ВЕРИФІКАЦІЯ ГЕОМЕТРИЧНИХ МОДЕЛЕЙ РОТОРА ЦНТ ТУРБОАГРЕГАТУ К-1000-60/3000 НА БАЗІ ВЛАСНИХ ТА КРИТИЧНИХ ЧАСТОТ

Ольга Черноусенко; Богдан Марисюк

doi:10.20535/1813-5420.3.2023.289670

Автор(и)

Ольга Черноусенко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-1427-8068
Богдан Марисюк Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0003-1099-0290

DOI:

https://doi.org/10.20535/1813-5420.3.2023.289670

Ключові слова:

: залишковий ресурс, ротор, математичне моделювання, власна частота, критична швидкість, К-1000-60/3000.

Анотація

Однією з пріоритетних задач енергетики є забезпечення надійної та безпечної експлуатації паротурбінних агрегатів ТЕС та АЕС. З огляду на складну ситуацію в країні, замінити застаріле обладнання, яке відпрацювало свій проектний ресурс, новим неможливо. Як відомо, коефіцієнти запасу міцності матеріалу, що враховували при проектуванні паротурбінного обладнання, мали дуже наближений характер. На той час були відсутні дані щодо експлуатації енергетичного обладнання, яке б вже напрацювали 200-220 тис. год. в складних експлуатаційних умовах. Наразі ситуація змінилась. В наявності є енергоустановки, які вичерпали, або впритул наближаються до вичерпання свого проектного ресурсу. Проводячи експериментальні дослідження зі зразками металу даного обладнання можна значно уточнити фізико-механічні властивості сталей та їх пошкодження внаслідок експлуатації. Тому проблема подовження ресурсу набуває все актуальнішого значення. Комп’ютерне моделювання значно спростило задачу розрахунку ресурсу обладнання. Проте такий складний об’єкт, як паротурбінна установка потребує значних обчислювальних ресурсів, а розрахунок рівнянь в усіх кінцево-елементних вузлах є досить тривалим в часі. Потрібно шукати шляхи раціоналізації розрахункових математичних моделей. При цьому точність обчислення повинна залишитись на задовільному рівні. В даній роботі створено спрощені геометричні моделі ротору ЦНТ турбоагрегату К-1000-60/3000. Розглянуто варіант заміни робочих лопаток еквівалентними розподіленими масами та тороїдальними кільцями. Проведення верифікації отриманих моделей на основі критичних частот обертання підтвердило можливість заміни робочих лопаток розподіленими масами. Натомість наявність тороїдальних кілець великих радіусів призводить до значного зниження критичних частот в порівнянні з нормованими значеннями.

Посилання

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. – 76с. – (Нормативний документ Мінпаливенерго України, Типова інструкція).

НД МПЕ України. Визначення розрахункового ресурсу та оцінки живучості роторів та корпусних деталей турбіни: СОУ-Н МЕВ 40.1-21677681-52:2011. Методичні вказівки / М.Г. Шульженко. – Офіц. вид., К.: ГРІФРЕ: М-во палива та енергетики України, 2011. – 27 с.– (Нормативний документ Мінпаливенерго України, Типова інструкція).

А.И. Балицкий, М.М. Семерак, В.А. Балицкая, А.В. Субота, Я.Елиаш, О.Б. Вус Аналіз пожежно-водневої безпеки турбогенераторних залів на енергоблоках електростанцій. Пожежна безпека. – 2012. – №21. – С. 13-18.

Barella S., Bellogini M., Boniardi M., Cincera S. Failure analysis of a steam turbine rotor. Engineering Failure Analysis. – 2011. – №6(18). – P. 1511–1519.

Турбина паровая К-1000/60-3000. Техническое описание и инструкция по эксплуатации № 1-Э-ТЦ-2. Вараш: НАЭК «ЭНЕРГОАТОМ», 2006. 112 c.

Черноусенко, О. Ю., Пешко В. А., Марисюк Б. О. Раціоналізація підходів числового моделювання геометрично-складного обертового обладнання електричних станційю. Енергетика: економіка, технології, екологія : науковий журнал. – 2019. – № 3 (57). – С. 30-36.

Vaclavik J, Chvojan J (2017) Torsion vibrations monitoring of turbine shafts. In: Francesco I (ed) Procedia Structural Integrity 5. Elsevier, Amsterdam, pp 1349-1354

Черноусенко О. Ю., Риндюк Д. В., Пешко В. А. Оцінка залишкового ресурсу та подовження експлуатації парових турбін великої потужності (частина 3): монографія для науковців та докторів філософії за спеціальністю 144 «Теплоенергетика». Київ: НТУУ «КПІ імені Ігоря Сікорського», 2020. – 297 с.