Материалы парораспределения

До 1969 года расчетная температура пара, использовавшегося для привода турбин, была принята 565 °С. Поэтому на турбинах выпуска до 1969 года корпусные детали цилиндров, клапанов изготавливались из жаропрочной стали марок 15Х2М2ФБС, 20Х12ВНМФ. В 1969 году расчетную температуру снизили до 545 °С, что позволило применять для корпусных деталей более дешевую легированную сталь марок 15Х1М1Ф, 25Х1М1Ф.

Основные детали регулирующих и стопорных клапанов (втулки, седла, штоки, клапаны) изготавливаются из жаропрочных сталей. Поверхности наиболее ответственных деталей клапанов подвергаются поверхностному упрочнению (азотированию). Поверхностное упрочнение применяется для повышения износоустойчивости, усталостной прочности и коррозионной прочности деталей.

В зависимости от марки стали и параметров процесса азотирования, твердость поверхности может доходить до HR_A= 85.

Азотирование проводят в специальных печах в потоке аммиака, который под действием высокой температуры разлагается на азот и водород. Температура эта колеблется от 520 до 560 °С, а продолжительность процесса 24...48 ч. От времени и температуры зависит глубина слоя азотации. Полная глубина насыщенного слоя может доходить до 0,5...0,9 мм, однако эффективная глубина не превышает 0,25...0,30 мм.

Для углеродистых сталей в процессе проведения азотации поверхность становится коррозионностойкой.

Нержавеющие стали азотированию не поддаются. Исключение составляет сталь марок 15X11МФ, 15Х12ВНМФ, 20X12 ВНМФ.

В процессе азотирования происходит увеличение размеров в прямой зависимости от толщины слоя. Некоторое увеличение размеров азотированных деталей наблюдается в процессе эксплуатации. Особенно это заметно в начале эксплуатации; спустя 1000...1500 ч рост прекращается.

Длительное наблюдение за эксплуатацией азотированных деталей показало, что они хорошо работают при температуре 520 °С. При более высоких температурах, 550...570 °С, происходит процесс деазотации, который заключается в диффундировании азота вглубь металла и резком снижении твердости поверхности.

Наблюдение за работой органов парораспределения турбин показало, что после 500 часов непрерывной эксплуатации твердость азотированных деталей снижается с HR_A = 85 до HR_А = 45...50, после чего снижение твердости протекает очень медленно.

Сервомоторы являются исполнительными устройствами систем регулирования паровых турбин и предназначены для привода органов парораспределения. В турбостроении используется два вида сервомоторов:

• с односторонним подводом жидкости;

• с двухсторонним подводом жидкости.

Сервомоторы с односторонним подводом жидкости применяются для привода клапанов автоматического затвора, защитных клапанов и клапанов обратных соленоидных (КОС).

Сервомоторы с двухсторонним подводом жидкости применяются для привода дроссельных, регулирующих клапанов, а также поворотных диафрагм.

Общие требования к сервомоторам

Сервомоторы должны обладать достаточным быстродействием.

Сервомоторы должны обеспечивать необходимые перестановочные усилия для органов парораспределения в зависимости от нагрузки на турбине для того, чтобы обеспечить соответствующий расход пара в проточную часть при соответствующей электрической и тепловой нагрузке.

Принципиальная схема сервомотора с односторонним подводом жидкости и пружинной обратной связью показана на рис. 13.16.

При повышении импульсного давления Р_имп золотник 10, сжимая пружину 9, движется вверх, при этом открывает окна в буксе подачи силовой жидкости Р₀ под поршень сервомотора. Поршень начинает подниматься, сжимая пружины 5, при этом через рычаг обратной связи сжимается пружина 9, которая возвращает золотник в отсечное положение. Поршень сервомотора при этом останавливается. Таким образом, каждому значению Р_имп соответствует определенное положение сервомотора. При работе, когда золотник находится в отсечном положении, сервомотор можно прикрывать и снова открывать, перемещая опору рычага 6 вдоль рычага. Это устройство называется механизмом расхаживания. Уравнение усилий сервомотора имеет вид

