Методические указания по проведению натурных испытаний подпятников гидротурбинных агрегатов (гидроагрегатов)

1. ВИДЫ НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ ПОДПЯТНИКОВ

1.1. Испытания в целях получения характеристик подпятников. Это наиболее общий вид испытаний; объем измерений и количество опытов в них обычно наибольшие. Испытания проводятся на одном из первых гидроагрегатов вводимой в строй многоагрегатной ГЭС в целях определения запаса надежности подпятников и при необходимости на последующих агрегатах учесть выявленные недостатки или особенности подпятников, а также на гидроагрегатах, имеющих опытную конструкцию подпятника.

Под характеристиками подпятника, которые необходимо определить, чтобы знать его запас надежности, понимаются следующие основные характеристики.

1.1.1. Действительная наибольшая нагрузка, действующая на подпятник во время работы гидроагрегата.

1.1.2. Значение и характер изменения нагрузки на подпятник при пуске с момента начала открытия направляющего аппарата и до достижения нормальной частоты вращения.

1.1.3. Температура сегментов подпятника при наибольшей на него нагрузке.

1.1.4. Температура масла в масляной ванне подпятника.

1.1.5. Толщина масляной пленки, разделяющей поверхности трения при наибольшей нагрузке на подпятник.

1.1.6. Характер образования масляной пленки, разделяющей поверхности трения при пуске; скорость "всплытия" диска пяты над сегментами.

1.1.7. Характер изменения толщины масляной пленки при останове; толщина пленки, разделяющей поверхности трения в течение последнего оборота перед остановом.

1.1.8. Потери на трение в подпятнике.

Знание перечисленных выше характеристик подпятника и сравнение их с расчетными и нормативными показателями позволят судить о работоспособности конструкции подпятника в целом, о запасе ее надежности.

Те из полученных при испытаниях характеристик, для которых не имеется расчетных и нормативных данных (см. пп.1.1.2, 1.1.6, 1.1.7), оцениваются на основе накопленного опыта испытаний и эксплуатации подпятников.

Основные расчетные, нормативные и основанные на опыте испытаний и эксплуатации данные, характеризующие работу подпятника, приведены в справочном приложении 1.

Кроме основных характеристик, при испытаниях определяется еще и ряд вспомогательных характеристик, таких, как величина и характер биения зеркальной поверхности диска, разброс температуры отдельных сегментов, пульсация нагрузки и другие, которые позволяют судить о состоянии подпятника, о том, как он изготовлен, смонтирован и налажен.

1.2. Испытания в целях выяснения причин ненадежной работы подпятников. Ненадежность работы подпятников проявляется в эксплуатации в виде частой повреждаемости сегментов, что вызывает необходимость введения ограничений в режим работы гидроагрегата, а также в виде отклонений его характеристик от нормативных значений (повышенная температура сегментов, большая разница температур отдельных сегментов и др.). ЭМП-сегменты работают значительно более надежно, чем баббитовые. При условии их качественного изготовления, монтажа в подпятнике и наладки повреждений подпятников с ЭМП-сегментами практически не бывает. Причинами ненадежной работы подпятников как с баббитовыми, так и с ЭМП-сегментами могут быть дефекты конструкции, изготовления, монтажа, недостатки эксплуатации, а также естественное старение.

Причинами ненадежной работы подпятников могут быть: неоптимальная установка тангенциального и радиального эксцентриситетов сегментов, неравномерное распределение нагрузки между сегментами, высокая волнистость зеркальной поверхности диска, недостаточная чистота зеркальной поверхности диска, недостаточная эффективность системы охлаждения, плохо выбранные пусковые уставки турбины (пусковое открытие направляющего аппарата и пусковой угол установки лопастей рабочего колеса), повышенная деформация сегментов и др.

Испытания в целях выяснения причин ненадежной работы подпятника проводятся, как правило, в два или более этапов. На первом этапе определяются те же характеристики подпятника, что и при испытаниях по п.1.1, и разрабатываются мероприятия по повышению надежности работы подпятника. На последующих этапах испытаний производится проверка разработанных мероприятий.

1.3. Испытания по сокращенной программе. Такие испытания проводятся в тех случаях, когда ставится конкретная задача, ограниченная определенными условиями. Например, требуется проверить величину биения зеркальной поверхности диска (с повторными измерениями после исправления, если это потребуется) или определить коэффициент трения при пусках (что характеризует состояние поверхностей трения). При таких испытаниях число измеряемых величин и режимов испытаний ограничено. В отдельных случаях даже не требуется разбирать подпятник, как, например, при определении коэффициента трения в подпятнике при пуске.

Испытания по сокращенной программе можно рассматривать как часть испытаний по п.1.1 или 1.2, методика которых и излагается в данной работе.