Лабораторная работа № 6 система смазки пту. Определение кинематической вязкости масла

I. Цели работы: 1) ознакомление с основными элементами системы смазки ПТУ и ее работой; 2) ознакомление с физико-химическими свойствами турбинных масел; 3) определение экспери­ментальным путем кинематической вязкости турбинного масла.

II. Описание системы смазки ПТУ. Масло (органическое или синтетическое), применяющееся в паротурбинных установках, предназначено для уменьшения потерь на трение, отвода тепла от подшипников, уменьшения износа шеек вала и вкладышей подшипни­ков. Оно также является рабочим телом в системе автоматическо­го регулирования и в системе уплотнения генератора с водород­ным охлаждением»

Основные требования к системе смазки - высокая Надежность и пожаробезопасность.

Рис.12. Принципиальная схема масляной системы турбины: 1. масляный бак; 2- инжектор первой ступени; 3 – главный масляный насос; 4, 6, 11, 16, 17 – обратный клапан; 5 – инжектора второй ступени; 7 – маслоохладитель; 8 – турбина; 10 – ограничительный диафрагмы; 12 – электродвигатель постоянного тока; 13 – аварийный насос; 14 – вспомогательный масляный насос.

Принципиальная схема смазки паровой турбины показана на рис.12. Главный масляный 3 насос центробежного типа установлен на валу турбоагрегата, подает масло в системы смаз­ки и регулирования. Для надежной работы главного масляного на­соса центробежного типа необходимо избыточное давление во всасывающем патрубке, т.к. возникновение в нем разрешения может привести к попаданию воздуха и "срыву" насоса. Избыточное давление на входе (0,03...0,05 МПа) в главный масляный на­сос обеспечивается инжектором (струйным насосом) первой сту­пени 2. Часто масло, подаваемое инжектором 2, подается в инжектор второй ступени 5, где его давление повышается, за­тем это масло поступает для смазки подшипников. Для охлажде­ния масла, поступающего к подшипникам, до температуры 45...50°С служат маслоохладители 7 поверхностного типа.

Работа инжекторов 2 и 5 обеспечивается подачей неболь­шой части масла под давлением 1...1,5 МПа из линии нагнетания главного масляного насоса.

Турбонасос 15 подает масло для смазки подшипников во вре­мя пусков и остановок турбоагрегата, т.е. тогда, когда частота вращения основного масляного насоса небольшая и насос не разви­вает достаточного давления.

Во время работы турбоагрегата нельзя допустить прекращения подачи масла к подшипникам даже на короткое время, т.к. это мо­жет привести к серьезной аварии. Поэтому для обеспечения надежности турбоагрегата применяется дублирование и резервирование отдельных элементов масляной системы.

При снижении давления масла в маслопроводе за маслоохлади­телем до 0,05 МПа (избыточное давление) включается в работу резервный насос 14 с приводом от электродвигателя переменного тока.

Если не произошло включение насоса 14 (отсутствие электро­энергии, неисправность насоса, электродвигателя), то включается в работу аварийный насос 12 с приводом от электродвигате­ля постоянного тока и питанием от аккумуляторных батарей. Ко­мандой на включение аварийного насоса является снижение избы­точного давления масла за маслоохладителем до 0,05 МПа.

При выходе из строя всех масляных насосов масло к подшип­никам подается из специальных аварийных емкостей (на рис. 12 они не показаны). Емкости расположены выше оси турбоагрегата таким образом, чтобы масло могло поступать к подшипникам само­теком.

III. Физико-химические свойства турбинных масел. В систе­мах смазки и регулирования турбоагрегатов применяются высоко­качественные масла, получаемые в процессе перегонки нефти. В СССР приняты следующие маркировки турбинных масел : Тп - 22; Тп - 30; Тп - 46: Цифра означает кинематическую вязкость в сантистоксах (1сСт = 10^-6 м²/с) при температуре 50°С. Буквы: Т - турбинное масло; п - в данном масле содержатся присадки. При­садки - это специальные вещества, добавляемые в масла в неболь­ших количествах (до 0,5 %) для улучшения их свойств. Наибо­лее распространенные присадки: антиокислительные (замедляют процесс окисления масла при эксплуатации); антикоррозийные (для уменьшения коррозийного воздействия масла на металлические детали турбины); деэмульгирующие (для уменьшения времени деэльсации).

Срок службы масла зависит от первоначальных качеств масла, а также наличия в них присадок. Для сравнения - при эксплуа­тации паротурбинных установок без присадок срок службы масел - 1 год, масла с присадками - 5 лет.

Основные физико-химические свойства турбинных масел приве­дены в таблице.

	Таблица
Показатель	Турбинное масло, ГОСТ 9972-74
	Тп - 22	Тп - 30
Вязкость кинетическая при 40°С, сСт	28,8 – 35,2	41,4 – 50,6
Кислотное число, мг, КОН, не более	0,05	0,5
Стабильность:
а) осадок после окисления, % не более	0,005	0,005
б) кислотное число после окисления, мг, КОН, не более	0,1	0,6
Время деэмульсации, мин, не более	3,0	3,5
Температура вспышки в открытом тигле, °С	186	190

IV. Определение кинематической вязкости масла. Вязкость масла является одним из важнейших его свойств. От вязкости мас­ла зависят потери мощности в подшипниках, насосах, пропуск­ная способность маслопроводов, несущая способность масляного кли­на, вибрационное состояние турбоагрегата.

Стандартный метод определения вязкости турбинных масел со­стоит в определении времени истечения определенного объема масла через круглый калиброванный капилляр под влиянием силы тяжести. Для определения вязкости масла обычно используют вискозиметр ти­па Пинкевича (рис. 13).

Рис.13. Вискозиметр Пинкевича	Рис.14. Определение кинематической вязкости

Порядок проведения испытаний

1. Подготовить вискозиметр типа Пинкевича к работе.

2. Заполнить вискозиметр испытываемым маслом через трубку с большим диаметром 2 (рис. 14).

3. Установить вискозиметр в термостат, так чтобы расширение 4 было ниже уровня залитой жидкости.

4. Нагревают воду в термостате до определенной температуры (за стандартную температуру при испытании турбинных масел принимается +40°С).

5. При установленной температуре вискозиметр выдерживается 15 мин., для того чтобы испытываемое масло приняло заданную тем­пературу.

6. С помощью резиновой трубки и вакуумного насоса масло засасывают несколько выше метки М₁.

7. С помощью секундомера измеряют время истечения масла от мет­ки М₁ до метки М₂. Для контроля измеряют температуру термометром 2 при прохождении масла меток М₁ и М₂. Время ис­течения измеряют 4-5 раз.

Кинематическую вязкость при заданной температуре определяют по формуле:

где С - постоянная вискозиметра, берется из паспорта вискозиметра, сСт;

- среднеарифметическое время истечения масла, с;

- ускорение свободного падения в месте измерения, м/с². Для Москвы = 0,981 м/с².

V. Содержание отчета. Отчет должен содержать: схему смазки ПТУ; основные физико-химические свойства турбинных масел; результаты экспериментального определения вязкости тур­бинного масла.