Ремонт циліндрів турбіни

Тема 15. Ремонт циліндрів турбіни. Ремонт і центрування елементів проточної частини. Центрування роторів по півмуфтах. Особливості центрування різних типів обертових механізмів.

Ремонт роторів турбіни

Ротори є одними з найвідповідальніших частин турбіни, вони несуть на собі робочий апарат лопатки, який виконує основну функцію паровою турбіни - перетворення енергії пари в механічну роботу обертання генератора.

Ротори турбін обертаються з великим числом оборотів і передаючи всю потужність, що виробляється турбіною, несуть великі навантаження в умовах тривалої дії високих температур, різних по довжині валу, різниця температур по довжині ротора досягає 500° С. Ці умови вимагають забезпечення вільних теплових розширень деталей роторів з одночасним надійним їх закріпленням необхідним для збереження нормальних зазорів між рухомими і нерухомими частинами турбіни.

У сучасних парових турбінах застосовуються різні ротори: за способом виготовлення (цільноковані, зварні, з дисками насадженими на вал, комбіновані) і по конструктивному виконанню (барабанні, дискові і комбіновані).

Суцільноковані дискові ротори виготовляються як одне ціле з дисками і напівмуфтою (з однієї поковки) і в основному застосовуються в циліндрах високого тиску при високих параметрах пари. Цільноковані ротори значно компактніші, міцніші і жорсткіші за ротори з насадними дисками і в них не виникає питань надійності посадки дисків на вал. Головним їх недоліком є необхідність заміни всього валу при пошкодженні одного з дисків.

Ротори з дисками насадженими на вал застосовуються в турбінах низьких і середніх параметрів пари і в частині низького тиску сучасних турбін. Посадка дисків в гарячому стані проводиться декількома способами (безпосередньо на вал, на конічні втулки, на спеціальні кільця, на пальцьові втулки і ін.).

Комбінованими роторами є вали які з боку високого тиску виконані цільнокованими з декількома дисками а в частині низького тиску мають по декілька насаджених дисків.

Ротори барабанного типу застосовуються головним чином при реактивному облопачуванні, де немає необхідності у встановленні діафрагм. У одних конструкціях при невеликих діаметрах барабанів і значних кутових швидкостях барабанні ротори виконуються цільнокованими або зварними (барабан зварюється з окремих кілець і дисків), в інших - барабани виковуються за одне ціле з однією частиною валу, а інша частина валу, виготовлена окремо, закріплюється в барабані гарячою посадкою або болтами.

Турбінні вали виковуються з високоякісних вуглецевих або легованих жароміцних сталей. Ротори піддаються відповідній термічній обробці і механічній обробці на токарних верстатах з великою точністю, оскільки навіть саме незначне відхилення від геометричної осі викликає вібрацію турбіни (биття не повинне перевищувати 0,020-0,025 мм).

Ротори під час експлуатації піддаються постійному і знакопереміному навантаженню. Основними причинами, що викликають це навантаження: вагові навантаження ротора (від власної ваги валу і ваги всіх деталей, насаджених на вал); крутний момент; можливий зсув центрів тяжіння деталей ротора щодо геометричної осі валу і інші причини наявність яких може викликати в процесі експлуатації вібрації.

Вказані умови експлуатації пред'являють надзвичайно високі вимоги до стану валів і насаджених на них деталей, який повинен ретельно перевірятися в процесі ремонту.

Виймання роторів

Виймання роторів турбіни проводиться після розбирання вузлів регулювання, зняття кришки циліндра, зняття (якщо є) обойм з діафрагмами, роз'єднання сполучних муфт з сусідніми роторами, видалення верхніх вкладишів опорних підшипників і розбирання упорного підшипника.

Перед вийманням роторів на турбіні, що повністю остигнула, обов'язково проводяться необхідні виміри зазорів і положень (осьових і радіальних зазорів в проточній частині, прогин валів, пробіг в упорних в підшипниках, осьового і радіального биття робочих дисків, упорного диска, півмуфт і інших насаджених на вал деталей, зазорів по лабіринтових ущільненнях, по підшипниках, між торцями насаджених на вал деталей і ін.). Ці виміри, що вносяться до формуляру турбіни, якщо їх порівняти із записами попереднього ремонту і даними монтажних формулярів можуть вказати чи не відбулося серйозних змін в роторі, статорі або в їх встановленні і які заходи необхідні для виправлення виявлених недоліків.

