BÀI GIẢNG CHI TIẾT TUA BIN hơi

PHẦN II: TUA BIN HƠI TÀU THỦY CHƯƠNG I: NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA TUA BIN HƠI 1.1 Nguyên lý chung dòng hơi, hoạt động tầng tua bin 1.1.1 Nguyên lý tác dụng xung kích, đặc tính xung kích Hình 1.1 Tác dụng xung kích biến đổi động thành Cho dòng có động lớn thổi vào phẳng (hình 1.1a), dòng tác dụng lên phẳng với ba thành phần: Đẩy vật dịch chuyển theo phương chiều dịch chuyển dòng hơi; ma sát sinh nhiệt chỗ dòng phẳng; bắn hạt bật trở lại theo phương Trong ba thành phần, tác dụng đảy phẳng tác dụng xung kích dòng biến động dòng thành công học Nếu phẳng gắn bánh xe chuyển động làm công có ích dòng tăng lên, hai thành phần tổn thất lượng giảm thành phần xung kích tăng Nếu ta thay đổi bề mặt phằng thành mặt cong vị trí thổi hợp lý, ta giảm hai tổn thất tác dụng dòng tăng lên (hình 1.1b) Khảo sát dòng chảy cánh bán nguyệt (hình 1.2): Khi dòng chảy dọc theo bề mặt cánh hạt a, b, c hay điêm cánh xuất lực ly tâm P tác dụng lên cánh Trong đó, thành phần Pa vuông góc với phương dòng chảy, chúng đối xứng triệt tiêu lẫn nên không ảnh hưởng tới chuyển động cánh, thành phần Pu tổng hợp thành lực làm dịch chuyển cánh Trên thực tế, prôphin cánh tua bin không hình thành bán nguyệt, phương dòng trùng với phương chuyển động cánh Ống phun Cánh động Bánh động Trục rôto Hình 1.2 Nguyên lý tác dụng xung kích hạt có khối lượng chuyển động lên cánh Động dòng lớn công học dòng lớn Để tạo động cho dòng hơi, người ta bố trí phía trước dãy cánh phận phun ống phun Trong ống phun dòng ban đầu po giãn nở áp suất, tốc độ lưu động tăng Thế dòng biến đổi thành động 93 khỏi ống phun thổi vào rãnh cánh Khi dòng lưu động từ cửa vào ống phun đến mép rãnh cánh thực dòng hoàn chỉnh Một cụm bao gồm ống phun rãnh cánh gọi tầng xung kích tua bin Trong tầng xung kích, giãn nở ống phun, rãnh cánh không giãn nở rãnh cánh làm đối xứng Ống phun Cánh động Bánh động Trục Đường Vỏ tua bin Hình 1.3 Sơ đồ tầng xung kích 1.1.2 Nguyên lý tác dụng phản kích, đặc tính tầng phản kích Khác với tầng xung kích, rôto tần phản kích quay không dựa vào tác dụng xung kích dòng mà nhờ vào tác dụng phản lực dòng cánh Tác dụng phản lực sinh giãn nở rãnh cánh biên dạng cánh không đối xứng Khi chảy qua ống phun Áp suất Po giảm xuống P1 ; Tốc độ dòng Co tăng lên thành C1 nhờ giãn nở dòng hơi, biến áp thành động Do cánh có prôphin đặc biệt (gần giống ống phun) dòng chảy vào cánh xảy giãn nở lần thứ hai làm áp suất tiệp tục giảm P2, động tăng, C2 nhỏ Sự giãn nở dòng rãnh cánh gây gia tốc dòng đó, gia tốc tạo lên phản lực tác dụng lên prôphin cánh Với tầng phản kích, lực tổng hợp tác dụng lên cánh gồm : - Lực xung kích Px - Lục dọc trục Pa = P1 – P2 (chênh áp lực) - Lực phản kích Pp Lực tổng hợp Pu = P + Pa = Px + Pp + P1 − P2 94 Hình 1.4 Sơ đồ tầng phản kích Mức độ phản kích tính tỷ số nhiệt giáng lý thuyết giãn nở cánh nhiệt giáng lý thuyết giãn nở toàn tầng (%), mức độ phản kích 40 – 60 %, thực tế 50 % 1.1.3 Tua bin nhiều tầng Khi dùng tua bin tầng lượng thải tương đối lớn không tận dụng hết Vì người ta dùng tua bin nhiều tầng, kiểu liên hợp khác tầng xung kích phản xung kích cấu tạo nên a Tua bin xung kích nhiều cấp độ - Tua bin xung kích vành đôi Kertic (hình1.5) Hơi vào ống phun có áp suất Po, tốc độ chảy Co Trong ống phun, giãn nở làm giảm áp suất xuống P1, tốc độ tăng lên C1 thổi vào cánh động thứ Trong rãnh cánh này, động 95 chuyển thành lần thứ trình xảy áp suất không đổi rãnh cánh xung kích không giãn nở Trên rãnh cánh P1 = P2, tốc độ giảm từ C1 xuống C2 Ra khỏi rãnh cánh động thứ dòng dẫn vào cánh hướng Trong cánh hướng, dòng không biến đổi lượng mà thay đổi hướng chảy để vào cánh động hai cho chiều với CH Vị trí cánh hướng cấp tầng ống phun chức khác hẳn áp suất qua cánh hướng không đổi vận tốc có giảm chút (gần không thay đổi) Ra khỏi CH, dòng chảy vào rãnh CĐ thực trình biến đổi lượng, động dòng biến đổi thành lần Khi chảy qua CĐ 2, áp suất không đổi P1 = P2 = P4, tốc độ giảm xuống từ C3 đến C4 Hơi thải mang động nhỏ ứng với tốc độ C nhỏ C3 Tổn thất thải giảm, hiệu suất tua bin tăng lên b Tua bin xung kích nhiều tầng áp suất (hình1.6) Trong tầng xung kích thứ hai, ta thay ống phun vào vị trí rãnh cánh hướng dòng diễn lại trình biến đổi lượng tầng trước làm thành trình sinh công hoàn chỉnh Trạng thái áp suất P2, tốc độ C2 la trạng thái ban đầu tầng thứ hai Trong tầng thứ hai, ống phung áp suất giảm từ P2 xuống P3, tốc độ tăng từ C2 lên C3 Trong rãnh cánh động áp suất không đổi P = P4, tốc độ giảm từ C3 xuống C4 Sau tầng thứ hai, ta lắp thêm tầng thứ 3, thứ qúa trình sin công diễn hoàn toàn tương tự Trên trục tua bin bố trí tầng có ngần trình giãn nở áp suất giảm, ngần lần sinh công c.Tua bin xung kích hỗn hợp, tua bin hỗn hợp xung kích phản kích Các tua bin tàu thủy ứng dụng rộng rãi kiểu tua bin xung kích hỗn hợp nhiều cấp tốc độ với nhiều cấp áp lực, tua bin hỗn hợp xung kích phản kích tua bin kiểu hỗn hợp dòng thực trình sinh công liên tục tầng, thứ tự theo chiều chảy dọc dòng Quá trình biến đổi lượng tầng tuân theo đặc tính xung kích hay phản kích tầng trình bày phần Các hình vẽ (hình 1.7,1.8) giới thiệu kiểu tua bin thông dụng tàu 96 Hình 1.7 Các kiểu tua bin xung kích hỗn hợp Hình 1.8 Tua bin hỗn hợp xung kích - phản kích 1.2 Đặc điểm, phân loại tua bin tàu thủy 1.2.1 Đặc điểm tua bin tàu thủy với loại động lực tàu thủy Động tua bin tàu thủy có loạt ưu điểm mà động lực khác có: Tua bin có trình sinh công liên tục trình sinh công có lợi cho nhiệt Điều động tàu thủy khác nhờ mà tua bin sử dụng tốc độ cao cho chất công tác phận máy, làm tăng công suất, hiệu suất, giảm khối lượng kích thước Các tua bin đại có tốc độ từ 3500V/p đến 15000V/p cao Cũng trình sinh động liên tục nên tải trọng cơ, nhiệt phận máy giữ chế độ ổn định không thay đổi Nhờ độ bền chi tiết máy tăng lên, động có tuổi thọ cao việc chế tạo động đơn giản, gọn nhẹ Tua bin có tính kinh tế cao, chất công tác có khả giãn nở lớn Thế ban đầu sử dụng triệt để Các tua bin đại dùng có thông số ban đầu P = 20 ÷ 100 kG/cm2 nhiệt độ 600 ÷ 650oC giãn nở đến áp suất thải 0,05 ÷ 0,03kG/cm2 Tất phận chuyển động tuabin gắn vào khối (rôtô) chuyển động quay tròn theo chiều tốc độ Không có chi tiết chuyển động lui tới, chi tiết chuyển động song phẳng điều giảm nhiều tổn thất giới, loại trừ tác động theo chu kỳ chấn động máy Máy làm việc êm, độ bền cao hiệu suất cao, kết cấu đơn giản gọn nhẹ sử dụng an toàn làm việc tin cậy Tua bin động có khả sinh công lớn phạm vị sử dụng công suất rộng mà động khác Các tua bin tàu thủy làm việc với công suất từ vài chục đến vài vạn mã lực Công suất lớn hiệu suất