Глава 1. Устройство котельных установок

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

 

§ 9.1 Техническое обслуживание при использовании паровых котлов

Техническая эксплуатация котлов должна производиться в строгом со­ответствии с инструкциями заводов- изготовителей и требованиями Пра­вил технической эксплуатации судо­вых паровых котлов ', где подробно описаны все операции по техничес­кому обслуживанию котлов любых типов, находящихся под надзором Регистра СССР. При эксплуатации необходимо также руководствовать­ся Правилами Регистра СССР, Уста­вом службы на судах Министерства морского флота Союза ССР, Поло­жением о технической эксплуатации морского флота, Правилами техни­ки безопасности на судах морского флота, Наставлением по борьбе за живучесть судов Министерства мор­ского флота Союза ССР, Санитар­ными правилами для морских су­дов СССР, Наставлением по предот­вращению загрязнения моря с судов и другими директивными документа­ми по вопросам эксплуатации тех­нических средств, издаваемыми Мин- морфлотом и судовладельцем.

К эксплуатации допускаются толь­ко технически исправные средства, а к обслуживанию — лица, имеющие свидетельство на право их эксплуа-

тации, следовательно, изучившие установку, указанные инструкции и - положения. Поскольку котлы могут быть самых разных типов, ниже рас­сматриваются основные Положения эксплуатации применительно к наи­более распространенным вспомога­тельным и утилизационным котлам, установленным на обычных транс­портных теплоходах.

Правила по техническому обслу­живанию при использовании котлов подразделяются на ряд отдельных операций: подготовка к действию, обслуживание в действии, меры пред­осторожности при обслуживании.

Подготовка котла к действию.

Производят наружный осмотр уста­новки и осмотр котлов с газовой сто­роны. При наружном осмотре про­веряют, все ли монтажные и ремонт­ные работы закончены, убраны ли посторонние предметы и легковос­пламеняющиеся материалы, уста­новлены ли на места штатная арма­тура и КИП, не имеют ли они пов­реждений. Контролируют также сос­тояние паропровода, плавность от­крытия и закрытия клапанов, сос­тояние изоляции, крепление котла на фундаменте, работу котельных вентиляторов и освещение (нормаль­ное и аварийное). При осмотре котла с газовой стороны проверяют состояние топки, кладки, основных поверхностей нагрева, а также паро­перегревателя, экономайзера и воз­духоподогревателя (если котел ими оборудован), отсутствие топлива в топке, исправность топочных уст­ройств. После выполнения указанных операций проводятся подготовка си­стем, обслуживающих котел, и за­полнение его водой.

При подготовке питательной сис­темы предварительно проверяют ко­личество и качество питательной во­ды, осматривают систему, открыва­ют арматуру, опробуют питательные средства.

Перед заполнением котла водой должны быть открыты следующие клапаны: к водоуказательным при­борам, питательные, продувки вы­ходного коллектора пароперегрева­теля (если таковой имеется), к мано­метрам и воздушный. При отсутствии воздушного клапана можно исполь­зовать клапаны продувки маномет­ров. Все остальные клапаны должны быть закрыты, при этом паровые кла­паны во избежание их зажима при прогревании следует слегка стронуть на открытие.

Заполнять котел водой можно только с разрешения старшего ме­ханика. Заполнение ведут обычно до отметки «рабочий уровень», но во всяком случае не ниже Нижней и не выше верхней отметок уровней на водоуказательном приборе. Котлы заполняют дистиллятом, пресной во­дой или конденсатом пб возможнос­ти тёплыми с одновременным вво­дом химических реагентов.

При подготовке топливной систе­мы предварительно проверяют на­личие топлива в цистернах, спуска­ют из них отстой, осматривают сис­тему, открывают арматуру, прове­ряют исправность быстрозапорного клапана (БЗК), действие дистан­ционных приводов, устанавливают форсунки со стояночными распыли- вающими шайбами, контролируют, открыты ли заслонки в газоходах и сняты ли с дымовой трубы крышки или чехлы.

Перед разводкой огня необходимо: проверить работу электровоспламе­нителя или подготовить асбестовый факел — металлический пруток дли­ной не менее 1м с отбойным дис­ком для ручного зажигания форсу­нок, убедиться в подаче пара к системе подогрева топлива, ввести в работу топливоподогреватели, топ­ливные насосы, заполнить топливную систему подогретым топливом и про­качать ее через клапан рециркуля­ции до полного вытеснения воздуха.

