Опыт работы в качестве инженера по техническому надзору более 38 лет на Новочеркасской ГРЭС убедил меня в том, что на действующих ТЭС теплоэнергетическое оборудование в ряде случаев имеет конструктивные недостатки и не позволяет повысить надёжность, ужесточить требования правил безопасности, повысить расчётный срок эксплуатации, экономичности в работе. В статье речь пойдёт о повышении надёжности в работе узла уплотнения штоков и гидроприводов предохранительных клапанов. Прежде всего, низкая надёжность штоков регулирующей арматуры и безопасность импульсных предохранительных устройств (ИПУ) обусловлены применением уплотнений с жидкостным трением скольжения, в котором уплотнительная набивка поджимается предсальниковым кольцом к уплотняемой поверхности с давлением ниже уплотняемого.
В книге «Расчёт и конструирование трубопроводной арматуры» в разделе «САЛЬНИКИ»
описаны конструкция, расчёт и подбор сальниковой набивки для узла уплотнения штока
арматуры с жидкостным трением скольжения. Однако, даже несмотря на замену асбестовых уплотнительных набивок графитовыми типа графлекс, надёжность уплотнения штоков остаётся низкой. Из статьи «Характеристики материалов, применяемых для изготовления деталей энергетической арматуры и опыт их эксплуатации» и из других источников видно, что актуальной является проблема эрозионного износа штока в зоне контакта с уплотнительной набивкой. Это вынуждает ремонтный персонал ТЭС заменять штоки заводского изготовления штоками из титановых сплавов.
В результате инерционности при срабатывании ИПУ только на Новочеркасской ГРЭС произошло две аварии подряд: одна с разрывом растопочного сепаратора, вторая – с разрывом растопочного трубопровода с тяжёлыми последствиями. Расследованиями аварий, проводимыми Главтехуправлением Минэнерго СССР, других причин не установлено.
Впоследствии по инициативе руководства Новочеркасской ГРЭС с моим участием, растопочные сепараторы и растопочные трубопроводы были дополнительно оснащены
мембранными предохранительными устройствами (МПУ) прямого действия. Однако для защиты от превышения давления паровых котлов, деаэраторов и другого оборудования до настоящего времени применяются ИПУ, поэтому безопасность этого оборудования не обеспечена. [1].
По результатам испытаний опытных образцов, проведённых на Новочеркасской ГРЭС совместно с НПО ЦКТИ, установлено, что в узле самоуплотнения происходит сухое трение скольжения с графитовой смазкой, выделяемой на молекулярном уровне из графлекса. Причём с увеличением уплотняемого давления коэффициент трения скольжения графлекса по стали уменьшается. В предлагаемой мною конструкции узла самоуплотнения штока и гидропривода поджимная грундбукса Г-образного сечения обеспечивает поджатие уплотнительной набивки к уплотняемой поверхности штока или гидропривода с давлением выше уплотняемого, поэтому в узле самоуплотнения происходит сухое трение скольжения. Чертежи самоуплотнения штока арматуры и гидропривода импульсного предохранительного клапана (ИПК) прямого действия показаны на рис. 1 и рис. 2. [2] [3]
Для освоения предлагаемой технологии самоуплотнения необходимо проведение НИОКР соответствующими институтами или лабораториями заводов-изготовителей в рамках реализации национальных научных и технологических приоритетов, осуществляющихся путём бюджетного финансирования на конкурсной основе научно-исследовательских и опытно конструкторских работ для государственных нужд в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014?2020 годы». Заказчиком-координатором Программы является Министерство образования и науки Российской Федерации, в том числе и по направлению «энергетика и энергосбережение. Наиболее характерным признаком, указывающим на повышение надёжности самоуплотнения с сухим трением скольжения в предлагаемой энергосберегающей технологии, является снижение высоты уплотнительной набивки.
Выводы:
1. Освоение предлагаемого самоуплотнения штока с сухим трением скольжения повысит конкурентоспособность энергетической арматуры на внешнем и внутреннем рынках.
2. Освоение импульсных предохранительных клапанов прямого действия повысит безопасность эксплуатации тепломеханического оборудования ТЭС
Литература:
1. А. К. Зыков, Д. А. Литвинов, И. А. Молчанов, А. А. Сафронов, Е. Г.Сенькин, Л. Б. Сигалов, Н. А. Шишков «Справочник по объектам котлонадзора», М., «Энергия», 1974.
2. Кукузин В. Б. «Характеристики материалов, применяемых для изготовления деталей энергетической арматуры и опыт их эксплуатации». Журнал «Вестник арматуростроителя» № 3, 2015 г.
3. Гуревич Д. Ф. «Расчёт и конструирование трубопроводной арматуры». М., 5-е издание, ЛКИ, 2008 г.
Опубликовано в журнале "Вестник арматуростроителя" № 2 (37) 2017
