книги из ГПНТБ / Аврух, В. Ю. Устройство и эксплуатация щеточных узлов современных турбогенераторов и турбовозбудителей

Готовую изоляцию втулки испытывают напряжением

промышленной частоты. Нормы испытательных напряже­ ний приведены в табл. 9-7, 9-8. Для испытаний наруж­ ную поверхность изоляции в местах посадки контактных колец по контуру плотно обертывают алюминиевой

дует руководствоваться рекомендациями гл. 5. Для тур­ богенераторов мощностью 80—100 МВт, эксплуатирую­

щихся с гладкими контактными кольцами, рекомендует­ ся в процессе ремонта выполнить ленточную нарезку на контактной поверхности (см. гл. 8).

Посадку узла контактных колец на вал рекомендует­ ся производить следующим образом.

Втулку нагревают до 120—130 oC и сажают на'вал ротора. Нагрев открытым пламенем ведется внутри втулки. Необходимо принять меры по защите стеклотек­

столита и резьбы от попадания прямого пламени. После полного охлаждения испытывают изоляцию

втулки повышенным напряжением переменного тока про­ мышленной частоты. Затем закрепляют-на втулке упор

для посадки кольца на место. Расстояние от края внут­ реннего диаметра кольца до края изоляции должно быть

не менее 25 мм. Нагревают контактное кольцо пламенем газовой горелки до температуры 250—300 °С, и при по­ мощи предварительно надетого хомута (рис. 9-6) кольцо сажают на втулку. Положение колец по окружности строго ориентируется по маркировке.

После охлаждения контактного кольца до температу­ ры окружающей среды сжатым воздухом производят

124

испытание электрической прочности изоляции кольца повышенным напряжением переменного тока промыш­ ленной частоты. После установки и закрепления дистан­ ционных проставок по изложенной выше технологии на­ гревают и устанавливают второе контактное кольцо.

При необходимости восстановления изоляции гибкие

шины токопровода, подсоединенные к контактным коль­

марки С2ЛФГ толщиной 0,13—0,17 мм и двумя слоями стеклоленты дполнахлеста.

Рис. 9-6. Хомут для посадки контактных колец.

Dk k-диаметр контактного кольца.

Гибкие шины токоподвода, подсоединяемые к обмот­ ке ротора, изолируются стеклополотном, пропитанным лаком ЭРІ-30 из расчета односторонней толщины изоля­ ции 4 мм, после чего опрессовываются и запекаются при температуре 140—160 oC в течение 10 ч. На дно паза токоподвода укладывают текстолитовые прокладки ши­ риной, равной ширине паза, общей толщиной 4 мм. Уло­ женная шина с боков расклинивается текстолитовыми прокладками необходимой толщины и шириной, равной высоте шины. Поверх шины укладывают текстолитовые прокладки и стальную полосу, общая толщина которых подбирается по месту. После этого пазы заклиниваются.

Стержень токоподвода изолируется следующимчобразом:

1)На торце каждого медного полустержня керном отмечается плоскость, в которой расположены оси резь­ бовых отверстий для токоведущих болтов.

2)Поверхность полустержней покрывают тонким сло­ ем лака ГФ-95.

125

3) На каждый полустержепь накладывают шесть слоев стекло'микаленты марки С2ЛФ5 толщиной 0,13-мм віполуперекрой и один защитный слой стеклоленты с (пе­

рекрытием в 1∕3 каждого слоя стекломикаленты.

Рис. 9-7. Стержень центрального токопровода. Основные размёры.

стержни изолируют одним слоем стеклолакоткани Л СК-7 толщиной 0,15 мм вполнахлеста. Между изолированны­ ми полустержнями ставится текстолитовая прокладка толщиной 4 мм, шириной 90 мм, и весь комплект бандажируется одним слоем стеклоленты ¡впритык. На стер­ жень токоподвода ударом молотка через деревянную оправку насаживают бумажно-бакелитовый цилиндр. Предварительно на его внутренней кромке снимают фас­ ку. Если бакелитовый цилиндр по длине состоит из двух частей, то в месте их сопряжения на внутренней стороне

126

одного И наружной стороне другого цилиндра на длине 40 мм срезается слой, равный половине толщины их стенки. Место соединения при сборке подмазывают ба­ келитовым лаком. В местах отверстий для токоведущих болтов изоляцию вырубают и подрезают ножом. Основ­

проверяют герметичность уплотнения токоведущих бол­ тов обмотки ротора воздухом давлением 3—5 кгс/см2 в течение часа. Уплотнение считается удовлетворитель­ ным, если давление по манометру снижается не более чем на 5% первоначальной величины.

Обнаруживают места утечки воздуха при помощи га­ лоидного течеискателя типа ГТИ-2, для чего к воздуху, подаваемому в ротор, добавляют небольшое количество фреона. Обнаруженные места утечки переуплотняют.

Одновременно проверяют состояние изоляции, кон­

гибких токоподводов, установки изоляционных и крепя­ щих деталей изоляционные детали и стеклотекстолито­ вую изоляцию промазывают лаком ЭРІ-30.

