PROTECTIILE TURBINEI

PROTECTIILE TURBINEI

5.1. Descriere si functiile sistemului de protectie

Sistemul de protectie realizeaza oprirea tuboagregatului in situatiile de functionare anormala, in scopul evitarii unor grave avarii si deteriorari a echipamentelor.

Elementul central al sistemului de protectie este ' blocul setara selor regulatorului de siguranta (BSRS) ' care primeste toate impulsurile de functionare anormala ale turbinei si care comanda inchiderea rapida, a ventilelor de reglare IP si MP, a diafragmei de reglare JP si a clapetilor de pe prize.In fig. 4.2. este prezentata schematic interactiunea dintre principalele elemente ale sistemului de protectie.

Elementele sistemului de protectie care transmit impulsurile la'Blocul sertara selor regulatorului de siguranta' sunt urmatoarele : (vezi fig.5.1)

- declansatorul de supraturare care da impuls mecanic la supraturare ;

- sertara sul central al blocului sertara selor regulatorului de turatie al (BSRT) care, prin linia de protectie suplimentara ,transmite impuls de presiune la supraturarea turbinei;

- ansamblul comenzii manuale a declansatorului hidraulic ( ACMDH )care la rindul lui poate fi comandat sau cu ajutorul unui electromagnet. La acest electromagnet transmit impuls electric toate protectiile pe partea de AMCR din limita turboagregatului si a salii de masini, precum si de la generatorul electric.

Principalele functii ale sistemului de protectie sunt :

1) protectia la supraturarea agregatului si anume :

a) la cresterea turatiei cu 11 + 12% peste cea nominala ,comanda de inchidere se realizeaza prin intermediul declansatorului la supraturare al regulatorului de siguranta ;

b) la cresterea turatiei cu 16% peste cea nominala, comanda de inchidere se realizeaza prin deschiderea de catre sertara sul de urmarire al BSRT a ferestrelor de scurgere ale liniei protectiei suplimentare ;

2) protectii pe partea de AMCR care dau comenzi prin electromagnetul de la ACMDH si anume :

a) releul de deplasare axiala a rotorilor de IP si MP - JP care atunci cind deplasarea axiala a rotorului, in zona lagarului axial corespunzator, depaseste valoarea de 1,7mm fata de pozitia rotorului apasat pe segmentii inavtivi ai lagarului axial actioneaza asupra declansatorului electromagnetic si simultan transmite semnalul de avarie la panou ;

c) potentiometrele de temperatura a aburului viu care actioneaza asupra declansatorului electromagnetic printr-un releu intermedi ar si transmit un semnal de avarie la cresterea temperaturii aburului viu la valoa 959c27j rea de 575oC si la scaderea temperaturii la 480oC.

d) releul de presiune a uleiului de ungere cind presiunea acestuia scade sub 0,4 kgf/cm2;

3) oprirea turbinei de la distanta de catre operator din CCT prin actionarea cheii pentru deconectarea turbinei de pe panou .Inchiderea in acest caz se realizeaza prin deschiderea liniei protectiei suplimentare de catre sertarasul ACMDH;

4) deconectarea manuala a turbinei prin apasarea butonului local al ACMDH care provoaca de asemenea deschiderea liniei de productie suplimentara .

In afara celor mentionate mai sus la scaderea presiunii uleiului de inalta presiune pina la valoarea de 10kgf/cm2 se inchide servomotorul ventilului de inchidere rapida.

5.2. Elementele sistemului de protectie

5.2.1. Declansatorul de supraturare

Declansatorul de supraturare este de tip centrifugal cu doua percutoare amplasate in corpul regulatorului de siguranta ,fixate pe capatul rotoru lui turbinei in cutia din fata.

El se compune dintr-un corp rotativ avind cele doua percutoare, care constitue o masa mobila excentrica echilibrata cu un arc. Ansamblul sete calculat sa ramina in echilibru pina la turatia de declansare.

in momentul atingerii turatiei de declansare,forta centrifuga a masei excentrice depaseste forta arcului,in exterior avind o cursa de 6mm.

Percutorul efectuindu-si cursa ,impinge clichetul care actioneaza declansatorul hidraulic provocind oprirea turbinei.

Turatia de declansare este de 11+12% peste turatia nominala adica 3350+- 15 rot/min.

Reglarea percutoarelor se face cu ajutorul piulitei de reglare.

Rotirea piulitei de reglare cu 10o modifica turatia de declansare cu aprox 35 rot/min.

Revenirea percutoarelor, sub actiunea fortei arcului, in pozitia initiala se produce la scaderea turatiei la 3060 + - 40 rot/min.

