Автоматизация судовых паровых турбин

Как главные, так и вспомогательные паровые турбины оборудуются следующими обязательными системами автоматической защиты.

1. По предельной частоте вращения роторов. Возможные аварийные последствия (ВАП) – нарушение крепления рабочих лопаток в дисках (роторах) вплоть до отрыва. Отметим здесь, что центробежные силы, действующие на хвостовики лопаток, пропорциональны квадрату частоты вращения. Согласно требованиям Правил Регистра судоходства России, каждый корпус паровой турбины должен быть оборудован предельным выключателем, воздействующим на автомат безопасности (быстрозапорный клапан), автоматически прекращающий доступ пара в турбину при превышении на 15% частоты вращения, соответствующей максимальной мощности. Паровые турбины, у которых по эксплуатационным условиям возможна потеря нагрузки на валу (турбины, оборудованные реверс-редукторами либо разобщительными муфтами, работающие на ВРШ либо на электрический генератор), в дополнение к предельному выключателю должны иметь регулятор частоты вращения, ограничивающий частоту вращения турбины при изменении нагрузки до ввода в действие предельного выключателя.

2. По падению давления смазочного масла в системе ниже установленного заводом-строителем. ВАП – выплавление подшипников, повреждение шеек ротора, его просадка.

3. По осевому сдвигу любого из роторов. ВАП – задевание элементов ротора (гребней уплотнений, рабочих лопаток) за неподвижные элементы и соответствующие разрушения.

4. По повышению давления (падению вакуума) в конденсаторе сверх установленного заводом-строителем. Возможные аварийные последствия:

- наихудшие – разрыв корпуса конденсатора;

- менее тяжёлые – нарушение плотности вальцовки трубок в трубных досках вследствие повышения температуры конденсации и попадание забортной воды в котельную воду, поскольку давление, создаваемое циркуляционным насосом, выше давления, при котором происходит конденсация. Именно по этой причине в случаях остановки турбины по падению вакуума в конденсаторе требуется немедленный анализ пробы котельной воды. Также при повышении давления в конденсаторе происходит повышение влажности пара на последних ступенях турбины низкого давления с повышением опасности эрозионного износа лопаток ТНД.

5. По вибрации. ВАП – разрушение турбины от усталостных напряжений.

Кроме указанных защит, должна иметься блокировка турбины по включённому валоповоротному устройству, не допускающая в этом случае подачи пара в турбину и предотвращающая поломку последнего.

Основные регулируемые величины

1. Частота вращения.

2. Температура смазочного масла перед турбиной.

3. Давление пара в отборах. Оно выполняется для главных турбин либо сбросом излишков пара от отбора, либо подпиткой магистрали отбора редуцированным свежим паром. При отборе пара из промежуточных ступеней турбогенераторов количество отбираемого пара может быть относительно большим и влиять на частоту вращения ротора. Учитывая достаточно высокие требования к точности поддержания частоты вырабатываемой электроэнергии, системы регулирования частоты и давления в отборах следует выполнять связанными и автономными, то есть такими, когда соответствующие регуляторы связаны между собой, причём каждый из них управляет своей регулируемой величиной без вмешательства другого.

4. Давление пара в уплотнениях. Эта система предназначена для предотвращения утечек пара в машинное отделение и предотвращения подсоса воздуха в турбину (рис 5).

Рис.5. Схема САР давления пара в уплотнениях

- соединения внутренних камер коробок уплотнений;

- соединения наружных камер коробок уплотнений;

- пар, конденсат, воздух.

Внутренние камеры коробок уплотнений соединены с уравнительным ресивером УР, в котором с помощью регулятора давления поддерживается давление несколько выше атмосферного (около 0,11– 0,12 Мпа) путём сброса пара в главный конденсатор. Наружные камеры соединены с секцией 1 холодильника эжектора ХЭ, в которой происходит частичная конденсация пара. Эжектор Э засасывает из неё паровоздушную смесь и направляет её во вторую секцию ХЭ, где происходит остаточная конденсация, а отделившийся воздух удаляется в атмосферу. Конденсат из ХЭ направляется в главный конденсатор (иногда – во вспомогательный). Роль уравнительного ресивера заключается в увеличении объёма, в котором регулируется давление, при этом можно обойтись простым по конструкции регулятором давления.

На режимах низких нагрузок количество пара, поступающего в уравнительный ресивер из внутренних камер коробок уплотнений, может оказаться недостаточным. В этом случае регулятор добавляет пар в УР из ресивера турбины по трубопроводу 3.

Дата добавления: 2015-07-20