5.5. Расчет подшипников

В паровых турбинах применяются подшипники скольжения, обла-дающие высокой несущей способностью и стойкостью против динами-ческих нагрузок. При расчете опорного подшипника его размеры (длина и диаметр шейки вала) принимаются по прототипу. Нагрузка подшипника P = G/2, где G – вес ротора, определяемый умножением его объема на плотность стали ρ = 7800–8050 кг/м³. Объем ротора находят по его разме-рам, снятым с чертежа. В результате расчета опорного подшипника опре-деляются удельное давление на вкладыш, коэффициент грузоподъемности, радиальный зазор между вкладышем подшипника и шейкой вала, расход масла и его нагрев.

Упорный подшипник воспринимает осевое усилие, приложенное к ротору. Осевое усилие определяет нагрузку подшипника и вычис-ляется в разделе 5.1. Необходимо учитывать, что максимальная несущая способность подшипника составляет 30 т (300000 н). Если осевое усилие выше, следует предусмотреть разгрузочные отверстия в дисках или разгрузочный поршень в зоне переднего концевого уплотнения. Диаметр упорного диска подшипника, его толщина, диаметр вала принимается по прототипу. В расчете определяется площадь рабочей поверхности подушки, удельное давление на неё, расход масла и его нагрев. Методика расчета подшипников приведена в [6, 7].

6. Индивидуальное задание

Известную долю в установленной мощности небольших электро-станций составляют морально устаревшие, низкоэкономичные конденса-ционные турбоагрегаты среднего и низкого давления. Для их полной замены необходимы значительные средства, которыми генерирующие компании часто не располагают. Однако в некоторых случаях значительно повысить экономичность этого еще вполне надежного оборудования и сохранить его в работе возможно с помощью несложных реконструкций силами персонала электростанции. Речь идет о снижении основной потери в конденсационной турбоустановке, определяющей ее низкий абсолютный КПД – потери тепла в конденсаторе с охлаждающей водой, которая составляет около 60 %. Полное или частичное использование этого тепла (как, например, в турбинах типа Р, Т и ПТ) резко повышает абсолютный КПД турбоагрегата. Небольшие низкоэкономичные конденсационные турбоагрегаты могут быть достаточно просто реконструированы для обеспечения растущих потребностей в тепле и горячем водоснабжении. Реконструкция состоит в переводе на ухудшенный вакуум или в органи-зации нерегулируемого теплофикационного отбора пара из промежуточ-ной ступени для подогрева сетевой или подпиточной воды. Конечно, это приводит к снижению электрической мощности и относительного внутрен-него КПД турбины, так как последние ступени попадают в глубоко нерасчетный режим. Но абсолютный КПД турбоустановки резко возрастает за счет уменьшения потерь тепла в конденсаторе. При подобных реконструкциях наиболее серьезной проблемой является значительное увеличение напряжений в рабочих лопатках и диафрагмах некоторых ступеней из-за увеличения теплоперепада. Это заставляет усиливать их, снижать расход пара и т. д., поскольку обеспечение безусловной надежности – это главное требование к любой реконструкции.

В рамках индивидуального задания предлагается по заданию преподавателя проработать один из двух вариантов реконструкции:

организация нерегулируемого теплофикационного отбора пара;

перевод турбины на ухудшенный теплофикационный вакуум или противодавление.