Одновременно надо подготавли­вать к действию средства автомати­ки котла. Регуляторы-и управляющие устройства следует установить в по­ложение «ручное управление». Необ­ходимо открыть арматуру на авто­матических системах, подать в них 107 рабочую среду, убедиться в отсут­ствии ее утечек и проверить давле­ние.

Обслуживание котла в действии. Порядок и время разводки огня и подъема пара регламентируются инструкциями по эксплуатации. В полностью автоматизированном аг­регате этот процесс осуществляется автоматически при установке орга­нов управления и регулирования в положение «автоматическая рабо­та». В котлах, у которых автома­тический пуск не предусмотрен, управляющие органы должны быть установлены в положение «руч­ное управление». Перед зажиганием форсунки топка должна быть про­вентилирована котельным вентиля­тором для удаления взрывоопасных смесей газов.

Форсунку зажигают электровос­пламенителем или ручным факелом. Если форсунка не загорелась.или она по каким-либо причинам погас­ла, немедленно с помощью топлив­ного БЗК перекрывают подачу топ­лива, после выяснения причины топ­ку вентилируют не менее 3 мин и опе­рацию повторяют. Соседние фор­сунки могут зажигаться от воспла­менителя или от соседней работаю­щей форсунки. Категорически запре­щается зажигать форсунку от раска­ленной кладки.

Подъем пара следует проводить по возможности медленно. Ускорен­ный пуск котла может проводиться только по распоряжению капитана, о чем делается запись в машинном журнале. Котел считается действую­щим с момента подъема в нем давле­ния пара выше атмосферного. При появлении непрерывной струи пара, выходящей из воздушного клапана, его и паровые клапаны, ранее стро­нутые на открытие, закрывают.

В течение периода подъема пара проводят наружный осмотр котла с целью обнаружения пропусков и иных неполадок. Затягивать болты на крышках лазов, горловин, флан­цев разрешается при давлении пара не выше 0,5 МПа. По достижении 108 половины рабочего давления (или значения, оговоренного инструкцией) вручную проверяют действие пре­дохранительных клапанов.

При достижении рабочего давле­ния подъем пара считается закон­ченным. С этого момента необходимо включить на автоматический режим регуляторы питания, провести верх­нее продувание, повторно проверить работу предохранительных клапанов, исправность действия водоуказатель­ных приборов, средств питания и сис­тем защиты. Если розжиг котлов про­изводится, когда на судне еще нет пара, то используют дизельное топ­ливо, не требующее подогрева.

При включении котла к внешним потребителям уровень воды в нем должен быть не выше рабочего во избежание уноса воды в паропровод. Если включение осуществляется в хо­лодную паровую магистраль, паро­провод должен быть медленно про­грет в течение не менее 15 мин при открытых клапанах продувки.

При включении котла в магист­раль, находящуюся под давлением (в параллельную работу с действую­щим котлом), необходимо выравнять давления или создать в подключае­мом котле давление на 0,05—0,1 МПа выше и только после этого откры­вать разобщительный клапан. При открытии разобщительного клапана его следует сначала лишь стронуть, а по истечении 5 мин слегка приот­крыть и только затем медленно, в течение 5—10 мин., осторожно отк­рыть полностью.

После включения котла вводят в действие все системы автоматическо­го и дистанционного управления, уст­ройства защиты и сигнализации, для чего переводят все управляющие ор­ганы в положение «автоматическая работа». Затем устанавливают за­данные значения регулируемых па­раметров и проверяют поддержание их регуляторами.

За действующим котлом и обслу­живающими его механизмами и сис­темами надо вести наблюдение по показаниям КИП, сигналам аварий- туру питательной воды, давление в циркуляционном контуре, температу­ру газов на входе и выходе, сопро­тивление газового тракта, качество воды. Периодически следует удалять сажу и гудрон из приемных частей и с поверхностей нагрева. Призна­ками загрязнения являются увели­чение температуры уходящих газов, газового сопротивления и снижение давления пара при неизменных на­грузках и параметрах выпускных га­зов. Необходимо следить за герме­тичностью обшивки котла, своевре­менно принимать меры для устране­ния неплотностей. При загорании гудрона в двойной обшивке надо не­медленно включить систему пароту- шения или применить другие пре­дусмотренные для этого случая сред­ства огнетушения.

Котлы выводят из действия для проведения профилактических осмот­ров, чистки, подготовки к освиде­тельствованию инспектором Регистра СССР и для выполнения ремонтных работ. Возможны также случаи экст­ренного вывода его из действия.

