Исследования показали, что ~60% присосов воздуха в вакуумную систему турбоустановок поступает через концевые уплотнения. Основная часть присосов попадает через лабиринты из-за проектных недоработок:
- несоответствие равных чисел усиков z = 8 во всех трех отсеках камина различным перепадам давлений – 1,16; 0,23 и 0,06 кгс/см2(рис.1а);
- проседание нижних сегментов под воздействием веса боковых с увеличением зазора ∂ снизу и появлением просветов Δ по стыкам верхних сегментов (рис.2);
- окружная неравномерность давлений в камерах подвода пара и отсоса паровоздушной смеси из-за расположения патрубков только сверху.
Изучение опыта эксплуатации и специальные испытания свидетельствуют о том, что существенная часть присосов проникает через неплотности вертикального и горизонтального вакуумных разъемов каминов. Об этом свидетельствуют следующие наблюдения:
- при обдувке камина фреоном присос воздуха фиксировался даже при сильном парении по валу через лабиринты;
- заливка разъемов жидким стеклом на действующей турбине как правило приводила к немедленному и существенному углублению вакуума;
- при разборках обнаруживалась коленчатость штифтов вертикального разъема;
- в некоторых случаях вблизи каминов практикуется заварка горизонтального разъема ЦНД изнутри.
Для снижения присосов ЛМЗ рекомендовал даже заварить вертикальный разъем между камином и ЦНД, что, однако, сделало бы невозможной осевую подцентровку лабиринтов.
Основными причинами разуплотнения разъемов являются:
- отсутствие крепежа на вакуумной части горизонтального разъема камина, раскрытой от соседства более горячей зоны подвода уплотняющего пара;
- недостаточное контактное давление между фланцами в вертикальном разъеме, ослабленное еще и действием атмосферного давления из-за расположения фланца камина внутри ЦНД;
- большие рабочие перепады температур по длине камина и особенно между камином и ЦНД, исчезающие после остывания турбины
Указанные причины (рис.3) вызывают на работающей турбине раскрытие горизонтального разъема камина и прилегающей части ЦНД, а также периодические взаимные сдвижки их вертикальных фланцев, что делает неэффективным применение даже эластичных герметиков.
Для устранения отмеченных недостатков наша компания предоставляет конструкторскую документацию на выполнение следующих работ:
- Перераспределение количества гребней в отсеках каминов ЦНД в лучшем соответствии с перепадами давлений (рис.1б и 1в). Внедрение этого мероприятия на ряде электростанций ("Энергетик", 1987, №2) привело к уменьшению расхода уплотняющего пара на ~20% и к существенному углублению вакуума в конденсаторе.
- Подвеска нижних боковых сегментов у горизонтального разъема. Эта разработка выполнена совместно с ЛМЗ для нескольких электростанций и способствовала уменьшению присосов воздуха.
- Дополнительный подвод пара к нижней половине камина. Эта разработка обеспечивает более равномерное окружное распределение давлений в камере подвода, и выполнена так, что не требует монтажа дополнительных труб и фланцевых соединений при сборке.
- Повышение плотности разъемов за счет введения дополнительного крепежа и фрезеровки обнизок с подачей в них уплотняющего пара.
Сравнительные испытания на турбинах К-200-130 обдувкой фреоном показали полную герметичность разъемов после модернизации.
Внедрение предлагаемых разработок не требует использования дефицитных материалов и осуществимо силами ремонтного персонала, который может быть привлечен к разработке технологического процесса с учетом местных условий и возможностей. Работа выполняется совместно с инженерно-техническим персоналом станции.
