книги из ГПНТБ / Плаксионов Н.П. Судовые турбинные установки учебник

Глава XI

В С П О М О Г А Т Е Л Ь Н Ы Е И У Т И Л И З А Ц И О Н Н Ы Е

§55. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ И УТИЛИЗАЦИОННЫЕ ТУРБИНЫ

Турбины, состоящие из одного многовенечного колеса. Такие турбины изготовляют на небольшую мощность, с двумя пли тре­ мя ступенями скорости; работают они чаще всего с противодавлением; отработавший пар в этом случае используется для подогрева питатель­ ной воды. На рис. 161 показана трубина отечественной постройки, предназначенная для привода в действие электрогенератора мощ­ ностью 60 кет при частоте вращения 1500—5000 об/мин.

Свежий пар поступает через патрубок / и через БЗК 2 и дроссель­ ный клапан 3 проходит в сопловую коробку 14, из которой попадает в проточную часть, где расширяется до конечного давления.

Стальной корпус турбины состоит из двух частей. Верхняя поло­ вина отлита вместе с патрубком отработавшего пара. С внутренней сто­ роны верхней половины против сопел укреплен сегмент 6 с направля­ ющими лопатками. В верхней половине находится также парораспре­ делительная коробка, в которой закреплен сопловой сегмент 5. Сверху к парораспределительной коробке крепится объединенный корпус 4 дроссельного и быстрозапорного клапанов.

Ротор турбины состоит из вала 7 и насаженного на него трехвенечного диска 8. Вал лежит на двух опорных подшипниках, разме­ щенных в самостоятельных корпусах.

В переднем конце вала турбины установлены центробежные регу­ ляторы постоянного 11 и предельной 10 частоты вращения. Первый тягой 13 связан с дроссельным клапаном 3, обеспечивающим постоян­ ную частоту вращения турбины при изменении нагрузки. Регулятор предельной частоты вращения (предохранительный выключатель) при увеличении ее на 10% более нормальной прекращает доступ пара в тур­ бину, действуя посредством тяги 12 на БЗК 2, который при этом захло­ пывается под действием пружины 15.

Кран 9 служит для спуска воды из корпуса турбины при ее прогре­ вании.

На современных судах вспомогательные турбины в виде двухвеиечного колеса (однодисковой турбины с двумя ступенями скорости) широко применяют в качестве турбопривода котельных вентиляторов, главных циркуляционных насосов и других вспомогательных меха­ низмов (балластные пожарные и резервные масляные насосы, вентиля­ торы для дегазации танков и др.).

Многоступенчатые вспомогательные турбины. Для современных крупнотоннажных судов характерна высокая степень электрификации, поэтому мощность судовой электростанции составляет 8—13% мощно­ сти силовой установки.

201

Судовая.электростанция обычно состоит из двух турбогенераторов и одного дизель-генератора меньшей мощности (2004-300 кет). На ходу обычно работает одни турбогенератор.

Рис. 161. Вспомогательная турбина с тремя ступенями скорости

Вспомогательные турбогенераторы чаще всего выполняют в виде турбоблоков, состоящих из многоступенчатой турбины, одноступенча­ того редуктора, конденсатора и другого оборудования и систем, ком­ пактно расположенных на одной раме.

202

В турбогенераторах применяют сопловое регулирование; первая

Турбогенератор способен выдержать перегрузку на 10% в течение 2 ч; на 25% — 30 мин; на 50% — 5 мин.

Внутри фундаментной рамы расположены масляные баки, ручной и электромасляный насосы, эжектор.

Проточная часть турбины состоит из двухвенечиой регулировочной ступени и шести одновенечных активных ступеней давления. Все сту­ пени, кроме последней, выполнены с реактивностью; из них первые две — с парциальным впуском (для увеличения высоты лопаток). Реактивные ступени имеют радиальное уплотнение между бандажами рабочих лопаток и выступами диафрагм.

Корпус турбины имеет один горизонтальный разъем. Стулья отлиты заодно с корпусом. Передний стул соединен с фундаментной рамой гибкой опорой; на нем укреплен блок защиты и регулятор постоянной частоты вращения с сервомотором.

На жестких опорных подшипниках установлены термометры сопро­ тивления 9 и микрометры 8 для определения радиального положения ротора. Наружные уплотнения и уплотнения диафрагм — лабиринто­ вые, гребенчатого типа. Между подшипниками и уплотнениями ус­ тановлены маслоотбойные устройства с развитыми гребнями втулок, насаженных на ротор.

