§ 60. Ненормальности в работе автоматических регуляторов; их предупреждение и устранение
Утечки масла в системе регулирования
Утечки масла в системе регулирования вызываются износом отсекающих кромок распределительных золотников и увеличенным зазором между поршнями и цилиндрами сервомоторов. Утечки отражаются, в первую очередь, на режиме масляного насоса маслонапорной установки, который начинает работать чаще под давлением на котел. Не останавливая агрегат, можно всегда определить утечки, зная производительность насоса и замерив по секундомеру время работы насоса на котел и время работы его вхолостую за один цикл (при отсутствии регулирования).
Производительность насоса определяется по формуле:
где π = 3,14;
DK [дм] — внутренний диаметр котла;
h [дм] — подъем масла в котле за время работы насоса на котел;
t\cek\ — время работы насоса на котел.
Тогда размер утечек определится из следующего соотношения:
где tp [сек] — время работы насоса под давлением на котел за один цикл;
tx [сек] — время работы насоса вхолостую за один цикл.
Пример,. Определить утечки, если производительность насоса
Утечка определяется:
Для устранения утечек необходимо прежде всего найти источник их, и если окажется, что причиной утечек является износ отсекающих кромок каких-либо золотников или износ поршней сервомоторов, то последние необходимо заменить, изготовив их по соответствующим формулярам (т. е. размерам по месту).
Нужно особо указать, что увеличение утечек масла в системе регулирования может быть вызвано постоянными, хотя бы и мало заметными колебаниями, вследствие «мертвых ходов» механизмов
автоматической части. Поэтому при обнаружении увеличенной утечки масла следует в первую очередь обратить внимание на поведение механизмов регулятора и по возможности устранить их колебания. Утечки масла при спокойном состоянии механизмов системы регулирования заметно возрастают с увеличением температуры масла.
2. Колебания числа оборотов агрегата в пределах, выше допустимых при работе на автоматическом регулировании
Колебания числа оборотов при этом обычно сопровождаются также колебательным движением поршня сервомотора направляющего аппарата и соответственно связанных с ним механизмов системы регулирования. Колебательные движения, равно как и число оборотов агрегата, могут иметь закономерный или беспорядочный характер.
Опишем наиболее характерные причины указанных колебаний.
а) Колебания нагрузки агрегата. При постоянных колебаниях нагрузки агрегата происходит непрерывный процесс регулирования. Все механизмы автоматической части системы регулирования находятся в движении, более или менее заметном, в зависимости от величины колебаний нагрузки. Следует установить хотя бы на некоторое время постоянную нагрузку агрегата. Если колебания в системе регулирования при этом исчезнут, то, следовательно, причиной, их вызывающей, являются именно колебания нагрузки.
б) Колебания давления в спиральной камере или всасывающей трубе. Колебания давления в подводящих и отводящих воду устройствах, происходящие, например, вследствие энергичного регулирования соседних работающих турбин.
В этом случае следует хотя бы на непродолжительное время добиться постоянства давления. Если колебания не прекращаются или уменьшаются незначительно, то причиной расстройства не является колебание давления и ее следует искать внутри самого агрегата.
Можно также перевести агрегат на ручное регулирование. При этом колебательные движения сервомотора и связанных с ним механизмов должны прекратиться (при постоянной нагрузке). Если колебания при этом прекратятся, то это значит, что колебания давления не являются причиной расстройства; если же колебания не исчезнут, то, следовательно, они вызваны именно колебаниями давления и поэтому устранимы только при условии приведения последнего к постоянной величине.
в) Ослабление или неправильная сшивка ремня передачи к маятнику регулятора.
Если натяжение ремня передачи к маятнику уменьшилось или сшивка его выполнена неправильно, то передача работает неточно, со скольжением и толчками. Маятник при этом, вращается неплавно, не копирует точно вращения турбины, а воспринимает все толчки и скольжение, обусловливаемые дефектами передачи. Все это вызывает колебания и толчки штифта маятника, связанных с ним золотников и, в конечном счете, всех механизмов автоматической части системы регулирования, приводящие к вредным, колебаниям сервомоторов направляющего аппарата турбины и числа оборотов агрегата.
Для устранения этого недостатка необходимо проверить и исправить натяжение ремня и сшивку, а в случае необходимости исправить и натяжное устройство ремня.
г) Колебания в электрической цепи электродвигателя и генератора маятника. Если частота колебаний системы регулирования совпадает с числом оборотов генератора маятника, причиной колебаний могут быть неполадки в последнем. Если частота колебаний совпадает с числом оборотов маятника, то причиной колебаний являются неполадки в электродвигателе маятника или в самом маятнике.
Для выявления упомянутых причин следует, во-первых, убедиться, что напряжения в электрической цепи передачи от генератора маятника к электродвигателю маятника во всех трех фазах постоянно, а во-вторых, что отсутствуют вибрации как генератора маятника, так и электродвигателя маятника. Если есть возможность, то для выявления источника причины неполадок приключить на некоторое время электродвигатель маятника к генератору маятника соседнего работающего генератора.
