Совершенствование и развитие системы мониторинга технического состояния энергетических турбин

• Автор: Гвоздев, Владимир Михайлович
• Шифр специальности: 05.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 210 с. : ил.

Глава 1. СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ ТУРБОАГРЕГАТОВ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК
1.1. Основные задачи и общая характеристика систем диагностики и технического контроля за состоянием турбоагрегатов
1.2. Источники повышенной вибрации турбоагрегатов и их диагностические признаки
1.3. Результаты внедрения систем вибрационной диагностики турбоагрегатов Шатурской ГРЭС
Глава 2. АНАЛИЗ ПРИЧИН И ИСТОЧНИКОВ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ ПАРОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРОВЫХ ТУРБИН
2.1. Общие положения
2.2. Основные источники и модели нестационарных процессов
в проточной части регулирующих клапанов
2.3. Анализ причин возникновения автоколебательных процессов
в системе парораспределения паровых турбин
2.4. Влияние конструкции элементов системы парораспределения
на ее вибрационные характеристики
2.5. Главные выводы по результатам обзора литературных источников и постановка основных задач диссертационной работы
Глава 3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЙ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ И АНАЛИЗ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК В СИСТЕМЕ ПАРОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЦВД ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ К-210-12,8 .1?
3.1. Основные требования к системе измерений пульсаций давления ..7
3.2..Организация парораспределения ЦВД турбины К-210-12,8 и выбор типа датчиков пульсаций давления
3.3. Формирование автоматизированной системы измерений и ее реализация в условиях эксплуатации энергоблока
3.4. Результаты исследований и анализ амплитудно-частотных характеристик в системе парораспределения ЦВД турбины К-210-12,8 при номинальной и частичных нагрузках турбоагрегата
3.5. Особенности пульсационных процессов в переменных режимах ...3
3.6. Основные итоги и выводы по результатам исследований нестационарных процессов в области регулирующих клапанов
Приложения к главе 3
Приложение 1. Рис. 3.9-3.16 к разделу 3.4.1. Особенности пульсаций давления в системе парораспределения при реализации нагрузки турбоагрегата
N>=190-200 МВт
Приложение 2. Рис. 3.18-3.23 к разделу 3.4.2. Особенности пульсаций давления при частичных нагрузках турбоагрегата (N3=80-90 МВт)
Приложение 3. Рис. 3.24-3.26 к разделу 3.5.1. Пульсационные характеристики в переменных режимах эксплуатации турбоагрегата
Приложение 4. Рис. 3.31-3.36 к разделу 3.5.2. Особенности АЧХ пульсаций давления при пуске и останове турбоагрегата
Глава 4. ВЛИЯНИЕ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ В СИСТЕМЕ ПАРОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НА ВИБРАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВАЛОПРОВОДА ТУРБОАГРЕГАТА
4.1. Средства измерения вибрации и программа исследований /УЛ.
4.2. Результаты исследований взаимосвязи пульсационных характеристик в системе парораспределения ЦВД турбины и интенсивности колебаний ее валопровода
4.3. Обоснование результатов исследований вибрационных характеристик РВД турбины и основные выводы
Глава 5. РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗРАБОТКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ КАНАЛА МОНИТОРИНГА ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ В СИСТЕМЕ ПАРОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЦВД ТУРБИНЫ К-210-12,8 /.$£
5.1. Основные задачи и принципы формирования канала мониторинга/*!^
5.2. Инструментальная база канала мониторинга
5.3. Выбор признака нестационарных процессов в системе
парораспределения турбоагрегата
5.4. Результаты работы канала мониторинга
Глава 6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ ЛОПАТОЧНОГО АППАРАТА ЦНД ПАРОВЫХ ТУРБИН ./.ГЛ.
6.1. Основные задачи контроля лопаточного аппарата паровых турбин и общая характеристика соответствующих систем
6.2. Характеристика системы контроля и диагностики лопаточного аппарата последних ступеней ЦНД К-210-12,8 энергоблоков ГРЭС №5 ../3.3.
6.3. Совершенствование систем контроля лопаточного аппарата «СКАЛА» и основные результаты их эксплуатации
Общие выводы и итоги диссертационной работы
Список использованных источников
Основные обозначения
А, а- амплитуда колебаний;
а - скорость звука;
а, - критическая скорость;
/-частота колебаний;
Г— площадь;
Д (/-диаметры;
Д - датчик пульсаций давления;
С - массовый расход рабочей среды;
С. - критический расход;
(), К-объемные расходы;
И -энтальпия; высота; метрический коэффициент; к = /г/Д - относительная высота подъема чаши регулирующего клапана;
// - теплоперепад; р - коэффициент расхода;
/V, - электрическая мощность;
р - статическое давление;
ро - давление полного торможения;
Ар - абсолютное значение пульсаций давления;
Ар/р - относительное значение пульсаций давления; р9 - коэффициент давления по углу <р;
р+ - априорная вероятность;
К, г - радиусы;
Не -число Рейнольдса;
/? - сила;
Б - параметр закрутки;
Я(/) - спектральная плотность мощности (измеряемого переменного давления); Т, / -температура; с - скорость абсолютная;
ст- окружная составляющая скорости в закрученном потоке; сг - расходная (осевая) составляющая скорости; сг - радиальная составляющая скорости; и, V, IV - составляющие скорости по декартовым координатам;
X, У, Ъ - декартовы координаты; а, р, у, <р, О- углы; с - относительное давление;
/ - коэффициент потерь; р - кпд;
ц/- угловой коэффициент;
V- коэффициент кинематической вязкости; р - коэффициент динамической вязкости; коэффициент расхода; р - плотность; т- время; напряжение;
(р - полярная координата
Зависимость коэффициента подъемных усилий клапана к от степени его разгрузки и отношения давлений р2/р1 получена в работе [85]. В простейшей форме теоретический коэффициент подъемной СИЛЫ к,=-р2/р1. В реальных условиях работы действительное значение коэффициента кд зависит от формы чаши клапана и распределения давлений по ее поверхности, соотношения площадей 7%, по посадочному диаметру Д, и Д разгрузочной камеры (рис. 2.14,а), соотношения площадей сопловой решетки первой ступени паровой турбины Рс и узкого сечения диффузорного канала Рг РК. При этом паровое усилие определяется по уравнению
д=кдр1(Рн-Рк) ±/шт(ргРа) ± №± Т), (2.7)
где вес С? и сила трения Т подвижной системы «клапан-сервомотор» определяются экспериментально.
На рис. 2.14,6 показаны зависимости назвашгых ране’е коэффициентов от отношения давления Р2/Р1, полученные при испытаниях на паровом стенде [85]. Из нее следует, что для одних и тех же значений рКр! коэффициент кд несколько больше при меньших значениях Рс!Рг- Пунктирными линиями показаны области неустойчивой работы клапана, которые, по мнению авторов [85], определяются двумя видами вибрации:
1. вызванной колебаниями давления, возникающими в момент, когда суммарные прижимные усилия, действующие на чашу, становятся соизмеримыми с колебаниями давления в его проточной части (характерны для разгруженных и неразгруженных конструкций РК)
2. представляющей собой перемещения чаши относительно штока, вызванные изменениями нагрузки на нее (для разгруженных РК).
Скорее всего, первый вид вибрации связан с нестационарными формами отрыва потока в проточной части РК. При этом по данным [77] вибрация неразгруженных клапанов возникает в момент наибольшего подъема штока, когда значения давления р2 близки к значениям р[. Для разгруженных конструкций РК вибрация определяется степенью разгрузки клапана. Второй вид