российское акционерное общество энергетики и электрификации «еэс россии» департамент науки и техники типовая инструкция по эксплуатации газомасляной системы водородного охлаждения генераторов рд 153-34.0-45.512-97 удк 621.311


РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ «ЕЭС РОССИИ»
ДЕПАРТАМЕНТ НАУКИ И ТЕХНИКИ
ТИПОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОМАСЛЯНОЙ СИСТЕМЫ ВОДОРОДНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ГЕНЕРАТОРОВ
РД 153-34.0-45.512-97
УДК 621.311
Вводится в действие с 01.12.98 г.
Разработано Открытым акционерным обществом "Фирма по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей ОРГРЭС"
Исполнители В.А. ВАЛИТОВ, В.М.ГУРЬЕВ
Утверждено Департаментом науки и техники РАО "ЕЭС России" 18.06.97 г.
Начальник электротехнического отдела К.М. АНТИПОВ
Согласовано с НИИ АО "Электросила" 14.05.97 г.
Заместитель директора Ю.А. ДЕГУСАРОВ
АО"Элсиб" 11.03.97г.
Директор по науке А.С. ПОСТНИКОВ
Настоящая Типовая инструкция распространяется на турбогенераторы с водородным охлаждением и содержит краткое описание современных конструкций уплотнений вала, систем их маслоснабжения и газовых схем, технические требования по обеспечению надежной и безопасной эксплуатации этих узлов и систем, указания по вводу и выводу систем из работы, их эксплуатации в нормальных и аварийных режимах, рекомендации по устранению неисправностей и организации физико-химического контроля газов.
В Типовой инструкции не рассматриваются вопросы эксплуатации систем маслоснабжения уплотнений вала турбогенераторов первых выпусков, которые были изложены в предыдущих инструкциях по эксплуатации газомасляных систем, изданных ОРГРЭС в 1965 и 1972 гг., а также особенности эксплуатации газомасляных схем генераторов с отодвигающимися вкладышами уплотнений и трехпоточными кольцевыми уплотнениями вала, не получившими широкого применения.
Типовая инструкция предназначена для персонала электростанций, осуществляющего оперативное обслуживание и ремонт газомасляных систем водородозаполненных турбогенераторов.
С выходом настоящей Типовой инструкции отменяется "Типовая инструкция по эксплуатации газовой системы водородного охлаждения генераторов: ТИ 34-70-065-87" (М: СПО Союзтехэнерго, 1987).

I. ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМЫ МАСЛОСНАБЖЕНИЯ УПЛОТНЕНИЙ ВАЛА


1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, ОСНОВНЫЕ ТИПЫ, ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ УПЛОТНЕНИЙ ВАЛА. СХЕМЫ ИХ МАСЛОСНАБЖЕНИЯ


1.1. В турбогенераторах с водородным охлаждением предотвращение утечки водорода в месте выхода вала ротора из корпуса генератора осуществляется посредством специальных масляных уплотнений вала, размещаемых между торцевыми щитами и опорными подшипниками.
Принцип действия уплотнений вала заключается в запирании водорода непрерывным встречным потоком масла, подаваемым в узкий зазор между валом ротора и вкладышем уплотнения под давлением, превышающим давление водорода. В зависимости от конструктивных особенностей уплотнений вала и их размеров значение перепада давлений масловодород находится в пределах 0,040,09 МПа (0,40,9 кгс/см2). Номинальное значение перепада давлений устанавливается заводом-изготовителем, уточняется при наладке системы маслоснабжения и на работающем генераторе автоматически поддерживается неизменным специальной регулирующей аппаратурой (см. ниже).
Все известные конструкции уплотнений вала можно разбить на два основных типа - кольцевые и торцевые (рис. 1).
 российское акционерное общество
энергетики и электрификации «еэс россии»
департамент науки и техники типовая
инструкция по эксплуатации газомасляной
системы водородного охлаждения
генераторов рд 153-34.0-45.512-97 удк 621.311

российское акционерное общество
энергетики и электрификации «еэс россии»
департамент науки и техники типовая
инструкция по эксплуатации газомасляной
системы водородного охлаждения
генераторов рд 153-34.0-45.512-97 удк 621.311

российское акционерное общество
энергетики и электрификации «еэс россии»
департамент науки и техники типовая
инструкция по эксплуатации газомасляной
системы водородного охлаждения
генераторов рд 153-34.0-45.512-97 удк 621.311

