ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК

БОРЬБА С ОБВОДНЕНИЕМ И АЭРА­ЦИЕЙ МАСЛА

В предыдущих параграфах уже указывалось на вредные последст­вия обводнения и насыщения возду­хом масла. В турбинах большой мощности, где кратность циркуля­ции масла возрастает, а время от­стоя масла в масляном баке умень­шается, устранение обводнения и аэ­рации масла превращается в серь­езную проблему.

Если 'вопросами деаэрации масла стали заниматься лишь в последнее время, то вопросами борьбы с об­воднением масла занимаются уже давно, поскольку это нежелательное явление имеет место на самых раз­личных агрегатах независимо от мощности и начальных параметров. На многих станциях обводнение ма­сла превратилось в постоянно дей­ствующий фактор, существенно ус­ложняющий эксплуатацию масло - хозяйства и агрегатов. Важным мо­ментом в борьбе с обводнением ма­сла является определение источника обводнения. Места проникновения влаги в масло можно определить путем отбора проб масла из различ­ных точек маслосистемы. Такими точками могут быть сливные линии отдельных подшипников, сливные линии подшипников питательных на­сосов при централизованной системе смазки и т. п. Однако обобщение накопленного опыта эксплуатации маслосистем позволяет заранее определить места, где возможны попадания влаги в масляную систе­му турбоагрегата, независимо от особенностей конструкции послед­него.

Одним из основных источников обводнения масла являются утечки пара из концевых уплотнений, про­никающие в картеры подшипников. Особенно значительное обводнение наблюдается при износе лабиринт­ных уплотнений или чрезмерной по­даче в них пара. Весьма эффектив­ным мероприятием для уменьшения обводнения масла за счет протечек пара по валу турбины является отказ от вестовых труб и перевод послед­ней секции концевых уплотнений на работу под разрежение.

При надежной работе авто­мата подачи пара на концевые уплотнения абсолютное давление в камере перед последней секцией уплотнения составляет 0,093— 0,95 МПа (0,95—0,97 кгс/см2), что устраняет выход пара по валу в осе­вом направлении. Отказ от вестовых труб, кроме того, уменьшает утечку пара в помещение, снижает влаж­ность воздуха в машинном зале и уменьшает обводнение масла за счет воздуха, проникающего в картеры подшипников и маслобак.

Реконструкцию системы подачи пара на концевые уплотнения с целью автоматизации их работы и организации отсоса пара из уплот­нений следует рекомендовать и для старых турбин, имеющих вестовые трубы. Подобная модернизация уже проведена на ряде турбин среднего и высокого давления.

Проникновению влаги в корпус подшипника способствует некоторое разрежение, создающееся в картере вследствие эжектирующего действия сливающегося масла. Для выравни­вания давления на крышке подшип­ника часто устанавливают дефлек­тор, сообщающий картер подшипни­ка с атмосферой. Такое решение нельзя признать удачным, поскольку пыль, попадая вместе с атмосфер­ным воздухом в картер подшипника, загрязняет масло. Постановка плот­ного фильтра не даст результата, поскольку сорвет работу дефлекто­ра. Наиболее действенным меро­приятием, устраняющим разреже­ние, является подача воздуха под некоторым избыточным давлением в корпус подшипника. В этом слу­чае воздух можно также подавать не в картер подшипника, а в ка­меру маслоотбойных колец. Этим самым образуется воздушный за­твор, препятствующий проникнове­нию влаги и пыли в корпус под­шипника.

В установках с турбомасляным насосом обводнение масла может происходить из-за неплотности па- розапорной арматуры турбины. В нерабочем состоянии пароподво - дящая линия должна быть опорож­нена с помощью специального вен­тиля.

В некоторых старых установках попадание воды в масло возможно через неплотности маслоохладите­лей. В современных установках та­кое явление не может иметь места, поскольку давление масла превы­шает давление охлаждающей воды. Однако при использовании негорю­чей жидкости «иввиоль» с этой воз­можностью следует считаться, по­скольку в данном случае давление охлаждающей воды в маслоохлади­телях выше, чем давление негорю­чей жидкости. Это условие, как из­вестно, накладываемое санитарными требованиями, создает дополнитель­ные трудности в эксплуатации огне­стойкого масла. Для контроля за плотностью встроенных в бак охла­дителей негорючей жидкости по­следние поочередно в ходе эксплуа­тации могут извлекаться для реви­зии и опресоовки. Эта возмож­ность обеспечивается применением 100%-ного резерва по охладителям огнестойкой жидкости.

Источником обводнения масла может явиться воздух, содержащий­ся в масле в мелкодисперсном со­стоянии. При растворении воздуха водяной пар переходит в масло, обводняя его.

По данным УралВТИ, на одной из турбин К-160-130 толь­ко из-за неудовлетворительной деаэрации масла ежесуточно посту­пает в масляную систему около 5 л воды, причем эта влага находится в масле в виде мельчайших капель диаметром менее 0,01 мм. Осажде­ние из масла влаги, находящейся в таком состоянии, представляет весьма сложную проблему.

