Features of prolongation of the service life of high- and intermediate-pressure rotors of K-200-130 steam turbine of Luhansk TPP
At present, there is a significant quantity of DTEK “Energo” power units that already worked for their park lifetime. In particular, this concerns the K-200-130-3 steam turbine of 9th power unit of DTEK “Luhansk TPP”. There arises a necessity to make decision on the possibility of its further servic...
Збережено в:
| Дата: | 2018 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2018
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/668 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
System Research in Energy| _version_ | 1871104184407818240 |
|---|---|
| author | Chernousenko O.Yu. Rindyuk D.V. Peshko V.A. |
| author_facet | Chernousenko O.Yu. Rindyuk D.V. Peshko V.A. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Chernousenko O.Yu.",
"institution": null
},
{
"author": "Rindyuk D.V.",
"institution": null
},
{
"author": "Peshko V.A.",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Chernousenko O.Yu. |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:44Z |
| description | At present, there is a significant quantity of DTEK “Energo” power units that already worked for their park lifetime. In particular, this concerns the K-200-130-3 steam turbine of 9th power unit of DTEK “Luhansk TPP”. There arises a necessity to make decision on the possibility of its further service. We estimated its residual lifetime based on 3D-spatial analogs of high- and intermediate-pressure rotors of the K-200-130-3 steam turbine of 9th power unit of DTEK “Luhansk TPP”. Here, the experimentally obtained safety factors of metal strength were taken into account, and the actual conditions of operation were determined according to the data of metal damage, obtained by the results of inspection of the state of metal of the power equipment. Recommendations for the re-prolongation of service lifetime of high-temperature power equipment are considered. |
| doi_str_mv | 10.15407/pge2018.02.065 |
| first_indexed | 2026-03-24T02:02:35Z |
| format | Article |
| fulltext |
65
Эффективное продление эксплуатации роторов высокого и среднего давления турбины к-200-130 луганской ТЭС
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2018, issue2(53)
Введение. В 2006–2009 гг. НТУУ «КПИ име-
ни Игоря Сикорского» были выполнены работы
по оценке остаточного ресурса высокотемпера-
турного энергетического оборудования паровой
турбины К-200-130 мощностью 200 МВт блока
№ 9 ДТЭК «Луганская ТЭС» и продлена его
эксплуатация на 50 тыс. ч.
Согласно нормативным документам Ми-
нистерства энергетики и угольной промыш-
ленности Украины, парковый ресурс паровых
турбин К-200-130 ЛМЗ равен 220 тыс. ч. при
числе пусков 800 [1]. На сегодняшний день
срок продления эксплуатации энергоблока
№ 9 ДТЭК «Луганская ТЭС» истек. Возникла
необходимость оценки индивидуального ресур-
са паровой турбины с целью определения воз-
можности повторного продления эксплуатации,
особенностью которой является сверхпарковая
наработка энергетического оборудования более
250 тыс. ч, наличие повреждений в виде трещин
в роторах высокого (РВД) и среднего давления
(РСД), а также работа оборудования в манев-
ренных режимах при покрытии пиков электри-
ческой нагрузки.
Целью работы является обоснование допу-
стимости последующей эксплуатации высоко-
температурных элементов турбины энергоблока
№ 9 Луганской ТЭС. Произведено расчетное
определение длительной прочности, сопротив-
ления малоцикловой усталости и оценен инди-
видуальный остаточный ресурс роторов высо-
кого и среднего давления.
Анализ результатов контроля металла ро-
торов высокого и среднего давления.
За время эксплуатации контроль металла
деталей турбины выполняли в период планово-
предупредительных ремонтов. Выполняли сле-
дующие виды контроля: визуальный контроль с
травлением галтельных переходов, дисков, ра-
бочих лопаток, валов роторов ВД и СД, направ-
НАДІЙНІСТЬ ЕКСПЛУАТАЦІЇ ТА БЕЗПЕКА
ФУНКЦІОНУВАННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ОБ'ЄКТІВ І СИСТЕМ
ISSN 2522-4344 (Online), ISSN 1562-8965 (Print). The problems of general energy, 2018, 2(53): 65–70
doi: https://doi.org/10.15407/pge2018.02.065
УДК 621.165.62-192 О. Ю. ЧЕРНОУСЕНКО, д-р. техн. наук., проф.,
Д. В. РЫНДЮК, канд. техн. наук, доц., В. А. ПЕШКО, канд. техн. наук.
Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический
институт имени Игоря Сикорского», пр-т Победы, 37, г. Киев, 03056, Украина
ЭФФЕКТИВНОЕ ПРОДЛЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ РОТОРОВ ВЫСОКОГО
И СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ ТУРБИНЫ К-200-130 ЛУГАНСКОЙ ТЭС
В ДТЭК Энерго есть значительное количество энергоблоков, которые отработали
парковый ресурс на сегодняшний день, среди них и энергоблок № 9 ДТЭК «Лу-
ганская ТЭС» мощностью 200 МВт с паровыми турбинами К-200-130. Возникает
необходимость принятия решения о дальнейшей эксплуатации. Проведена оцен-
ка остаточного ресурса на базе 3D-пространственных аналогов для РВД и РСД
паровой турбины К-200-130 мощностью 200 МВт блоков № 9 ДТЭК «Луганская
ТЭС» с экспериментально полученными коэффициентами запаса прочности ме-
талла и учетом реальных условий эксплуатации согласно данных поврежденнос-
ти, полученных по результатам обследования состояния металла энергетического
оборудования. Рассмотрены рекомендации по повторному продлению срока
эксплуатации высокотемпературного энергетического оборудования.
К л ю ч е в ы е с л о в а : коэффициент запаса прочности, ротор среднего давле-
ния, ротор высокого давления, статическая поврежденность, циклическая повреж-
денность, остаточный ресурс, малоцикловая усталость, длительная прочность.
© О. Ю. ЧЕРНОУСЕНКО, Д. В. РЫНДЮК, В. А. ПЕШКО, 2018
66
О. Ю. ЧЕРНОУСЕНКО, Д. В. РЫНДЮК, В. А. ПЕШКО
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2018, issue2(53)
ляющих лопаток и тела сварной диафрагмы, ра-
диусных переходов. Для анализа возможности
продления эксплуатации были представлены
ротора РВД, РСД1 и РСД2, которые эксплуати-
ровались на различных объектах ДТЭК Энерго.
В 2011 г. Государственное Донбасское пред-
приятие по пуску, наладке, совершенствованию
технологии и эксплуатации электростанций и
сетей «ДонОРГРЭС» провело обследование
РВД паровой турбины К-200-130-3, снятой с
энергоблока № 15 Луганской ТЭС. В заключи-
тельном отчете по результатам визуального и
ультразвукового контроля всех деталей ротора,
а также магнитопорошковой дефектоскопии не-
допустимых дефектов не обнаружено.
Лабораторией металлов и сварки обосо-
бленного предприятия «Луганская ТЭС» ООО
«ДТЭК ВОСТОКЭНЕРГО» в 2017 г. (Заклю-
чение № 62-17-20 от 17.02.2017 г.) выполнен
вихретоковой контроль тепловых канавок
РВД. По результатам контроля обнаружены
трещины в канавках № 17–30 глубиной 4–7
мм. В ноябре 2017 г. выполнен повторный
контроль после удаления трещин (Заключение
№ 730-17-20 от 17.11.2017 г.). В результате об-
наружены трещины в канавках № 1–16 глуби-
ной 8 мм, в канавках № 17–30 глубиной 11–14
мм (№ 27–12 мм, № 29–14 мм). Также был вы-
полнен визуальный контроль галтельных пере-
ходов, дисков, рабочих лопаток, уплотнений,
осевого канала и т.д. (Заключение № 84-17-
20 от 01.03.2017 г.). По результатам контроля
качество металла ротора со стороны осевого
канала оценивается как удовлетворительное.
Дефекты лопаток выбраны механическим спо-
собом и закруглены. Фактическая наработка
РВД на ноябрь 2017 г. составила 222 438 ч.,
количество пусков – 2118.
Аналогичные работы были проведены для
ротора среднего давления (РCД1) паровой тур-
бины К-200-130-3, снятого с энергоблока № 13
Луганской ТЭС. Лабораторией металлов и свар-
ки был выполнен оптико-визуальный контроль
тепловых канавок уплотнений, а также дефекта-
ция ротора. Обнаружены кольцевые трещины,
которые были устранены. Также проведен визу-
альный и ультразвуковой контроль, магнитопо-
рошковая дефектоскопия осевого канала РСД. В
заключительном отчете по результатам визуаль-
ного и ультразвукового контроля всех деталей
ротора, а также магнитопорошковой дефекто-
скопии недопустимых дефектов не обнаруже-
но. Заключение по результатам визуального и
измерительного контроля удовлетворительное.
