Способ термошоковой промывки маслосистемы турбомашины

 

Изобретение относится к теплоэнергетике , может быть использовано для промывки внутренних полостей маслосистем и позволяет повысить экономичность и надежность термошоковой очистки элементов маслосистем турбоагрегатов. Способ термошоковой промывки включает нагрев и охлаждение одновременно в соседних локальных зонах опорожненных маслопроводов . После завершения нагрева и охлаждения (создания температурного поля) подачей моющей среды выравнивают температурное поле зон. Осуществляют повторный нагрев и охлаждение, при этом изменяют знак предыдущего созданного температурного градиента на противоположный и снова подают моющую среду. Указанные операции многократно чередуют. Для интенсификации процесса промывки нагрев и охлаждение локальных зон ведут до достижения температурным градиентом значения не менее 1400 град/м (1,4 град/мм). 1 з.п. ф-лы, 1 табл, 3 ил. у Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s F 01 О 25/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4816626/06 (22) 19.03.90 (46) 07.05.92. Бюл. М 17 (71) Уральский филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф.Э.Дзержинского и Производственное предприятие "Ростовэнергоремонт" (72) В.Н.Казанский, И.И.Пушкарев, О.Н.Воронов и Ю.П.Гусаченко (53) 621,1 65-722(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1010302, кл. F 01 D 25/18, 1981. (54) СПОСОБ ТЕРМОШОКОВОЙ ПРОМЫВКИ МАСЛОСИСТЕМЫ ТУРБОМАШИНЫ (57) Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано для промывки внутренних полостей маслосистем и позволяет повысить экономичность и надежИзобретение относится к теплоэнергетике, конкретно к стационарным турбомашинам, и может быть использовано для промывки внутренних полостей маслосистемы, преимущественно при неравномерном их загрязнении, Известен способ очистки внутренних полостей турбомашины, включающий операцию прокачивания масла.

Однако этог способ обеспечивает надлежащую промывку маслосистемы лишь при длительном прокачивании горячего масла, что неэкономично (большие затраты рабочего времени).

Наиболее близким к предлагаемому является термошоковый способ промывки маслосистемы, включающий операции чередующего нагрева и охлаждения элементов ность термошоковой очистки элементов маслосистем турбоагрегатов. Способ термошоковой промывки включает нагрев и охлаждение одновременно в соседних локальных зонах опорожненных маслопроводов. После завершения нагрева и охлаждения (создания температурного поля) подачей моющей среды выравнивают температурное поле зон. Осуществляют повторный нагрев и охлаждение, при этом изменяют знак предыдущего созданного температурного градиента на противоположный и снова подают моющую среду. Указанные операции многократно чередуют. Для интенсификации процесса промывки нагрев и охлаждение локальных зон ведут до достижения температурным градиентом значения не менее 1400 град/м (1,4 град/мм). 1 з.п. ф-лы, 1 табл, 3 ил. маслосистемы и прокачивания моющей среды, вследствие чего ускоряется процесс очистки маслопроводов.

Указанный способ наиболее целесообразен при равномерном загрязнении маслопроводов.

Однако в условиях эксплуатации часто встречаются случаи неравномерного распределения грязи. Так, сливные маслопроводы загрязняются лишь в приданной части, где самотеком транспортируется масло, а припотолочные зоны остаются чистыми.

Локальные загрязнения наблюдаются в линзовых компенсаторах, в тупиковых участках корпусов подшипников, в боковых отводах коллекторов, на днищах демпферных баков и других емкостей. Поэтому в указанных специфических условиях известный

1731966

15 РТ гв 18

Хг -X1

25

Тгс Т1с (0

Хг — X1

50

Тгя Т13 ) p

1 Х2 Х1

55 способ промывки оказывается неэкономичным. Кроме того, термошоковое воздействие на маслопроводы большой протяженности, что характерно для турбомашин большой мощности, обуславливает появление в них повышенных напряжений, стимулирующих повреждения и, как следствие, снижающих надежность маслосистемы в целом.

