Stabilnost kliznog ležaja

Krivac za današnju temu je klizni ležaj parne turbine koji je (pogađate već) zaribao. Glavna namjena kliznog ležaja je nošenje opterećenja vratila uz što manje trošenja. U industrijskoj namjeni  klizni ležajevi su neizostavni dio rotacijskih strojeva. Ugrađuju se u motore, puhala, kompresore, ventilatore, pumpe, turbine različite snage i generatore. Ako je radna brzina vrtnje 3000 rpm i veća te snaga stroja prelazi 370 kW, preporučuje se koristiti ležajeve podmazivane uljnim filmom. Klizni ležajevi ugrađeni na turbinama manjih snaga održavaju stabilnost rotorskog sklopa i nose njegovu težinu. Na slici 1. vidite demontirani i rastavljeni klizni ležaj turbine, s ležajnog bloka do spojke na radnoj strani turbine. Unatoč tome što sam slikala na otvorenom dok je padala kiša, na lijevoj strani slike, tj. unutarnjoj strani ležaja, primjetit ćete jednoliko raspoređene paralelne riseve ili ogrebotine. Niti vratilo nije prošlo bez oštećenja, međutim danas ćemo razmotriti faktore koji su utjecali na gubitak stabilnosti kliznog ležaja i doveli do teških oštećenja te onesposobili turbinu.

Slika 1. Rastavljeni klizni ležaj turbine

Zašto je klizni ležaj izgubio stabilnost?

Pravilno ugrađeni, podmazivani i održavani klizni ležajevi u teoriji imaju neizmjerno dugačak životni vijek, međutim u praksi to nije tako. Postoje brojni razlozi otkazivanja kliznih ležajeva. Glavni uzrok je gubitak podmazivanja, što zapravo nije kvar samog ležaja nego kažemo da je zakazao sustav podmazivanja. Drugi uzrok je zamor materijala i zato treba paziti na vrstu materijala prilikom izbora kliznih ležajeva. Tanka bijela kovina (tkz.babbitt materijal) ima veću otpornost na zamor materijala nego bijela kovina nanesena u sloju debljem od 0,3 mm.

Potom, debalans rotorskog sklopa uzrokuje vrtnju ležaja u obliku različitih orbita unutar kućišta. Tada dolazi do oscilirajućeg dinamičkog naprezanja koje djeluje na površinu bijele kovine. Ponekad vršno statičko opterećenje može biti 3 do 5 puta veće nego što je maksimalno dozvoljeno. Oscilirajuće gibanje vratila dodatno opterećuje površinu bijele kovine ležaja. Zamor bijele kovine prvo nastaje u obliku sitnih pukotina na površini. Opterećenje nastavlja djelovati, pukotine se šire i povećavaju te naposljetku dolazi do otkidanja komadića materijala s površine. Komadić materijala je odvojen, ali ne ide dalje zbog male zračnosti između ležaja i vratila te udara po površini ležaja dok se ne usitni u još manje komadiće koje u konačnici ispere uljni film. Odnošenje komadića bijele kovine zaglađuje površinu ležaja na mjestu nastanka pukotine. Nastalo oštećenje kliznog ležaja se ponekad krivo tumači kao posljedica kavitacija ili erozije.

Kod svih kliznih ležajeva je prisutna kavitacija zato što ulje za podmazivanje sadrži otopljene plinove koji prelaze iz tekuće u plinovitu fazu na mjestu smanjenog opterećenja na površini ležaja. Kako se opterećenje ponovno povećava, dolazi do ponovnog otapanja plinova u ulju. Proces se stalno i postepeno ponavlja te ne predstavlja opasnost oštećivanja ležaja. Postoje slučajevi gdje je normalan prekid uljnog filma kao npr. kod brzohodnih motora s unutarnjim izgaranjem. Tada dolazi do pojave mjehurića pare koji brzo implodiraju i pritom udaraju po površini ležaja uzrokujući lokalni zamor materijala. Zarobljeni zrak samo pogoršava situaciju.

