bài giảng tuabin tàu thủy năm 2016

Phía trong thân có chế tạo các hốc hình vòng 3 và 11 để bố trí hai bộ làm kín phía ngoài, các rãnh vòng 7 để đặt các bánh tĩnh và 9 để đặt các cánh hướng của tầng điều chỉnh.. Khi các ốn

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI

BÀI GIẢNG TUA BIN TÀU THỦY

TÊN HỌC PHẦN: TUA BIN TÀU THỦY

TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO: CAO ĐẲNG NÂNG CAO

DÙNG CHO SINH VIÊN NGÀNH KHAI THÁC MÁY TÀU BIỂN

HẢI PHÒNG- 2016

1

MỤC LỤC

Trang

PHẦN I TUABIN HƠI TÀU THỦY 3

CHƯƠNG 1 KẾT CẤU TUABIN HƠI TÀU THỦY 3

1.1 Kết cấu phần tĩnh 3

1.2 Kết cấu phần động 10

1.3 Kết cấu bộ làm kín 18

1.4 Ổ đỡ, ổ chặn trục 22

CHƯƠNG 2 CÁC HỆ THỐNG PHỤC VỤ TUA BIN HƠI TÀU THỦY 25

2.1 Hệ thống bôi trơn tua bin 25

2.2 Hệ thống sấy nóng tua bin hơi 28

2.3 Hệ thống bao và hút hơi 29

2.4 Hệ thống điều chỉnh công suất tua bin hơi 31

CHƯƠNG 3 KHAI THÁC VẬN HÀNH TUA BIN HƠI 37

3.1 Chuẩn bị và đưa tua bin vào hoạt động 37

3.2 Vận hành tổ hợp tua bin khi tàu chạy 43

3.3 Duy trì cho tổ hợp tua bin ở trạng thái sẵn sàng làm việc 46

3.4 Dừng tua bin 48

3.5 Một số hư hỏng, sự cố của tua bin và tổ hợp 51

Phần II TUA BIN KHÍ 58

Giới thiệu chung tua bin khí tàu thủy 58

CHƯƠNG 1 KẾT CẤU TUA BIN KHÍ TÀU THỦY 59

1.1 Kết cấu máy nén tua bin khí tàu thủy 59

1.2 Kết cấu buồng đốt tua bin khí 64

1.3 Kết cấu tua bin 69

2

CHƯƠNG 2 CÁC HỆ THỐNG PHỤC VỤ 72

2.1 Hệ thống nhiên liệu 72

2.2 Hệ thống khởi động 75

2.3 Hệ thống bôi trơn 77

2.4 Hệ thống làm mát 79

2.5 Hệ thống đảo chiều 82

2.6 Hệ thống cung cấp không khí và xả khí 84

2.7 Hệ thống tự động điều khiển và bảo vệ 85

CHƯƠNG 3 BẢO DƯỠNG TUABIN KHÍ 87

PHẦN I TUABIN HƠI TÀU THỦY CHƯƠNG 1 KẾT CẤU TUABIN HƠI TÀU THỦY 1.1 Kết cấu phần tĩnh

1.1.1 Kết cấu thân tua bin

Thân tua bin thuộc phần tĩnh của động cơ có dạng hình trụ hoặc hơi côn và hình dạng

ấy được quyết định bởi dạng rôto Phía bên trong có tạo các rãnh vòng để bố trí vào đó các dãy cánh hướng (với tua bin phản kích) hoặc bánh tĩnh để chia thân tua bin ra thành từng ngăn riêng rẽ (với tua bin xung kích)

Đối với thân tua bin cơ lớn, có thể chế tạo thành từng phần riêng theo mặt cắt vuông góc với trục, điều đó làm đơn giản hóa việc đúc, gia công lắp ráp thân tua bin

Thân của tua bin phụ thường được chế tạo thành từng nửa trên và dưới hoàn chỉnh hoặc cũng có thể chế tạo theo từng phần riêng như tua bin cỡ lớn Mặt bích của các phần thân được rà phẳng Để tránh rò lọt hơi người ta bôi lên lớp matic đặc biệt dày 0,2 ÷ 0,5

mm rồi hai mặt bích được ghép lại bằng các guzông và bu lông

3

Nửa thân trên của tua bin thường bố trí 4 ÷ 8 bu lông chuyên dùng, để tháo nửa trên khỏi nửa dưới Để đặc chính xác các nửa thân tua bin khi lắp ráp thì các mặt bích của các phần ghép bố trí từ 2 ÷ 8 bu lông định vị.

Thân tua bin cao áp trong hệ động lực hơi nước được minh hoạ ở hình 1.1

Nửa thân trên 8 và dưới 20 được đúc bằng thép và ghép lại bằng các mặt bích Mỗi nửa thân tua bin lại được chế tạo thành hai phần và ghép với nhau bằng một mặt bích lắp ráp theo phương thẳng đứng 6 Nửa dưới thân dựa lên bộ dọc trục thông qua các đế của

nó Trong hệ trên có bố trí các hốc nửa hình trụ 1 và 12 để đặt ở đỡ rôto và hốc 14 để đặt

ổ chặn ở khu vực thân trên, tại các ổ đỡ và chặn đều có các nắp tháo ra được 2 và 13, thân phía mũi 17 được liên kết với hệ 16 bằng lắp ráp có thể trượt được thành đảm bảo sự đồng tâm của thân và bệ 16 Khi có biến dạng nhiệt thân tua bin, phần sau của thân được hàn với bệ 25, bệ mũi được đặt trên trụ đỡ mềm 15, còn bệ sau được ghép cứng với bệ dọc trục

Phía trong thân có chế tạo các hốc hình vòng 3 và 11 để bố trí hai bộ làm kín phía ngoài, các rãnh vòng 7 để đặt các bánh tĩnh và 9 để đặt các cánh hướng của tầng điều chỉnh

Về phía nạp hơi ở phần thân trên được hàn với hộp ống phun 19 của nhóm ống phun thứ nhất

Phần thoát hơi của thân 4 đúc dạng xoắn ốc gắn với đoạn ống 23, qua đó hơi sẽ chuyển sang tua bin áp suất thấp Ngoài ra còn có đoạn ống 22 để hút hơi từ tua bin cao

áp đến bầu ngưng, ống 21 để trích hơi đi qua ống nhiệt, ống 18 và 21 để trích hơi tới các

bộ phận làm kín phía ngoài

Thân tua bin phải tiếp xúc với hơi có thông số cao chịu các rung động và lực truyền ra

từ các ổ đỡ, ổ chặn khi tua bin làm việc Nói chung các lực tác dụng lên thân tua bin rất khó xác định và sinh ra ứng suất thay đổi phức tạp

- ứng suất do tác dụng của áp suất hơi có giá trị thay đổi rất lớn từ cửa nạp hơi đến tầng cuối của tua bin, ở khu vực nạp hơi, các tầng đầu, vật liệu thân chịu lực tác dụng từ phía trong thân thường ra ngoài, ở cuối phần thấp áp do áp suất bị giảm rất mạnh, lực tác dụng lại từ phía ngoài vào thân Ngoài ra ứng suất này còn bị thay đổi ngay trong từng hốc của thân và thay đổi khi chế độ công tác của tua bin thay đổi

- Ứng suất phát sinh do các bánh tĩnh truyền lực tới, vì các bánh tĩnh chịu một lực tác dụng do chênh lệch áp suất phía trước và sau nó, ứng suất này cũng thay đổi theo suốt chiều dài thân

4

Hình 1.1 Thân của một tua bin cao áp 1,12 Khoang ổ đỡ

20 Nửa thân dưới

21 Trích hơi tới bầu hâm

22 Trích hơi tới bầu ngưng

23 Cửa hơi ra tua bin thấp áp

5

-Ứng xuất nhiệt do chênh lệch nhiệt độ theo suốt chiều dài thân, phía trong và phía

ngoài thân Đặc biệt, ứng suất nhiệt rất lớn khi cho hơi vào tua bin lúc nó còn nguội, khi

công sấy và thay đổi công tác

- Ngoài ra ứng suất phát sinh còn do trọng lượng bản thân, trọng lượng các chi tiết

gắn với thân như ống mặt bích, bích chứa.v.v

Thân tua bin hơi tàu thủy hiện đại thường được chế tạo bằng cách đúc hoặc làm các phần

từ thép Thân đúc bằng gang chỉ sử dụng cho tua bin công tác cao hơn 693oK thù dùng thép

hợp kim, nhiệt độ hơi lớn hơn 7730K thì dùng thép Crôm – Molipđen mác 20XM

1.1.2 Kết cấu ống phun tầng đầu tiên

Ống phun là bộ phận biến đổi thế năng của chất công tác thành động năng sau đó

động năng này sẽ chuyển hóa thành cơ năng trong rãnh cánh động

Theo hình dạng ống phun người ta chia ra thành:

+ Ống phun thu hẹp: có diện tích tiết diện rãnh ống giảm dần từ lối vào đến lối ra

+ Ống phun loe rộng: có diện tích tiết diện rãnh ống đầu tiên giảm nhỏ dần đến tiết

diện bé nhất sai đó diện tích tiết diện lại tăng dần

Ống phun thu hẹp sử dụng khi hơi công tác có tốc độ chảy ở cửa ra ống bằng hoặc

nhỏ hơn tốc độ âm thanh, ống phun loe rộng được sử dụng để biến đổi tốc độ dòng hơi

công tác có tốc độ lớn hơn tốc độ âm thanh ở cửa ra ống

Lưu ý rằng tốc độ chảy lớn hơn tốc độ âm thanh có thể đạt được ở ống phun thu hẹp

bằng cách sử dụng vùng cắt lệch ở ống phun

Vì cánh động được bố trí xung quanh bánh động nên ống phun cũng phải bố trí theo

chu vi phù hợp trên bánh tĩnh

Khi các ống phun được bố trí trên toàn bộ chu vi bánh tĩnh nó tạo nên một vòng ống

phun khi đó sự cấp hơi được gọi là cấp hơi toàn phần, nếu số ống phun chỉ chiếm phần

chu vi thì sự cấp hơi được cấp hơi từng phần hay cục bộ, xác định bởi tỷ số cấp hơi

