Ограничитель мощности представляет собой унифицированное для турбин высокого давления и турбины AП-25-2 устройство, которое служит для предохранения турбин от перегрузки (например, при снижении частоты сети или при выпадении из параллельной работы других турбин, работавших с данной на одну общую сеть). Кроме того, ограничителем мощности пользуются для пуска турбины в ход путем открытия одного из регулирующих клапанов.
Воздействие ограничителя мощности на работу регулирования турбины заключается в том, что с помощью этого устройства можно принудительно поднять золотник Ø 45 (независимо от положения муфты регулятора скорости) или же приостановить снижение золотника Ø 45 в любом его положении. Действие ограничителя мощности одностороннее, т. е. при уменьшении или сбросе нагрузки он не препятствует подъему золотника Ø 45.
Установленный на корпусе ЗРС ограничитель мощности имеет следующую конструкцию (фиг. 65). Маховик 1 через червячную пару 2 и 3 приводит во вращение винт 4, который сообщает поступательное движение штоку «5. На этом штоке, под прямым углом к нему, закреплены кронштейн 6 с пальцем 7. Высота расположения пальца регулируется подкладной шайбой 8. От вращения шток удерживается шпонкой 9, являющейся одновременно ограничителем его хода, который равен 15 + 0,1 мм.
При необходимости ограничить мощность турбины или при пуске ее вращением маховика 1 по часовой стрелке под ось рычага 10ЗРС подводится палец 7. Рычаг 10 опирается на рычаг 11, сидящий на валике качающегося рычага, с помощью двух опорных «камней» 12, которые могут скользить в пазах рычага 11. Ось рычага 10, связывающего золотники Ø 45 и Ø 60, опирается на камни с помощью двух игольчатых подшипников. Подведя палец 7 ограничителя мощности под ось рычага 10, прекращают перемещение вниз золотника Ø 45 вместе с рычагом 11, так как при вращении рычага 11 по часовой стрелке камни останутся неподвижными, опираясь на палец ограничителя мощности. Ограничение хода золотника Ø 45 вниз вызовет ограничение перемещения поршня сервомотора в сторону «на открытие» регулирующих клапанов.
При необходимости пустить турбину с помощью ограничителя мощности надо при неработающей турбине поднять ограничителем золотник Ø 45 в такое положение, при котором давление импульсного масла будет настолько низким, что все клапаны регулирования закроются. Затем вращением маховика 1 против часовой стрелки следует дать возможность золотнику Ø 45 опуститься настолько, насколько необходимо для «толчка» турбины при пуске.
При выключении ограничителя мощности из работы следует через глазок в боковой крышке рычага 11 проверить, что камни опускаются, не застревая в пазах. При выведенном ограничителе мощности камни прижаты к упору в рычаге 11 нс только силой веса золотников и системы рычагов, но и силой пружины 9.
На конце рычага 11 установлен сигнальный электроконтакт 13, который при отходе «камней» от упора на рычаге 11 включает сигнал «убавить» на щите управления, показывающий, что турбина работает па ограничителе мощности. Если при снижении частоты золотник регулятора скорости диаметром 45 прекратил движение вниз из-за того, что ось рычага 10, связывающего золотники Ø 45 и Ø 60, села на палец 7, не следует пытаться набирать нагрузку синхронизатором.
Шкала 15 показывает ход золотника Ø 45 при воздействии на пего ограничителя мощности. Передача от винта 4 к шкале осуществлена через две пары зубчатых колес 14.
При ревизии турбины, пустив масляный турбонасос, следует проверить, что стрелка шкалы ограничителя мощности находится на делении «0» (с точностью до +0,3 мм) при начале подъема золотника Ø 45. В случае необходимости следует изменить толщину подкладной шайбы под пальцем 7.
При работе турбины на станции при нормальных параметрах свежего пара и вакууме необходимо построить характеристику ограничителя мощности, которая покажет зависимость между мощностью турбины и показаниями шкалы ограничителя мощности.