Pentru incercarea declansatorului de supraturare, la mersul turbinei in gol si in plina sarcina, fara a ridica turatia turbinei peste valoarea ei nominala, se foloseste un dispozitiv hidraulic special care trimite ulei prin spatiul de sub percutor.Uleiul umple baia de ulei a regulatorului de siguranta, care se rotesc, pina ce uleiul deverseaza peste muchia L.

Baia de ulei comunica prin gaura 7 cu pistonul percutorului 1.

Presiunea care apare in baia de ulei creaza o anumita forta suplimentara pentru scoaterea percutorului.

dupa intreruperea alimentarii uleiului care se acumuleaza in baia de ulei, acesta se dreneaza prin gaurile speciale g.

5.2.2. Ventilul pentru incercarea regulatorului de siguranta

Dispozitivul hidraulic care asigura uleiul pentru incrcarea declansarii percutoarelor fara oprirea turbinei mentionate in paragraful 5.2.1. , esteacest ventil de proba, amplasat in cutia din fata .El este compus dintr-un sertar care culiseaza pe o bucsa, inchizind in mod normal accesul uleiului spre sertara sul care distribuie ulei pe rind la fiecare percutor.

La actionarea rotii de mina, uleiul poate trece spre percutoarele declansatorului de supraturare. Rotirea trebuie sa fie usoara.

5.2.3. Pirghiile si indicatoarele regulatorului de siguranta

Pirghiile regulatorului de siguranta sunt amplasate pe corpul sertara selor regulatorului de siguranta. Rolul lor este de a transmite sertara selor regulatorului de siguranta actiunea percutorului declansat.

Prin rotirea cu ajutorul unei tije a unui arbore in jurul axei sale,pirghiile sertara selor se deplaseaza, prin intermediul unei pirghii, in astfel de pozitii la care :

a) declansindu-se percutoarele nr.1 si nr.2 actioneaza asupra pirghiilor si inping sertara sele de impuls ale sertarelor (pozitia de lucru) ;

b) este cuplat numai percutorul nr.2 , percutorul nr.1 , este decuplat (percutorul nr.1 declansat loveste in gol, pe linga pirghia sa deplasata);

c) este cuplat numai percutorul nr.1 , percutorul nr.2 ,este decuplat.

Constructia pirghiilor sertara selor regulatorului de siguranta exclude posibilitatea decuplarii simultane a ambelor percutoare.

dupa declansarea percutorului regulatorului de siguranta, independent de pozitiasertara selor, el incepe sa actioneze asupra obezii de cauciuc a rotii dispozitivului de semnalizare. Pirghia pe care este fixat axul rotii dispozitivului de semnalizare se roteste in jurul punctului fix si deplaseaza in sus tamburul de semnalizare al percutorului corespunzator.

Tamburii de semnalizare sunt amplasati pe capacul cutiei lagarului din fata.

5.2.4. Blocul sertara selor regulatorului de siguranta ( BSRS ) ( Fig.5.3. )

Blocul sertara selor de siguranta este compus din doua sertare care sintamplasate in jumatatea stinga a cutiei lagarului de fata si sunt fixate pe corpul servomotorului CIP.

In timpul functionarii turbinei presiunea in coloanele protectiei suplimentare este egala cu cea din coloana uleiului de presiune si sertara sele sunt apasate pe punctul de sprijin superior, intrucit suprafata sertara sului pe care actioneaza presiunea uleiului protectiei suplimentare e mai mare decit suprafata pe care actioneaza uleiul de presiune (in camera o presiune de ulei este egala cu zero).

Percutorul regulatorului de siguranta odata declansat ,prin oirghia sa,deplaseaza sertara sul de impuls 17 in jos.

Presiunea in coloana protectiei suplimentare scade din cauza deschiderii ferestrelor de scurgere. Sub actiunea presiunii uleiului care actioneaza continuu pe inelul cu D 60 - D 54 , sertara sul 15 incepe sa se deplaseze in jos si prin aceasta ia nastere un joc intre sertara sul 15 si capac. Prin acest joc, uleiul de presiune intra in camera ' a ' si mareste forta ce actioneaza pe sertar.

