В.А. Васильєв, А.О. Чернявський
Поживний насос ПН1500-350 є базовим насосом для блоків теплових електростанцій потужністю від 500 до 1200 МВт. Насос забезпечує подачу 1500 м3 / ч води з тиском 350 атм, що становить половину потреби у воді котлоагрегату енергоблока потужністю 800 МВт. Через особливості конструкції насоса (довгий вал, неоптимальний співвідношення числа лопаток робочого колеса і направляючого апарату, концентратори напружень) напрацювання таких насосів до капітального ремонту в середньому по парку ЄЕС Росії не перевищувала 10 000 годин.
З метою збільшити ресурс виробником насосів була зроблена їх модернізація: зміна числа лопаток, вкорочення вала, зміна конструкції опорних вузлів. В результаті вібраційна складова навантажень була істотно знижена: виброскорости, виміряні в районі підшипникових опор, зменшилися з 7 ... 15 до 3 ... 4 мм / с - рівня, який прийнято вважати безпечним. Для того, щоб виключити зачіпання ротора за корпус при пуску на режимі валоповорота, в конструкцію насоса був введений пусковий підшипник - рис. 1 (на стаціонарному режимі роль «підшипника» грає водяний шар в зазорі 0,3 мм між ротором і корпусом). Підшипник встановлюється в спеціально сконструйований корпус і змащується водою під тиском. При експлуатації модернізованих насосів ПН1500-350-4 в Тюменьенерго було виявлено, що пусковий підшипник вимагає заміни через 5.6 тис. годин роботи через зачіпань при пусків і зупинок. Крім того, мали місце руйнування пускового підшипника і / або вала в районі цього підшипника.
Забезпечення безаварійної роботи живильних насосів ПН 1500-350-4 вимагає з'ясування та усунення причин руйнування валу і підшипника пускового пристрою. Спостережуваний втомний характер руйнування валів і корпусів підшипників [1, 2] свідчать про виникнення досить великих зусиль у пусковому підшипнику: для втомного руйнування валу 060 мм, по грубим оцінками, потрібно зусилля не менше 5 кН, чинне на протязі як мінімум декількох діб при оборотах вала 4500 хв - 1.
Як гіпотези, що пояснює виникнення значних за величиною і діючих досить тривалий час зусиль у пусковому підшипнику, розглядається теплова деформація корпусу насоса і пускового пристрою.
Деформації корпусу пускового пристрою внаслідок нерівномірного нагрівання
Геометрична модель конструкції показана на рис. 2. У модель включені корпус пускового пристрою 1 і частина кришки насоса 2 - для коректного завдання граничних умов при розрахунках. Конструкція симетрична щодо вертикальної площини, тому на малюнках (як рис. 2, так і наступних), для наочності наведена тільки половина конструкції. Корпус пускового пристрою омивається з боку розвантажувальної камери водою з температурою близько 150 ° С. Через свердління в корпусі до пускового підшипника підводиться конденсат з більш низькою - близько 60 ° С - температурою.
Розрахунок деформацій корпусу складної форми з урахуванням неосесиметричних розподілу температури вимагає застосування чисельних методів і відповідних комп'ютерних програм. У даній роботі вик...
