ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Пути увеличения продолжительности работы энергоблоков между капитальными ремонтами из "Расчет термонапряжений и прочности роторов и корпусов турбин " В условиях дефицита трудовых и материальных ресурсов увеличение продолжительности эксплуатации энергоблоков в период между капитальными ремонтами — проблема, имеющая важное народнохозяйственное значение [77 и 971. Хотя увеличение межремонтного периода работы дает по оценкам специалистов значительную экономию материальных и трудовых ресурсов даже при некотором возможном снижении экономичности работы оборудования, широкое его внедрение требует решения ряда серьезных проблем. [c.187] Для основного оборудования энергоблока (парогенератора, турбины, турбогенератора и трансформатора) разработка в условиях действующих электростанций ремонтных циклов с увеличенным межремонтным периодом работы (МПР) должна основываться на прогрессивных решениях, повышающих безопасность и экономичность эксплуатации, проверенных на передовых электростанциях. Одной из наиболее важных проблем является при этом обеспечение безопасности длительной работы корпусных элементов и в еще большей степени роторов турбин, многие из которых отработали проектный ресурс (10 ч) и содержат макродефекты, развивающиеся в процессе эксплуатации. [c.187] К числу наиболее важных разработок, используемых при решении проблемы увеличения межремонтного периода, относится (см. схему на рис. 1 введения) также и тест на неразрушепие. С помощью этого теста (основываясь на обширном статистическом материале по неразрушению лидеров , накопивших наибольшее (до 200 тыс.) число часов работы, а также до 1000 циклов пуск — останов , 2—4 тыс. циклов ночная разгрузка — нагружение к утреннему максимуму ) можно уточнить значения параметров в уравнениях, описывающих процесс накопления повреждений, основанных на результатах, полученных на образцах. При этом уменьшается разрыв между результатами, полученными на образцах и в системе деталь—условия эксплуатации , и появляется возможность без уменьшения принятых значений коэффициентов запаса прочности использовать не только нижнюю границу, но и всю область, которая по результатам испытаний образцов и натурных объектов определена как область неразруше-ния. [c.188] Существенной особенностью проблемы увеличения межремонтного периода, применяемого при решении этой сложной задачи, является сочетание методик, основанных на результатах испытаний образцов, полунатурных и натурных испытаний. Так, для уточнения характеристик трещиностойкости роторов и корпусов разработаны (см. схему на рис. 1 введения) специальные методики определения нижней границы трещиностойкости корпусов и натурных испытаний корпусов с искусственными надрезами ( 4.1 — 4.3), а также система образцов-свидетелей, устанавливаемых в роторах (в центральной полости, в балансировочных пазах дисков), в корпусах. Методика определения нижней границы трещиностойкости применена для обоснования возможности увеличения ресурса корпусов турбин мощностью 160—300 МВт до 170—220 тыс. ч. [c.188] Детальный анализ особенностей эксплуатации и ремонта газомазутных моноблочных (ТГМЗ-314) и дубль-блочных (ТГМП-114) парогенераторов, турбин К-300-240 ЛМЗ, турбогенераторов и силовых трансформаторов позволил обосновать [77, 80, 97] целесообразность перехода на новый ремонтный цикл. [c.188] Продолжительность МПР анализируемого оборудования в основном зависит от роторов высокого и среднего давления (этот вывод получен при продолжительности МПР до 8 лет). При увеличении продолжительности МПР свьппе 8 лет другие элементы энергоблока могут стать опасными, что потребует дальнейшего их совершенствования. [c.188] Как уже отмечалось, восстановление ресурса роторов осуществляется периодически путем снятия поверхностного слоя, накопившего повреждение в процессе эксплуатации, дефектоскопии поверхности с удалением макродефектов недопустимых размеров и чистовой обработки поверхности. С целью повышения коррозионной прочности центральных полостей цельнокованых роторов эти полости герметизируют [77 ] и вакуумируют их для удаления из полости агрессивных газообразных веществ, в первую очередь, кислорода. После этого полости заполняют инертным газом и периодически осуществляют контроль их герметичности. Толщина удаляемого слоя (0,4—0,5 мм) определяется на основе расчета полей повреждений по алгоритму, приведенному в гл. 4, а также по результатам испытаний образцов с периодическим снятием поверхностного слоя [115, 77] и результатам применения экспериментально-расчетной методики определения характерных параметров поверхностного слоя методом электропотенциала. [c.189] Повышение ресурса ответственных элементов энергооборудования, в том числе роторов и корпусов турбин, возможно при использовании способа, изложенного в работе [22]. Способ основан на свойстве самоуравновешенной системы, какой является деталь, нагруженная внутренними силами, вызванными температурными деформациями нарушение равновесия за счет уменьшения напряжений одного знака неизбежно приводит к новому равновесному состоянию, при котором напряжения противоположного знака уменьшаются так, что сумма проекций всех сил на каждую ось координат равна нулю. Для деталей, ресурс которых исчерпывается под воздействием циклических внутренних напряжений и агрессивной среды (в основном со стороны одной из поверхностей, а возможность осуществления необходимых конструкционных улучшений со стороны этой поверхности уже исчерпана), повышение ресурса этих деталей может быть достигнуто за счет снижения размаха напряжений путем выполнения со стороны противоположной поверхности полостей специального вида. [c.189] Для увеличения ресурса детали при значительных градиентах напряжений в поверхностном слое используют способ создания защитного трещиноватого слоя, содержащего равномерно распределенные микроповреждения, разгружающие этот слой. [c.189] Для уменьшения трудозатрат в процессе капитальных ремонтов, связанных с необходимостью удаления (вырубки) металла трещиноватых зон, заварки выборок, зачистки и повторной дефектоскопии, можно отказаться от полной выборки трещиноватых зон. [c.189] Вместо этого у концов и по середине фронта зоны выполняют овальные полости. Крайние полости-ловушки тормозят развитие зоны средние полости необходимы для определения глубины зоны. [c.189] Учитывая вероятность необнаружения дефекта в роторе при регламентированной системе контроля, решение об увеличении периода эксплуатации сверхнормативного срока (на 3—4 года) принимается при положительных результатах эксплуатационной диагностики (отсутствие развития макротрещин в роторах), сохранении герметичности центральной полости и соблюдении регламентируемых действующими инструкциями критериев надежности по всем ответственным элементам энергоблока. При этом допустимая продолжительность работы между капитальными ремонтами с учетом полученных результатов (см. гл. 4) принята равной восьми годам (50 тыс. ч) и ограничивается технико-экономическими факторами, определяющими необходимость выполнения работ по контролю повреждения, а также по реконструкции и замене отдельных элементов оборудования энергоблока. [c.190] Полученные результаты позволили разработать систему контроля роторов и корпусов турбин, необходимую для перехода на увеличенный (до 8 лет) период работы между капитальными ремонтами оборудования энергоблоков, отработавших проектный ресурс и эксплуатируемых более 250 тыс. ч. [c.190] Дадим схему контроля за развитием повреждений в роторах и корпусах турбин. [c.190] иллюстрирующая взаимодействие основных элементов этой системы контроля, приведена на рис. 5.10. Увеличение продолжительности (АТ) безопасной эксплуатации роторов, корпусов турбин в период между капитальными ремонтами с 3—4 лет (АГмрп) до 6—8 (АТЙрп) основано на технико-экономических и прочностных оценках, определении ресурса ответственных элементов с использованием банка данных повреждения, действующей и дополнительной систем контроля, необходимых на втором (между минимальным Т и максимальным временем эксплуатации) этапе эксплуатации. [c.191] Вернуться к основной статье