cao, suất trọng lượng, suất thể tích nhỏ Trọng lượng nhẹ thể tích nhỏ đặc biệt có lợi tàu cần độ nhanh thể tích trọng tải có tích lớn Công suất tua bin lớn ưu điểm rõ So sánh trọng lượng máy đơn vị công suất, thể 97 tích tua bin đơn vị công suất, bảng sau liệt kê loại động nhiệt phạm vi công suất thường dùng tàu biển Chỉ số kinh tế trọng lượng động tàu thủy đại với dạng khác tàu buôn công suất bình thường Dạng thiết bị Tua bin nước, thông số ban đầu cao, công suất đến 12000ml Tua bin khí với hoàn nhiệt công suất 6000ml Máy nước, thông số ban đầu cao, công suất 2000ml Động đốt thấp tốc công suất 1000ml tăng áp tuabin khí xả, truyền động trực tiếp chân vịt Động đốt cao tốc công suất 4000ml Truyền động gián tiếp Hiệu suất nhiệt (%) (đ/c + truyền động) Tiêu thụ nhiên liệu kg/ml.h Trọng lượng kg/ml (đ/c) ~ 22,5 ~ 0,29 ~ 60,0 ~ 25,5 ~ 0,25 ~ 30,0 ~ 19,5 ~ 0,168 ~ 80,0 ~ 37 ~ 0,168 ~ 110 ~ 28 ~ 0,220 ~ 100 Điều khiển, sử dụng dễ dàng, làm việc tin cậy độ sẵn sàng cao Chi phí sửa chữa phục vụ điều kiện làm việc nhẹ nhàng Có nhiều khả để đại hóa Có thể sử dụng với lượng nguyên tử Sử dụng tua bin tàu thủy có nhiều triển vọng lớn Nhược điểm: Tua bin quay chiều không tự đảo chiều bố trí riêng tua bin khác cho tàu chạy lùi Việc làm tăng tổn thất công suất hệ thống phải kéo phận làm việc hành trình làm tăng trọng lượng kích thước máy Trên tàu thủy dùng chân vịt biến bước hay truyền động nhược điểm khắc phục Vòng quay tua bin lớn nhiều so với vòng quay thích hợp chân vịt Công suất tua bin lớn mâu thuẫn tăng Vì hệ động lực tua bin phải bố trí truyền động giảm tốc trung gian chân vịt Điều làm tăng kích thước trọng lượng giảm hiệu suất hệ thống Các tua bin có công suất bé việc bố trí truyền động giảm tốc giảm tính ưu việt tua bin Thực tế tàu nhỏ người ta không bố trí hệ động lực tua bin Hiệu suất chung toàn hệ thống thấp với động diesel Các động diesel đại có công suất từ 36 ÷ 42 hệ thống tua bin tàu thủy có 22 ÷ 26% Hệ thống tua bin khí thủy đạt 22 ÷ 28% Nhược điểm quan tâm hàng đầu việc đại hóa tua bin tàu thủy để phổ biến cho tàu thủy đại phạm vi công suất trọng tải rộng rãi 1.2.2 Phân loại tua bin tàu thủy Phân theo chức - Tua bin chính: quay trục chân vịt bao gồm hành trình tiến tua bin lùi - Tua bin phụ: để lai máy phụ máy phát điện phục vụ, bơm loại thiết bị phục vụ nồi hệ thống Phân theo cấu tạo 98 - Tua bin nhiều thân: thông thường loại hai thân, thân cao áp đặt tua bin cao áp, thân thấp đặt tua bin thấp áp tua bin lùi Loại với truyền động bánh hay thủy lực - Tua bin thân: toàn tầng cấu tạo trục phần cao áp tua bin cao áp, phần thấp áp tua bin thấp áp hai phần có buồng điều áp trung gian tua bin thường dùng với truyền động điện Phân theo đặc tính trình làm việc - Tua bin xung kích: Bao gồm kiểu xung kích hỗn hợp nhiều cấp áp lực, nhiều cấp tốc độ Tua bin xung kích ứng dụng vùng cao áp - Tua bin phản kích nhiều tầng thường dùng vùng trung áp hay thấp áp - Tua bin hỗn hợp xung kích, phản kích Phân loại theo thông số - Tua bin cao áp: làm việc với có thông số ban đầu P > 35 kG/cm2 ; t > 400oC - Tua bin trung áp: làm việc với có thông số ban đầu > P ≤ 35kG/cm2; t < 400oc - Tua bin thấp áp: làm việc với có thông số ban đầu P < 6kg/cm2 Theo đối đáp ngưng tụ: - Tua bin ngưng tụ: nước giãn nỡ từ áp suất ban đầu đến trạng thái có áp suất 0,06 ÷ 0,04kG/cm2 làm ngưng thành nước tuần hoàn trở lại nồi Tuabin tàu thủy cấu tạo ngưng tụ - Tua bin đối áp: thải có áp suất lớn áp suất khí 1,5 ÷ kG/cm2 không thải vào bầu ngưng tụ mà đưa vào thiết bị tận dụng nhiệt, hâm nước nhu cầu sinh hoạt tàu, tua bin tàu thủy thường ứng dụng đối áp Theo truyền động trung gian - Truyền động trực tiếp: dùng để lai máy phát, máy phụ Trong vài trường hợp đơn giản công suất nhỏ trực tiếp cho chân vịt quay nhanh - Truyền động giới: thông dụng truyền động bánh hai cấp loại có hiệu suất cao kết cấu nặng nề, kích thước lớn Thường dùng cho tua bin công suất lớn loại hai thân vòng quay lớn - Truyền động điện: điều khiển nhạy, đảo chiều nhanh cần tua bin quay chiều Thường dùng dùng tua bin thân công suất trung bình Hiệu suất thấp kiểu giới - Truyền động thủy lực: điều khiển nhạy, làm việc đảm bảo dùng với công suất tốc độ khác Hiệu suất cao chế tạo đắt sử dụng cần có kỹ thuật cao Truyền động thủy lực với chân vịt biến bước có lợi hiệu kinh tế cao Là kiểu tiên tiến phát triển cho tua bin đại Theo kiểu giãn - Tua bin hướng trục: phổ biến thông dụng cho tàu thủy, sửa chữa dễ kích thước trọng lượng lớn - Tua bin hướng tâm: hiệu suất cao, gọn nhẹ công suất không lớn chế tạo sửa chữa phức tạp Câu hỏi ôn tập Trình bày nguyên tắc tác dụng xung kích dòng Đặc tính tầng xung kích ? Trình bày nguyên tắc tác dụng phản kích dòng Đặc tính tầng phản kích ? Trình bày tua bin xung kích nhiều cấp áp lực nhiều cấp tốc độ ? Trình bày đặc điểm phân loại tua bin tàu thủy ? 99 CHƯƠNG QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG CỦA DÒNG HƠI TRÊN ỐNG PHUN VÀ CÁNH ĐỘNG 2.1 Quá trình biến đổi lượng dòng ống phun 2.1.1 Quá trình biến dổi lượng dòng ống phun a Các phương trình dòng chảy Để nghiên cứu trình nhiệt dòng chảy tua bin đơn giản, ta giả thiết dòng chảy tua bin theo điều kiện sau: - Quá trình lưu động dòng hơi, ống phun, rãnh cánh động ổn định, nghĩa thông số điểm không thay đổi theo thời gian, mà thay đổi dòng chảy từ tiết diện đến tiết diện khác - Giả thiết dòng chảy liên tục chiều, nghĩa thay đổi thông số diễn theo chiều, chiều lưu động dòng Thực tế thông số trình chảy diễn theo hai ba chiều, để hiệu chỉnh độ sai lệnh giả thiết trên, nghiên cứu xác người ta kết hợp hai phương pháp giải trình thực nghiệm hiệu chỉnh cho phù hợp Cơ sở lý thuyết dòng chảy bao gồm phương trình bản, phương thiết lập cho dòng lưu động tua bin sau: 1- Phương trình trạng thái P.v = R.T Trong đó: P- áp suất tuyệt đối, N/m2 v- thể tích riêng chất khí, m3/kg R- số J/Kg độ T- nhiệt độ tuyệt đối,oK 2- Phương trình đoạn nhiệt P.vk = const (2.1) (2.2) 3- Phương trình liên tục G=F C v (2.3) Trong đó: G : Lưu lượng qua tiết diện đơn vị thời gian, kg/s; F: Diện tích tiết diện, m2 ; c: Tốc độ lưu động dòng hơi, m/s; v: Thể tích riêng hơi, m3/kg 4- Phương trình động lượng K −1   K   C12 − Co2 P K  = Po vo −  ÷    Po   2g K −1     (2.4) Trong đó: Co, C1: Tốc độ dòng bắt đầu kết thúc trình, m/s; Po,v0: Thông số trạng thái ban đầu kG/m2; m3/kg; P1: Thông số trạng thái kết thúc trình giãn nở, kG/m2; K: Chỉ số đoạn nhiệt 5- Phương trình bảo toàn lượng 100 AC12 ACo2 − = io − i1 2g 2g (2.5a) Trong đó: kcal / kg m 427 Co,C1: Tốc độ dòng bắt đầu kết thúc qua trình, m/s; io, i1 : Entanpi dòng bắt đầu kết thúc trình, kcal/kg Theo nhiệt động A.K i= P.v K −1 Ta có: 2 C1 − C K = ( P0 v − P1v1 ) 2g K −1 A- đương lượng nhiệt công = (2.5b) b Quá trình chảy lý thuyết dòng ống phun Nghiên cứu trình lý thuyết dòng chảy ống phun, ta xem trình đoạn nhiệt thuận nghịch bỏ qua tổn thất sức cản ma sát Khi đó, nêu trình ống phun viết theo (2-5) (2-5b) A C2 AC12 (2.6) = i − i1 + 0 2g 2g Sau trình giãn nở, động tăng lên dòng khỏi ống phun với tốc độ C lớn C0 Tốc độ C1 trình giãn nở lý thuyết xác định theo công thức (2-6) 2g m/s C11 = ( i − i1 ) + C 02 , A C = 91,5 (i − i1 ) + 022 , m/s (2.7) 91,5 C  Nếu tốc độ C0 nhỏ, trị số   bé, bỏ qua, ta có:  91,5  C1l = 91,5 i − i1 = 91,5 h p , m/s (2.8) Trong đó: hp = i0 - i1 (nhiệt giáng đoạn nhiệt ống phun, Kcal/kg) Nếu biểu diễn tốc độ C1 qua tỷ số áp suất trình giãn nở ta có:  K  P Cl = g P0 v0 1 −  K −1 P        K  P = 2g P0 v0 1 −  P K −1        Cl1 K −1  K   + C0   K −1  K     , , m/s m/s (2.9) (2.10) Nếu biết diện tích F mặt cắt ngang rãnh ống phun, ta có phương trình liên tục viết cho tiết diện F là: G.v = F.C (2.11) Do xác định lưu lượng qua F là: 101 C , kg/s (2.12) v Thay trị số tốc độ C phương trình (2-10), bỏ qua C thay theo quan hệ biết nhiệt động học được: G =F G =F   P K 2g P0 v 1− K −1 P       k  K +1  K    , kg (2.13) Ngược lại lưu lượng G biết, ta xác định diện tích tiết diện rãnh phun sau: G F= K +1   P0  P K  P  K  K   − 2g P    K −1 v  P0     0     , m2 (2.14) 2.1.2 Sự giãn nở dòng vùng cắt lệch a Tỷ số áp suất tới hạn P P Từ công thức (2.14) ta thấy tỷ số giảm, lúc đầu F giảm Đến giá trị = m F giảm P0 P0 P đến giá trị số nhỏ F = Fmin Nếu tiếp tục giảm F tăng dần lên tăng mãi, ống phun kéo P0 dài F tăng đến vô Như hình dáng tiết diện ống phun thay đổi không thuận chiều trình giãn nở Hệ số MaKhơ (M) hình dáng tiết diện ống phun Từ công thức 2.3 phương trình liên tục lập cho dòng chảy rãnh ống  dF dc dv  + − = 0 Ta có:  (2.15) c V F  dv Tỷ số tìm từ phương trình nhiệt pvk = const v Do đó: P.k.dv.vk-1 + vk dP = giải được: dv dP =− (2.16) v k.P dc Tỷ số tính từ công thức xác định công dòng chảy c dc = − v.dP suy c.dc = - g.v.dP 2g dc g.v.dP =− Do đó: (2.17) c c Cuối ta được: dF g.k.P.v − C = dP F C k.P = a − c2 c K.P dP (2.18) Trong đó: a = gkpv tốc độ âm trạng thái có thông số P,v, hay tốc độ âm cục c.dc lưu ý rằng: dP = − g.v 102 phương pháp điều chỉnh công suất giảm nhanh giảm dòng hơi, đóng nhỏ tổn thất van tua bin lớn Khuyết điểm phương pháp làm cho hiệu suất chung giảm Do phương pháp ứng dụng cho tua bin có công suất không lớn Đối với tua bin thực van ma nơ chính, tua bin phụ người ta lắp thêm van tiết lưu đặc biệt Điều chỉnh công suất tua bin theo khối lượng Nguyên lý điều chỉnh dựa phân chia cụm thiết bị dãn nở cấp thứ thành vài nhóm mà nhóm có chức van chặn riêng biệt trình điều chỉnh thực qua việc đóng mở van Do đóng mở van làm cho lượng vào tua bin thay đổi mà không làm thay đổi nhiệt giáng Điều chỉnh theo khối lượng hình 4.6 cụm thiết bị dãn nở chia thành nhóm I, II, III, IV Hơi vào cụm I điều chỉnh van ma nơ số 2, lại cụm II, III, IV điều chỉnh van đặc biệt 3a, 3b, 3c Ưu điểm lớn phương pháp mở hết van Hình 4.6 Sơ đồ điều chỉnh theo khối lượng van điều chỉnh để đạt chứng giá trị 1- Vỏ tua bin; 2- Van 3a, 3b, 3c- Các van công suất theo yêu cầu, không hoàn toàn xuất điều chỉnh cho cụm II, III, IV tiết lưu dòng vào tua bin Hệ thống điều chỉnh công suất tua bin đồng thời khối lượng chất lượng Phương pháp điều chỉnh thực theo bước sau: Trong tua bin người ta lắp vài nhóm thiết bị dãn nở (như hình 4.7) Khả thay đổi công suất tổ hợp - Trong trường hợp điêù chỉnh theo khối lượng- thực ngắt quãng Ở giá trị công suất trung bình tua bin điều chỉnh tiết lưu toàn lượng qua van ma nơ van cụm thiết bị dãn nở Phương pháp điều chỉnh hỗn hợp có ưu điểm điều chỉnh không lớn Đồ thị hình 4.7 lấy trình thực điều chỉnh sơ đồ hình 4.6 Ở giai đoạn đầu van 3a, 3b, 3c đóng hoàn toàn, lượng qua cụm I đạt giá trị lớn G Cũng cho tiét lưu van ma nơ lúc quan hệ áp suất dòng trước cụm I với G biểu thị đoạn GA Nếu muốn tăng lưu lượng dùng mở hết van 3a để đưa cụm II vào làm việc Lúc lưu lượng dòng tăng từ G1 đến G1 + G2 điều chỉnh thực tiết lưu quan van - đoạn B 1A2 Ở cần lưu ý điều van 3a mở hoàn toàn từ ban đầu dòng dùng điều chỉnh từ O đến G + G2 đồ thị phải đoạn OA Qua thấy mặt lượng tận dụng (do giảm tổn thất) điều chỉnh dọc theo đường gấp khúc OA 1, B1, A2 Tiếp tục mở van 3b 3c trình xảy tương tự Tiết lưu không xảy điểm say đặc tính điều chỉnh A 1, A2, A3, A4 có nghĩa tất van ma nơ van điều chỉnh 3a, 3b, 3c để mở hoàn toàn Ví dụ: Nếu lượng tức thời qua tua bin G x (kg/s) G1 + G2 < Gx < G1 + G2 + G3 + G4 trước cụm I, II, III có áp suất P x Do kết đóng phần van ma nơ nên áp suất có van ma nơ giảm giá trị ∆Pzm, độ giảm áp suất cấp điều chỉnh thứ I ∆Pr, độ giảm áp suất cấp lại tua bin ∆P Trong trường hợp điều chỉnh hỗn hợp với tiết lưu van điều chỉnh hoàn toàn giống thu hình 4.7 Qua cụm I G điều chỉnh 138 Hình 4.7 Đồ thị (lý thuyết) thay đổi áp suất nước sau cấp điều chỉnh hỗn hợp dòng khoảng từ O đến G1 thực van ma nơ Đặc tính điều chỉnh trước cụm I thể dọc theo đường gấp khúc OA1A2 Ở cần lưu ý khoảng O-G thực van ma nơ Đặc tính điều chỉnh trước cụm I thể dọc theo đường gấp khúc OA 1A2 Ở cần lưu ý khoảng O-G1 đặc tính hoàn toàn giống đặc tính hình 4.6 trình đoạn thẳng OA1 Nếu cần tăng lưu lượng lớn G mở van điều chỉnh 3a với điều kiện mở hoàn toàn van manơ Trước cụm I chế ngự áp suất P0, trước cụm II áp suất thay đổi dọc theo đường đặc tính A'1, A'2, A'4 Tương tự mở van 3b (thì đặc tính trước cụm III A' 2A3A4) mở van 3c (thì đặc tính trước cụm IV đường A'3A4) Áp suất trước cụm II, III, IV thay đổi dọc theo đường đặc tính A1'' A2A4, A2''A3A4, A3''A4 Ví dụ: Lưu lượng dòng tức thời qua tua bin Gx (kg/s) G1 + G2 < Gx < G1 + G2 + G3 + G4 Áp suất trước cụm I cụm II P trước cụm II Px, đến tua bin với dòng không tiết lưu G1 + G2 (kg/s) tiết lưu van 3b G x - (G1 + G2), (kg/s) Sự giảm áp suất cấp điều chỉnh 3b ∆Pz'r Sự giảm áp suất cấp lại tua bin với Gx ∆P Quá trình tiết lưu van điều chỉnh tận dụng van ma nơ 2, van điều chỉnh thực tay dễ dàng so với van Điều chỉnh công suất phương pháp chất lượng với số lượng ứng dụng cho tua bin tàu hàng Điều chỉnh công suất tua bin theo phương pháp nối tiếp Với mục đích cần tăng công suất tua bin phần không dẫn vào cấp thứ mà dẫn vào cấp Khi mở van điều chỉnh (hình 4.8) đến tầng điều chỉnh sau qua toàn tua bin, với mục đích cần tăng công suất tua bin ta mở tiếp van số 2, lượng đến tua bin tăng lên (tầng thứ sau tầng kectic) Tiếp tục mở van thêm lượng tức khắc đến tầng thứ Trong trường hợp dẫn qua van phụ (van nối tiếp) trước tầng thứ áp suất tăng