Ограничитель приемистости ГТН -6

 

Ограничитель приемистости (рис.7) предназначен:

-для ограничения максимально допустимой частоты вращения ротора ТНД при работе под нагрузкой и тем самым предохранения турбины от перегрузки;

- для подачи импульса на открытие сбросных клапанов при превышении максимальной рабочей частоты вращения ротора ТНД с целью улучшения переходного процесса при сбросе нагрузки;

- для передачи импульса на закрытие регулирующего и открытие сбросных клапанов при срабатывании защиты.

Рис. 7 Ограничитель приемистости:

1,6,16-крышка; 2-корпус; 3-червяк; 4-червячное колесо; 5-дистанционное

кольцо; 7,19-гайка; 8-втулка; 9-подвод масла из золотника ОП;

10-контргайка; 11-ввертыш; 12-стакан; 13-сопло; 14-болт;15-гильза индикатора; 17-лента; 18-мембрана

 

Чувствительным элементом ограничителя, воспринимающим изменение давления за главным масляным насосом при изменении частоты вращения ротора ТНД, является такой же, как в регуляторе скорости мембранно - ленточный датчик.

Камеры мембран регулятора скорости и ограничителя сообщаются между собой трубой.

Сопло ограничителя во время настройки мембранно - ленточного датчика перемещается с помощью червячной передачи, состоящей из червяка, червячного колеса, крышки и дистанционных колец. Крышка крепится к корпусу шпильками. Передний конец валика червяка вращается во втулке, задний - в расточке корпуса. После настройки червяк стопорится гайкой.

Осевое перемещение сопла при вращении червячного колеса происходит за счет стопорения его от проворачивания винтом, который после настройки закручивается до упора в сопло. Нарушать положение сопла,так же как и настройку ленты, во время ревизии и ремонтов не разрешается.

Масло к соплу подводится из камеры над поршнем золотника ограничителя приемистости.

 

Противопомпажная защита ОК ГТУ

ГТН-6

Клапан противопомпажный

 

Клапан противопомпажный (рис. 15) служит для выпуска части воздуха после шестой ступени компрессора во время пуска турбины и удаления таким путем границы помпажа компрессора от линии совместных режимов.

На компрессоре установлено два клапана, действующих параллельно.

Клапан вместе с его приводом смонтирован в литом чугунном корпусе, который своим торцевым фланцем крепится к фланцу на нижней половине корпуса компрессора, образуя подводящую камеру. Отвод воздуха производится через боковой фланец и трубу в отводящую камеру сбросного клапана.

Клапан выполнен вместе со штоком, перемещающимся в расточке корпуса, выполненной в перегородке, разделяющей воздушную и масляную полость.

Седлом клапана является коническая поверхность, выполненная на фланце корпуса. К седлу клапан прижимается пружиной, передающей на него усилие через тарелку и шайбу.

Рис. 15 Противопомпажный клапан:

1-корпус компрессора; 2-клапан; 3-корпус; 4-пружина; 5-поршень;

6-крышка; 7-пятка; 8-тарелка; 9-шайба; 10-втулка

 

Открытие клапана производится давлением масла, подведенного к крышке через штуцер. Усилие от давления масла передается на клапан через плавающий поршень, упирающийся в сферическую торцевую поверхность штока клапана через пяту. Протечки масла по зазору между поршнем и корпусом отводятся через штуцер трубой в раму-маслобак.

Управление противопомпажными клапанами производится автоматом противопомпажных клапанов.

После включения пускового насоса и при малых давлениях воздуха за компрессором золотник автомата открывает подвод масла из линии постоянного давления к поршням сервомоторов противопомпажных клапанов. Клапаны открываются до упора во втулку, и часть воздуха из камеры за шестой ступенью компрессора, проходя между седлом и клапаном, выпускается в атмосферу.

С повышением давления воздуха до 0,2 МПа золотник автомата перекрывает подвод масла и открывает слив. Клапаны под действием пружин закрываются и прекращают выпуск воздуха. Во время работы клапаны находятся в закрытом положении, давление масла на их поршни отсутствует.

