Інструкція №07
з експлуатації гідротурбін
Термін дії встановлено:
з «___»____________________ 201_ р.
Термін дії продовжено:
з «___»____________________ 20__р.
по «___»_____________________ 20__р.
1.1. Справжню інструкцію повинен вивчити та пройти перевірку знань її:
1.1.1. НСС, електромонтер ДЩУ;
1.1.2. Майстер машинного відділення;
1.1.3. Персонал, який обслуговує гідромеханічне обладнання.
1.2. Експлуатація гідротурбін, встановлених на КПГЕС, повинна проводитись відповідно до цієї інструкції, виконання вимог якої є для персоналу ОБОВ'ЯЗКОВИМ.
Коротка характеристика гідротурбін та гідромеханічного обладнання.
2.1. На КПГЕС встановлено чотири високонапірні радіально-осьові турбіни РО-115/3128-В-123, виготовлені ХТГЗ імені С.М. Кірова (замість турбін Ф-60-ВМ-123, виготовлених УЗГМ).
Основні дані гідротурбін.
Тип робочого колеса – РВ-115/3128.
Діаметр робочого колеса – Ø1230.
Напори Н макс. - 109,5 м.
Витрата Q = 9 м-коду 3 /сек.
Обороти номінальні – 500 об/хв.
Обороти розгінні – 950 об/хв.
Напрямок обертання – правий – за годинниковою стрілкою, якщо дивитися з боку генератора.
Гідротурбінна установка складається з: спірального корпусу, дискового затвора, направляючого апарату, робочого колеса, валу турбіни, направляючого підшипника, труби, що відсмоктує, системи маслопроводів і трубопроводів технічної води.
До турбінної установки також відноситься регулятор швидкості РМ-60, маслонапірна установка МНУ-1,6.
2.2. Коротка характеристика окремих вузлів та частин турбіни.
Корпус турбіни має форму спіралі з поступовозменшується круглим перетином. Він призначений для закручування потоку та рівномірного підведення води до направляючого апарату, а також є основою для монтажу всіх деталей турбіни.
З внутрішньої сторони спіралі при переході до направляючого апарату по колу відлито заодно з корпусом 8 швидкісних профільованих ребер. До фланця на вихідному перерізі спіралі болтами кріпиться сталевий перехідний патрубок для з'єднання спіралі з дисковим затвором. Перехідний патрубок у нижній частині має отвір, до якого приєднується зливна труба для спорожнення спіралі при закритому затворі дисковому. У верхній частині патрубка передбачений лаз, закритий кришкою, призначений для огляду направляючого апарату та інших робіт.
Спіраль закривається кришкою турбіни, яка одночасно є опорою для регулюючого кільця направляючого апарату, що направляє підшипника і в ній встановлені підшипники цапф направляючих лопаток.
Вода із напірного трубопроводу через дисковий затвор надходить у спіраль і до робочого колеса потрапляє через напрямний апарат. Останній розташований між нижнім напрямним кільцем і кришкою турбіни і складається з 16 профільованих напрямних лопаток, конструктивно виконаних таким чином, що вони можуть одночасно повертатися і тим самим змінювати величину проміжків між лопатками. Цим самим регулюється кількість води, що надходить на робоче колесо, а отже, і потужність турбіни.
2.3. Робоче колесо турбіни призначене для перетворення потенційної та кінетичної енергії води у механічну енергію з передачею її за допомогою валу ротору генератора. Колесо є цільнолитим сталевим виливком, що складається з верхнього і нижнього ободів, з'єднаних між собою 15-ю.профільованими робочими лопатями подвійної кривизни. На верхньому обід є опорна площина, до якої кріпиться вал турбіни.
Поруч із опорною площиною по колу розташовані розвантажувальні вікна. Для зменшення протікання води між робочим колесом і нерухомими частинами турбіни встановлені кільця ущільнювачів – два на кришці турбіни і одне на нижньому кільці направляючого апарату (піддону). З нижньої сторони робочого колеса кріпиться обтічник. Всі деталі проточної частини турбіни виконані з нержавіючої сталі для зменшення зносу кавітації.
У верхній частині валу під фланцем є поясок, що виступає, призначений для виміру бою при монтажі та експлуатації.
2.5. У нижній частині вал турбіни обертається у напрямному підшипнику, призначеному для утримання валу в заданих межах. Підшипник має гумові регульовані вкладки зі змащенням водою. Корпус підшипника роз'ємний, складається із двох половин, кріпиться до проміжного кільця кришки турбіни. Він має 8 касет, із залитою в них гумою.
Самі касети підтягуються до корпусу підшипника двома болтами. У верхній частині корпусу підшипника встановлений циліндричний корпус з ущільненням, який є приймачем для води, що змащує вкладиші.
Чиста освітлена вода з трубопроводу технічної води надходить у нього по двох трубках і, заповнюючи проміжки між касетами, здійснює мастило поверхонь, що труться. Відпрацьована вода і надлишки води виходять до робочого колеса і через розвантажувальні вікна в трубу, що відсмоктує. Для попередження витікання технічної води з циліндричного корпусу вгору встановлено гумове ущільнення. Невелика кількість води, що просочується через ущільнення, відводиться по трубі в порожнину кришки турбіни, звідки видаляється самопливомдренажної галереї.
Всі деталі напрямного підшипника: як-то корпус, циліндричний корпус приймача технічної води, ущільнення виконані роз'ємними і складаються з двох половин, що дозволяє проводити регулювання підшипника, а також заміну окремих деталей без демонтажу валу турбіни.
2.6. Для управління направляючим апаратом гідротурбін на спіралі встановлені два сервомотори, які є силовими органами та встановлюють лопатки направляючого апарату відповідно до завдання регулятора.
Сервомотори пов'язані з головним золотником регулятора швидкості двома маслопроводами і з кільцем, що регулює, за допомогою тяг.
Кільце, що регулює, обертається на кришці турбіни і пов'язане за допомогою системи сережок і важелів з верхніми цапфами направляючих лопаток.
Від штока сервомотора здійснюється зворотний зв'язок із регулятором швидкості гідротурбіни за допомогою системи важелів та троса, натяжку якого виконує гідравлічна пружина.
Для запобігання заклинювання і поломок направляючого апарату, при попаданні сторонніх тіл у міжлопатковий простір направляючого апарату, в системі важелів і сережок, що з'єднують двохухе регулювальне кільце з верхніми цапфами направляючих лопаток, передбачена установка спеціальних зрізів. , небезпечні для міцності лопатки, що зрізаються, і лопатка при цьому стає некерованою, на ГЩУ надходить сигнал.
2.7. Для аварійного зупинки агрегату при підвищенні нормального числа оборотів служить 2-ступінчастий захист від розгону, що входить у гідромеханічний захист і складається з 2-х реле напруги, включених на напругу пендель-генератора з установкою 130% Ін, кінцевого вимикача, що контролює зміщення головного золотникарегулятора РМ-60 та реле часу зі уставкою 15 сек.
Перший ступінь спрацьовує, якщо спрацьовує реле напруги, і зміщення головного золотника на закриття при цьому менше 1 мм (відмова у роботі регулятора швидкості).
Другий ступінь, якщо реле напруги підтягнуте за часом понад 15 с.
2.8. Для контролю над роботою турбіни в турбінному залі є прилади: манометр тиску води в спіралі, манометр тиску техводи на колекторі та манометр, що контролює тиск води для змащення та охолодження турбінного підшипника.
2.9. Регулювання турбін здійснюється автоматично регулятором швидкості РМ-60 (регулятор механічний з діаметром труби головного розподільчого золотника 60 мм) у поєднанні з маслонапірною установкою МНУ -1,6 (маслонапірна установка з об'ємом котла 1,6 м 3 ).
Вал еволентного маятника пов'язаний з валом агрегату за допомогою електричного зв'язку між тахогенератором, встановленим на кришці збудника агрегату і що має частоту 25 Гц при Пном = 500 об./хв. та синхронним мотором маятника з номінальним 1500 об./хв.
Лінійне зміщення маятника передається обертовому буксі його, а вертикальне зміщення букси копіює за рахунок гідравлічного зв'язку поршень допоміжного сервомотора і через систему проміжного гідропідсилення – сервомотори направляючого апарату.
При переміщенні поршнів сервомоторів відбувається поворот двогухого регулювального кільця, з яким пов'язані напрямні лопатки, і цим здійснюється регулювання потужності турбіни.
2.10. Маслонапірна установка складається з маслоповітряного котла, зливного бака, двох черв'ячно-гвинтових насосів з приводами від електродвигунів та маслоповітряної помпи, а також забезпечена вимірювальною апаратурою та спеціальною автоматикою МНУ.