Deplasindu-se in jos , sertara sul 15 deplaseaza cu el sertara sul de impuls 17 si capatul pirghiei palpatoare 11(vezi fig.5.1)solicitata in plus si de catre un resort. Se creeaza in felul acesta jocul necesar dintre percutorul declansat si pirghia sa. Sertara sul de impuls 17 , sub actiunea resortului 28 , inchide ferestrele de scurgere si restabileste presiunea in coloana protectiei suplimentare, dar in felul acesta, sertara sul 15 isi continua miscarea in jos pana la suport, deoarece suprafata pe care actioneaza presiunea uleiului din refularea pompei (inel D 60 - D 34) este mai mare decit suprafata pe care actioneaza presiunea protectiei suplimentare.

La deplasarea sertara sului 15 spre reazemul inferior au loc urmatoarel fenomene :

- se inchide fereastra b si se deschide fereastra C, ceea ce duce la disparitia presiunii din coloana spre servomotorul VIR si inchiderea sa ;

- se deschide comunicatia ( g - redata in fig.5.1 ) cu sertara sele de insumare ceea ce duce la aparitia unui debit de ulei suplimentar sub sertara sul de insumare nr.1 ). ;

- servomotorul supapelor de reglaj se inchide ;

- scade presiunea uleiului in coloana protectiei suplimentare din cauza scurgerii uleiului prin fereastra H (vezi fig. 5.1) a sertara sului mijlociu al BSRT.

Toate aceste rezultate pot fi obtinute si prin actionarea solenoidului intrerupatorului electromagnetic sau manual prin apasarea pe butonul de declansare 23 , dotatii care apartin sistemului de protectie.

Pentru armarea (punerea in stare de functionare) sertarsului 15,trebuie sa se micsoreze presiunea uleiului care actioneaza pe capatul superior al acestuia. in acest scoP, invirtind in sens orar volantul cu care este dotat sertara sul superior al BSRT de comanda(vezi fig.5.1),se inchide alimentarea cu ulei sub presiune.

Sertara sul 15,sub actiunea presiunii din linia protectiei suplimentare,se deplaseaza spre suportul sau superior si inchide jocul dintre sertara sul 15 si capac, prin care uleiul sub presiune alimenta camera 'a' ( fig.5.3 )

Presiunea in camera 'a' dispare si sertara sul 15 ramine acum lipsit de suportul superior, chiar dupa ce presiunea sertara sului de comanda redevine egala cu presiunea de refulare a pompei.

in momentul deplasarii sertarsului 15 spre suportul superior sectiunile de scurgere de la servomotorul VIR ( g si c - vezi fig.5.1 ) se inchid insa servomotoarele supapelor de reglaj CIP, CMP si al diafragmei CIP ramin inchise deoarece in acest moment pozitia sertara sului de comanda(sertara sul superior al BSRT) asigura scurgerea unei cantitati improvizate de ulei prin deschiderea a doua ferestrele de scurgere (una, N , in sertara sul superior cea de-a doua , K , in sertarsul inferior al BSRT)

Armarea sertara selor regulatorului de siguranta este permisa numai dupa asezarea percutoarelor 1 si2 ale regulatorului de siguranta si restabilirea presiunii in coloana protectiei suplimentare).

5.2.5. Ansamblu de comenzi manuale a declansatorului hidraulic (ACMDH)

ACMDH este constituit dintr-un sertara s hidraulic care prin intermediul unei pirghii poate fi comandat fie cu ajutorul unei electromagnet, fie cu butonul manual.

Prin comanda mentionata,datorita deschiderii unei ferestre,este deschisa evacuarea uleiului din linia protectiei suplimentare ceea ce provoaca declansarea sistemului de protectie al turbinei.

Ansamblul actiunilor inregistrate de sistemul de protectie la declansarea turbinei este prezentat in paragraful 5.2.4.

5.2.6. Servomotorul VIR (supapa de inchidere rapida) ( fig.5.4. )

Servomotorul supapei de inchidere rapida este destinat inchiderii rapide a supapei antrenate de pe conductele aburului viu. Consecutiv servomotorul supapei rapide consta dintr-un servomotor cu pistonul 1 si resorturile 2 comandate de sertara sul 3.

Pistonul servomotorului si sertara selor sunt dispuse intr-un con comun 4.

Pistonul servomotorului este legat de tija supapei automate prin intermediul bielei superioare, doua tije exterioare si biela inferioara.

Sertara sul servomotorului la partea superioara sprijina suportul sferic al talerului, care sustine doua resoarte ale sertrasului.

Transmiterea legaturii inverse de la piston la sertara s se face printr-o pirghie. Capatul din dreapta al pirghiei este legat cu pistonul servomotorului printr-o articulatie si bratara .