__________________________________________________________

Рис. 13.16. Сервомотор с односторонним подводом жидкости:

1 — корпус; 2 — поршень; 3 — поршневые кольца; 4 — крышка; 5, 9 — пружины; 6 — механизм расхаживания; 7 — тарелка; 8 — букса; 10 — золотник

DP_пп × F = c × DH

где ΔР_пп = Р_2пп – Р_1пп — изменение давления;

F — площадь поршня, см²;

С — жесткость пружины (суммарная);

ΔН — изменение хода поршня;

Р_1пп — давление, уравновешенное натягом пружин

Типовые характеристики золотника и поршня сервомотора представлены на рис. 13.17 и 13.18.

Характеристика 3 на рис. 13.8 — наиболее реальный случай. В реальных условиях между отсечными кромками золотников и окнами в буксах делается перекрыша. Перекрыша — это разница между шириной бочки золотника и шириной окна в буксе. Величина перекрыш составляет 0,15...0,20 мм. Увеличение перекрыши ведет к повышению степени нечувствительности.

При ремонтах паровых турбин сервомоторы подлежат полной разборке. Разборку сервомоторов с односторонним подводом жидкости необходимо проводить с соблюдением техники безопасности и с применением специальной оснастки. Надо помнить, что под крышкой сервомотора установлены пружины, которые находятся в сжатом состоянии. Перед разболтовкой крепежа необходимо вывернуть два диаметрально противоположных болта (шпильки) и на их место установить две специальные шпильки с длиной резьбы 250.. .300 мм. На эти специальные шпильки навернуть по одной гайке до упора в крышку. После этого вывернуть оставшиеся болты и только потом отвернуть гайки на длинных шпильках, предварительно убедившись, что крышка движется вместе с гайками.

Ремонт сервомотора сводится к очистке внутренних полостей и деталей от отложения рабочих жидкостей (масляный шлам, продукты коррозии) и дефектации отдельных деталей.

Наиболее часто встречающиеся дефекты сервомоторов с односторонним подводом жидкости:

• поломка поршневых колец или потеря их подвижности в пазах поршня;

• плохое прилегание поршневых колец к поверхности цилиндра;

• усадка пружин.

Для уменьшения внутренних перетечек на поршне устанавливаются поршневые кольца, изготовленные из чугуна. Часто приходится сталкиваться с заменой изношенных поршневых колец, которые при эксплуатации перестают работать по причине заклинивания в пазах поршня вследствие попадания механических примесей и шлаков из рабочих жидкостей.

Поршневые кольца устанавливаются в пазах поршня с зазором 0,12...0,15 мм (рис. 13.19).

Зазор А в замке поршневого кольца делается 0,8...1,5 мм, в зависимости от диаметров поршня и цилиндра, и подгоняется без поршня. Для этого кольцо вставляется в верхнюю часть цилиндра и замеряется зазор.

Снятие и установка поршневых колец делается с помощью тонких пластин. Чрезмерная деформация колец при установке на поршень может привести к их поломке (кольца чугунные). Рабочие кромки поршневых колец должны быть острыми, фаски не допускаются.

Внутренняя поверхность цилиндра и днище очищаются от шлама и отложений рабочей жидкости. Незначительные риски заполировываются мелкой наждачной бумагой, после чего тщательно очищаются и продуваются сжатым воздухом.

В верхней части сервомотора на поршень установлены пружины. В случае применения нескольких пружин их свивка делается в разные стороны (правая, левая, правая и так далее). При ремонтах замеряется длина свободной от нагрузок пружины и сравнивается с чертежной длиной. Усадка пружины ведет к увеличению времени закрытия сервомоторов. Время закрытия регламентировано и указывается в паспорте турбины.

При окончательной установке сервомотора на клапаны автоматического затвора, а также на защитные клапаны с точки зрения безопасности турбины особое внимание обратить на то, что на нижнем упоре сидит клапан, а не поршень сервомотора. Поршень сервомотора не должен доходить до упора ~15 мм.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: