§ 50. Масляный редукционный клапан
Системы регулирования и маслоснабжения всех турбин новой серии снабжены масляным редукционным клапаном унифицированной конструкции (фиг. 67).
Редукционный масляный клапан предназначен для поддержания постоянства давления масла, равного 12 кГ/см2, в системе регулирования турбины и для подачи масла в систему смазки.
Необходимость применения специального редукционного клапана вместо дроссельной диафрагмы объясняется тем, что при быстрых перемещениях сервомоторов (например при сбросе нагрузки) потребление масла сервомоторами клапанов свежего пара и поворотных диафрагм резко возрастет, что влечет за собой понижение давления масла в системе до редукционного клапана. В результате этого редукционный клапан несколько прикрывается, уменьшая пропуск масла непосредственно в систему смазки и обеспечивая питание маслом в необходимом количестве систем сервомоторов и регулирования.
Таким путем благодаря редукционному клапану давление масла в системе регулирования сохраняется почти неизменным независимо от количества масла, идущего к сервомоторам. Между тем при применении в качестве дроссельного органа диафрагмы давление перед ней, т. е. в системе регулирования, зависело бы от расхода через диафрагму; следовательно, оно было бы переменным, что недопустимо для нормальной работы регулирования.
При увеличении давления масла в системе регулирования вследствие прекращения движения сервомоторов редукционный клапан увеличивает пропуск масла непосредственно в систему смазки, и давление до клапана восстанавливается до нормального значения.
Что же касается количества масла, поступающего в систему смазки, то оно остается постоянным независимо от положения редукционного клапана, так как слив из сервомоторов всегда происходит в систему смазки до маслоохладителей, что компенсирует изменение расхода через редукционный клапан.
Кроме основного назначения редукционного клапана — поддержания постоянства давления масла в системе регулирования, — его конструкция такова, что он совмещен с предохранительным клапаном, исключающим повышение давления в системе регулирования сверх допустимого.
В корпусе клапана 1 (фиг. 67) закреплена неподвижная букса 2 с несколькими сливными окнами. В эту неподвижную буксу вставлены: вторая, подвижная букса 5, имеющая два сливных окна, и золотник 4. Подвижная букса и золотник имеют вверху заплечики, образующие упор для золотника 4 в подвижную буксу 5 и для подвижной буксы 5 в неподвижную 2.
Сверху на золотник и через него на подвижную буксу действует сила пружины 7 к сила давления масла в камере D, где расположена пружина. Снизу на золотник и подвижную буксу действует давление масла, подводимого от главного масляного насоса или от пускового масляного турбонасоса. При нормальном давлении напорного масла букса 5 и золотник 4 составляют единый подвижной элемент, причем сливные окна в буксе 5 перекрыты золотником.
При изменении давления масла в напорной камере N происходит одновременное перемещение золотника 4 и буксы 5. При этом изменяется открытие кольцевой проточки в буксе 2, из которой через сливные окна масло проходит в камеру низкого давления М.
Предварительное натяжение пружины 7 производится нажимным болтом 9. Сила сжатия пружины и давления масла в камере D таковы, что при нормальном давлении в напорной камере N 12+-0,1 кГ/см2 открытие сливных окон неподвижной буксы обеспечивает пропуск в систему смазки необходимого количества масла.
Фиг. 67. Редукционный масляный клапан
1 — корпус клапана; 2 — неподвижная букса; 3 — пробка с отверстием для прохода масла; 4 — золотник (предохранительный клапан); 5 — подвижная букса; 6 — нижняя тарелка пружины сжатия 7; 7 — пружина сжатия; 8 — крышка демпферной камеры D; 9 — болт для регулировки предварительного натяжения пружины 7; 10 — контргайка болта 9; 11 — колпак для головки болта 9; 12 — впускная диафрагма с отверстием 1,8 мм, 13 — сливная диафрагма с отверстием 0 3 мм; 14 — ниппель диафрагмы 13; 15 — верхняя тарелка (стакан) пружины 7; 16 — сферическая опора нижней тарелки 6, 17 — обратный клапан от пускового турбонасоса в первоначальной конструкции редукционного клапана; 18 — демпферное масляное устройство клапана 17
Дросселирование давления происходит в щели между нижней кромкой подвижной буксы 5 и нижней кромкой кольцевой проточки в неподвижной буксе 2.
