Глава пятнадцатая
РЕГУЛИРОВАНИЕ ТУРБИН С ОДНИМ ОТБОРОМ ПАРА
§ 57. Принципиальная схема регулирования турбин ВТ-25-3 и АП-25-2
Принципиальная схема регулирования турбин ВТ-25-3 и АП-25-2 изображена на фиг. 73.
Эта схема обеспечивает следующее действие элементов регулирования и парораспределения.
а) При работе турбины с отбором пара изменение электрической нагрузки вызывает одинаково направленное перемещение клапанов парораспределения на впуске пара в турбину и регулирующей диафрагмы, поддерживающей постоянство давления в отборе.
Увеличение нагрузки турбины, работающей на выделенную сеть, или снижение частоты сети для турбины, работающей параллельно с другими, влечет за собой увеличение открытия как регулирующих клапанов свежего пара, так и регулирующей диафрагмы отбора (т. е. увеличение пропуска пара в конденсатор).
Уменьшение нагрузки или повышение частоты сети вызывает перестановку органов парораспределения в противоположном направлении, причем как в этом, так и в предыдущем случае давление отбора должно остаться практически неизменным.
б) Изменение количества отбираемого пара при постоянной электрической нагрузке влечет за собой противоположно направленную перестановку регулирующих клапанов свежего пара и регулирующей диафрагмы. При увеличении отбора регулирующие клапаны дополнительно открываются, а регулирующая поворотная диафрагма закрывается (т. е. пропуск пара в конденсатор уменьшается). При уменьшении отбора регулирующие клапаны закрываются, а регулирующая диафрагма открывается.
в) При одновременном изменении электрической нагрузки и отбора перестановка клапанов и регулирующей диафрагмы обеспечивает сохранение постоянства в пределах неравномерности регулирования как числа оборотов турбины, так и давления в отборе.
Достигается это следующим образом (фиг. 73). Регулятор скорости управляет дросселем I на сливе масла. Функцию дросселя выполняет заплечик золотника 0 45 блока ЗРС. К этому дросселю масло поступает, пройдя предварительно дроссель II, который образован нижними окнами «суммирующего золотника» № 1. Положение дросселя II определяется расходом масла через золотник регулятора скорости. Давление на кольцевую поверхность суммирующего золотника сверху равно 12 кГ/см2, а на торец снизу 6,15 + 0,25 кГ/см2 при любом равновесном положении суммирующего золотника № 1. Переход дросселя II из одного положения в другое происходит следующим образом.
Изменение числа оборотов турбины или натяжения пружины синхронизатора влекут за собой перемещение регулятора скорости и связанного с ним дросселя /. В результате этого давление в масляной системе между дросселями I и II изменится. Если оно увеличится (в результате снижения числа оборотов или увеличения нагрузки), то суммирующий золотник № 1, приподнявшись, прикроет дроссель II, уменьшив тем самым поступление масла в проточную систему между дросселями I и II. Несмотря на уменьшившийся слив масла через дроссель № 1, давление перед ним опить достигнет 6,15 + 0,25 кГ/см2 и суммирующий золотник остановится, заняв новое положение, соответствующее изменившемуся числу оборотов или новой нагрузке турбины. Суммирующие золотники № 1 и 2 имеют еще две группы окон, обеспечивающих переменное поступление и слив масла из двух проточных линий В и Г, от которых отбирается импульсное давление масла к золотникам сервомоторов регулирующих клапанов свежего пара и регулирующей диафрагмы отбора. Как видно из схемы (фиг. 73), при неподвижном суммирующем золотинке № 2 движение вверх суммирующего золотника № 1 увеличит поступление масла в проточные системы В и Г при неизменном сливе из них. В связи с этим давление импульсного масла в обеих системах возрастет и откроются дополнительно как регулирующие клапаны свежего пара, так и регулирующая диафрагма.
Таким образом, увеличение электрической нагрузки или снижение оборотов при постоянном положении дросселя III, управляемого регулятором давления (т. е. при неизменном давлении в отборе), повлечет за собой одновременное открытие регулирующих клапанов и регулирующей диафрагмы, что и требуется для поддержания постоянными (в пределах неравномерности регулирования) оборотов турбины при изменении нагрузки.
При повышении числа оборотов или при уменьшении нагрузки слив через дроссель 1увеличивается, суммирующий золотник, опустившись, увеличивает поступление масла в проточную систему А, давление масла под суммирующим золотником № I восстанавливается, однако этот золотник уже занимает новое положение, при котором поступление масла в проточные системы В и Г уменьшилось и регулирующие клапаны и диафрагма прикрылись в результате снижения давления импульсного масла золотников соответствующих сервомоторов.