российское акционерное общество
энергетики и электрификации «еэс россии»
департамент науки и техники типовая
инструкция по эксплуатации газомасляной
системы водородного охлаждения
генераторов рд 153-34.0-45.512-97 удк 621.311
Рис. 1. Конструктивные схемы наиболее распространенных уплотнений вала:
а, б, в и г - торцевого типа: 1 - упорный диск; 2 - вкладыш; 3 - пружина; 4 - корпус уплотнения; Рy - давление уплотняющего масла; Рг -давление газа; Рпм - давление прижимающего масла; д, е, ж и з - кольцевого типа: 1 - вал ротора; 2 - вкладыш; 3 - корпус уплотнения; 4 - канавка отжимающего масла; 5 - большой вкладыш; 6 - малый вкладыш;
7 - крышка; Рк - давление компенсирующего масла; Н2 - сторона водорода
Уплотнение кольцевого типа представляет собой кольцевой вкладыш, охватывающий вал с малым зазором. В первых конструкциях кольцевых уплотнений вала (генераторы типа ТВ-50-2) вкладыш жестко крепился к опорному подшипнику. В последующем от такой конструкции отказались и перешли на размещение вкладыша внутри корпуса уплотнения, закрепляемого на торцевом щите. Вкладыш имеет свободу незначительного радиального перемещения внутри напорной камеры, образованной боковыми стенками вкладыша (рис. 1, д, генераторы типов ТВ2-100-2 и ТВ2-150-2), корпуса (рис. 1, e, разработка АО "ЦКБ Энергоремонт") или корпуса и крышки (рис. 1, ж, генераторы единой серии). Уплотнение напорных камер первоначально осуществлялось медными или пластикатовыми кольцами, а позднее - посредством резиновых шнуров. От проворачивания вкладыш удерживается специальной шпонкой (на рисунке не показана). Уплотняющее масло под давлением, превышающим давление водорода, поступает в напорную камеру, а затем через радиальные отверстия во вкладыше в кольцевой зазор между гладкой баббитовой поверхностью вкладыша и валом ротора. Разделившись на два аксиальных потока в сторону водорода и воздуха, уплотняющее масло отводит потери трения с рабочей поверхности вкладыша и предотвращает утечку водорода из корпуса генератора. В более поздних конструкциях кольцевых уплотнений на воздушной части расточки вкладыша стали предусматривать специальную клиновую разделку баббитовой поверхности, что позволило обеспечить в работе хорошую центровку и концентричность расположения вкладыша относительно вала.
В кольцевом уплотнении усилие прижатия вкладыша к валу создается только массой вкладыша. В простейшем кольцевом уплотнении с гладкой баббитовой поверхностью уравновешивание массы вкладыша радиальным усилием в масляном слое сопровождается некоторым эксцентриситетом в расположении кольца относительно вала.
При нарушении маслоснабжения кольцевое уплотнение, как правило, не повреждается. Это объясняется тем, что вкладыш, оседающий на вал при нарушении масляного клина в верхней зоне вкладыша, соприкасается с валом на незначительной площади и баббит не так быстро перегревается. Если усилие трения вкладыша в корпусе окажется больше массы вкладыша, то оседания вкладыша может и не быть. При исчезновении масляного слоя наблюдается выход водорода в картер подшипника (сливную камеру на стороне воздуха).
Нормализация маслоснабжения восстанавливает работоспособность кольцевого уплотнения.
Режим работы с пониженной частотой вращения для кольцевых уплотнений также не опасен, так как всегда сохраняется кольцевой зазор и жидкостное трение.
Износ баббита из-за загрязненного масла и вибрации вала приводит к увеличению зазора, увеличению расхода масла в сторону водорода и воздуха и к заметному понижению температуры баббита. Увеличение расхода масла в сторону водорода сопряжено с загрязнением газа и опасностью попадания масла в генератор. Увеличение расхода масла в сторону воздуха может явиться причиной пропуска водорода через уплотнения.
Кольцевые уплотнения заводского исполнения впервые были применены в турбогенераторах типов ТВ-50-2, ТВ2-100-2 и ТВ2-150-2 и предназначались для работы при избыточном давлении водорода 0,005-0,05 МПа. Уплотнения характеризовались большим расходом масла - (30-35 л/мин), протекающим в сторону водорода по кольцевому радиальному зазору между вкладышем и валом и через неплотности сопряжения вкладыша с корпусом, что приводило к быстрому загрязнению водорода воздухом, выделяющимся из масла, и требовало вакуумной обработки масла (применения маслоочистительных установок). Другим существенным недостатком кольцевых уплотнений являлась недостаточная компенсация давления водорода на боковые поверхности вкладыша, что вызывало значительные силы трения между вкладышем и корпусом и приводило к интенсивному износу рабочей поверхности вкладыша и попаданию водорода в картер подшипника.
