Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Исследование вентиляционных процессов, сопровождающих эксплуатацию паровых турбин в режимах с малыми объёмными расходами пара

В. М. Неуймин

Аннотация


Представлены результаты ГРУППИРОВАНИЯ классификации известных математических зависимостей, нашедших применение в мировой практике для оценки вентиляционных потерь мощности в осевых ступенях паровых турбин, рекомендованы корректные границы их использования. Разработаны высокоточный метод расчёта вентиляционных потерь мощности в осевой турбинной ступени, группе ступеней, паровой турбине в целом с рабочими лопатками любой длины и метод расчёта вентиляционных разогревов пара в проточной части паровой турбины, позволяющий установить теоретически достижимый уровень температурного разогрева пара при отсутствии охлаждения и место его нахождения. Предложены меры по снижению вентиляционных потерь мощности и вентиляционных разогревов для паровых турбин ТЭС и АЭС. Установлены причины интенсивного возбуждения аксиальных изгибно-крутильных резонансных колебаний (АИКРК) облопаченного диска последней ступени мощных паровых турбин на малорасходных режимах, способных привести к поломке рабочих лопаток (РЛ), и его характеристики. Рассмотрены причины эрозионного износа входных и выходных кромок РЛ последних ступеней мощных паровых турбин ТЭС, предложен способ упрочнения входных кромок РЛ, по предварительной оценке кратно эффективнее способа защиты лопаток путём припайки стеллитовых пластин.

Ключевые слова


вентиляция; формула; вентиляционные потери и разогревы; аксиальные изгибные колебания; лопатка; поломка; эрозионный износ; методы защиты лопаток; упрочнение; срок службы; эффективность

Полный текст:

PDF

Литература


Неуймин В. М. Высокоточный метод расчёта вентиляционных потерь мощности в осевой турбинной ступени, в группе ступеней, в паровой турбине // Энергетик. 2020. № 10. С. 31 - 43.

Неуймин В. М. Вентиляционные разогревы в паровой турбине: причины возникновения, метод расчёта, влияние потери мощности, саморегулируемое устройство охлаждения ЦНД турбины Т-250 // Энергетик. 2019. № 12. С. 31 - 41.

Усачёв И. П., Неуймин В. М. О режимных причинах поломок рабочих лопаток последних ступеней низкого давления // Энергетик. 2003. № 3. С. 15 - 17.

Неуймин В. М., Усачёв И. П. О факторе, вызывающем поломки рабочих лопаток последних ступеней ЦНД мощных паровых турбин ТЭЦ при эксплуатации на теплофикационном режиме // Надёжность и безопасность энергетики. 2009. № 1 (4). С. 43 - 45.

Щедролюбов В. Л., Неуймин В. М., Должанский П. Р., Степанов С. В. Эрозионный износ входных кромок рабочих лопаток мощной паровой турбины. Сопоставление способов упрочнения // Энергетик. 2017. № 10. С. 40 - 44.

Щегляев А. В. Паровые турбины. Теория теплового процесса и конструкции турбин: учебник для вузов; 6-е изд. перераб. и подгот. М.: Энергоатомиздат, 1993.

Шубенко А. Л. Паровые турбины: малорасходные режимы ступеней низкого давления / А. Л. Шубенко, В. Н. Голощапов, Л. Н. Быстрицкий и др. СПб.: Изд. "Энерготех". 2018. Сер. "Вопросы энергетики". Вып. 11.

Неуймин В. М., Маслова М. В. Вентиляционные потери мощности в паровых турбинах Т-50 (ТМЗ) и ПТ-60 (ЛМЗ) // Высш. школа: Научные исследования. Матер. Межвед. Междунар. Конгресса. М.: Инфинити. 2020. С. 228 - 236.

Шубенко А. Л., Голощапов В. Н., Неуймин В. М., Котульская О. В. Работа осевой турбинной ступни в области малорасходных режимов. Общие положения // Энергетик. 2021. № 5. - С. 8 - 11.

Неуймин В. М. Характерные режимы эксплуатации теплофикационной паротурбинной установки. Особенности терминологии // Энергетик. 2014. № 11. С. 50 - 55.

Лагун В. П. Результаты испытаний последней ступени на экспериментальной паровой турбине ХТГЗ / В. П. Лагун, Л. Л. Симою, Т. М. Зильбер и др. // Теплоэнергетика. 1967. № 8. С. 43 - 48.

Малорасходные режимы ЦНД турбины Т-250/300-240. / Под ред. В. А. Хаимова. СПб.: БХВ-Петербург. 2007.

Шапиро Г. А. Повышение эффективности работы ТЭЦ. М.: Энергоиздат. 1981.

