В одном из опусов из серии "Технологии большой энергетики" я рассказывал о конструкциях масляных уплотнений турбогенераторов с водородным охлаждением. Там же привёл вариант схемы газомасляной системы (ГМС) турбогенератора. По прошествии некоторого времени заметил, что некоторые читатели посылают поисковые запросы на устройство одного из элементов газомасляной системы, а именно - поплавкового гидрозатвора. Устраняя этот пробел, расскажу о роли и месте гидрозатвора в ГМС турбогенератора с водородным охлаждением на примере аппарата ЗГ-500 из схемы маслоснабжения турбоагрегата (ТА) Т-100-130 с генератором ТВФ-120-2. Схема включения ЗГ-500 показана на рис. 1, а его место в общей схеме ГМС ТА можно посмотреть здесь.
Главное назначение гидрозатвора - разделить газовую и масляную части схемы турбогенератора. В процессе эксплуатации, масло в масляных уплотнениях разделяется на два потока:
- слив в сторону водорода в корпус уплотнения генератора;
- слив в сторону воздуха в картер подшипника генератора.
Масло из картера подшипников генератора сливается в общий маслопровод свободного слива ТА и, далее, в маслобак турбины (смотри схему по ссылке выше). Масло же из корпусов уплотнений генератора в маслопровод просто так слить нельзя, так как оно находится внутри корпуса генератора, который, в свою очередь, находится под полным давлением охлаждающего газа ( в нашем случае 2.5 ат). Для того, чтобы выполнить задачу слива, масляные потоки заводят в гидрозатвор ЗГ- 500. Расшифровывается аббревиатура просто: ЗГ - затвор гидравлический, объёмом 500 литров (см. рис.1).
Масло из корпусов водородных уплотнений через маслоконтрольные патрубки попадает в трубопроводы свободного слива А и Д, заведённые в корпус ЗГ-500. Сам аппарат рассчитан на полное максимальное давление газа в генераторе. ЗГ расположен на уровне пола машинного зала, это отметка +1.6 м. Поскольку уплотнения генератора находятся в напорной зоне вентиляторов, а их напор с каждой стороны генератора может отличаться из-за неодинаковости лопаток, возможна паразитная циркуляция газа по контуру АБВГ. Чтобы этого избежать, один из сливов заводится через гидропетлю высотой около 500 мм.
Чтобы отделить газовую часть от масляной, в гидрозатворе должен поддерживаться определённый уровень масла. Это достигается применением поплавкового регулятора. Описывать его действие не буду, каждый знает, как устроен поплавковый регулятор в бачке унитаза. Таким образом, верхняя часть ЗГ заполнена газом под полным давлением в корпусе генератора, нижняя часть заполнена маслом. При снижении уровня масла в ЗГ поплавок закрывает регулятор и уровень повышается. При дальнейшем повышении уровня масла, поплавок открывает регулятор и масло давлением газа выдавливается в сливной маслопровод. Такая работа регулятора позволяет в нормальном режиме работы ТА поддерживать постоянный уровень масла в ЗГ и производить отвод масла от корпуса генератора, разделяя газовую и масляную среду. Уровень масла контролируется по масломерному стеклу. Аппарат снабжён устройствами технологической сигнализации, выдающей предупреждения на щит управления как при повышении, так и при понижении уровня масла в аппарате.
Чем же опасны чрезмерные изменения уровня в гидрозатворе?
- неконтролируемое повышение уровня в ЗГ чревато попаданием масла в корпус генератора, что недопустимо. Возникает при:
1. отказе поплавка в закрытом положении;
2. застревании и перекосе вкладыша уплотнения со значительным
неконтролируемым увеличением расхода масла в сторону
водорода;
3. замена охлаждающих сред в корпусе генератора при очень
низком давлении, когда его не хватает, чтобы вытеснить масло с
отметки +1.6 м, где расположен ЗГ до отметки +9.6 м, где
расположен сливной маслопровод.
- неконтролируемое понижение уровня в ЗГ чревато упуском давления газа из корпусе генератора, что также недопустимо. Возникает при застревании поплавка в открытом положении.
К счастью, все эти случаи чрезвычайно редки. В любом случае, при отказе поплавка, переходят на ручное регулирование уровня в ЗГ (вентилем 1), и, если восстановить работоспособность поплавка не удаётся, ТА приходится останавливать.
Кроме сливов с уплотнений в гидрозатвор также заводятся потоки от всего оборудования, контактирующего с газом:
- переливы с демпферного бака;
- слив с регулятора перепада давления масло - водород (РПД).
Кроме всего описанного в аппарате происходит отделение газа, растворённого в масле, а также пузырьков газа, захваченных турбулентными потоками масла. Оставшийся в масле газ продолжает выделятся далее в сливном маслопроводе и отсасывается эксгаустерами (вытяжными вентиляторами).
Статьи автора по теме "Технологии большой энергетики".
1. Как и зачем производят водород на электростанциях. Технологии большой энергетики. Опус 1.
2 . Как устроена тепловая электростанция. Технологии большой энергетики. Опус 2.
3. Газотурбинные и парогазовые установки для выработки энергии. Технологии большой энергетики. Опус 3.
4. Хранение водорода на электростанциях. Технологии большой энергетики. Опус 4.
5. Водородное охлаждение турбогенераторов на электростанциях. Технологии большой энергетики. Опус 5.
6. Водородные уплотнения вала ротора турбогенераторов. Технологии большой энергетики. Опус 6.
7. Испытания стали статора турбогенератора в эксплуатации. Технологии большой энергетики. Опус 7.
8. Вихревая система осушки водорода в генераторах. Технологии большой энергетики. Опус 8.
9. Конструкции бандажных узлов роторов турбогенераторов. Технологии большой энергетики. Опус 9.
10. Простой способ отыскания повреждённых трубок газоохладителей турбогенераторов. Технологии большой энергетики. Опус 10.
11. Химическая промывка газоохладителей турбогенераторов. Технологии большой энергетики. Опус 11.
12. Изготовление стеклотекстолитовой изоляции при ремонте генераторов. Технологии большой энергетики. Опус 12.
13. О чём расскажут "омики" обмоток генератора? Технологии большой энергетики. Опус 13.