Для выявления неполадок в маятнике следует проверить по индикатору биение шайбы или стержня маятника, и при наличии такового, необходимо его устранить. В случае необходимости следует осторожно снять маятник, в собранном виде промыть в чистом керосине, обратив при этом особое внимание на состояние сопряженных частей его. Сборка маятника и установка на место должна сопровождаться тщательной пригонкой его на муфту электродвигателя маятника или на муфту вала маятника в случае ременной передачи.
д) Износ, заедания или «мертвые ходы» в шарнирных соединениях передач выключателя и распределительного устройства колонки регулятора. Если установлено, что источником колебаний не являются упомянутые выше причины, то последнюю надо искать в самой регулирующей системе. Причиной может быть износ, «мертвые ходы» и заедания в передачах выключателя и распределительного устройства. В случае «мертвых ходов» следует заменить пальцы шарниров новыми или, где это предусмотрено, выбрать «мертвые ходы» подтяжкой тяг или замыкающих пружин, следя одновременно за тем, чтобы не создать излишних трений.
Проверке подлежат все без исключения шарниры передач в колонке регулятора, передач от вспомогательного сервомотора к игле главного распределительного золотника и системы его выключателя, а также передачи к комбинатору турбины, если таковой имеется. При наличии заеданий в шарнирах перечисленных выше передач необходимо снять следы натира на деталях шарниров осторожной шлифовкой. Операцию эту следует проводить весьма осторожно, чтобы не увеличить и не создать новых «мертвых ходов». Необходимо также проследить за правильностью смазки всех шарнирных и трущихся соединений рычажных и других передач.
е) Заедания или трения в малом (побудительном) золотнике или золотнике вспомогательного сервомотора. Малейшее трение малого (побудительного) золотника в его буксе, создавая добавочную нагрузку на маятник, снижает чувствительность регулятора и может вызвать колебания механизмов автоматической части регулирующей системы. То же явление может происходить вследствие трений в золотниках вспомогательных сервомоторов.
В этом случае необходимо разобрать упомянутые золотники и устранить путем осторожной шлифовки места со следами натира. Шлифовку следует проводить особо осторожно и тщательно, чтобы чрезмерно не увеличить зазоры между иглой и буксой золотника.
Наличие грязи в масле регулирующей системы приводит к быстрому износу золотников и букс. При значительном и неравномерном износе (эллиптичность, овальность, конусность и т. д.) необходимо менять золотники на новые. При заказе новых золотников следует изготовлять их комплектно, т. е. и золотник и буксу, так как это обеспечит их правильное сопряжение. Так, например, пригонка нового золотника к изношенной буксе или корпусу золотника (или наоборот) может не дать хороших результатов.
Износ, заедания, трения или грязь в изодромном механизме (катаракте). Изодромный механизм является весьма ответственным механизмом регулятора. Малейший износ, трения, заедания, грязь и другие ненормальности в его действии немедленно отзываются на работе регулятора, вызывая нежелательные колебания оборотов, непроизвольные сбросы и набросы нагрузок, а также расстройства всей системы регулирования.
Наиболее вероятной причиной колебания числа оборотов агрегата является износ бронзового диска фрикционно-лобового изодромного механизма. В этом случае необходимо разобрать шпиндель выключателя, снять бронзовый диск вместе с шестерней, к которой он привинчен, и проточить плоскость диска. При проточке необходимо следить за тем, чтобы плоскость получилась строго перпендикулярной к оси вращения диска. Если диск слишком тонок (что может получиться после нескольких проточек), то его следует сменить. Новый диск привинчивается к шестерне, места выходов концов винтов со стороны плоскости диска запаиваются оловом, после чего плоскость диска протачивается, как указано выше.
Наиболее вероятными неполадками в пружинно-масляном изодромном механизме (катаракте) могут быть вредные трения, неполное заполнение маслом или несоответствующая вязкость масла, неправильные перекрытия иглы. Для обнаружения и устранения причин следует осторожно разобрать катаракт, заметив при этом положение иглы, вылить из цилиндра масло, тщательно зачистить места натиров, промыть все детали в чистом керосине, осторожно собрать, установить на место и залить профильтрованным чистым маслом.
Причиной ненормальных колебаний в системе регулирования может явиться изменение вязкости масла в катаракте вследствие изменения окружающей температуры. В этих случаях рекомендуется залить масло соответствующей вязкости для работы при данной температуре.
з) Общие замечания. Может оказаться, что несмотря на то, что ни один из указанных выше дефектов не обнаружен, колебания регулирующей системы все же продолжаются. В этом случае следует иметь в виду, что колебания могут быть ликвидированы или сведены к минимуму увеличением степени неравномерности регулирования. Однако в условиях параллельной работы агрегат будет менее чувствителен к изменениям частоты в системе, т. е. он будет принимать меньшее участие в распределении нагрузок между параллельно работающими агрегатами.
Если при работе на ручном регулировании при постоянной нагрузке имеются колебания, то для решения вопроса о причине, вызывающей это явление, следует обратить внимание на «мертвые ходы» в системе передач от сервомотора направляющего аппарата к колонке регулятора, а также к механизмам комбинатора и золотнику рабочего колеса, если таковые имеются в системе регулирования. Все «мертвые ходы» следует немедленно устранить, как уже говорилось выше.
