Маслоохладители. В настоящее время применяются три типа маслоохладителей, изготовляемых Каунасским турбинным заводом «Пяргале»: МП-21, МСТ-37 иМ-П-65. Характеристики этих маслоохладителей приведены в табл. 4 и 5.
Таблица 4
Тип охладителя | Охлаждающая поверхность, мг | Наибольшие отводимые потери, | Предельные расходы масла, л/мин | Предельные расходы воды, л/мин |
МП-21 | 21 | 150 | 600 | 400 |
МП-37 | 37 | 250 | 1 000 | 600 |
МП-65 | 65 | 400 | 1 600 | 1 200 |
Габаритные и установочные размеры маслоохладителей представлены на рис. 51 и в табл. 5.
Маслоохладитель (рис. 52) состоит из стального цилиндрического корпуса 5 и двух водяных камер — верхней 1 и нижней 13. Корпус имеет входной 9 (нижний) и выходной 4 (верхний) патрубки для присоединения маслопровода. Нижняя камера имеет выходной патрубок для воды, верхняя — входной патрубок (в маслоохладителе МП-65 входной и выходной патрубки водяной системы расположены на нижней камере).
Рис. 51. Габаритные и установочные размеры маслоохладителей.
а — маслоохладители типа МП-21 и МП-37; б—маслоохладитель типа МП-65.
В корпусе помещается трубная система, которая состоит из двух стальных круглых досок 2 и 10 с завальцованными в них латунными трубками 7. Нижняя трубная доска жестко закреплена между фланцами корпуса и нижней водяной камеры. Верхняя доска является «плавающей». Она соединена с латунной компенсирующей шайбой 5, которая закреплена между фланцами корпуса и верхней водяной камеры. Компенсирующая шайба дает возможность верхней трубной доске перемещаться вверх или вниз при температурных изменениях длины труб. Этим исключаются механические напряжения, которые могли бы нарушить уплотнения труб.
В корпусе расположены также стальные перегородки 8, которые придают потоку масла зигзагообразное направление и тем самым удлиняют путь потока.
На патрубках имеются специальные гильзы, в которые вставлены ртутные стеклянные термометры со шкалой от 0° до 100° С. Термометры служат для контроля температуры входящих в маслоохладитель и выходящих из него масла и воды.
*(17 'и 30°) по отношению к стенке бака. Результаты испытаний показали, что эффективность дутья при установке вентиляторов под углом такая же, как и эффективность дутья при обычно применяемой на заводе вертикальной установке.
**Запорожский трансформаторный завод применяет крыльчатку диаметром 400 мм.
Рабочее избыточное давление масла в маслоохладителе должно быть не более 3,3 ат\ маслоохладитель испытывается избыточным давлением 5 ат. Масляная сторона испытывается горячим трансформаторным маслом при температуре 50—60° С; водяная сторона испытывается водой.
Рис. 52. Схема устройства трубчатого водяного маслоохладителя типа МП-65.
I — верхняя водяная камера; 2 — верхняя трубная доска; 3 — латунная компенсирующая шайба; 4 — выходной патрубок для масла; 5 — корпус охладителя; 6 — кожухи; 7 — латунные трубы для воды 17/19 мм; 8 — перегородки для направления масла; 9 — входной патрубок для масла; 10 — нижняя трубная доска; 11 — входной патрубок для воды; 12 — выходной патрубок для воды; 13 — нижняя водяная камера с двумя отсеками. Расположение патрубков 11 и 12 показано условно для наглядности; истинное их расположение см. на рис. 51,6.
Для периодической очистки водяных труб трубная система вынимается из корпуса маслоохладителя.
Насосы. Электрозавод для водомасляного охлаждения трансформаторов применяет насосы серии К — консольные центробежные. Габаритные и установочные размеры насосов представлены на рис. 53 и в табл. 6;. технические данные приведены в табл. 7.
Рис. 53. Габаритные и установочные размеры насосов.
При использовании в системе охлаждения маслоохладителя типа МП-21 применяется насос ЗК-9 или ЗК-9а; при использовании маслоохладителей МП-37 или МП-65 применяется насос 4К-12а; при параллельном соединении двух или трех маслоохладителей МП-65 применяется насос 6К-12. При расчете системы охлаждения типы насосов выбираются по требуемой для охлаждения производительности насоса Q, мй/ч и напору Н, м вод. ст. Характеристики насосов даны на рис. 54.