Ống phun tầng đầu tiên của bất kỳ tua bin nào trong tổ hợp tua bin cũng được gắn

trực tiếp vào bên trong thân tua bin hoặc gắn vào hộp ống phun đặc biệt bố trí trong thân

các ống phun Phân đoạn này có 4 ống

phun kiểu rãnh tiết diện tròn ở lối vào và

tiết diện chữ nhật ở lối ra Phân đoạn này

gắn với thân bằng các mặt bích và các

guzông 3

Phân đoạn ống phun đúc, được chế tạo bằng gang hoặc đồng thanh, nó rất đơn giản

khi chế tạo tuy nhiên thành rãnh trong ống phun rất khó làm bóng nên tổn thất dòng chảy

qua đó lớn nên hiện nay ít được dùng

Hình 3.3b là kết cấu phân đoạn ống phun có vách ống phun đúc, ở đây các vách ống

phun 1 được dập bằng thép rồi chế tạo phân đoạn ống phun 2

Để liên kết chắn chắn giữa cụm thép của các vách ống phun ở gờ cánh người ta chế

tạo các gờ tròn 3

Phân đoạn ống phun ghép với thân bằng các guzông

Ưu điểm của kết cấu này hơn kết cấu ở hình 1.2 vì hai bề mặt của rãnh ống phun

(vách cánh) có thể được làm bóng dễ dàng làm giảm tổn thất dòng chảy

Phân đoạn ống phun kiểu lắp ghép được minh họa ở hình 1.3

Phân đoạn này được cấu tạo từ các cánh ống phun 1 và hai vòng kẹp phía ngoài 2

phía trong 3, mỗi cánh có 2 chốt 4 và 2 lỗ thông với 5 để liên kết với vòng kẹp nhờ đinh

tán 6 Khi lắp ráp thân đoạn ống phun, các chốt 4 được đặt vào các lỗ, các lỗ này được

chế tạo sẵn ở vòng kẹp trên và dưới

Các tấm đệm hình tròn 7 và 8, các tấm này ghép với hai vòng kẹp nhờ 2 - 3 đinh tán

Phân đoạn ống phun này được ghép với thân 9 bằng các guzông 10 và có tám ống phun

Tất cả các chi tiết của phân đoạn này có thể được chế tạo từ thép Nhược điểm của kết cấu này là việc lắp ráp điều chỉnh các cánh, vách với vòng kẹp rất phức tạp và khó có thể tránh được sự rò lọt hơi qua những vị trí

không khít giữa các chi tiết lắp ráp do chế

tạo không chính xác và biến dạng nhiệt

Ống phun đặt đơn lẻ từng chiếc được

minh họa ở hình 1.4

Những ống phun này được chế tạo

bằng các phay từ phôi hình vòng rồi cắt

thành từng mảnh chi tiết có kích thước cần

thiết theo cung tròn Hình 3.5a là ống phun

đã được chế tạo hoàn chỉnh, hình 3.5b là

cách ghép nó vào thân tua bin, ống phun 1

được chế tạo có cung gờ 2 và 3, gờ 2 sẽ được ghép vào rãnh vòng phù hợp trong thân tua bin 4, gờ trong 3 được tấm đỡ 5 ốp lại nhờ guzông 6 có dây liên kết 7 Gờ 8 đảm bảo ép kín các ống phun Tùy chọn số ống phun mà trong thân tua bin có được cung ống phun hay cả vòng ống

Ưu điểm loại ống phun này cho phép độ bền prôphin cao, bề mặt được làm bóng tốt, nhược điểm phức tạp khi chế tạo, lắp ráp, khó tránh rò lọt hơi qua khe hở các mặt lắp ráp

1.1.2.2 ống phun bố trí tại các bánh tĩnh của các tầng trung gian

Kết cấu ống phun bố trí tại các bánh tĩnh

được xác định bởi kết cấu của bánh tĩnh

(xem mục 1.1 và 1.2) Sau đây là dạng

ống phun chế tạo cả bộ (Hình vẽ

1.5).Tuỳ thuộc vào cách ghép với bánh

tĩnh mà có thể có các kết cấu khác nhau,

Hình 1.5là nhóm ống phun bao gồm

các ống phun phay từng chiếc 1 có phần

chuôi 2 được đặt vào gờ vòng của bánh

tĩnh 3 và được gia công bằng các đinh

tán 5 Rãnh ở trên cung 6 chế tạo phù

hợp với gờ lồi phía ngoài để liên kết ống

phun với cung 6

8

Hình 1.4 Ống phun hoàn chỉnh từng chiếc 1-Ống phun; 2-3-Thân ống phun; 4- Thân tua bin; 5- Tấm đỡ; 6- Gu lắp ghép; 7-Dây lien kết; 8- Gờ ép kín ống phun

Hình 1.5 Thiết bị ống phun chế tạo cả bộ 1- Ống phun; 2- Phần lắp ghép; 3- Bánh tĩnh; 4- Dãy ống phun

Các ống phun có các gờ 2 và 3, cánh này được hàn vào bánh tĩnh Các gờ ngoài 2 được hàn với vách của bánh tĩnh, các ống phun được cắt ra từ dải prophin dài làm giảm giá thành chế tạo và hiện nay đang được sử dụng rộng rãi.

1.1.3 Kết cấu bánh tĩnh, cánh hướng

Bánh tĩnh được dùng trong các tua bin xung kích nhiều tầng để phân chia hốc phía trong thân tua bin, thành các tầng áp suất riêng rẽ, đồng thời trên bánh tĩnh có bố trí dây ống phun hoặc cánh hướng

Mỗi bánh tĩnh được chế tạo từ hai nửa: nửa phía trên bố trí ghép với nửa thân trên, nửa phía dưới ghép với nửa thân dưới, loại này đã làm giảm nhẹ việc chế tạo lắp ráp.Bánh tĩnh được ghép vào rãnh vòng phía trong các nửa thân tua bin với các khe hở theo phương hướng kính và dọc trục lần lượt là 0,1 ÷ 0,5 mm Vị trí của bánh tĩnh đựơc

bố trí trong các cánh vòng nhờ các chất đặc biệt

Đôi khi nửa bánh tĩnh được treo trên trục Trường hợp này giữa bánh tĩnh và lỗ theo hướng kính có khe hở 1 ÷ 2 mm điều ấy làm đơn giản hóa việc đinh tâm giữa bánh tĩnh với thân tua bin và cho phép sự dãn nở nhiệt tự do của bánh tĩnh khi bị sấy nóng, ở phần giữa bánh tĩnh có tiện gờ để ghép bộ làm kín phía trong

Bánh tĩnh được cấu tạo thành từ phần gờ, đai phía ngoài phụ hợp với rãnh trong thân tua bin Tổ hợp các ống phun, vách và bộ làm kín đặt ở vị trí trục rôto đi qua lỗ tâm bánh tĩnh, kết cấu bánh tĩnh được xác định bởi

phương pháp ghép nhóm ống phun với

phần đai ngoài và phần vách

Các tua bin tàu thủy áp dụng các kiểu

bánh tĩnh

Kết cấu:

- Chế tạo từ thép đúc hoặc gang đúc;

- Hàn kết hợp với phay hoàn chỉnh các

bộ cánh;

- Đúc kết hợp với phay hoàn chỉnh cả bộ cánh;

- Hàn lại từ các chi tiết cán hoặc rèn

Hình 1.6 Minh họa một nửa bánh tĩnh đúc

Toàn bộ nửa bánh tĩnh được ghép với gờ đai 1, các cánh ống phun 2 cũng có kết cấu

gờ chân để ghép với gờ đai 1 và vách 3

9

Hình 1.6.Kết cấu bánh tĩnh 1- Đai; 2- Cánh ống phun;

Người ta chỉ dùng vách bánh tĩnh và gờ đai, với các cánh chế tạo đúc, vì rằng nếu khi rót thép (để chế tạo bánh tĩnh từ thép đúc) thì hầu như không tránh khỏi cháy các gờ rìa mỏng của các cánh hướng đa số bố trí ở bên trong khuôn đúc cho tới khi khuôn điền đầy kim loại lỏng Nên vật liệu bánh tĩnh tốt nhất là gang.

Hiện nay bánh tĩnh được chế tạo hàn, các chi tiết gờ đai, cánh ống phun và vách đều chế tạo bằng cánh cán hoặc rèn rồi hàn lại với nhau thành bánh tĩnh sau đó đem ủ để khử ứng suất dư

Bánh tĩnh cũng chịu tác dụng của hơi có thông số cao như thân và các tác dụng rung động, biến dạng nhiệt, uốn bánh tĩnh v.v Bánh chịu lực uốn giảm dần từ các tầng đầu đến cuối nên vật liệu chế tạo bánh tĩnh cần đảm bảo độ bền cơ học

Bánh tĩnh được đúc bằng gang C18 ÷ 36; C21 ÷ 40 và C22 ÷ 44 với nhiệt độ dòng hơi nhỏ hơn 2500C ÷ 3000C Các cánh ống phun được dập từ thép Niken hoặc Crôm Niken ống phun chế tạo từ thép đúc và bánh tĩnh dùng phương pháp hàn và làm việc với nhiệt

độ nhỏ hơn 4000C thì dùng thép các bon mác 15 - 30 hoặc 40 nếu điều kiện công tác nặng

nề hơn thì dùng thép Crômmôlipđen mác 15 XM, 20XM, 15XMA

1.2 Kết cấu phần động

1.2.1 Kết cấu rô to

Rôto (phần quay) của tua bin bao gồm: Các đĩa hoặc trống quay, cánh công tác, trục,

gờ chặn, khớp mối liên kết Trên Rôto của hai tua bin phản kích còn bố trí các piston giảm tải (hay piston cân bằng)

Theo kết cấu, Rôto được chia thành Rôto dạng trống và liên hợp đĩa - trống

Việc lựa chọn kết cấu Rôto phụ thuộc vào kiểu loại Tua bin Trong tua bin xung kích thường dùng Rôto dạng đĩa phản kích - dạng trống

Trong tua bin liên hợp xung - phản kích, người ta dùng Rôto liên hợp

Theo phương pháp chế tạo, người ta chia ra Rôto rèn và hàn;

Theo số vòng quay công tác, Rôto được chia thành Rôto "cứng hoặc mềm":

Rôto "cứng" công tác ở số vòng quay thấp nhiều so với vòng quay tới hạn

Thực tế số vòng quay công tác ở chế độ quay định mức là

312

Với nkp là vòng quay tới hạn Vòng quay rô to được gọi là vòng quay tới hạn khi mà tại giá trị vòng quay đó, dao động riêng và dao động cưỡng bức trùng nhau ở vòng quay tới hạn, rôto đạt đến vòng cộng hưởng, rung động với biên độ dao động tăng lên và dẫn tới phá hỏng rôto.