При выводе котла из действия, например для проведения чистки, последовательно выполняют следую­щие операции: производят обдувку поверхностей нагрева, если позволя­ет обстановка, так как эту опера­цию, как правило, надлежит прово­дить на ходу судна; переводят агре­гат на ручное управление; отклю­чают средства автоматического регу­лирования и защиты; снимают на­грузку по пару; переводят форсунки на растопочное топливо; отключают топливоподогреватель; производят тща­тельное верхнее продувание с после­дующим подпитыванием. После это­го, снизив давление топлива, выклю­чают форсунки и останавливают Топливно-форсуночный насос. Неко­торое время вентилируют топку и газоходы.

Сразу же после прекращения го­рения и дутья нужно принять меры для предотвращения проникновения в котел холодного воздуха. Выведя котел из действия, нужно убедиться 110

в надежности разобщения его с действующими агрегатами и систе­мами, сняты или завязать маховики клапанов и вывесить предупреди­тельные таблички. Охлаждать котел следует по возможности медленно. О продолжительности спуска пара и охлаждении котла должна быть сделана запись в машинном жур­нале.

При бездействии котла длитель­ностью не более 24 ч допускается его хранение с водой, а при без­действии котла свыше указанного срока он должен быть осушен или подготовлен к одному из способов длительного хранения. Воду разре­шается удалять только после того, как температура ее снизится до 50 °C. Запрещается производить осу­шение («выдувание») через клапан нижнего продувания под воздействи­ем давления в котле. Перед вскры­тием лазов необходимо убедиться в отсутствии в котле пара и горячей воды.

При выводе котла из эксплуата­ции на длительное время должны быть приняты меры, предохраняю­щие его от коррозии. В зависимости от установленной длительности без­действия котла приняты два спосо­ба: «мокрое хранение» и «сухое хранение».

Длительность «мокрого хранения» допускается не более 30 сут. При этом способе хранения котел, вклю­чая пароперегреватель и экономай­зер (если таковые имеются), пол­ностью заполняют водой и одновре­менно вводят в воду химические реа­генты. После заполнения котла во­дой ее нагревают до температуры кипения при открытом воздушном клапане для удаления воздуха. Наг­рев осуществляют путем включения форсунки. После этого, закрыв воз­душный клапан, подключат котел к расширительному баку, который рас­полагается выше поверхностей наг­рева котла, и производят подпитку с доведением уровня до ²/з высоты водоуказательного прибора на баке. Для предупреждения замерзания во-

ности нагрева контакт воды с раска­ленной поверхностью может привести к тяжелым аварийным последствиям. В этом случае нужно немедленно прекратить горение, питание, подачу воздуха в топку, закрыть стопбрный клапан и заслонки воздухонаправ­ляющих устройств.

После остывания котел вскрывают,' осматривают. При отсутствии види­мых повреждений — выпучин, тре­щин, деформаций котел подвергают гидравлическому испытанию на ра­бочее давление. При положительном результате испытания с разрешения старшего механика котел может быть допущен к дальнейшей эксплуата­ции, но об упуске воды должен быть составлен акт для передачи в службу судового хозяйства пароходства, а в машинном журнале должна быть сделана запись. По приходе в порт котел предъявляют Регистру СССР для освидетельствования.

К весьма тяжелым последствиям могут привести взрывы в топках, пожары в газоходах и непосредствен­но в самом котельном отделении. Для предотвращения таких случаев необходимо не допускать скопления топлива в топке, вентилировать ее котельным вентилятором, поддер­живать в исправности обмуровку и изоляцию, не допускать течей в сое­динениях топливной системы, содер­жать в чистоте машинное отделение, не оставлять на паропроводах го­рючих материалов, следить за ис­правностью электрооборудования, не вести работы с применением откры­того огня в районе, где находится топливо, не вносить открытый огонь в коллекторы при вскрытии.

В котельном отделении категори­чески запрещается хранить и при­менять бензин. В случае возгорания сажи в дымоходе нужно выключить форсунки и дутьевые вентиляторы, усилить подачу воды в экономайзер (если он имеется), включить паровые сажеобдуватели. При наличии сис­тем пожаротушения подать в газоход углекислоту или другой огнегаситель.

При любых повреждениях котла надо вызывать старшего механика. В случае необходимости эвакуации личного состава из котельного по­мещения для применения объемного способа пожаротушения котлы долж­ны быть экстренно выведены из дей­ствия с помощью местных и дистан­ционных приводов. При необходимо­сти затопления котельного помеще­ния, являющегося крайней мерой тушения пожара, необходимо пол­ностью спустить пар из котлов.