Фактическая наработка РСД1 на ноябрь 2017 г.
составила 144596 ч., количество пусков – 927.
Наработка РСД2 на ноябрь 2017 г. составила
250264 ч., количество пусков – 1389. РСД2 де-
монтирован с энергоблока № 3 Кураховской ТЭС
с наработкой 194890 ч и 860 пусков. На Луган-
скую ТЭС РСД был поставлен в 2007 г. в следу-
ющем состоянии: отсутствовали 13–16 ступени,
бой составлял 0,16 мм, имелись кольцевые тре-
щины глубиной до 4 мм по диску 13 ступени, осе-
вой канал без дефектов. В ходе контроля 2007 г.
были обнаружены трещины по тепловым канав-
кам, они проточены до глубины 10–14,5 мм. Тре-
щины по диску 13 ступени выбраны до глубины
2,5 и 8 мм. В 2007 г. была выполнена работа НПО
«ЦКТИ» по определению остаточного ресурса
РСД, результатом которой стало продление экс-
плуатации на 25 000 ч., но не более 220 тыс. ч.
Лабораторией металлов и сварки обособленно-
го предприятия «Луганская ТЭС» ООО «ДТЭК
ВОСТОКЭНЕРГО» в 2017 году при визуальном
контроле обнаружена кольцевая трещина по дис-
ку 13 ступени. Контрольные проточки в двух
местах до 8 мм и 10 мм от суммарной глубины
16 мм и 18 мм. Трещина продолжает развиваться.
РСД ремонту не подлежит и не пригоден к даль-
нейшей эксплуатации.
По результатам проведенного технического
аудита состояния металла высокотемператур-
ных элементов все обнаруженные дефекты в
процессе поверочного расчета при моделирова-
нии геометрии РВД, РСД1, РСД2 вносились в
проектную конструкцию завода изготовителя.
Расчетная оценка остаточного ресурса ро-
торов высокого и среднего давления. Модели-
рование теплового (ТС) и напряженно-дефор-
мированного состояний (НДС) высокотемпера-
турных элементов паровой турбины К-200-130
блока № 9 ДТЭК «Луганская ТЭС» осуществля-
лось в трехмерной постановке на стационарных
и пусковых режимах работы согласно [3, 4]. Для
анализа НДС рассмотрены три режима: пуск из
холодного состояния по типу ХС (t0мет = 100 °С),
из неостывшего состояния НС-1 (t0мет = 250 °С) и
из неостывшего состояния НС-2 (t0мет = 410 °С).
Численное исследование ТС и НДС высо-
котемпературных элементов паровой турбины
К-200-130 блока № 9 ДТЭК «Луганская ТЭС»
показало, что определяющий ресурсные ха-
рактеристики энергетического оборудования
уровень суммарных напряжений (температур-
ных, от действия центробежных сил и давления
пара) на номинальном режиме эксплуатации и
при пусках из различных тепловых состояний
возникает для РВД, РСД1 и РСД2 в зоне осевого
канала, первых обойм концевых уплотнений, а
также в галтелях регулирующей и первых трех
ступеней давления.
67
Эффективное продление эксплуатации роторов высокого и среднего давления турбины к-200-130 луганской ТЭС
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2018, issue2(53)
Для РВД при пусках из НС-2 характерно воз-
никновение зон максимальной интенсивности
напряжений как в зоне 4-ой ступени давления
РВД (σі =159,2 МПа) в момент времени 1900 с
(нагружение до 30 МВт), так и в зоне осевого
отверстия и передних концевых уплотнений
(σі =162,7 МПа) в момент выхода блока на но-
минальный режим.
При пусках из ХС для РВД наибольшие зна-
чения интенсивности напряжений наблюда-
ются у осевой расточки, на ободе диска регу-
лирующей ступени и на валу в зоне передних
концевых уплотнений. Значения максималь-
ной интенсивности напряжений наблюдают-
ся в зоне обода диска регулирующей ступени
(σі = 309,6 МПа) и передних концевых уплот-
нений (σі = 300,8 МПа), при этом температура
металла в этих точках составляет 385–389 °С в
момент времени 4500 с, что соответствует набо-
ру номинального числа оборотов 3000 об/мин.