Снятие характеристики производится путем разгружения турбины ограничителем мощности ступенями (по 5—10% от номинальной нагрузки), причем записывают значения электрической нагрузки и положение стрелки ограничителя мощности на шкале. При этом необходимо следить за тем, чтобы параметры свежего пара и вакуум в течение снятия характеристики оставались неизменными.
§ 49. Сервомотор регулирующих клапанов свежего пара
Сервомотором называется поршневой механизм, действующий от давления масла и служащий для перестановки клапанов регулирования или для поворота регулирующих диафрагм. В настоящем параграфе описывается конструкция и принцип действия сервомоторов, которые посредством системы рычагов, зубчатой рейки и кулачковою распределительного устройства перемещают клапаны, регулирующие впуск свежего пара в турбину.
Сервомоторы клапанов свежего пара в значительной степени унифицированы для всей серии турбин. На фиг. 66 (вкладка) показана конструкция двух типов сервомоторов, имеющих между собой незначительные различия, характер которых ясен из табл. 16.
Сервомотор состоит из поршня 1 с массивным штоком 2, золотника 3 с буксой 4 и системы рычагов обратной связи, изменяющей натяжение пружины 5 золотника в зависимости от положения сервомотора. Все эти элементы размещены в общем корпусе 6, выполняемом из высококачественного чугуна.
Сервомотор расположен в левом отсеке корпуса переднего блока, к которому крепится горизонтально расположенным прямоугольным фланцем, представляющим собой одно целое с верхней частью корпуса сервомотора. Так как корпус сервомотора при работе турбины должен оставаться совершенно неподвижным, то между фланцем сервомотора и корпусом подшипника устанавливаются два контрольных штифта.
Корпус сервомотора имеет ряд внутренних камер, назначение которых следующее. В камеру А, окружающую средние окна буксы золотника, подводится напорное масло непосредственно от главного масляного насоса. Камера С соединена с пространством над поршнем сервомотора, а камера В — под поршнем сервомотора. Камеры D и Е соединены со сливом в систему смазки.
Корпус сервомотора имеет две крышки — нижнюю 7, закрывающую расточку под поршень сервомотора, и верхнюю 8, закрывающую камеру, в которой расположена пружина золотника.
В нижней крышке расположено масляное демпферное устройство, смягчающее удар поршня о крышку при быстром его опускании (например при сбросе нагрузки или расцеплении рычагов регулятора безопасности). Демпферное устройство в первоначальном варианте показано на разрезе сервомотора турбины ВК-100-2. Оно состоит из поршенька 9 и пружины 10, под действием которой поршенек прижат к упорному кольцу 11. С помощью сверлений в крышке и поршеньке полость под поршеньком сообщается с заполненной маслом камерой М сервомотора.
При быстром закрытии сервомотора его шток 2 нижним концом на последних 5—6 мм хода толкает поршенек вниз, причем выход масла из-под поршенька через незначительный зазор и отверстия малого диаметра происходит замедленно, в связи с чем удар о крышку смягчается.
Такая конструкция демпферного устройства применена в сервомоторах турбин выпуска 1946—1947 гг.
В последующих турбинах демпферное устройство осуществлено иначе. Вместо поршенька поставлена фигурная шайба 12, опирающаяся на коническое пружинное кольцо 13, которое является амортизатором энергии удара о крышку быстро опускающегося поршня сервомотора. Но еще до соприкосновения штока сервомотора с амортизатором движение сервомотора будет замедлено благодаря тому, что поршень имеет снизу удлиненную форму и на последних 6—7 мм хода нижняя кромка поршня перекроет полностью сливные окна из полости М, а выход масла из-под поршня будет происходить только через диаметральный зазор между ним и расточкой корпуса.
Верхняя крышка 8 имеет два вертикальных кронштейна, на которые опирается рычажная система обратной связи между штоком поршня сервомотора и золотником (см. ниже).