§ 9.2 Периодическое техническое обслуживание паровых котлов

Техническое обслуживание пред­усматривает периодическую очистку котла с газовой и водяной стороны, промежуточные и ежегодные осмот­ры котла под паром, подготовку и предъявление котла к освидетель­ствованию Регистром СССР, гид­равлические испытания и профилак­тический ремонт кладки, арматуры, средств автоматики.

Перед допуском людей внутрь кот­ла он должен быть надежно разоб­щен от действующего котла и от ра­ботающих систем и тщательно про­вентилирован. Электрическое осве­щение должно иметь напряжение не более 12 В.

Эффективным средством борьбы с отложениями на поверхности нагрева с газовой стороны является обдувка их паром (иногда воздухом). Суще­ствуют различные конструкции саже­обдувочных устройств. У вспомога­тельных и утилизационных котлов широко используют устройства в ви­де поворотных труб с установлен­ными вдоль них соплами. В низко­температурных зонах могут приме­няться неподвижные трубы.

Для облегчения процесса саже- обдувки и обеспечения правильного и последовательного включения са­жеобдувочных устройств на 'совре­менных (преимущественно главных) котлах устанавливают автоматиче-

внутреннего диаметра проверяемой трубы.

В процессе эксплуатации котель­ной установки для контроля ее техни­ческого состояния проводят проме­жуточные профилактические, наруж­ные и внутренние осмотры котла.

Промежуточные профилактиче­ские осмотры проводит старший ме­ханик или механик по заведованию не реже одного раза в 3 мес обычно в период вывода котла из действия для очистки. При этом проверяют состояние поверхностей нагрева, кир­пичной кладки, изоляции, скользя­щих опор, котельной арматуры и форсунок.

При необходимости для обнаруже­ния накипи котел осматривают также с водяной стороны. Результаты ос­мотра отражаются в машинном жур­нале и в формуляре котла.

Внутренние и наружные осмотры осуществляются ежегодно, при этом для внутреннего осмотра котел выво­дят из действия и вскрывают, а для наружного — оставляют под паром. Внутренние и наружные осмотры обычно проводят с участием пред­ставителя службы судового хозяй­ства пароходства. Как правило, эти осмотры приурочивают к ежегодным освидетельствованиям котла Регист­ром СССР.

Технический надзор за котлами во время эксплуатации Регистр СССР осуществляет в виде освидетельство­ваний. Ежегодные освидетельствова­ния проводятся с целью подтвержде­ния класса Регистра СССР.

Перед подготовкой котла к внут­реннему освидетельствованию его осу­шают, вскрывают лазы и горловины, тщательно очищают поверхности нагрева ' со сторону пароводяного пространства и со стороны газов. Кроме того, производят очистку топ­ки, дымоходов, проверяют состояние коллекторов и их внутренних частей, всех поверхностей нагрева, кирпич­ной кладки, обшивки, газоходов, га­зонаправляющих щитов. Проверяют также состояние настила второго дна и набора судна в районе фунда- - 114

мента котла, крепление котла на фундаменте, отсутствие препятствий его тепловому расширению, состоя­ние арматуры и приводов к ней.

При наружном осмотре котла под паром прежде всего проверяют, нет ли пропусков воды и пара, в исправ­ном ли состоянии клапаны и какова плотность их закрытия, сверяют по­казания штатных манометров и конт­рольного. Проверяют исправность действия водоуказательных прибо­ров, клапанов верхнего и нижнего продувания, питательных средств, систем автоматического регулиро­вания, защиты, сигнализации, бло­кировки и переключателей с автома­тического управления на ручное и наоборот; Кроме того, проверяют чистоту и освещенность котельного отделения, наличие инструмента, запасных частей, противопожарного оборудования и снабжения.

В процессе проведения наружного осмотра котла под паром проверяют действие предохранительных кла­панов и дистанционных приводов к ним.

Внеочередное освидетельствование котла Регистром СССР проводится после ремонта или аварии. Резуль­таты освидетельствований заносятся в регистровую книгу котла.

Гидравлические испытания прово­дят для выявления труднообнару- живаемых дефектов, таких, как не­плотности швов и развальцовки труб.

В соответствии с Руководством по техническому надзору за судами в эксплуатации Регистра СССР гид­равлические испытания на пробное давление проводятся при первона­чальном освидетельствовании и за­тем один раз в 8 лет.

Котлы, недоступные для полного внутреннего освидетельствования, подвергают гидравлическим испы­таниям один раз в 4 года.

Недоступным для полного внут­реннего освидетельствования счита­ется котел, у которого любой элемент, подвергающийся давлению (или часть его), кроме трубных элементов с внутренним диаметром менее 250 м.м,

недоступен визуальному осмотру с обеих сторон.

Если котел был на длительном хранении более года, снимался с суд­на или был подвергнут ремонту с за­меной более 15% испарительных труб, с вваркой заплат, с заваркой трещин и устранением прочих суще­ственных дефектов, то котел под­вергается внеочередному гидравли­ческому испытанию.

Пробное давление при гидравли­ческих испытаниях котлов прини­мается равным 1,25 р_р, но не менее р_р + 0,1 МПа. Для котлов, недоступ­ных для полного внутреннего осви­детельствования, а также прошед­ших существенный ремонт, пробное давление принимается 1,5р_р, но не менее р_р +0,1 МПа.

Гидравлические испытания котлов на рабочее давление могут прово­диться по решению старшего механи­ка без предъявления Регистру СССР.

До начала проведения гидравли­ческого испытания котла на пробное давление должны быть устранены все дефекты, выявленные при внутреннем освидетельствовании, перебрана арматура. Предохранительные кла­паны должны быть отключены при помощи зажимов для тарелок кла­панов. В качестве зажимов часто применяют отрезки трубы, устанав­ливаемые вместо клапанных пружин. Запрещается прижимать тарелки клапанов к седлам путем затяга пру­жин.

Для исключения появления отпо­тевания из-за разности температур воды и окружающего воздуха котел следует заполнять теплой водой, од­новременно удаляя из него воздух.

Гидравлические испытания прово­дят, как правило, с помощью ручного пресса, на котором установлен конт­рольный манометр. Давление в котле должно нарастать плавно, без гид­равлических ударов. В это Ьремя на судне нельзя выполнять работы, свя­занные со стуком и шумом. По дости­жении пробного давления котел вы­держивают в течение 10 мин, после чего давление снижают до рабочего и поддерживают равным рабочему в течение всего времени осмотра кот­ла и арматуры.

Всякие ремонтные работы, связан­ные с чеканкой швов и подвальцов­кой труб, можно проводить только после того, как давление в котле сни­жено до атмосферного.

Котел считается выдержавшим гидравлическое испытание, если дав­ление в нем при выдержке не падает, а при осмотре не обнаружено течей, выпучин, остаточных деформаций и признаков разрывов швов. Отпоте­вание и появление воды у закле­почных швов и вальцовочных соеди­нений в виде отдельных нестекающих капель («слёз») течью не считаются, у сварных же швов не допускаются.

СУДОВЫХ ПАРОТУРБОПРИВОДОВ

 

 

§ 13.1. Общие сведения

Привод — это энергетическое уст­ройство, приводящее в движение пот­ребитель механической энергии. Он состоит из преобразователя энергии, передаточного механизма и аппара­туры управления. Если в качестве преобразователя энергии использует­ся турбина, то привод называется турбоприводом. В судовой энергети­ческой установке турбоприводами являются турбоагрегаты вспомога­тельного назначения.

По типу рабочего вещества судо­вые турбоприводы подразделяются на паротурбоприводы и газотурбо- приводы, служащие приводами судо­вых электрогенераторов и различных насосов: питательных, грузовых, по­жарных, циркуляционных, зачист­ных, балластных и др.

В настоящее время паротурбогене- раторы (ПТГ) применяются в ка­честве источника электрической энер­гии на судах с разными типами энер­гетических установок. Вследствие высокой степени электрификации на современных судах установлены тур­богенераторы относительно большой мощности. В зависимости от типа судна, типа и мощности его энерге­тической установки единичная мощ­ность ПТГ современных судов нахо­дится в пределах 100—2000 кВт. ПТГ на турбоходах потребляет до 20% об­щей паропроизводительности глав­ных паровых котлов.

На судах отечественной постройки установлены генераторы переменного тока с частотой вращения 1000 и 1500 об/мин, а на судах зарубеж­ной постройки — 1800 и 3600 об/мин. Поэтому турбопривод к ним выпол­няют с зубчатой передачей (редукто­ром).

Для обеспечения высокой эконо­мичности турбина ПТГ выполняется многоступенчатой, с развитой про­точной частью. Турбина, зубчатая пе­редача и электрогенератор, соединен­ные между собой муфтами, монти­руются на общей фундаментной раме.

Применение питательных насосов с паротурбоприводом обусловлено большой потребной мощностью насо­са, простотой конструкции, малыми массой и размерами турбопривода, необходимостью обеспечения высо­кой надежности агрегата, способ­ностью паротурбопривода плавно ме­нять частоту вращения. Паротурбо­приводы грузовых насосов на танке­рах применяются благодаря их ма­лым массе и размерам при большей мощности.

Паротурбоприводы грузовых, бал­ластных и зачистных насосов на ди­зельных танкерах работают на насы­щенном или слабоперегретом паре вспомогательных котлов в основном следующих параметров: давление па­ра 1,0—1,5 МПа; температура 180— 220 °C, давление отработавшего пара 0,04—0,15 МПа.

Паротурбоприводы насосов выпол­няют горизонтальными и вертикаль­ными. При использовании вертикаль­ных турбонасосов можно сократить длину машинного отделения.

Основными узлами каждой турби­ны являются ротор и статор. Статор образует все неподвижные части тур­бины, т. е. корпус и находящиеся в нем сопловые коробки, сопла первых ступеней, направляющие лопатки, диафрагмы, лабиринтовые уплотне­ния, опорные и упорные подшипники.

Главные турбозубчатые агрегаты выполняют многокорпусными, поэто­му в этих агрегатах различают кор­пуса турбин высокого (ТВД), средне­го (ТСД) и низкого давлений (ТНД).

На рис. 13.1 показан продольный разрез типичной турбины утилиза­ционного ПТГ. К основным деталям турбины относятся: нижняя 10 и верхняя 6 части корпуса, ротор 12, сегмент сопл 4, диафрагма с проме-

Рис. 13.1. Турбина паротурбогенератора

жуточными соплами 11, рабочие ло­патки 5, опорные 8 и упорный / подшипники, наружные уплотне­ния 13 и 7, корпуса подшипников 14 и их стулья 9, сопловая короб­ка 3, сопловой клапан 2.

§ 13.2. Корпус и сопловые коробки

^Корпус турбины. Выполняется ли­тым или сварным. В нем разме­щается большое количество патруб­ков фланцев и штуцеров для подво­да и отвода пара, масла и удаления конденсата. Поэтому корпус имеет сложную конфигурацию.

Корпус горизонтальной турбины для удобства выемки и установки ротора всегда имеет горизонтальный разъем, разделяющий его на две по­ловины: нижнюю — собственно кор­пус и верхнюю — крышку.

Крышка и нижняя половина кор­пуса снабжены толстыми горизон­тальными фланцами, которые крепят болтами или шпильками, располо­женными близко к стенкам корпуса, чтобы избежать или уменьшить изги­бающие усилия во фланцах. Болты по всему корпусу выполняют одина­кового размера, но частоту их уста­новки (шаг) меняют в зависимости от давления пара в данном’ месте корпуса: в области высокого давле­ния болты ставят как можно чаще. При таком расположении болтов мес­та для нормальных гаек недостаточ­но, поэтому последние в этом случае изготавливают в виде колпаков (см. рис. 13.3),. шестигранные головки ко­торых сильно уменьшены. Это дает возможность затягивать гайки, рас­положенные вплотную одна от дру­гой.

Горизонтальные фланцы обраба­тывают путем точной и чистой фре­зеровки. Между фланцами проклад­ки не ставят, чтобы не изменить ра­диальные зазоры при вскрытии тур­бины. Для достижения лучшей паро­непроницаемое™ фланцы смазывают тонким слоем специальной мастики, рекомендованной заводом-изготови­телем турбины.

При отсутствии такой рекоменда­ции можно использовать мастику из смеси натуральной технической оли­фы или вареного льняного масла с любым из составов (80% по массе):

а) графит 25% и магнезит 75%; б) графит 40%, свинцовый сурик 40%, белила 20%; в) графит 40%, свинцовый сурик 60%. Составные части мастики до смешивания про­сеивают через мелкое сито. Смесь разводят проваренной олифой (или маслом) и размешивают до состоя­ния густоты сливок; толщина слоя мастики должна быть 0,5—1 мм.

Затягивание болтов и шпилек горизонтального разъема следует проводить равномерно с обеих сторон корпуса; при этом затяжку гаек надо начинать со стороны наиболее не­плотного прилегания фланцев. При правильном направлении и последо­вательности затягивания болтов с обеих сторон устраняется возмож­ность деформации крышки.

