Тема 6 ремонт турбин

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

При сборке турбины приходится прибегать к усиленному креплению фланцев горизонтального разъема цилиндров, работающих на высоких и сверхвысоких параметрах пара и имеющих большие диаметры шпилек и болтов.

Усиленное крепление фланцев разъемов осуществляется затяжкой болтов и шпилек в нагретом состоянии (термическая или горячая затяжка). Шпильки нагреваются болтонагревателями или газовыми пушками. После остывания шпильки укорачиваются и в них создаются напряжения, достаточные для обеспечения плотности фланцевого соединения.

Термическая затяжка выполняется следующим образом. Вначале производится предварительная холодная (без нагрева) обтяжка до отказа всего крепежа с одинаковым усилием вручную накидным ключом с рычагом не более 1,5м усилием одного человека. Положение колпачковой гайки, достигнутое при этой затяжке, фиксируется вертикальной риской m, нанесенной мелом на внешней поверхности гайки. В направлении обратном завертыванию гаек от вертикальной риски по окружности на расстоянии длины дугиK, на гайке наносится вторая вертикальная рискаn, указывающая, на какой угол нужно довернуть гайку после нагрева и соответствующего удлинения шпильки. После нагрева шпильки и удлинения ее наlмежду торцом гайки и фланцем образуется зазор, обеспечивающий свободный поворот гайки ключом до совпадения второй вертикальной рискиnс риской m на фланце (рис. 7-13).

Величина дуги К, на которую необходимо довернуть гайку после нагрева, зависит от диаметра шпильки, шага резьбы и рабочей длины шпильки и рабочей длины шпильки и определяется по формуле:

(5.1)

где l– величина необходимого удлинения шпильки после ее нагрева, мм;

S– шаг резьбы, мм;D_Н.Г. – наружный диаметр колпачковой гайки, мм; – коэффициент пластической деформации, учитывающий податливость фланцевого соединения. ( = 1,5).

Рис. 5.1 Горячая затяжка шпилек и болтов фланцев разъема цилиндра.

m – риска на фланце; n – вертикальная риска на цилиндрической поверхности колпачковой гайки; D_Н.Г. – наружный диаметр гайки; l – рабочий размер болта и шпильки; 1 – положение гайки до поворота; 2 – положение гайки после поворота по дуге K.

Величина удлинения lопределяется по формуле:

(5.2)

где – напряжение натяга, кг/см²;Е – модуль упругости, равный 2∙10⁶кг/см²;l– длина шпильки, мм.

Допустимые параметры «горячей» затяжки турбин строго нормируются заводами-изготовителями.

Современные мощные турбины весьма чувствительны к температурной разнице между верхом и низом цилиндров высокого и среднего давления. Более интенсивное охлаждение нижней части цилиндра приводит к разности температур «верх-низ», что вызывает деформацию цилиндра (прогиб верх), что создает угрозу прогиба ротора из-за задеваний в концевых уплотнениях. Все это предъявляет особые требования к качеству и правильности выполнения тепловой изоляции, герметизации обшивки. Величина допустимого прогиба цилиндра определяется минимально допустимыми зазорами в диафрагменных и концевых уплотнениях.

Прогиб цилиндра fможет быть приближенно подсчитан по формуле:

, мм, (5.3)

где t– разность температур верха и низа цилиндра, ºС;L – длина цилиндра, мм;D – средний диаметр цилиндра, мм; – коэффициент линейного расширения равный 13,6 ∙10^-6 мм/мм ∙град.

Опорные подшипники воспринимают все радиальные усилия, возникающие в процессе работы, и несут статические и динамические нагрузки создаваемые роторами (рис. 2). Они должны надежно обеспечивать в процессе эксплуатации большую точность в установке роторов относительно цилиндров турбины, а также малые потери на трение. Опорный подшипник состоит из внешнего корпуса, отлитого из стали или чугуна, и внутреннего чугунного вкладыша залитого баббитом. При заливке используется баббит марки Б-83 (олово-83%, сурьма – 11%, медь – 6%).

Рис. 5.2 Опорный подшипник

1 – вкладыш опорного подшипника с баббитовой заливкой; 2 – корпус подшипника

3 – колодки опорного подшипника; 4 – шпильки.

Количество баббита, необходимое для заливки вкладыша подшипника определяется по формуле:

, г, (5.4)

где G – вес баббита, необходимый для заливки вкладыша, г;D – диаметр расточки вкладыша под заливку, см; x– толщина заливаемого слоя баббита (толщина слоя баббита на вкладыше и припуск на обработку), см;b– длина вкладыша, включая припуск на обработку, см; – удельный вес баббита 7,2 г/см³(табл. 6.1).

Таблица 6.1

Толщина баббитовой заливки вкладышей опорных подшипников и припуск на ее

механическую обработку

Диаметр шейки вала	Толщина баббитовой заливки	Припуск на механическую обработку баббитовой заливки на радиус
50 и меньше	6 – 8	1 – 3
100	10 – 12	3 – 5
200	12 – 13	5 – 10
300 и больше	20 и больше	10 – 15

ЗАДАЧИ

1. При затяжке болтов горячим способом определить величину дуги К, на которую необходимо довернуть гайку после нагрева.Исходные данные для расчета указаны в таблице П.21.

2. Определить допустимую разницу температур между верхом и низом цилиндров высокого давления.Исходные данные для расчета указаны в таблице П.22.

3. Определить количество баббита, необходимое для заливки вкладыша подшипника (рис. 5.2).Исходные данные для расчета указаны в таблице П.23.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПРОВЕРКИ

1. Основные операции ремонта цилиндров турбины.

2. Как осуществляется затяжка болтов горизонтального разъема цилиндра?

3. Как осуществляется заливка баббитового вкладыша опорного подшипника?