Отечеcтвенная кoмпания ЗАО «Энергoтех» предлагает мoдернизирoванные регулирующие клапаны (РК) c кулачкoвo-раcпределительным привoдoм для парoвых турбин. Разрабoтка oбеcпечивает вибрациoнную надежнocть РК вo вcем диапазoне oткрытий.
Кoнcтруктoрcкая и техничеcкая нoвизна решения для мoдернизации регулирующего клапана заключаетcя в cовмещенноcти тарелки клапана c гильзой. Это позволяет выбрать зазор между гильзой и букcой меньший, чем между штоком и отверcтием в букcе. Иcключена передача поперечных вибраций тарелки на шток. Профиль тарелки и cедла при полном открытии клапана образует конфузорный канал, обеcпечивающий выход потока, близкий к оcевому, со стабилизацией отрыва потока с поверхности тарелки. Это приводит к снижению уровня растягивающих усилий на штоке, уменьшению продольной вибрации штока, а также к снижению уровня пульсации давления за клапаном. Разработана система паровой подгрузки, которая за счет совмещения окон в буксе и гильзе тарелки, по мере открытия клапана, увеличивает давление в разгрузочной камере, что приводит к смещению точки перемены направления усилия на штоке в область больших открытий, снижая уровень возбуждающих сил.
Повышение надежности регулирующих клапанов (РК) паровых турбин с кулачково-распределительным приводом легло в основу многолетних экспериментальных, теоретических и конструкторских работ, в результате которых были выработаны и проверены практикой принципы проектирования, обеспечивающие вибрационную надежность регулирующих клапанов во всем диапазоне открытий. Эти принципы реализованы в клапане разгруженного типа.
Модернизированные РК отличаются повышенной ремонтопригодностью за счет соединения штока с тарелкой безрезьбовым способом, что обеспечивает легкость разборки и сборки деталей клапана при осмотре; установки защитного кожуха на буксе; разработки новой конструкции стальной колонки, исключающей зависание и заклинивание клапанов. Шаровое крепление штока клапана позволяет уменьшить люфт при хорошей подвижности. Применение в рычаге колонки подшипника скольжения повышает надежность.
В условиях существующих паровых коробок в новых клапанах достигнут более низкий коэффициент сопротивления за счет лучших аэродинамических характеристик канала между седлом и тарелкой клапана. Для снижения потери энергии за счет протечек пара через зазоры между штоком и буксой применяется уплотнение в виде сальникового пакета, размещенного в камере верхней части буксы. Применен уплотнительный материал нового поколения – терморасширенный графит. Он термостоек в окислительных средах до 560°C, в инертных – до 2500°C, сохраняет упругую деформацию в пределах 10%, не стареет, не релаксирует, харакктеризуется низким коэффициентом трения по стали; используется для уплотнения жидких и газообразных сред с давлением до 40 МПа. Новые уплотнения штоков исключают протечки пара и занос зазора между штоком и буксой отложениями, содержащимися в паре.
Также разработан комплекс приспособлений для замены старых седел регулирующих клапанов. Комплекс включает в себя универсальное приспособление для выпрессовки старого седла клапана и установку для расточки посадочного места под новое седло. Установка монтируется на место крышки паровой коробки. Оригинальная система центровки гарантирует высокую точность расточки, что обеспечивает соосность установки седла в корпусе паровой коробки. Качество поверхности посадочного места после расточки соответствует качеству изготовления в заводских условиях.
Таким образом, электрическим станциям предлагаются широкие возможности по модернизации органов парораспределения паровых турбин различной мощности, которые не только обеспечат необходимую надежность, но и существенно повысят их экономический показатель.
В настоящее время на основе новых конструкторских разработок можно произвести замену кулачково-распределительного способа управления всеми регулирующими клапанами от одного общего сервомотора на управление индивидуальными сервомоторами, при этом управление сервомоторами регулирующего клапана осуществить с использованием электромеханических преобразователей нового поколения. Для уменьшения усилия необходимого для открытия регулирующего клапана требуется замена всех регулирующих клапанов на клапаны разгруженного типа со степенью разгрузки 0,96 при сохранении всех указанных принципов их проектирования.
В настоящее время на основе разработанных основных принципов проектирования регулирующих клапанов ЦВД возможна модернизация блока клапанов ЦСД турбин К-300-240-1, где использование системы профилирования чашка-седло в регулирующем и стопорном клапане даст экономию мощности на 600-800 кВт при существенном повышении надежности блока.
Ольга СТЕПАНЦЕВА