Для обеспечения правильности по­ложения крышки относительно кор­пуса фланцы разъемного соединения имеют от двух до восьми устано­вочных болтов, которые вытачивают по развернутым во фланцах отверс­тиям. (каждое отверстие и пригнан­ный к нему болт маркируют. Для от­рыва крышки от корпуса в крышке устанавливают от четырех до восьми отжимных болтов.

У главных турбин каждую полови­ну изготовляют обычно из двух или нескольких частей, скрепляемых не­разъемными вертикальными фланце­выми соединениями. Это делают для облегчения отливки и обработки кор­пуса, а также для возможности из­готовления отдельных его частей из различного материала.

На нижней половине- корпуса имеются по концам стулья, где рас­положены опорные и упорные под­шипники. Стулья отливают или вмес­те с корпусом, или отдельно. Отдель­ные отлитые стулья крепят к корпу­су на фланцах; это соединение мо­жет быть жестким или подвижным.

Подвижное соединение применяют при высокой температуре пара; при таком соединении корпус может сво­бодно расшириться в радиальном на­правлении. Существует несколько ти­пов конструкций подвижного соеди­нения. Осевое расширение корпуса в процессе нагрева обычно у турбин старой постройки обеспечивается с помощью носового подвижного стула (см. рис. 13.1), в современных кон­струкциях с помощью гибкой опоры (см. рис. 13.3); благодаря упругой деформации вертикальной полки гиб­кой опоры стул может свободно пере­мещаться.

Корпус турбин при температуре па­ра до 230 °C изготавливается из чу­гуна, а при более высокой темпера­туре — из стали. Чугунное литье при температуре выше 230 °C применять нельзя вследствие «роста» чугуна. Материалом для отдельно отлитых стульев обычно служит чугун.

Все горячие части корпуса турбины покрывают изоляцией в виде асбесто­вой массы, совелитовых плит или алюминиевой фольги. Изоляция кор­пуса служит не только для умень­шения потери теплоты в окружаю­щую среду, но и для уменьшения деформаций. Толстая изоляция спо­собна аккумулировать большое коли­чество теплоты, поэтому она задер­живает прогрев и охлаждение корпу­са. Изоляция покрывается декора­тивной обшивкой.

Корпус турбины во время работы испытывает сложные напряжения: от давления находящегося в нем пара; температурных расширений; вибра­ций, передающихся через опоры; изгиба направляющих лопаток и диафрагм, закрепленных в корпусе; собственного веса и веса ротора. По­мимо действия внешних усилий, кор­пус испытывает значительные темпе­ратурные напряжения, так как в сов­ременных турбинах разность темпе­ратур пара при входе и выходе дости­гает 200—300 °C. Поэтому в процес­се эксплуатации, ревизии и ремонта 154 необходимо тщательно наблюдать за деформацией корпуса и плотностью его фланцевого соединения.

Общее представление о конструк­тивных формах корпусов турбин да­но на рис. 13.2 и 13.3. На рис. 13.2 по­казан корпус турбины с двумя сту­пенями скорости (двухвенечной тур­бины) масляного насоса. Литой стальной корпус имеет горизонталь­ный разъем и состоит из нижней половины (собственно корпуса) 4, верхней половины (крышки) 1, отли­того заодно корпуса опорно-упорного подшипника 10, крышки 5 подшип­ника, крышек 11 и 6. Совместно с верхней половиной корпуса отлиты сопловая камера 2, в которой за­креплен сегмент направляющих ло­паток 8, и выпускной патрубок 7. Правым полукруглым фланцем 9 кор­пус турбины соединяется и центри­руется с корпусом редуктора, где располагаются вкладыши опорного подшипника. В нижней части корпуса отлита лапа 3 для крепления его к фундаментной раме.

Общий вид корпуса ТВД ГТЗА Ленинградского производственного объединения «Кировский завод» (ЛОКЗ) показан на рис. 13.3; про­дольный разрез этого корпуса можно видеть на рис. 16.5.

Сопловая коробка. Сопла первых ступеней устанавливают или за­крепляют к вставным сопловым паро­распределительным коробкам, куда подводится свежий пар. Сопловая коробка крепится к корпусу турби­ны болтами / (рис. 13.4). Фикса­ция положения коробки осущест­вляется двумя установочными болта­ми. Внутри коробки, соответственно числу клапанов в трех расточках впрессованы седла 2 клапанов. Кла­паны 4 закреплены на штоках 3.