Мадоян А. А. Применение мототорного режима на тепловых электрических станциях / А. А. Мадоян, Б. Н. Левченко, Э. К. Аракелян и др. М.: Энергия. 1980.

Кудрявый В. В. Влияние штатных вводов конденсата в конденсатор на тепловое состояние ЦНД турбины Т-100-130 / В. В. Кудрявый, В. В. Куличихин, Б. В. Ломакин и др. // Электрические станции. 1995. № 3. С. 13 - 19.

Шапиро Г. А., Авруцкий Г. Д., Захаров Ю. В., Трубилов М. А. Эксплуатация турбины ПТ-60 в беспаровом режиме // Электрические станции. 1970. № 6. С. 32 - 35.

Мадоян А. А., Кобзаренко Л. Н. Исследование работы турбины К-220-4,3 ХТГЗ в моторном режиме // Теплоэнергетика. 2002. № 12. С. 29 - 34.

Неуймин В. М. Методы оценки вентиляционных потерь мощности в ступенях паровых турбин ТЭС // Теплоэнергетика. 2014. № 10. С. 73 - 80.

Неуймин В. М. Систематизация математических зависимостей для оценки вентиляционных потерь мощности в осевой турбинной ступени, в цилиндре, в паровой турбине // Энергетик. 2021. № 3. С. 18 - 29.

Неуймин В. М. Математические зависимости для оценки вентиляционных потерь мощности в ступенях осевых турбомашин и их анализ // Новое в российской электроэнергетике. 2004. № 10. С. 24 - 42.

Усачев И. П. Возбуждение аксиальных колебаний колёс паровых турбин в эксплуатационных условиях / И. П. Усачёв, В. В. Ильиных, Э. Н. Ефименко и др. // Энергомашиностроение. 1981. № 3. С. 5 - 9.

Усачёв И. П., Неуймин В. М., Ильиных В. В., Колясников В. В. О частотной диаграмме аксиальных колебаний облопаченного диска осевой турбины // Энергетическое машиностроение. 1989. № 9. С. 3 - 5.

Неуймин В. М. ТЭС России сегодня и завтра. Аспекты надёжности и безопасности // Надёжность и безопасность энергетики. 2008. № 1. С. 7 - 13.

Филиппов С. П., Дильман М. Д. ТЭЦ в России: необходимость технологического обновления // Теплоэнергетика. 2018. № 11. С. 5 - 22.

Семёнов А. В. О некоторых проблемах теплоэнергетики // Энергетика и электрификация. 2004. № 12. С. 28 - 31.

РТМ 108.020.33-86. Уплотнения лабиринтные стационарных паровых и газовых турбин и компрессоров. Л.: ЦКТИ, 1986.

Неуймин В. М. Эффективность лабиринтных уплотнений проточных частей паровых турбин электростанций России. М.: НТФ "Энергопрогресс", 2021. [Библиотечка электротехника, приложение к журналу "Энергетик". Вып. 3 (267)].

Брандт М. (Brandt М.), Харрис Дж. (Harris J.), Чипперфилд С. (Chipperfield С.). Лазерное восстановление лопаток "на месте" / Пер. и адаптация А. Гринчук // 2013. ЭнМ № 4 - 5 (73 - 74). С. 3 - 6.

Неуймин В. М. Инженерия поверхности и высокотехнологичные процессы реновации деталей. Ч. 2 // Энергетик. 2018. № 10. С. 21 - 29.

Матвеенко В. А., Агафонов В. Н. Особенности работы ЦНД паровых турбин на малорасходных режимах // НИИЭинформэнергомаш. Сер. Энергетическое машиностроение. Обзорная информация. 1984. Вып. 12.

Быстрицкий Л. Н. Анализ расчётных зависимостей для определения вентиляционных потерь в турбинных ступенях / Л. Н. Быстрицкий, В. Н. Голощапов, В. И. Касилов и др. // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2006. № 1/2 (19). С. 183 - 189.

Stodola A. Steam and Gas Turbines. V.I. N-Y.: Peter Smith. 1945.

Яновский М. И. Теория и тепловые расчёты морских паровых турбин. М.-Л.: Военмориздат, 1941.

Флюгель Г. Паровые турбины. М.-Л.: ГОНТИ НКТП СССР, 1939.

Емин О. Н., Лысенко Г. Н. Приближённый метод расчёта характеристик ступени турбины в области глубоконерасчётных режимов // Теплоэнергетика. 1973. № 3. С. 19 - 22.

Шубович С. И. Экспериментальное исследование потерь трения и вентиляции в турбинной ступени // Изв. ТПИ. 1954. Т. 75. С. 310 - 330.

