Введение к работе
Актуальность темы. Эффективность энергообеспечения страны -одна из важнейших характеристик ее культуры. Тепловые электростанции были и остаются на длительный период основой энергетики. Отечественный и мировой опыт эксплуатации и ремонта ТЭС, испытания образцов и моделей, расчетно-теоретические исследования позволили вполне достоверно выявить принципиальную техническую возможность и экономическую целесообразность увеличения срока жизни ТЭС с давлением пара 13 и 24 МПа до 40-60ти лет (300-400 тыс. час.). Традиция' отечественной энергетики имеет существенное отлиние при ее сопос- . тавлении с традицией энергетики США и других технически передовых стран. Суть этого oтлия в способе контроля живучести, надежности и долговечности оборудования. В отечественной энергетике этот способ реализован на основе лабораторий и служб металлов, а для отраслевых образцов стареющих ТЭС(эксплуатируемых в окрестности и за пределом паркового ресурса) в последние годы создаются лаборатории ' измерения дефектности оборудования. Решение проблемы стареющих ТЭС моделируется путем минимизации несоответствия между указанной тра- ' дицией, современными краевыми условиями и тенденциями, определяющими коррекцию этих краевых условий. Эффективное решение проблемы живучести стареющих ТЭС России реализуется путем создания группы отраслевых образцов таких ТЭС. При этом развертывание систем измерения и восстановления живучести ТЭС в целом производится при опережающем освоении этих систем в тепловой и электрической частях ТЭС и, в первую очередь, для обеспечения культуры эксплуатации роторов и корпусов турбин. Такой системный подход реализован в отраслевой концепции и научно-технической программе "ВЕ-ДА-21-2" 1994 г., которые позволили обосновать и впервые в отечественной энергетике спроектировать, ввести в действие и приступить к освоению первой очереди отраслевого метролого-технологического комплекса по живучести оборудования ТЭС.
Цель работы - разработка научно-технических и технологических основ повышения живучести и создание группы отраслевых образцов
- г -
стареющих ТЭС путем решения следующих конкретных задач:
выявление "слабых звеньев", основных несоответствий в области эксплуатации, ремонта и контроля роторов, корпусов турбин, а также несоответствий системы традиционных подходов и нормативов реальным средствам и особенностям повреждений;
экспертиза отечественных и мировых тенденций, содействующих фактическому решению проблемы увеличения живучести цилиндров турбин и ТЭС в целом;
создание, освоение и совершенствование системы обогрева фланцев и шпилек цилиндров высокого (ЦВД) и среднего (ЦСД) давления, реализующей эффективную технологию регулирования и нормализации деформаций и перемещений с учетом анализа мирового и отечественного опыта;
увеличение маневренности энергоблоков Костромской ГРЭС -необходимого авена повышения культуры эксплуатации;
увеличение межремонтного периода энергоблоков . Костромской ГРЭС.
Решение указанных конкретных зачач обеспечивает ценностную характеристику работы - повышение культуры эксплуатации, живучести и энергосбережение.
Научная новизна исследования состоит в следующем:
разработаны базовые положения основ теории живучести ТЭС, которые представлены в отраслевой концепции, развернутой научно-технической программе "ВЕДА-21-2" и системе научно-технической документации (НТД) РАО "ЕЭС России" - Госгортехнадзора;
обоснованы и реализованы даринципы создания и эксплуатации автомодельной системы обогрева фланцев и шпилек ЦВД и ЦСД, обеспечивающей близкие к оптимальным характеристики живучести;
создана новая технология нагружения энергоблока СКД, позволившая исключить эксплуатационно сложный этап перехода на номинальное давление свежего пара при существенном улучшении маневренных характеристик блока и нестационарного термонапряженного состояния ротора еысокого давления при пуске;
разработана система критериев и нормативных условий, определяющая переход на увеличенный до 5-8 лет период между капитальными ремонтами;
обоснован алгоритм, позволяющий уменьшить до допустимых пределов опасность эксплуатации стареющих ТЭС на основе . создания
группы отраслевых образцов стареющих ТЭС и отраслевого метроло-го-технологического комплекса.
Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспе
чена: —
- эксплуатационным опытом проверки основных схемных и конст
руктивно-технологических решений за период от 5 до 20 лет и более;
-использованием баз данных и знаний экспертной системы "Живучесть ТЭС" и математического аппарата, созданного в теории живучести и ориентированного на решение проблем, подобных исследуемой.
Практическая ценность результатов исследования:
обоснована, создана и освоена система схемных, конструктивно-технологических и нормативных решений, повышающих живучесть, маневренность и, в целом, культуру эксплуатации роторов и корпусов турбин типа К-300-240 ЛМЗ;
обеспечена практическая возможность тестирования, аттестации, лицензирования и совершенствования технологий измерения и восстановления живучести с помощью отраслевого метролого-технологического комплекса. Этим достоверно достигнута необходимая мера завершенности исследования. - :
Автор защищает: і j
технологический аспект схемного и конструктивного решения системы, обеспечивающей допустимость пределов изменения термических деформаций и перемещений ЦВД и ЦСД путем обогрева фланцев и шпилек;
технологию нового способа нагружения энергоблоков СКД;
эксплуатационный аспект отраслевой концепции и научно-технической программы "ВЕДА-21-2" по обеспечению живучести стареющих ТЭС и постановления "О реализации качественного нового этапа программы "Живучесть ТЭС" N 7 от 11.03.96.
эксплуатационный аспект процесса создания группы отраслевых образцов стареющих ТЭС;
-'системный подход к созданию свода нормативов по направлению "Живучесть ТЭС".
Апробация результатов исследования осуществлена на совещаниях межотраслевого координационного Совета, научного Совета отраслевого образца стареющих ТЭС (1988-1996, Москва, ВТИ; Костромская ГРЭС; ОРГРЭС), а также при обсуждении нормативных документов и комплекса технологий по направлению "Живучесть ТЭС" с руководите-
лями ТЭС и ведущими специалистами в области живучести, прочности, надежности (авиация, атомные электростанции, железнодорожньн транспорт, общее машиностроение).
Публикации: Основные положения дисоертации изложены в публикациях: статьи (шесть), изобретения (одно), сборник "Система нормативных документов по направлению "Живучесть ТЭС" (свыше десяті НТД, созданных с участием автора).
Личный вклад автора в решение исследованной проблемы заключается в следующем:
обоснование выбора объекта исследования, средств и критериев, позволивших за период свыше двадцати лет осуществлять преобразование Костромской ГРЭС в отраслевой образец стареющей ТЭС;
выбор системы решений, 'определивших необходимую належності и культуру эксплуатации,, начинай с этапа освоения до старения оборудования ТЭС; j ;
создание системы технологических, схемных и режимных решений важной отраслевой проблемы увеличения живучести стареющей ТХ, полученных на примере Костромской ГРЭС при усовершенствовании системы обогрева ЦВД и ЦСД (технологический аспект), технологии наг-ружения энергоблока (схемный аспект).
Структура и объем диссертации: диссертационная работа состош из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы, включающего 112наименований. Общий объем: 13 5 страниц основного машинописного текста, 47 рисунков.