Цель изобретения — повышение экономичности и надежности способа термошоковой промывки маслосистемы.

Поставленная цель достигается тем, что нагрев и охлаждение проводят одновременно в соседних локальных зонах элементов, после завершения которых подачей моющей среды выравнивают температурное поле зон, повторным нагревом и охлаждением изменяют знак предыдущего созданного температурного градиента на противоположный, подают моющую среду и чередуют эти операции. Вариант способа отличается тем, что нагрев и охлаждение локальных зон ведут до достижения температурного градиента 1400 градусов на 1 м.

Согласно изобретению в элементах создаются ячейки с градиентами температуры лишь в тех локальных зонах, где имеются отложения грязи (например, придонные части сливных маслопроводов). В этих же ячейках производят смену знака температурного градиента. Тем самым обеспечивается экономия энергетических и материальных ресурсов, снижается уровень термических напряжений (повышается надежность).

На фиг, 1 изображен участок промываемого маслопровода; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — температурные эпюры.

Участок сливного маслопровода 1 содержит роликовую подвесную систему 2 с приданным термопреобразователем 3, в чередующихся пазах которого установлены электроиндукционные нагревательные элементы 4 и термоохладительные полупроводниковые батареи 5.

На опорожненном маслопроводе по дуге Х1-Х1 под влиянием термоохладительной батареи 5 образуется зона с температурой

Т1, а по дуге Хг-Х2 под влиянием нагревательного элемента 4 образуется другая зона с температурой Т2 . Междууказанными смежными зонами создается температурное поле (кривая а на фиг. 3) со средним градиентом

Уже под влиянием этого градиента VT1 уменьшается прочность сцепления шлама, продуктов коррозии и других зазгрязнений с внутренней поверхностью трубы, стимулируя их отделение.

Вследствие последующей подачи моющей жидкости по сливному трубопроводу происходит дальнейшее термошоковое разрыхление шлама и гидротранспортируют его наружу. Температурное поле выравнивается (кривая в на фиг. 3), средний градиент снижается до величины

После завершения этих операций прокачивание моющей среды прекращается, маслопровод опорожняется, а термопреобразователь смещается на шаг Д Х = X2 — X1 относительно первоначального состояния (либо в неподвижном термопреобразователе нагревательные и охладительные элементы меняются местами) и теперь уже по дуге X1 — Х1 создается высокотемпературная зона, а по дуге X2 — X2 низкотемпературное поле. Между указанными смежными зонами образуется температурное поле (кривая с на фиг, 3), характеризуемое средним градиентом противоположного (по сравнению с исходным режимом, иллюстрируемым кривой а на фиг, 3) знака:

Под влиянием градиента VТз происходит дальнейшее разрыхление и.отслаивание загрязнений, стимулируемое. последующим повторным прокачиванием моющей жидкости. Эти чередующие операции повторяют до завершения всего цикла промывки. После промывки одного участка маслопровода, придонный термопреобразователь перемещается на соседний участок с повторением описанных выше термошоковых процедур.

Зоны (с градиентом температуры), создаваемые на поверхности маслопровода, могут быть дугообразными (как это показано на предыдущем примере), кольцевыми (дуги полного охвата), в виде ячеек ("пятен") с шахматным или коридорным размещением по очищаемой поверхности элементов маслосистемы.

Способ ха ра ктеризуется следующими операциями и параметрами.

Прогрев и охлаждение локальных зон элемента маслосистемы со стороны его наружной поверхности для создания температурного градиента в этом элементе по крайней мере 1400 град/м, 1731966

50

Подача моющей среды и выравнивание температурного поля зон, термошоковое разрушение слоя загрязнений и гидротранспорт их. Средняя скорость потока 4 м/с, средняя температура моющей среды t = (Т1а + Т2а)/2 = (Т1с + T2c)/2.

Опорожнение элемета маслосистемы от моющей среды.

