ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Глава девятнадцатая. Вибрационная надежность турбоагрегата из "Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки " Пример 18.7. На двух вкладышах одной из мощных турбин были обнаружены следующие повреждения на подшипнике 3 — отслаивание и выпадение участка баббитовой заливки площадью 54см , а на подшипнике 5 — трещина в баббитовой заливке верхней части вкладыша. Причиной повреждения явилась недостаточно чистая поверхность, на которую осуществлялась наплавка баббита. [c.499] При неправильном монтаже и ремонте, а также при эксплуатации, когда создаются условия для углового смещения оси шейки вала относительно вкладыша, происходит неравномерный износ баббитовой заливки, и возникают надиры на шейках вала. [c.499] Несмотря на то, что к системам парораспределения, регулирования и защиты предъявляются самые высокие требования, детали и элементы этих систем являются одними из самых аварийных примерно одна треть вынужденных остановок, связанных с работой турбины, происходит по вине этих систем. [c.499] Неполадки и повреждения в перечисленных системах ведут в лучшем случае к немедленной остановке турбины, а в худшем — к ее разрушению. [c.499] Пример 18.8. В качестве примера тяжелой аварии из-за неполадок в системе регулирования приведем случай, происшедший на одной из ТЭС Англии с двухцилиндровой турбиной мощностью 60 МВт на параметры свежего пара 6,3 МПа и 482 °С на частоту вращения 50 1/с. В результате аварии два человека погибли, а девять — были ранены. ЦНД турбины был полностью разрушен 11 из 12 рабочих дисков отделились от вала, а сам вал был сломан в четырех местах. Детали и куски ротора ЦНД при аварии разлетелись с такой силой, что поврежденными оказались крыша и стены машинного зала, а также подкрановые пути. Диск последней ступени был найден в 135 м от турбины. Поломанными оказались и два других ротора ротор ЦВД — в зоне заднего уплотнения, а ротор генератора разделился на отдельные части, заполнившие статор. [c.499] Неполадки и разрушения могут возникать в самых различных элементах и узлах в исполнительных органах регулирования и защиты, передаточном механизме, сервомоторах, золотниках, регуляторах частоты вращения, давления и т.д. [c.499] Наиболее частая причина вынужденных отказов из-за органов парораспределения — обрыв штоков клапанов, который происходит вследствие усталости металла, вызываемой вибрацией клапана под действием возмущающих сил, действующих на клапан. Считается, что основной причиной вибрации клапанов является нестационарное течение пара между клапаном и его седлом, вызывающее автоколебательное движение клапана вдоль его оси. Второй причиной является пульсация давления пара, поступающего к клапану, которая вызывает в штоке переменные напряжения изгиба. Суммарное действие этих двух причин и приводит к поломкам штоков. [c.499] Другим очень опасным видом дефектов штока клапана является его изгиб, который не позволяет в нужный, часто критический момент закрыть клапан с достаточной плотностью. Подобному зависанию клапанов способствует отложение на штоке солей и окислов, уменьшающих зазоры и увеличивающих силы трения, особенно при изогнутом штоке. Например, исследование состояния паровпускных органов на одной из турбин обнаружило на штоках отложения толщиной до 0,3 мм. [c.499] Наряду с уменьшением зазора между штоком и втулкой из-за отложений, может происходить и его увеличение за счет эрозионного износа штока. Износ уменьшает его сечение и ослабляет его сопротивление вибрационным поломкам. [c.500] Одной из причин вынужденных остановок является выпрессовка седел из корпуса клапана под действием тех же нестационарных возмущающих сил, которые действуют и на клапан. Способствует этому слабое закрепление седла в корпусе. [c.500] Серьезными проблемами являются прочность корпусов стопорных и регулирующих клапанов и их плотность. Прежде всего это связано с крайне неблагоприятными условиями работы при высоких давлении и температуре, быстро изменяющихся во времени. В этих условиях, как показывает опыт эксплуатации, в корпусах клапанов появляются трещины, размер которых постоянно увеличивается и фо-зит разрывом корпуса клапана. На рис. 18.5 показаны характерные места появления трещин в стопорных клапанах трещины возникают, как правило, в местах переходов стенок во фланцы (подфланце-вая зона) и сопряжения патрубков со стенками корпусов. Именно в этих зонах возникают максимальные напряжения как от действия давления, так и от разности температур смежных элементов. [c.500] Опыт эксплуатации и статистика разрушений показывают, что работа турбины в условиях частых и быстрых пусков и резких изменений нафузки приводит к более интенсивному образованию и росту трещин. [c.500] Появление высоких температурных напряжений в корпусах клапанов связано с быстрыми изменениями температуры среды, протекающей через клапан. В результате этого корпус клапана прогревается неравномерно и по толщине стенки, и вдоль нее. Особенно большие разности температур образуются между крышкой клапана и его крышкой (рис. 18.6), между крышкой клапана и удерживающими ее шпильками. Быстрый профев корпуса относительно крышки и быстрый профев крышки относительно шпилек вызывает в них значительные дополнительные напряжения, приводящие в ряде случаев к обрыву шпилек. [c.500] Для уменьшения температурных напряжений, возникающих в корпусах клапанов при пуске, тщательно продумывают их форму с тем, чтобы избежать смежных элементов резко различной толщины фланцы корпусов (рис. 18.6) делают по возможности уже, а переходы к стенке выполняют большим радиусом. До пуска самой турбины часто предварительно профевают клапаны с небольшой скоростью. На рис. 18.6 показан кожух, приваренный к крышке стопорного клапана по предложению ВТИ в кожух перед пуском подается горячий пар для предварительного прогрева крышки. [c.500] Пример 18.9. В период освоения на двух турбинах было всего два случая разрушения тепловых экранов, однако вызванный ими простой составил 5287 ч. Разрушения тепловых экранов произошли из-за неправильной технологии наварки центрирующих бобышек, при которой возникали трещины, и из-за температурных ударов, при подключениях второго корпуса котла. [c.501] Надежная работа механизма, передающего движение от штока сервомотора к штоку клапана, имеет столь же большое значение, как и самого клапана. Вместе с тем оптимальная работа этого механизма в ряде случаев не обеспечивается. [c.501] В стремлении выполнить передаточный механизм с малой нечувствительностью конструктор использует в нем большое число подшипников качения, а также зубчатые передачи с малыми зазорами. Вместе с тем условия работы передаточного механизма тяжелы не только потому, что он должен передавать на клапан большие усилия, но и потому, что он расположен в области высоких и, главное, неравномерных температур. Неравномерное распределение температур в передаточном механизме приводит к неравномерным тепловым деформациям его элементов и рычагов, что ведет к перераспределению нагрузок на подшипники, их деформации и нарушению работы механизма. [c.501] Нарушение работы прежде всего сказывается на увеличении степени нечувствительности системы регулирования и, следовательно, на увеличении степени самопроизвольных колебаний нагрузки. [c.501] Длительная работа механизма в ненормальных условиях приводит к заеданиям подшипников качения и их разрушению. Иногда последствия заклинивания передаточного механизма более серьезны. Однажды вследствие заклинивания распределительного кулачкового вала произошло заклинивание рейки, передающей движение от сервомотора на распределительный вал, в результате чего оборвался шток главного сервомотора. [c.501] Частым дефектом сервомоторов является износ уплотнений поршня. При разуплотнении поршня увеличивается утечка силовой рабочей жидкости в сервомоторе, что приводит к падению давления в системе регулирования и срабатыванию зашиты. Кроме того, при этом, конечно, изменяется настройка системы регулирования (статическая характеристика). [c.502] Вернуться к основной статье