При пусках из НС-1 для РВД наибольшие
значения интенсивности напряжений наблю-
даются у осевой расточки (σі = 285,9 МПа) в
момент пуска (3400 с), а также на валу в зоне
передних концевых уплотнений за обоймой № 2
(σі = 337,9 МПа) в момент пуска (2400 с). При
этом температура металла в этих точках состав-
ляет 385–390 °С.
Для РСД1 при пусках из НС-2 высокие зна-
чения градиента температур возникает в конце
режима нагружения (6780 с), а также на эта-
пе разворота ротора в момент набора оборо-
тов 1200 об/мин (1900 с). Наибольшие значе-
ния интенсивности напряжений наблюдаются
в зоне осевого отверстия (σі = 297,4 МПа) и у
корневой части диска перед 13-ой ступенью
(σі = 324,4 МПа). Значения размахов максималь-
ной интенсивности напряжений, определяющие
ресурс, приняты у корневой части диска перед
13-ой ступенью σі = 324,4 МПа при температуре
металла tм = 399 °С.
При пусках из ХС для РСД1 максимальный
градиент температур возникает в начальные
этапы пуска. Высокие значения интенсивно-
сти напряжений наблюдаются в зоне перед-
них концевых уплотнений за обоймой № 2
(σі = 387,1 МПа) и в зоне придисковой галтели
за 13-ой ступенью (σі = 464,4 МПа) при темпера-
туре металла tм = 376 °С.
Для РСД1 при пусках из НС-1 большие зна-
чения градиента температур возникают на эта-
пе разворота ротора в момент нагружения до
30 МВт (3000 с). Наибольшие значения интен-
сивности напряжений наблюдаются в зоне пе-
редних концевых уплотнений (σі = 257 МПа), в
осевом отверстии (σі = 223 МПа) и у корневой
части диска за 13-ой ступенью, где интенсив-
ности напряжений максимальны (σі = 267 МПа).
При пусках из ХС для РСД2 высокие значе-
ния интенсивности напряжений наблюдаются в
зоне передних концевых уплотнений за обой-
мой № 2 (σі = 345,1 МПа) и в зоне придисковой
галтели за 13-ой ступенью (σі = 441 МПа).
В расчетной модели РСД-2 смоделирована
трещина глубиной 18 мм (рис. 1). Интенсив-
ность условных упругих напряжений в трещи-
не составляет σі = 441,0 МПа в момент времени
4500 с при пуске из ХС (3000 об/мин). В этот
момент времени имеет место максимальный
градиент температур (рис. 1).
Амплитуду деформации, согласно [5], опре-
деляли по значениям интенсивности деформа-
а б
Рисунок 1. Результаты расчета напряженно-деформированного состояния РСД-2 при пуске из ХС
в момент времени 4500 с (3000 об/мин): а – общий вид; б – вид А
68
О. Ю. ЧЕРНОУСЕНКО, Д. В. РЫНДЮК, В. А. ПЕШКО
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2018, issue2(53)
ций в течение цикла нагружения (исходное со-
стояние – нагружение – номинальный режим –
разгружение – исходное состояние). Количество
циклов нагружения до появления трещин опре-
деляли по экспериментальным кривым малоци-
кловой усталости, полученным по результатам
испытаний образцов на растяжение – сжатие
при жестком симметричном цикле и постоян-
ной температуре.
Суммарная поврежденность П’, накопленная
в металле роторов, работающих в условиях со-
вместного действия ползучести при различных
установившихся режимах и циклических на-
грузок при различных переменных режимах, и
остаточная наработка до появления трещины
определялась согласно [6].
При расчетах на малоцикловую усталость
РВД, РСД1 и РСД2 исследовали контрольные
точки максимальных интенсивностей условных
упругих напряжений. В исследуемых узлах рас-
считывали интенсивности условных упругих
напряжений, главные напряжения в течении
всего времени пуска для всех типов пусков.
Определяли временные точки для оценки по-
врежденности от малоцикловой усталости и
остаточного ресурса роторов, где размах интен-
сивности условных упругих напряжений был
максимальным.
