Подальше удосконалення математичної моделі термо та газодинамічних процесів в турбіні без робочих лопаток частини ступенів
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-774X.2024.01.02Анотація
Поточний стан енергосистеми України характеризується суттєвим напруженням і нестачею генеруючих потужностей. Відновлення та впровадження нових генеруючих потужностей потребує великих об’ємів відповідних ресурсів та часу. Найбільш малозатратним та відносно швидким варіантом покращення стану енергосистеми може бути тимчасове використання пошкодженого енергетичного обладнання після відповідних профілактичних та ремонтних заходів. Враховуючи аварійний стан парових турбін багатьох електростанцій, потрібно мати інструмент для оцінки їх ефективності і потужності, а також можливості та доцільності подальшого їх використання після пошкодження. В роботі розглядається удосконалена математична модель термо та газодинамічних процесів в турбіні без робочих лопаток частини ступенів. Наведені результати тестових розрахунків проточних частин циліндрів різних парових турбін за відсутності робочих лопаток, як окремих ступенів, так і групи ступенів. Виявлені характерні закономірності впливу на ефективність проточної частини місця розташування ступеня без робочих лопаток в циліндрі турбіни. Найбільше зниження ефективності і потужності циліндру виникає в випадку відсутності робочих лопаток в ступенях, які розташовані ближче до голови циліндрів. Найменші втрати ККД і потужності досягаються при відсутності робочих лопаток останнього ступеня. В соплових решітках ступенів, які розташовані безпосередньо за ступенями без робочих лопаток, суттєво зростають рівні втрат енергії. Використання розробленої математичної моделі дозволяє знаходити рішення щодо підвищення ефективності турбін з відсутніми робочими лопатками частини ступенів за рахунок зміни геометрії відповідних соплових решіток.
Посилання
Chernousenko O., Peshko V., Usatyi O. (2024), “Prolon-gation of safe operation of the K-1000-60/3000 turbine power unit after damage to the HPC rotor”, Journal of Me-chanical Engineering – Problemy Mashynobuduvannia, vol. 27, no. 1, pp. 15–25, ISSN 2709-2984, https://doi.org/10.15407/pmach2024.01.015.
Chernousenko O., Peshko V., Usatyi O. (2023), “Changes in the thermal and stress-strain state of the HPC rotor of a powerful NPP turbine after the blades damage”, Journal of Mechanical Engineering – Problemy Mashynobuduvannia, vol. 26, no. 3, pp. 15–27, ISSN 2709-2984, https://doi.org/10.15407/pmach2023.03.015.
Usatyi O., Klob A. (2023), “Matematychna model' termo ta gazodynamichnyh procesiv v turbini bez chastyny soplovyh ta/abo robochyh reshitok [Mathematical model of thermo and gas dynamic processes in a turbine without part of the nozzle and/or working grids]”, International Multidisciplinary Scientific Internet Conference “World of scientific research. Issue 18. Ternopil (Ukraine) – Perevorsk (Poland), April 20–21, 2023, ISSN 2786-6823 (print), Access mode: http://www.economy-confer.com.ua/full-article/4467/ (accessed 05 April 2024).
Usatyi O., Chernousenko O., Peshko V. (2023), “Search-ing for Possible Design Solutions to Extend the Service Life of the HPC of a Powerful NPP Turbine after Damage to the Rotor Blades”, Bulletin of NTU “KhPI”. Series: Power and heat engineering processes and equipment, no. 1–2(13–14), pp. 5–10, ISSN 2078-774X (print), ISSN 2707-7543 (on-line), https://doi.org/10.20998/2078-774X.2023.01.01.
Cano S., Rodríguez J.A., Rodríguez J.M., García J.C., Sier-ra F.Z., Casolco S.R., Herrera M. (2019), “Detection of damage in steam turbine blades caused by low cycle and strain cycling fatigue”, Engineering Failure Analysis, vol. 97, pp. 579–588, https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2019.01.015.
Quintanar-Gago D. A., Nelson P. F., Díaz-Sánchez Á., Boldrick M. S. (2021), “Assessment of steam turbine blade failure and damage mechanisms using a Bayesian network”, Reliability Engineering & System Safety, vol. 207, no. 107329, https://doi.org/10.1016/j.ress.2020.107329.
Shulzhenko M. H., Olkhovskyi A. S. (2021), “Vibrational stresses of damaged steam turbine blades after renovation repair”, Journal of Mechanical Engineering – Problemy Mashynobuduvannia, vol. 24, no. 1, pp. 42–52, https://doi.org/10.15407/pmach2021.01.042.
Solovei P., Student O., Svirska L., Kurnat I., Krechkovska S., Gural T. (2023), “Establishing the causes of premature damage of steam turbine rotor blades of TPP”, Scientific Journal of TNTU (Tern.), Vol. 110, No 2, pp. 46–56, ISSN 2522-4433, https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2023.02.046.
Mukhopadhyay N.K., Ghosh Chowdhury S., Das G., Chattoraj I., Das S.K., Bhattacharya D.K. (2001), “An in-vestigation of the failure of low pressure steam turbine blades”, Failure Analysis Case Studies II, pp. 211–223, https://doi.org/10.1016/B978-0-08-043959-4.50021-3.
Gao J., Xu Z., Tang Z., Lei Y., Sun W., Guo B., Zhao Z. (2023), “Failure study of steam turbine Last-Stage rotor blades under a High-Speed wet steam environment”, En-gineering Failure Analysis, vol. 154, no. 107643m https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2023.107643.
Zhao X., Ru D., Wang P., Gan L., Wu H., Zhong Z. (2021), “Fatigue life prediction of a supercritical steam turbine rotor based on neural networks”, Engineering Fail-ure Analysis, vol. 127, no. 105435, https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2021.105435.