Đa số các tua bin lai chân vịt có rôto dạng "cứng", khi đó ứng suất phát sinh do sự đồng thời uốn xoắn rô to đều nằm trong giới hạn cho phép Rôto "mềm"ứng dụng ở các tua bin lai máy phát điện, công tác với số vòng quay không đổi Khi sử dụng rôto "mềm", đường kính trục ở các vị trí đi qua các vị trí bánh tĩnh, ổ đỡ, bộ làm kín phía ngoài nhỏ hơn nên giảm được trọng lượng rô to, làm giảm rò lọt khi đi qua bộ làm kín cũng như giảm lượng dầu bôi trơn

1.2.1.1 Rôto dạng đĩa

Rôto dạng đĩa được chế tạo bằng rèn Các đĩa được rèn liền với trục hoặc rèn từng chi tiết (đĩa, trục) riêng rẽ Người ta thường chế tạo rôto này khi đường kính đĩa nhỏ hơn

1000 mm Các sơ mi làm kín, vòng kín hơi và vòng giữ dầu bôi trơn, gờ chặn, khớp nối

và các chi tiết khác thường được chế tạo rồi ghép có độ dôi lên trục

Rôto dạng đĩa chế tạo từng chi tiết riêng rồi ghép lại trên trục quay trơn nhẵn hoặc bậc bằng cánh ép chặt các đĩa với trục và các đĩa với nhau

Hình 1.7 là một rôto chế tạo rèn liền của tua bin thấp áp trong một tổ hợp tua bin.Rôto gồm các đĩa 6 của tua bin tiến và đĩa 7 của tua bin lùi ở phía ngoài gờ đã có khoan các rãnh 8 để bố trí tải trọng khi cân bằng rôto Các lỗ 5 trên đĩa làm giảm lực dọc trục Trên chu vi các đĩa đều tạo rãnh dạng chữ T để cấy các cánh động

Ngõng trục 4 của rôto được đặt trong ổ đỡ Trên trục có gờ chặn 3 để bố trí trong ổ chặn trục và một phần khớp nối 1 để truyền công suất ra hộp giảm tốc Lỗ khoan theo đường tâm 2 để giảm trọng lượng, sản phẩm rèn.Về phía mũi của rôto có gắn trục 10 cùng với bánh xe 11 của đồng hồ đo tốc độ quay Các rãnh 12 trên trục để làm kín hơi và không cho hơi xâm nhập vào dầu bôi trơn

Trường hợp đường kính của đĩa tua bin lớn hơn 1000 mm thì rôto được chế tạo rời Khi được gia nhiệt, đường kính tăng lên chút ít cho phép trượt đĩa vào trục, vì vậy nên có

độ dôi Để cho đĩa không xoay quanh trục thì phải chêm đặt đối xứng quanh trục vừa đảm bảo cân bằng rô to tốt hơn

11

Việc ghép đĩa có thể thực hiện trực tiếp trên trục rôto hoặc dùng các sơ mi ép hình

côn Khi ghép trực tiếp thì chế tạo trục bậc, trên đó người ta ghép từ 1 đến 2 đĩa Trước

khi ghép đĩa lên trục người ta gia nhiệt đĩa lên

tới 150 ÷ 2000C trong dầu nhờ các máy biến áp

chuyên dùng Các đĩa phía ngoài cũng được ép

lên trục bằng các sơ mi ép chặt

Hình 1.8 là dạng rô to kiểu đĩa và cách ghép

chặt các đĩa lên trục nhờ các sơ mi hình côn, độ

căng (chặt) có được nhờ ép sơ mi 1 tới một độ

sâu xác định, vòng định vị 2 đảm bảo khe hở

giữa hai đĩa liền nhau trong giới hạn 0,10 ÷ 0,15

mm

1.2.1.2 Rôto dạng tang trống

Rô to dạng tang trống theo kết cấu được

chia làm 3 loại:

* Rèn liền và có lỗ xuyên tâm, ứng dụng cơ

bản cho tua bin phản kích, vòng quay cao,

đường kính trống không lớn;

* Chế tạo từng chi tiết bằng cách rèn riêng rẽ một hoặc hai ngõng trục;

* Chế tạo từng chi tiết rồi ghép lên trục hoặc hàn lại từ các đĩa chế tạo rời

12

Hình 1.7 Kết cấu rô to kiểu rèn liền 1-Khớp nối với phụ tải; 2- Lỗ xuyên tâm; 3-Vành chặn; 4-Ngõng trục; 5-Lỗ cân bằng; 6- Bánh động hành trình tiến;

Hình 1.8 Rô to kiểu ghép đĩa 1- Sơ mi ép; 2-Vòng định vị; 3-Bánh

đĩa; 4- cánh động

Hình 1.9 là một rô to tang trống được hàn lại từ các đĩa ngõng trục chế tạo rời.

Phần trục phía lái 1 được rèn liền với một piston giảm tải 2, còn trục phía mũi 5 được rèn liền với đĩa 4 Vành cánh điều chỉnh kiểu đĩa có vành đôi 3 được chế tạo bằng cách rèn riêng rồi hàn với tang trống

Đối với rôto dạng tang trống tốc độ vòng cho phép nhỏ hơn 150 m/s Loại rô to được hàn lại từ các đĩa có thể tốc độ vòng cho phép đạt tới 250 m/s

3.2.1.2 Rôto dạng liên hợp

Được sử dụng cho các tua bin công suất lớn Phần chịu tải lớn nhất của rôto được chế tạo theo kiểu đĩa, phần chịu tải nhỏ hơn theo kiểu trống Các rôto liên hợp thường gặp, trục về hướng áp suất cao được rèn liền với đĩa, về phía áp suất thấp là các đĩa chế tạo rời rồi ghép lên trục

Trục tua bin được chế tạo từ thép Các bon, bằng cách rèn liền cho các tua bin phụ công tác với ứng suất không lớn lắm Đối với trục của các tua bin lai chân vịt được chế tạo từ thép hợp kim có phụ gia Niken, Crôm, Molipđen,Vanađi

ứng suất cho phép do tác

dụng đồng thời của mô men

uốn và xoắn đối với trục

dùng thép Các bon là 350 ÷

400 kG/cm2, thép hợp kim là

650 kG/cm2

Các chi tiết riêng rẽ của

rôto (đĩa, khớp nối, gờ chặn

v.v ) phải được tiến hành

Đĩa công tác tạo nên từ 3 phần chính: Phần vành ngoài nơi có ghép chân cánh động, phần may ơ ở đây đĩa được gắn vào trục và phần vách đĩa nối vành ngoài với phần may

13

Hình 1.9 Rô to kiểu tang trống 1-Phần trục lái; 2-Piston giảm tải; 3-Vành điều chỉnh; 4-

Bánh động

ơ Dạng vành ngoài đĩa được xác định bởi dạng chân cánh động Dạng may ơ và dạng phần vách đĩa phụ thuộc vào phụ tải khi công tác Hình 1.10 minh hoạ về các dạng đĩa tua bin.

Hình 1.10 Các dạng bánh động

Hình 1.10 đưa ra các dạng cơ bản của bánh động tua bin Theo hình dạng prophin vách đĩa chúng được chia ra thành loại có chiều dày không đổi (hình 1.10a), loại có chiều dày không đổi về vành ngoài và dạng côn ở phía còn lại (hình 1.10b) loại côn (hình 1.10c)

và loại hypecbol (hình 1.10d) Cuối cùng là loại có sức chịu lực đồng đều (hình 1.10e) Bánh chịu lực đồng dạng chịu lực đồng đều, để chế tạo làm việc đạt tới tốc độ 400 ÷ 430 m/s ứng dụng rộng rãi trong các rôto chịu tải nặng nề của tua bin lai chân vịt

Đường kính ngoài của đĩa trong khoảng 400 ÷ 1200 mm Đường kính lỗ may ơ dao động trong giới hạn 200 ÷ 450 mm, chiều dày may ơ theo hướng trục từ 70 ÷ 250 mm, chiều dày vành ngoài theo hướng dọc trục từ 30 ÷180 mm

Ứng suất cho phép trong đĩa công tác phụ thuộc vào thông số hơi Nếu đĩa chế tạo bằng thép các bon ứng suất cho phép không quá 200 MN/m2, thép hợp kim không quá

300 MN/m2

1.1.2 Kết cấu cánh động tua bin

Cánh động gắn ở phần vành ngoài bánh động hoặc ở trên mặt rôto đối với tua bin phản kích

Phần công tác: Gồm hai phía, phần lồi, phần lõm, bề mặt lồi được gọi là lưng cánh,

bề mặt lõm gọi là bụng cánh hay bề mặt công tác Chiều dài công tác của cánh được xác định bởi kích thước hướng kính được làm ướt bởi hơi (phần hơi quét qua)

- Phần đầu mút: (đỉnh) cánh

- Phần chuôi cánh - nơi ghép cánh với rô to hoặc thân tua bin

14

Chiều dài cánh ở các tua bin thuỷ hiện đại dao động trong khoảng rộng: từ 10mm ở tầng đầu tiên đối với tua bin công suất nhỏ tới 500 mm ở các tầng cuối Đối với tua bin trên bộ công suất lớn chiều dài cánh tầng cuối có thể đạt tới 1016 mm.

Đặc điểm kết cấu của cánh tua bin phụ thuộc vào chức năng của cánh và tải công tác Cánh là chi tiết quan trọng của tua bin Nó quyết định đáng kể tới hiệu suất công tác của tầng tua bin và giá thành chế tạo một động cơ Bộ cánh tua bin là một trong các chi tiết ảnh hưởng nhiều tới tính an toàn, tin cậy Vật liệu chế tạo cánh đắt tiền, giá chế tạo cao, sự lựa chọn prôphin cánh động cánh hướng bay hay ống phun hợp lý sẽ xác định chất lượng công tác của cả động cơ hay tính kinh tế còn kết cấu của cánh động cánh hướng và ống phun quyết định tin cậy, tuổi thọ và giá thành chế tạo

Khi làm việc cánh động, cánh hướng chịu các lực tác dụng sau:

* Lực uốn do áp suất thuỷ động của dòng hơi chảy qua rãnh cánh;

* Lực uốn do độ chênh lệch áp suất trước và sau cánh;

* Lực kéo do lực ly tâm của bản thân khối khi rô to quay

Lực thứ nhất thì đối với tất cả các cánh động và cánh hướng đều phải chịu dù là cánh

Theo công nghệ chế tạo cánh có thể chia ra các nhóm:

1 Cánh chế tạo theo phương pháp kéo hoàn chỉnh

2 Phương pháp chế tạo bằng cách phay bán hoàn chỉnh Mặt cánh phía lõm (bụng) được chế tạo bằng cán tinh còn phía lưng và chuôi cánh được chế tạo bằng cách phay

3 Cách chế tạo bằng cách phay hoàn chỉnh

15

Để chế tạo người ta chỉ dùng phương pháp phay Cả hai phương pháp kể trên ứng dụng cho cánh động chịu tải lớn, ví dụ như tầng đầu của tua bin nhiều tầng Nhưng cánh chế tạo bằng phương pháp phay hoàn chỉnh không kinh tế vì kim loại phế thải nhiều còn phương pháp phay bán hoàn chỉnh tiết kiệm hơn.