Для предотвращения вибрации редукционного клапана он снабжен демпферным устройством в виде камеры D. Эта камера сообщается с напорной камерой N через диафрагму 12 (с диаметром отверстия 1,8 мм) и имеет слив в бак через диафрагму 13 (с диаметром отверстия 3,0 мм). Благодаря такому устройству давление масла в демпферной Камере D при правильной сборке клапана устанавливается в пределах от 0,75 до 1,5 кГ/см2 при нормальном давлении под клапаном 12 + 0,1 кГ/см2.
Вибрация редукционного клапана при заполненной маслом камере D (при отсутствии в ней воздуха) невозможна, так как быстрые перемещения клапана вверх должны сопровождаться вытеснением масла через отверстие Ø 3 мм в диафрагме 13.
Между тем при медленных перемещениях клапана, имеющих место во время нормальной работы регулирования, вытеснение масла из камеры D через диафрагму 0 3 мм происходит беспрепятственно.
В случае заедания подвижной буксы при малом открытии сливных окон давление в напорной системе после главного масляного насоса возрастет. Диаметр золотника 4 выбран так, что при увеличении давления до 15,5 кГ/см2 сила давления, действующая снизу на золотник 4, окажется достаточной для того, чтобы преодолеть усилие пружины и давления масла в камере D. Золотник 4 при этом поднимется в буксе 5 и откроет ее окна. Таким образом, золотник 4 выполняет функцию предохранительного клапана. При увеличении давления до 18,0 кГ/см2 сливные окна окажутся открытыми полностью и дальнейшее повышение давления масла будет исключено.
Повышение давления масла в системе регулирования, при котором редукционный клапан начинает действовать как предохранительный, зависит от положения подвижной буксы, при котором произошло заедание, так как в зависимости от подъема буксы сила пружины, действующая на золотник, различна. Величина этого повышенного давления, как ясно из предыдущего, колеблется от 15,5 до 18,0 кГ/см2.
В турбинах последних выпусков завод снабжает демпферную камеру D небольшим предохранительным клапаном. (Клапан изображен как деталь иа фиг. 67). Наличие этого клапана должно исключить возможность повышения давления в демпферной камере D сверх 2 кГ/см2 в случае засорения сливной диафрагмы 13 0 3 мм. Однако и при полной закупорке этой диафрагмы посторонним телом, случайно попавшим в камеру D, давление масла в демпферной камере возрастет не больше чем до 18 кГ/см2. При этом значении давления в камере D слив масла в камеру М из камеры D, вследствие протечки через зазор между буксами 5 и 2, окажется равным поступлению масла в камеру D через диафрагму 12, имеющую отверстие диаметром 1,8 мм. Вообще же засорение диафрагмы 13 возможно только при небрежной сборке деталей демпферной камеры, так как наличие диафрагмы 12 перед камерой D исключает проникновение в нее посторонних тел, могущих закупорить диафрагму 13.
Однако повышение давления масла в демпферной камере все же недопустимо. В связи с этим надо следить при сборке деталей редукционного клапана за тем, чтобы в камере пружины не оставалось никаких посторонних тел (кусочков бакелитового лака или шеллака, могущего попасть в камеру D при обжатии крышки).
Важно также следить за чистотой масла в системе, чтобы было исключено засорение отверстия 0 1,8 мм в диафрагме 12, так как это может повлечь за собой исчезновение давления в демпферной камере с возможным нарушением нормальной работы редукционного клапана.
Как указывалось в начале настоящего параграфа, редукционный клапан турбин высокого давления первых выпусков отличался по конструкции от описанной выше.
Корпус клапана первоначальной конструкции (фиг. 67) предназначен для крепления непосредственно к патрубкам главного масляного зубчатого насоса. В этом же корпусе размещен обратный клапан 17 со своим демпфером 18. Этот обратный клапан расположен в месте присоединения напорного трубопровода от пускового масляного турбонасоса.
В связи с заменой в турбинах последующих выпусков зубчатого насоса винтовым, завод отказался от крепления редукционного клапана непосредственно к патрубкам главного масляного насоса, перенеся его на трубопровод напорного масла после насоса.
Обратный клапан на линии напорного масла от пускового масляного турбонасоса устанавливается непосредственно у задвижки насоса.