В последующем кольцевые уплотнения генераторов серии ТВ подверглись значительным усовершенствованиям, направленным на устранение выявленных недостатков. Благодаря принятым заводом-изготовителем, ремонтными и эксплуатационными предприятиями мерам удалось добиться приемлемой работы кольцевых уплотнений даже в условиях перевода генераторов серии ТВ на более высокое давление водорода (0,1-0,15 МПа).
К преимуществам кольцевых уплотнений вала следует отнести простоту их конструкции, нечувствительность к осевым перемещениям вала и живучесть при нарушении их маслоснабжения.
Модернизированные кольцевые уплотнения (включая трехпоточные уплотнения исполнения предприятия "Мосэнергоремонт") до сих пор находятся в эксплуатации на ряде турбогенераторов серии ТВ. Участи генераторов этой серии кольцевые уплотнения были заменены уплотнениями торцевого типа, уже работавшими в то время при более высоком давлении водорода.
Повышение единичной мощности турбогенераторов до 300-500 МВт и сопутствующее этому повышение избыточного давления водорода до 0,35-0,4 МПа привело к повсеместному применению уплотнений вала торцевого типа. Уплотнения данного типа имеют незначительные расходы масла в сторону водорода (3-5 л/мин) и, следовательно, малую степень загрязнения водорода, что позволило упростить схему их маслоснабжения (отказаться от ненадежно работающей маслоочистительной установки, перейти на питание уплотнений маслом из системы смазки подшипников турбоагрегата).
Уплотнение торцевого типа (см. рис. 1) состоит из вкладыша и корпуса, крепящегося к торцевому щиту. В качестве уплотнения зазора между вкладышем и корпусом уплотнения используется специальный резиновый шнур, помещаемый в прямоугольные канавки, выполненные во вкладыше. Запирающий масляный слой создается между торцевой поверхностью вкладыша и боковой поверхностью упорного диска вала. Усилие от давления масла в масляном слое, возрастающее по мере увеличения частоты вращения за счет клиновой разделки рабочей поверхности вкладыша, старается отжать последний от вала и разорвать масляную пленку. Для предотвращения этого явления искусственно создается усилие прижатия, которое уравновешивает усилие отжатия вкладыша от упорного диска. В зависимости от конструкции уплотнений прижим вкладыша к валу создается посредством совместного действия специальных пружин, давления водорода и уплотняющего масла (рис. 1, б, турбогенераторы типов ТВВ-165-2, ТВВ-200-2 и др.) или пружин и давления водорода (рис. 1, а, турбогенераторы серий ТГВ-200, ТГВ-300 и ТВФ мощностью 60-120 МВт) или давления водорода и прижимающего масла (рис. 1, г, турбогенераторы типов ТВВ-200-2А, ТВВ-320-2 с двухкамерными уплотнениями заводского исполнения, а также генераторы ТГВ-25, ТВ2-30-2, ТBC-30, ТВ-50-2, ТВ-60-2, ТВ2-100-2 и ТВ2-150-2 с двухкамерными уплотнениями, выполненными по проектам АО "ЦКБ Энергоремонт" и ремонтных предприятий). На ряде турбогенераторов (ТВ-60-2 и ТВФ-100-2) с уплотнениями заводского исполнения давление уплотняющего масла частично разгружает вкладыш от его прижатия к валу, осуществляемого давлением водорода и пружин (рис. 1, в).
В эксплуатации имеются также уплотнения вала, реконструированные по проекту ремонтного предприятия "Ростовэнергоремонт", в которых вкладыш отодвигается от вала при исчезновении давления уплотняющего и прижимающего масла, что обеспечивает их полную сохранность и готовность к работе при восстановлении маслоснабжения. Широкого применения такие уплотнения не получили, так как требуются специальные устройства для выброса водорода из генератора при прекращении подачи масла.
Рабочая поверхность вкладыша уплотнения торцевого типа (рис. 2) залита баббитом, имеющим специальную разделку, состоящую из чередующихся в тангенциальном направлении клиновых и плоских площадок, разделенных радиальными канавками, кольцевой канавки, наружного и внутреннего кольцевых поясков.
 российское акционерное общество
энергетики и электрификации «еэс россии»
департамент науки и техники типовая
инструкция по эксплуатации газомасляной
системы водородного охлаждения
генераторов рд 153-34.0-45.512-97 удк 621.311 
российское акционерное общество
энергетики и электрификации «еэс россии»
департамент науки и техники типовая
инструкция по эксплуатации газомасляной
системы водородного охлаждения
генераторов рд 153-34.0-45.512-97 удк 621.311
Рис. 2. Конструкции рабочих поверхностей вкладышей уплотнений торцевого типа:
а - конструкция, примененная АО "Электросила"; б - конструкция, примененная заводом
российское акционерное общество энергетики и электрификации рао 'еэс россии' департамент научно-технической политики и развития методические указания по диагностике развивающихся дефектов трансформаторного оборудования по результатам хроматографического анализа газов, растворенных в масле рд 153-34.0-46.302-00  »
Читайте также