Разработка усовершенствованной технологии останова турбины с отключением системы смазки при повышенных температурах цвд/цсд

1. Экспериментальная проверка температурного режима подшипников отключением системы смазки при температурах ЦВД/ЦСД , равных 250/240ºС, описанная в разделе 3 настоящего отчета , подтвердила возможность использования этого режима в эксплуатационной практике . Вместе с тем в указанном опыте были получены практически предельные условия отключения СС при принятой технологии остановки турбины : при предельно допустимой температуре баббита подшипников , равной 100º С , в опыте была зафиксирована максимальная температура баббита ОП – 3 , равная 95,5º С . Хотя имеются данные , свидетельствующие о возможности повышения предельно допустимой температуры баббита реализация соответствующих рекомендаций в настоящее время практически невозможно , независимо от позиции завода изготовителя . Дело в том , что шкала вторичного прибора для измерения температур баббита опорных подшипников ограничена величиной 100º С .

2. Вместе с тем , если температура паровпуска ЦВД сравнительно легко достижима при расхолаживании под нагрузкой , то этого нельзя в настоящее время утверждать по отношению к температуре паровпуска ЦСД , хотя ранее на Рефтинской ГРЭС осуществлялось расхолаживание ЦСД под нагрузкой до более низких температур - 200º С и даже ниже .Однако эти температуры достигались при использовании для регулирования температуры пара промперегрева " аварийных впрысков " , установленных в рассечку тракта ( кроме пусковых впрысков в трубопроводы ГПП ) . В настоящее время использование " аварийных впрысков " в тракт промперегрева на при расхолаживании турбины под нагрузкой на Рефтинской ГРЭС запрещено . Это сделано с целью предотвращения растрескивания паропроводов ( коллекторов котла ) в зоне установки впрысков из-за выпадания впрыскиваемой влаги на стенки трубопроводов .

Без использования аварийных впрысков температуру пара промперегрева нельзя снизить при расхолаживании под нагрузкой ниже 300-320º С . В этой связи возникает необходимость либо последующего более глубокого расхолаживания ЦСД с помощью воздуха , либо обеспечения возможности отключения СС при более высоких температурах ЦСД .

3. Другое обстоятельство , требующее совершенствования технологии остановки турбины с отключением СС – большая длительность стабилизации теплового состояния подшипников , достигающая 24 ч . Это обстоятельство оказывает определенное психологическое воздействие на эксплуатационный персонал .

4. С учетом изложенных обстоятельств было предложено произнести экспериментальную проверку усовершенствованной технологии останова , разработанная и проверенная ранее на турбине ПТ – 135/165 – 130/20/ . Ее принципиальным отличием является тот факт , что пропуск воздуха через проточную часть турбины производится ( или продолжается ) и после остановки ВПУ и отключения СС . При этом не ставится задача получить высокие скорости расхолаживания металла турбины . Главная задача : организовать движение воздуха таким образом , чтобы его потоки обеспечили отвод теплоты с участков ротора , приближенных к зоне подшипников ( т.е. прежде всего с участков ротора в зонах концевых уплотнений – КУ ) . При этом не требуется подача пара на КУ , т.к. она препятствует " присосу " воздуха через КУ . Подача охлаждающего воздуха в систему обогрева фланцев и шпилек необходима только для того , чтобы поддерживать величину относительного расширения ротора в требуемом диапазоне . Эта операция необходима не для всех турбин , но для Т – 110 обязательна , т.к. при ее воздушном расхолаживании ОРР ЦВД смещается в зону отрицательных значений ( " укорочений " ) , близких к предельным .

Отвод к воздуху теплоты от концевых участков ротора уменьшает осевой перепад температур в металле ротора ( между температурой ротора в зоне КУ и его температурой в зоне подшипника ) и обусловленный этим перепадом осевой поток теплоты от более горячих участков ротора к зоне подшипников . Тем самым создаются условия для меньшего роста температуры ротора и баббита подшипников после отключения СС ( т.е. обеспечиваются возможности СС ) . Кроме того , обеспечиваются условия для более быстрой стабилизации теплового состояния подшипников после отключения СС .

Изложенные соображения были подтверждены экспериментальной проверкой , проведенной ранее на турбине ПТ – 135 . Она показала , что усовершенствованная технология снизила максимальное значение температуры баббита с 76 до 54º С , а время достижения этого иаксимума – с 13 до 4-5 ч .

5. При оценке опасностей , связанных с продолжением воздушного расхолаживания турбины при неподвижном роторе , определенные сомнения были связаны с температурным прогибом этого ротора . В связи с тем , что разность температур в роторе определяются соответствующими разностями , возникающими в статоре и , прежде всего , во внутреннем корпусе , были подвергнуты тщательному анализу данные по тепловому состоянию турбины К-500-240-2 при воздушном расхолаживании . Для этой цели были использованы результаты работы , в которой турбина была оснащена большим объемом дополнительного контроля .

Анализ изменения температур наружного корпуса ЦВД в процессе воздушного расхолаживания показывает , что величины разностей температур " верх-низ " во всех сечениях , за исключением выхлопа , были сравнительно невысокими – не более 25º С . Единственное сечение , в котором эта разность была заметной ( до 88º С ) – сечение выхлопа . Однако его влияние на формирование температурного поля ротора незначительно , так как в этом сечении ротор " экранирован " от наружного корпуса обоймами задних концевых уплотнений .

Столь же низкими были разности температур " верх-низ " во внутреннем корпусе ЦВД . Их величина находилась в диапазоне О – ( - 10º С ) в зоне паровпуска и не превысила 20º С в остальных зонах .

В наружном корпусе ЦСД уровень рассматриваемых разностей был выше . Максимальные значения разностей составили : 42º С – в зоне III отбора ; 32º С – в зоне IV отбора ; 78º С – в зоне выхлопа . Однако при этом максимум разностей во внутреннем корпусе составил всего 20-25º С .

Таким образом , уровень разностей " верх-низ " возникающих в турбине К-500-240 при воздушном расхолаживании не превысил соответствующий уровень , характерный для естественного остывания ЦВД и ЦСД . Это обстоятельство позволяет утверждать , что тепловое состояние роторов в случае отключения ВПУ будет на том же уровне .

6. На основании изложенных выше соображений была разработана " Рабочая программа . . . " проведения соответствующих опытов , утвержденная зам. инженера Рефтинской ГРЭС . Возможность продолжения воздушного расхолаживания ( или парового – паром КСН ) была разрешена Харьковским заводом .