4.3. Системы масло-смазки и масло-уплотнения эгпа, их отличие от систем гту

На всех электроприводных газоперекачивающих агрегатах применена принудительная циркуляционная общая система маслоснабжения, которая обеспечивает:

- смазку подшипников приводного электродвигателя, редуктора и нагнетателя;

- подачу масла на рабочие шестерни редуктора, муфты агрегата, реле осевого сдвига нагнетателя;

- уплотнение нагнетателя.

В отличие от ГПА с газотурбинным приводом в системе маслоснабжения ЭГПА отсутствует гидравлическая система регулирования работы приводного агрегата, что значительно упрощает маслосистему.

Подача масла к узлам ЭГПА осуществляется главным маслонасосом шестеренчатого или центробежного типа, расположенным на корпусе редуктора, с приводом от вала колеса редуктора (рис. 4.5, а и б).

Рис. 4.5а. Главный насос смазки ГПА типа СТД-4000:

1 - насос шестеренчатый; 2 - приводной вал; 3 - колесо редуктора; 4 - корпус редуктора

Рис. 4.5б. Главный насос смазки ГПА типа СТД-12500:

1 - насос шестеренчатый; 2 - приводной вал; 3 - колесо насоса; 4 - корпус редуктора

Постоянство частоты вращения электропривода и колеса редуктора обеспечивает необходимое стабильное давление за насосом. На ГТУ же подача масла во все узлы агрегата (за исключением системы уплотнения нагнетателя) обеспечивается главным масляным насосом типа ГМН, расположенным на валу ротора компрессора или приводимым во вращение от других узлов установки. При этом давление масла за насосом зависит от оборотов приводного органа и обеспечивается регулятором давления.

На период пуска и остановки ЭГПА, когда главный масляный насос не работает или подает масло в недостаточном количестве, подачу масла обеспечивает пусковой насос с электроприводом переменного тока.

В маслосистеме агрегата масло насосами забирается из масляного бака. В отличие от ГТУ, где маслобак обычно расположен в раме под агрегатом, на ЭГПА маслобак расположен рядом с электродвигателем, на отдельной раме маслобака. Такая компоновка улучшает работу центробежных насосов масло-смазки.

При исчезновении переменного силового напряжения на ГТУ включается в работу аварийный насос смазки, который питается от постоянного тока 220 В. Необходимость применения насоса с приводом от электродвигателя постоянного тока связана с большим временем выбега роторов газотурбинной установки, составляющих 5-20 мин в зависимости от типа двигателя. На электроприводных ГПА при исчезновении переменного силового напряжения обеспечение смазки подшипников на период выбега валов агрегатов до полной остановки осуществляется следующими способами:

- для агрегатов типа СТД-4000-2 - за счет работы шестеренчатого насоса, который продолжает создавать давление смазки, пока есть вращение;

- для агрегатов типа СТД-12500-2 - с помощью аккумулятора масла смазки, установленного в помещении нагнетателей и включаемого в работу за счет статического давления.

Объем маслобака аккумулятора подбирается таким образом, что его хватает на весь период выбега роторов: электродвигателя, редуктора и нагнетателя.

Фильтрация масла от посторонних включений, так же как и в ГТУ, производится сетчатыми фильтрами внутри масляного бака.

Масло в системе охлаждается в аппаратах воздушного охлаждения (АВО). Из-за меньших тепловыделений и меньшего теплосъема в подшипниковых узлах на ЭГПА достаточно одного-двух секций АВО. В газотурбинных ГПА применяется минимум три секции: две - на ГТУ и одна - на нагнетатель.

Масляная система ЭГПА работает на турбинном масле типа ТП-22, #M12291 1200003844ГОСТ 9972-74#S. Для контроля температур на подшипниках агрегата устанавливают термопреобразователи сопротивления типа ТСП.

Температура масла при пуске должна быть не ниже 35 °С, что обеспечивается прокачкой масла через подогреватели. Для подогрева масла для ЭГПА типа СТД-12500-2 применяются водяные подогреватели, встроенные в маслобак агрегата. Для более мощных агрегатов используются электронагреватели (ТЭН). При работе ЭГПА температура подшипников не должна превышать 70 °С.

Для обеспечения нормальной работы агрегата в системе маслоснабжения ЭГПА, так же как и в ГТУ, используют различные давления масла, которые обеспечиваются путем установки шайб с разным проходным сечением. Надежная смазка подшипников электродвигателя и редуктора обеспечивается маслом с давлением 0,05-0,1 МПа. Опорно-упорный подшипник нагнетателя, несущий большие нагрузки, для надежной работы требует более высокого давления - 0,5 МПа. Такое же давление масла используется и на линии всасывания винтовых маслонасосов системы уплотнения нагнетателя и на реле осевого сдвига. В аккумуляторе и на опорном подшипнике нагнетателя, который одновременно является уплотняющим элементом, масло подается винтовым маслонасосом с давлением на 0,1-0,3 МПа выше, чем давление газа в нагнетателе.