Sub sertara sul servomotorului 3 se introduce ulei de impuls de la blocul sertara selor regulatorului de viteza. La presiunea de impuls de 10 kgf / cm2 sertara sul se stabileste in pozitia la care umarul de reglaj inchide cu ambele sale muchii fereastra 'f' a bucsei sale. Aceasta pozitie se numeste pozitie 'medie' a sertara sului. La o anumita crestere a presiunii de impuls,sertara sul iese din pozitia medie si muchia sa inferioara deschide fereastra'f' , uleiul patrunzind sub pistonul servomotorului. Pistonul se deplaseaza in sus coprimind resoartele 2. Odata cu pistonul se deplaseaza in sus si capatul drept al pirghiei de legatura intre tija pistonului servomotorului si tija legatueii inverse.

Rotindu-se in jurul punctului fix 5 , pirghia deplaseaza in jos tija legaturii inverse cu talerul superior 6 al resoartelor sertara selor servomotorului, intorcind sertara sul in pozitia medie.

Fiecarei pozitii a pistonului servomotorului ii corespunde o anumita presiune de impuls sub sertara s. Sertara sul va ocupa aceeasi pozitie medie.

La deplasarea pistonului servomotorului din punctul de sprijin inferior pina la cel superior,presiunea de impuls variaza de la 8kgf/cm2 pina la 14kgf/cm2 si in acest timp presiunea sub pistonul 1 variaza de la 2,3 kgf/cm2 pana la 5,3 kgf/cm2. La cresterea presiunii de impuls peste 14 kgf/cm2 sertara sul se deplaseaza spre punctul superior fara actionarea legaturii inverse (intrucit pistonul servomotorului a ramas pe punctul superior de sprijin trecind pe pozitia medie.

Scaderea presiunii de impuls sub 8 kgf/cm2 duce la deplasarea sertara sului in jos fata de pozitia medie si ca urmare umarul superior deschide fereastra 'f' permitind scurgerea uleiului a carui presiune scade. Sub actiunea resoartelor 2 , pistonul servomotorului se deplaseaza in jos , pirghia legaturii inverse slabeste stringerea resoartelor 7 ale sertrasului si in acest mod sertara sul revine in pozitie medie.

Servomotorul VIR are, de asemenea,si posibilitatea de manevrare manuala Prin rotirea in sens orar a rotii manuale se actioneaza un angrenaj melcat.

Surubul melcat, ghidat de o pana, deplaseaza sertara sul distribuitor din pozitia sa medie in jos prin intermediul unei tije, provocind deplasarea pistonului in jos. La rotirea rotii manuale in sens invers acelor de ceasornic pistonul se deplaseaza in sus.

Pentru a elimina scaparile de abur pe linga tija supapei VIR aceasta ,la deschiderea completa a VIR, se aseaza pe reazemul superior. In aceasta situatie tija ar fi solicitata la intindere de catre forta dezvoltata de presiunea maxima a uleiului asupra pistonului servomotorului.

Pentru descarcarea tijei, aceasta se leaga cu un amortizor (8) din 12 elemente disc. Amortizorul functioneaza in felul urmator: dupa ce ventilul si-a incetat ridicarea, tijei lui fiind asezata pe reazaemul superior, pistonul servomotorului continua miscarea de ridicare inca 7 mm pina la reazemul sau. in acest caz , arcurile disc se vor comprima suplimentar dezvoltind o forta ce se transmite la tija ventilului si este nepericuloasa pentru rezistenta tijei.

Cursa pistonului servomotorului VIR este de 162 + - 2 mm , iar cea a sertara sului distribuitor de 13 + 0,5 mm.

Timpul de inchidere al VIR este de 0,3 sec.

5.3. Exploatarea sistemului de protectie

Deoarece organele sistemului de protectie stau mult timp fara sa-si modifice pozitia, ele trebuie verificate periodic pentru a constata buna lor functionare.

Verificarea sistemului de protectie se efectueaza: 1. in conditiile unei exploatari normale o data la 2000 de ore de functionare ( conform programului normal de incercare );2. inainte si dupa oprirea de lunga durata sau oprirea la avarie(conform programului complet de incercare ).

Verificarea sistemului de protectie se efectueaza la mersul in gol al turbinei, in care caz admisia aburului in turbina se realizeaza prin ventilul de by-pass al uneia din cele 2 vane de linie, vane de linie fiind inchise, iar VR-ul fiind deschis.

5.3.1. Programul normal de incercare al sistemului de protectie

1. Incercarea manuala,de doua ori a sistemului de protectie(vezi 5.3.3.).

2. Incercarea simultana a ambelor percutoare prin ridicarea turatiei (vezi 5.3.3.)

3. Incercarea separata a percutorului nedeclansat la incercarea de la punctul 2 prin ridicarea turatiei.

4. Incercarea separata, cate o singura data, a fiecarui percutor, prin admisia de ulei (fara ridicarea turatiei) (vezi 5.3.3.).

