Оцінка залишкового ресурсу литих корпусів регулюючих клапанів енергоблоків потужністю 200 МВт
Ключові слова:
залишковий ресурс, довготривала міцність, малоциклова втома, запас міцності, регулюючий клапан, литий корпус, парова турбінаАнотація
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.Посилання
Dobrovolskyi, V. Ye., Novychenok, L. M., Zavodnyi, M. A., Mukhopad, H. V., Pasternak, V. P., Horieshnik, A. D., & Veksler, Ye. Ya. (2005). Kontrol metalu i prodovzhennia terminu ekspluatatsii osnovnykh elementiv kotliv, turbin i truboprovodiv teplovykh elektrostantsii [Metal control and extension of service life of the main elements of boilers, turbines and pipelines of thermal power plants]. Regulatory document of the Ministry of Fuel and Energy of Ukraine. Typical instruction SOU-N MPE 40.17.401:2004. Kyiv: HRIFRE, Ministry of Fuel and Energy ofUkraine, 76 p. (in Ukrainian).
Mirandola, A., Stoppato, A., & Lo Casto, E. (2010). Evaluation of the effects of the operation strategy of a steam power plant on the residual life of its devices. Energy, vol. 35, iss. 2, pp. 1024–1032. https://doi.org/10.1016/j.energy.2009.06.024.
Zhang, D., Engeda, A., Hardin, J., & Aungier, R. (2004). Experimental study of steam turbine control valves. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, vol. 218, pp. 493–507. https://doi.org/10.1243/095440604323052283.
Temelkoska, B. K., Cvetanoski, R. K., Srebrenkoska, S. S., & Mirčeski, V. B. (2019). Causes for steam turbine control valves fracture. Tehnika, vol. 74, iss. 4, pp. 539–545. https://doi.org/10.5937/tehnika1904539T.
Koliadiuk, A. & Shulzhenko, M. (2019). Thermal and stress state of the steam turbine control valve casing, with the turbine operation in the stationary modes. Journal of Mechanical Engineering, vol. 22, no. 2, pp. 37–44. https://doi.org/10.15407/pmach2019.02.037.
Chernousenko, O., Rindyuk, D., & Peshko, V. (2017). Research on residual service life of automatic locking valve of turbine K-200-130. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, vol. 5, no. 8 (89), pp. 39–44. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.112284.
Chernousenko, O. Yu., Ryndiuk, D. V., Peshko, V. A. (2020). Thermal and stress-strain state of cast bodies of control valves of 200 MW power units. Journal of Mechanical Engineering, vol. 23, no. 3, pp. 8–15. https://doi.org/10.15407/pmach2020.03.008.
(1985). Detali parovykh statsionarnykh turbin. Raschot na malotsiklovuyu ustalost [Details of steam stationary turbines. Calculation of low-cycle fatigue]. Technical Guidance RTM no. 108.021.103-85, approved and implemented at the direction of the Ministry of Power Engineering of 13.09.85, no. AZ-002/7382. Moscow, 49 p. (in Russian).
Chernousenko, O. & Peshko, V. (2017). Otsenka malotsiklovoy ustalosti, povrezhdennosti i ostatochnogo resursa rotora vysokogo davleniya turbiny T-100/120-130 st. No. 1 PAO «Kharkovskaya TETs-5» [Estimating the low-cycle fatigue, damageability and the residual life of the rotor of high pressure turbine T-100/120-130 of unit No. 1 of PJSC "Kharkiv CHPP-5"]. Vestnik NTU «KhPI». Seriya: Energeticheskiye i teplotekhnicheskiye protsessy i oborudovaniye – Bulletin of NTU "KhPI". Ser.: Power and Heat Engineering Processes and Equipment, no. 10 (1232), pp. 30–37 (in Russian). https://doi.org/10.20998/2078-774X.2017.10.04.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Olha Yu. Chernousenko, Dmytro V. Ryndiuk, Vitalii A. Peshko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи і передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензійного договору (угоди).
- Автори мають право самостійно укладати додаткові договори (угоди) з неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установи або на персональних веб-сайтах) рукопису роботи як до подачі цього рукопису в редакцію, так і під час її редакційної обробки, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії і позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