Ротор — цельнокованый, без центрального контрольного сверле­ ния. Диски равного сечения имеют разгрузочные отверстия для вырав­ нивания давления по обе стороны диска. На обоих концах ротора и у диафрагм выточены гребни для уплотнений. Задний конец ротора сое­

Завод «Экономайзер» выпускает питательные турбонасосы (рис. 163) производительностью 67/50 т/ч для судов типов «Ленинский комсомол»,

ляют из дешевой углеродистой стали; использование пара высокого перегрева при малых мощностях не приводит к существенному повы­ шению к. п. д. Отработавший пар используют для подогрева питатель­ ной воды в деаэраторе. Из-за малой мощности при сравнительно боль-

203

шом давлении свежего пара во всех ступенях применен парциальный впуск пара, чем значительно обусловлен низкий к. п. д. турбины.

Проточная часть турбины состоит из одной двухвенечной и четырех одновенечных ступеней. Корпус имеет один горизонтальный разъем и опирается четырьмя лапами на изготовленные отдельно стулья.

Турбина снабжена одним опорным и одним опорно-упорным жест­ кими подшипниками. Опорные подшипники имеют кольца, подающие масло при пуске турбины. Ротор цельнокованый, жесткий, без внут­ реннего сверления.

Утилизационные турбины. У нас и за рубежом строят теплоходы, в которых пар из утилизационных котлов большой производительно­ сти используется в относительно мощных ходовых турбогенераторах.

ISO (между cegeâtiHem шеек)

Рис. 164. Турбина вспомогательного ходового турбогенератора судов типа «Вели • кий Октябрь»

На строящихся в настоящее время дизельных танкерах типа «Великий Октябрь» для турбогенераторов установлены турбины Таганрогского завода. Мощность турбины Ne = 350 квт\ частота вра­ щения п = 8000 об/мин. Параметры пара перед БЗК: ро = 6,5 ата; U = 280° С. Давление в конденсаторе pz — 0,057 ата.

На рис. 164 изображена проточная часть турбины. Она состоит из одной двухвенечной и пяти одновенечных ступеней с различной сте­ пенью реактивности (84-26%). Ротор цельнокованый; лопатки — цельнофрезерованные. Крепление лопаток такое же, как и в турбинах Кировского завода; хвосты лопаток имеют молотообразный хвост с подклинкой снизу. Все реактивные ступени, кроме последней, снабжены радиальными уплотнениями между бандажами и выступами диафрагм. У лопаток последней ступени, как и у реактивных лопаток, вершины заострены и вместо ленточного бандажа установлен проволочный.

Наружные уплотнения диафрагм — эластичные, гребенчатые с запрессованными в полукольца ножами из мягкой латуни.

206

го давления машины многократного расширения и конденсатором.

В установке с поршневыми машинами давление отработавшего пара, уходящего в конденсатор, обычно остается 0,2—0,25 ата. Расширение пара до более низких давлений приводит к резкому увеличению раз­ меров, а также к увеличению тепловых и механических потерь.

В комбинированной установке отработавший пар из машины по­ ступает в турбину, в которой дополнительно расширяется до давления 0,06—0,04 ата. Применение установки позволяет увеличить мощность на 20—25% по сравнению с обычной поршневой машиной, работаю­ щей на конденсатор. Общий расход пара на установку не меняется.

Распространена установка, в которой машина и турбина работают на общий вал, через гидромуфту и зубчатую передачу. На рис. 165 показана схема такой установки с машиной трехкратного расширения.

При установившемся переднем ходе пар, отработавший в паровой машине 10, пройдя маслоотделитель 13 и сепаратор 12, поступает в тур­ бину 1, на вал которой насажена шестерня 2. Эта шестерня сцепляет­ ся с зубчатым ободом 7, насаженным на ведущее лопастное колесо 4 гидравлической муфты. Последнее вращает ведомое колесо 3, закреп­ ленное на валу 6. На вал надета шестерня 5, которая имеет зацепление с главным зубчатым колесом 8, насаженным на вал 11. Вал делают по­ лым для создания упругого соединения его с валом 9 паровой машины.

При пуске машины в ход отработавший пар из машины 10 через переключающую заслонку 14 поступает в конденсатор и турбина не вращается, так как гидравлическая муфта опорожнена. Для включения турбины рычаг главного распределительного золотника (на рисунке не показан) устанавливают в положение «Включено», при этом гид-

207

равлическая муфта постепенно заполняется маслом. По мере заполне­ ния муфты ее ведомое колесо 3 увлекает ведущее колесо 4, а за ним — шестерню 2 и турбину, которая начинает вращаться вхолостую. Толь­ ко после полного включения муфты заполнившее ее масло воздейст­ вует на переключатель 14, который переводит отработавший пар на турбину.

При реверсе отработавший в машине пар от турбины сначалапереключается на конденсатор, затем гидравлическая муфта опорожняется, разобщая турбину от гребного вала. Выключение турбины и всей передачи происходит почти мгновенно. Таким образом, по быстроте реверса рассматриваемая установка не отличается от поршневой.

Устройство, регулирующее заполнение муфты маслом и опорожне­ ние, сблокировано с переключающей заслонкой 14.

