Курсовая работа: Энергоаудит на гидроэлектростанции
1.2 Анализ основного оборудования
Рабочее колесо(рисунок 2.1, позиция 3) имеет поворотные лопасти, отлитые из нержавеющей стали марки 20Х13НЛ, которые закреплены на литом корпусе из углеродистой стали марки Л30 – втулке рабочего колеса. В нижней части втулки расположен механизм поворота лопастей, а верхняя часть представляет собой полый цилиндр, в котором расположен поршень сервомотора, приводящий в движение механизм поворота лопастей. Втулка верхней своей частью непосредственно прикреплена болтами к фланцу вала, который одновременно служит крышкой сервомотора. Полость цилиндра сервомотора отделена от нижней части втулки днищем, через центральное отверстие которого проходит шток поршня, соединенный со стальной крестовиной механизма поворота лопастей. На крестовине укреплены четыре проушины, в которых шарнирно закреплены серьги. Другим концом каждая серьга надевается на палец рычага, насаженного на цапфу лопасти.
Присоединение каждого рычага к фланцу лопасти осуществляется снаружи при помощи 8 болтов.
Крестовина предохраняется от поворота во втулке рабочего колеса двумя призматическими шпонками, приваренными к втулке.
Нижняя полость рабочего колеса всегда заполнена маслом и закрыта снизу стальным, обтекаемой формы, кожухом, болтовое крепление которого закрыто облицовкой.
Для предотвращения протечек через места сопряжения фланцев лопасти с втулкой, предусмотрены специальные уплотнения, состоящие из резиновых колец, прижимаемых к фланцу лопасти двумя пружинными кольцами из бериллиевой бронзы. Между кольцами проложены резиновые прокладки.
Поворот лопастей происходит при подаче масла под давлением через соответствующее отверстие в штоке в одну из полостей сервомотора, расположенных над или под поршнем. Перемещаясь, поршень сервомотора поворачивает лопасти, воздействуя на них через шток, крестовину, проушины, серьги и рычаги. Для слива масла из системы рабочего колеса внизу конуса имеется клапан, закрытый пробкой. Избыток масла во втулке рабочего колеса, получающийся при работе турбины за счет протечек масла через зазоры, выдавливается возникающим давлением через трубку, проходящую в центральном отверстии штока до места подсоединения штанг к штоку сервомотора и далее по пространству между штангами и валом турбины к основанию маслоприемника, откуда сливается по трубопроводу в бак маслонапорной установки.
Вал турбины – единый для рабочего колеса и генератора, откован из мартеновской стали. По всей длине вала расточено центральное отверстие, служащее для установки штанг, а также для контроля металла. В верхнем и нижнем концах отверстия запрессованы бронзовые втулки для направления штанг, подводящих масло к сервомотору рабочего колеса. Нижний фланец вала служит одновременно крышкой цилиндра сервомотора рабочего колеса.
На верхнем конце вала насажена опорная втулка ротора генератора. На верхней торцевой плоскости вала установлен фланец и вал-надставка, на который насажен якорь возбудителя и якорь пендель-генератора. Для предохранения от коррозии на вал в месте установки направляющего турбинного подшипника надета рубашка из нержавеющей стали.
Направляющий турбинный подшипникимеет разъемный чугунный корпус, состоящий из двух частей, соединенных между собой болтами, который прикреплен своим фланцем к крышке турбины. В отверстие корпуса вставлен чугунный вкладыш, состоящий из двух частей, соединенных между собой болтами. Корпус вкладыша крепится к корпусу подшипника через фланец с помощью гаек и шпилек.
В корпусе вкладыша установлены на болтах восемь стальных сегментов с привулканизированной к ним резиной.
В корпусе подшипника в два ряда установлены радиальные болты, предназначенные для центровки корпуса вкладыша относительно вала турбины.
На верхней плоскости корпуса подшипника установлена и закреплена шпильками чугунная ванна с торцевым уплотнением. В своей напорной части ванна имеет отверстие для подвода смазывающей воды на подшипник. Для отвода воды, проникающей через торцевое уплотнение в верхнюю часть ванны, в ней предусмотрено отверстие с трубой, через которую вода сливается на наружную часть корпуса подшипника.
Вода для смазки и охлаждения подшипника поступает по специальному трубопроводу в ванну подшипника из спиральной камеры, и в качестве резерва, от трубопровода технической воды, проходит через подшипник и отводится в камеру рабочего колеса. Протечки воды из корпуса подшипника откачиваются дренажным насосом. На ванне подшипника установлена крышка, на которой укреплен предохранительный кожух вала.
На верхнем фланце и крышке турбины установлены рифленые листы, которые являются площадкой для обслуживания подшипника.