Ngày nay cánh tua bin được đúc nên rẻ tiền, tiết kiệm kim loại, (kim loại phế thải không quá 10% khi gia công) Sau khi đúc các cánh được gia công cơ khí, đánh bóng bề mặt Nên cánh đúc được sử dụng rộng rãi

Kết cấu phần chuôi cánh rất đa dạng, tuy nhiên dựa trên cánh ghép chân cánh vào đĩa hay rô to người ta chia làm hai kiểu sau:

* Kiểu ghép chân chìm

Ghép kiểu này chuôi (chân) cánh nằm hoàn toàn trong rãnh trên đĩa hay trên mặt rôto

* Kiểu ghép chân nổi

Kiểu ghép này này phần chuôi cánh lộ ra phía ngoài gờ trên mặt đĩa và được gia cường cẩn thận phần chuôi với gờ đĩa

Các kiểu 1, 2, 3 ở hình 1.12 thường dùng cho cánh hướng hoặc cánh động tầng công tác nhẹ tải có tốc độ vòng không quá 200 m/s

16

Hình 1.11 Cánh động tua bin

Trong các tầng điều chỉnh của tổ hợp tua bin cánh phải làm việc với hơi có thông số cao, chịu tải lớn người ta gia cường cánh vào rôto bằng cách hàn

Dưới tác dụng của dòng hơi thổi ra từ ống phun cánh động tua bin có thể có các dao

Độ tin cậy công tác của cánh tua bin phụ thuộc vào độ lớn và tính chất rung động phát sinh trong cánh cũng như bánh động (bánh mà cánh công tác được ghép vào) Ngoài ra cánh là chi tiết đàn hồi (có chể uốn được) nên nó có thể rung động theo tần số riêng Nếu tần số dao động riêng của cánh bằng với tần số dao động của các ngoại lực gây ra dao động đó thì có khả năng xuất hiện dao động cộng hưởng Dao động cộng hưởng này sẽ tồn tại đến khi thôi tác dụng bên ngoài gây ra cộng hưởng hoặc khi thay đổi tần số của ngoại lực ấy Dao động cộng hưởng làm phá hỏng cánh công tác và bánh động Để tránh

17

Hình 1.12 Các kiểu chân cánh

sự cộng hưởng, các bánh động có gắn cánh động ở các tua bin thuỷ cỡ lớn, trước lúc lắp đặt lên trục đều phải thay đổi tần số dao động riêng của chúng.

- Để chống lại sự rung động cánh, người ta có kết cấu các cụm dải dài hoặc dây kim loại

Các dây đai kim loại bố trí theo chu vi thành từng cụm dài từ 20 ÷ 400 mm giữa các cụm dây đai có khe hở nhiệt, đường kính dây đai phụ thuộc vào chiều rộng cánh và thường từ 4 ÷ 9 mm

Để làm giảm dao động giữa các cụm cánh bố trí các dây đai người ta đặt ống dây dao động 2 một đầu dây này được liên kết với 2 ÷ 3 cánh của cụm, còn đầu kia của dây đi tự

do qua một vài lỗ khoét ở cụm cánh đối diện Lực ma sát của dây 2 phát sinh khi đi cọ sát vào các lỗ trên cánh (lúc các cụm cánh dao động) sẽ làm giảm biên độ dao động này Nhờ

có các lỗ 5 nên đặt dây 2 rất đơn giản

Vật liệu chế tạo cánh cần có độ bền ở nhiệt độ cao, có khả năng gia công cơ khí dễ dàng, chịu ăn mòn và xói mòn Cánh công tác ở nhiệt độ hơi dưới 125oC chế tạo bằng thép không gỉ Crôm mác 1X13 và 2X13 với hàm lượng Crôm 12,5 ÷ 14,5% ở nhiệt độ hơi cao hơn (480 ÷ 500oC) sử dụng thép không gỉ Crôm Niken có hàm lượng Niken 14%, cánh công tác ở nhiệt độ hơi 500 ÷ 5500C chế tạo từ thép Austenit ∋U 123 và ∋U405 có hàm lượng Niken từ 12 ÷ 14, Crôm 14 ÷ 16% Cánh đúc chế tạo từ thép 2X13 Vật liệu cho các tấm đệm để tạo rãnh giữa hai cánh chế tạo từ thép Các bon mác 15; 25 và 35, với các dây đai, dây chống dao động, các chốt tán gia cường chân cánh v.v dùng thép không

18

Các bộ phận làm kín phía trong ngăn không cho rò rỉ hơi từ khu vực áp suất cao sang khu vực áp suất thấp.

Theo đặc điểm kết cấu các bộ làm kín ngoài được chia làm hai nhóm

19

Hình 1.13 Bộ làm kín kiểu khuất khúc 1-Thân tua bin; 2-Trục tua bin;

3- Gờ làm kín trên thân; 4- Gờ làm kín trên trục

Để cho các bộ phận làm kín hoạt động tin cậy và hoàn hảo, đối với các bộ phận làm kín phía ngoài người ta đưa vào một dòng hơi có thông số thấp vào để làm hơi bao kín đầu trục (sẽ xét kỹ ở chương 2 hệ thống bao nút hơi).

Các dạng kết cấu làm kín ở hình 1.14 là các dạng rất đơn giản, các kết cấu vòng gờ ở phần tĩnh đều ghép chặt với thân tua bin Đây là bộ làm kín kiểu cứng không tin cậy trong khai thác mặc dù gọn và đơn giản chế tạo.Với kết cấu trên các vòng gờ ghép chặt với thân tua bin hay thân bánh tĩnh 3, ở đây các vòng 2 được ép theo phương hướng kính bởi các

lò xo 4

Hình 1.15 là các bộ phận làm kín kiểu đuôi én

Trên trục tua bin có ghép sơ mi này được chế tạo các gờ có độ cao khác nhau chiều dày gờ chỉ bằng 1 mm, các vòng làm kín được đặt thành 6 cụm, mỗi cụm lại được bố trí trong rãnh khoan ở trong vòng đỡ 4, các cụm đó chịu lực ép hướng tâm của các lò xo lá 3 Vòng 4 được chế tạo hai nửa và đặt trong rãnh phần tĩnh 5 Toàn bộ nửa vòng 4 lại được

ép bởi lò xo là 6, lò xo này không cho phép vòng 4 xoay được, tuy nhiên vòng 4 vẫn có thể tự do dãn nở nhiệt khi tua bin bị sấy nóng

Hộp thiết bị làm kín có 2 buồng Buồng hơi 7 và buồng thông với khí quyển có vách

9 (hình 1.15)

Phần hơi dư thừa rò rỉ ra buồng hơi 7 và được chuyển tới hệ thống bao và hút hơi, một lượng hơi không lớn lắm qua bộ làm kín 10 đi vào buồng 8 khi áp suất trong thân tua bin thấp hơn áp suất khí quyển, hơi sẽ từ hệ thống bao và hút hơi được cấp tới buồng hơi 7

Hiện nay người ta sử dụng các kết cấu làm kín phía ngoài như hình 1.16

20

Hình 1.14 Bộ làm kín kiểu mềm 1-Gờ làm kín; 2- Vành làm kín; 3- Thân bánh tĩnh; 4- Lò xo lá

Các vòng tạo khuất khúc chế tạo ngay trên các cụm vòng 1 các cụm này lại được ghép vào rãnh của vòng 2 và 5 Các cụm vòng kín 1 được ghép bởi lò xo lá 6 Buồng nối thông với bộ góp cân bằng của hệ làm kín Trong bộ góp này áp suất được duy trì từ 1,04

÷ 1,3 kG/cm2 Buồng 3 nối thông với bộ ngưng của hệ thống bao và hút hơi (hệ thống làm kín) trong bộ ngưng này độ chân không luôn được duy trì từ 20 ÷ 30 mmHg Độ chân không trong buồng 3 tồn tại làm cho hơi không thể rò rỉ ra khỏi bộ làm kín để thoát ra ngoài Bộ làm kín này đơn giản, tin cậy trong khai thác

21

Hình 1.15 Bộ làm kín kiểu “đuôi én”

1- Sơ mi ép lên trục; 2-Vòng làm kín; 3-6-Lò xo lá; 4- Vành ép hai nửa; 5- Phần tĩnh; 7-Buồng hơi; 8-Buồng thông khí quyển; 9-Vách ngăn; 10-Bộ làm kín.

Hình 1.16 Bộ làm kín kiểu khuất khúc 1- Cụm gờ làm kín; 2-Vòng làm kín; 3-Buồng thông với bình ngưng; 4-6Lò xo lá; 5-

Vòng làm kín

Vật liệu chế tạo vòng gờ làm kín dùng đồng thanh có Niken hoặc đồng thau Các

dạng làm kín kiểu cánh én thường chế tạo từ thép không rỉ có Niken hoặc Crôm Sơ mi có

tạo gờ ghép trên trục rôto để tạo kết cấu khuất khúc chế tạo từ thép Niken Crôm hoặc

Crôm Molipđen Lò xo giảm chấn trong các bộ làm kín "mềm" chế tạo từ thép Crôm

không rỉ 3X13 và 4X13 còn các lò xo công tác ở nhiệt độ cao hơn 4000C chế tạo từ thép

Crôm-Molipđen có hàm lượng Crôm 15% ÷ 17% và 1,6 ÷ 25% Molipđen

1.4 Ổ đỡ, ổ chặn trục

1.4.1 Ổ đỡ trục

Ổ đỡ trục tua bin là khâu trung gian giữa phần quay (rôto) và phần tĩnh (thân tua

bin) ổ trục dùng để đỡ toàn bộ rô to nên được gọi là ổ đỡ trục ổ này còn có ý nghĩa định

tâm tương đối giữa rô to và thân tua bin Các ổ đỡ trục đỡ toàn bộ trọng lượng rô to và

những lực phụ phát sinh khi nạp hơi cục bộ, khi rô to quay, khi tàu lắc Các ổ đỡ tua bin

công tác với tốc độ khá lớn 50 ÷ 60 m/s và phụ tải riêng phần tác dụng lên ổ tới 10 ÷ 12

kG/cm2, các tua bin thủy lai chân vịt

thường dùng ổ đỡ trượt Các ổ trượt

này được bố trí trên bệ thuộc thân tua

ngoài ra còn có bu lông, vít cấy để ghép với thân tua bin với nắp đậy, các dụng cụ đo và kiểm tra.