Производительность насоса должна быть выбрана такой, чтобы она обеспечивала прохождение через маслоохладитель количества масла не ниже того количества, которое рассчитано по тепловому режиму работы трансформатора. По производительности выбранного насоса устанавливается напор, который будет развивать насос при заданной производительности, например: необходимая по расчету производительность равна 40 м3/ч; по характеристикам, приведенным на рис. 54, можно видеть, что такую производительность обеспечивает насос типа ЗК-9, и при этом он будет развивать напор 31,5 м вод. ст.
Для того чтобы обеспечить прохождение через охладительную систему необходимого количества масла, создаваемый насосом напор должен быть несколько больше суммы местных потерь напора в системе и напора, необходимого для создания превышения давления масла в маслоохладителе над давлением воды в нем. На рис. 55 даны кривые потерь напора в маслоохладителях.
Для приведенного примера сумма потерь напора на местные сопротивления и напора на превышение давления масла над давлением воды должна быть ниже 31,5 ж вод. ст.
Применяемые насосы серии К требуют хорошего ухода и тщательного наблюдения, а также применения специального сальникового уплотнения для устранения просачивания масла через сальник. Наиболее подходящими сальниковыми уплотнениями являются маслобензостойкие набивки типов АМБ и АПП по ГОСТ 5152-62.
* Длина агрегата с насосом ЗК-9а равна 900 мм.
Наличие сальников, а также значительные габариты комплекта (насос—двигатель) и установка его на фундаментной плите являются существенными недостатками таких насосов.
Таблица 7
| Электродвигатель | Вес агрегата с плитой, | ||
Мощность, | Скорость вращения | Тип | ||
ЗК-9 | 7 | 2 900 | А51-2 | 150 |
ЗК-9а | 4,5 | 2 900 | А42-2 | 150 |
4К-12а | 14 | 2 900 | А61-2 | 308 |
6К-12 | 14 | 1 450 | А62-4 | 356 |
В настоящее время разрабатываются специальные бессальниковые электронасосы для водо-масляной системы охлаждения. Применение таких насосов совершенно устранит возможность просачивания масла из системы.
Рис. 54. Характеристики насосов серии К.
Габаритные размеры бессальниковых насосов будут значительно меньше существующих. Обмотки электродвигателей будут омываться трансформаторным маслом, улучшая охлаждение агрегата.
Адсорберы предназначаются для химической очистки и восстановления трансформаторного масла (так называемой регенерации масла). Регенерация увеличивает срок службы масла. Сущность регенерации заключается в постоянной циркуляции небольших количеств
Масла через адсорбер, который заполняется поглощающим веществом — сорбентом. Омываемый маслом сорбент отбирает из масла влагу, шлам, кислоты и перекисные соединения, ускоряющие процесс старения масла и твердой изоляции обмоток трансформаторов.
В выпускаемых Электрозаводом адсорберах в качестве сорбента применяется силикагель марки КСК (крупный силикагель крупнопористый) по ГОСТ 3956-54. Величина зерен силикагеля должна быть в пределах от 2 до 7 мм. Расчетное количество силикагеля и объем адсорбера определяется исходя из следующих норм: для трансформаторов с количеством масла до 30 т — 1 % и свыше 30 т — 0,6% от веса масла в трансформаторе при насыпном весе силикагеля, равном 0,5 кг/дм3.
Рис. 55. Кривые потери напора в маслоохладителях. 1 — в маслоохладителе типа МП-21; 2 — в маслоохладителе МП-37;
3 — в маслоохладителе МП-65.
Силикагель, засыпаемый в адсорбер, должен быть предварительно просушен при температуре 140° С в течение 8 ч или при температуре 300° С в течение 2 ч.
Адсорбер включается в охлаждающую систему параллельно маслоохладителю (см. рис. 50). Часть масла, подаваемого насосом к маслоохладителю во время работы маслоохладительной установки, по ответвлению от основного маслопровода направляется в адсорбер. Эта часть масла не попадает в маслоохладитель и, следовательно, не охлаждается, но подвергается в адсорбере химической очистке. Таким образом, постоянно очищается часть масла из общего его количества, циркулирующего по системе. Количество протекающего через адсорбер масла устанавливается в размере 0,6—0,8 л/ч на 1 кг силикагеля, засыпанного в адсорбер. Это достигается регулированием потока
масла вентилем, установленным на нижнем патрубке адсорбера, и вспомогательным бачком, объем которого необходимо градуировать через 1 дм3.
На Электрозаводе изготовляются адсорберы двух типоразмеров, емкостью 155 и 325 кг силикагеля.