Повторный нагрев и охлаждение локальных зон с изменением температурного градиента на противоположный по знаку.

Подача моющей среды и выравнивание температурного поля зон.

Чередование операций 1,2,3,4...

Рекомендуемые температуры: в нагреваемой зоне Tz = T

= 0,05 м градиент V Т1,з = 1500-1700 град/м, при базе ЬХ = 30 мм = 0,03 м градиент

VT>,ç = 2500-2830 град/м.

При градиентах VT > 1400-2800 град/м термошоковый эффект очистки увеличивается, однако возрастает опасность термоокислительного старения масла, накопления термопластических деформаций, неоправданного расходования энергии и т.п.

Пример. Промывают турбинным маслом сливные маслопроводы диаметром 200 мм и длиной 2 пог.м. от предварительно осажденных искусственным путем загрязнений (смесь окислов железа и масляного шлама) исходной массой 1,0 кг. Трубопровод условно считается очищенным, если в нем осталось не более 0,05 кг загрязнений (погрешность измерений). Средняя скорость потока моющего масла 4 м/с.

В таблице представлены режимы и время очистки маслопровода.

По сравнению с известными решениями предложенный способ обладает следующими преимуществами;

1. Сокращение продолжительности очистки маслосистемы, сокращение сроков ремонта турбин, дополнительная выработка электроэнергии на ТЭС и АЭС, экономия эксплуатационных затрат.

2. Снижение термопластических напря5 жений в маслопроводах в процессе термошоковой промывки.

По сравнению с прототипом ожидаемый экономический эффект от использования изобретения на турбине мощностью 800

10 МВт составит величину Э, определяемую стоимостью дополнительно выработанной эл. энергии (при отсутствии резерва в энергосистеме) за счет сокращения длительности ремонта турбины (сокращение длительности

15 промывки).

Э = N К(т1- t 2) а = 800000 0,8(26-7,5)х х 32 10 = 37888 руб/год, где N = 800000 кВт — мощность турбины, К = 0,8 — коэффициент использования мощности, а т= 0,32

20 коп/(кВт ч.) — постоянная составляющая себестоимость эл. энергии на ТЭС, t 1 = 26 ч— время промывки по прототипу, т2 = 7,5 ч— то же по предложенному способу.

Формула изобретения

25 1. Способ термошоковой промывки маслосистемы турбомашины, включающий чередующиеся нагрев и охлаждение элементов маслосистемы и прокачивание моющей среды, отличающийся тем, что, с целью

30 повышения экономичности и надежности, нагрев и охлаждение проводят одновременно в соседних локальных зонах элементов, после завершения которых подачей моющей среды выравнивают температур35 ное поле зон, после чего осуществляют повторный нагрев и охлаждение, при этом изменяют знак предыдущего созданного температурного градиента на противоположный.

40 2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что нагрев и охлаждение локальных зон ведут до достижения температурного градиента 1400 градусов на 1 м, 1731966

Режим

Известный способ

4,1

2,6

Предлагаемый способ

0,75

Режим прокачивания масла, нагретого о до температуры 70 С

Режим прокачивания масла, нагретого до 70, с последующей резкой заменой на охлажденное до 5"С. Трехкратное чередование циклов нагревания и охлаждения одинаковой продолжительности

Создание и поддержание в течение

5 мин на опорожненном маслопроводе о кольцевых зон, нагретых до 75 С и охлажденных до 5 С с междузонным

-о шагом 50 мм (средний градиент Ч Т =

= +1400 град/м) Прокачивание в течение 5 мин масла с температурой 40 С и средней скоростью 4 м/с

Создание и поддержание в течение

5 мин на опорожненном маслопроводе кольцевых зон, с температурным градиентом противоположного знака, т.е. Т = -1400 град/м

Дополнительное трехкратное чередование режимов 3. 1, 3,2, 3.3

Время очистки (), ч

1731966

Ос

0 Xf

Составитель В.Гутаров

Редактор В.Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Заказ 1565 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101