Ovakav mehanizam uzroka kvara je rezultat radnih uvjeta koji su suprotni preporučenim uvjetima rada za koje je klizni ležaj konstruiran, uključujući čestice nečistoće ili vode u ulju, preopterećenja, degradacije viskoznosti ulja i sl. Elektrostatički i elektromagnetski izboji u uljnom filmu tijekom vremena dovode do erozije bijele kovine. Korozija bijele kovine se rijetko događa ako se tijekom vremena održava pravilan uljni film.

Na slici 2. vidimo klizni ležaj montiran na vratilo, smješten u ležajnom kućištu. Donji dio kućišta ispunjen je uljem za podmazivanje. Tijekom vrtnje vratila, uljni prsten ili deflektor omogućava zapljuskivanje i raspodjelu ulja po sklopu ležaj vratilo te doprinosi održavanju uljnog filma. Pritom su varijacije radne temperature u aksijalnom smjeru duž ležaja vrlo male, dok laminarno strujanje ulja uzrokuje povećanje temperature u odnosu na turbulentno strujanje oko oboda ležaja. Povećanjem brzine vrtnje i/ili radnog opterećenja, mijenjaju se svojstva podmazivanja i radne karakteristike kliznog ležaja, prvenstveno temperatura na obodu. Ako se temperatura poveća preko određene granice, utjecat će na pad viskoznosti ulja te na zračnost u sklopu ležaja i vratila. Varijacija u viskoznosti ulja na obodu ležaja utječe na varijaciju lokalne krutosti materijala te efekt prigušenja koje ulje ima na vibracije, čime se narušava stabilnost sustava podmazivanja. Efekt prigušenja i krutost materijala su direktno odgovorni za stabilnost rada kliznog ležaja.

Slika 2. Podmazivanje kliznog ležaja u ležajnom kućištu

      Potom, necentriranost kliznog ležaja može biti uzrokovana položajem vratila, pogrešnim sastavljanjem, pogreškama prilikom izrade te nesimetričnom raspodjelom opterećenja. Tijekom rada turbine, necentričnost ima značajan učinak na statičku i dinamičku stabilnost ležaja te može dovesti do ubrzanog trošenja, povećanih vibracija i težih kvarova. Proklizavanje ili pritisak između površine vratila i površine ležaja koje razdvaja tanak uljni film rezultira pojavom hidrodinamičkog tlaka, tj. kažemo da dolazi do hidrodinamičkog podmazivanja. U idealnom slučaju osi vratila i osi kliznog ležaja su savršeno paralelne prilikom montaže i ostaju u takvom položaju tijekom rada stroja, prilikom nošenja opterećenja i promjena brzine vrtnje. Međutim, u praksi je ovakav idealan uvjet rijetko prisutan i vratilo doživljava određeni stupanj necentričnosti dok se vrti unutar kliznog ležaja.

Koje su posljedice necentričnosti?

Primarna posljedica je značajno stanjenje debljine uljnog filma koji štiti površine od direktnog kontakta. Posljedično tome, smanjena debljina uljnog filma također mijenja područje tlaka i temperatura ulja koje služi podmazivanju. Maksimalne vrijednosti tlaka i temperature ulja kod necentrično postavljenog kliznog ležaja u odnosu na vratilo su daleko veće u odnosu na ležaj koji je savršeno poravnat s vratilom. Za korigiranje ovakvih događaja i dodira dviju površina ponekad se utječe na geometriju ležaja promjenom debljine uljnog filma. Necenričnost također može biti posljedica elastičnog savijanja vratila pod djelovanjem opterećenja (ili same težine vratila), asimetrično raspoređenog opterećenja, deformacije nastale djelovanjem težine ležajnog kućišta, deformacije nastale djelovanjem naglih promjena temperature, nepravilnom montažom, greškama nastalim u proizvodnom procesu (pogrešne tolerancije kliznog ležaja, tokarenja ili glodanja) ili kombinacije nabrojenih faktora.