 

 

2.12. Автомат противопомпажных клапанов

 

Автомат (рис. 16) служит для управления противопомпажными клапанами во время пуска турбины. Он устанавливается на раме-маслобаке и крепится к ней фланцем своего нижнего корпуса. Сверху при помощи болтов к нему крепится сварной корпус. Между фланцами корпусов зажат фланец, соединенный с корпусами болтами, что позволяет производить отдельную сборку деталей, расположенных в верхнем корпусе.

К фланцу припаян сильфон, являющийся гибким разделительным элементом между внутренней полостью корпуса и атмосферой.

С другой стороны сильфон припаян к крышке, в которую ввернуто ушко пружины. Верхний конец пружины заходит в отверстие серьги. Серьга имеет свободу осевого перемещения, но застопорена от проворачивания в крышке шпонкой. Это позволяет изменить натяг пружины вращением гайки. Величина натяга устанавливается во время испытаний и фиксируется контргайкой.

Сверху выход серьги закрыт колпачковой гайкой, обеспечивающей плотность внутренней полости корпуса, в которую подведен воздух от компрессора.

При отсутствии давления воздуха пружина растягивает сильфон до упора ушка во ввертыш. Стопорение ввертыша после установки величины растяжения сильфона производится винтом. Сжатие сильфона ограничивается втулкой.

В крышке расположен сферический шарнир штока, к которому с помощью резьбового соединения подвешен золотник. Для предотвращения самоотвинчивания золотника предусмотрена контргайка.

Золотник располагается в буксе, находящейся в корпусе. Букса снизу закрыта пробкой, отделяющей ее от масла постоянного давления, которое подводится через фланец рамы-маслобака к центральной расточке корпуса.

На буксе имеется лыска, по которой масло поступает через радиальные отверстия во внутреннюю полость буксы. Эта полость через среднее отверстие, штуцерное соединение и трубы сообщается с сервомоторами противопомпажных клапанов.

Рис. 16 Автомат противопомпажных клапанов:

1-маслобак; 2-корпус нижний; 3-пробка; 4-золотник; 5-фланец; 6-сильфон;

7-ушко; 8-пружина; 9-корпус верхний; 10-шпонка; 11-колпачковая гайка;

12-регулировочная гайка; 13,16-крышка; 14-серьга; 15-ввертыш;17-шток; 18-втулка; 19-контргайка; 20-букса

 

Нижняя часть внутренней расточки буксы соединена со сливом. Протечки масла из полости над золотником удаляются через дренажное отверстие.

На нижнем пояске золотника имеются лыски, через которые линия сервомоторов противопомпажных клапанов может сообщаться со сливом при опускании золотника.

Перед пуском золотник находится в крайнем верхнем положении, соответствующем открытию подвода и закрытию слива масла из линии сервомоторов противопомпажных клапанов.

После включения пускового насоса противопомпажные клапаны открываются и во время пуска часть воздуха из компрессора выпускается в атмосферу.

Когда давление воздуха за компрессором создает усилие на сильфон, равное натяжению пружины, золотник начнет перемещаться вниз, закроет подвод и откроет слив масла. Противопомпажные клапаны закроются. Сильфон вместе с золотником переместится до своего нижнего упора во втулку и во время работы турбины будет оставаться прижатым к ней.

 

 

2.13. Клапан сбросной

 

На компрессоре установлены два сбросных клапана (рис. 17). Они служат для выпуска части воздуха из камеры после компрессора при пуске и сбросе нагрузки, а также сброса воздуха из компрессора при остановке агрегата.

Управление клапаном производится с помощью одностороннего пружинного сервомотора.

Корпус клапана вместе с корпусом сервомотора крепится непосредственно на компрессоре.