Ротор виймається тим самим підйомним пристосуванням, що і під час монтажу. До початку підйому необхідно переконатися в тому, що півмуфти сусідніх роторів розсунені настільки, що виступ однієї половини вийшов із заточування іншого. Після натягнення краном тросів горизонтальність положення ротора може бути визначена на початку підйому по одночасності відриву шийок ротора від вкладишів, а після незначного підняття правильність підйому ротора перевіряється по рівню, що встановлюється на одну з шийок валу.

Якщо ротор піднімається з перекосом, необхідно його опустити на підшипник і регулюванням гвинтових стягувань на підйомному пристосуванні добитися, щоб вісь ротора при підйомі була строго паралельна роз'ємному фланцю нижньої частини циліндра. При підйомі ротора необхідно стежити за відсутністю заїдань або зачіпань в апараті лопатки, сполучних муфтах і перекосів в горизонтальній площині; для попередження зачіпань ротор при підйомі повинен встановлюватися так, щоб радіальні зазори в лопатках і лабіринтах по обидві сторони осі циліндра, а також осьові зазори з обох боків робочих лопаток були приблизно однаковими. Відсутність заїдань перевіряється невеликим похитуванням ротора в напрямі перпендикулярному його осі.

При перекосах, заїданнях або зачіпаннях подальший підйом ротора має бути негайно припинений до з'ясування і повного усунення виявлених дефектів.

Після підйому на висоту, достатню для відведення убік, ротор краном доставляється до місця встановлення на заздалегідь приготовані надійні козли, що спираються через підкладки на достатню площу підлоги. При опусканні ротора на козли необхідно стежити, щоб кільця лабіринтових ущільнень не лягали на козли і лопатки були достатньо віддалені від підлоги і від опорних брусів козла.

Для оберігання від скочування з козла під шийки ротора мають бути покладені дерев'яні бруси з вирізами, в які прокладені товсті свинцеві прокладки.

Ревізія роторів

Після виїмки роторів проводяться наступні операції:

- візуальний огляд ротора з метою виявлення механічних пошкоджень і встановлення об'єму і методів проведення ремонту;

- очищення контрольних поверхонь ротора від продуктів корозії і відкладень (для очищення роторів від окалини, робочих лопаток від сольових відкладень і підготовки елементів роторів до контролю металу застосовують методи мокрої золоочистки (ротори відмиваються під високим тиском водою із золою) і піскоструменева обробка роторів дрібними фракціями піску (розмір зерна 0,16-0,55 мм)). Ці методи очищення дозволяють значно скоротити трудовитрати на очищення деталей турбіни і отримати чистоту очищених поверхонь не нижче R_А2,5, достатню для проведення усіх видів неруйнівного контролю. Однак вимагають спеціального оснащення і підготовки робочого місця;

- механічне очищення від окалини розвантажувальних отворів, навколодискових галтелів і ступець дисків для контролю металу;

- очищення від сольових відкладень робочих лопаток;

- обпилювання механічних пошкоджень вхідних і вихідних кромок робочих лопаток, підготовка пошкоджених місць для контролю на відсутність тріщин;

- підготовка вхідних і вихідних кромок робочих лопаток в зоні фазового переходу для контролю на відсутність тріщин;

- зачистка шийок роторів від кільцевих рисок, що виникли в процесі експлуатації (операція проводиться перед остаточним вкладанням ротора в турбіну).

Огляд осьових каналів

Огляд осьових каналів роторів виконується під час капітальних ремонтів турбіни в процесі ревізії роторів ВТ і СТ (турбін з промперегревом пари).

Для проведення контролю осьового каналу з ротора необхідно вийняти пробки, які глушать осьовий канал з торців ротора, зачистити поверхню осьового каналу від нагару потрапившого в канал масла, окалини і інших відкладень до металевого блиску з чистотою поверхні не нижче R_А2,5 і провести перевірку каналу не менше ніж двома методами неруйнівного контролю.