Воздействие проточной системы регулятора давления на положение клапанов свежего пара и регулирующей диафрагмы отбора происходит следующим образом. При повышении давления в отборе, вследствие уменьшения расхода его, слив через дроссель III уменьшается, суммирующий золотник № 2 перемещается вверх до тех пор, пока дроссель IV не уменьшит поступления масла в проточную систему Б настолько, что движение золотника № 2 прекращается. В новом положении этого золотника открытие дроссельных окон проточных систем В и Г изменится в противоположных направлениях. Слив из системы В увеличится, а из системы Г уменьшится, в связи с чем клапаны свежего пара пойдут на закрытие, а регулирующая диафрагма отбора дополнительно откроется, увеличив пропуск пара в ступени низкого давления. Это повлечет за собой восстановление давления в отборе при сохранении постоянства электрической нагрузки. При понижении давления в отборе перемещения элементов системы будут происходить в обратном направлении.
Принципиально важным для работы системы регулирования и маслоснабжения и в данном случае, так же как для систем регулирования конденсационных турбин, является то, что слив масла из сервомоторов клапанов высокого давления и регулирующей диафрагмы происходит в систему смазки. Когда при быстрых изменениях нагрузки редукционный клапан, поддерживающий постоянство напорного давления масла, резко прикрывается, слив из сервомоторов компенсирует уменьшение пропуска масла к подшипникам через редукционный клапан.
§ 58. Блок суммирующих золотников
Блок суммирующих золотников (фиг. 74) представляет собой промежуточное гидравлическое устройство, находящееся под воздействием регулятора скорости и регулятора давления и обеспечивающее связь каждого из двух регуляторов с обеими системами парораспределения — клапанами свежего пара и регулирующей диафрагмой отбора (см. § 57).
По конструкции суммирующие золотники турбин ВТ-25-4 и AП-25-2 однотипны и различаются между собой только размерами регулирующих окон букс и расстояниями между заплечиками золотников.
Блок суммирующих золотников состоит из двух подвижных золотников 1 и 2, вставленных в неподвижные буксы 3 и 4, переключателя регулятора давления, состоящего из золотника 5 с ручным маховичком 8 и буксой 6, и дросселя 7. Дроссель имеет общую буксу с переключателем регулятора давления.
Литой чугунный корпус суммирующих золотников имеет вертикальный фланец, которым он крепится к колонке. Колонка совместно с регулятором давления устанавливается в щите измерительных приборов
Золотник 1 и букса 3 образуют систему, обозначенную на принципиальной схеме регулирования (фиг. 73) как «суммирующий золотник № 1», а золотник 2 и букса 4 обозначены на той же схеме как «суммирующий золотник № 2».
Масло от насоса под давлением 12 кГ/см2 подается в общую для обоих золотников камеру 1, откуда оно поступает через окна а и б в буксах обоих золотников к их нижней, утолщенной части.
В каждой буксе на внутреннем диаметре 85 имеется два впускных регулирующих окна а, открытие которых определяется положением отсекающих кромок золотников. Положение же золотников определяется сливом масла из камер IV и V, разобщенных между собой. Золотник регулятора скорости обеспечивает слив из камеры IV, а золотник регулятора давления из камеры V, как это показано на принципиальной схеме регулирования. Каждый из золотников находится в равновесном состоянии под действием разности сил давления масла, действующих снизу на торцевую площадь золотника (окружность Ø 85) а сверху — на кольцевую площадь, образованную нижней (Ø 85) и верхней частью (Ø 60) золотника Соотношение этих площадей таково, что в равновесном состоянии под золотниками при любом их положении устанавливается давление около 6 kГ/cm2 при давлении над золотником 12 кГ/см2. Действительно, при изменении давления масла под золотниками вследствие изменения количества масла, сливаемого через золотник регулятора скорости или регулятора давления, нарушается равновесие сил, действующих на суммирующий золотник, и тогда он Перемещается в том направлении, которое необходимо для восстановления под ним давления масла около 6 кГ/см2. Так, например, при снижении давления под золотником сила постоянного давления 12 кГ/см2 действующая сверху, переместит золотник вниз, что увеличит открытие впускных окон а и, несмотря на повышенный слив масла через золотники регуляторов, давление в полости IV или V восстановится, а суммирующий золотник окажется в новом положении. При повышении давления масла под золотинками их перемещение будет обратным, что вызовет закрытие впускных окон а, и давление в камерах IV и V станет опять равным около 6 кГ/см2.