Glavna posljedica necentričnosti kliznog ležaja je drastična promjena debljine uljnog filma po obodu i u aksijalnom smjeru. Ležajevi moraju funkcionirati kada su podvrgnuti većim opterećenjima i brzinama vrtnje. S obzirom na to da su radni zahtjevi sve kompleksniji i pomiču se prema granicama izdržljivosti, utjecaj povećane temperature treba uzeti u obzir još u fazi konstruiranja ležaja. Izvedba kliznog ležaja mora biti takva da se nastala toplina pravilno rasporedi duž ležaja inače se njegov očekivani životni vijek značajno smanjiti. Klizni ležajeve na turbini poput onog sa slike 1. imaju unutarnju površinu presvučenu zaštitnim slojem bijele kovine koja počinje plastično teći na temperaturi 150°C, što je u direktnoj vezi s maksimalnom radnom temperaturom ležaja koja se povećava proporcionalno povećanju necentričnosti vratila i kliznog ležaja.

Visoke temperature dovode do preuranjenog trošenja bijele kovine koja onečišćuje ulje za podmazivanje. Zato prilikom konstruiranja i izbora kliznog ležaja treba uzeti u obzir raspon radne i maksimalno dozvoljene temperature. Na vratilu dolazi do jednolikog povećanja temperature čitavom dužinom, za razliku od statički opterećenih ležajeva gdje se povećanje temperature događa u središnjoj ravnini gdje je prisutna minimalna debljina uljnog filma. Kod dinamički opterećenih ležajeva, cca 10% nastale topline se širi duž ležaja. Promatrajući klizne ležajeve na turbini, u konačnici možemo zaključiti da se nastala toplina širi radijalno, po obodu i aksijalno, međutim intenzitet topline nije jednoliko rasprostranjen.

Radna karakteristika necentričnog kliznog ležaja je isključivo pod utjecajem radnog opterećenja, može biti statička i dinamička. Dinamička karakteristika obuhvaća koeficijent krutosti, koeficijent prigušenja te stabilnost ležaja. Statička karakteristika uključuje faktor ekscentričnosti, kut nagiba, Sommerfeldov broj, silu trenja, minimalnu debljinu uljnog filma, maksimalni hidrodinamički tlak, protok maziva te maksimalnu temperaturu. Neentričnost dovodi do nejednolike raspodjele tlaka ulja za podmazivanje te smanjuje količinu protoka ulja pri većem opterećenju. Gubitak energije se povećava prilikom necentričnosti zbog većeg trenja i smanjenog protoka maziva.

Povećanje hrapavosti površine kliznog ležaja dovodi do povećanja protoka maziva međutim, smanjuje nosivost ležaja pri čemu nesmije doći do kontakta površine ležaja i vratila. Površinska hrapavost kompenzira smanjenje debljine uljnog filma i raspodjelu ulja duž površine ležaja.

Kako ste riješili problem stabilnosti kliznog ležaja? Koje najčešće kvarove ste imali kod kliznih ležaja i kako ste ih otklonili? Podijelite svoja iskustva u komentarima!

Recenzija priručnika Inženjerski vodič za rotacionu opremu

      Inženjerski vodič za rotacionu opremu (Engineering’s guide to Rotating equipment, džepno izdanje) autora Clifforda Matthewsa uvodi nas u osnove dobre prakse funkcioniranja rotacione opreme, teorijskih principa i fizikalnih zakona koji to omogućavaju te daje iscrpan pregled normativa i standarda za svaki tip opreme.

      Što se samog autora tiče, Clifford Matthews je britanski inženjer s dugogodišnjim iskustvom u tehničkom vještačenju i ispitivanju različitih vrsta strojeva i opreme te u projektnom menadžmentu. Objavio je niz praktičnih priručnika u formi džepnih izdanja o radu i funkcioniranju strojeva te o dobroj praksi za opremu pod tlakom, inspekcijska ispitivanja, kontrolu opreme i sl. Najpoznatiji su mu Vodič za istraživanje kvarova, Vodič za ispitivanje opreme pod tlakom, Studije slučaja u strojarskom konstruiranju, Priručnik za ispitivanje strojarskih radova te brojni stručni članci. Clifford Matthews nije jako razvikan u usporedbi s nekim drugim autorima iz tehničkog područja čije sam priručnike recenzirala na ovom blogu u članku 1, članku 2, članku 3 i teško ćete naći više podataka o njemu ili recenzija njegovih knjiga kada pretražujete web.