Theo phương pháp bố trí máng lót trong thân của ổ đỡ người ta chia thành hai loại ổ đỡ: ổ đỡ cứng và ổ đỡ tự định vị (tự chỉnh vị trí)

Ổ đỡ cứng máng lót không di chuyển được, còn ổ đỡ tự định vị các máng lót có thể xoay được trong mặt phẳng vuông góc với trục (hình 1.17)

Ổ đỡ cứng chỉ nên ứng dụng cho các rôto chiều dài ngắn, khi trục rôto bị uốn, ổ đỡ cứng sẽ dẫn đến sự tiếp xúc ngõng trục với các phần rìa của máng lót

Mức mài mòn sẽ tăng lên có thể gây hư hỏng ổ và trục Khi trục bị uốn nhiều, ổ đỡ

tự định vị hình 1.17b giải quyết được nhược điểm trên

Ưu điểm của ổ đỡ tự định vị đặc biệt quan trọng khi khởi động gặp tua bin từ trạng thái lạnh, khi ma nơ, lúc này trục rô to bị uốn mạnh ổ đỡ tự định tuy có kết cấu phức tạp hơi những đã giải quyết được vấn đề trên nên tuổi thọ ổ đỡ cao hơn, tin cậy trong khai thác

Máng lót của ổ đỡ chế tạo từ thép hoặc đồng thanh mác O8-4 hoặc AM 10-2 Để đúc lớp hợp kim chống ma sát người ta dùng ba bít B83 chất lượng cao thành phần hóa học 10

÷ 12% Sb, 5,5 ÷ 6% Cu còn lại là Fe, As, Zn, Pb tất cả không quá 0,55% Độ cứng bề mặt

HB = 30, hệ số ma sát khi có bôi trơn là 0,005

không cân bằng tác dụng lên rô to

Trên các tua bin thủy hiện đại,

và vành chặn Các gối chặn có kết cấu lệch tâm với các tấm đỡ đặt trong vòng cố định 3 (các gối chặn có thể xoay được một góc không lớn lắm xung quang điểm tựa của nó) Cùng với sự tăng số vòng quay tua in, áp suất dọc trục tăng lên (P), đồng thời phản lực

23

Hình 1.18 Tác tác dụng của

ổ chặn trục kiểu 1 vành chặn.

1- Các gối chặn; 2- Ném; 3- Vành đón lực

(R) cũng tăng lên Lúc này các gối chặn dưới tác dụng của cá cặp lực phát sinh trên được xoay đi một góc so với mặt phẳng vành chắn và tạo nêm dầu (hình 1.19b) Tuỳ mức độ xoay của các gối chặn, áp suất ở tiết diện ra tăng và điểm đặt lực của các lực hợp thành lực dọc trục P đặt chính diện với điểm đặt của điểm tựa, tương ứng là trạng thái cân bằng của các gối chặn (hình 1.19c) Khi thay đổi chế độ công tác của tua bin góc lệch của các gối chặn cũng bị thay đổi đi.

Nếu các gối chặn và vòng trục 3 đặt cả về hai phía của vành chặn thì khi tua bin đảo chiều quay, lực chiều trục sẽ được thu nhận bởi các gối chặn phía bên kia của ổ chặn

Từ kết cấu một vành chặn của ổ chặn trục người ta phân chia ra thành các dạng:

- ổ chặn cứng: ở đây các vòng cố định nơi bố trí các gối chặn không được phép di động so với thân tua bin

- ổ chặn tự định vị: ở đây ổ chặn có thiết bị tự cân bằng để làm đồng đều áp suất trên các gối chặn một cách tự động

Các gối chặn chế tạo từ đồng thanh bằng cách rèn hoặc dùng đồng thay cũng như thép các bon mác 35 và tráng ba bít B38 Chiều dày lớp ba bít của các gối chặn phải nhỏ hơn khe hở chiều trục bé nhất trong phần chảy của ổ chặn đảm bảo khi ba bít bị chảy, tróc

sẽ không bị kẹt lại trong tua bin Các vòng đỡ lực dọc trục thuộc phần tính chế tạo từ thép các bon hoặc đồng thanh từ cách rèn Vành chặn có thể rèn liền với trục hoặc rô to, cũng

có thể chế tạo rời rồi ghép lên trục Vành được chế tạo từ thép 35; 40 hoặc Crôm môlipđen Bề mặt công tác của vành được thấm các bon, tôi, rà bóng

Hình 1.19 Sơ đồ công tác của ổ chặn trục.

24

CHƯƠNG 2 CÁC HỆ THỐNG PHỤC VỤ TUA BIN HƠI TÀU THỦY

2.1 Hệ thống bôi trơn tua bin

2.1.1 Yêu cầu về dầu nhờn cho tua bin

Sự công tác tin cậy của hệ thống dầu nhờn và các chi tiết được bôi trơn chỉ có được khi sử dụng dầu nhờn có chất lượng phù hợp Việc lựa chọn mác dầu bôi trơn phù hợp có một ý nghĩa lớn nên kiểu loại dầu tua bin ngày càng phong phú

Chức năng cơ bản của dầu nhờn tua bin:

- Giảm ma sát cho các ổ đỡ

- Giảm mài mòn và ngăn ngừa xước các bề mặt ma sát

- Làm mát các vị trí bôi trơn

- Chống ăn mòn hóa học các bề mặt ma sát

Các chức năng trên xác định các yêu cầu cơ bản đối với dầu nhờn như sau:

* Độ nhớt của dầu nhờn: Phải có độ nhớt thích hợp và đặc tính nhớt nhiệt thoải để tạo thành lớp dầu bôi trơn đủ tin cậy, đảm bảo cho ổ trục làm việc ma sát ướt tương ứng ở chế

độ tải trọng và tốc độ xác định cần phải chọn đúng độ nhớt của dầu bôi trơn Khi đó sẽ đảm bảo được màng dầu trên các ổ đỡ ở các chế độ công tác Tuy nhiên khó có thể tránh được ma sát nửa khô trong các ổ đỡ tua bin, vì rằng sự hình thành màng dầu ở các chế độ khởi động, dừng và đảo chiều rất khó khăn

- Độ ổn định cao: Có khả năng chống lại được ô xi hóa trong không khí ở nhiệt độ cao Khi hâm nóng dầu tới nhiệt độ công tác 60 ÷ 800C khi có không khí, độ a xít của dầu không được tăng quá rõ và lúc đó vẫn chưa chia tách các hạt bẩn ra khỏi dầu Thử chất lượng này bằng thí nghiệm

- Có khả năng khử nhũ tương cao: tức là nhanh chóng loại trừ (chia tách) nước khi nước rơi vào hệ thống dầu nhờn

- Độ a xít và độ tro ban đầu thấp

- Độ nhớt dầu tăng quá 25% so với lúc ban đầu (theo ΓOCT 32 - 53).

- Khả năng khử nhũ tương của dầu kém hẳn đi, trong dầu chứa quá 0,5% nước ở trạng thái nhũ tương bền vững, nước này không thể chia tách được khi lọc

Ngoài ra còn bằng loạt lý do đặc biệt mang tính chất đặc trưng của tàu thủy khác nữa bắt buộc chúng ta phải thay thế dầu bôi trơn trước thời hạn theo qui tắc thông thường.Dầu tua bin cần được thay thế sau 2000 giờ khai thác

1.1.2 Hệ thống dầu nhờn

Một số yêu cầu đối với hệ thống:

- Có nhiệm vụ cấp dầu nhờn liên tục tới các ổ đỡ, hộp giảm tốc của tổ hợp tới hệ thống điều chỉnh và bảo vệ tua bin;

- Các phần tử của hệ thống phải có độ tin cậy công tác cao;

- Khả năng bị lẫn bẩn, lẫn nước là nhỏ nhất;

- Khả năng làm sạch và thay thế dầu bẩn dễ dàng;

- Có khả năng ngăn ngừa được dầu khỏi biến chất trước thời hạn;

- Độ kín khít tương đối cao, không rò rỉ dầu

Hiện nay hai loại hệ thống dầu nhờn sau được sử dụng:

- Hệ thống tuần hoàn dầu nhờn bôi trơn do các bơm dầu;

- Hệ thống tuần hoàn dầu nhờn bôi trơn do các bơm dầu và các két cột áp

Hệ thống thứ nhất có kích thước và trọng lượng nhỏ Hệ thống thứ hai tuy có phức tạp hơn song công tác tin cậy hơn Vì khi bơm dầu hay hệ thống dầu có sự cố lúc này tổ hợp tua bin vẫn được bôi trơn đảm bảo nhờ dâù nhờn còn ở trên các két cột áp Đủ thời gian

để dừng tua bin, hay khởi động bơm dầu sự cố

5

89

1012

Hình 2.1 Sơ đồ bôi trơn tua bin kiểu áp suất 1- Lọc dầu; 2-Bơm dầu do động cơ điện lai; 3- Bơm dầu do tua bin hơi lai; 4- Sinh hàn; 5- Đường dầu tới thiết bị điều chỉnh vũng quay; 6-Van điều chỉnh áp suất; 7- Kính nhìn; 8- Tua bin; 9-Két dầu; 10-Bộ phận sấy dầu; 11-Đường dầu đến hệ thống báo động

áp suất thấp; 12-Bộ phận lọc dầu

Trên hình 2.1 là hệ thống bôi trơn cho tua bin chính bằng áp suất Dầu nhờn từ két chứa được hút bằng bơm dầu 2 (hoặc 3), sau đó dầu được qua phin lọc 1, sinh hàn 4 rồi vào các ổ đỡ của tua bin Nhánh 5 là dẫn dầu đến bộ điều chỉnh vũng quay Nhánh qua van 6 dùng để điều chỉnh áp suất trong hệ thống, thường áp suất dầu trong hệ thống 4 ÷

4,5 kG/cm2 Chênh lệch bình thường của áp suất trong phin lọc phụ thuộc vào kết cấu của

nó và thường 0,15 ÷ 0,5 kG/cm2, khi tăng độ chênh lệch này từ 0,5 ÷ 1 kG/cm2 cần vệ sinh phin lọc

Hình 2.2 là hệ thống bôi trơn của tua bin kiểu trọng lực Dầu từ két chứa được hút bằng bơm 2 (hoặc 3) qua phin lọc (1) sinh hàn (4) rồi đỏ lên hai két (6) Để tăng tính an toàn trong điều kiên tàu thủy nên bố trí 2 két cột áp và 2 bầu sinh hàn

Két cột áp cao hơn trục bánh răng cấp thứ hai của bộ giảm tốc từ 10 ÷ 12 mét Với cột

áp này dầu tự chảy ra khỏi két tới ổ đỡ rồi về két chứa Duy trỡ cột áp của kột dầu bằng cách duy trì mức dầu nhờ đường tràn mà trên đó có bố trí kính nhìn 7

27

112

10

Hình 2.2 Sơ đồ bôi trơn của tua bin kiểu trọng lực.