В верхней часта букс, и а 0 60, имеется два ряда параллельно расположенных регулирующих окон в и г, которые совокупно с соответствующими регулирующими кромками золотников образуют дроссельные элементы проточных систем В и Г, показано на принципиальной схеме регулирования (фиг. 73). Напорное масло из полости золотника № 1 через регулирующие окна в его буксы поступает в камеры II и III.
Затем масло через соответствующие регулирующие окна в буксе золотника № 2 попадает во внутреннюю полость Е этого золотника, откуда сливается через окна в его верхней части в камеру VI, имеющую соединение с масляным баком. Таким образом, образуются две параллельные системы, в которых давление в камерах II и III зависит от положения золотников № 1 и 2. Камера II соединена маслопроводом с тупиковой камерой под золотником сервомотора клапанов свежего пара, а камера III — с тупиковой камерой над золотником сервомотора регулирующей диафрагмы отбора пара.
Камера III имеет перегородку, отделяющую золотник № 1 от золотника № 2. Связь между обеими частями камеры III возможна только через буксу 6 переключателя регулятора давления. Когда турбина работает на конденсационном режиме, золотник переключателя находится на переднем упоре и окна д перекрыты заплечиками золотника 5. При этом обе части камеры III разобщены между собой. Второй заплечик золотника 5 перекрывает окна е, соединяющие пространство под суммирующим золотником № 2 (камеру V) с регулирующими сливными окнами буксы регулятора давления. В этом положении переключателя давление в той части камеры III, которая соединена с камерой над золотником сервомотора регулирующей диафрагмы, становится близким к напорному, так как слив из камеры III, происходящий через золотник № 2, невозможен из-за разобщения обеих частей камеры III переключателем. При повышенном давлении над золотником сервомотора отбора регулирующая диафрагма полностью открыта, что и требуется при работе турбины на конденсационном режиме.
Для включения регулятора давления и перевода турбины с конденсационного режима на работу с отбором пара вращением маховичка 8 против часовой стрелки переводят золотник переключателя на задний упор. При этом окна д и е в буксе 6 открываются последовательно — окна д через 8—10 оборотов маховичка, а окна е через 18—19 оборотов. При открытии окон д масло из камеры III поступит к суммирующему золотнику № 2, давление в камере III и над золотником сервомотора отбора снизится и регулирующая диафрагма отбора прикроется на величину, требующуюся для повышения давления пара в отборе. Полный ход переключателя между передним и задним упором равен 30 мм, что соответствует 30 оборотам маховика переключателя.
Для предотвращения самопроизвольного перемещения переключателя при работе турбины, в конструкции его предусмотрено специальное фиксирующее приспособление, укрепленное на внешнем щите колонки регулятора давления возле штока переключателя, описание которого приводится ниже.
В кольцевую выточку штока золотинка переключателя, находящегося на упоре, входит конец рычага 11, прижимаемою к штоку пружиной 13. Для перемещения золотника необходимо нажать на кнопку 12 и повернуть несколько раз маховичок 8 золотинка, после чего отпустить кнопку 12 и продолжай) вращение маховичка. Рычаг при этом будет скользить по поверхности штока до тех пор, пока не войдет во вторую кольцевую выточку на нем. Расстояние между выточками равно ходу золотника между упорами.
Как указывалось при описании принципиальной схемы регулирования (§ 57), проточная система регулятора давления снабжена дросселем, обеспечивающим требуемое положение суммирующего золотника № 2 при конденсационном режиме работы турбины. Это положение близко к верхнему упору золотника.
Дроссель золотника № 2 расположен на одной оси с золотником переключателя регулятора давления и имеет с ним общую буксу.
Дроссель состоит из золотника 7, входящего в буксу 6. Положение этого золотника устанавливается при испытании на заводе и фиксируется штифтом 9. При конденсационном режиме, когда нижний заплечик золотника переключателя закрывает окна е, масло из-под золотника № 2 (камера V) поступает к регулирующим окнам регулятора давления только через окна ж дросселя. Площадь окон ж меньше площади регулирующих щелей буксы регулятора давления, находящеюся на верхнем упоре (т. е. при выключенном отборе). Таким образом, положение золотника № 2 при закрытом переключателе определяется сливом через окна ж дросселя. Открытие окон дросселя производится при регулировке его положения вращением наружного конца золотника 7 по часовой стрелке, что выполняется при заводских испытаниях блока суммирующих золотников. При эксплуатации турбины положение дросселя, установленное на заводе, не должно подвергаться изменению.
Для удаления воздуха из всех тупиковых камер золотников и корпуса имеются отверстия Ø 1 мм. При ревизии турбины нужно проверять чистоту всех этих отверстий, так как скопления воздуха вредно отражаются на работе регулирования.