Система уплотнения нагнетателей, предотвращающая протечки газа по валу из ЦБН в машинный зал, на ЭГПА и агрегаты с газотурбинным приводом, не имеет принципиальных отличий. На нагнетателях типа НГ-280 с приводом от СТД-4000-2 применяются втулочные уплотнения, а на агрегатах СТД-12500-2, ЭГПА-25 с нагнетателями НГ-370, НГ-235, НГ-650 - торцевые уплотнения. Система регулирования уплотнения нагнетателя поддерживает перепад давления "масло-газ" и осуществляет отделение газа от масла, сливающегося из системы уплотнения. На рис. 4.6 системы маслоснабжения агрегата СТД-12500-2 с нагнетателем НГ-235 показана также и схема масляного уплотнения нагнетателя. Масло к опорным подшипникам и торцевым уплотнениям нагнетателя подается винтовыми электронасосами, один из которых является резервным. В случае отключения винтовых насосов или выхода их из строя подвод масла к уплотнениям обеспечивается аккумуляторами масла в течение времени, необходимого для отключения нагнетателя от газопровода, сброса оставшегося в нагнетателе газа в атмосферу и выбега ротора. На некоторых типах агрегатов с газотурбинным приводом для повышения автономности и независимости от снабжения электроэнергией главный масляный насос уплотнения приводится во вращение непосредственно от ротора нагнетателя.

Рис. 4.6. Принципиальная гидравлическая схема смазочной системы уплотнения двигателя СТД-12500-2 с нагнетателем НГ-235.

Условные обозначения: - напорная смазочная линия с давлением до 0,2 МПа;

- напорная смазочная линия с давлением до 0,6 Мпа; - напорная смазочная линия с давлением до 5,5 МПа; - линия загазованного масла с давлением до 5,2 МПа

При работе центробежного нагнетателя создаются усилия, стремящиеся сдвинуть вал нагнетателя вдоль оси. Эти усилия воспринимаются опорно-упорным подшипником. Для контроля состояния опорно-упорного подшипника (степени износа его вкладышей) предусматривается контроль величины осевого сдвига вала (контроль положения вала по оси).

Контроль осевого сдвига на центробежных нагнетателях всех типов электроприводных ГПА осуществляется с помощью устройства, состоящего из гидравлического реле и двух электроконтактных манометров (рис. 4.7), контакты которых используются для подачи сигнала в защиту ГПА по осевому сдвигу нагнетателя.

При нормальной работе нагнетателя давление на манометрах поддерживается 150-180 кПа. При перемещении вала нагнетателя по оси на 1 мм давление на одном манометре повышается до 400-480 кПа, а на другом - понижается. Такой чувствительности устройства вполне достаточно, чтобы обеспечить надежную подачу сигнала об аварийном осевом сдвиге при смещении вала нагнетателя на 0,8-1,0 мм. По показаниям манометров осуществляется также настройка гидравлического реле и контролируется величина смещения вала нагнетателя в процессе работы.

Для обеспечения нормальной эксплуатации технологического оборудования КС предусматривается контроль уровня в различных резервуарах масла, воды и конденсата. В основном для этого применяются поплавковые устройства, с помощью которых обеспечивается визуальный контроль уровня по месту и сигнализация крайних значений, используемых в аппаратуре автоматического управления и регулирования (например, автоматического слива или долива жидкости).

В качестве примера на рис. 4.8 показано такое устройство контроля уровня масла в маслобаке нагнетателя 370-18-2. Конечные выключатели 3 этого устройства используются для сигнализации отклонений уровня масла от нормы. Положение штока поплавка 4 используется для показания уровня масла в емкости.

Рис. 4.7. Гидравлическое устройство контроля осевого сдвига центробежного нагнетателя:

1 - сопло; 2 - вал нагнетателя; 3 - диск; 4 - электроконтактный манометр типа ЭКМ-4;

5 - дроссельная шайба (3 мм); 6 - масло (Р = 500 кПа)

Рис. 4.8. Устройство контроля уровня масла в маслобаке центробежного нагнетателя типа 370-18-2:

1 - масло, сливаемое из двигателя; 2 - перегородка с фильтром;

3 - конечные выключатели верхнего и нижнего уровня масла; 4 - поплавок; 5 - отбор масла