Оцінка залишкового ресурсу литих корпусів регулюючих клапанів енергоблоків потужністю 200 МВт

image_print
DOI https://doi.org/10.15407/pmach2020.04.022
Журнал Проблеми машинобудування
Видавець Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України
ISSN 2709-2984 (print), 2709-2992 (online)
Випуск Том 23, № 4, 2020 (грудень)
Сторінки 22–28

 

Автори

О. Ю. Черноусенко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (03056, Україна, м. Київ, пр. Перемоги, 37), e-mail: chernousenko20a@gmail.com, ORCID: 0000-0002-1427-8068

Д. В. Риндюк, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (03056, Україна, м. Київ, пр. Перемоги, 37), e-mail: rel_dv@ukr.net, ORCID: 0000-0001-7770-7547

В. А. Пешко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (03056, Україна, м. Київ, пр. Перемоги, 37), e-mail: vapeshko@gmail.com, ORCID: 0000-0003-0610-1403

 

Анотація

В нормативних документах Міністерства енергетики та вугільної промисловості України парковий ресурс високотемпературного енергетичного обладнання енергоблоків 200 МВт обмежений напрацюванням 220 тис. годин та числом пусків 800. На сьогодні високотемпературні литі корпуси регулюючих клапанів циліндрів високого та середнього тиску парових турбін потужністю 200 МВт енергоблоків ДТЕК Луганська ТЕС відпрацювали близько 305–330 тис. годин за загальної кількості пусків від 1438 до 1704, що перевищує паркові значення. Тому необхідно провести оцінку залишкового ресурсу корпусів регулюючих клапанів циліндрів високого і середнього тиску парової турбіни К-200-130, щоб визначати можливість її подальшої експлуатації. Дані розрахунки виконані на базі дослідження теплового і напружено-деформованого станів литого устаткування турбіни, що виконані авторами раніше. В роботі встановлено значення приведених до симетричного циклу навантаження амплітуд інтенсивності деформацій для найбільш типових змінних режимів роботи. Використовуючи експериментальні криві малоциклової втоми сталі 15Х1М1ФЛ, були встановлені значення допустимого числа пусків і накопичена в основному металі циклічна пошкоджуваність. Значення накопиченої в ході стаціонарних режимів роботи статична пошкоджуваність визначалась згідно з отриманими авторами раніше експериментальними даними щодо довготривалої міцності сталі 15Х1М1ФЛ. Проведені розрахунки показали, що сумарна пошкоджуваність корпусів регулюючих клапанів парової турбіни К-200-130 блока № 15 ДТЕК Луганська ТЕС складає 97 і 98%. Залишковий ресурс металу регулюючих клапанів циліндрів високого тиску практично вичерпаний і становить 10 тис. годин. Залишкове напрацювання регулюючих клапанів циліндрів середнього тиску складає 7 тис. годин, тобто також майже вичерпане, за коефіцієнтів запасу міцності за числом циклів і за деформаціями на рівні 5 і 1,5, відповідно, а також допустимого часу роботи металу 370 тис. годин. При збільшенні допустимого часу роботи металу до 470 тис. годин відповідно до експериментальних досліджень КПІ ім. Ігоря Сікорського сумарна пошкоджуваність металу корпусів клапанів зменшується до 80 %, а залишковий ресурс збільшується до 79 і 75 тис  годин для клапанів циліндрів високого і середнього тиску відповідно.

 

Ключові слова: залишковий ресурс, довготривала міцність, малоциклова втома, запас міцності, регулюючий клапан, литий корпус, парова турбіна.

 

Література

  1. НД МПЕ України. Контроль металу і продовження терміну експлуатації основних елементів котлів, турбін і трубопроводів теплових електростанцій: СОУ-Н МПЕ 40.17.401:2004. Офіц. вид. К.: ГРІФРЕ: М-во палива та енергетики України, 2005. 76 с.
  2. Mirandola A., Stoppato A., Lo Casto E. Evaluation of the effects of the operation strategy of a steam power plant on the residual life of its devices. Energy. 2010. Vol. 35. Iss. 2. P. 1024–1032. https://doi.org/10.1016/j.energy.2009.06.024.
  3. Zhang D., Engeda A., Hardin J., Aungier R. Experimental study of steam turbine control valves. Proc. of the Institution of Mechanical Engineers Part C: J. Mech. Eng. Sci. 2004. Vol. 218. P. 493–507. https://doi.org/10.1243/095440604323052283.
  4. Temelkoska B. K., Cvetanoski R. K., Srebrenkoska S. S., Mirčeski V. B. Causes for steam turbine control valves fracture. Tehnika. 2019. Vol. 74. Iss. 4. P. 539–545. https://doi.org/10.5937/tehnika1904539T.
  5. Koliadiuk A., Shulzhenko M. Thermal and stress state of the steam turbine control valve casing, with the turbine operation in the stationary modes. J. Mech. Eng. 2019. Vol. 22. No. 2. P. 37–44. https://doi.org/10.15407/pmach2019.02.037.
  6. Chernousenko O., Rindyuk D., Peshko V. Research on residual service life of automatic locking valve of turbine K-200-130. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. Vol. 5. No. 8(89). P. 39–44. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.112284.
  7. Chernousenko O. Yu., Ryndiuk D. V., Peshko V. A. Thermal and stress-strain state of cast bodies of control valves of 200 MW power units. J. Mech. Eng. 2020. Vol. 23. No. 3. P. 8–15. https://doi.org/10.15407/pmach2020.03.008.
  8. РТМ 108.021.103. Детали паровых стационарных турбин. Расчёт на малоцикловую усталость. М., 1985. № АЗ–002/7382. 49 с.
  9. Черноусенко О. Ю., Пешко В. А. Оценка малоцикловой усталости, поврежденности и остаточного ресурса ротора высокого давления турбины Т-100/120-130 ст. № 1 ПАО «Харьковская ТЭЦ-5». Вестн. НТУ «ХПИ». Сер.: Энергетические и теплотехнические процессы и оборудование. 2017. № 10 (1232). С. 30–37. https://doi.org/10.20998/2078-774X.2017.10.04.

 

Надійшла до редакції 23 березня 2020 р.