1- Phin lọc; 2- Bơm được lai bằng động cơ điện; 3- Bơm được lai bằng động cơ hơi nước; 4- Bầu sinh hàn dầu; 5- Đường dầu đến thiết bị điều chỉnh vòng quay; 6- Két trọng lực; 7- Kính nhìn; 8- Tua bin; 9- Két dầu; 10- Bộ phận hâm dầu; 11- Đường dầu đến hệ

thống báo động áp suất thấp; 12- Bộ phận lọc dầu.

Khi vận hành người khai thác phải chú ý đến dòng dầu chảy qua kính này, nó bảo vệ mức dầu trên két Lượng dầu ở trên két cột áp 6 đảm bảo sự công tác của toàn tổ hợp trong vòng 6 phút thời gian đủ để khởi động bơm dự trữ và dừng tổ hợp tua bin

2.2 Hệ thống sấy nóng tua bin hơi

Nếu khởi động tua bin từ trạng thái nguội lạnh, hơi đi tới nhóm ống phun của nhóm

đó và một phần thân tua bin Những khu vực còn lại của thân tua bin về phía nạp hơi vẫn còn lạnh, do độ chênh lệch nhiệt độ, sự giãn nở nhiệt có thể dẫn tới biến dạng thân, gây kẹt trục với các bộ làm kín hoặc cánh kẹt với bánh tĩnh

Vì vậy, trước khi khởi động tua bin cần phải sấy nóng nó đồng đều Để giải quyết được việc này người ta bố trí một hệ thống chuyên dùng để cấp hơi bão hòa tới các điểm khác nhau trên thân tua bin Đó là hệ thống sấy nóng tua bin (hình 2.3)

Hỡi bão hòa từ nồi hơi được cấp tới hộp van 1, từ đấy hơi được cấp tới để sấy tua bin theo những nhánh ống riêng Về phía nạp hơi của tua bin cao áp có 4 ống 2 đưa hơi nóng tới các hộp ống phun ở cả phía trên và phía dưới thân Ngoài ra, ở cửa phía thân cao áp này về phía cuối còn cả hai nhành cấp hơi số 6

Hơi sấy quét qua thân cao áp, rồi qua ống 5 tới tua bin thấp áp, ở đấy hơi sấy nóng nửa phía trên của mỗi hộp van nạp hơi, còn nửa phía dưới được sấy nóng nhờ các đường ống 4, các ống này đưa hơi đến cả hai phía tua bin thấp áp

Để sấy phần giữa tua bin thấp áp, hơi được cấp qua ống 3 tới hộp ống phun của tua bin hành trình lùi Hơi sau khi đi sấy nóng tua bin sẽ về bầu ngưng Phần hơi sẽ được ngưng tụ sẽ thoát ra theo hệ thống riêng Trong suốt thời gian sấy tại bầu ngưng được duy trì một độ chân không không cao lắm, chứng 400mm Hg Độ tăng nhiệt độ bão hòa của hơi do sự giảm độ chân không, cho phép nâng nhiệt độ thân tua bin ở các tầng cuối thân thấp áp, xúc tiến cho việc sấy nóng đồng đều hơn Việc sấy tua bin thường được tiến hành trong vòng 20 ÷ 60 phút tuỳ thuộc vào kết cấu của nó

28

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên tắc của một hệ thống sấy nóng của tua bin hơi.

Nhiệt độ thân tua bin được kiểm tra nhờ các nhiệt kế bố trí ở vài điểm theo hình chiều dài thân Độ đồng đều sấy tua bin được đảm bảo bằng cách điều chỉnh lượng hơi tại các van ở hộp van và cho quay (via) rô to Không cho phép độ chênh lệch nhiệt độ ở hai điểm gần nhau trên thân quá 200C Sự giãn nở thân được kiểm tra trong quá trình sấy nhờ các que dò chuyên dùng

Việc sấy tua bin được xem như kết thúc khi đạt được các giá trị nhiệt độ theo các mặt bích nằm ngang như sau:

- Tua bin cao áp 80 ÷ 1000C;

2.3 Hệ thống bao và hút hơi

Ý nghĩa và nguyên tắc hoạt động của hệ thống bao và hút hơi như sau: Trong các tầng khác nhau thuộc phần chảy của tua bin, ở một phụ tải xác định sẽ tương ứng với một áp

29

suất xác định, tương tự áp suất hơi trước các bộ làm kín phía ngoài cũng bị thay đổi và phụ thuộc vào chế độ công tác của tổ hợp tua bin Trước mỗi bộ làm kín, ở toàn tải của tua bin sẽ có giá trị áp suất dư của hơi, khi giảm phụ tải, áp suất này thay đổi đi, thậm chí nhỏ thua áp suất khí quyển, đặc biệt ở các tầng cuối, của tua bin thấp áp Như vậy, bộ làm kín phía ngoài của tua bin làm được hai chức năng: Đảm bảo sự rò lọt hơi qua bộ làm kín

là nhỏ nhất ở các phụ tải thay đổi và đảm bảo độ kín của tua bin không cho khí trời lọt vào hệ thống ở các phụ tải nhỏ Hơi rò rỉ nhiều qua các bộ làm kín cũng làm giảm hiệu suất có ích của tua bin, còn sự rò khí vào tua bin dẫn đến sự giảm độ chân không trong bầu ngưng chính

Có thể chia các bộ phận làm kín phía ngoài của tua bin thành hai nhóm

Nhóm I: Bộ làm kín kiểu chân không, tức luôn có nhu cầu tiêu thụ hơi cấp tới bộ làm kín để bao (dùng một nguồn hơi có thông số thấp cấp tới bộ làm kín để bao bộ làm kín) Trước các bộ làm kín này, áp suất bên trong thân tua bin khi công tác luôn thấp hơn áp suất khí quyển (ví dụ làm kín đầu trục phía hơi xả ra bình ngưng của tua bin thấp áp) Sự chuyển động của dòng hơi trong các khe hở làm kín đi ra khỏi buồng cao hơn chia ra thành hai hướng ngược nhau Một dòng hướng về thân tua bin, một dòng hướng ra khí quyển hoặc tới buồng hút hơi

Nhóm II: Các bộ làm kín dạng áp suất hơi trước nó thay đổi Hơi đi ra khỏi bộ làm kín ở các chế độ mà áp suất trong thân tua bin cao hơn áp suất khí quyển và cần có hơi đưa tới bao bộ làm kín khi phụ tải nhỏ, lúc mà áp suất trong thân tua bin trước các bộ làm kín trở nên thấp hơn áp suất khí quyển Khi áp suất trong thân tua bin cao hơn áp suất khí quyển, hơi đi từ thân tua bin qua các khe hở làm kín tới buồng đốt làm kín, hơi này đóng vai trò bao kín (như đã giải thích ở mục nguyên tắc làm kín hơi kiểu khuất khúc), rồi sau đấy một phần tới hệ thống bao và một phần ra khí quyển hoặc tới buồng hút hơi

Sơ đồ hệ thống bao và hút hơi công tác tự động (hình 2.4)

Các phần tử chính của hệ thống là két cân bằng 1 bộ điều chỉnh áp suất, van phân phối bơm phun tia dòng hơi, bộ ngưng tụ và hệ thống ống dẫn để cấp hơi bao và hút hơi.Chế độ công tác cần thiết của các bộ làm kín đặt được bằng cách duy trì áp suất trong két, cân bằng nằm trong giá trị 1,0 ÷ 1,3 kG/cm2 Việc này được thực hiện nhờ bộ điều chỉnh áp suất và van phân phối Nếu hơi nhập tới két nhỏ hơn so với yêu cầu làm kín thì

áp suất trong két sụt đi và van phân phôí sẽ nối thông kết với đường ống hơi chính có thông số thấp Nếu sự tiêu thụ từ két tới các bộ làm kín nhỏ hơn so với sự nhập hơi tới két thì áp suất trong két tăng lên và van phân phối tự động xả hơi ra bầu ngưng tụ chính

30

Bơm phun tia duy trì độ chân không trong bộ ngưng và trong các ống dẫn hút hơi Nhờ vậy mà ngăn ngừa được khả năng hơi thoát ra khí quyển ở các bộ làm kín Hơi được rút ra từ các bộ làm kín được đưa vào bộ ngưng và ngưng tụ

Hình 2.4 Sơ đồ bao phủ hút hơi làm kín của các bộ làm kín phía ngoài.

2.4 Hệ thống điều chỉnh công suất tua bin hơi

2.4.1 Nguyên lý điều chỉnh công suất tua bin chính

Trong trường hợp chân vịt là định bước và điều kiện hàng hải là cố định thì muốn thay đổi vận tốc tàu phải thay đổi vận tốc quay của tua bin Sự thay đổi này đồng nghĩa với sự thay đổi công suất của tua bin, mà công suất đó tỷ lệ với vận tốc quay

Trong trường hợp điều kiện hàng hải thay đổi, ví dụ như trong trường hợp bão tố, sẽ

có thể xuất hiện sự thay đổi vận tốc quay của tua bin trong khi đó lượng hơi và nhiệt giáng là cố định Sự thay đổi này không đồng thời với sự thay đổi của tua bin Mỗi tua bin với sự điều chỉnh chỉ có một điểm duy nhất của đặc tính phụ tải, mà tại đó hiệu suất của

tổ hợp là lớn nhất

Công suất có ích của tua bin được tính theo công thức:

(ml) H G 69 , 5 N

(ml) 623

H G N

e a e

e

a e

η

η

=

=

Để thay đổi công suất tua bin, ta có thể:

- Thay đổi nhiệt giáng của hơi phân bổ trong tua bin (Ha);

31

Hơi thông số thấp

Bình cân bằng

Pa

Pn

Po

- Thay đổi lượng tiêu thụ hơi qua tua bin (G).