Матвеев Г. А., Манасян Ю. Г. К вопросу определения потерь на трение и вентиляцию рабочего колеса турбины // Судостроение. 1957. № 6.

Зальф Г. А., Звягинцев В. В. Тепловой расчёт паровых турбин. М.-Л.: ГНТИ, 1961.

Пономарёв В. Н. Исследование работы турбинной ступени на частичных нагрузках // Энергомашиностроение. 1976. № 2. С. 11 - 13.

Межерицкий А. Д. Турбокомпрессоры судовых дизелей. Л.: Судостроение. 1971.

Suter P., Traupel W. Untersuchungen uber den Ventilations-verlust von Turbinendern // Mittei-jungen aus dern Institut fur Thermsche Turbomaschinen (Zurich). 1959. № 4.

Марков Н. М., Терентьев И. К. Расчёт вентиляционных потерь мощности при парциальном подводе пара в ступенях давления паровых турбин // Тр. ЦКТИ. 1966. Вып. 70. С. 91 - 102.

Шальман Ю. М. Исследование вентиляционных потерь в газовых турбинах / В сб. Силовые установки вертолётов. М.: Оборонгиз. 1959.

Кобзаренко Л. Н. Исследование надёжности и экономичности турбоустановки К-200-130 при эксплуатации их для регулирования графика электрической нагрузки: Дисс. ... канд. техн. наук. М., 1978.

Пшеничный В. Д., Харламов Е. Г. Машиностроение и металлургия Кировского завода. Л.: Машиностроение. 1970. С. 250 - 260.

Котляр И. В., Кончаков Е. И. Универсальный метод расчёта потерь на вентиляцию в парциальной турбинной ступени // В респ. межвед. сб.: Энергетическое машиностроение. 1983. Вып. 35.

Котляр И. В., Кузнецов Ю. П., Чуваков А. Б. Метод детального расчёта потерь на вентиляцию в парциальной турбинной ступени // Изв. вузов. Сер. Энергетика. 1993. № 11 - 12.

Шапиро Г. А. Экспериментальное исследование потерь мощности на трение и вентиляцию в турбине УТМЗ Т-50-130 // Г. А. Шапиро, М. А. Трубилов, Ю. В. Захаров и др. // Теплоэнергетика. 1972. № 1. С. 63 - 66.

Шапиро Г. А. Определение экономичности работы турбины Т-50-130 с трёхступенчатым подогревом сетевой воды / Г. А. Шапиро, М. А. Трубилов, Ю. В. Захаров и др. // Теплоэнергетика. 1971. № 11.

Усачёв И. П., Неуймин В. М., Тихомиров А. Н. Расчёт и анализ установившихся режимов ЦНД паровых турбин // Энергомашиностроение. 1976. № 10. С. 11 - 13.

Хаазе Р. Термодинамика необратимых процессов. М.: Мир, 1967.

Неуймин В. М., Усачёв И. П., Скоробогатых В. И. Практический опыт эксплуатации турбины ПТ-140 без последней ступени // Теплоэнергетика. 2004. № 5. С. 31 - 35.

Баринберг Г. Д., Жученко Л. А. Эффективность эксплуатации турбин ПТ-135 и ПТ-140 без последней ступени части низкого давления и при наличии её диафрагмы // Теплоэнергетика. 2006. № 2. С. 28 - 30.

Бузин Д. П. Исследование температурных полей последних ступеней турбин при малом объёмном расходе пара / Д. П. Бузин, А. И. Алексо, С. А. Локалов и др. // Теплоэнергетика. 1970. № 2. С. 21 - 24.

Шаргородский В. С., Левченко Б. Л. Тепловое состояние ЦНД при работе турбины К-300-240 на холостом ходу // Энергомашиностроение. 1969. № 9. С. 5 - 8.

Водичев В. И., Ефименко Э. Н., Локалов С. А. Исследование температурного состояния лопаточного аппарата ЦНД Т-100 при работе в беспаровом режиме // Энергетическое машиностроение. 1987. № 4. С. 19 - 22.

Грачев В. А. Тепловое состояние Т-100 в моторном режиме // В. А. Грачёв, В. В. Куличихин, Б. Н. Людомирский и др. // Электрические станции. 1976. № 9. С. 19 - 22.

Stanisa B., Povarov O. A., Rizenkov V. A. Einflus des Wassertropfen-auftreffwikels auf den Erosionvororgang being Dampfturbintnschaufelmaterial // BWK. 1992. Bd. 44, N3. P. 93 - 97.

Усачёв И. П., Неуймин В. М., Жученко Л. А. О прикорневом отрыве в осевой турбинной ступени // Энергомашиностроение. 1979. № 3. С. 9 - 12.