В залежностівід положення ключа на щитку автоматики МНУ, розташованому на зливному баку МНУ, насоси можуть працювати або в режимі послідовного включення (становище «ключа» - «циклічне»), або один із насосів триматиме тиск у робочих межах від 20 атм. до 23 атм., а інший, як резервний, включається при 19 атм., відключається при 23 атм. з одночасною видачею сигналу несправності на ГЩУ (положення ключа «1 автомат II резерв або II автомат 1 резерв»). При положенні ключа відключається автоматика з маслонасосів.
За будь-якого положення ключа автоматики маслонасоси можуть бути включені вручну відповідними кнопками на верхній торцевій частині панелі.
Для роботи маслонасоса в будь-якому з автоматичних режимів або за ручного включення обов'язковою умовою є включене положення автомата оперативного струму та струму управління, що захищає відповідні ланцюги від струмових перевантажень. Ці автомати розташовані у шафах автоматики МНУ у генераторному півповерхі.
Електродвигуни МНУ обладнані захистом від перекосу фаз, що спрацьовує під час перегорання одного із силових запобіжників.
Для розблокування захисту після відновлення запобіжника необхідно натиснути кнопку розблокування на верхньому торці панелі управління МНУ.
Кожен насос обладнаний зворотним запобіжним та перепускним клапанами.
Запобіжний клапан повинен пропустити повну витрату маслонасоса при тиску, трохи більше 28 атм. При зниженні тиску в казані МНУ до 17 атм. спрацьовує реле тиску, що відключає агрегат через гідромеханічний захист. Підтримка нормального тиску в котлі МНУ здійснюється включенням маслоповітряної помпи або компресором. Для цієї мети на КПГЕС встановлено компресор СКУ – 25Е у машинному залі станційного вузла.
Продуктивність – робочий тиск 25 кгс/см2.
Компресор двоступінчастий із проміжним відбором, водяним охолодженням.
Тиск всмоктування – атмосферний.
Тиск нагнітання 1 ступеня – 4,2 кгс/см 2 .
Потужність, яку споживає компресор – 16 кВт.
2.11. Для періодичного поповнення олії в зливних баках МНУ, а також верхніх та нижніх ванн гідроагрегатів уздовж турбінного напівповерху прокладено напірну та зливну магістраль технічного маслопостачання ГЕС. Всі МНУ, а також верхні та нижні ванни з'єднуються маслопроводами із цими магістралями. Масло в магістраль технічного маслопостачання може бути подане за допомогою маслонасоса або центрифуги, а також під тиском: від напірного бака, встановленого на рівні кабельного напівповерху ГЕС.
Для зберігання турбінної олії є два маслогосподарства: закрите, розташоване в будівлі ГЕС (де масло піддається очищенню) і відкрите - з баками, розташованими на території ГЕС.
2.12. Для охолодження механізмів, працюючих агрегатів для змащення напрямних підшипників турбін та інших потреб у приміщенні дренажної галереї прокладено колектор освітленої технічної води. У колектор техводи вода надходить із зрівняльної вежі окремо прокладеним трубопроводом через відстійник, розташований у будівлі дросельних затворів.
За відсутності техводи в колекторі від зрівняльної вежі вона може бути подана шляхом відкриття засувки №19 на напірних трубопроводах турбін №2 або №3.
Вода у разі подається в колектор неосвітлена.
2.13. У нормальних умовах вода в кожній турбіні від колектора техводи надходить через засувку, зворотний клапан та гідроклапан. Управління гідроклапаном ручне та автоматичне залежно від положення триходового краніка; наавтоматичне керування гідроклапан відкривається при підйомі тиску в спіралі до 10 атм. - Тобто. після відкриття дискового затвора. Відпрацьована вода з маслоохолоджувачів турбінами скидається в нижній б'єф.
На трубопроводах охолоджувальної води до охолоджувачів є система засувок, за допомогою яких можна здійснювати зворотний промив охолоджувачів.
2.14. Всі дренажні витоку води та просочування, а також вода з напрямних підшипників турбін скидається в дренажну галерею, звідки відкачується в нижній б'єф. Для цього на ГЕС встановлено два дренажні насоси з ручним включенням електроприводу і два ежектори, і насос занурювального типу, один з яких з ручним керуванням, а інший – з автоматичним.
Дренажні насоси використовуються періодично при необхідності, а ежектор має автоматичне керування за допомогою поплавкового пристрою, що впливає на гідроклапан, що живить ежектор водою від напірного трубопроводу.
У дренажній галереї є попереджувальна сигналізація на щит управління рівня води.