Включение и выключение турбины — автоматическое, согласован­ ное с реверсом машины, однако возможно и ручное с поста управ­ ления .

Турбины отработавшего пара — реактивные с 5—8 ступенями дав­ ления; они различаются лишь конструкцией отдельных узлов.

Мощность турбины отработавшего пара, установленной на судах типа «Донбасс» (рис. 166), 620 л. с, частота вращения 4660 об/мин. Давление пара перед турбиной 0,58 ата, вакуум в конденсаторе 95%.

Турбина имеет семь реактивных ступеней. Впуск пара в турбину производится через патрубок 2; выпуск — через патрубок 1. Ротор 7 турбины — цельнокованый, барабанного типа, лежит на трех под­ шипниках. Между двумя кормовыми подшипниками расположена насаженная на ротор шестерня 4 с наклонными зубцами. Осевое усилие, возникающее при работе такого зацепления, действует в сторону, об­ ратную движению пара. Это уравновешивает осевое давление, прило­ женное к ротору и равное разности давлений при входе с рабочих ло­ паток и выходе. Рабочие и направляющие лопатки — цельнотяну­ тые, с зубчиковыми хвостами, закрепляются в пазах ротора и корлуса турбины совместно с промежуточными вставками.

Корпус / / турбины имеет один горизонтальный разъем. С носовой стороны корпуса находится съемная крышка 9. Стулья отлиты заодно с нижней половиной корпуса. В носовом стуле размещен опорно-упор­ ный подшипник 10, а в кормовом — опорный подшипник 5.

Масло подводится к шейкам вала опорных подшипников через коль­ цевые каналы и стекает в корпус стула, откуда поступает в сливные маслопроводы. Чтобы масло не растекалось по валу, установлены маслоотбойные кольца 6. Влага из внутренней полости корпуса турби­ ны стекает в специальный вакуум-бачок. По мере накопления она периодически вытесняется паром в теплый ящик.

Уплотнительные коробки 8 — лабиринтовые, ножевого типа, оди­ нарные. Для образования лабиринтов непосредственно на шейках ро­ тора выточены канавки и выступы. Система укупорки уплотнений на­ ходится под вакуумом в течение всей работы главного конденсатора. Подача уплотняющего пара регулируется клапаном вручную, причем пар должен подаваться во внутренние камеры в таком количестве, чтобы наблюдалось лишь легкое парение из наружных камер.

Рис. 166. Турбина отработавшего пара судов типа «Донбасс»

Система управления турбиной гидравлическая. Для ее включения устанавливают с помощью сервомотора регулирующую заслонку 3 в вертикальное положение и одновременно заполняют полости гидро­ муфты маслом. При выключении все операции осуществляют, в обрат­ ной последовательности.

Система управления позволяет остановить турбину и отключить гидромуфту выключателем предельной частоты вращения.

5.Как устроена комбинированная турбопоршневая установка?

6.Каково назначение гидравлической муфты в паротурбинной установке?

Как производится ее включение и выключение?

7. Поясните путь пара турбопоршневой установки при работе ее на передний

изадний ход.

8.Как устроена турбина отработавшего пара?

209

Часть третья

О С Н О В Ы Т Е Х Н И Ч Е С К О Й Э К С П Л У А Т А Ц И И С У Д О В Ы Х П А Р О Т У Р Б И Н Н Ы Х У С Т А Н О В О К

Глава XII

О Б Я З А Н Н О С Т И М А Ш И Н И С Т А - Т У Р Б И Н И С Т А М О Р С К О Г О С У Д Н А

§ 57. О Б Щ И Е С В Е Д Е Н И Я

Машинистами судовых турбинных установок могут быть лица, достигшие 18-летнего возраста, обладающие хорошим состоянием здоровья (что отражено в санитарном паспорте) и имеющие специальные аттестаты и свидетельства, допускающие их к обслужи­ ванию судовых паровых турбин.

Техническую подготовленность машинистов периодически прове­ ряет специальная квалификационная комиссия. Машинист обязан знать основные технические данные установки, ее конструктивные эле­ менты, инструкции по эксплуатации главных и вспомогательных тур­ бин, трубопроводов, аппаратов и устройств; знать расположение и на­ значение трубопроводов и клапанов в машинном отделении, а также уметь производить ремонтные работы по квалификации слесаря 3-го разряда.

На машиниста возлагается ответственность за исправное состояние и чистоту обслуживаемых им механизмов. Обо всех обнаруженных ненормальностях в работе механизмов он должен немедленно доклады­ вать вахтенному механику.

При поступлении на судно машинист должен быть подробно про­ инструктирован механиком. Затем механик обязан проверить знания машинистом своих обязанностей, Устава службы на судах морского флота, Правил техники безопасности и Правил технической эксплуа­ тации судовых паровых турбин, Правил обслуживания вспомогатель­

210