В расчетах на малоцикловую усталость запас
по числу циклов и по деформациям принимает-
ся в соответствии с рекомендациями [5] nN = 5;
nε = 1,5. Во втором случае эти же коэффициен-
ты приняты на уровне nN = 3 и nε = 1,25. Такие
значения получены в результате эксперимен-
тальных исследований [7] структуры и свойств
металла с целью уточнения характеристик дли-
тельной прочности и запасов прочности. Про-
ведены экспериментальные исследования на
малоцикловую усталость образцов корпусной
стали ЦВД и ЦСД, а также образцов роторной
стали РСД паровой турбины К-210-130-3 «Лу-
ганская ТЭС» ПАО «Востокэнерго».
С учетом оценки малоцикловой усталости
металла РВД, РСД-1, РСД-2 паровой турбины
К-200-130-3 расчетная оценка повреждаемости,
остаточной допускаемой наработки в годах и
индивидуального остаточного ресурса соглас-
но рекомендациям [2, 5, 6] для энергоблока №
9 ДТЭК Луганская ТЭС представлена в табл. 1.
В случае, когда допустимое количество пу-
сков [Nрl] приводит к значительному снижению
ресурсных характеристик при коэффициентах
запаса прочности по количеству циклов и по
деформациям на уровне 5 / 1,5 (табл. 1 пункты
14,15), то по решению экспертной комиссии,
состоящей из представителей электрической
станции и специализированных организаций,
можно допустить снижение коэффициентов за-
паса прочности по количеству циклов и по де-
формациям на уровне 3 / 1,25, учитывая данные
экспериментальных исследований КПИ имени
Игоря Сикорского и Института проблем проч-
ности НАН Украины [8].
Допускаемое время работы металла выбира-
ется по диаграммам длительной прочности [3,
4] и составляет 370 тыс. ч. при расчете статиче-
ской поврежденности согласно [5, 6]. С учетом
проведенных экспериментальных исследований
[7, 8] допускаемое время работы металла можно
увеличить до 450 тыс. ч. (табл. 1, пункт 12), тог-
да остаточный ресурс увеличится. Такой подход
можно допустить лишь в случае положительно-
го решения экспертной комиссии.
Реальные значения повреждаемости могут
иметь тенденцию к увеличению по следующим
причинам: остановы с принудительным расхо-
лаживанием могут увеличивать амплитуду на-
пряжений; при наработке оборудования более
200 тыс. ч. имеет место некоторая деградация
свойств металла; отклонение реальных пуско-
вых графиков от графиков, определенных ин-
струкцией по эксплуатации за счет влияния
человеческого фактора; отсутствие полных дан-
ных о реальном состоянии металла роторов в
данный момент эксплуатации.
Таким образом, суммарная поврежденность
металла РВД турбоагрегата К-200-130 энер-
гоблока № 9 ДТЭК Луганская ТЭС составляет
105%, РСД1 – 86%, РСД2 – 138% при коэффи-
циентах запаса прочности по количеству циклов
и по деформациям на уровне 5 и 1,5, а также
допускаемом времени работы металла 370 тыс.
ч. (табл. 1). Если суммарная поврежденность
металла РВД и РСД2 больше 100%, то дальней-
шая эксплуатация оборудования не возможна
согласно рекомендациям [2].
При коэффициентах запаса прочности по ко-
личеству циклов и по деформациям на уровне
3 и 1,25, а также допускаемом времени рабо-
ты металла 370 тыс. ч. суммарная поврежден-
ность РВД находится на уровне 77,39%, РСД1
– 66,97%, а РСД2 – 97,41%. Допустимое допол-
нительное расчетное число пусков для ротора
РСД1 составит порядка 523 пусков, для РСД2 –
251 пуск, а для РВД – 582 пуска в самом консер-
вативном случае минимального допустимого из
всех видов расчетного числа пусков (табл. 1).
Запасы кратковременной статической проч-
ности роторов нигде не выходят за пределы до-
пустимых (n´т, n´´т ≥ 1,6) согласно п.п. 5, 6 табл. 1.
Если ЭК может допустить снижение коэффици-
ентов запаса прочности по количеству циклов
69
Эффективное продление эксплуатации роторов высокого и среднего давления турбины к-200-130 луганской ТЭС
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2018, issue2(53)
и по деформациям на уровне 3 \ 1,25, а также
принять допускаемое время работы металла на
уровне 370 тыс. ч, то остаточный ресурс метал-
ла РВД турбоагрегата К-200-130 энергоблока
№ 9 ДТЭК Луганская ТЭС составляет 85699 ч,
ротора РСД1 – 64562 ч, а ротора РСД2 – 6657 ч.