Пробки, що глушать осьовий канал з торців ротора, встановлюються в свої посадочні місця з натягом і додатково стопоряться різьбовими штифтами різьба яких, у свою чергу, чеканиться на торцевій поверхні для запобігання їх відкручуванню під час роботи. Заводи-виробники рекомендують додатково ущільнювати пробки, що встановлюються в осьовий канал для запобігання попаданню масла і обміну повітря (кисню) в осьовому каналі при пусках і зупинках турбіни, це обмежує розвиток корозії в осьовому каналі (власного (одноразового) об'єму повітря в осьовому каналі вистачає для утворення оксидної плівки товщиною менше 0,03 мм).

Для попередження утворення оксидної плівки в осьовому каналі внутрішня порожнина ротора повинна заповнюватися інертним газом.

Усунення дефектів

Пошкодження валу у вигляді подряпин, задирів, рисок (особливо небезпечні глибокі риски, що йдуть вздовж шийки), а також корозійні пошкодження і шорсткості робочих поверхонь усуваються проточуванням з подальшою шліфуванням або лише шліфуванням залежно від величини дефекту і його напряму.

Овальність (перетин у формі овалу), "бочкоподібність" (діаметр в двох крайніх перетинах шийки більше або менше діаметру середнього перетину) і конусність робочої поверхні шийки (діаметр з одного боку по довжині шийки більший а з іншого менший) виникають достатньо рідко і є наслідком нерівномірності зносу шийки валу.

Зміну геометрії шийок роторів встановлюють шляхом вимірювання діаметру валу в трьох напрямах під кутом в 120° не менше ніж у трьох поперечних перетинах по довжині шийки. Величини овальності, "бочкоподібності" і конусності не повинні перевищувати 0,015-0,020 мм.

У разі виявлення значних відхилень в геометрії шийок роторів необхідно проводити їх ремонт.

Ремонт шийок може проводитися вручну притиранням поверхні шийок по калібру (притиру) або проточуванням. В даний час шийки роторів по притиру зазвичай не виправляються.

Найбільш якісним способом виправлення шийок є проточування ротора на токарному верстаті. Проте враховуючи габарити роторів і відсутність на багатьох електростанціях спеціальних верстатів до недавнього часу ротори середнього і низького тиску турбін доводилося відправляти на завод-виробник турбін. Ротори високого тиску по габаритах входять на верстат ДИП500 з довгою станиною, які є в багатьох енергосистемах, тому РВТ зазвичай проточують в умовах електростанції.

Ремонтними і монтажними організаціями відпрацьована технологія шліфовки шийок роторів на балансувальних верстатах або у власних підшипниках. При обробці у власних підшипниках обертання роторів проводиться штатним валоповертачем або спеціально виготовленим приводом. Для обробки шийок роторів на балансувальному верстаті до нього виготовляється спеціальний тихохідний привід який повинен забезпечувати плавне обертання ротора із швидкістю 20-30 об/хв.

Змащування підшипників при обертанні ротора здійснюється сумішшю циліндрового і турбінного масел, які взяті в рівних частинах.

Для обробки ротора у власних підшипниках на роз'єм турбіни встановлюється спеціальне пристосування з супортом. Супорт дає можливість переміщати ріжучий інструмент (шліфувальну приставку) в подовжньому і поперечному напрямах.

Для шліфування використовуються шліфувальні приставки до токарних верстатів або спеціально сконструйовані шліфувальні пристосування.

Шліфувальне пристосування при шліфуванні шийок у власних підшипниках виставляється на кронштейні у вертикальній площинні або під кутом в 45° до горизонту (рис. 1). Картер підшипника ретельно закривається, в роз'єм вкладиша встановлюються фетрові обтюратори (заслонки) для виключення попадання абразивних матеріалів в розточування вкладиша. При проведенні проточування циліндричних поверхонь роторів слід пам'ятати, що чим ближче до вертикальної площини встановлений ріжучий інструмент (шліфувальний круг), тим менша величина відхилень форми оброблюваної поверхні в результаті горизонтальних переміщень ротора в розточуваннях підшипника.

