§ 3. Регулирование давления в системе уплотнения турбин.

3.1. Принципиальная схема регулирования давления в системе уплотнения турбин.

Регулирование давления в системе уплотнения турбин необходимо для предотвращения попадания атмосферного воздуха в главный конденсатор и для устранения протечек пара через уплотнения в машинное отделение.

Попадание воздуха и конденсатор приводит к падению вакуума и, следовательно, снижению мощности установки; протечки пара в машинное отделение ухудшают условия пребывания в нем обслуживающего персонала.

Уплотнение корпуса турбины в месте выхода вала ротора выполняется в виде лабиринтов, расположенных отдельными группами, между которыми имеются камеры. Камера, ближняя к проточной части турбины, сообщается трубопроводом с уравнительным коллектором, а наружная камера - с эжектором отсоса пара от уплотнений турбин (рис. 9.1). В уравнительном коллекторе давление поддерживается с помощью автоматического регулятора. Это давление должно быть выше атмосферного, чтобы обеспечить укупорку уплотнений, но в то же время, не слишком большим, чтобы избежать больших утечек пара через уплотнения. Обычно давление в уравнительном коллекторе поддерживается в интервале 0,04-0,15 кгс/см² (изб.).

Рис. 9.1. Схема регулирования давления в системе уплотнения турбин.

1 - конденсационный горшок; 2 - конденсатор уплотнений; 3 - фильтр; 4 - регулятор давления; 5 - уравнительный бачок; 6 - конденсатор.

При понижении регулируемого давления ниже установленного регулятор давления пара в уравнительном коллекторе перемещает распределительный клапан, открывая дополнительный приток пара в уравнительный коллектор из магистрали отработавшего пара. При повышении давления в уравнительном коллекторе названный регулятор перемещает распределительный клапан в другую сторону, открывая при необходимости выход пара из уравнительного коллектора в главный конденсатор. Конструкция распределительного клапана требует применения регулятора непрямого действия.

Малая величина измеряемого давления и необходимость его достаточно точного поддержания требуют использования регулятора, обладающего высокой чувствительностью и дающего небольшие статические ошибки регулирования.

3.2. Регуляторы давления пара в уравнительном коллекторе.

В качестве регуляторов давления пара в уравнительном коллекторе находят применение регуляторы с гидравлическими усилителями дроссельного типа.

Схема одного из регуляторов давления пара в уравнительном коллекторе представлена на рис. 9.2. Чувствительный элемент регулятора измеряет регулируемое давление с помощью сильфона 1, усилие которого уравновешивается расположенной над ним уста новочной пружиной. Регулятор имеет два каскада усиления.

Первое усиление осуществляется с помощью дросселя постоянного сечения 10 и дросселя переменного сечения, образуемого иглой сильфона и отверстием в золотнике 8. При уменьшении давления на сильфон игла поднимается, проходное сечение второго дросселя увеличивается, давление масла в камере над золотником уменьшается, вследствие чего золотник расположенной под ним пружиной 7 отжимается вверх. При повышении давления на сильфон золотник, наоборот, опускается. Такой золотник (исполнительный элемент) называют следящим — он копирует перемещение иглы сильфона (управляющего элемента). При этом происходит усиление сигнала – перестановочное усилие на золотнике значительно больше перестановочного усилия, развиваемого чувствительным элементом для перемещения иглы сильфона.

Второе усиление осуществляется также с помощью двух дросселей, которые представляют собой дроссели переменного сечения. Первый дроссель 9 образуется окном во втулке золотника, сообщенным с магистралью подвода рабочего масла, и золотником. Второй дроссель 6 образуется окном во втулке золотника, сообщенным со сливной магистралью, и золотником.

Рис. 9.2. Принципиальная схема системы регулирования давления в уравнительном коллекторе с регулятором, имеющим два каскада усиления.

При смещении золотника вниз, происходящем в случае повышения давления в уравнительном коллекторе, сечение дросселя 9 уменьшается, а дросселя 6 увеличивается, ввиду чего давление масла в силовом трубопроводе 2 уменьшается и поршень 3 подпружиненного сервомотора с односторонним подводом рабочей жидкости перемещается вверх, уменьшая подвод пара в бачок 5. В случае дальнейшего увеличения давления в бачке регулирующий орган, продолжая подниматься, полностью закрывает подвод пара из магистрали отработавшего пара, открывая отвод пара из бачка в главный конденсатор.

При смещении золотника вверх, имеющем место в случае уменьшения давления в уравнительном бачке, давление в трубопроводе 2, наоборот, увеличивается, и поршень 3 переставляет распределительный клапан 4 вниз, открывая подачу пара в бачок. В отличие от отсечных золотников, включающих подачу рабочей жидкости к сервомотору только в период нарушения равновесного состояния системы, примененный здесь проточный золотник непрерывно пропускает рабочую жидкость.

Дроссельный клапан 11 в импульсном трубопроводе служит катарактом - при условии залива чувствительного элемента регулятора водой этот клапан создает демпфирующее сопротивление, пропорциональное скорости движения донышка сильфона, что улучшает динамические качества системы регулирования.

Недостатком рассмотренного регулятора, выявленным в процессе эксплуатации, является повышенная нечувствительность, объясняемая применением золотникового усиления; ввиду этого возможны срывы вакуума в главном конденсаторе в период маневрирования.

На рис. 9.3 представлена схема другого регулятора давления в уравнительном коллекторе.

Этот регулятор измеряет регулируемое давление также с помощью сильфона 1, усилие которого уравновешивается установочной пружиной 2. Усилительным элементом служит дроссельный усилитель типа «сопло-заслонка». Дроссель постоянного сечения 5 установлен на подводе рабочей жидкости (масла), дроссель переменного сечения образуется соплом 4 и заслонкой -3. При повышении давления в уравнительном коллекторе заслонка отклоняется иглой сильфона вверх, сечение второго дросселя увеличивается, вследствие чего давление в полости между дросселями и в силовом трубопроводе 6 уменьшается, и поршень 7 сервомотора перемещается вниз, опуская распределительный клапан и сообщая тем самым уравнительный коллектор с главным конденсатором. При понижении регулируемого давления регулятор, наоборот, поднимает распределительный клапан, сообщая уравнительный коллектор с магистралью отработавшего пара.

Рис. 9.3. Принципиальная схема системы регулирования давления в уравнительном коллекторе с регулятором, имеющим один каскад усиления.

Для регулирования давления пара в системе уплотнения турбин могут применяться и другие регуляторы.