3.6. Система защиты турбины

Система защиты турбины предназначена для предупреждения воз­никновения или развития аварии. При авариях, приводящих к резкому возрастанию частоты вращения ротора, осевом сдвиге, вибрации и при неисправностях в системе регулирования необходимо быстро прекра­тить подачу пара в турбину, воздействуя на стопорный клапан на линии острого пара и на обратный клапан на линии отборного пара. При нор­мальной работе турбины стопорный и обратный клапаны полностью открыты. В открытом положении они удерживаются силой давления масла, которое подается под поршни сервомоторов клапанов из напор­ной магистрали 0,59 МПа. При срабатывании зашиты отсекается под­вод масла под поршни сервомоторов и одновременно открывается слив масла в бак, в результате чего происходит быстрое закрытие клапанов. Стопорный клапан используется и при нормальных режимах работы турбины, при пусках и остановах.

Другой способ защиты заключается в автоматическом включении резервных механизмов (насосов) от пусковых устройств, а также уста­новка предохранительных клапанов в выхлопном патрубке турбины. На рис.3.9 приведена схема, включающая защиту турбоустановки при сле­дующих нарушениях:

• недопустимом повышении частоты вращения ротора;

• недопустимом осевом сдвиге;

• снижении вакуума в конденсаторе;

• повышении давления в масляном клине упорного подшипника;

• падении давления масла на смазку подшипников;

• падении давления масла в системе регулирования.

При повышении числа оборотов ротора на 10-12 % больше номи­нального во всех вращающихся частях турбины возникают опасные напряжения, приводящие к поломке турбины. Защиту от недопустимо­го повышения оборотов ротора осуществляет автомат безопасности (рис.3.10), состоящий из двух предохранительных выключателей и золотника предохранительных выключателей. Датчиком, восприни­мающим повышение числа оборотов ротора, является предохранитель­ный выключатель, встроенный в расточку вала. Основной элемент пре­дохранительного выключателя - боек 3, удерживаемый пружиной 2. Центр тяжести бойка не совпадает с линией центра тяжести ротора, и при повышении частоты вращения ротора до 3300-3360 об/мин пру-

56

57

жина уже не может удерживать боек, он освобождается и выдвигается из расточки ротора на 6 мм. Выдвижение бойка приводит к удару по рычагу 7. Рычаг соскакивает с упора 6, и золотник 9 под действием освобожденной пружины / 7 перемещается вправо. При этом во втулке 10 перекрываются окна для подвода масла к сервомоторам стопорного и обратного клапанов и открываются окна для слива масла. В результа­те клапаны практически мгновенно закрываются.

\Щ\ Ш-, И;

J-I(Уде/щу&ю)

Рис. 3.9. Структурная схема защиты турбины

/-автомат безопасности; 2-реле осевого сдвига; 3-дистанционный выключа­тель; -/-сервомотор стопорного клапана; 5-сервомотор обратного клапана; 6— пусковос реле электронасоса; 7-аварийный электронасос; 8-главный масляный насос; 9-регулятор турбонасоса; /0-турбонасос Входные сигналы: а - частота вращения ротора: б - осевой сдвиг;

в - ручное воздействие на автомат безопасности; г — вакуум в конденсаторе; д - давление в масляном клине подшипника; е - дистанционное (с пульта ТЭЦ) отключение турбины.

Золотник предохранительных выключателей имеет также ручной выключатель, которым при необходимости можно прекратить подачу пара в турбину. Для этого имеется кнопка 14, нажав на которую толка­телем 12, выводят рычаг 7 из зацепления с упором б и, следовательно, отключают турбину (как при срабатывании защиты).

Реле осевого сдвига (рис. 3.11) защищает турбину от недопустимо­го сдвига ротора в сторону генератора. Причиной этого может быть выплавление или чрезмерный износ колодок упорного подшипника.

58

Рис. 3.10. Автомат безопасности

а -предохранительный выключатель, б -золотник предохранительных

выключателей /-втулка; 2-пружина; 3-боек; -/-штифт; 5-вал турбины; 6-упор; 7-рычаг; 8-валик: 9-золотник; /0-втулка с окнами; //-фланец; /2-толкатель; /З-винт сто­порный; /-/-кнопка ручного выключателя: /5-пружина толкателя; /б-колпак; /7-пружина золотника: /S-винт; /9-прокладка: 20-корпус подшипника; 21-

пружина рычага А - подвод масла высокого давления к стопорному и обратному клапану; Б - слив масла из стопорного и обратного клапанов в маслобак после сра­батывания защиты

В схеме защиты применяется реле индукционного типа РОС-6, в котором для измерения малых зазоров между проводниками использу­ется метод электромагнитной индукции. Импульсом для срабатывания реле служит смещение гребня упорного подшипника относительно ко­лодок,которое адекватно изменению зазора между концом вала и по­стоянным магнитом /. При увеличении зазора сверх допустимого зна­чения наводимая в обмотках ЭДС вызывает смещение соленоида вы­ключателя 5. Соленоид посредством механической системы воздейст­вует (ударяет) на кнопку 14 (см. рис. 3.10) золотника предохранитель-

59

ных выключателей. Далее все происходит как при ручном отключении турбины кнопкой 14.

Рис. 3.11. Реле осевого сдвига

/-постоянный магнит: 2-усилитель: 3-индикатор осевого сдвига: 4-рсгу-лятор сигнала: 5-элсктромагнитный выключатель: б-золотник предохрани­тельных выключателей

Защиты турбины от недопустимого снижения вакуума в конденса­торе и от повышения давления в масляном клине упорного подшипника воздействуют на дистанционный выключатель 3 (рис. 3.9). При появ­лении сигнала от электроконтактного манометра электромагнит вы­ключателя перемещает свой золотник, в результате чего закрывается подвод масла к сервомоторам стопорного и обратного клапанов и тур­бина отключается. Дистанционный выключатель позволяет остановить турбину с ГЩУ ТЭЦ.

Защита от падения давления масла на смазку подшипников и в сис­теме регулирования обеспечивается включением резервного электро­насоса 7 и пускового турбонасоса 10 (см. параграф 3.4). Если давление масла продолжает падать и при срабатывании защиты (или если защита не срабатывает), то поршни сервомоторов стопорного и обратного кла­панов опускаются под действием пружин сами и турбина останавлива­ется.

Следует отметить, что возможны и другие аварийные ситуации, кроме перечисленных, при которых турбина должна быть немедленно остановлена машинистом.