5.3.2. Programul complet de incercare a sistemului de protectie

1. Incercarea manuala,de doua ori a sistemului de protectie (vezi 5.3.3.).

2. Incercarea separata, cate o singura data, a fiecarui percutor, prin ridicarea turatiei turbinei (vezi 5.3.3.).

3. Incercarea simultana a ambelor percutoare prin ridicarea turatiei turbinei. Incercarea se efectueaza o singura data (vezi par. 5.3.3.).

4. Incercarea separata a fiecarui percutor, cate o singura data, prin admisia de ulei (fara ridicarea turatiei) (vezi 5.3.3.)

Nu este recomandat ca, inaintea incercarii percutoarelor prin ridicarea turatiei, sa se efectueze incercari ale percutoarelor prin admisia de ulei, deoarece acestea pot denatura rezultatele incercarii prin cresterea turatiei.

5.3.3. Metodologia de verificare a protectiei turbinei

5.3.3.1. Incercarea manuala a sistemului de protectie

Pe butonul ACMDH al turbinei si apoi se elibereaza. daca la apasarea rapida a butonului fara mentinere, se inchid servomotoarele VIR si VR ,iar eliberarea butonului nu conduce la deschiderea acestora, trebuie considerat ca sistemul functioneaza normal.

5.3.3.2. Incercarea sistemului de protectie prin ridicarea turatiei turbinei

'Incercarea separata' a percutoarelor este incercarea la care,in interactiune cu pirghiile sertara selor regulatorului de siguranta, se afla numai un ,percutor, cel care se incearca.

La 'incercarea simultana' , ambele percutoare se gasesc in interactiune cu pirghiile lor.

Incercarea separata a percutoarelor

La mersul in gol al turbinei, la 3000 rot/min prin manevrarea tijei se deplaseaza pirghiile sertara selor de siguranta astfel incit un percutor iese de sub actiunea pirghiilor, raminind sub actiunea lui al doilea,cel care incearca.

Pozitia tijei se fixeaza cu ajutorul unui clichet special.

Prin rotirea rotii manuale a mecanismului de comanda a regulatorului de turatie in sensul orar, se ridica turatia pina cind percutorul declanseaza.

Momentul de declansare al percutorului este lovirea acestuia de pirghie, inchiderea servomotoarelor si ridicarea tamburilor de semnalizare.Prin rotirea rotii manuale a mecanismului de comanda se reduce sertara sul sincronizatorului in pozitie initiala.

Armarea sertaraselor regulatorului de siguranta si deschiderea servomotoarelor se poate incepe numai dupa ce se anclansaza percutoarele si se lasa in jos tamburii de semnalizare. dupa anclansarea percutoarelor tija de actionare se aduce in pozitia sa initiala.

Percutorul se poate considera pus la punct daca turatia lui de declansare se afla intre 3340 - 3360 rot/min.

in timpul incercarii, este interzisa ridicarea turatiei peste valoarea de 3360 rot/min.

Este indicat ca, pe durata incercarii, sa se urmareasca pozitia tamburului de semnalizare a percutorului ce se incearca si astfel sa se determine turatia lui de declansare.

Incercarea simultana a percutoarelor

Tija se instaleaza in pozitia in care ambele percutoare se gasesc in interactiune cu pirghiile sertara selor regulatoarelor de siguranta. in continuare se procedeaza la fel ca la incercarea separata a percutoarelor.

5.3.3.3 Incercare percutoarelor regulatorului de siguranta prin admisia de ulei (fara ridicarea turatiei)

Aceasta incercare se efectueaza sucesiv serparat,pentru fiecare percutor.

Percutorul care se incearca ,se decupleaza de sistemul de protectie prin deplasarea pirghiei corespunzatoare si se admite spreduza lui pentru declansare.

5.3.3.4 Incercarea percutoarelor regulatorului de siguranta sub sarcina, fara deconectarea generatorului de la retea

Incercarea percutoarelor cu turbina sub sarcina se efectueaza prin decuplarea pe rind a percutoarelor regilatorului de siguranta de la restul sistemului de protectie.O astfel de incercare este mai putin valoroasa deoarece nu permite verificarea intregului sistem de protectie.

Metodologia executarii acestei incercari este aceeasi ca la incercarea percutoarelor prin admisia de ulei.