      Inženjerski vodič za rotacionu opremu kojeg danas razmatramo se sastoji od 14 poglavlja i 350 stranica, izdanje koje imam je iz 2002.godine. i pokazao mi se vrlo korisnim kada sam bila inženjer početnik u radu s rotacionom opremom ali i danas kada sam iskusnija u tom području jer pomoću njega mogu brzo pronaći preciznu i konkretnu informaciju ili podsjetnik kada vlastita memorija zakaže uslijed svakodnevne poplave informacija koje treba usvojiti ili riješiti a naš prijatelj google nije dostupan.

      Prvih 6 poglavlja obuhvaća pregled temeljnih inženjerskih znanja od torzije, naprezanja, statike, dinamike, vibracija do elemenata strojeva i mehanike fluida. Teme su zajedničke za sve tipove rotacijskih strojeva i služe kao teorijska podloga. Poprilično se dobro preklapa s osnovnim poglavljima Krautovog strojarskog priručnika.

      Potom kreću poglavlja od sedmog do desetog u kojima autor detaljno razrađuje različite tipove rotacione opreme, počevši s pumpama, kompresorima, turbinama, motorima s unutarnjim izgaranjem sve do ventilatora. Opisuje tehničke i tehnološke karakteristike, povezuje način funkcioniranja stroja s temeljnim tehničkim znanjima (npr. rad kompresora i teorijske spoznaje iz mehanike fluida i dinamike te elemenata strojeva).
U 11. i 12. poglavlju opisana su osnovna pravila konstruiranja te izbora odgovarajućeg materijala i standardizacije dok se 13. i 14. poglavlje bave primjenama tehničkih standarda u praksi te listom međunarodnih organizacija za donošenje normativa u području rotacione opreme.

      Inženjerski vodič za rotacionu opremu je zgodan primjerak tehničke literature ispunjen brojnim ilustracijama i presjecima rotacijskih strojeva, sadrži obilje korisnih podataka za svakodnevno korištenje svima koji se bave rotacijskom opremom poput inženjera održavanja, operatera, inspektora i tehničara. Korisniku omogućava brzi pregled važećih međunarodnih i industrijskih standarda povezanih s određenom vrstom opreme, pogotovo po pitanju ispitivanja opreme koja podliježe Zakonu o opremi pod tlakom u proizvodnom postrojenju naftne, petrokemijske, kemijske ili farmaceutske industrije. Također, priručnik sadrži brdo tehničkih podatka o rotacijskim strojevima, tablica i kontrolnih listi. Pojednostavljeno prikazuje kompleksne teorijske principe konstrukcije i funkcioniranja rotacijske opreme i nije zamjena za zakonike, norme, korisničke priručnike proizvođača ili relevantnu tehničku dokumentaciju. Razumljiv je i drugim profilima tehničkih struka osim strojara, npr. građevinarima, električarima, instrumentalcima, NDT ispitivačima i sl.

     Posebno je korisno što se na kraju svakog poglavlja nalazi popis numeriranih standarda vezanih uz temu samog poglavlja, npr. na kraju poglavlja o pumpama navedeni su svi međunarodne standardi o pumpama, što je vrlo korisno kada vam brzo treba referenca ili provjera smjernica u standardu. Također je dana lista linkova na web stranice najčešćih proizvođača određenog tipa opreme gdje se može pronaći više podataka i na kraju, lista međunarodnih udruga i inženjerskih organizacija koje se bave izradom i praćenjem standarda i normi. Vodič je poslužio je i u situacijama obrnute logike kad treba vidjeti što sve funkcionira ispravno da bismo shvatili što je krenulo krivo u mehanizmu određenog stroja.

     Nisam našla niti jednu drastično negativnu stranu, ovaj džepni vodič je upravo to, kompaktan i koristan džepni priručnik za svakodnevni rad kada brzo morate pronaći neku informaciju ili preporuku za određeni rotacijski stroj. Ako ste očekivali detaljnije i dublje proučavati određenu temu (npr. dinamiku rotorskog sklopa centrifugalnog kompresora), ovdje je nećete naći. Trebate se umjesto toga preusmjeriti na korisničke priručnike proizvođača dotičnog stroja ili na priručnike koji se bave isključivo temom koja vas zanima jer ovaj vodič daje samo osnovni prikaz određene vrste rotacijske opreme i glavnih tehničkih karakteristika, načine funkcioniranja, smjernice za odabir opreme i osnove dobre prakse u održavanju i radu određene vrste stroja. U priručniku ćete rijetko naći neku revolucionarnu ili novu ideju, već solidno utemeljeno postojeće inženjersko znanje o rotacionoj opremi. Osnovne principe i smjernice iz vodiča možete koristiti gdje god radite sa rotacijskom opremom, bez obzira na vrstu industrije.

        Imala sam praktične koristi od upotrebe ovog priručnika, pogotovo kada mi je trebao šalabahter ili brzinski podsjetnik na teorijsku pozadinu osnovnih fizikalnih principa na kojima funkcionira određeni rotacijski stroj kako bih dobila pogled iz drugog kut zašto je došlo do kvara na promatranom stroju. Također je više puta poslužio u situacijama kada sam trebala provjeriti detalje iz određenih normi i njihove smjernice kao podlogu za izradu tehničkih specifikacija.

Koji inženjerski priručnik svakodnevno koristite? Što vam je nedostajalo? Kakve praktične koristi ste imali? Preporučite ga u komentarima!

 

Dijelovi parne turbine za laike

      Parne turbine su druga po zastupljenosti vrsta pogonskih strojeva, odmah poslije elektromotora.

Pokreću centrifugalne pumpe i kompresore, najveća prednost korištenja parnih turbina je konstantan pogon sve dok ima pare, što je praktično ako se dogodi ispad postrojenja zbog iznenadnog nestanka električne energije pa elektromotori stanu s radom a strojevi pokretani parnim turbinama nastavljaju raditi i tako održavaju neprekinuti proizvodni proces.

Parne turbine su toplinski strojevi u kojima se toplinska energija, sadržana u pari, pretvara prvo u kinetičku energiju i zatim u mehanički rad.

Pretvorba kinetičke energije u mehaničku energiju događa se samo u rotorskim lopaticama radnog kola.

Do pretvorbe energije u parnoj turbini dolazi zbog razlike ulaznih i izlaznih parametara pare (tlak, temperatura).

Turbina koristi razliku energetskih razina koja nastaje zbog razlike ulaznih i izlaznih parametara pare i proizvodi korisnu mehaničku energiju za pokretanje pumpe ili kompresora. Na slici 1. je prikazan presjek parne turbine i glavnih dijelova.

Slika 1. Dijelovi parne turbine (izvor)

     Rotorski sklop kola turbine i vratila smješten je u aksijalno podijeljenom kućištu.

Para se dovodi do kola preko ventila pare i dobiva ubrzanje prolazeći kroz mlaznice. Mehanički regulator broja okretaja regulira rad, tj. brzinu vrtnje turbine ovisno o radnom opterećenju.

U slučaju naglog povećanja brzine vrtnje (kažemo da se turbina „previše zaleti“) regulator će izvrstiti turbinu, tj. izbacit će polugu za izvrštavanje (trip) koja zatvara prigušni ventil i preko poluge brzozaporni ventil te tako sprječava dovod pare.

Grafitni prsteni služe za brtvljenje i montiraju se s obje strane rotorskog sklopa.

Klizni ležajevi omogućavaju aksijalni hod turbine tijekom rada, podmazuju se uljem i nalaze se u kućištima koja sadržavaju rashladne komore ili cijevi u obliku serpentina. Kroz njih struji voda i tako hladi ležajno kućište i ulje za podmazivanje.

Kućište turbine je postavljeno na nosive nožice kojima se polaže na temeljnu ploču u postrojenju.

Kakva su vaša iskusta sa parnim turbinama? Podijelite ih u komentarima!

Centriranje turbinskog agregata

        Parne turbine su uz elektromotore najčešće korišteni pogonski strojevi za pokretanje pumpi i kompresora. Iz tog razloga, današnja tema je metoda centriranja turbinskog agregata. Na slici 1. prikazan je turbinski agregat koji se sastoji od jednostupanjske parne turbine i višestupanjske pumpe, međusobno povezanih spojkom. Spojka mora biti fleksibilna zbog promjene temperature i opterećenja prilikom pokretanja, zaustavljanja i tijekom rada agregata kada dolazi do pomaka vratila.

Slika 1.: Turbinski agregat (Izvor)

          Sve fleksibilne spojke su ograničene konstrukcijom i područjem rada. Čak i kada rade u dozvoljenim uvjetima, spojke imaju određeni otpor na savijanje. Povećanje sile savijanja nastaje kada turbinski agregat nije centriran kako treba, što dovodi do povećanja opterećenja na ležajeve tijekom vrtnje vratila. Rad agregata u normalnim uvjetima pri čemu su poravnata vratila pogonskog i pogonjenog stroja smanjuje savijanje elemenata spojke i po potrebi omogućava kretanje vratila u oba smjera (ponekad kažemo da vratilo slobodno „šeta“). Jedan od najčešćih uzroka povećanih vibracija turbinskih agregata je upravo necentriranost. Često dolazi do pojačanog trošenja ležajeva i brtvi zbog necentriranosti agregata. Rjeđe se događa pucanje elemenata spojke, ležajeva ili lom vratila. Za pravilan rad agregata jako je bitna pravilna metoda centriranja tj. poravnavanja.

         Centriranje na hladno je procedura poravnavanja pogonskog i pogonjenog stroja pri normalnoj temperaturi okoline. Pogonjeni stroj nije prethodno zagrijan na radnu temperaturu i može (ali i ne mora) biti napunjen radnim medijem. Centriranje se obično izvodi sa dva komparatora postavljen na glavčine oba stroja i vrtnjom vratila na ruku, što je prikazano na slici 2. Pozicioniranje pogonskog i pogonjenog stroja mora biti takvo da omogućava neometano toplinsko istezanje vratila i izvijanje materijala nastalo kada su strojevi zagrijani na radne temperature.

Slika 2.: Položaj komparatora priikom centriranja (Izvor)

Buduća promjena duljine zbog toplinskog istezanja koju treba uzeti u obzir prilikom centriranja može biti preuzeta iz priručnika proizvođača, po iskustvu tehničara koji vrši centriranje te izmjerena prilikom prethodnog pokretanja ili zaustavljanja stroja. Precizan način određivanja je primjenom formule za izračunati toplinsko istezanje u mm:

ΔL = L x 0.000012 x ΔT

pri čemu je:

ΔL – promjena duljine nastala toplinskim istezanjem materijala, mm

L – početna duljina izmjerena od osi vratila do temeljne ploče, mm

T – promjena temperature, razlika između radne temperature stroja i temperature okoline, °C

Toplinsko istezanje u vertikalnom smjeru je minimalno jer je prosječna temperatura nosača kućišta koji je vijcima pričvršćen za temeljnu ploču niža u odnosu na samo kućište.

         Centriranje na toplo je procedura poravnavanja pogonskog i pogonjenog stroja kada su oba zagrijana na radnu temperaturu. Motri se i mjeri promjena položaja nakon što se agregat prvo centrirao na hladno a zatim u potpunosti zagrijao. Provjerava se je li došlo do većih pomaka u odnosu na položaj u hladnom stanju agregata, ako se ustanove nesukladnosti, potrebno je napraviti korekciju. Ova metoda je indirektna, međutim kada se pravilno primjeni, daje pouzdan rezultat.

*** Na koji način centrirate turbinske agregate? Podiejlite svoja iskustva sa mnom u komentarima!

Sustavi brodskog parnog postrojenja

Nekada su parna postrojenja bila uvelike zastupljena na brodovima, međutim danas su većinom ograničena na proizvodnju pare i tople vode za grijanje drugih sustava poput pripreme i prerade goriva. Danas ćemo proučiti glavni sustav pare, sustav oduzimanja pare na turbinama i pomoćni sustav pare koji čine brodsko parno postrojenje i još se može naći na starijim brodovima.

– Glavni sustav pare vodi pregrijanu paru od kotla prema glavnoj turbini za propulziju, za turbine generator, glavnu napojnu pumpu te za pregrijače parnog kotla. Glavni cjevovod pare je podvrgnut  visokoj temperaturi i tlaku što zahtijeva deblje stijenke cijevi i čvršći materijal, što stvara potrebu za jačim nosećim stupovima i jačim temeljnim vijcima za pričvršćivanje. Prednost imaju pravilne cijevi većih promjera kako bi se smanjili gubici trenja koji utječu na prigušenje turbine i ukupnu učinkovitost pogona. Za optimizirati ovakvu konstrukciju, treba izračunati debljinu stijenke cjevovoda, izračunati gubitke tlaka temeljem unutarnjeg promjer te složiti ispitni sklop cjevovoda koji će služiti kao podloga za proračun gubitaka tlaka i fleksibilnost. Proračun se vrši u posebnom softveru u više iteracija dok se ne odredi prihvatljiva konstrukcija. Kompleksnost proračuna se povećava kako raste broj kotlova i turbina u postrojenju. Cjevovodi moraju biti postavljeni ili prema ili od turbine uz predviđene drenaže u najnižim točkama. Slika 1. prikazuje primjer sheme glavnog sustava pare.

Slika 1.: Glavni sustav pare

By-pass ventili služe za izjednačavanje tlak na obje strane cjevovoda te omogućuju  lagano podizanje tlaka i temperature u cjevovodima tijekom pokretanja sustava da bi se postigli radni uvjeti. Zaporni ventil na krmenom cjevovodu prema turbini omogućava izolaciju turbine tijekom rada da bi se spriječilo propuštanje pare kroz prigušne parne ventile i spriječili gubici zbog erozije na lopaticama. Ako se dogodi kvar parnog kotla, tlak će rasti sve dok se ne otvori sigurnosni ventil. Prilikom rada u nuždi kada se koristi samo visokotlačna turbina, ugrađene su slijepe prirubnice tako da bi se mogao privremeno spojiti cjevovod koji vodi od tlačne strane turbine prema glavnom kondenzatoru. Ako se za rad koristi samo niskotlačna turbina pregrijana para će ići direktno na niskotlačni dio turbine preko privremenog cjevovoda.

– Sustav oduzimanja pare na turbinama čini sva armature gdje dolazi do oduzimanja pare na turbini. Količina topline sadržana u pari se smanjuje kada prolazi kroz turbinu i samo dio dostupne energije iz pare se može pretvoriti u koristan rad. Velika količina topline prelazi u kondenzator. Učinkovitost parnog ciklusa se može povećati oduzimanjem pare iz turbine i koristeći je za toplinsko opterećenje pri odgovarajućoj temperaturi. Visokotlačna para se oduzima iz visokotlačnog dijela turbine i prenosi prema visokotlačnom grijaču napojne vode te prema evaporatoru onečišćene pare. Srednjetlačna para se oduzima iz drugog dijela visokotlačne turbine ili iz prijelaza prema niskotlačnoj turbini. Obično se koristi za zagrijače zraka i grijanje napojne vode.

Oduzimanje pare iz niskotlačnog dijela turbine je najučinkovitiji način za poboljšanje učinkovitosti parnog procesa jer je većina topline sadržana u pari usmjerena na kondenzator. Mali sadržaj topline ograničava upotrebu pare za grijanje napojne vode u prvom stupnju i za odsoljavanje. Tlak pare se razlikuje u svakoj točki oduzimanja, ovisno o tome promjeni snage turbine. Oduzimanje pare na turbini i sustavi kojima se para preusmjerava trebaju biti izabrani tako da se postigne najekonomičniji rad te da se održi stalan tlak, protok i temperatura pare za zadano opterećenje.

– Pomoćni sustav pregrijane pare prenosi paru iz kotla direktno ili preko redukcijskih stanica prema svim pomoćnim strojevima pokretanim parom. Pomoćni parni sustav je po gabaritima manji u odnosu na glavni sustav i radi pri nižim temperaturama. Para ide iz parnog pregrijača kotla direktno prema propuhivačima i glavnoj napojnoj pumpi. Sustav šalje paru u turbinu za propulziju, turbinu generatora te zračne ejektore postrojenja za odsoljavanje, u regulatore brtvene pare turbine za propulziju i turbine generator, u gorionike kotla kroz koje prolazi para radi lakšeg raspršivanja goriva te u sustav za potrebe posade i sustav evaporatora onečišćene pare.

*** Jeste li se susreli sa parnim postrojenjem? Podijelite svoja iskustva sa mnom u komentarima!