từ giá trị P đến P'1 , với tăng dòng qua tầng tỷ số Hình 4.8 Sơ đồ điều chỉnh nối tiếp P'1/P1 giảm nhiệt tầng định 1- Van điều chỉnh; 2,3- Các van nối tiếp Ở tầng thứ giảm phần dòng giảm tổn thất nhiệt, có lượng phụ qua van van toàn công suất tăng lên Trên tàu đặc biệt (tàu chiến chẳng hạn) yêu cầu tua bin làm việc với thời gian dài dải công suất thấp Để đảm bảo an toàn vận tốc kinh tế để chắn đạt hiệu suất tốt dải công suất thấp kết cấu tua bin cao áp phải có tầng đặc biệt, mà ta gọi tầng dải công suất thấp Trong hành trình với vận tốc kinh tế thời gian làm việc chế độ toàn hay phần công suất phải qua tầng đặc biệt Phương pháp điều chỉnh gọi phương pháp điều chỉnh nối tiếp với tầng công suất thấp Hiện tồn hai loại kết cấu khác điều chỉnh nối tiếp bên điều chỉnh nối tiếp bên Điều chỉnh công suất tua bin theo phương pháp hỗn hợp Trong thực tế điều chỉnh công suất tua bin gặp hệ thống điều chỉnh hỗn hợp bao gồm hai nhiều phương pháp Các phương pháp điều chỉnh phụ thuộc vào loại tàu mục đích sử dụng tàu Trong trường hợp tàu khách, công suất khai thác để đạt công suất khai thác, có lúc cần công suất để ma nơ, để đạt công suất ứng dụng phương pháp điều chỉnh số lượng đồng thời với điều chỉnh chất lượng Còn cần công suất cực đại điều chỉnh theo phương pháp nối tiếp 139 Câu hỏi ôn tập 15 Trình bày yêu cầu dầu nhờn hệ thống dầu nhờn bôi trơn tua bin Đọc vẽ hệ thống dầu nhờn bôi trơn tua bin ? 16 Trình bày cách sấy tua bin ? 17 Trình bày phương pháp điều chỉnh công suất tua bin hơi? CHƯƠNG KHAI THÁC VẬN HÀNH TUA BIN HƠI 5.1 Chuẩn bị đưa tua bin vào hoạt động Chuẩn bị bao gồm công việc chuẩn bị tiếng phần hệ động lực như: Buồng nồi hơi, hệ thống phục vụ, đường dẫn ống sấy v.v cuối khởi động tua bin Tất công việc chuẩn bị trước hết phải tuân thủ theo yêu cầu nhà máy chế tạo qui tắc ban hành, công việc sĩ quan ca, máy trưởng đạo kiểm tra 5.1.1 Các bước chuẩn bị Một số công việc kiểm tra giai đoạn chuẩn bị - Sự hoàn hảo công tác tin cậy thiết bị liên lạc buồng lái buồng máy, buồng máy với buồng nồi - Chỉ số đồng hồ buồng máy lái - Sự công tác phương tiện chiếu sáng, cứu hỏa buồng máy - Sự công tác thiết bị xả nước làm khô, chuẩn bị thiết bị ngưng tụ - Mở van hút, đẩy bơm tuần hoàn, đóng van xả (về phía nước bầu ngưng) - Khởi động bơm tuần hoàn với suất nhỏ, có hai bơm thử hai, xả khí bơm đảm bảo tuần hoàn nước - Nạp vào két góp bầu ngưng nước nạp tới 1/2 ống thủy Chuẩn bị thiết bị tự động trì mực nước ngưng - Kiểm tra khởi động bơm nước ngưng, chắn có tuần hoàn qua làm mát bơm phun tia - Chuẩn bị cho hệ thống làm kín hoạt động, cho bơm phun tia hút vào công tác - Nâng độ chân không bầu ngưng tới định mức, bơm dầu nhờn chạy tua bin via, điều giúp cho loại không khí ẩm khỏi hốc tua bin - Sau 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 luồng qua phần chảy trình sấy chi tiết không bị đột ngột (quá nhanh) Một số công việc chuẩn bị tua bin - Quan sát toàn động cơ, cất dọn vật lạ, dụng cụ gá lắp để lại vị trí 140 - Kiểm tra độ hoàn hảo báo, dãn nở dọc trục hướng kính rô to, thân tua bin, ổ trượt giảm tốc bánh (nếu có) Kiểm tra áp kế, nhiệt kế thân tua bin Tất trị số vị trí, khe hở số vị trí qui định rô to, thân tua bin, nhiệt độ thân cần ghi vào nhật ký máy - Nới lỏng đóng lại van đường ống tới tua bin Khi đóng chặt van xong nên nhích chút để tránh kẹt dãn nở sấy đường ống - Tháo phanh hãm trục - Đo khe hở trục di động tua bin (dùng que chuyên dùng, đọc số báo) - Kiểm tra đưa hệ thống dầu bôi trơn vào công tác Chú ý nhiệt độ dầu thấp cần cho hâm dầu - Đóng mạch máy via trục, via trục 1/3 vòng, ghi lại trị số dòng điện động lai máy via vào nhật ký máy Cho via hai hành trình tiến lùi Nếu thấy dòng điện cao bình thường cần dừng máy via - Đồng thời chuẩn bị thiết bị ngưng (đã trình bày trên), cho bơm phun tia hoạt động - Đưa công tác từ máy phụ bầu ngưng - Khẳng định van ma nơ, van đóng nhanh đóng chặt, kiểm tra thiết bị khóa liên động van với máy via trục Một số công việc chuẩn bị hệ đường ống dẫn hệ thống điều khiển - Khẳng định van chặn đường ống đóng chặt, van xả đường ống dẫn mở - Tiến hành xem xét toàn phía ngoài, đường ống dẫn, van an toàn, van giảm áp, - Kiểm tra đóng mở hoàn toàn van ma nơ, van đóng nhanh van ống phun Nếu có khóa liên động Têlêgraph buồng máy với van ma nơ cần kiểm tra công tác cuả - Sau cấp dầu nhờn tới hệ thống điều chỉnh, người ta ngắt rơ le chân không, mở van đóng nhanh, kiểm tra công tác van tay cách giảm áp suất dầu bôi trơn hệ thống cách tác dụng vào rơle độ dịch dọc trục Sau đóng van đóng nhanh lại - Mở van xả thân tua bin, tách nước xả cặn hộp van - Sấy đường ống dẫn chính, van đóng nhanh đường ống dẫn riêng mở van đường ống nhanh Khi đường ống sấy riêng, mở van chặn từ từ nâng chậm áp suất để sấy đường ống - Nếu dẫn cụ thể, ống dẫn nên sấy sau: Đầu tiên sấy áp suất từ ÷ 10 kG/cm2 tăng dần với áp suất khoảng kG/cm 2/ph mức tăng nhiệt độ theo tốc độ không 10 0C/1 phút Thời gian sấy ống dẫn từ nguội tua bin thông số công tác P = 45 kG/cm T0 = 4500C từ 30 ÷ 35 phút - Khi xả từ van xả nước thấy thoát dấu hiệu mức hâm sấy ống đồng trình sấy kết thúc Sau chuẩn bị tốt công việc sấy xong đường ống dẫn hơi, người ta chuẩn bị sấy nóng tua bin trước khởi động Một số qui định sấy tua bin - Việc sấy nóng tua bin trước cấp khởi động nhằm đảm bảo cho sau sấy, công tác nạp vào tua bin không dẫn đến ứng suất nhiệt giới hạn cho phép, biến dạng dư chi tiết loại trừ, không khả làm kẹt phần quay Điều đặc biệt quan trọng tua bin có kích thước lớn khởi động từ trạng thái nghỉ lâu, lắp đặt Việc sấy tua bin sau nghỉ lâu, sau sửa chữa lớn, dừng có qui định cụ thể sách khai thác Tuy nhiên qui định đưa đảm bảo tính an toàn khai thác cho giai đoạn sấy nóng tua bin - Khi nạp sấy tua bin cấm không để rô to đứng im Vì phần lớn thớ kim loại phía rô to thân sấy nóng nhanh điêù dẫn tới cong vênh, uốn rô to bánh công tác, tất phần ngưng sấy phải xả thân Nếu tích luỹ phần ngưng gây nên thủy kích - Các van xả đường ống tách nước, hộp van, hốc thân tua bin phải mở xả nước van - Để kiểm tra dãn nở nhiệt thân tua bin, loại tua bin có trụ đỡ trượt bố trí báo Khi dãn nở, thân tua bin tác động vào chốt, chốt tác dụng tới kim báo - Có ba phương pháp sấy nóng tua bin: Các bước sau áp dụng cho phương pháp: 141 + Cấp tới làm kín, tăng độ chân không bình ngưng tới giá trị nhà chế tạo yêu cầu + Cho bơm phun tia hút từ cá làm kín, thiết lậpđộ chân không cần thiết buồng hút bơm phun tia thông thường từ 20 ÷ 60mmHg + Quay trục máy via theo dõi dòng điện máy via Phương pháp sấy tua bin thứ Hơi nóng đưa đến tua bin theo đường ống chuyên dùng để sấy tua bin, đồng thời cho via trục Khi sấy, độ chân không bầu ngưng trì theo dẫn nhà chế tạo Khi kết thúc trình sấy đóng van sấy lại, cắt mạch máy via,tăng độ chân không bầu ngưng tới định mức tiến hành quay thật chậm rô to công tác hành trình tiến lùi cách mở từ từ van ma nơ (nếu có) van ống phun theo dõi áp suất trước ống phun Không cho phép tăng áp suất cao giá trị lý lịch máy Ngay sau rô to bắt đầu quay, đóng van cấp thật nhanh lắng nghe tua bin, hộp bánh răng, Trường hợp phát tiếng ồn không bình thường hay tiếng gõ, âm lạ kẹt không phép tiếp tục quay chậm rô to công tác lần thứ mà phải tìm khắc phục nguyên nhân Nếu rô to không quay áp suất định phải đóng van nạp lại sau lại lần van nạp Nếu sau lần thử quay rô to mà không quay tìm nguyên nhân mà khắc phục Phương pháp sấy áp dụng cho điều kiện đỗ tàu Tuy nhiên việc sấy tua bin theo phương pháp bị kéo dài, cần phải có hệ thống chuyên dùng riêng để sấy Phương pháp sấy tua bin thứ hai Theo phương pháp việc sấy tua bin thực cách dùng công tác để làm quay rô to Khi tàu đứng in Số vòng quay rô to phút phải tuân theo giá trị ghi lý lịch máy Thường vòng quay ứng với vòng quay ổn định nhỏ chân vịt (5 ÷ 10 v/phút) Việc sấy tiến hành cách rô to công tác hành trình tiến lùi Để phòng ngừa khả dứt dây buộc tàu hay xích neo hay hư hỏng chân vịt tàu cần buộc, neo cẩn thận, vùng chân vịt quay chướng ngại vật Ưu điểm: Thời gian sấy tua bin nhanh, đồng cấp theo ống phun Nhược điểm: Gây nên sói mòn mạnh ống phun, van chi tiết thuộc phần chảy lúc đầu độ ẩm lớn .3 Phương pháp sấy tua bin thứ ba Đây phương pháp sấy hỗn hợp, đưa theo đường ống riêng để sấy, đồng thời via trục, sau cắt máy via dùng công tác để sấy Độ chân không bình ngưng, áp suát công tác để quay chậm rô to sách hướng dẫn hãng chế tạo 5.1.2 Khởi động tua bin Sau giai đoạn chuẩn bị, kiểm tra, sấy nóng tua bin kết thúc tiến hành khởi động tua bin Trong khoảng từ ÷ 10 phút trước lúc khởi động Têlêgraph buồng lái phải có tín hiệu "sẵn sàng" buồng máy đưa lên Sau đưa tất máy phụ, bơm nước ngưng, bơm tuần hoàn vào chế độ công tác định mức nâng độ chân không bình ngưng, cho hoạt động hệ thống bôi trơn, Khi trở ngại cho việc khởi động từ buồng máy đưa tín hiệu "Stop" lên buồng lái Việc khởi động tiến hành cách mở từ từ van ma nơ, tăng vòng quay tua bin đến giá trị cần thiết Bất kỳ số van ống phun chế độcông tác phải mở hay đóng hoàn toàn Sự điều chỉnh vòng quay tua bin thực van ma nơ Số van ống phun mở chế độ công tác cần tuân theo lý lịch máy Nếu sau khởi động tua bin mà tàu có lý không chạy cần tiếp tục quay rô to vòng quay nhỏ ÷ 10 v/ph Trường hợp trì hoãn chạy tàu lâu giảm độ chân không tới 500 mmHg lại bắt đầu việc sấy tua bin lần Trong tăng vòng quay tua bin mà có rung động mạnh phải giảm vòng quay tới rung động sau ÷ 10 phút tiếp tục tăng vòng quay 142 Nếu sau ÷ lần tăng giảm vòng quay mà rung động không phải dừng tua bin tìm nguyên nhân khắc phục Sau muốn khởi động lại phải theo dẫn nhà chế tạo * Trong tăng số vòng quay cần theo dõi: - Sự thay đổi tiếng ồn tua bin hộp số; - Sự xuất rung động; - Nhiệt độ vào bầu ngưng; - Độ dãn dài rô to dãn nở nhiệt thân tua bin; - Hệ thống bao hút hơi; - Hệ thống xả nước đọng thân tua bin ống dẫn; - Nhiệt độ ổ đỡ ổ chặn; - áp suất dầu hệ thống bôi trơn điều chỉnh nhiệt độ dầu nhờn ổ đỡ đạt tới 38 ÷ 400C mở điều chỉnh cấp nước làm mát vào sinh hàn dầu Duy trì mức bình thường nước ngưng nhờ van tuần hoàn (nếu điều chỉnh tự động) Khi tăng số vòng quay tua bin có trục mềm, cần lưu ý vượt qua giá trị vòng quay tới hạn Nguyên tắc vượt qua số vòng quay tới hạn tăng nhanh số vòng không cho động công tác số vòng quay tới hạn hay lân cận, số vòng quay tới hạn Khi chuyển sang chế độ công tác ổn định tổ hợp tua bin, người ta mở số van ống phun cần thiết chế độ định Khi để tránh tiết lưu van ma nơ cần mở hăn Sau đạt nhiệt độ cần thiết hộp van ống phun ta đóng hệ thống xả ống hộp van ống phun van đóng nhanh tầng công tác với bão hòa Hệ thống xả tầng xả phù hợp theo dẫn nhà chế tạo Điều chỉnh công tác bình thường bơm phun tia, bơm nước ngưng, hệ thống bao hút Việc trích từ tua bin tiến hành chế độ xác lập tổ hợp Các nguyên công chuẩn bị, sấy khởi động tua bin quan trọng tỷ mỉ cho ứng suất nhiệt, độ dãn dài rô to, dãn nở tua bin, độ lớn rung động Không vượt giá trị cho phép 5.2 Vận hành tổ hợp tua bin tàu chạy Khi tàu chạy, người vận hành phải đảm bảo hành trình đặt tàu tính ma nơ Đảm bảo công tác tin cậy toàn tổ hợp Đảm bảo công suất yêu cầu suất tiêu hao nhỏ Cần biết số ống phun mở thông số trước ống phun Việc chăm sóc công tác hệ động lực phải tăng cường tàu chạy điều kiện bão tố, luồng cạn, giá, thí nghiệm, buộc tàu chỗ, tàu chạy vòng, hư hỏng chân vịt, lai dắt tàu khác Trong trường hợp ổ đỡ chặn dễ bị tải nóng Việc trì áp suất nhiệt độ giá trị định mức đảm bảo cho công tác tin cậy tính kinh tế tua bin Thông thường độ sai lệch cho phép so với định mức áp suất 5%, nhiệt độ 10 ÷ 150C Nếu việc phục hồi thông số khó khăn cần phải thông qua máy trưởng Khi nhiệt độ bị sụt giá trị cho phép, nhanh chóng mở van xả ống dẫn thân tua bin Giảm vòng quay tua bin cách đóng van ma nơ để làm giảm áp suất Trường hợp phát thấy nồi bị sôi trào bọt, cần nhanh chóng giảm vòng quay tua bin mở van xả nước ống dẫn hơi, thân tua bin phận phân phối 143 Luôn theo dõi tầng trung gian, buồng trích hơi, bao hút hệ thống làm kín áp suất góp cân hệ thống thường trì từ 0,1 ÷ 0,3 kG/cm2 độ chân không buồng hút 25 ÷ 50 mmHg Khi điều chỉnh tự động giá trị áp suất hệ thống phải trì giới hạn cho phép Hình 5.1 Sơ đồ điều khiển cấp vào tua bin Kiểm tra trạng thái phần chảy tua bin đóng cặn muối cách kiểm tra áp suất độ chênh áp suất cách có hệ thống chế độ công tác khác Đối với tua bin phải xác định giá trị áp suất độ chênh áp suất tầng kiểm tra, trường hợp áp suất tầng bị tăng lên tương ứng với phụ tải công tác bị giảm Khi khai thác bình ngưng, để trì độ chân không định mức người ta phải thiết lập công tác bơm tuần hoàn phù hợp với nhiệt độ nước mạn tàu phụ tải bình ngưng Khi độ chân không bình ngưng giảm tiến hành kiểm tra hệ thống làm kín tua bin Nếu làm kín hoạt động bình thường mà độ chân không giảm phải nhanh chóng khởi động bơm phun tia dự phòng tìm nguyên nhân, khắc phục Lý lịch máy nhà chế tạo đưa độ chân không mà tổ hợp tua bin phải trì Khi trực ca phải kiểm tra hàm lượng ô xi nước ngưng, yêu cầu giới hạn (0,05 ÷ 0,1 mg/1 lít nước ngưng) Nếu hàm lượng ô xy tăng chứng tỏ không khí bị hút vào hệ thống Ít ca phải kiểm tra lầm hàm lượng muối nước ngưng, yêu cầu không vượt giá trị mg/1lít nước ngưng Nguyên nhân lẫn muối nước ngưng khuyết tật ống rạn nứt, sói mòn vị trí lắp ghép, rò nước mặn đưa