Рис. 17 Сбросной клапан:

1-корпус компрессора; 2-корпус клапана; 3-тонкая тарелка клапана;

4-шток; 5-жесткая тарелка клапана; 6-упорная втулка; 7-корпус сервомотора; 8-поршень; 9-заглушка; 10-пятка; 11-гайка;

12-сферическая шайба; 13-тарелка; 14-пружина

 

Клапан двухседельный. Правая тарелка имеет жесткую конструкцию, левая тарелка выполнена в виде относительно тонкой мембраны, деформация которой компенсирует разность тепловых расширений, чугунного корпуса и штока. Тарелки закреплены на штоке с помощью гаек со стопорными шайбами. Шток клапана является одновременно и штоком сервомотора.

Открытие клапана осуществляется пружиной, передающей усилие на шток через тарелку в сервомоторе, сферическую шайбу и гайку. Упором штока в открытом положении служит втулка.

Поршень сервомотора выполнен плавающим, не связанным со штоком и передающим ему усилие от давления масла через пяту. Полость поршня закрыта заглушкой.

Масло к сервомотору подводится от золотника ограничителя приемистости. Протечки отводятся через дренаж в раму-маслобак. Трубы, соединяющие корпус сервомотора с маслобаком, выполнены достаточно гибкими для восприятия теплового перемещения турбины относительно маслобака.

Перед пуском турбины после взведения защиты золотник ограничителя приемистости перемещается вниз, закрывает слив и открывает подвод масла из линии постоянного давления к поршням сервомоторов сбросных клапанов через два отверстия. Клапаны закрываются, но неполностью - из-за наличия слива масла через отверстия в буксе автомата сбросных клапанов. Эти отверстия открыты настолько, что давление масла устанавливается несколько ниже, чем давление, необходимое для полного закрытия клапанов. После прохождения зажигания давление воздуха от компрессора перемещает золотник автомата сбросных клапанов вниз, сливные отверстия закрываются и сбросные клапаны полностью закрываются.

Во время работы давление масла над поршнями сервомоторов остается постоянным 0,55-0,6 МПа, удерживая СБК в закрытом положении.

При срабатывании защиты или недопустимом повышении частоты вращения ротора ТНД золотник ограничителя приемистости перемещается на верхний упор, закрывает подвод масла и открывает слив. Давление над поршнями сервомоторов падает, клапаны под действием пружин открываются и выпускают воздух из напорной камеры компрессора, обеспечивая ускоренное снижение частоты вращения роторов агрегата.

 

 

2.14. Автомат сбросных клапанов

 

Автомат (рис. 18) служит для управления сбросными клапанами. Он устанавливается на раме-маслобаке с правой стороны от компрессора. Конструкция верхней части автомата аналогична конструкции автомата противопомпажных клапанов.

К нижнему корпусу через фланец рамы-маслобака подводится масло из линии сбросных клапанов от золотника ограничителя приемистости.

На буксе имеется лыска, по которой масло поступает к радиальным отверстиям. Внутренняя полость буксы через нижнее отверстие сообщена со сливом. Протечки масла из полости над золотником удаляются через дренажное отверстие.

Перед пуском золотник находится в крайнем верхнем положении, соответствующем частичному открытию радиальных отверстий.

Рис. 18 Автомат сбросных клапанов:

1-маслобак; 2-корпус нижний; 3-пробка; 4-золотник; 5-фланец; 6-сильфон;

7-ушко; 8-пружина; 9-корпус верхний; 10-шпонка; 11-колпачковая гайка;

12-регулировочная гайка; 13,16-крышка; 14-серьга; 15-ввертыш; 17-шток; 18-втулка; 19-контргайка; 20-букса

 

После взведения защиты золотник ограничителя приемистости перемещается вниз, закрывает слив и открывает подвод масла из линии постоянного давления к поршням сервомоторов сбросных клапанов. Клапаны закрываются, но неполностью - из-за наличия слива масла через радиальные отверстия в буксе автомата СБК. Эти отверстия открыты настолько, что давление масла перед ними устанавливается несколько ниже, чем давление, необходимое для полного закрытия сбросных клапанов. При пуске агрегата через приоткрытые сбросные клапаны часть воздуха из камеры после компрессора выпускается в атмосферу.