Trong thực tế có thể điều chỉnh công suất tua bin hơi theo các cách:

- Thay đổi nhiệt giáng hơi bằng tiết lưu hơi;

- Thay đổi lượng hơi tiêu thụ;

- Thay đổi nhiệt giáng của hơi và

đồng thời thay đổi lượng hơi tiêu thụ;

- Điều chỉnh lượng hơi bao gồm

hai hoặc nhiều phương pháp trên

2.4.1.1 Hệ thống điều chỉnh

công suất tua bin qua tiết lưu.

Đây là phương pháp điều chỉnh về

chất lượng, là phương pháp điều chỉnh

đơn giản nhất Bằng các đóng bớt van

hơi chính vào tua bin thì sẽ xuất hiện

tiết lưu và giảm lượng hơi tức là thay

đổi Ha và G

Hình 2.5 là sơ đồ điều chỉnh tiết

lưu Trong trường hợp đóng bớt 1 phần van điều

chỉnh khi áp suất của hơi đến tua bin sẽ là P'0 < P0,

điểm dãn nở đầu tiên là A1 khi ta so sánh với A0 thì

nhiệt giáng lý thuyết H'a < Ha và như vậy công suất

cũng giảm theo Nếu tiếp tục đóng bớt van điều

chỉnh thì sẽ dịch chuyển sự giãn nở ban đầu đến các

điểm A2, A3

Khi điều chỉnh bằng tiết lưu cùng với sự giảm

áp suất ban đầu là sự giảm lượng hơi qua tua bin,

đồng thời hiệu suất có ích ηe cũng giảm vì hiệu suất

chỉ thị ηi giảm Trong phương pháp điều chỉnh này thì công suất giảm nhanh hơn sự giảm

dòng hơi, bởi vì khi đóng hơi nhỏ thì tổn thất trong các van của tua bin là lớn

Khuyết điểm của phương pháp này là làm cho hiệu suất chung giảm Do đó phương

pháp này chỉ được ứng dụng cho các tua bin có công suất không lớn lắm

Đối với tua bin chính thì được thực hiện tại van ma nơ chính, còn đối với các tua bin

phụ đôi khi người ta lắp thêm van tiết lưu đặc biệt

2.4.1.2 Điều chỉnh công suất tua bin theo khối lượng

Nguyên lý điều chỉnh này là dựa trên sự phân chia cụm thiết bị dãn nở của cấp thứ nhất thành vài nhóm mà mỗi một nhóm có chức năng như một van chặn riêng biệt và quá trình điều chỉnh được thực hiện qua việc đóng hoặc mở các van đó Do đóng hoặc mở các van sẽ làm cho lượng hơi đi vào tua bin thay đổi mà không làm thay đổi nhiệt giáng Điều chỉnh theo khối lượng như ở hình 2.6 thì cụm thiết bị dãn nở được chia thành 4 nhóm I, II, III, IV Hơi đi vào cụm I được điều chỉnh bằng van ma nơ chính số 2, còn lại các cụm II, III, IV được điều chỉnh bằng các van đặc biệt 3a, 3b, 3c

Ưu điểm lớn nhất của phương pháp này là mở hết van hơi chính và các van điều chỉnh để đạt được chứng giá trị công suất theo yêu cầu, trong khi đó không hoàn toàn xuất hiện tiết lưu của dòng hơi vào tua bin

2.4.1.3 Hệ thống điều chỉnh công suất tua bin đồng thời cả khối lượng và chất lượng

Phương pháp điều chỉnh này được thực hiện theo các bước sau: Trong tua bin người

ta lắp vài nhóm thiết bị dãn nở (như hình 2.7) Khả năng thay đổi công suất của tổ hợp - Trong các trường hợp điêù chỉnh theo khối lượng- có thể được thực hiện ngắt quãng Ở những giá trị công suất trung bình của tua bin có thể điều chỉnh bằng tiết lưu toàn bộ lượng hơi qua van ma nơ hoặc trên các van của các cụm thiết bị dãn nở Phương pháp điều chỉnh hỗn hợp này có ưu điểm là điều chỉnh không lớn lắm

Đồ thị ở hình 4.7 lấy được trong quá trình thực hiện điều chỉnh ở sơ đồ hình 4.6 Ở giai đoạn đầu khi các van 3a, 3b, 3c đóng hoàn toàn, lượng hơi qua cụm I đạt giá trị lớn nhất là G1 Cũng có thể cho tiét lưu bằng van ma nơ 2 và lúc này quan hệ giữa áp suất dòng hơi trước cụm I với G được biểu thị bằng đoạn GA1 Nếu như chúng ta muốn tăng lưu lượng dùng hơi thì mở hết van 3a để đưa cụm II vào làm việc Lúc này lưu lượng dòng hơi tăng từ G1 đến G1 + G2 và điều chỉnh được thực hiện bằng tiết lưu quan van 2 - đoạn B1A2 Ở đây chúng ta cần lưu ý một điều là nếu như van 3a được mở hoàn toàn ngay

từ ban đầu thì dòng hơi dùng điều chỉnh là từ O đến G1 + G2 như vậy trên đồ thị phải là đoạn OA2 Qua đó thấy rằng về mặt năng lượng được tận dụng hơn (do giảm được tổn thất) nếu điều chỉnh dọc theo đường gấp khúc OA1, B1, A2 Tiếp tục mở các van 3b và 3c thì quá trình xảy ra tương tự

Tiết lưu không xảy ra tại các điểm say đây của đặc tính điều chỉnh A1, A2, A3, A4 có nghĩa là tất cả các van ma nơ và các van điều chỉnh 3a, 3b, 3c để mở hoàn toàn

33

Ví dụ: Nếu như lượng hơi tức thời qua tua bin là Gx (kg/s) G1 + G2 < Gx < G1 + G2 +

G3 + G4 thì trước cụm I, II, III sẽ có một áp suất là Px Do kết quả đóng một phần van ma

nơ nên áp suất có trong van ma nơ này sẽ giảm đi một giá trị là ∆Pzm, độ giảm áp suất ở cấp điều chỉnh thứ I là ∆Pr, độ giảm áp suất của các cấp còn lại của tua bin là ∆P

Trong trường hợp điều chỉnh hỗn hợp với tiết lưu tại các van điều chỉnh thì cũng hoàn toàn giống như đã thu được trên hình 2.7 Qua cụm I là G1 và sự điều chỉnh của dòng hơi trong khoảng từ O đến G1 được thực hiện trong van ma nơ Đặc tính điều chỉnh trước cụm

I được thể hiện dọc theo đường gấp khúc OA1A2 Ở đây chúng ta cần lưu ý đối với khoảng O-G1 thì thực hiện trong van ma nơ Đặc tính điều chỉnh trước cụm I được thể hiện dọc theo đường gấp khúc OA1A2 Ở đây chúng ta cần lưu ý đối với khoảng O-G1 thì đặc tính này hoàn toàn giống đặc tính trên hình 2.6 và quá trình là đoạn thẳng OA1 Nếu chúng ta cần tăng lưu lượng lớn hơn G1 thì mở van điều chỉnh 3a với điều kiện mở hoàn toàn van manơ 2 Trước cụm I vẫn chế ngự một áp suất P0, trước cụm II thì áp suất sẽ thay đổi dọc theo đường đặc tính A'1, A'2, A'4 Tương tự khi mở van 3b (thì đặc tính trước cụm III là A'2A3A4) mở van 3c (thì đặc tính trước cụm IV là đường A'3A4)

34

Áp suất hơi trước các cụm II,

III, IV thay đổi dọc theo đường đặc

tính A1'' A2A4, A2''A3A4, A3''A4

Ví dụ: Lưu lượng dòng hơi tức

thời qua tua bin là Gx (kg/s)

G1 + G2 < Gx < G1 + G2 +

G3 + G4

Áp suất hơi trước cụm I và cụm

II là P0 và trước cụm II là Px, đến tua

bin với dòng hơi không tiết lưu là

G1 + G2 (kg/s) còn tiết lưu trong van

3b là Gx - (G1 + G2), (kg/s) Sự giảm

áp suất trong cấp điều chỉnh 3b là

∆Pz'r Sự giảm áp suất trong các cấp

còn lại của tua bin với Gx là ∆P

Quá trình tiết lưu hơi trong các

van điều chỉnh được tận dụng hơn

trong van ma nơ 2, bởi vì các van

điều chỉnh này thực hiện bằng tay dễ dàng hơn so với

van 2

Điều chỉnh công suất bằng phương pháp chất

lượng cùng với số lượng rất được ứng dụng cho các

tua bin chính của tàu hàng

2.4.1.4 Điều chỉnh công suất tua bin theo

phương pháp nối tiếp

Với mục đích cần tăng công suất của tua bin thì

một phần hơi mới chúng ta không dẫn vào cấp thứ

nhất mà dẫn vào các cấp tiếp theo đó

Khi mở van điều chỉnh 1 (hình 2.8) hơi sẽ đi đến

tầng điều chỉnh sau đó đi qua toàn bộ tua bin, với mục

đích cần tăng công suất tua bin thì ta mở tiếp van số 2, lượng hơi đến tua bin được tăng

lên (tầng thứ 2 sau tầng kectic) Tiếp tục mở van 3 thì thêm một lượng hơi tức khắc đến

tầng thứ 4 Trong trường hợp dẫn hơi mới qua các van phụ (van nối tiếp) trước tầng thứ 4

35

Hình 2.7 Đồ thị (lý thuyết) sự thay đổi

áp suất của hơi nước và sau cấp điều chỉnh hỗn hợp.

Hình 2.8 Sơ đồ điều chỉnh nối tiếp 1- Van điều chỉnh; 2,3- Các van nối tiếp.

