Instalacja olejowa turbin

parowych

Zadania środka smarującego

Zadaniem środka smarnego w turbinach parowych

jest:

- smarowanie łożysk turbiny i łożysk oporowych,
- smarowanie przekładni
- zapewnienie działania układów hydraulicznego

sterowania

-

dostarczania oleju do skojarzeń trących tego

układu,

- ochrona powierzchni przed korozją,
- odprowadzenie ciepła,
- odprowadzanie produktów zużycia

.

Właściwości

środka smarnego

- odpornością na utlenianie; turbina musi pracować

z tym samym olejem przez dziesiątki tysięcy

godzin. Od olejów do turbin gazowych jest

wymagana większa stabilność termiczna, niż od

olejów do turbin parowych (temperatury łożysk

mogą być o 10 do 150C wyższe). Oleje turbinowe

mają za zadanie przedłużanie życia turbiny. Są one,

w odróżnieniu od olejów silnikowych narażone na

zmieniające

się

temperatury

pozostając

w

kontakcie z metalami, wodą i powietrzem,

-brakiem skłonności do pienienia; celem uniknięcia

ściśliwości oleju w mocno obciążonych łożyskach,

- właściwościami przeciwkorozyjnymi,

Właściwości środka smarnego

- właściwościami deemulgującymi; olej jest

nieuchronnie zanieczyszczany przez wodę, która

pochodzi z przecieków pary na uszczelnieniach i

czasami przypadkowo pojawia się, w skutek

przeciekania zaworu; wymagana jest doskonała

separacja oleju od wody oraz chemiczna stabilność w

obecności wody,

- właściwościami przeciwzużyciowymi; w przypadku

turbin z przekładniami olej powinien mieć właściwości

będące kompromisem pomiędzy właściwościami,

wymaganymi przy smarowaniu turbin i właściwościami

wymaganymi przy smarowaniu przekładni,

- dobrą zdolnością wydzielania powietrza

Dobór środków smarnych

W niektórych wybranych przypadkach (np.

turbiny okrętowe), wymagania przekładni mogą
być dominujące i wtedy należy stosować olej o
wysokiej

wytrzymałości

filmu

olejowego,

posiadający właściwości przeciwzużyciowe i
odporność na „duże naciski” lub nawet na
„naciski

ekstremalne”

(oleje

EP).

Często,

podstawowe

„turbinowe”

właściwości

są

poświęcane na korzyść uzyskania właściwości
„przekładniowych”.

Dobór środków smarnych

Przy wyborze oleju do smarowania turbin

parowych, należy ściśle przestrzegać zaleceń

producenta turbiny. Dotyczy to zwłaszcza lepkości

oleju turbinowego. Do smarowania turbin

parowych stosuje się oleje o zakresie lepkości od

32 do 100 mm2/s w temperaturze 40°C. Nie ma

ogólnej reguły, stosowanej przy dobieraniu

lepkości, ponieważ wchodzi tu w rachubę kilka

przeciwstawnych czynników:

- prędkość obrotowa,
- temperatura,
- obecność przekładni.

Smarowanie okrętowych turbin

parowych

Proces smarowania okrętowych turbin parowych

odbywa się obiegowo pod ciśnieniem. Ze względu
na duże naciski powierzchniowe w łożyskach oraz ze
względu na dużą prędkość kątową wału turbinowego
instalację smarową powinna cechować duża
niezawodność pracy, ponieważ nawet krótkotrwałe
przerwy w dostarczaniu oleju do miejsc smarowania
lub nawet zaburzenia w ilości podawanego oleju
mogą powodować poważne uszkodzenia całego
zespołu.

Konieczne

jest

zatem

instalowanie

urządzeń alarmowych lub automatów odcinających
dopływ pary w wypadku awarii instalacji smarowej.

Zadania instalacji olejowej roboczej

Instalacja robocza składa się z systemu

rurociągów, zapewniających obieg oleju smarowego
ze zbiornika ściekowego turbiny , chłodnic, zbiorniki
rozchodowe, filtry itp. Urządzenia do miejsc
smarowych, którymi są głównie: łożyska nośne
turbiny i przekładni, łożyska oporowe i koła zębate
przekładni. Olej smarowy doprowadzany do tych
miejsc ma za zadanie zarówno zmniejszenie tarcia
między

dwoma

elementami

konstrukcyjnymi

turbiny, jak i odprowadzenie ciepła jakie wytwarza
się w wskutek tarcia.

Smarowanie turbin

W turbinach parowych smarowaniu podlegają:
-łożyska wzdłużne i poprzeczne,
-systemy regulacji i dostarczania oleju do skojarzeń

trących,

-przekładnia,
-tuleje łączące,
-akcesoria, urządzenia pomocnicze (np. pompy, itp.).
Do smarowania turbin średniej i dużej mocy, zawsze

stosuje się smarowanie z wymuszonym obiegiem oleju.

Ten sam olej służy jednocześnie do:

-smarowania łożysk i przekładni, jeśli taka jest

stosowana,

-zasilania systemów hydraulicznych i systemów

dostarczania oleju do skojarzeń trących.