Конструкции сопловых коробок весьма разнообразны. Крепление ко­робок в корпусе турбины можно осу­ществить различно.

Показанная на рис. 13.4 сопловая коробка с ручным регулированием открытия сопловых клапанов турбо­генератора крепится к верхней части

Рис. 13.2. Корпус двухвенечной турбины масляного насоса

Рис. 13.3. Общий вид корпуса ТВД ГТЗА: / — фланец вертикального разъема; 2 — подвод пара к ТВД; 3 — штуцера для продувания сопловых коро­бок; 4 — клапанная коробка; 5 — верхняя половина корпуса; 6 — подвод масла к опорным и упорному подшипникам; 7 — отвод масла к масляному выключателю; 8— подвод масла к регулятору безопасности; 9— слив масла из носового стула; 10— рама; // — нижняя половина корпуса; 12— штуцер для прогре­вания камеры первой ступени; 13— штуцера для продувания камер отбора пара; 14 — отвод пара в кон­денсатор при аварийном режиме; 15 — отбор пара давлением 0,72 МПа; 16 — отбор пара давлением 0,34 МПа; 17 — отвод пара к ТНД; 18 — слив масла из кормового стула

 

 

 

корпуса турбины. Внутренняя по­лость коробки разделена двумя пере­городками на камеры а, Ь, с, сооб­щающиеся с корпусом быстрозапор­ного клапана при помощи трех руч­ных сопловых клапанов. Камера а сообщается с двумя соплами, камеры b и с — с четырьмя соплами каждая. Для того чтобы свежий пар мог попасть к соплам турбины, необходи­мо открыть быстрозапорный клапан (на рис. 13.4 не показан) и также хотя бы один ручной (сопловой) кла­пан 4. При работе с полной нагрузкой достаточно открыть два клапана, пропускающие пар к шести соплам. При работе с половинной нагрузкой достаточно открыть один клапан, 156

пропускающий пар к четырем соп­лам.

При работе с перегрузкой нужно открыть два клапана и дать доступ пара к восьми соплам. Наконец, при работе с пониженным давлением па­ра может выявиться необходимость в открытии всех трех клапанов, даю­щих доступ к десяти соплам.

Сопловая коробка с автомати­ческим регулированием открытия со­пловых клапанов показана на рис. 13.5. Здесь сопловые клапаны 1 имеют об­щую траверсу 2. Требуемая после­довательность открытия клапанов обеспечивается путем поддержания установленных заводом-изготовите­лем расстояний Я|, Н₂, Нл между

 

A-A

Рис. 13.4. Сопловая коробка турбины паротурбогенератора

Рис. 13.5. Сопловая коробка турбогенератора ТД 750-1

 

верхней плоскостью траверсы и ниж­ними торцами гаек 3, ограничи­вающих свободную длину штоков.

§ 13.3. Сопла и диафрагмы

Общие сведения. Сопла служат для преобразования потенциальной энергии пара в кинетическую и для направления парового потока на ра­бочие лопатки.

Сопла, применяемые в паровых турбинах, бывают расширяющимися и суживающимися. В суживающихся соплах площадь поперечного сечения плавно уменьшается по ходу пара, а в расширяющихся — сначала плав­но уменьшается, затем плавно уве­личивается.

Суживающиеся сопла применяют в ступенях многоступенчатых турбин при дозвуковых и околозвуковых скоростях пара, а расширяющиеся — у турбин со ступенями скорости, у которых осуществляют сверхкрити­ческие перепады энтальпий.

Сопла первых ступеней объеди­няются в так называемые сопловые сегменты. У главных турбин сопла располагаются на значительной час­ти окружности, но включаться в ра­боту они могут не одновременно, а в зависимости от мощности, необхо­димой для заданного хода судна.

Сопла промежуточных ступеней располагаются в диафрагмах, основ­ное назначение которых отделять од­ну ступень от другой. Диафрагмы бывают неразъемные и разъемные. Неразъемная диафрагма представ­ляет собой круглую пластину с от­верстием в центре. Разъемная диаф­рагма состоит из двух полудиафрагм, смыкающихся в плоскости разъема. Верхнюю полудиафрагму устанавли­вают в крышке турбины, а ниж­нюю — в нижней половине корпуса. Для надежного стыкования по разъе­му одна полудиафрагма имеет шпон­ку, а другая — паз для шпонки. В горизонтальных турбинах для удоб­ства разборки и сборки применяют только разъемные диафра