Это позволит продлить эксплуатацию РВД и
РСД1 на 50 тыс. ч. при числе пусков, равном
половине паркового, т.е. 400 пусков. Для РСД2
дальнейшая эксплуатация не допускается.
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
1. Расчеты на малоцикловую усталость и ста-
тическую поврежденность роторов РВД, РСД1
и РСД2 паровой турбины К-200-130-3 блока
№ 9 ДТЭК «Луганская ТЭС» показали, при ко-
эффициентах запаса прочности по количеству
циклов и по деформациям на уровне 5 и 1,5, а
также допускаемом времени работы металла
370 тыс. ч суммарная поврежденность металла
ротора РВД находится на уровне 105%, РСД1 –
86%, а РСД2 – 138%. При коэффициентах запа-
са прочности по количеству циклов и по дефор-
мациям на уровне 3 и 1,25, а также допускаемом
времени работы металла 370 тыс. ч. суммарная
поврежденность металла РВД находится на
уровне 77%, РСД1 – 67%, а РСД2 – 97%.
2. Проведенные экспериментальные иссле-
дования в области длительной прочности и
малоцикловой усталости основного металла
турбин серии К-200-130, имеющих сверхпарко-
вые наработки, свидетельствуют о возможности
снижения коэффициентов запаса прочности.
Однако рекомендуется провести серию экспе-
риментов с использованием металла конкретно
исследуемой турбоустановки. Если же ЭК мо-
жет допустить снижение коэффициентов запаса
прочности, то остаточный ресурс металла РВД
составляет 85699 ч, РСД1 – 64562 ч, а РСД2 –
6657 ч. Это позволит продлить эксплуатацию
Таблица 1 – Расчетная оценка поврежденности, остаточной наработки в годах
и индивидуального ресурса роторов РВД и РСД энергоблока ст. № 9 Луганской ТЭС
№ Показатель Формула РВД РСД-1 РСД-2
1. Температура металла t, °C 500 500 500
2. Интенсивность
напряжений σімах,, МПа 116,0 105,5 120,0
3. Предел текучести σ02
в, МПа 400,0 397,0 405,0
4. Номин. эквив.
напряжения σэ, МПа 171,0 184,0 180,0
5. Запас прочности по σімах n´т = σ02
в/σімах 3,45 3,11 3,38
6. Запас прочности по σэ n´´т = σ02
в/σэ 2,35 2,16 2,25
7. Коэффициенты запаса nN \ nε 3\1,25 5\1,5 3\1,25 5\1,5 3\1,25 5\1,5
8.
Допускаемое число
циклов по различ. типам
пусков
[Nрl] НС-2 >104 6800 3000 1800 3000 1800
[Nрl] НС-1 >104 7100 7500 4800 7500 4800
[Nрl] ХС 2700 1800 2600 1450 2600 1450
9. Циклическая
поврежденность
[Пц] =
= ∑ nl/[Nрl]
0,172 0,453 0,2789 0,4698 0,4179 0,704
10. Наработка T, ч 222438 144596 250264
11. Число часов в год τгод = T/z 6111,0 6111,0 6111,0
12. Допускаемое время
работы [tрl] ×105, ч 3,7 3,7 3,7 3,7 4,5 3,7
13. Статическая
поврежденность
[Пст]=∑τобщ /[tрl],
% 0,601 0,601 0,391 0,391 0,5561 0,676
14. Суммарная
поврежденность
[ПΣ]=[Пст] + [Пц],
% 0,7739 1,0549 0,6697 0,8606 0,9741 1,380
15. Годовая поврежденность [Пг´´]=[ПΣ]/z 0,0161 0,0219 0,0152 0,0159 0,0180 0,025
16. Остаточный ресурс Tост= 1-[ПΣ´] /
[Пг´´]× τгод, ч
85699 <0 64562 23419 6657 <0
70
О. Ю. ЧЕРНОУСЕНКО, Д. В. РЫНДЮК, В. А. ПЕШКО
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2018, issue2(53)
РВД и РСД1 на 50 тыс. ч. при числе пусков, рав-
ном половине паркового, т.е. 400 пусков. Для
РСД2 дальнейшая эксплуатация не допускается.