Budowa systemu smarnego

Układ olejowy turbiny parowej jest to zespół

urządzeń

zawierający:

zbiornik,

system

oczyszczania (separator wirówkowy), chłodzenia
(chłodnica powietrzna lub wodna), pompowania
(pompa lub zespół pomp) oraz transportowania
oleju (przewody olejowe). Zalecane jest, aby
zbiornik oleju miał dostatecznie dużą pojemność,
co sprzyja separacji wody i zanieczyszczeń
stałych

Podukłady systemu smarowego

W układach olejowych turbin parowych wyróżnia

się:

- układ olejowy niskiego ciśnienia, do

smarowania łożysk,

-układ olejowy podwyższonego ciśnienia, do

poruszania

serwomechanizmów

układu

regulacji turbiny oraz podnoszenia wirnika przy
użyciu obracarki.

Zapotrzebowanie oleju

Zapotrzebowanie oleju (a więc i wydajność

pompy olejowej) zależne jest głównie od
prędkości kątowej turbiny, jej mocy i
konstrukcji. Przy grawitacyjnym systemie
smarowania dla zespołu o mocy 11 – 15
MW

zapotrzebowanie

wynosi

9,5-8,2

kg/kWh, a przy systemie ciśnieniowym dla
mocy 7 – 40 MW równe jest 7,5-4,35
kg/kWh

Parametry oleju smarowego

W instalacjach smarowych turbin parowych

regulacji podlegają:

- temperatura oleju smarowego za chłodnicą,
- wydajność pomp olejowych i ciśnienie

tłoczenia, czyli natężenie przepływu
oleju smarowego.

Obie te wielkości podlegają we współczesnych

rozwiązaniach siłowni turbinowych regulacji
automatycznej.

Kontrola systemu smarowego

Cały system rurociągów wyposażony jest w

przyrządy kontrolno-pomiarowe, takie jak:

- manometry,
- termometry,
- olejowskazy,
- szkła kontrolne ( wzierniki),
- manometry różnicowe na filtrach.

Podział instalacji

Olej smarowy powinien być podawany do miejsc

smarowania pod ciśnieniem 0,068 – 0,135 MPa. W
zależności od sposobu uzyskania tego ciśnienia w
instalacjach roboczych rozróżniamy:

- grawitacyjną instalację smarową,
- ciśnieniową instalację smarową.

Grawitacyjna instalacja smarowa

W grawitacyjnej instalacji smarowej olej smarowy

dopływa do miejsc smarowania pod siłą własnego
ciężaru z umieszczonych na odpowiedniej
wysokości zbiorników rozchodowych. Ażeby
zabezpieczyć wystarczające ciśnienie oleju na
dolocie

do

łożysk,

zbiorniki

rozchodowe

umieszczone są na wysokości 10-12 m nad osią
wału śrubowego. Olej znajdujący się w zbiorniku
ściekowym turbiny zasysany jest przez pompę
poprzez filtr. Następnie tłoczony jest przez filtr
magnetyczny i chłodnice oleju, a dalej przez
zwężkę pomiarową do zbiorników rozchodowych.

Grawitacyjna instalacja smarowania

Zalety instalacji grawitacyjnej

Główną zaletą instalacji grawitacyjnej jest fakt, że

zapas oleju w zbiorniku rozchodowym pozwala na
kilkuminutowe zasilanie miejsc smarowych od
czasu awarii pompy olejowej. Czas ten pozwala
na uruchomienie pompy awaryjnej, bądź też na
zatrzymanie turbiny, która ze względu na znaczną
masę wirującą z dużą prędkością kątową
zatrzymuje się dość długo.

Wady instalacji grawitacyjnej

Wadą tego systemu jest konieczność

umieszczania dużych, a więc i ciężkich zbiorników
rozchodowych na znacznej wysokości ( od 10 do
12 m nad poziomem wału śrubowego ). Jest to
dość kłopotliwe szczególnie w wypadku jednostek
małych ze względu na brak miejsca jak i z
powodu ujemnego wpływu na stateczność,
ponieważ olej tworzy powierzchnie swobodną.

Ciśnieniowa instalacja smarowa

Instalacja ciśnieniowa ma w zasadzie te same

elementy składowe co i instalacja grawitacyjna, z
tym że nie ma tu zbiorników rozchodowych i olej
smarowy podawany jest na łożyska nośne turbiny
i inne punkty smarowe bezpośrednio z pomp
obiegowych oleju. W instalacji tej olej dodatkowo
zasila regulator prędkości obrotowej turbiny oraz
doprowadzony

jest

do

zaworu

szybkozamykającego na dolocie pary zasilającej
turbinę

Ciśnieniowa instalacja smarowa

Ciśnieniowa instalacja smarowa

Zalety instalacji ciśnieniowej

Zaletą systemu jest duża zwartość i możliwość

łatwego rozmieszczenia wszystkich mechanizmów
rurociągów ze względu na to, że nie ma
konieczności

umieszczenia

zbiorników

rozchodowych wysoko w maszynowni a tym
samym nie ma potrzeby prowadzenia rurociągów
na duże odległości. Instalację ciśnieniową można
stosować

już

na

najmniejszych

statkach

wyposażonych w turbiny parowe, ponieważ nie
zajmuje dużo miejsca a maszynowni oraz nie
pogarsza stateczności jednostki pływającej.

Wady instalacji ciśnieniowej

Wadą systemu jest brak jakiegokolwiek zapasu

oleju smarowego w obiegu na wypadek awarii i
nagłego zatrzymania się pomp obiegowych oleju.
Niekiedy stosuje się w tym celu ciśnieniowy
zbiornik wyrównawczy, działający podobnie jak
hydrofor w instalacjach sanitarnych lub wody
pitnej.