3.4. Система концевых уплотнений турбины

Система концевых уплотнений (КУ) турбины играет важную роль в процессе пуска. Без подачи уплотняющего пара на КУ цилиндров не может быть создано требуемое разрежение в конденсаторе, без чего не могут быть начаты даже операции по растопке котла. Температура пара, подаваемого на КУ, существенно влияет на прогрев ротора и величину относительного расширения роторов (ОРР). В этой связи важно, чтобы при пусках из холодного состояния (ПХС) на КУ подавался холодный уплотняющий пар. В то же время необходимо, чтобы при остановках и при пусках из горячего и неостывшего состояния (ПГС и ПНС) на КУ ЦВД подавался горячий уплотняющий пар.

Схема обеспечивает отсутствие парения в машзал из последних камер уплотнений цилиндров; отсутствие присосов воздуха в выхлопные патрубки ЦНД, работающие под разрежением; отсутствие присосов масляных паров из подшипников турбины; минимальные потери пара и теплоты через уплотнения; определенный температурный режим ротора в зоне уплотнений.

Система уплотнений включает в себя собственно уплотнения; коллектор КУ; эжектор отсоса пара ЭУ из уплотнений; сальниковый подогреватель СП; арматуру и трубопроводы.

Переднее концевое уплотнение (ПКУ) ЦВД состоит из пяти отсеков, разделенных четырьмя камерами. Заднее концевое уплотнение (ЗКУ) ЦВД состоит из четырех отсеков, разделенных тремя камерами. Аналогичное устройство имеет ПКУ ЦСД. ЗКУ ЦСД и оба уплотнения ЦНД выполнены одинаково: они состоят из трех отсеков, разделенных двумя камерами. Отсос пара из камеры 5 ПКУ ЦВД осуществляется в перепускные трубопроводы, соединяющие ЦВД и ЦСД, из которых организован отбор пара к ПВД-7. Таким образом, этот пар подается на вход ЦСД. Отсос пара из камер 4 уплотнений ЦВД и ПКУ ЦСД направляется в отбор ЦСД, соединенный с ПНД-4. Отсос пара из камер 3 уплотнений ЦВД и ПКУ ЦСД направляется в сальниковый подогреватель СП, охлаждаемый основным конденсатом турбины. Возвращение пара из камер 5, 4 в схему турбоустановки и использование пара из камер 3 в сальниковом подогревателе для подогрева конденсата снижают потери в концевых уплотнениях турбины.

Из последних, т.е. ближних к машзалу, камер всех уплотнений (камер 1) производится отсос паровоздушной смеси в коллектор, в котором поддерживается давление несколько меньшее, чем атмосферное (0,95±0,98Р_атм). Поддержание этого давления обеспечивает эжектор уплотнений (ЭУ). Благодаря разрежению, создаваемому ЭУ, происходит подсос небольшого расхода воздуха из машзала, но тем самым предотвращается поступление пара в машзал. Давление в рассматриваемых камерах нельзя снижать ниже указанного уровня, т.к. это увеличит присосы воздуха и приведет к ненужной перегрузке эжектора. Кроме того, интенсивный отсос воздуха в камеры 1 может вызвать протечки масляных паров через расположенные рядом масляные уплотнения корпусов подшипников. В предпоследние по ходу пара камеры всех концевых уплотнений (камеры 2) подводится уплотняющий пар из коллектора. Коллектор питается паром из пароуравнительной линии деаэраторов ТЭЦ. Кроме того, может быть предусмотрена возможность подвода пара из коллектора производственного пара. Давление в коллекторе КУ поддерживается в пределах около 0,010 МПа (изб) клапаном регулятора давления РК КУ. Температура пара в коллекторе должна быть 130-150°С. Понижение температуры недопустимо, так как при этом в паре появляется влага, количество которой при низкой температуре может стать значительным. Это приводит, особенно при пусках турбины из горячего состояния, к местному захолаживанию корпусов и роторов, в результате чего возможны их изгиб и задевание роторов. В случае если температура пара окажется, ниже требуемой, ее можно повысить подмешиванием пара из линии, питающей деаэратор. Повышение температуры пара в коллекторе выше 150°С также нежелательно, так как приводит к дополнительному нагреву ротора и повышению ОРР, особенно при пусках из холодного состояния. Поскольку трубопроводы, подводящие пар от коллектора уплотнений к камерам 1, имеют различную протяженность и конфигурацию, а, следовательно, и различное сопротивление, на них устанавливаются настроечные вентили Вl - В6, позволяющие обеспечить в камерах одинаковое избыточное давление 3- 5 кПа. Во время эксплуатации турбины пользоваться вентилями и изменять их открытие не требуется. СП, отсасывая пар из камер 3, поддерживает в них абсолютное давление ниже 0,08 МПа. Выполнение такого отсоса (кроме того, что он обеспечивает использование теплоты отсасываемого пара) определяется тем, что он обеспечивает хорошие условия работы регулятора, управляющего РК КУ. Этот регулятор работает более стабильно, если расход пара, поступающего из коллектора в камеры 2, меняется мало. Из камеры 2 пар вытекает через зазоры в уплотнениях в соседние камеры 1 и 3. Перепад давления между камерами 2 и 1 мал, поэтому расход пара в камеру 1 тоже невелик. Основной расход из камер 2 идет в камеры 3. Давление пара в камерах 3, благодаря их подключению к СП, на разных режимах работы турбины сохраняется почти неизменным. При этом перепад давления между этими камерами и камерами 2 близок к критическому, поэтому расход пара из камер 2 в камеру 3 практически не изменяется. Пар от деаэраторов - "холодный", его температура после дросселирования составляет примерно 130°С. При пусках турбины из горячего состояния, для предотвращения возникновения чрезмерного относительного укорочения ротора ЦВД, предусмотрена возможность подвода на ПКУ ЦВД пара более высокой температуры. Этот подвод может быть организован в двух вариантах. На линии отвода из камеры 5 установлена задвижка П1; к трубопроводу отсоса пара между камерой 5 и