Таким образом, борьба с аэра­цией масла является одновременно и борьбой с обводнением, поэтому эти вопросы у современных турбо­установок должны решаться в ком­плексе.

Влияние воздуха, содержащего-' ся в масле, на процесс старения масла уже рассматривалось рань­ше. Рассмотрим отрицательное влияние воздуха на работу системы регулирования турбины.

Как показали исследования МЭИ, УралВТИ и ряда других организаций, наличие воздуха в масле создает неблагоприятные ус­ловия для работы системы регули­рования, вызывает пульсации золот­ников и другие явления, искажаю­щие работу регулирующих органов.

Наличие воздуха в масле, даже в незначительном количестве, уменьшает скорость звука в масле, а следовательно, и скорость распро­странения гидравлического импуль­са и этим снижает быстродействие регулирования. Экспериментально доказано, что при дросселировании масла через шайбы с острыми кром­ками, окна золотников и другие элементы маслосистемы растворен­ный в масле воздух выделяется в больших количествах, нарушая нор­мальную работу проточных и им­пульсных линий системы регулиро­вания.

При наличии воздуха в маслоси - стеме заметно ухудшается работа масляных насосов, снижаются их производительность и напор, появ­ляется пульсация давления масла. При большом содержании воздуха может произойти срыв работы на­соса. Из-за плохого воздухоудале - ния на некоторых агрегатах К-300-240 насос проектной мощно­сти не в состоянии обеспечить тре­буемый напор и производительность, что заставляет включать в па­раллельную работу два масляных насоса. Скопление воздуха во вса­сывающих линиях аварийных мас­лонасосов может служить причи­ной отказа их в работе в аварий­ной обстановке.

Всеми этими обстоятельствами объясняется то внимание, которое

Рис. 5-23. Масляный бак с наклонными перегородками.

/— сетка; 2— перегородка между аэрированным и деаэрированным маслом; 3, 5 —отбортовка листов; 4 — наклонные перегородки.

В настоящее время уделяется во­просам снижения воздухосодержа - ния масла.

Для современных турбоагрега­тов при повышенных кратностях циркуляции масла в маслосистеме ориентироваться на старые способы воздуховыделения путем отстоя мас­ла в масляном баке уже нельзя. Требуются мероприятия, интенси­фицирующие воздухоотделение в масляной системе.

Наиболее эффективным меро­приятием является установка в мас­ляных баках воздухоотделителей си­стемы МЭИ—Урал ВТИ (рис. 5-23). Этот воздухоотделитель представля­ет собой пакет наклонных перегоро­док, устанавливаемый в специаль­ном гнезде бака. Наклонные пере­городки образуют между собой каналы, в пределах которых масло освобождается от воздушных пу­зырьков и частично от других по­сторонних примесей (воды, грязи). Эффект работы такого воздухоот­делителя заключается в том, что мелкие пузырьки воздуха, всплы­вая, быстро достигают наклонной перегородки, где собираются и сли­ваются в крупные пузыри. Крупные пузыри уже значительно быстрее покидают пакет перегородок и всплывают на поверхность жид­кости в баке. Поскольку с помощью воздухоотделителя образуются круп­ные пузыри воздуха, уменьшается пенообразоваиие на поверхности масла, так как крупные пузыри всплывают с большей скоростью и разрушают пену. Следует отметить и тот факт, что в баках с наклон­ными перегородками образуется в основном крупноячеистая пена, ко­торая быстро разрушается.

Как показали исследования, эффективность воздухоотделения в значительной мере зависит от рас­стояния между перегородками, угла наклона перегородок и организации масляных потоков в баке. Правиль­но сконструированный воздухоотде­литель способен не только эффек­тивно работать при больших крат-
ностях циркуляции, но и позволяет также идти на дальнейшее увеличе­ние кратности циркуляции масла без увеличения в нем воздухосодер - жания. Это позволяет уменьшить габариты масляного бака и количе­ство циркулирующего в системе масла.

Подсчитано, что для турбины К-800-240 применение воздухоотде­лителей системы МЭИ — УралВТИ позволит снизить емкость масляного бака в 1,6—1,75 раза с доведением кратности циркуляции до 25—30.

Еще больший эффект дает при­менение наклонных перегородок в баках с огнестойкой жидкостью типа «иввиоль», так как вследствие большего коэффициента поверхност­ного натяжения по сравнению с нефтяным маслом естественная деаэрация «иввиоля» происходит медленнее. Работы УралВТИ дока­зали высокую деаэрирующую спо­собность наклонных перегородок и при работе на огнестойкой жид­кости.

В настоящее время принято ре­шение применить указанные возду­хоотделители для всех серийных турбоагрегатов. С целью уменьше­ния металлоемкости конструкции решено широко использовать пласт­массы и полимерные материалы.