В нижней части корпуса подшипника со стороны фланца вала под листами облицовки установлено резиновое уплотнение, служащее для прекращения поступления воды из камеры рабочего колеса после подъема ротора агрегата тормозами на высоту от 20 до 25 мм и создания условий для осмотра, прочистки смазочных канавок обрезиненных сегментов направляющего турбинного подшипника при высоком уровне воды в нижнем бьефе.
Направляющий аппарат ( НА) (рисунок 1.1, позиция 2) состоит из отлитых из углеродистой стали (иногда чугунных) поворотных лопаток, цапфы которых установлены в подшипниках верхнего и нижнего колец. На верхние концы цапф лопаток надеты и закреплены, с помощью разрезных цилиндрических шпонок, стальные рычаги. Связь рычагов с регулирующим кольцом осуществлена посредством серег, надетых на пальцы, запрессованные в рычаги и регулирующее кольцо.
На каждой серьге имеется специальная деталь-камень, закрепленный разрывным болтом, который в случае попадания посторонних тел между лопатками (бревен и других предметов) при закрытии турбины разрывается, предохраняя тем самым от поломки другие детали направляющего аппарата. Для предохранения серьги от поломки при разрыве болта установлен гибкий упор. Кроме того, для сигнализации о разрыве болтов, на каждой серьге установлен концевой электрический выключатель.
Верхнее кольцо НА стальное, состоит из четырех частей, соединенных между собой болтами и установлено на стальной статор.
Чугунные подшипники направляющих лопаток установлены в отверстия верхнего кольца и закреплены на нем болтами. В подшипниках запрессованы по две капролоновые втулки, служащие направляющими цапф лопаток и воспринимающие от них радиальную нагрузку.
Для защиты от проникновения воды из спиральной камеры на крышку турбины на верхней части подшипника установлено манжетное уплотнение. Шейка лопатки в месте установки манжетного уплотнения облицована кольцом из нержавеющей стали с целью исключения коррозии шейки и уменьшения механического износа манжеты.
Внизу верхнего кольца имеется выемка, которая используется при демонтаже лопаток.
Нижняя торцовая плоскость верхнего кольца облицована листами, которые перекрывают выемку и отверстия для подшипников.
Нижнее кольцо НА чугунное, состоит из четырех частей, соединенных между собой болтами. Само кольцо закреплено болтами к нижнему кольцу статора. На нижнем кольце НА расточено 24 отверстия, в которые запрессованы капролоновые или лигнофолевые втулки, служащие подшипниками для нижних цапф лопаток. Кроме того, на нижнем кольце по внутренней сфере в восьми местах имеются резьбовые отверстия и выемки для крепления подвесок, на которых держится рабочее колесо при монтаже и ремонте. Крышка турбины отлита из прочного модифицированного чугуна, состоит из двух частей, соединенных между собой болтами. Крышка установлена на внутренний фланец верхнего кольца направляющего аппарата и закреплена болтами. Крышка имеет приливы для установки двух клапанов срыва вакуума и двух лючков для установки такелажных приспособлений, а также пропуска воздуха в камеру рабочего колеса при переводе гидроагрегата в режим синхронного компенсатора. На верхней части крышки расположены опора регулирующего кольца направляющего аппарата и опора подпятника генератора.
Регулирующее кольцо с двумя ушами, посредством которых оно соединяется с тягами сервомоторов, установлено на опоре крышки. Регулирующее кольцо состоит из двух частей, соединенных между собой болтами. Смазка трущихся поверхностей регулирующего кольца производится турбинным маслом, залитым через масленки в ванну опоры. Смазка шарниров серьги, тяг сервомоторов производится тавотом (cолидолом) через текалимиты (пресс-масленки).
К нижнему фланцу крышки турбины крепится шпильками корпус направляющего подшипника турбины.
Направляющий аппарат оборудован специальным резиновым уплотнением, установленным на кольцах и лопатках, предохраняющим от протечек из спиральной камеры в камеру рабочего колеса при закрытом положении лопаток. Уплотнение осуществляется как в месте соприкосновения лопаток между собой, так и между кольцами и торцами лопаток.
Поворот регулирующего кольца направляющего аппарата, а следовательно, и открытие его, осуществляется двумя масляными сервомоторами, установленными в шахте турбины. Сервомоторы представляют собой чугунные цилиндры с перемещающимися в них чугунными поршнями. Поршни сервомоторов соединены с тягами, идущими к регулирующему кольцу.
Тяги сервомоторов состоят из двух частей, соединенных винтовой стяжкой, позволяющей в некоторых пределах регулировать длину тяг, чем создаются более удобные условия для разборки сервомоторов.