П-1 подсоединена линия Dy=50 мм подвода свежего пара с вентилями П-2,

П-3. При пусках из горячего состояния и сбросах нагрузки задвижка П-1 закрыта, и свежий пар через задвижки П-2, П-3 подается в камеру 5, а из нее - по всей длине зоны ПКУ ЦВД. Во втором варианте производится подмешивание горячего пара в линию подвода уплотняющего пара к камере 2 ПКУ ЦВД (за вентилем В1). Для этой цели используется пар, отбираемый из коллектора отсоса пара от штоков СК и РК в деаэратор. Пар подводится по линии с вентилями В-10 и В-11. Вентиль В-10 является настроечным, а вентиль В-11 - запорным. С помощью В-11 регулируют расход подмешиваемого пара, устанавливая температуру в камере 2 в пределах 250-300°С. Подмешивание производится постоянно при работе турбины, при остановах и пусках из горячего состояния (ПГС). При пусках из холодного состояния подмешивания горячего пара в камеру 2 не производится (при ПГС в коллектор отсоса пара и штоков в деаэратор подается свежий пар). Подача к ПКУ ЦВД пара повышенной температуры увеличивает ОРР ЦВД. Это позволяет сохранить в проточной части ЦВД допустимые зазоры даже в случаях резких сбросов нагрузки или ПГС, когда ротор, омываемый более холодным паром, быстро сокращается, а корпус, остывающий медленнее, сохраняет свои размеры. Со схемой КУ турбины связана схема отсоса пара от штоков стопорного клапана (СК) и штоков регулирующих клапанов (РК). Для отсоса пара выполнены две камеры (1 и Д) и СК и три камеры (Д, 1 и 2) у РК. Камеры 1 всех РК и СК соединены с коллектором отсоса пара к ЭУ, что предопределяет отсутствие поступления пара от штоков в машзал. У штоков РК выполнены камеры 2 , которые соединены с ЭУ отдельной линией. Наличие в уплотнениях штоков РК двух камер, соединенных с ЭУ, более надежно исключает парение из этих уплотнений. В уплотнениях штока СК камера 2 отсутствует, так как во время работы турбины, когда СК открыт, его шток запирает зазор в уплотнениях, прекращая по нему проток пара. Отсос пара из камер Д штоков СК и РК производится в деаэратор через коллектор Dy=100 мм. На линии от камеры Д в СК установлен обратный клапан, предотвращающий переток пара из коллектора отсоса в деаэратор в линию отсоса на ЭУ (из камеры Д в камеру 1), когда у открытого СК шток закрывает поступление пара. На линии отвода к деаэратору· установлены две задвижки В8 и В9. На коллекторе отсоса установлены предохранительные клапаны ПК. Как описывалось выше, предусмотрена возможность подачи через линию с вентилями В10 и B11 пара из коллектора к камере 2 ПКУ ЦВД для повышения температуры уплотняющего пара при сбросах нагрузки и ПГС. Поскольку на начальной стадии любого пуска пар от штоков клапанов в коллектор не поступает, при ПГС в этот коллектор подается свежий пар по линии с вентилями П-4, П-5. Вентиль П-4 - отсечной, вентиль П-5 - регулировочный. Он настраивается так, чтобы при подаче свежего пара температура в камере 2 устанавливалась такой же, как и при подводе горячего пара от штоков клапанов. Свежий пар, подводимый к коллектору отсоса при ПГС, поступает и в камеры Д уплотнений штоков РК, обеспечивая более благоприятные температурные условия паровых коробок РК (по сравнению с подводом в этом режиме относительно холодного пара от деаэратора).

26