Адсорбер (рис. 56) представляет собой стальной цилиндр 5, в нижней части которого установлено распределяющее устройство, состоящее из рамы 13 с отверстиями, стального диска-заглушки 12, стальной решетки 11 и лежащей на ней стальной сетки 10. Решетка и сетка являются внутренним дном, на котором лежит масса засыпанного в цилиндр силикагеля Я
В верхней части адсорбера устанавливается фильтрующее устройство, состоящее из стальной решетки 4, стальной сетки 6 и войлочного диска 7. Фильтрующее устройство предотвращает унос из адсорбера мелких частиц силикагеля в бак трансформатора.
К дну и крышке корпуса приварены патрубки; к патрубкам присоединены вентили с условным проходом Ду = 25. Масло поступает в нижний патрубок и выходит через верхний. На боковой поверхности адсорбера имеются две полуоси, посредством которых адсорбер подвешивается на раме. Благодаря наличию этих осей он может наклоняться при смене силикагеля. На крышке адсорбера приварены два подъемных кольца.
Размеры адсорберов даны в табл. 8.
Рис. 56. Адсорбер.
а —эскиз общего вида адсорбера; б —фильтрующее устройство; 1 — крышка; 2—резиновая прокладка; 3 —рама; 4—решетка (сталь); 5 — корпус адсорбера; 6 — сетка (сталь); 7 —войлочный фильтр; 8— нажимное кольцо; 9 — силикагель; в —распределяющее устройство; 10 — сетка (сталь); 11 — решетка (сталь); 12 — заглушка; 13 — рама с отверстиями для прохода масла; 14—дно. На адсорбере установлены запорные фланцевые вентили с условным проходом Ду=25 мм.
Фильтр сетчатый (рис. 57) предназначается для задержки волокон и других твердых частиц, находящихся в масле. Он устанавливается вблизи входа охлажденного масла в бак трансформатора и выбирается в зависимости от диаметра трубопровода.
Рис. 57. Фильтр сетчатый. 1 — патрубок для выхода масла; 2 — корпус фильтра; 3 — пробка для выхода воздуха; 4 — крышка; 5— патрубок для входа масла; 6 — сетка; 7 — внутренний цилиндр.
Электрозавод выпускает три типоразмера фильтров, габаритные и присоединительные размеры которых даны в табл. 9.
Таблица 9
Заводский № фильтра | Размеры, мм | Bec, кг | ||||||
d1 | d2 | d2 | d.4 | l1 | l2 | l3 | ||
С5-82551 | 100 | 180 | 220 | 18 | 375 | 185 | 170 | 26 |
С5-92949, гр. 1 | 125 | 210 | 250 | 18 | 400 | 232 | 175 | 29 |
С5-92949, гр. 2 | 144 | 240 | 285 | 22 | 400 | 232 | 175 | 34 |
Корпус фильтра сетчатого 2 представляет собой стальной цилиндр с двумя патрубками 1 и 5, расположенными друг относительно друга под углом 90°. Внутри корпуса расположен второй цилиндр 7 с круглыми отверстиями, обернутый стальной сеткой 6. Масло поступает в фильтр через нижний патрубок, фильтруется, проходит через сетку и отверстия внутреннего цилиндра и выходит к трансформатору через горизонтально расположенный патрубок. Торцовая часть цилиндра закрыта крышкой 4, которая снимается при очистке фильтра. Вверху, на корпусе фильтра, имеется пробка 3 для выпуска воздуха.
Дифманометр.
Рис. 58. Общий вид и габаритные размеры дифманометра.
Манометр дифференциальный, изображенный на рис. 58, представляет собой измерительный прибор, дающий возможность контролировать работу насоса. Он показывает количество масла, проходящее через сечение маслопровода в единицу времени (расход), а также сигнализирует о прекращении циркуляции масла. В системе охлаждения трансформаторов применяется показывающий поплавковый дифманометр типа ДП-278 с дополнительными устройствами для сигнализации. Ниже указаны дифманометры, применяемые обычно для маслоохладителей, с указанием шкалы расхода.
Тип маслоохладителя | Шкала расхода, |
МП-21 | ОТ 0 ДО 40 |
МП-37 | 0 63 |
МП-65 | 0 100 |
Прибор состоит из двух частей: измерительной системы (поплавковое устройство) и механизма, передающего перемещение поплавка на стрелку.
Дифманометр является прибором жидкостного тина и работает по способу сообщающихся сосудов.
Рис. 60. Принцип действия дифманометра.
Для определения расхода масла в маслопроводе монтируется сужающая дисковая диафрагма 2 (рис. 59), изготовленная из нержавеющей стали.
Рис. 59. Монтаж сужающей диафрагмы. 1 — фланцы; 2 —диафрагма; 3 — маслопровод.
Диаметр отверстия в диафрагме зависит от диаметра маслопровода и необходимого расхода масла. Он определяется расчетным путем. По обе стороны диафрагмы к маслопроводу присоединяются трубки 4, которые являются концами U-образного манометра (рис. 60). Манометр состоит из двух сообщающихся сосудов A и Б, в которые налита ртуть. В сосуде А помещается поплавок, связанный при помощи специального механизма со стрелкой прибора. Благодаря диафрагме в местах присоединения трубок в маслопроводе создаются разные давления p1 и р2
(Pi>P2)- Уровень ртути в сосуде А понизится на величину #ь а в сосуде Б повысится на величину Hi до установления равновесия.
Подставив K1 и К2 в уравнение (24), получим:
Ар = Н1К1К2,
т. е. разность давлений, подаваемых в оба сосуда, измеряется величиной снижения уровня ртути в сосуде А. Стальной поплавок перемещается вверх и вниз, следуя за изменением уровня ртути; таким образом, перемещение поплавка является мерой измерения величины перепада; это перемещение передается на стрелку прибора, которая движется по шкале, проградуированной в единицах расхода, т. е. м3/ч.
Контактное устройство в приборе используется для сигнализации об изменении определенного режима при помощи звуковых или световых сигналов. Контактное устройство является трехпозиционным и может контролировать три состояния измеряемой величины, например минимальный и максимальный расход и прекращение циркуляции. Переключение контактов осуществляется ртутно-контактным переключателем. Контактное устройство питается от сети переменного тока напряжением 220 в.
Водомер предназначается для контроля расхода воды в трубопроводе системы. Тип водомера может быть выбран любой, соответствующий расходу воды, заданному тепловым расчетом трансформатора, и напору ее в зависимости от водопроводной сети, которой располагает эксплуатирующая организация.
Манометры предназначаются для контроля за перепадом давления воды и масла в маслоохладителе и за превышением давления масла над давлением воды.. Манометры устанавливаются на патрубках маслоохладителя— на входе воды и на выходе масла. Применяются манометры технические пружинные по ГОСТ 8625-57, тип 1; диаметр кожуха 100 мм, шкала 0—6 или 0—10 кГ/см2, класс точности 1,5.
Воздухоотделитель. Бывают случаи, когда насос засасывает в систему некоторое количество воздуха. Чтобы воздух не попал в бак трансформатора, иногда в систему включают воздухоотделитель. Схема устройства воздухоотделителя представлена на рис. 61. Принцип действия воздухоотделителя следующий: масло входит снизу во внутренний конус 4; поднимаясь в этом конусе вверх, оно теряет скорость в связи с увеличивающимся сечением конуса; на границе перехода масла из внутреннего конуса в пространство, ограниченное двумя конусами 4 я 5, скорость масла становится минимальной, и в этот момент пузырьки воздуха поднимаются вверх в головку воздухоотделителя 2; скопившийся в головке воздух выпускается из воздухоотделителя специальным краном 1 или автоматическим клапанным устройством.
Рис. 61. Схема устройства воздухоотделителя.
1 — кран для выпуска воздуха; 2 — головка воздухоотделителя; 3 — крышка; 4 — внутренний конус; 5 — внешний конус (кожух). Стрелками показано направление движения масла.
Трубопроводы.
Диаметр маслопровода обусловливается диаметрами патрубков маслоохладителей.
Рекомендуются следующие диаметры маслопроводов при использовании маслоохладителей разных типов:
Тип маслоохладителя | Диаметр маслопровода, дюймы |
МП-21 | 4 |
МП-37 | 5 |
МП-65 | 6 |
Диаметр водопроводных труб также выбирается в зависимости от патрубков маслоохладителей.
Аппараты системы водо-масляного охлаждения присоединяются к трубопроводу при помощи задвижек. Условные проходы задвижек соответствуют диаметру трубопровода. Необходимо учесть, что электронасос следует включать в работу при полностью закрытой задвижке, смонтированной после насоса, во избежание возникновения гидравлического удара. После включения насоса эту задвижку нужно медленно открывать. Подача насоса и напор регулируются задвижкой, установленной непосредственно за маслоохладителем.
При пуске маслоохладительной системы в первую очередь включают масляный насос, а затем воду; при остановке работы системы отключают в первую очередь подачу воды, а затем масляный насос.