vào hệ thống thiết bị chưng cất nước công tác Khi tàu lắc ngang, lúc bão tố, nên sử dụng van thông biển đáy để hút biển, tránh cấp nước gián đoạn Khi chạy buồng cạn, sông vào cảng nên sử dụng van thông mạn tàu, tránh tắc kẹt bùn 144 lưới lọc, bầu ngưng Khi chạy băng giá nên hút nước mạn từ đáy tàu van mạn cho thổi nóng để dự trữ van đáy bị kẹt mấu băng Chú ý theo dõi hoạt động thiết bị trao đổi nhiệt, sấy, khử khí, thiết bị chưng cất nước Việc trích tua bin tiến hành tổ hợp công tác ổn định Các điều chỉnh áp suất định mức đường ống phải đảm bảo áp suất, nhiệt độ nước khử khí Các phin lọc cần làm theo chu kỳ Khi vận hành cần ý lắng nghe tiếng ồn công tác tua bin nhờ gậy nghe chuyên dùng vị trí thân, truyền động bánh răng, máy phát Nhớ tất âm không bình thường rung động mạnh thể công tác không bình thường tua bin tổ hợp Một yêu cầu đặt tua bin công tác êm có mức rung động nhỏ, mức rung động bị tăng lên, phần lượng vô ích phí cho việc rung động tàu làm giảm hiệu suất tổ họp, mặt khác, số chi tiết bị mài mòn nhanh, khớp liên kết tạo vết nứt, ổ đỡ bị tạo rỗ tróc babít áp suất dầu bôi trơn phải nằm giá trị yêu cầu, dầu phải đầy két cột áp, mức dầu thấp phải khởi động bơi dầu dự trữ Cần xả khí theo chu kỳ nhiệt độ đầu phân cấp vào ổ đỡ hệ thống dầu nhờn tới ổ đỡ, trì giới hạn 35 ÷ 400C cách điều chỉnh lượng nước tới sinh hàn dầu Độ chênh nhiệt độ mát vào sinh hàn từ ÷ 100C Mỗi trực ca phải kiểm tra nước làm mát để phát dấu vết dầu nhờn có hay không Các ống dẫn dầu phải kín khít, không cho phép rò rỉ dầu Mỗi ca phải bôi trơn dầu riêng cho khớp cầu phận điều chỉnh, tốc kế Cứ nửa lại kiểm tra nhiệt độ cụm ổ đỡ, nhiệt độ ổ đỡ không 70 0C Khi nhiệt độ ổ đỡ chế độ xác lập, tăng so với bình thường từ ÷ 50C phải nhanh chóng tìm nguyên nhân Nếu xử lý mà nhiệt độ ổ đỡ không giảm phải theo cách xử lý máy trưởng giảm vòng quay tua bin nhiệt độ ổ đỡ giảm Khi tàu dừng, cần kiểm tra khắc phục hư hỏng Cần dừng nhanh chóng tua bin phát ổ đỡ nóng quá, cấm không tưới nước mát lên bề mặt ổ đỡ 5.3 Duy trì cho tổ hợp tua bin trạng thái sẵn sàng làm việc Duy trì cho tổ hợp tua bin trạng thái sẵn sàng làm việc bảo đảm trạng thái nhiệt tua bin cho khởi động thời gian ngắn Phân trạng thái sẵn sàng tổ hợp như: sẵn sàng lúc, sẵn sàng nửa giờ, sẵn sàng giờ, hai v.v 5.3.1 Công việc trì cho tổ hợp tua bin trạng thái sẵn sàng lúc a- Sau đóng van ma nơ, người ta mở van ống phun cho rô to quay b- Mở tất van xả nước đọng thân tua bin, đường ống dẫn chính, hộp van c- Giảm sau ngừng cấp nước mát tới sinh hàn dầu nhờn không cho giảm nhiệt độ dầu nhờn lối sinh hàn 35 ÷ 400C d- Đồng thời phối hợp ÷ 10 phút lại quay rô to hành trình tiến lùi ÷ phút với số vòng quay chân vịt từ 10 ÷ 20 v/ph, ý lắng nghe tiếng động tua bin truyền động bánh d- Để làm tốt việc sấy tua bin, giảm độ chân không bầu ngưng đến giá trị theo nhà chế tạo yêu cầu, cách thay đổi chế độ công tác bơm phun tia e- Nếu 15 phút mà chưa quay rô to đóng van ma nơ lại quay rô to máy via, quan sát dòng điện động điện lai máy via f- áp suất dầu nhờn quay rô to tua bin phải trì tua bin công tác bình thường Công việc trì cho tổ hợp tua bin trạng thái sẵn sàng sau nửa Đối với sẵn sàng nửa tuân thủ theo dẫn mục sẵn sàng lúc trừ mục "d" "e" phải giảm nước làm mát tời bầu ngưng, đóng van dóng nhanh, ÷ 1,5 lại cho via trục sấy nóng tua bin Công việc trì cho tổ hợp tua bin trạng thái sẵn sàng lớn Đối với sẵn sàng sẵn sàng lớn người tiến hành theo qui tắc chuẩn bị cho tua bin vào hoạt động 145 Khi dừng tua bin, thân rô to nguội không đồng đều, thân thớ kim loại phía rô to nguội nhanh thớ phía trên, có khả trục rô to uốn vồng lên Thời kỳ đầu sau cắt vào tua bin mức độ uốn mạnh Việc khởi động tua bin trạng thái uốn nhiệt rô to lớn không cho phép Lúc phá hỏng tua bin Do uốn nhiệt gây nên cân động rô to, gây rung động, rung động tăng lên với tăng số vòng quay Khi gặp tượng phải đưa tua bin hành trình nhỏ nhất, để làm đồng nhiệt rô to, hình 19.2 đồ thị độ cong trục theo thời gian kể từ ngừng quay tua bin Khởi động tua bin tin cậy mức uốn rô to không 0,03 ÷ 0,04 mm Trong vòng ÷ đầu sau dừng cong diễn biến mạnh Cấm không khởi động tua bin khu vực Trong vòng ÷ đầu mức cong không lớn khu vưch ÷ 14 sau mức uốn rô to mạnh đạt đến giá trị lớn sau giảm tua bin lại trở trạng thái nguội lạnh mm 0,3 0,2 0,1 10 14 18 22 26 30 34 38 42 46 50 Hình 5.2 Độ cong trục theo thời gian kể từ ngừng quay rô to Độ cong tác dụng hiệu số nhiệt độ phía trục tính theo công thức: ( t − t ).α L δ= 8.d Trong đó: L- chiều dài rô to (cm); d- đường kính trục (cm); t1- t2- hiệu số nhiệt độ phía phía trục; α = 1,1 105- hệ số dãn nở dài S(mm) 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 10 12 Hình 5.3 Thời gian rô to dừng 146 Nếu thời gian dừng tua bin mà có xì rò qua van lọt vào thân tua bin độcong trục khó trở bình thường Tránh mức cong trục vượt trị số bình thường để tua bin khởi động lúc cần cho via rô to, định kỳ via 1800 cho nhiệt độ thớ kim loại đồng Hình 19.5 đồ thị độ cong trục thời gian nguội thời điểm cần thiết phải via trục 1800 Đồ thị độ cong trục thời gian dừng có dùng thiết bị via trục Các điểm 1, lúc quay trở trục 1800 5.4 Dừng tua bin 5.4.1 Qui tắc chung dừng tua bin Sau nhận lệnh chuẩn bị dừng tua bin ta phải kiểm tra lại hệ thống dầu nhờn trước lúc ngừng cấp vào tua bin Giảm dần công suất vòng quay tua bin theo yêu cầu nhà chế tạo trường hợp dừng bình thường Để ngăn không khí lọt vào hệ thống, cần từ từ giảm độ chân không bầu ngưng theo số vòng quay cách giảm bớt vào cấp thứ bơm phun tia sau giảm bớt vào cấp thứ hai Thường việc bắt đầu giảm độ chân không thời điểm sau số vòng quay tua bin giảm xuống đến 1/2 vòng quay định mức Sau rô to ngừng quay, đóng thiết bị via trục, kiểm tra ghi lại dãn nở nhiệt thân, vị trí theo chiều trục rô to hộp giảm tốc Đóng van chặn đường ống chính, mở van xả nước đọng đường ống giảm tới ÷ kG/cm2 Để tránh rô to bị quay, phải thận trọng mở van ma nơ để làm khô lần cuối đường ống chính, qua chừng phút đóng van ống phun, van đóng nhanh van ma nơ Khi toàn van xả thân tua bin phải mở Việc via trục phải theo dẫn nhà chế tạo, tua bin bôi trơn dầu động lai bơm dầu dự trữ làm việc Dầu bôi trơn lúc tiếp tục bôi trơn, lấy nhiệt từ ổ đỡ, ngăn khả đọng ẩm vị trí Giảm cấp nước tới sinh hàn dầu nhờn ngừng, không cho phép giảm nhiệt độ dầu nhờn xuống 350C Hơi công tác từ máy phun chuyển bầu ngưng phụ Độ chân không bầu ngưng giảm tới giá trị nhà chế tạo qui định Duy trì độ chân không làm kín tua bin giảm lượng cấp nước mát tới bầu ngưng bơm tuần hoàn Đối với tổ hợp tua bin, thời gian làm khô, (khử phần ẩm lại thân) lý lịch máy, thường vòng Khả