3. Рекомендуется при пусковых режимах из
неостывшего состояния по типу НС-2 нагруже-
ние вести по графику НС-1 с повышением пред-
толчковой температуры свежего пара и пара
промперегрева до 450–500 ºC. При пуске тур-
бины по типу НС-2 в ЦСД подавать пар более
высокой температуры на переднее уплотнение
(порядка 400 ºC). Оптимизировать количество
пусков по типу ХС в сторону уменьшения.
4. Рекомендуется провести модернизацию
системы контроля основных параметров тур-
бины с обязательной регистрацией параме-
тров, влияющих на надежность турбины. Вне-
дрить системы мониторинга виброактивности
турбоагрегатов с диагностикой состояния эле-
ментов валопровода, в том числе и на наличие
трещин в роторе.
1. СОУ-Н МПЕ 40.17.401:2004. Контроль мета-
лу і продовження терміну експлуатації основних
елементів котлів, турбін і трубопроводів теплових
електростанцій. К.: ГРІФРЕ, 2005. 76 с.
2. СОУ-Н МЕВ 40.1-21677681-52:2011. Визначен-
ня розрахункового ресурсу та оцінки живучості
роторів та корпусних деталей турбіни: методичні
вказівки. К: Міненерговугілля України, 2011. 24 с.
3. Черноусенко О.Ю., Пешко В.А. Расчетное ис-
следование теплового и напряженно-деформи-
рованного состояния ротора высокого давления
турбины Т-100/120-130 ст. № 1 ПАО «Харь-
ковская ТЭЦ-5». Вісник НТУ «ХПІ». Серія:
Енергетичні та теплотехнічні процеси й устат-
кування. 2017. № 9(1231). С. 34—40. https://doi.
org/10.20998/2078-774X.2017.09.05.
4. Черноусенко О.Ю. Пешко В.А. Оценка мало-
цикловой усталости, поврежденности и оста-
точного ресурса ротора высокого давления тур-
бины Т-100/120-130 ст. № 1 ПАО «Харьковская
ТЭЦ-5». Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Енергетичні
та теплотехнічні процеси й устаткування. 2017.
№ 10 (1232). С. 29—37. https://doi.
org/10.20998/2078-774X.2017.10.04.
5. РТМ 108.021.103. Детали паровых стационар-
ных турбин. Расчёт на малоцикловую усталость.
М., 1985. № АЗ–002/7382. 49 с.
6. РД 34.17.440-96. Методические указания о по-
рядке проведения работ при оценке индивидуаль-
ного ресурса паровых турбин и продлении срока
их эксплуатации сверх паркового ресурса. М.,
1996. 98 с.
7. Peshko, V, Chernousenko, O., Nikulenkova T.
et. al. (2016). Comprehensive rotor service life
study for high & intermediate pressure cylinders
of high power steam turbines. Propulsion and
Power Research. China: National Laboratory for
Aeronautics and Astronautics, 2016. Vol. 5, Issue 4.
P. 302—309.
8. Черноусенко О. Ю., Пешко В.А. Вплив робо-
ти енергоблоків ТЕС в маневреному режимі на
вичерпання ресурсу енергетичного обладнан-
ня. Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Енергетичні та
теплотехнічні процеси й устаткування. 2016.
№ 10(1182). С. 6—17. https://doi.org/10.20998/2078-
774X.2016.10.01.
