Влияние эксплуатационного износа статорных частей надбандажных уплотнений паровых турбин на их экономичность. В процессе эксплуатации паровых турбин в переходных режимах вследствие различного теплового расширения деталей статора и ротора турбины в радиальном и осевом направлениях установленные при монтаже зазоры в уплотнениях проточной части изменяются, становятся возможными задевания в уплотнениях и их износ. При этом неизбежно возрастают протечки пара через уплотнения. Особенно большая разница в относительных осевых и радиальных смещениях деталей ротора и статора отмечается при пусках турбины, когда разница их температурных расширений максимальна. При остановах валопровод турбины, как правило, выбегает свободно, проходя при этом все критические частоты вращения, при которых амплитуды колебаний валопровода достигают максимальных значений, что приводит к задеваниям в уплотнениях и их износу. Возникновение задеваний в уплотнениях возможно также вследствие неконцентричности ротора и статора, связанной с тепловой деформацией статора, необоснованного выбора зазоров, всплытия ротора в подшипнике и многих других факторов. В последнее время в паровых турбинах продолжает проводиться замена штатных надбандажных лабиринтных уплотнений на уплотнения с сотовыми статорными вставками, которые конструктивно допускают врезание гребней в сотовую поверхность без повреждения гребней, что позволяет устанавливать радиальный зазор в уплотнениях, равный 0.5 мм. При этом на сотовой поверхности в месте касания гребней прорезаются борозды. Износ надбандажных уплотнений оказывает наибольшее влияние на снижение КПД во время эксплуатации паровых турбин. Однако точных количественных данных об изменении протечки через сотовые уплотнения при их износе на сегодняшний день нет. Приведены результаты сравнительных экспериментальных исследований расходных и силовых характеристик моделей уплотнений с гладкими и сотовыми статорными частями при различной степени их износа. Проведенные исследования показали, что при износе статорных частей сотовых уплотнений протечки через них возрастают приблизительно в 1.7 раза медленнее, чем при аналогичном износе гребней обычных прямоточных уплотнений с гладкими статорными частями. Однако этот выигрыш в экономичности, полученный от замены штатных уплотнений с гладкими стенками на сотовые, обязательно надо соотнести с данными по измерению неконсервативных надбандажных сил, которые в традиционном осерадиальном уплотнении с гладкими статорными поверхностями с радиальным зазором 4 мм почти в 7 раз меньше, чем в сотовых уплотнениях с радиальным зазором 0.5 мм. Из полученных в работе результатов следует, что установка сотовых надбандажных уплотнений вместо традиционных гребенчатых уплотнений в цилиндрах высокого давления (ЦВД) паровых турбин на докритические параметры пара, имеющих высокую виброустойчивость роторов и обладающих достаточным запасом устойчивости к автоколебаниям, несомненно может быть целесообразна для повышения экономичности турбины. Однако применение сотовых надбандажных уплотнений с уменьшенными радиальными зазорами в ЦВД паровых турбин на сверхкритические параметры пара требует особой осторожности, так как именно в области малых зазоров отмечается максимум неконсервативных надбандажных сил, способных вызывать автоколебания валопроводов, и именно в области высоких давлений эти силы максимальны.

Рубрика: Энергетика