Введение к работе
Актуальность темы. По данным Мирового энергетического Совета (МИРЭС) в ближайшем будущем основными источниками энергии станут электростанций, работающие на ядерном и твердом органическом топливе. В России в настоящее время более 70% электроэнергии вырабатывается на тепловых электрических станциях С1ЭС). К надежности работы оборудования электростанций, использующих эти топлива, предъявляются повышенные требования.
В последнее десятилетие ситуация с потреблением и производством электроэнергии стремительно изменяется: ухудшается качество топлива; уменьшаются запасы и осложняется их добыча; для производства электроэнергии используются все более сложные тепловые схемы; увеличивается неравномерность графиков нагрузок энергосистем; наметилось отставание в развитии новых технологий; сдерживается строительство новых электростанций, в том числе и маневренных; происходит неизбежный процесс старения существующих электростанций; рыночные реформы заставляют провести переоценку ценностей, в том числе и в производстве электроэнергии. Сложившиеся обстоятельства ешс более обострили задачи по обеспечению надежности и эффективности оборудования ТЭС, решению вопросов которых и посвящена эта работа.
Цель работы. Обобщение результатов экспериментальных и аналитических исследований, проведенных автором, по повышению надежности оборудования ТЭС и разработка отраслевой системы диагностики состояния металла тепломеханического оборудования.
Основные задачи исследования. В работе рассматривается и решается ряд задач:
исследование элементов тепловых схем ТЭС на повреждаемость; причины отказов в работе оборудования и оценка надежности отдельных элементов электростанций;
исследование воздействий циклических нагрузок на металл тонкостенных и толстостенных конструкций ;
исследование процесса трещинообразования в металле толстостенных элементов оборудования при колебаниях температур и тепловых ударах;
- разработка принципов и методов проведения системы
технической диагностики металла оборудования ТЭС.
Научная новизна и значимость работы состоит в следующем.
Предложена обоснованная рейтинговая система обеспечения надежности работы металла по элементам оборудования "ГЭС.
Разработана и использована оригинальная система измерений температуры металла поверхностей нагрева и барабана в обогреваемой зоне котла.
Установлено, что контролировать надежность оборудования ТЭС можно измеряя (помимо давлений и нагрузок) температуру металла в определенных точках обогреваемых зон; скорости изменений температур как металла, так и теплоносителей; разности температур металла между обогреваемыми и необогреваемыми точками, входными и выходными сечениями; разности температур теплоносителей.
Выявлено, что помимо контролируемых, медленных изменений температур и давлений, возникающих при переходных режимах работы ТЭС, существуют пульсирующие колебания температур и давлений, способствующие образованию трещин в металле. В работе даются оценки негативных последствий этих тепловых ударов и колебаний.
- Разработана система технической диагностики металла
оборудования ТЭС.
Практическая ценность работы заключается в том, что результаты выполненных исследований нашли применение на практике (в эксплуатации оборудования ТЭС), а также в:
разработке и реализации оригинальной системы измерений температуры металла поверхностей нагрева в обогреваемой зоне и барабана котла;
разработке метода оценки негативного воздействия пульсирующих колебаний температуры на металл толстостенного оборудования;
разработке мероприятий по устранению колебаний температуры металла толстостенных элементов при переменных нагрузках энергоблока;
разработке и реализации на основе экспериментальных и теоретических исследований системы технической диагностики за состоянием металла, направленной на повышение надежности.
Результаты исследований нашли широкое применение на многих электростанциях "Донбассэнерго" (Украина) и "Ростовэнерго" (Россия), а именно: Углегорская ГРЭС, Старобешевская ГРЭС, Мироновская ГРЭС, Вор о шиловгр адская ГРЭС, Новочеркасская ГРЭС, Ростовская ТЭЦ и др.
Достоверность и обоснованность решений, выводов и практических рекомендаций обеспечивается проведением исследований на действующем оборудовании с применением системного подхода и традиционных, отработанных практикой методов измерений; идентичностью и адекватностью расчетных и экспериментальных дашшх; положительным опытом широкого практического использования предложенных мероприятий и рекомендаций.
Личный вклад автора заключается в разработке и реализации:
программы исследований вопросов надежности работы ТЭС, температурного режима поверхностей нагрева котла на действующем оборудовании с применением традиционных и оригинальных методов измерений и обработки опытных данных;
предложений и рекомендаций по контролю и повышению надежности работы на действующем оборудовании ТЭС.
Автор работы защищает:
системный подход по программе исследований условий работы и надежности основных элементов оборудования электростанций;
результаты полученных экспериментальных исследований на действующих котлах ТП-100ДТМЕ-444, ТП-230;
результаты теоретических исследований надежности элементов оборудования ТЭС;
результаты оценки надежности оборудования ТЭС на основе показателей их работы в условиях переменных графиков электрической нагрузки;
- разработанную систему технической диагностики за
состоянием металла ТЭС.
Публикации по работе. Автором опубликовано 20 научных работ, из них авторских свидетельств на изобретение - 3. По теме диссертации 12 работ, перечень которых приведен в конце автореферата.
Апробация работы. Положения и рекомендации, изложенные в диссертации, нашли отражение в двух отчетах по договорным работам, докладывались на конференциях: "Экологически чистая энергетика", (1994 г., г. Новочеркасск), "Повышение эффективной работы оборудования ТЭС" (1990 г., г. Горловка), "Повышение эффективности ремонтного обслуживания в энергосистемах Минэнерго УССР" (1973 г., г. Киев), "Пути повышения показателей и качества ремонта тепломеханического оборудования электростанций" (1975 г., г. Москва); на Российско - Американском семинаре "Внедрение интегрированного планирования
энергетических ресурсов в практику развития энергетики России" (1993 г., г. Москва); в 1985 - 1997 гг. на научно-технических совещаниях РАО "ЕЭС России", ОАО "Ростовэнерго". ПЭО "Донбассэнерго", АО "ЮжВТИ", "ВТИ", "Красный котельщик", ОАО "НИИ ЭПЭ", на заседаниях кафедры "Тепловые электрические станции" НГТУ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы. Общий обьеы диссертации 208 страниц, в тоы числе 55 рисунков, 11 таблиц.