Золотник 3 имеет четыре заплечика, из которых средние два являются регулирующими, а верхний и нижний — запирающими, В состоянии равновесия золотник находится в среднем положении по отношению к кольцевым выточкам в буксе 4, закрывая их регулирующими заплечиками. При этом на золотник действуют: сверху — сила натяжения пружины 5 и веса золотника, пружины и связанных с ней других деталей; снизу — давление импульсного масла на торец. При повышении давления импульсного масла золотник переместится вверх и откроет нижней кромкой верхнего регулирующего заплечика доступ масла из камеры А в камеру В, откуда масло поступит под поршень сервомотора (в камеру М). Верхняя кромка регулирующего заплечика при этом перекроет сообщение между камерами В и Е, т. е. исключит возможность слива масла в систему смазки из полости М, а нижний регулирующий заплечик золотника откроет слив из камеры С в камеру D, т. с. сообщит полость N над сервомотором со сливом в систему смазки подшипников, что необходимо для движения сервомотора вверх.
Под действием давления масла в полости М, поршень сервомотора поднимется и через шток 2 и серьги 14 поднимет левый конец фигурного рычага 75 обратной связи. Рычаг 15 повернется при этом вокруг опор, выполненных в виде небольших шариковых подшипников, расположенных в вертикальных кронштейнах крышки золотника (см. сечение по DD). Правый конец рычага обратной связи переместится при этом вниз и через серьги 16, шток обратной связи 17. сферическую опору 18 и тарелку 19 сожмет пружину 5, что вызовет увеличение силы, действующей на золотник сверху. Золотник в результате этого опустится обратно в среднее положение, несмотря на возросшее давление импульсного масла. При этом прекратится подвод масла в камеру Λί и слив из камеры Ν, в связи с чем приостановится и движение поршня сервомотора, т. е. система перейдет в новое установившееся состояние, соответствующее большему открытию регулирующих клапанов и, следовательно, большей нагрузке турбины.
При снижении давления импульсного масла под золотником равновесие действующих на него сил также нарушается, и под действием пружины золотник пойдет вниз. При этом камера С соединится с полостью над поршнем сервомотора (Ν), а полость М под поршнем через камеру В соединится с камерой Е слива масла в систему смазки подшипников. Таким образом, под действием давления напорного масла от главного масляного насоса поршень сервомотора пойдет иа закрытие. Перемещение рычагов обратной связи при этом будет противоположным описанному выше: натяжение пружины 5 в результате вращения рычага 15 вокруг оси ОО (см. сечение DD) уменьшится настолько, что несмотря на снижение давления импульсного масла под золотником сервомотора сила давления масла окажется достаточной, чтобы вернуть золотник в среднее положение по отношению к регулирующим окнам и тем самым прекратить перемещение поршня сервомотора.
Из сказанного выше видно, что сервомоторы турбин рассматриваемых типов являются сервомоторами двустороннего действия, т. с. движение поршня сервомотора в обе стороны происходит под действием силы давления масла. При отсутствии давления масла под золотником последний под действием натяга пружины 5 находится на своем нижнем упоре.
Сервомотор при сборке не требует регулировки в своих звеньях. Регулировка натяга пружины 5 выполняется при заводской сборке. Для этой цели в первом варианте конструкции сервомотора служит кольцо 20, которое после испытаний сервомотора на заводском стенде подрезалось до нужной толщины. Во втором, ныне применяемом варианте конструкции сервомотора регулировка натяжения пружины производится винтом 21, который после этого подрезается, завинчивается до упора и штифтуется.
Для удаления воздуха, скапливающегося в тупиковых камерах М, N и К и оказывающего вредное влияние на работу сервомотора, предусмотрены специальные сверления, оканчивающиеся пробками с отверстиями небольшого диаметра. Из камеры М воздух отводится через сверления в поршне и штоке и через канавку в направляющей и уплотняющей втулке 22, затем через среднюю кольцевую проточку в этой втулке он попадает вместе с просачивающимся маслом в дренажную камеру L, слив из которой происходит во внутреннюю полость корпуса подшипника.
При смене запасных частей для правильной работы сервомотора необходимо некоторые детали сменять попарно, а именно — золотник с буксой и пружину с верхней тарелкой. При смене запасных деталей, а также до и после ревизий производится снятие характеристик сервомотора.
Конструктивные данные сервомоторов турбин новой серии приведены в табл. 16.
Таблица 16
Конструктивные данные сервомоторов клапанов свежего пара