Григорьев Д. В., Шарапа Е. П. Оценка влияния модернизации цилиндра низкого давления турбины Т-250/300-240 на режимные параметры Южной ТЭЦ-22 ТГК-1 // Научно-технические ведомости СПбГТУ. 2016. № 1 (238). С. 45 - 46.

Карницкий Н. Б. Синтез надёжности и экономичности теплоэнергетического оборудования ТЭС. Мн.: "ВУЗ-ЮНИТИ", 1999.

Балабанович В. К. Совершенствование схем и режимов работы теплофикационных паротурбинных установок. Мн.: "ПолиБиг". 2000.

Аракелян Э. К., Старшинов В. А. Повышение экономичности и маневренности оборудования тепловых электростанций. М.: Изд-во МЭИ. 1993.

Ильин Е. Т., Тараканов С. В. Потери мощности на трение и вентиляцию при работе К-200-130 в малорасходных и моторном режимах. М.: Тр. МЭИ. Тематич. сб. "Разработки высокоэффективного энергетического оборудования". 1984. Вып. 623. С. 121 - 127.

Вол М. А., Кузьмин И. И. Техническое перевооружение, реконструкция и модернизация ТЭС и ГРЭС // Теплоэнергетика. 1992. № 11. С. 75 - 77.

Неуймин В. М. ФСА теплофикационных паровых турбин: унифицированная проточная часть низкого давления / В. М. Неуймин, И. П. Усачёв, А. Н. Тихомиров и др. // Тяжёлое машиностроение. 1990. № 8. С. 11 - 13.

Неуймин В. М. Об унификации проточных частей паровых турбин ПТ-140, Т-175 (ПО ТМЗ) и Т-180 (ПО ЛМЗ) // Энергетик. 2019. № 8. С. 30 - 35.

Неуймин В. М. К выбору длины рабочей лопатки последней ступени мощной паровой турбины ТЭС // Энергетик. 2014. № 1. С. 15 - 20.

Усачёв И. П., Неуймин В. М., Жученко Л. А. О прикорневом отрыве в осевой турбинной ступени // Энергомашиностроение. 1979. № 3. С. 9 - 12.

Урьев Е. В. Исследование теплового состояния части низкого давления турбины Т-250/300-240 / Е. В. Урьев, С. А. Локалов, Л. Н. Масленников и др. // Теплоэнергетика. 1985. № 3. С. 61 - 63.

Неуймин В. М., Усачёв И. П. К вопросу об охлаждении НД мощных паровых турбин // Тр. ЦКТИ. 1978. Вып. 157.

Грачев О. Е., Неуймин В. М. Новый способ упрочнения рабочих лопаток последней ступени мощных паровых турбин ТЭС // ТПА. Трубопроводная арматура и оборудование. 2014. № 5 (74). С. 66 - 68.

Качуринер Ю. Я. Паровые турбины: особенности работы влажнопаровых ступеней. Спб.: Энерготех, 2015. (Сер. "Вопросы энергетики". Вып. 10).

РД 153-31.1.17.462-00. Методические указания о порядке оценки работоспособности рабочих лопаток паровых турбин в процессе эксплуатации и ремонта.

Рыженков В. А. Состояние проблемы и пути повышения износостойкости энергетического оборудования ТЭС // Теплоэнергетика. 2000. № 7. С. 21 - 24.

Григорьянц А. Г., Шиганов И. Н., Мисюров А. И. Технологические процессы лазерной обработки: Учебн. пособ. для вузов / Под ред. А. Г. Григорьянца. М.: Изд. МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2006.

Дзянхуа Я. Остаточные напряжения и механические свойства турбинных лопаток после лазерной обработки поверхности / Я. Дзянхуа, В. Лианг, Ч. Канли и др. // Автоматическая сварка. 2010. № 3. С. 18 - 23.

Неуймин В. М. Повышение эффективности ремонтов, изготовления и эксплуатации деталей и сборочных единиц оборудования ТЭС путём применения технологий газотермического напыления и наплавки // Десятая Всероссийская конференция "Реконструкция энергетики-2018". М.: ООО "Интехэко". С. 55 - 58.

Настека Д. В., Грачев О. Е., Силевич В. М., Лебедева А. И. Восстановительный ремонт лопаток последних ступеней паровых турбин методом лазерной наплавки // Электрические станции. 2019. №1. С. 39 - 44.




DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2022.277.1.001

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© 1998 — 2024 НТФ «Энергопрогресс»

Адрес редакции:
129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон: +7 495 234-74-21
E-mail: energetick@mail.ru