В процессе ремонта проверяют состояние внутренней

поверхности щеткодержателей, которая должна быть чи­ стой, без забоин и-заусенцев,’не иметь следов прохожде­ ния тока через обойму и пружину. Дефектные щеткодер­ жатели заменяют. На острых кромках обоймы щетко­ держателя выполняется фаска 1—2 мм во избежание зависания щеток.

Пружины щеткодержателей осматривают, и при на­ личии цветов побежалости от ярко-синего до темно-сине­

го пружины подлежат замене. Проверяют правильность

установки щеткодержателей. Радиальные зазоры между щеткодержателями и контактным кольцом выставляют в пределах 2—3 мм. Обращается внимание на радиаль­ ность установки щеткодержателей: допустимое отклоне­

ние ±2°.

Траверса при установке на место выставляется в осе­ вом направлении с учетом тепловых и упругих деформа­ ций ротора с тем, чтобы при всех допустимых режимах

127

работы генератора щетки не свисали р контактного

кольца.

Тщательно осматривают все щетки. Щетки со значи­ тельными сколами рабочих поверхностей, с нарушением целостности или заделки токоведущих проводов и щет­ ки, изношенные больше нормы, заменяют новыми. Новые щетки перед установкой также подлежат осмотру.

Установленные в щеткодержателе щетки должны сво­

бодно перемещаться в обоймах щеткодержателей, зазор между обоймой и щеткой, измеренный щупом, должен

быть в пределах 0,1—0,3 мм. Если щетка слишком плот­ но входит в окно щеткодержателя, то допускается их притирка стеклянной шкуркой.

Регулируют нажатие щеток, и затем контактные по­

шлифовальной шкуркой, для чего полоса шкурки, зани­

мающая всю площадь кольца, прокладывается вкруго­

вую между щетками и кольцом так, чтобы нахлест пре­ вышал расстояние между нижними щеточными бракета-

ми. Пружины щеткодержателей устанавливают в рабо­ чее положение и включают валоповоротное устройство. Притирку производят до приработки примерно 95% ра­ бочей поверхности щетки, после чего шкурка удаляется, щеточный аппарат продувается сжатым воздухом, а ра­

бочие поверхности контактных колец протирают спир­ том. Затем производится приработка щеток под током до образования зеркальной поверхности на 90% их ра­ бочей зоны. Приработка должна производиться при ра­

боте турбогенератора с током ротора в пределах 0,3—

0,5 ∕∏∙

В процессе капитального ремонта узла контактных колец производят пооперационные электрические испы­ тания (табл. 9-7). Перед пуском генератора проверяют­

ся затяжка и стопорение всех'контактных соединений.

Испытывается ротор на газоплотность. После луска ге­ нератора производят измерения вибрации контактных колец на холостом ходу без возбуждения, а после вклю­ чения в сеть — под нагрузкой в установившемся режиме.

Если вибрация превышает норму, причем частота вибра­ ции совпадает с частотой вращения, необходимо произ­

-128

мощностей в одном агрегате появились новые проблемы,

связанные с вибрационным состоянием турбогенерато­ ров, роторы которых характеризуются относительно большой массой и малой жесткостью. Контактные коль­ ца, расположенные на консольном участке ротора, изме­

няют свое вибрационное состояние в процессе эксплуа­ тации. В современных мощных турбогенераторах кон­ сольная часть ротора с контактными кольцами достига­ ет значительных размеров и массы, что определяется

увеличением ширины рабочей поверхности колец, необ-

Рис. 9-8. Форма свободных колебании ротора турбогенератора ТВВ-320-2 на податливых опорах λ=0,78×IO-6 см/кг.

ходимой для размещения большого количества щеток, и

условием удовлетворительного теплоотвода омических

потерь и потерь времени.

Отмечается, что значительные колебания консольно­

го участка ротора на рабочей частоте вращения могут возбуждаться; \

!^неуравновешенностью ротора, вызывающей его прогиб главным образом по высшим (второй, третьей) формам колебаний, что определяется в первую очередь увеличением угла наклона вала в подшипниках и появ­

характерно для блочных турбогенераторов;

129

3)неуравновешенностью консольного участка;

4)близостью рабочей частоты вращения к критиче­

ской частоте колебаний консольного участка.

Кроме того, повышенная вибрация консольного уча­ стка вала может вызваться изменением вибрационного состояния валопроводй турбоагрегата в целом. Так, ба­ лансировка ротора низкого давления турбины блока

500 МВт вызвала изменения вибрации контактных колец турбогенератора ТГВ-500 от 800 до 290 мкм.

Из сказанного выше можно сделать вывод о том, что в процессе эксплуатации происходит постоянное измене­ ние вибрационного состояния консольного участка вала с контактными кольцами, которые могут потребовать внеочередной балансировки консольного участка. Сле­ дует отметить, что обратное влияние изменения неурав­ новешенности консольного участка вала на вибрацион­

ное состояние всего валопровода обычно незначительно. Балансировка консольного участка вала ротора вы-

. полняется при рабочей частоте вращения установкой единичного груза, помещаемого в балансировочную пло­ скость (обычно плоскость вентилятора), расположенную

непосредственно на консольной части вала. Масса и расположение уравновешивающего груза определяются на основании результатов измерения вибрации консоль­

ной части вала при пуске ротора, имеющего началЁную неуравновешенность, и при пуске с установленными на консоли пробными грузами. При этом контролируется

также вибрация всех подшипников турбоагрегата. Мас­ су пробного груза выбирают исходя из значения кон­

сольной комплексной балансировочной чувствительности.

