми ошибками эксплуатационного персонала. [c.469] При попадании в турбину большого количества воды вследствие вращения в нижней части корпуса возникает пароводяная эмульсия. При этом не только резко возрастает сопротивление вращению, но и при входе лопаток в эмульсию на них действует ударная нагрузка. Тем самым возникает опасность излома в плоскости вращения. Одновременно с этим может произойти закупорка части каналов решетки водой. При этом возрастет давление перед рабочей решеткой и увеличивается осевая нагрузка. Поэтому попадание в турбину большого количества воды почти всегда приводит к поломке рабочих лопаток. [c.469] Имеется три основных источника попадания воды в цилиндр турбины из основных паропроводов, из паропроводов отбора пара на регенеративные и сетевые подогреватели и, наконец, влага может возникать в самой турбине вследствие конденсации. [c.469] Наиболее вероятной причиной попадания воды в цилиндр из паропроводов свежего пара и промежуточного перегрева является их недостаточный предпусковой прогрев. Недостаточная длительность прогрева, малые дренажные сечения трубопроводов, не обеспечивающие отвод образующегося конденсата и достаточный расход греющего пара, чрезмерно быстрое повышение давления в паропроводах, при котором температура металла становится ниже температуры насыщения — все эти факторы способствуют образованию влаги в паропроводах, которая при подаче пара в турбину может попасть в нее. Значение этих обстоятельств усиливается при неправильной прокладке паропроводов, когда в них возникнут зоны со скоплением конденсата, при неисправной арматуре на дренажах. Поэтому особенно внимательным к прогреву паропроводов следует быть при первом пуске (после монтажа турбоустановки или ее капитального ремонта). [c.469] Наконец, при чрезмерно быстрых пусках холодной турбины, когда образующийся конденсат не успевает отводится из корпуса турбины, а частота вращения растет быстро, возникает особенно опасная ситуация из-за большой скорости встречи рабочих лопаток со скапливающейся в корпусе водой. [c.470] Попадание в проточную часть турбины посторонних предметов даже малого размера чревато самыми серьезными последствиями. Можно считать большой удачей, когда посторонний предмет, например, гайка или болт сразу же заклинится внутри какого-либо неподвижного элемента, например, в сопловой решетке и сохранится до следующего осмотра проточной части. В большинстве случаев, хотя такое заклинивание и происходит, возникают очень сильные задевания выступающего постороннего предмета о вращающиеся лопатки (если заклинивание произошло в сопловом аппарате) или о сопловые лопатки (если предмет заклинился в рабочих каналах). В обоих случаях происходит выкрашивание кусков лопаток, которые начинают играть роль вторичных посторонних предметов. В результате происходит заклинивание крупных кусков разрушенных деталей в зазоре между сопловыми и рабочими лопатками, что приводит к практически полному разрушению всех лопаток ступеней. В свою очередь элементы разрушенной ступени становятся посторонними предметами для следующей ступени, и авария развивается лавинообразно вплоть до полного разрушения проточной части всего цилиндра. [c.470] Основным источником попадания посторонних предметов в проточную часть является небрежно выполняемый ремонт и монтаж, при котором в подводящем паропроводе и нижней половине корпуса остаются забытые или оброненные гайки, болты, гаечные ключи, отходы сварочных работ и т.д. Большую помощь в улавливании таких предметов оказывает паровое сито, установленное на входе пара в стопорные клапаны, однако оно не может уберечь проточную часть от предметов, забытых в пространстве между ситом и турбиной и в самой турбине. [c.470] Предупреждение излома рабочих лопаток основано на исключении вызывающих его причин. [c.470] Для исключения попадания воды из паропроводов свежего пара и пара промежуточного перегрева необходимо, прежде всего, обеспечить их правильную прокладку паропроводы выполняются с уклоном в сторону дренажных трубопроводов, без тупиковых и недренируемых участков, где может скапливаться конденсат. Дренажи паропроводов должны быть исправны, т.е. обеспечивать надежный отвод конденсата на всех режимах работы, и иметь достаточные проходные сечения не только для отвода конденсата во время прогрева, но и для пропуска достаточного количества пара на этапе прогрева паропроводов пролетным паром. [c.470] Вернуться к основной статье