A1 A2 A3 A4 Po

I +II+II+IV

I+II I+II+III

123

thì áp suất sẽ tăng từ giá trị P1 đến P'1 , cùng với sự tăng dòng hơi qua tầng tiếp theo ở tỷ

số P'1/P1 là sự giảm nhiệt trên các tầng nhất định

Ở tầng thứ nhất sẽ giảm một phần dòng hơi và giảm sự tổn thất nhiệt, nhưng khi có lượng hơi phụ qua van 2 hoặc van 3 thì toàn bộ công suất tăng lên

Trên các tàu đặc biệt (tàu chiến chẳng hạn) yêu cầu tua bin làm việc với thời gian dài

ở dải công suất thấp Để đảm bảo an toàn ở vận tốc kinh tế và để chắc chắn đạt hiệu suất tốt ở dải công suất thấp thì kết cấu trong tua bin cao áp phải có các tầng đặc biệt, mà ta gọi là các tầng của dải công suất thấp

Trong hành trình với vận tốc kinh tế hoặc trong thời gian làm việc ở chế độ toàn bộ hay một phần công suất thì hơi phải qua các tầng đặc biệt

Phương pháp điều chỉnh này gọi là phương pháp điều chỉnh nối tiếp cùng với các tầng của công suất thấp

Hiện nay tồn tại hai loại kết cấu khác nhau đó là điều chỉnh nối tiếp ở bên trong và điều chỉnh nối tiếp ở bên ngoài

2.4.1.5 Điều chỉnh công suất của tua bin theo phương pháp hỗn hợp

Trong thực tế điều chỉnh công suất của tua bin thỉnh thoảng chúng ta gặp các hệ thống điều chỉnh hỗn hợp bao gồm hai hoặc nhiều các phương pháp trên

Các phương pháp điều chỉnh phụ thuộc vào các loại tàu và mục đích sử dụng của tàu Trong trường hợp các tàu khách, ngoài công suất khai thác để đạt được một công suất khai thác, có lúc cần công suất để ma nơ, để đạt được công suất này chúng ta có thể ứng dụng phương pháp điều chỉnh số lượng đồng thời với điều chỉnh chất lượng Còn khi cần công suất cực đại thì điều chỉnh theo phương pháp nối tiếp

36

CHƯƠNG 3 KHAI THÁC VẬN HÀNH TUA BIN HƠI 3.1 Chuẩn bị và đưa tua bin vào hoạt động

Chuẩn bị bao gồm các công việc chuẩn bị đối với tiếng phần của hệ động lực như: Buồng nồi hơi, các hệ thống phục vụ, đường dẫn ống hơi sấy v.v và cuối cùng là khởi động tua bin Tất cả các công việc chuẩn bị này trước hết phải tuân thủ theo yêu cầu của nhà máy chế tạo và các qui tắc ban hành, các công việc đều được sĩ quan đi ca, máy trưởng chỉ đạo kiểm tra

3.1.1 Các bước chuẩn bị

Một số công việc kiểm tra ở giai đoạn chuẩn bị

- Sự hoàn hảo và công tác tin cậy của các thiết bị liên lạc giữa buồng lái và buồng máy, buồng máy với buồng nồi hơi

- Chỉ số của các đồng hồ trong buồng máy và lái

- Sự công tác của các phương tiện chiếu sáng, cứu hỏa trong buồng máy

- Sự công tác của các thiết bị xả nước và làm khô, chuẩn bị đối với thiết bị ngưng tụ

- Mở các van hút, đẩy của bơm tuần hoàn, đóng các van xả (về phía nước của bầu ngưng)

- Khởi động bơm tuần hoàn với năng suất nhỏ, khi có hai bơm thì thử cả hai, xả khí trong bơm đảm bảo sự tuần hoàn của nước

37

- Nạp vào két góp của bầu ngưng chính bằng nước nạp tới 1/2 ống thủy Chuẩn bị các thiết bị tự động duy trì mực nước ngưng.

- Kiểm tra và khởi động bơm nước ngưng, chắc chắn rằng hiện tại có sự tuần hoàn qua bộ làm mát của bơm phun tia

- Chuẩn bị và cho hệ thống làm kín hoạt động, cho các bơm phun tia hút hơi vào công tác

- Nâng độ chân không trong bầu ngưng chính tới định mức, bơm dầu nhờn chạy và tua bin đang via, điều này giúp cho sự loại không khí và hơi ẩm ra khỏi các hốc trong tua bin

- Sau đấy giảm độ chân không xuống 1/3 so với định mức để chuẩn bị cho việc chuẩn

bị sấy nóng tua bin nhằm đảm bảo tốc độ nhỏ vừa phải của luồng hơi qua các phần chảy

và quá trình sấy các chi tiết không bị đột ngột (quá nhanh)

Một số công việc chuẩn bị đối với tua bin

- Quan sát toàn bộ động cơ, cất dọn các vật lạ, các dụng cụ gá lắp để lại đúng vị trí của nó

- Kiểm tra độ hoàn hảo của bộ chỉ báo, dãn nở dọc trục và hướng kính của rô to, thân tua bin, của các ổ trượt giảm tốc bánh răng (nếu có) Kiểm tra các áp kế, nhiệt kế trên thân tua bin Tất cả các trị số về vị trí, khe hở ở một số vị trí qui định của rô to, thân tua bin, nhiệt độ thân cần được ghi vào nhật ký máy

- Nới lỏng rồi đóng lại ngay các van trên đường ống chính tới tua bin Khi đóng chặt van xong nên nhích ra một chút để tránh kẹt do dãn nở khi sấy đường ống

- Đồng thời chuẩn bị thiết bị ngưng (đã trình bày ở trên), cho bơm phun tia hoạt động

- Đưa hơi đã công tác từ các máy phụ về bầu ngưng chính

38

- Khẳng định các van ma nơ, van đóng nhanh vẫn đóng chặt, kiểm tra thiết bị khóa liên động giữa các van này với máy via trục.

Một số công việc chuẩn bị đối với hệ đường ống dẫn hơi và hệ thống điều khiển

- Khẳng định rằng các van chặn 1 trên đường ống hơi chính đang đóng chặt, còn van

xả 4 trên đường ống dẫn thì đang mở

- Tiến hành xem xét toàn bộ phía ngoài, đường ống dẫn, các van an toàn, van giảm áp,

- Kiểm tra đóng và mở hoàn toàn của van ma nơ, van đóng nhanh và van ống phun Nếu có khóa liên động giữa Têlêgraph của buồng máy với van ma nơ thì cần kiểm tra sự công tác cuả nó

- Sau khi cấp dầu nhờn tới hệ thống điều chỉnh, người ta ngắt rơ le chân không, mở van đóng nhanh, kiểm tra sự công tác của van này bằng tay hoặc bằng cách giảm áp suất dầu bôi trơn trong hệ thống hoặc bằng cách tác dụng vào rơle do độ dịch dọc trục Sau đấy đóng van đóng nhanh lại

- Mở các van xả ở thân tua bin, của các bộ tách nước xả cặn ở các hộp van

- Sấy đường ống dẫn hơi chính, van đóng nhanh bằng đường ống dẫn hơi riêng hoặc

mở các van 2 trên đường ống nhanh Khi không có đường ống sấy riêng, có thể mở các van chặn chính 1 từ từ và nâng chậm áp suất hơi để sấy đường ống

- Nếu không có chỉ dẫn cụ thể, ống dẫn hơi nên sấy như sau: Đầu tiên sấy ở áp suất hơi từ 5 ÷ 10 kG/cm2 rồi tăng dần với áp suất khoảng 1 kG/cm2/ph hoặc ở mức tăng nhiệt

độ theo tốc độ không quá 100C/1 phút Thời gian sấy ống dẫn hơi từ khi nguội đối với tua bin thông số hơi công tác P = 45 kG/cm2 và T0 = 4500C từ 30 ÷ 35 phút

- Khi xả từ các van xả nước chỉ thấy hơi thoát ra là dấu hiệu về mức hâm sấy ống đã đồng đều và quá trình sấy kết thúc

Sau khi chuẩn bị tốt các công việc trên và đã sấy xong đường ống dẫn hơi, người ta chuẩn bị sấy nóng tua bin trước khi khởi động

Một số qui định về sấy tua bin

- Việc sấy nóng tua bin trước khi cấp hơi khởi động nhằm đảm bảo sao cho sau khi sấy, hơi công tác nạp vào tua bin sẽ không dẫn đến ứng suất nhiệt quá giới hạn cho phép,

sự biến dạng dư trong chi tiết được loại trừ, không còn khả năng làm kẹt các phần quay Điều này đặc biệt quan trọng đối với các tua bin có kích thước lớn khởi động từ trạng thái nghỉ lâu, mới lắp đặt Việc sấy tua bin sau khi nghỉ lâu, sau sửa chữa lớn, mới dừng đều

39

có qui định cụ thể trong sách khai thác Tuy nhiên những qui định đưa ra ở đây cũng đảm bảo tính an toàn khai thác cơ bản nhất cho giai đoạn sấy nóng tua bin.

- Khi nạp hơi sấy tua bin cấm không để rô to đứng im Vì khi này chỉ phần lớn các thớ kim loại phía trên của rô to và thân được sấy nóng nhanh hơn điêù ấy dẫn tới cong vênh, uốn rô to và các bánh công tác, tất cả các phần ngưng khi sấy phải được xả ra ngoài thân Nếu còn tích luỹ phần ngưng sẽ gây nên thủy kích

- Các van xả trên đường ống hơi tại các bộ tách nước, tại các hộp van, các hốc thân tua bin phải được mở ra và được xả nước ở các van này

- Để kiểm tra sự dãn nở nhiệt của thân tua bin, loại tua bin có trụ đỡ trượt được bố trí

bộ chỉ báo Khi dãn nở, thân tua bin sẽ tác động vào một cái chốt, chốt này tác dụng tới một kim chỉ báo

- Có ba phương pháp sấy nóng tua bin: Các bước sau áp dụng cho cả 3 phương pháp:+ Cấp hơi tới các bộ làm kín, tăng độ chân không ở bình ngưng tới giá trị nhà chế tạo yêu cầu

+ Cho bơm phun tia hút hơi từ cá bộ làm kín, thiết lậpđộ chân không cần thiết trong các buồng hút của bơm phun tia thông thường từ 20 ÷ 60mmHg

+ Quay trục bằng máy via và theo dõi dòng điện của máy via

1 Phương pháp sấy tua bin thứ nhất.

Hơi nóng đưa đến tua bin theo một đường ống chuyên dùng để sấy tua bin, đồng thời cho via trục Khi sấy, độ chân không trong bầu ngưng được duy trì theo chỉ dẫn của nhà chế tạo

Khi kết thúc quá trình sấy thì đóng van hơi sấy lại, cắt mạch máy via,tăng độ chân không trong bầu ngưng tới định mức và tiến hành quay thật chậm rô to bằng hơi công tác

ở cả hành trình tiến và lùi bằng cách mở từ từ van ma nơ (nếu có) hoặc van ống phun và theo dõi áp suất hơi trước ống phun Không cho phép tăng áp suất hơi cao hơn giá trị trong lý lịch máy

Ngay sau khi rô to bắt đầu quay, đóng van cấp hơi thật nhanh và lắng nghe trong tua bin, trong hộp bánh răng, Trường hợp phát hiện tiếng ồn không bình thường hay tiếng gõ,

âm thanh lạ do kẹt thì không được phép tiếp tục quay chậm rô to bằng hơi công tác lần thứ 2 mà phải tìm và khắc phục nguyên nhân

40