Рис. 1. Супорт з шліфувальною головкою:

1 - шийка ротора; 2 - шліфувальний круг; 3 - супорт; 4 - електропривід

Переміщення супорта повинно відбуватися паралельно осі ротора, для цього перед початком проточування ротора необхідно провести вивіряння правильності встановлення супорта.

Вивіряння правильності встановлення супорта проводиться наступним чином: на заздалегідь встановлений супорт додатково встановлюються два індикатори годинного типу - один у вертикальній, а другий в горизонтальній площині; далі зсувом кронштейна забезпечується паралельність переміщення супорта щодо осі ротора.

Розбирання і збирання насадних деталей ротора

Часткове або повне розбирання роторів із зняттям насадних деталей (муфт, масловідбійних кілець, втулок кінцевих ущільнень, дисків і інших деталей) може бути викликане їх пошкодженням (в результаті зачіпань в процесі експлуатації, утворення тріщин і т.д.), необхідністю перелопачування ступенів, ослабленням натягу посадочних місць насадних деталей і іншими причинами.

Всі насадні деталі встановлюються на вал з натягом тому для їх зняття необхідні спеціальні пристосування і попередній підігрів.

Кожна насадна деталь надійно стопориться на місці встановлення:

а) від проворота - шпонками або циліндричними різьбовими штифтами які від проворота чеканяться;

б) від зсуву в осьовому напрямі - стопорними кільцями;

в) упорними гайками або різьбовими штифтами.

У свою чергу, стопорні елементи також закріплюються від зсувів: стопорні кільця встановлюються в розточування наступних дисків; шпонки - стопорними гвинтами; головки гвинтів і різьбові штифти чеканяться від проворота.

Перед розбиранням насадних деталей всі стопорні гвинти гайок, кілець втулок ущільнювачів викручують або висвердлюють.

Розбирання насадних деталей ротора може проводитися як в горизонтальному так і у вертикальному положенні ротора.

Вибір пристосувань для знімання залежить від конструкції деталі, що знімається, і способу розбирання ротора.

Збирання роторів. Насадку робочих дисків і інших деталей на вал можна проводити як в горизонтальному так і у вертикальному положеннях валу.

При будь-якому способі збирання ротора мають бути забезпечені наступні умови:

а) вільна (без зусиль) посадка нагрітої деталі на своє посадочне розточування валу;

б) щільне прилягання насаджуваної деталі до упору, який визначає її аксіальне положення на валу до повного охолодження;

в) наявність теплових зазорів між насаджуваними деталями, що забезпечують теплові розширення при роботі турбіни;

г) відсутність деформації і перекосів насаджених деталей після їх охолодження.

Насадка деталей на вал при його горизонтальному положенні в умовах електростанції проводиться без застосування нажимних приспосіблень, тому деталі при посадці нерідко перекошуються і зміщуються: при цьому утворюється неприпустимі зазори між насадженими деталями.

При вертикальному методі збирання ротора деталі опускаються краном і "сідають" на своє місце під дією власної ваги, при цьому можливість зсуву або перекосу деталі значно зменшується.

Встановлення роторів в циліндр

Перед встановленням ротора в циліндр правильність його стропування перевіряється і регулюється по рівню. Перед встановленням ротора нижня половина циліндра в обов'язковому порядку оглядається на відсутність сторонніх предметів, бабітове розточування вкладишів ретельно очищається.

Перед підйомом ротора краном слід переконатися в тому, що осьове встановлення сусідніх роторів правильне і встановлення ротора буде проведено без перешкод з боку з’єднувальних півмуфт. Коли відстань між шийками ротора і вкладишами підшипників під час встановлення складає 250-300 мм шийки ротора обливають чистим турбінним маслом (встановлення ротора на "сухі" шийки не допускається).

Після встановлення ротора його необхідно провернути щоб переконатися в правильності його встановлення і відсутності зачіпань, а з метою виключення пошкодження шийок і попадання бруду необхідно відразу ж після встановлення ротора встановити на своє місце верхні половини підшипників або спеціальні кожухи, що їх замінюють.

содержание .. 20 21 22 23 24 25 26 27