nguội hoàn toàn rô to vòng 20 ÷ 40 tuỳ thuộc vào kích thước, khối lượng Sau làm khô tua bin người ta giảm độ chân không bình ngưng xuống 150 ÷ 200 mmHg, cách thay đổi chế độ công tác bơm phun tia sau ngừng cấp tới làm kín Đóng van cấp công tác tới bơm phun tia, hút từ làm kín Ngắt thiết bị tự động điều chỉnh mực nước ngưng bầu ngưng Sau xả toàn nước ngưng két, ngắt bơm nước ngưng bơm tuần hoàn, đóng van hút đẩy chúng xả nước khỏi sinh hàn dầu Khi rô to nguội, ngừng via trục, ngưng bơm dầu, kiểm tra kỹ lưỡng phần động thiết bị, khắc phục hư hỏng tua bin công tác Sau ngưng bơm dầu tuần hoàn, qua phải quay van xả nước đọng ổ đỡ ổ chặn, hốc sinh hàn dầu, đo hàm lượng muối nước ngưng phân ly dầu nhờn Ba sau ngừng bơm dầu, tổ hợp tua bin lại via lần từ ÷ 10 phút (sau cho bơm dầu công tác) Qua 12 lại bơm dầu via lần qua 24 sau dừng tua bin phải đo khe hở hướng trục hướng kính rô to theo dẫn nhà chế tạo ghi vào nhật ký 147 5.4.2 Đà quay, đường cong đà quay Tua bin tiếp tục quay theo quán tính từ lúc ngừng cấp vào tua bin lúc rô to ngừng hẳn gọi đà quay Đối với tua bin, thời gian đà quay khác Thậm chí tua bin sau thời gian khai thác thời gian thay đổi Đối với người khai thác, lần dừng tua bin cần kiểm tra thời gian ghi kết nhật ký máy Đồ thị biểu diễn thay đổi số vòng quay rô to theo thời gian (kể từ lúc ngừng cấp vào tua bin) gọi đồ thị đà quay hay đường cong đà quay Đường cong đà quay tiêu chuẩn để phán xét tình trạng kỹ thuật tua bin Có thể thành lập đồ thị cách Khi giảm từ từ số vòng quay tua bin, ta dùng đồng hồ bấm giây ghi lại số vòng quay giảm dần rô to theo phút (hoặc 1/2 phút) Dùng số liệu để lập nên đồ thị đà quay hệ trục toạ độ (vòng quay rô to - thời gian) kể từ lúc ngừng cấp vào tua bin Để so sánh đồ thị đà quay lấy lần khác độ giảm chân không theo thời gian lần lấy đồ thị phải Có thể lấy đồ thị đà quay tua bin lắp đặt sau công tác 200 ÷ 300 đầu làm đồ thị đà quay tiêu chuẩn Thời kỳ trạng thái tua bin tốt So sánh đường cong đà quay thời kỳ khác với đường cong tiêu chuẩn ta phán xét, đánh giá thiếu sót tua bin Hình 5.4 Đồ thị đường cong đà quay tua bin Rõ ràng từ việc nghiên cứu trình công tác tua bin ta thấy sau ngừng cấp vào tua bin rô to quay chậm lại tổn thát, chủ yếu quạt gió ma sát ổ đỡ Tổn thất quạt gió cánh động lớn vòng quay rô to cao, tổn thất ma sát lớn vòng quay rô to thấp Xem đồ thị sau ta thấy khởi đầu, đường cong dốc đường cong chứng tỏ tua bin bị tổn thất cho quạt gió lớn, tức thiếu sót cánh động, đồ thị đoạn cuối đường cong dốc chứng tỏ có thiếu sót ổ chặn, ổ đỡ làm cho ma sát tăng lên Khi dừng tua bin điều kiện cố, cần phải dừng nhanh ta giảm thời gian đà quay cách phá độ chân không bình ngưng (tăng áp suất bầu ngưng) 148 Nếu đường cong đà quay lấy trình khai thác gần dạng với đường cong tiêu chuẩn chứng tỏ tua bin công tác trạng thái tốt Hình 5.4 đồ thị minh họa đường cong đà quay hai tua bin Các đường có biểu thiếu sót tua bin Khoảng phút đầu đồ thị Cả hai đường cong dốc phụ tải cắt hẳn tổn thất quạt gió lớn Khoảng thời gian trung gian thường kéo dài quán tính chi tiết chuyển đọng quay lớn Giai đoạn cuối thoải chứng tỏ trạng thải ổ đỡ, bôi trơn tốt, ma sát nhỏ 5.5 Một số hư hỏng, cố tua bin tổ hợp Thiếu sót làm việc cố tua bin đa dạng, nên sau đưa thiếu sót, cố thường gặp điển hình tổ hợp tua bin Các thiếu sót, cố xảy chi tiết thiết bị tua bin lại hai nguyên nhân tổng quát sau: - Vận hành không - Thiếu sót cấu tạo, thiết kế, vật liệu chất lượng chế tạo Phần lớn cố mà người gây do: - Sai lầm trực tiếp chuẩn bị khởi động, khởi động, dừng động thay đổi chế độ công tác tổ hợp - Trình độ nghiệp vụ kém, ý thức lao động không xác định kịp thời xác tượng bất thường động làm việc 5.5.1 Rung động tua bin nguyên nhân Mục đề cập đến rung động tua bin vòng quay bình thường rung động vòng quay cộng hưởng Bất kỳ động tua bin nào, kể tua bin hoàn toàn tốt, làm việc có rung động nhỏ, thiếu sót động cơ, cung động làm tăng lên dẫn đến nguy hiểm, không an toàn Rung động giới hạn bình thường tượng chứng tỏ tua bin có thiếu sót Nguyên nhân gây rung động chia ba loại chính: - Do cấu tạo thiếu sót cấu tạo - Do lắp ráp, thiếu sót lắp ráp đặt máy - Do vận hành, hư hỏng vận hành gây * Rung động cánh động: Cánh động đàn hồi nên sinh dao động riêng ảnh hưởng ngoại lực tác dụng có chu kỳ Bánh động có hai dao động là: Dao động bánh tua bin uốn võng tạo thành hình dù thắt nút không thắt nút Khi tồn dao động dẫn đến rung động tua bin Sự tăng giảm đột ngột phụ tải động bánh động bị rung động mạnh rơi vào vùng cộng hưởng Sự cố thường bắt đầu đường nứt thân bánh mỏi kim loại gây cuối cố gây (gãy, vỡ bánh) ứng suất thấp ứng suất cần để làm gãy bánh động Để tránh rung động mạnh, ta chế tạo bánh động với kim loại cứng khoan lỗ cân Khi chuẩn bị khởi động làm ấm đồng giá trị nhiệt độ cao bánh làm giảm tần số dao động riêng (nhờ làm thấp mô đun đàn hồi kim loại) Nếu vành bánh nóng may (khi sấy không đều, tải tăng đột ngột) làm tăng dao động, sức kéo lớp kim loại có nhiệt độ cao * Rung động cánh động vành đai gia cường: rung động nhóm nguyên nhân thường gây cố cánh động, phá vành đai, gãy cánh, kim loại bị mỏi Nói chung, lực phức tạp hỗn loạn gây rung động thường độ không đồng cấp luồng chảy tua bin Đường nứt cánh động rung động thường xuất chân cánh động, nơi ứng suất tập trung * Rung động toàn tua bin: Có thể lắp ráp vận hành gây ra, nguyên nhân lắp ráp như: - Không cân chi tiết quay; - Lắp ráp không xác, không xét đến dãn nở nhiệt công tác; - Các khe hở hướng tâm, hướng trục không đúng, không đối xứng; Các nguyên nhân vận hành là: 149 - Việc sấy tua bin không đầy đủ, thực không qui trình làm cong trục; - Các khối quay bị cân cánh bị mòn, gãy đóng muối ; - Thân tua bin bị dãn nở vĩnh viễn gang, sấy nóng không đều, phụ tải thay đổi đột ngột, lực kéo từ đường ống bắt với thân tua bin; - Dầu bôi trơn không đủ không tốt; - Hơi có thông số cao định mức 5.5.2 Thuỷ kích Nguyên nhân gây thủy kích đưa có lượng nước lớn vào tua bin thường gây cố nghiêm trọng, phần nhiều khai thác nồi việc xả nước thân, tầng công tác với bão hòa không chu đáo Nước từ nồi lọt vào đường ống theo nguyên nhân sau: - Nồi bị tải đột ngột; - Lượng nước cấp vào nồi lớn; - Nước sủi bọt chất lượng kém; - Nước ngưng đọng nhiệt nồi thời gian ngừng công tác Thủy kích xảy thời gian khởi động tua bin, đường ống hơi, hộp van không sấy nóng xả nước đọng cẩn thận qua phận tách nước Những tượng thủy kích: - Nhiệt độ đo nhiệt kế cửa vào tua bin bị hạ thấp đột ngột Đây tượng xác (ví dụ: Có tua bin hoạt động bình thường với nhiệt 350 0C, nhiệt độ cửa vào thân tua bin 1500C kéo dài hàng chục phút) - Các van đường