Для турбогенераторов, работающих вне области кри­ тических и нечувствительных скоростей, комплексная балансировочная чувствительность консоли части вала лежит в пределах 200—300 мкм/кг, а для турбогенерато­ ров, работающих вблизи второй критической скорости,

достигает 500—700 мкм/кг. Эти значения приведены для

груза, установленного в балансировочной плоскости на радиусе 100 мм.

Следует отметить, что комплексные балансировочные чувствительности консольной части вала, определяемые отношением вектора приращения вибрации A2—A1 к век­

тору пробного груза Р, могут значительно отличаться даже для однотипных турбогенераторов в основном вследствие различной отстройки собственной критиче-

1.30

Таблица 9-9

и всего валопровода от рабочей частоты вращения рото­ ра. Последнее обстоятельство является 'следствием не только конструктивных отступлений в изготовлении тур­

богенератора, но и различными величинами податливо­ сти опор, монтажными отклонениями и т. д.

В табл. 9-9 приведены некоторые значения комплекс­ ной податливости консольной части вала для турбоге­ нераторов типа ТГВ-300. Фаза вектора комплексной кон­ сольной чувствительности, приведенная в таблице, рав­ на углу между направлением действия грузов -и направ­ лением возбуждаемой ими вибрации с учетом фазового сдвига, вносимого прибором БИП-5.

Как видно из табл. 9-9,- комплексная чувствитель­ ность установки груза на консольной части, например,

для турбогенератора ТГВ-300 отличается в 1,5—2 раза для наружного контактного кольца и на 30—40% для внутреннего контактного кольца различных машин од­ ного типа.

Как отмечается в [Л. 22], в процессе балансировки консольного участка вала может встретиться случай,

когда при определенных условиях вращения ротора груз, установленный на консольном участке, вообще не возбуждает колебаний и не оказывает влияния на дина­ мический прогиб консоли. Балансировка консольного участка вала на этой частоте вращения, называемой кон­ сольной .нечувствительной скоростью, может привести к недопустимым динамическим прогибам ротора. Реко-

131

мендуется оценить величину консольной нечувствитель­ ности скорости по графику (рис. 9-9).

Ремонт коллекторов возбудителей проводится в слу­

чаеналичия на нем биения, превышающего принятый нормы (табл. 9-10), неровностей, мест подгара, эрозии,

выбоин и т. п. Как и для контактных колец, биение кол­

лектора измеряется обычным индикатором часового ти­ па с расширенным наконечником при медленном враще­ нии якоря возбудителя.

Рис. 9-9. Зависимость консоль­ ной нечувствительной скорости к грузу, установленному на конце консоли, от соотношения

общей длины ротора и рас­

стояния между опорами *.///о

При этом выявляются также дефекты, присущие кол­ лекторам, называемые местным биением, обусловленные провалом или подъемом отдельных коллекторных пла­

стин. В указанных случаях, а также при частоте поверх­ ности' ниже V 6 коллектор подлежит проточке.

В качестве режущих инструментов при проточке при­ меняют прямые проходные резцы с твердосплавными пластинами формы 11 (ГОСТ 2209-55) для обработки основной части коллектора и отрезные резцы с пласти­ нами формы В для прорезания канавки у петушков.

Пластины изготавливают из твердых сплавов марок Т15К6, Т30К4, ВК8-3, ВК-6 и ВК-3. Передний положи­ тельный угол заточки резца принимают равным 10°. Ре-

132

комендуется проточку коллекторов проводить при со­

блюдении следующего режима:

Проточку производят до удаления на обрабатывае­ мой поверхности всех дефектов, после чего чистовым резцом снимают последнюю стружку. Чистовой резец за-

Рис. 9-10. Правильные и ошибочные способы продороживания кол­ лектора.

подача замедленная. По окончании проточки основной части коллектора протачивается канавка непосредствен­

но у петушков.

После проточки поверхность коллектора предвари-,

тельно шлифуется специальным приспособлением с вра­

щающимся электрокорундовым мелкозернистым кругом

диаметром 150—360 мм с формой сечения ПП или 2П (ГОСТ 2424-60).

Следующей операцией при обработке коллектора яв­ ляется продорожка слюды между пластинами, как пока­ зано на рис. 9-10. Глубина прорезки C должна состав­ лять 1,5—2,0 мм, ширина — соответствовать расстоянию между коллекторными пластинами.

Продороживание осуществляется приспособлением

(рис. 9-11), рабочий орган (фреза) которого через гиб­ кий вал приводится во вращение электродвигателем,

смонтированным на поворотно-качающейся подставке. Для удаления продуктов обработки металла и слюды рукоятка приспособления 13 делается полой и через ре­ зиновый шланг подключается к вентиляционной системе

или пылесосу.

133