Такая компоновка и показана условными обозначениями на общих схемах регулирования всех турбин (см. схемы регулирования).
Эксплуатационные замечания.
Окончательная регулировка редукционного клапана для получения в системе регулирования давления 12+-0,1 кГ/см2 производится на работающей турбине при холостом ходе. Для этой цели снимается колпак 11, освобождается контргайка нажимного болта 10 и вращением болта 9 изменяется натяг пружины 7. Вращение болта 9 по часовой стрелке приводит к увеличению давления масла.
После регулировки контргайка 10 должна быть затянута с значительным усилием, чтобы исключить самопроизвольное или случайное изменение натяга пружины при работе турбины. Колпак 11 уплотняет головку сливного клапана, предотвращая протечку масла, просачивающегося по резьбе болта 9.
Необходимо вести наблюдение за давлением масла в демпферной камере по специальному манометру на щите. Повышение давления масла в демпферной камере сверх 1,5 кГ/см2 недопустимо. Так же недопустимо пониженно давления в демпферной камере ниже 0,75 кГ/см2.
Если в эксплуатации будут замечены отклонения от нормального значения давления в камере D, свидетельствующие о засорении одной из диафрагм (12 или 13) или о неполадке с предохранительным клапаном демпферной камеры, то турбина должна быть остановлена, клапан вскрыт и причины ненормальности устранены.
Необходимо добиваться в эксплуатации сохранения чистоты масла и отсутствия в нем воздушной эмульсии (пузырьков, пены).
Выходная диафрагма с отверстием Ø 3 мм расположена в высшей точке демпферной камеры. Поэтому через нее должно происходить удаление воздуха или масляных паров. При пуске турбины нужно, доведя турбонасосом давление масла до 2—3 кГ/см2 на несколько минут задержаться на этом давлении (при котором клапан еще закрыт), чтобы дать воздуху выйти из демпферной камеры.
Недопустимы протечки масла из демпферной камеры, поэтому предохранительный клапан этой камеры (если он поставлен) должен быть плотен.
При ревизиях турбины необходимо разбирать и чистить редукционный клапан, удаляя следы задиров, натертостей и коррозии между подвижными и неподвижными его частями.
При нормальных условиях работы клапана (чистом масле и правильной сборке) поверхности золотника и букс должны оставаться совершенно чистыми.
§ 51. Масляный сливной клапан
Масляные системы снабжены унифицированным сливным клапаном (фиг. 68), предназначенным для поддержания постоянного давления в системе смазки подшипников, равного 0,4 кГ/см2.
Фиг. 68. Масляный сливной клапан
1 — корпус клапана; 2— клапан; 3 — пробка с отверстием для удаления воздуха; 4 — нижняя тарелка пружины 5 со сферическим гнездом; 5 — пружина; 6 — верхняя тарелка пружины 5; 7 — крышка камеры пружины; 8 — контргайка болта 9; 9 — болт для регулировки предварительного натяжения пружины 5; 10 — колпачок болта 9
Клапан присоединен к маслопроводу низкого давления за маслоохладителями и установлен непосредственно в масляном бакс, в который постоянно сливается небольшое количество масла при нормальной работе турбины (или при работе пускового масляного турбонасоса и неработающей турбине).
Масляный сливной клапан 2 нагружен сверху пружиной 5, а снизу — силой давления масла. При изменении давления масла клапан приподнимается, изменяя открытие кольцевой проточки корпуса 1, из которой масло сливается через окна и сливную часть корпуса в бак. Сливная часть чугунного корпуса выполнена в виде трубы, опущенной в бак под уровень масла с целью гашения пены, образующейся при проходе масла через клапан.
Необходимое давление в маслопроводе смазки (0,4 кГ/см2) получается путем регулировки натяга пружины 5 с помощью нажимного болта 9, который после этого закрепляется гайкой 8.
Натяг пружины регулируется на станции при работе турбины на холостом ходу и остановленном пусковом масляном турбонасосе. Он может быть также откорректирован при работе турбины под нагрузкой.
В случае регулировки давления вращение болта 9 по часовой стрелке приводит к повышению давления масла в системе.
При ревизии турбины клапан должен быть проверен в отношении отсутствия заедания (задиров па поверхности скольжения). Неравномерность клапана при изменении расхода масла через него от 300 до 1 500 не превышает 0,35 кГ/см2.
