ШКОТОВ Ю. Д., инж., ЦРМЗ Мосэнерго
Нагрев насадных дисков в процессе сборки роторов на турбостроительных заводах осуществляется на индукционных установках и особой сложности не представляет. Во время ремонтов турбин возникают иногда ситуации, требующие разборки роторов (снятия дисков). В этом случае успешный нагрев тяжелых дисков последних ступеней является сложной задачей, требующей серьезной и длительной разработки и изготовления многочисленной оснастки. Разобрать и собрать ротор можно только в вертикальном положении с помощью специального кантователя и стенда для установки ротора.
На Центральном ремонтно-механическом заводе Мосэнерго после освоения технологии разборки и сборки роторов среднего давления (РСД) турбин Т-100- 130 для замены дисков 18—23-х ступеней с использованием изготовленного для этого кантователя и стенда-ямы для вертикальной установки роторов начато освоение подобных операций на РНД,
РСД-П турбин Т-250-240; РНД турбин ПТ-135-130 ТМЗ, а также РНД турбин ПТ-60, ПТ-80, К-200-130, К-300-240 ЛМЗ.
Снятие и установка лопаток с верховой посадкой на диске — трудоемкая операция, так как нет высокопроизводительных приспособлений для удаления заклепок, равно как и приспособлений для сверления и райберовки отверстий под них. На ЦРМЗ при удалении лопаток промежуточных ступеней хвостовики лопаток чаще всего вырезают на крупногабаритных станках или специальном стенде с переносным суппортом (можно использовать балансировочные станки).
Разлопачивание и облопачивание диска, снятого с ротора, является наивыгоднейшим способом выполнения этой операции. Дополнительная работа по снятию и установке дисков компенсируется снижением суммарных затрат труда и особенно сокращением сроков ремонта ротора. На ЦРМЗ накоплен опыт замены рабочих лопаток непосредственно на роторе, поэтому, если намечается замена рабочих лопаток хотя бы на одном из дисков предпоследних ступеней, предпочтение отдается технологии предварительного снятия дисков последних ступеней.
Некоторые трудности возникают при транспортировании роторов со станции на площадку завода и обратно.
Снятие и посадка полумуфт выполняются при горизонтальном положении роторов, опирающихся на транспортные опоры с помощью гидросъемников, изготовленных заводом. В зависимости от массы и поверхности полумуфты нагреваются 4—6 горелками ИГК-10П (или ИГК-15П), работающими на природном газе.
Строповка ротора при выводе его из горизонтального положения в вертикальное и наоборот осуществляется с помощью приспособления со сменными вкладышами или приспособления фланцевого типа, если ротор имеет цельнокованую (не насадную) муфту. В стенде-яме ротор опирается на торец вала и страхуется от опрокидывания тремя распорными отводными стрелами, устанавливаемыми на высоте 2—3 м от торца между дисками. Центральная расточка ротора полностью заполняется водой, а уровень отвода воды может регулироваться высотой сливной трубы, установленной в расточке.
При нагреве дисков на ЦРМЗ используется природный газ, дающий наиболее «мягкое» пламя, хотя для тяжелых дисков это «низкотемпературное» пламя не обеспечивает необходимого темпа (скорости) подвода теплоты к диску. Поэтому время нагрева диска существенно увеличивается, так диски последних ступеней турбин Т-250-240, ПТ-135-130 прогреваются в течение 3 ч, максимальная температура поверхности достигает 450 °С.
Для дисков любых конфигураций (соотношение поверхности подвода теплоты и посадочного места) и массы продолжительность нагрева можно определить в зависимости от темпа ввода теплоты (числа и типа горелочных устройств, а также расположения их относительно наружной поверхности диска). Заводы-изготовители турбин таких расчетов не выполняют, ремонтные организации их выполнить не в состоянии. Требуется помощь ученых, чтобы не приходилось определять оптимальное время нагрева дисков опытным путем.
Некоторые ремонтные организации используют для нагрева дисков «жесткое» пламя керосиновых горелок (что небезопасно), применяют пропан-бутан, сжигая его в среде кислорода, или ацетиленовые горелки. Все эти способы требуют большого числа горелок и необходимости управления ими, постоянного их перемещения относительно поверхности диска.
При использовании горелок, работающих на природном газе, удается осуществить нагрев диска при неподвижном положении горелок относительно его поверхности, благодаря этому повышается безопасность выполнения этой операции и уменьшается численность обслуживающего персонала. Для сокращения числа стандартных горелок на заводе используются кольцевые самодельные горелки.
Для ограничения высоты и демпфирования падения тяжелого диска применяются воздушные амортизаторы. Снижением давления воздуха под поршнями амортизаторов обеспечивается плавное опускание дисков на подставку.
Нагрев диска при посадке производится теми же горелками, но он значительно проще контролируется и регулируется и, как правило, требует меньше времени.
Из необходимых приспособлений следует назвать опоры-столы (иногда вращающиеся) для нагрева насадных деталей, захваты для строповки дисков за ступицу с талрепами, обеспечивающими выравнивание диска, кантователи дисков, столы для облопачивания их в горизонтальном положении — все это оснастка, необходимая для работы по технологии, приближающейся к заводской.
Ремонтные организации не в состоянии пока выполнять балансировку собранного ротора при рабочей частоте вращения и разгон его до срабатывания автоматов безопасности. Это, естественно, снижает качество такой сборки ротора по сравнению со сборкой на заводе- изготовителе. Тем не менее предлагаемая технология позволяет сократить затраты труда и сроки выполнения работ по перелопачиванию разборного ротора. Так, перелопачивание 3—4 ступеней можно выполнить за 15—20 рабочих дней.
ЦРМЗ Мосэнерго предлагает выполнение аналогичных работ на роторах перечисленных турбин при условии поставки роторов на завод силами заказчиков.
