Величины зазоров в шпоночных соединениях систем тепловых расширений турбин производства ТМЗ

Тип турбины	Величина теплового зазора, мм
продольная шпонка	вертикальная шпонка	поперечная шпонка под лапами	поперечная шпонка фикспункта
Т-100-130 Р-100-130	0,05...0,06	0,04...0,06	0,04...0,06	0,04...0,06
Т-250-240	0,10...0,15	0,08...0,10	0,12...0,18	0,08...0,10
Т-175-130 ПТ-135-130	0,08...0,12	0,06...0,10	0,12...0,15	0,08...0,10

Наиболее простым решением является придание поперечным шпонкам ромбовидной формы [77]. Поперечную шпонку укорачивают до 1/3 ее длины (ширины лапы) путем выборки металла по обе стороны от центрального участка шпонки (рис. 11.12). Такое мероприятие увеличивает возможность поворота лап в 3 раза, но в ряде случаев этого оказывается недостаточно.

На ряде турбин выполнены модернизации с заменой неподвижных шпонок на различные конструкции подвижных шпонок (разрезные, поворотные).

Конструктивная схема разрезной шпонки [77, 100, 103, 116]. представлена на рис. 11.13. Разрезная поперечная шпонка состоит из трех основных элементов: основания 1, вставки 2 и гребня 3. Гребень 3, на который опирается лапа 4 корпуса цилиндра, в своей нижней части выполнен в форме горизонтально расположенного полуцилиндра. Полуцилиндр входит в соответствующей формы паз вставки. Нижняя часть вставки 2 имеет цилиндрический шип с вертикальной осью, который со осно расположен в отверстии основания 1, укрепленного неподвижно на корпусе подшипника 5.

Шпонка "работает" следующим образом. При температурных перемещениях лапы 4 и деформациях корпуса цилиндра гребень 3 вместе с лапой 4 имеет возможность поворачиваться в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно основания 1 по цилиндрическим поверхностям вставки 2 и основания 1, компенсируя изменение положения лапы 4 в двух взаимно перпендикулярных направлениях; при этом взаимное положение лапы 4 и корпуса подшипника 5 в осевом и вертикальном направлениях сохраняется неизменным, обеспечивая первоначальную центровку турбины.

Конструкция поворотной шпонки [121], представленная на рис. 11.14, допускает свободные угловые перемещения в горизонтальной плоскости лап цилиндров и стула относительно друг друга, сохраняя при этом способность передавать осевые усилия от лап цилиндра на корпус подшипника. Поворотная шпонка состоит из двух частей: неподвижной (основание) и поворотной (шпонки). Шпонка представляет собой прямоугольную призму с цилиндрическим шипом. Основание шпонки имеет цилиндрическое отверстие под шип. Зазор в паре шпонка — основание выбран таким образом, чтобы при нагреве шпонки исключить ее заклинивание в отверстии.

11.4. ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ ПО НОРМАЛИЗАЦИИ ТЕПЛОВЫХ РАСШИРЕНИЙ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ВО ВРЕМЯ РЕМОНТА ТУРБИНЫ

Для турбин при капитальных ремонтах и реконструкциях [111] рекомендовано выполнять мероприятия, облегчающие температурные расширения цилиндров. Такие мероприятия включают снижение сил трения на поверхности скольжения, выравнивание опорных нагрузок на лапах цилиндров, устранение дефектов опорно-подвесных систем трубопроводов и защемлений тепловой изоляции. В некоторых случаях может быть полезной разгрузка от осевых усилий, появляющихся при нерасчетных нагрузках в продольных шпонках, а также ужесточение крепления статора ЦНД в осевом направлении.

Обычно в период капитальных ремонтов в соответствии с требованиями [77] проводят очистку поверхностей скольжения фундаментных рам и стульев, а также ревизию и ремонт шпоночных соединений. Типовые решения, освоенные энергоремонтными предприятиями, предусматривают применение (обновление) пластичных смазок, закладываемых на поверхности скольжения каждые 5...6 лет при капитальных ремонтах, для чего в каждом случае требуется подъем стульев. В некоторых случаях производится полный ремонт поверхностей скольжения и шпоночных соединений с демонтажем стульев.

Для очистки поверхностей скольжения необходимо снять с фундаментной рамы передний стул, а второй стул поднять над фундаментной рамой на высоту 50...100 мм (так как снятие второго стула невозможно без демонтажа одного из цилиндров). Для турбин с системой опирания нижних половин цилиндров на корпуса подшипников (конструкции паровых турбин ЛМЗ и ТМЗ) эта операция особых трудностей не представляет.

Работы по ревизии скользящих поверхностей стульев целесообразно выполнять последовательно. Не рекомендуется одновременный подъем стульев, так как в этом случае может произойти смещение ЦВД под воздействием натягов от присоединенных трубопроводов и возврат его на место будет сопряжен со значительным дополнительным объемом работ.

Последовательность операций по подъему стула на требуемую величину рассмотрим на примере подъема второго стула турбин конструкций ЛМЗ и ТМЗ. Перед подъемом стула необходимо выполнить следующие работы:

— разобрать трубопроводы подвода и слива масла;

— снять Г-образные шпонки лап цилиндров;

— зафиксировать положение первого стула путем установки прокладок под Г-образные шпонки первого стула (обжать его по фундаментной раме);

— поднять ("оживить") лапы цилиндра ВД со стороны стула не менее чем на 0,5 мм над опорными поверхностями консольных шпонок;

— установить ЦВД со стороны второго стула на специальные технологические опоры;

— произвести подъем передних лап ЦСД аналогичным образом;

— вынуть консольные шпонки (при этом появляется возможность поднять стул над фундаментной рамой на высоту 50...100 мм);

— снять Г-образные шпонки стула;

— поднять стул и установить его на технологические прокладки.