После прохождения зажигания давление воздуха от компрессора перемещает золотник вниз, закрывая радиальные отверстия. Давление масла над поршнями сервомоторов сбросных клапанов поднимается, клапаны закрываются и прекращают выпуск воздуха. Сильфон автомата СБК вместе с золотником перемещаются до нижнего упора крышки во втулку и во время работы турбины остаются в этом положении.

 

ГТК-10-4

 

Воздушный выпускной клапан

 

В нагнетании осевого компрессора установлены два воздушных клапана, работающих параллельно. Эти клапаны сбрасывают в атмосферу воздух при остановке или мгновенной разгрузке турбины. В первом случае выпуск воздуха сокращает время выбега роторов турбины, во втором – снижает заброс частоты вращения ротора силовой турбины.

Выпускной клапан собран в сварном корпусе (Рис.9). Корпус состоит из двух труб, сцентрованных с помощью ребер. К наружной трубе приварен входной патрубок, к внутренней – выхлопной. Внутренняя труба на верхнем торце имеет наплавку и служит седлом для тарелки. По оси тарелки с помощью двух гаек закреплен шток, который движется внаправляющих втулках. Нижняя втулка запрессована в гнездо, расположенное в центре внутренней трубы на ребрах. Верхняя втулка запрессована в сварную крышку. Шток в этой втулке уплотнен двумя резиновыми кольцами. Тарелка запрессована в кольцо из нержавеющей стали. В паз на кольце вставлено бронзовое пружинящее поршневое кольцо, которое выбирает зазор между рубашкой и сборной тарелкой и тем самым сводит кминимуму утечку воздуха. В тарелке имеется два небольших отверстия, через которые полость над тарелкой сообщается с полостью, куда подведен воздух из компрессора.

Рис. 9. Воздушный выпускной клапан:

1-корпус; 2-рубашка; 3-уплотнительное кольцо; 4-тарелка клапана;

5-крышка; 6-втулка; 7-шток; 8-клапан импульсный; 9-пружина

 

В свободном состоянии усилием пружины тарелка прижата к седлу, полости разобщены и клапан закрыт.

На крышке смонтирован односедельный импульсный клапан (Рис.10). В нем между сварными корпусами зажата тарелка. В тарелку запрессована втулка, которая является направляющей для штока. Между крышкой и корпусом установлена мембрана, которая внутри обжимается дисками, составляющими жесткий центр. С помощью гайки и шайбы жесткий центр соединен со штоком, в нижней части которого при помощи штифта укреплен клапан. В расточку корпуса запрессовано седло. Клапан отделяет полость над тарелкой выпускного клапана от атмосферы. Полость под мембраной сообщена с атмосферой с помощью отверстия. При отсутствии давления пружина удерживает мембрану на верхнем упоре и клапан открыт.

Рис. 10. Импульсный клапан ВВК:

1-корпус нижний; 2-седло; 3-клапан; 4-штифт; 5-шток; 6-втулка;

7-пружина; 8-верхний корпус; 9-крышка; 10-диск; 11-мембрана;

12-тарелки

 

При пуске и во время нормальной работы агрегата давление импульса воздуха от отсечного золотника на мембрану равно 0,14 МПа и клапан закрыт.

Благодаря отверстиям в тарелке выпускного клапана давление в полости над тарелкой не отличается от давления в подводящем воздухопроводе. Пружиной и усилием от давления воздуха за компрессором тарелка прижата к седлу. Выпускной клапан закрыт.

Во время остановки или забросе оборотов отсечной золотник, переключаясь, снимает подачу воздуха постоянного давления к мембране импульсного клапана. Под действием пружины импульсный клапан открывается, открывая выпуск воздуха из полости над тарелкой выпускного клапана. Давление в этой полости резко снижается, потому что через отверстия в тарелке поступает значительно меньше воздуха, чем выходит через импульсный клапан в атмосферу. В результате напор воздуха за компрессором, преодолев усилие пружины, быстро поднимает тарелку, и выпускной клапан открывается.

