Системы избыточного давления и охлаждения статора и ротора электродвигателя

Для охлаждения электродвигателя и создания в нем избыточного давления применяется воздух. Охлаждающий воздух должен быть чис­тым, с температурой не выше 35°С, не содержать пыли и взрывоопас­ных примесей. Пыль загрязняет вентиляционные каналы и обмотки, что нарушает нормальное охлаждение двигателя, приводит к его перегре­ву и снижению эксплуатационной надежности.

В процессе эксплуатации для охлаждения статоров электродвигате­лей типа СТД-12500-2 ранее использовалась система с замкнутым цик­лом охлаждения. Охлаждающий статор воздух с помощью вентилято­ров циркулировал по замкнутому контуру, где он в свою очередьох-лаждался водой в двух воздухоохладителях типа ВБ-140, располагав- * шихся по бокам статора. Воздухоохладитель состоит из трубных досок > сзавальцованнымивних латунными трубками, по которым циркули- ; ровала вода с температурой не более 30°С.

Однако эта система охлаждения статоров электродвигателей не на- | шла широкого применения в силу следующих недостатков:

• необходимости охлаждения воздуха до 30°С, что требовало большо­
го количества аппаратов охлаждения и вело к увеличение эксплуа­
тационных затрат; |

• снижения надежности работы ГПА из-за увеличения отказов систе­мы водяного охлаждения, особенно в зимний период эксплуатации.

Эти недостатки были исключены после перехода на систему с разом­кнутым циклом охлаждения статора.

В этой системе охлаждения в кожухе двигателя предусмотрены специальные окна для забора воздуха из машзала. Для очистки ох­лаждающего воздуха установлены матерчатые фильтры. Схема системы охлаждения показана на рис 4.3. Центробежные вентилято­ры, расположенные на роторе, нагнетаю^ воздух в зону лобовых частей обмотки статора (зона высокого давления). Из зоны высоко­го давления воздух распределяется на два потока. Первый поток проходит в воздушную полость двигателя и через вентиляционные радиальные каналы между пакетами статора выходит под обшивку статора (зона горячего воздуха). Второй поток по перепускным ка­налам проходит к средним пакетам и по радиальным каналам между ними попадает в воздушный зазор двигателя, откуда через каналы крайних пакетов выходит под обшивку статора, смешиваясь с пер­вым потоком. Через боковые жалюзи двигателя и по коробу воздух выводится за пределы компрессорного цеха. На коробе имеются жалюзи, посредством которых в зимний период эксплуатации горя­чий воздух может использоваться для обогрева помещения машзала. Ротор двигателя охлаждается прямым обдувом воздуха от тех же вентиляторов. Контроль за степенью загрязнения матерчатых филь­тров осуществляется датчиками перепада давления типа ДПН-25. При возрастании перепада давления до 40 мм вод. ст. производят замену фильтров. Контроль за эффективностью работы системы ох­лаждения осуществляется с помощью термометров сопротивления

Рис. 4.3.Схема охлаждения электродвигателя типа СТД: 1 - ротор; 2 - пакеты

статора; 3 - вентилятор; 4 - радиальные каналы охлаждения статора;

5 - обшивка статора; 6 - воздушные фильтры; 7 - кожух; 8 - жалюзи подачи

теплого воздуха в машзал

путем замера температуры охлаждающего воздуха на входе венти­ляторов и горячего воздуха на выходе из статора.

С помощью датчиков сопротивления типа ТСМ-11, изготовленных из медной проволоки, контролируется температура в наиболее горя-

чих частях статора. В каждой фазе уложено по одному датчику сопро­
тивления на дно паза - «сталь» и между слоями обмотки - «медь».
Температура обмоток ротора и стали статора не должна превышать
130 "С. ' . ч

При установке ГПА в индивидуальных укрытиях или в компрес­сорных цехах без разделительной стенки их оборудуют системой со­здания избыточного давления воздуха, которая предназначена для про-'] дувки электродвигателя воздухом перед пуском и поддержания избы­точного давления воздуха под кожухом электропривода во время его i работы. Перед пуском электродвигатель продувается 5-6-кратным объемом воздуха. Избыточное давление препятствует проникновению; газа во внутренние полости двигателя и образованию взрывоопасной ; смеси. Поступающий под кожух воздух служит также для охлаждения двигателя во время его работы. На ри 4.4 показана принципиальная схема создания избыточного давления (продувки) электродвигателя ЭГПА-25.

Оборудование для создания воздушного затвора расположено в от­дельном блок-боксе. Воздух, засасываемый двумя вентиляторами 5, проходит через противодождевые жалюзи 1 и попадает в пылеулавли­вающую камеру 2, где оседают крупные частицы пыли. Далее воздух проходит через сетчатые фильтры тонкой очистки 3, подогреватели воздуха 4 и поступает на центробежный вентилятор 5. После прохож­дения противопожарного клапана 6 воздух поступает в помещение, где установлен агрегат и по системе воздуховодов подается под ко­жух двигателя, после чего по свечному воздуховоду отводится за пре­делы ГПА. Автоматически включающие электроподогреватели 4 (рис.4.4), предназначены для подогрева воздуха, когда его темпера­тура на входе ниже 20 °С. Противопожарный клапан 6 служит для прекращения подачи воздуха под кожух двигателя в случае возникно­вения пожара.

Система «воздушный затвор» автоматически отключается в слу­чаях:

• сигнализации «пожар в двигателе»;

• при переходе агрегата в режим «остановка»; /

• при закрытии противопожарного клапана;

• при понижении избыточного давления под кожухом двигателя - ме­нее 200 Па;

• по команде оператора.

Рис. 4.4. Принципиальная схема системы избыточного давления электропривода

ЭГПА-25: 1 - нротиводождевые жалюзи с электроприводом;

2 - пылеулавливающая воздушная камера; 3 - сетчатые фильтры;

4 - электрические подогреватели воздуха; 5 - центробежный вентилятор с

электроприводом; 6 - противопожарный клапан; 7 - центробежный нагнетатель

Отключение «воздушного затвора» приводит к аварийной оста­новке агрегата. Вентиляционная система - система избыточного дав­ления (продувки) воздуха в данном случае является индивидуаль­ной, отдельной для каждого двигателя. При отключении этой систе­мы или при понижении давления произойдет аварийная остановка ГПА. Без создания избыточного давления и без предварительной про-

Рис. 4.5а. Главный насос смазки ГПА типа

СТД-4000: 1 - насос шестеренчатый; 2 - приводной

вал, 3 - колесо редуктора; 4 - корпус редуктора

Рис.4.56. Главный насос смазки ГПА типа

СТД-12500: 1 - насос шестеренчатый, 2 - приводной

вал; 3 - колесо насоса, 4 - корпус редуктора

глава 4

ного 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, редукто­
ра 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 под­
шипниковых 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, ГОСТ 9972-74. 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 (ГЭН). При работе ЭГПА температура под­шипников не должна превышать 70 °С.

Для обеспечения нормальной работы агрегата в системе маслоснаб-жения 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 масло-

ГПА с электроприводом

насосов 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.

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

14. А. Н. Козаченко

АВО масла

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

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 резер-

вуарах 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.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: