| DOI | https://doi.org/10.15407/pmach2019.02.014 |
| Журнал | Проблемы машиностроения |
| Издатель | Институт проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного Национальной академии наук Украины |
| ISSN | 0131-2928 (print), 2411-0779 (online) |
| Выпуск | Том 22, № 2, 2019 (июнь) |
| Страницы | 14–20 |
Авторы
О. Ю. Черноусенко, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского» (03056, Украина, г. Киев, пр. Победы, 37), e-mail: chernousenko20a@gmail.com, ORCID: 0000-0002-1427-8068
Д. В. Рындюк, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского» (03056, Украина, г. Киев, пр. Победы, 37), e-mail: rel_dv@ukr.net, ORCID: 0000-0001-7770-7547
В. А. Пешко, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского» (03056, Украина, г. Киев, пр. Победы, 37), e-mail: vapeshko@gmail.com, ORCID: 0000-0003-0610-1403
Аннотация
На сегодняшний день парковый ресурс значительного количества энергоблоков ДТЭК Энерго превышен. В частности, это относится к корпусным элементам паровой турбины К-200-130-3 энергоблока № 9 ДТЭК «Луганская ТЭС». Возникает необходимость принятия решения о допустимости дальнейшей эксплуатации. Для этого требуется провести комплексное исследование технологического состояния основного металла и поверочного расчета его наиболее ответственных высокотемпературных элементов. Комплекс таких работ выполнен ранее в 2009 г. Особенностью повторного продления эксплуатации данного энергоблока является сверхпарковая наработка оборудования, наличие повреждений в виде трещин и растрескиваний в корпусах цилиндров высокого и среднего давления, а также активное привлечение оборудования для работы в маневренных режимах при покрытии пиков электрической нагрузки. В работе проведена оценка остаточного ресурса на базе трехмерных моделей корпусов цилиндров высокого (ЦВД) и среднего давления (ЦСД) паровой турбины К-200-130-3 с учетом реальных условий эксплуатации согласно данным поврежденности, полученным по результатам обследования состояния металла энергетического оборудования в планово-предупредительных ремонтах. Расчет температурных полей выполнен для типовых режимов эксплуатации, а именно стационарная работа на номинальной мощности и пуски из холодного, неостывшего и горячего состояний. Краевая задача теплопроводности решалась с применением конечноэлементного метода дискретизации расчетной области. Расчет напряженно-деформированного состояния выполнен с учетом воздействия основных типов усилий – температурные напряжения, неравномерность температурных полей, усилия от давления паровой среды, реакции опор. Максимальные интенсивности напряжений для всех исследованных режимов работы наблюдаются в тороидальной части корпуса в области паровпуска и соответствуют зонам растрескиваний, которые были установлены в ходе неразрушающего контроля металла. Проведенная оценка длительной прочности и сопротивляемости малоцикловой усталости показала, что остаточный ресурс корпуса ЦВД является удовлетворительным и позволяет продлить эксплуатацию на 100 тыс. ч при нормативных коэффициентах запаса. Для корпуса ЦСД остаточный ресурс составляет 50 тыс. ч при сниженных коэффициентах запаса.
Ключевые слова: паровая турбина, корпус высокого давления, корпус среднего давления, поврежденность, запас прочности, малоцикловая усталость, длительная прочность, остаточный ресурс.
Полный текст: загрузить PDF
Литература
- НД МПЕ України. Контроль металу і продовження терміну експлуатації основних елементів котлів, турбін і трубопроводів теплових електростанцій. – Типова інструкція. СОУ-Н МПЕ 40.17.401:2004. Офіц. вид. К.: ГРІФРЕ: М-во палива та енергетики України, 2005. 76 с.
- СОУ-Н МЕВ 40.1-21677681-52:2011 Визначення розрахункового ресурсу та оцінки живучості роторів та корпусних деталей турбіни: методичні вказівки / М. Г. Шульженко. Міненерговугілля України. Офіц. вид. 2011. 24 с.
- Черноусенко О. Ю., Пешко В.А. Вплив роботи енергоблоків ТЕС в маневреному режимі на вичерпання ресурсу енергетичного обладнання. Вісн. НТУ «ХПІ». Сер. Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування. 2016. № 10 (1182). С. 6–17. https://doi.org/10.20998/2078-774X.2016.10.01
- Черноусенко О. Ю., Пешко В. А. Расчетное исследование теплового и напряженно-деформированного состояния ротора високого. давления турбины Т-100/120-130 ст. № 1 ПАО «Харьковская ТЭЦ-5». Вісн. НТУ «ХПІ». Сер. Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування. № 9 (1231). С. 34–40. https://doi.org/10.20998/2078-774X.2017.09.05
- Черноусенко О.Ю., Пешко В. А. Оценка малоцикловой усталости, поврежденности и остаточного ресурса ротора високого давления турбины Т-100/120-130 ст. № 1 ПАО «Харьковская ТЭЦ-5». Вісн. НТУ «ХПІ». Сер. Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування. № 10 (1232). С. 29–37. https://doi.org/10.20998/2078-774X.2017.10.04
- РТМ 108.021.103. Детали паровых стационарных турбин. Расчёт на малоцикловую усталость. М., 1985. № АЗ–002/7382. 49 с.
- РД 34.17.440-96. Методические указания о порядке проведения работ при оценке индивидуального ресурса паровых турбин и продлении срока их эксплуатации сверх паркового ресурса. М., 1996. 98 с.
- Peshko V., Chernousenko O., Nikulenkova T., Nikulenkov A. Comprehensive rotor service life study for high & intermediate pressure cylinders of high power steam turbines. Propulsion and Power Research. China: National Laboratory for Aeronautics and Astronautics. 2016. Vol. 5. Iss. 4. P. 302–309. https://doi.org/10.1016/j.jppr.2016.11.008
Поступила в редакцию 28 февраля 2019 г.