Поступила в редколлегию 22.05.2018
|
| id | systemreorg-article-668 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:20:03Z |
| publishDate | 2018 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/64/a5b192056979beac203329f0b805b564.pdf |
| spelling | systemreorg-article-6682026-07-18T12:57:44Z Features of prolongation of the service life of high- and intermediate-pressure rotors of K-200-130 steam turbine of Luhansk TPP Особливості продовження експлуатації роторів високого та середнього тиску турбіни К-200-130 Луганської ТЕС Chernousenko O.Yu. Rindyuk D.V. Peshko V.A. safety factor, intermediate-pressure rotor, high-pressure rotor, static damage, cyclic damage, residual lifetime, low-cycle fatigue, long-term strength. коефіцієнт запасу міцності, ротор середнього тиску, ротор високого тиску, статична пошкоджуваність, циклічна пошкоджуваність, залишковий ресурс, малоциклова втома, довготривала міцність. At present, there is a significant quantity of DTEK “Energo” power units that already worked for their park lifetime. In particular, this concerns the K-200-130-3 steam turbine of 9th power unit of DTEK “Luhansk TPP”. There arises a necessity to make decision on the possibility of its further service. We estimated its residual lifetime based on 3D-spatial analogs of high- and intermediate-pressure rotors of the K-200-130-3 steam turbine of 9th power unit of DTEK “Luhansk TPP”. Here, the experimentally obtained safety factors of metal strength were taken into account, and the actual conditions of operation were determined according to the data of metal damage, obtained by the results of inspection of the state of metal of the power equipment. Recommendations for the re-prolongation of service lifetime of high-temperature power equipment are considered. У ДТЕК «Енерго» є значна кількість енергоблоків, які відпрацювали парковий ресурс на сьогоднішній день, серед них енергоблок № 9 ДТЕК «Луганська ТЕС» потужністю200 МВт з паровими турбінами К-200-130. Виникає необхідність прийняття рішення про подальшу експлуатацію. Проведено оцінку залишкового ресурсу на базі 3D-просторових аналогів для РВТ і РСТ парової турбіни К-200-130 потужністю 200 МВт блоків № 9 ДТЕК «Луганська ТЕС» з експериментально отриманими коефіцієнтами запасу міцності металу і урахуванням реальних умов експлуатації згідно даних пошкоджуваності, отриманих за результатами обстеження стану металу енергетичного устаткування. Розглянуто рекомендації щодо повторного продовження терміну експлуатації високотемпературного енергетичного обладнання. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2018-07-26 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/668 10.15407/pge2018.02.065 System Research in Energy; No. 2 (53) (2018): The Problems of General Energy; 65-70 Системні дослідження в енергетиці; № 2 (53) (2018): Проблеми загальної енергетики; 65-70 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/668/578 Copyright (c) 2018 Chernousenko O.Yu., Rindyuk D.V., Peshko V.A. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | safety factor intermediate-pressure rotor high-pressure rotor static damage cyclic damage residual lifetime low-cycle fatigue long-term strength. Chernousenko O.Yu. Rindyuk D.V. Peshko V.A. Features of prolongation of the service life of high- and intermediate-pressure rotors of K-200-130 steam turbine of Luhansk TPP |
| title | Features of prolongation of the service life of high- and intermediate-pressure rotors of K-200-130 steam turbine of Luhansk TPP |
| title_alt | Особливості продовження експлуатації роторів високого та середнього тиску турбіни К-200-130 Луганської ТЕС |
| title_full | Features of prolongation of the service life of high- and intermediate-pressure rotors of K-200-130 steam turbine of Luhansk TPP |
| title_fullStr | Features of prolongation of the service life of high- and intermediate-pressure rotors of K-200-130 steam turbine of Luhansk TPP |
| title_full_unstemmed | Features of prolongation of the service life of high- and intermediate-pressure rotors of K-200-130 steam turbine of Luhansk TPP |
| title_short | Features of prolongation of the service life of high- and intermediate-pressure rotors of K-200-130 steam turbine of Luhansk TPP |
| title_sort | features of prolongation of the service life of high- and intermediate-pressure rotors of k-200-130 steam turbine of luhansk tpp |
| topic | safety factor intermediate-pressure rotor high-pressure rotor static damage cyclic damage residual lifetime low-cycle fatigue long-term strength. |
| topic_facet | safety factor intermediate-pressure rotor high-pressure rotor static damage cyclic damage residual lifetime low-cycle fatigue long-term strength. коефіцієнт запасу міцності ротор середнього тиску ротор високого тиску статична пошкоджуваність циклічна пошкоджуваність залишковий ресурс малоциклова втома довготривала міцність. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/668 |
| work_keys_str_mv | AT chernousenkooyu featuresofprolongationoftheservicelifeofhighandintermediatepressurerotorsofk200130steamturbineofluhansktpp AT rindyukdv featuresofprolongationoftheservicelifeofhighandintermediatepressurerotorsofk200130steamturbineofluhansktpp AT peshkova featuresofprolongationoftheservicelifeofhighandintermediatepressurerotorsofk200130steamturbineofluhansktpp AT chernousenkooyu osoblivostíprodovžennâekspluatacíírotorívvisokogotaserednʹogotiskuturbínik200130lugansʹkoítes AT rindyukdv osoblivostíprodovžennâekspluatacíírotorívvisokogotaserednʹogotiskuturbínik200130lugansʹkoítes AT peshkova osoblivostíprodovžennâekspluatacíírotorívvisokogotaserednʹogotiskuturbínik200130lugansʹkoítes |