При подъеме стула возможно его смещение в поперечной плоскости под воздействием присоединенных трубопроводов, так как вертикальные шпонки между стулом и цилиндрами при этом не выходят из зацепления.

После подъема стула в зазоре между подошвой стула и фундаментной рамой производится визуальный осмотр и ревизия скользящих поверхностей и продольных шпонок. Визуальный осмотр подошвы стула и фундаментной рамы производится с помощью зеркала, эндоскопов или других оптических приспособлений.

Выполняется зачистка опорных поверхностей; для зачистки различными ремонтными организациями разработаны специальные виды оснастки.

После выполнения зачистки на очищенную поверхность фундаментной рамы наносится покрытие (специальная антифрикционная паста ВТИ-ЛМЗ, паста АФП-90, чешуйчатый графит).

После ревизии поверхностей скольжения и нанесения антифрикционной пасты стул устанавливается на место. По величине усилий в поперечной плоскости, необходимых для установки стула на продольную шпонку фундаментной рамы, можно судить о влиянии присоединенных трубопроводов на тепловые перемещения стула.

После установки стула проводится визуальный осмотр, ревизия консольных шпонок, удаляются все забоины и заусеницы, восстанавливаются фаски и радиусные скругления.

Для исключения появления задиров во время работы турбины замеряются линейные размеры всех элементов шпоночного соединения для определения и, при необходимости, восстановления зазоров в шпоночном соединении. Шпонки, опорные поверхности стульев, отверстия под контрольные шпильки и опорные поверхности лап цилиндров натираются чешуйчатым графитом или дисульфидом молибдена, а затем производится их установка на место. Лапы цилиндра опускаются на свои опоры.

Технология подъема стульев турбин ХТЗ отличается от описанной выше технологии в связи с другой системой опирания цилиндра на стул. В конструкции этих турбин зазор между лапами нижних половин цилиндров и опорными поверхностями в местах под установку технологических прокладок составляет 10,0...12,0 мм, поэтому для производства ревизии скользящих поверхностей стульев их приходится поднимать на величину порядка 50...100 мм. Эта операция сопряжена со значительными упругими деформациями присоединенных трубопроводов. В связи с этим работы по ревизии скользящих поверхностей стульев турбин ХТЗ должны проводиться по специально разработанным проектам производства работ (ПОР).

Наибольшую сложность представляет операция по подъему передних лап ЦСД турбин К-300-240, так как этот цилиндр является комбинированным и имеет выхлоп первого потока части низкого давления, присоединенный к конденсатору. Подъем передних лап этих ЦСД на такие значительные величины производится с разгрузкой цилиндра от веса конденсатора (дополнительным натягом на опорные пружины конденсатора) для исключения возможного коробления цилиндра по вертикальному разъему между литой и сварной частями цилиндра.

В случае обнаружения коробления подошвы стула или рамы (наличия зазора по значительной части периметра сопрягаемых поверхностей) необходимо восстанавливать прилегание подошвы стула к фундаментной раме.

Восстановление прилегания подошвы стульев к фундаментной раме производится шабровкой подошвы стула по контрольной плите, а восстановление фундаментной рамы — ее шабровкой по подошве стула.

Восстановление прилегания подошвы второго стула к фундаментной раме у большинства турбин возможно только при демонтаже этого стула с одновременным демонтажом одного из цилиндров (ЦВД или ЦСД). Наиболее целесообразным представляется демонтаж ЦСД, так как в этом случае появляется доступ ко всем шпоночным соединениям и становится возможным устранение влияний всех присоединенных к турбине трубопроводов.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Для чего предназначена система тепловых расширений?

2. Назовите основные элементы системы тепловых расширений.

3. Что такое фикспункт турбины? Где он располагается?

4. Для чего предназначены поперечные шпонки?

5. Для чего предназначены вертикальные шпонки?

6. Как проявляются нарушения нормальной работы системы тепловых расширений турбины?

7. Назовите основные причины нарушения нормальной работы системы тепловых расширений турбины в условиях эксплуатации. Какие силы возникают при этом?

8. Перечислите главные причины возникновения поперечных усилий, действующих на корпус подшипника.

9. Какие мероприятия обычно проводятся для уменьшения сил трения на поверхностях скольжения опор турбины?

10. Что такое МФЛ? Из чего она состоит? Назовите другие варианты композиционных материалов, применяемых для нормализации тепловых расширений.

11. Для чего предназначены разгрузочные устройства?

12. Назовите основные причины заклинивания в соединениях корпус подшипника — продольная шпонка.

13. Перечислите мероприятия, применяемые для предотвращения заклинивания в соединениях корпус подшипника — продольная шпонка.

14. Какова должна быть величина зазоров в шпоночных соединениях?

15. Назовите возможные варианты модернизации поперечных шпонок. В чем их смысл?

16. Перечислите мероприятия, которые рекомендуется выполнять при капитальных ремонтах турбин для нормализации тепловых расширений турбины.

17. Почему не рекомендуется одновременный подъем первого и второго стульев (корпусов подшипников турбины) при очистке поверхностей скольжения?

18. Назовите последовательность операций при подъеме стула (корпуса подшипников турбины).

19. Какими методами восстанавливается прилегание подошвы корпуса подшипников турбины к фундаментной раме?

Дата добавления: 2015-08-18