Система защиты турбины

Система защиты турбины предназначена для предупреждения воз­никновения или развития аварии. При авариях, приводящих к резкому возрастанию частоты вращения ротора, осевом сдвиге, вибрации и при неисправностях в системе регулирования необходимо быстро прекра­тить подачу пара в турбину, воздействуя на стопорный клапан на линии острого пара и на обратный клапан на линии отборного пара. При нор­мальной работе турбины стопорный и обратный клапаны полностью открыты. В открытом положении они удерживаются силой давления масла, которое подается под поршни сервомоторов клапанов из напор­ной магистрали 0,59 МПа. При срабатывании защиты отсекается под­вод масла под поршни сервомоторов и одновременно открывается слив масла в бак, в результате чего происходит быстрое закрытие клапанов. Стопорный клапан используется и при нормальных режимах работы турбины, при пусках и остановах.

Другой способ защиты заключается в автоматическом включении резервных механизмов (насосов) от пусковых устройств, а также уста­новка предохранительных клапанов в выхлопном патрубке турбины. На рис.3.9 приведена схема, включающая защиту турбоустановки при сле­дующих нарушениях:

- недопустимом повышении частоты вращения ротора;

- недопустимом осевом сдвиге;

- снижении вакуума в конденсаторе;

- повышении давления в масляном клине упорного подшипника;

- падении давления масла на смазку подшипников;

- падении давления масла в системе регулирования.

При повышении числа оборотов ротора на 10-12 % больше номи­нального во всех вращающихся частях турбины возникают опасные напряжения, приводящие к поломке турбины. Защиту от недопустимо­го повышения оборотов ротора осуществляет автомат безопасности (рис.3.10), состоящий из двух предохранительных выключателей и золотника предохранительных выключателей. Датчиком, восприни­мающим повышение числа оборотов ротора, является предохранитель­ный выключатель, встроенный в расточку вала. Основной элемент пре­дохранительного выключателя - боек 3, удерживаемый пружиной 2. Центр тяжести бойка не совпадает с линией центра тяжести ротора, и при повышении частоты вращения ротора до 3300-3360 об/мин пружина уже не может удерживать боек, он освобождается и выдвигается из расточки ротора на 6 мм. Выдвижение бойка приводит к удару по рычагу 7. Рычаг соскакивает с упора 6, и золотник 9 под действием освобожденной пружины / 7 перемещается вправо. При этом во втулке 10 перекрываются окна для подвода масла к сервомоторам стопорного и обратного клапанов и открываются окна для слива масла. В результа­те клапаны практически мгновенно закрываются.

Золотник предохранительных выключателей имеет также ручной выключатель, которым при необходимости можно прекратить подачу пара в турбину. Для этого имеется кнопка 14, нажав на которую толка­телем 12, выводят рычаг 7 из зацепления с упором 6 и, следовательно, отключают турбину (как при срабатывании защиты).

Реле осевого сдвига (рис. 3.11) защищает турбину от недопустимо­го сдвига ротора в сторону генератора. Причиной этого может быть выплавление или чрезмерный износ колодок упорного подшипника.

В схеме защиты применяется реле индукционного типа РОС-6, в котором для измерения малых зазоров между проводниками использу­ется метод электромагнитной индукции. Импульсом для срабатывания реле служит смещение гребня упорного подшипника относительно колодок, которое адекватно изменению зазора между концом вала и по­стоянным магнитом 1. При увеличении зазора сверх допустимого зна­чения наводимая в обмотках ЭДС вызывает смещение соленоида вы­ключателя 5. Соленоид посредством механической системы воздейст­вует (ударяет) на кнопку 14 (см. рис. 3.10) золотника предохранительных выключателей. Далее все происходит как при ручном отключении турбины кнопкой 14.

Защиты турбины от недопустимого снижения вакуума в конденса­торе и от повышения давления в масляном клине упорного подшипника воздействуют на дистанционный выключатель 3 (рис. 3.9). При появ­лении сигнала от электроконтактного манометра электромагнит вы­ключателя перемещает свой золотник, в результате чего закрывается подвод масла к сервомоторам стопорного и обратного клапанов и тур­бина отключается. Дистанционный выключатель позволяет остановить турбину с ГЩУ ТЭЦ.

Защита от падения давления масла на смазку подшипников и в сис­теме регулирования обеспечивается включением резервного электро­насоса 7 и пускового турбонасоса 10 (см. параграф 3.4). Если давление масла продолжает падать и при срабатывании защиты (или если защита не срабатывает), то поршни сервомоторов стопорного и обратного кла­панов опускаются под действием пружин сами и турбина останавлива­ется.

Следует отметить, что возможны и другие аварийные ситуации, кроме перечисленных, при которых турбина должна быть немедленно остановлена машинистом.