При восстановлении импульса давления к управляющему клапану он, закрываясь, перекрывает выпуск воздуха из полости над тарелкой выпускного клапана. Давление в этой полости вновь сравнивается с давлением в подводящем патрубке. Пружиной и усилием от действия возрастающего давления в полости над тарелкой она опустится и прижмется к седлу. Клапан закроется, и выброс воздуха в атмосферу из компрессора прекратится.

 

2.8. Отсечной золотник
Отсечной золотник используется для усиления управляющего импульса к импульсным клапанам воздушных выпускных клапанов, установленных в нагнетании компрессора. Золотник (Рис.11) собран в сварном корпусе, закрытом сверху крышкой. Между корпусом и крышкой зажата резиновая мембрана. Жесткий центр мембраны составлен из двух дисков, скрепленных между собой болтом и гайкой. Над мембраной установлена пружина, натяжение которой может быть отрегулировано болтом, упирающимся в тарелку. В корпусе запрессована букса, во внутренней расточке которой помещен золотник. С помощью нижней пружины золотник прижимается кголовке скрепляющего болта жесткого центра мембраны и копирует перемещение последнего. К золотнику подводится воздух из двух линии: проточной и силовой. Проточный воздух подведен непосредственно вполость под мембраной, а силовой – давлением 0,14 МПа – в полость между нижним и средним поясками на золотнике. Полость между средним и верхним поясками сообщена с атмосферой. Средний поясок на золотнике является распределительным. Этот поясок находится в районе внутренней расточки на буксе, сообщенной с линией, соединяющей отсечной золотник с воздушными выпускными клапанами. При отсутствии давления в проточной линии и под мембраной золотник пружиной удерживается на нижнем упоре. Распределительным пояском линия к выпускным клапанам сообщена с атмосферой. Выпускные клапаны получают импульс на открытие.   Рис. 11. Отсечной золотник: 1-корпус; 2-букса; 3-диски; 4-мембрана; 5-крышка; 6-болт; 7-регулировочный болт; 8-тарелка; 9-пружина; 10-гайка; 11-пружина; 12-золотник   При рабочем давлении в проточной линии от 0,06 до 0,12 МПа мембрана прогнута вверх. Золотник нижней пружиной перемещается вверх и распределительным пояском сообщает линию силового воздуха с линией к выпускным клапанам. В этой линии устанавливается такое же давление, как и всиловой, благодаря чему выпускные клапаны получают импульс на закрытие. Если давление в проточной линии понизится, то золотник сместится вниз и средний поясок перекроет подачу силового воздуха, а линию к выпускным клапанам соединит с атмосферой. Открытие выпускных клапанов должно происходить при снижении давления в проточной линии до 0,04 - 0,05 МПа.
2. 9. Сбросной клапан
Для предохранения осевого компрессора от помпажа на пусковых режимах за его четвертой ступенью установлено непосредственно на корпусе компрессора восемь сбросных клапанов для выпуска части воздуха в атмосферу. Клапан собран в литом корпусе (Рис.12). В крышке корпуса запрессована букса, внутри которой перемещается шток с тарельчатым клапаном. Между тарелкой клапана и нажимным кольцом помещена пружина, действующая своим натяжением на открытие клапана. Открытие клапана ограничено кольцом и гайками, навинченными на конец штока. Натяжение пружины можно изменить подгонкой толщины кольца. Сетка прикрывает три выхлопных отверстия в корпусе клапана. Рис. 12. Сбросной клапан: 1-корпус; 2-тарелка; 3-шток; 4-букса; 5-кольцо; 6-пружина; 7-сетка   В период пуска, когда давление за четвертой ступенью компрессора низкое, часть воздуха через открытые сбросные клапаны сбрасывается в атмосферу. По мере увеличения частоты вращения компрессорного вала растет перепад давления воздуха, действующий на тарелку клапана и создающий усилие в сторону ее закрытия.	!

Устанавливая определенное натяжение пружины, добиваются, чтобы закрытие сбросных клапанов от действующего на тарелку перепада давления происходило после выхода осевого компрессора из опасной помпажной зоны, т.е. при достижении частоты вращения вала компрессора 4200 - 4300 мин^-1.