công tác mép bích khu vực áp suất cao bị rỉ nước ẩm - Số vòng quay tua bin hạ thấp xuất tiếng ù, rung động thân tua bin - Bị giảm độ chân không bầu ngưng - Nhiệt độ dầu khỏi ổ đỡ, ổ chặn tăng lên, có dầu bốc lên Trong tượng trên, xảy mà không thủy kích Khi thủy kích, tua bin cánh động tầng bị phá hoại trước tiên Nhưng thực tế thường tầng trung gian tầng cuối bị hư hỏng Nước bị hút theo buồng có động lớn phá hoại chi tiết đường Tuy nhiên trước vào tua bin, nước bị phân tách bình tách nước, bình bị thủy kích sau luồng nước qua van, rãnh quang co, bị giảm dần động Như nói động luồng nước nguyên nhân phá hỏng chi tiết bên tua bin không xác Nghiên cứu trình thủy kích tua bin ta thấy rằng: Khi có khối lượng nước lớn vào tua bin hay nước đọng tầng công tác mà không xả có phần cánh động ngập nước Do rô to quay nước bị theo vành bánh tạo nên vòng nước quay Vì có vòng nước này, độ ẩm lớn làm việc tầng lúc xa với chế độ tính toán, tổn thất tua bin tăng lên Dẫn tới giảm công suất vòng quay tua bin áp suất tăng đột ngột tác dụng vào thân máy lực phụ lực ly tâm nước tạo làm cho mép bích xì Lưu lượng bị dao động, lực dọc trục tăng, làm tăng phụ tải ổ đỡ ổ chặn Phụ tải lớn vòng nước quay theo vành bánh choán đầy tầng lúc áp lực trước tầng tăng lên sau tầng áp lực giảm Độ chênh làm cho lực dọc trục tăng lên đột ngột rô to bị đẩy lùi sau gây va chạm phần động phần tĩnh, va chạm làm kín Tất nhiên phần có khe hở hướng kính bé bị phá hủy trước Khi phát dấu hiệu thủy kích, để không dẫn tới cố nghiêm trọng, cần đóng cửa vào tua bin Tiếng thủy kích phận tách nước, hộp van lớn, ta nhận thấy điều ta phải cắt vào động Cần đo đà quay tua bin bị cố thủy kích thời gian nhỏ bình thường cần tháo để kiểm tra ổ đỡ, ổ chặn Biện pháp ngăn ngừa thủy kích việc vận hành phải đắn Các van xả nước ống thân phải công tác tin cậy chế độ sấy, khởi động Khi khởi động phải từ từ với lượng nhỏ van ma nơ Khi chuyển đường sang đường khác cần thận trọng lúc dễ gây thủy kích 150 5.5.3 Sự uốn võng bánh tĩnh Bánh tính vách ngăn hai bánh động kề chịu áp lực hướng phía áp suất thấp Trị số áp lực phụ thuộc vào độ chênh áp suất hai phía bánh tĩnh diện tích bị làm ướt Dưới tác dụng áp lực bánh tĩnh bị uốn Khi khai thác bánh tĩnh bị uốn lý sau: - Phụ tải tăng đột ngột; - Tua bin tải; - Phụ tải dao động; - Sự dãn nở vĩnh cửu bánh tĩnh gang; - Cong bánh tĩnh thủy kích 5.5.4 Sự cố thiếu sót ổ đỡ ổ chặn Sự cố nhóm thường gây hậu nghiêm trọng Vì gối chặn bị chảy ba bít, rô to dịch dọc trục phá hoại chi tiết động tĩnh Một số tua bin có đặt rơ le cảm ứng mức dịch dọc trục để cắt vào tua bin không hoàn toàn tin cậy rơ le hoạt động có dịch trục Nguyên nhân cố gối chặn là: - Thủy kích làm tăng dọc trục đột ngột (có tính chất bước nhảy); - Tăng lựcdọc trục rò nhiều theo dọc trục; - Tăng lực dọc trục rãnh cánh bị bẩn, hình dạng rãnh bị xác; - Chất lượng dầu nhờn kém; - Không khí lọt vào hệ thống bôi trơn, khó hình thành màng dầu nêm dầu; - Lắp ráp ổ sai 5.5.5 Cong trục Khi rô to nóng nguội sấy không đều, tồn độ cong (độ cong có tính chất tạm thời động sấy tốt) làm ẩm chạy vòng quay nhỏ Ngoài ra, độ cong vĩnh cửu trục do: - Sau động bị thủy kích - Do va chạm trục với phần tĩnh 5.5.6 Thiếu sót cánh động Cánh động tua bin phận chủ yếu động cơ, giá thành chế tạo cao Việc thay cánh phức tạp, tốn công, cần tìm biện pháp để kép dài tuổi thọ cánh Những nguyên nhân gây hư hỏng cánh chia làm nhóm: - Thiếu sót chế tạo, vật liệu, lắp ráp sai; - Thiết sót kết cấu; - Ăn mòn tác dụng hóa học đóng muộn ; - Thủy kích va chạm vào phần tĩnh Những dấu hiệu gián tiếp biểu hư hỏng cánh động - Thay đổi trị số bình thường áp suất công tác tầng kiểm tra, cường độ dòng điện động via trục bị thay đổi - Xem xét hóa nghiệm nước ngưng tụ: Nếu cánh bị gãy phần cứng chọc thủng ống bầu ngưng làm nước biển lẫn vào nước ngưng 5.5.7 Thiếu sót bầu ngưng Trong thực tế, thiếu sót bầu ngưng biểu thị hạ thấp độ chân không đột ngột từ từ với trị số tương đối nhỏ Nguyên nhân tượng đầu thường phụ thuộc vào thiếu sót bơm phun tia bơm tuần hoàn dễ dàng tìm tượng sau khó tìm nguyên nhân Khi khai thác, nguyên nhân hạ thấp độ, chân không là: - Nước làm mát không đủ - Nhiệt độ nước làm mát cao - ống ngưng tụ bị bẩn 151 - Không khí lọt nhiều vào hệ thống Khi tổ hợp làm việc trạng thái bình thường, bầu ngưng tốt, ta đo nhiệt độ cảu: - Nước làm mát lối bầu ngưng - Hơi thoát lối tua bin hay lối vao bầu ngưng - Nước ngưng tụ - Hỗn hợp khí rút từ bầu ngưng Những nhiệt độ cần đo số lưu lượng vào bầu ngưng tương ứng số phụ tải tua bin nhiệt độ khác nước làm mát vào bầu ngưng Theo trị số đo bảng ta dựng đồ thị sau: - Độ tăng nhiệt độ nước làm mát theo lưu lượng thải - Chênh lệch nhiệt độ thải nước làm mát khỏi bầu ngưng, theo lưu lượng nhiệt độ khác nước làm mát bầu ngưng - Độ lạnh nước ngưng tụ theo lưu lượng nhiệt độ khác nước vào làm mát bầu ngưng Sử dụng đồ thị lấy để so sánh với đồ thị cho lý lịch máy ta suy nguyên nhân thay đổi độ chân không bầu ngưng Nhân xét triệu chứng Nguyên nhân gây hệ thấp độ chân không - Nhiệt độ lối vào bầu ngưng thấp - Không khí lọt vào tua bin nhiều (có thể nhiệt độ tương ứng với áp suất qua làm kín phía ngoài) - Nhọt độ nước làm mát lối bình ngưng - Nước làm mát không đầy đủ: Do bơm cố, tăng cao, độ chênh lệch nhiệt độ so với nhiệt độ bị e, lưới lọc bị tắc thoát bình thường - Chênh lệch nhiệt độ nước ngưng tụ - Các cống bình ngưng bị bẩn, bơm nước làm mát lối bình ngưng vượt phun tia làm việc kém, bình ngưng bị lọt khí trời trị bình thường (đối với phụ tải tua bin nhiệt độ nước vào bầu ngưng) độ chênh nhiệt độ nước vào bầu ngưng bình thường - Chênh lệch nhiệt độ không khí (hồn hợp - Ống bình ngưng bị bẩn khí hơi) rút từ bầu ngưng với nhiệt độ nước làm mát vào bầu ngưng tăng giá trị bình thường chế độ xác định Câu hỏi ôn tập 18 Trình bày quy tắc chung khởi động tua bin 19 Trình bày quy tắc chung dừng tua bin 20 Trình bày trình đảo chiều hệ động lực tua bin ? 21 Khái niệm đà quay đường cong đà quay cách xây dựng ứng dụng đà quay khai thác tua bin ? 152 ... trục tua bin bố trí tầng có ngần trình giãn nở áp suất giảm, ngần lần sinh công c .Tua bin xung kích hỗn hợp, tua bin hỗn hợp xung kích phản kích Các tua bin tàu thủy ứng dụng rộng rãi kiểu tua bin. .. thiệu kiểu tua bin thông dụng tàu 96 Hình 1.7 Các kiểu tua bin xung kích hỗn hợp Hình 1.8 Tua bin hỗn hợp xung kích - phản kích 1.2 Đặc điểm, phân loại tua bin tàu thủy 1.2.1 Đặc điểm tua bin tàu... cấu tạo 98 - Tua bin nhiều thân: thông thường loại hai thân, thân cao áp đặt tua bin cao áp, thân thấp đặt tua bin thấp áp tua bin lùi Loại với truyền động bánh hay thủy lực - Tua bin thân: toàn