13.3.5. Ремонт автоматов безопасности

Автомат безопасности, устанавливаемый на турбине, служит для ее защиты от чрезмерного повышения частоты вращения ротора. Как уже говорилось, автомат безопасности, согласно ПТЭ, настраивается на срабатывание при НО... 112 % номинальной частоты вращения или на величину, указанную заводом-изготовителем. Широко распространены астатические центробежные регуляторы двух типов:

— бойковый;

— кольцевой.

Н а рис. 13.10 изображен автомат безопасности бойкового типа. Боек 1 выполнен так, что его центр тяжести смещен относительно оси вала турбины 4 на величину е. При вращении вала турбины на боек действует центробежная сила, стремящаяся сместить его через направляющее отверстие во втулке 2. До определенной частоты вращения боек удерживается на упоре в гайку 5 пружиной 3. Когда частота вращения достигнет величины настройки автомата, центробежная сила бойка оказывается больше предварительного сжатия пружины, задаваемого втулкой 2, боек астатически смещается от упора на величину а и своим концом ударяет по рычагам исполнительного механизма, называемого золотниками автомата безопасности. ЗАБы в свою очередь производят быстрое закрытие стопорных и регулирующих клапанов турбины.

Ц

Рис. 13.10. Автомат безопасности бойкового типа:

1 — боек; 2 — втулка; 3 — пружина; 4 — вал; 5 — гайка

ентробежная сила, воздействующая на движущиеся части автомата безопасности, прямо пропорциональна их массе. Для увеличения этой силы применяют автоматы безопасности кольцевого типа. На рис. 13.11 показан автомат такого типа, который устанавливается на всех современных турбинах производства АО ТМЗ, за исключением турбины Т-250/300-240. Автомат безопасности жестко крепится к переднему концу вала насосной группы и имеет два кольцевых бойка — передний 1 и задний 2. Бойки через клинки воздействуют на ЗАБ. Кроме того, что бойки кольцевого типа обладают большей силой удара по сравнению с бойковым автоматом безопасности, кольцевой боек в состоянии переместить клинки и ЗАБ даже в случае повышенных сил сопротивления. Происходит это потому, что точка удара кольца по клинку смещена от линии его перемещения на довольно большой угол и передающаяся на пружину через рычаг и боек часть силы сопротивления настолько мала, что не в состоянии сжать пружину и возвратить боек в исходное положение. Кольцевой боек позволяет также достаточно просто производить операции с подводом к нему масла. Автомат безопасности выполнен с неподвижным стержнем 4, вдоль которого при срабатывании перемещается кольцо 1, преодолевая силу натяжения пружины 3. Кольцо направляется натяжной гайкой 5 и втулкой 6, запрессованной в кольцо. Изменением натяжения пружины при помощи натяжной гайки 5 производится настройка автомата безопасности.

Для исключения электроконтактной эрозии втулок и стержней в настоящее время втулки и натяжные гайки выполняются с фторопластовыми вставками. В теле кольца с более тяжелой стороны симметрично относительно оси перемещения выполнены две камеры k, которые при операциях "расхаживание" и "опробование" бойка заполняются маслом. Масло к камерам подводится по каналам, идущим от кольцевых выточек. К каждому из бойков масло через сопла подводится независимо, кроме автоматов безопасности турбин ПТ-25-90/10 ТМЗ и Т-25-90ТМЗ, в которых имеется только одна кольцевая выточка и масло подводится через одно сопло сразу к обоим бойкам. В каждой камере имеется радиальное отверстие диаметром 1,5 мм для слива масла, когда его подача из сопел прекращается.

Ремонт автомата безопасности

При разборке автомата безопасности необходимо измерить величину утопания натяжной гайки в кольце и промаркировать ее расположение относительно кольца, проверить чистоту сливных отверстий в камерах и чистоту поверхностей самих камер. Засорение сливных отверстий приводит к отказу возврата бойка после испытания его наливом масла. Кольцо без пружины должно свободно перемещаться вдоль стержня под собственным весом при любом положении гайки, ход кольца при этом должен быть равен 4,0 мм для всех турбин, кроме Т-250/300-240МЗ (6,0 мм), ПТ-25-90/10ТМЗ и Т-25-90 ТМЗ (6,5 мм).

Основные неисправности в автоматах безопасности — это износ направляющих втулок и поломка или остаточная деформация в пружинах.

При ремонте эти дефектные детали подлежат замене. Особое внимание необходимо уделить проверке новых пружин. Геометрические размеры пружин должны строго соответствовать чертежным, неперпендикулярность и непараллельность образующей к опорной поверхности должны быть не более 0,5 мм на 100 мм длины. Перед установкой пружину необходимо сжать до соприкосновения витков и выдержать в таком состоянии в течение суток. Торцы пружины должны быть плоскими.

После сборки автомата безопасности (особенно в случае замены деталей) его необходимо настроить на испытательном стенде.

Затем автомат безопасности необходимо испытать после установки его на турбину. С каждым бойком можно производить три контрольных операции:

— опробование разгоном ротора;

— опробование подачей масла;

— расхаживание подачей масла.

Во время этих операций один из бойков и золотник ЗАБ находятся в рабочем состоянии, при этом они в случае необходимости могут отключить турбину, кроме турбин ПТ-25-90/10МЗ и Т-25-90ТМЗ, на которых во время проведения этих операций защита отключена.

Опробование повышением частоты вращения ротора — основная проверка защиты от разгона. Как отмечалось выше, бойки должны срабатывать при частоте вращения ротора 3300...3360 об/мин. Момент срабатывания бойков настраивают путем изменения натяжения пружин при помощи натяжной гайки. Поворот натяжной гайки на 30° изменяет настройку примерно на 30 об/мин.

Операцию "расхаживание подачей масла" периодически проводят на турбине, работающей под нагрузкой, для исключения продолжительной относительной неподвижности бойков и ЗАБ. После прекращения подачи масла к бойку необходимо убедиться, что боек возвратился на место при той же частоте вращения.

При операции "опробование подачей масла" на холостом ходу устанавливают частоту вращения ротора около 2950 об/мин (до подачи масла на боек). Срабатывание автомата безопасности на этой частоте после подачи масла свидетельствует о том, что бойки имеют запас в настройке, обеспечивающий проведение расхаживания на работающей турбине даже при некотором отклонении частоты электрического тока в сети.