Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Турбомашины и турбоустановки

Диссертационная работа:

Култышев Алексей Юрьевич. Совершенствование режимов пуска турбины К-300-240-2 в составе энергоблока : диссертация ... кандидата технических наук : 05.04.12 Екатеринбург, 2007 149 с., Библиогр.: с. 138-149 РГБ ОД, 61:07-5/4579

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 4

ВВЕДЕНИЕ 6

1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСОВ ПО РАЗРАБОТКЕ И ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЙ РЕЖИМОВ ПУСКА ПАРОВЫХ ТУРБИН 16

1.1. Возникновение проблем ограничения маневренности и надежности турбины при пусках по условиям малоциклового ресурса роторов и этапы исследований для их решения 16

1.2. Современные решения проблем оптимизации режимов пуска и эксплуатационного контроля по критическим элементам турбины 25

1.3. Постановка задач 27

2. ВЫБОР МЕТОДОВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПОСТАВЛЕННЫХ ЗАДАЧ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РЕЖИМОВ ПУСКА ТУРБОУСТАНОВКИ 29

2.1. Цели автоматизации процесса пуска турбоустановки 29

2.2. Автоматизация дискретного управления 30

2.3. Автоматизация непрерывного управления 31

2.3.1. Реализации непрерывного управления по временным программам 32

2.3.2. Непрерывное управление при пусках по замкнутой схеме 33

2.3.3. Расчетное формирование управляющих воздействий 34

2.4. Математическое моделирование прогрева при переходных режимах 34

2.4.1. Аналитические методы 38

2.4.2. Моделирование на основе метода аналогий 41

2.4.3. Численные методы 42

2.5. Основные положения моделирования теплового и термонапряженного состояния роторов 46

2.6. Моделирование теплового и термонапряженного состояния РСД 50

Выводы к главе 56

3. совершенствование технологии пуска дубль-блока мощностью 300 мвт 62

3.1. Особенности нестационарного теплового состояния элементов конструкции турбины К-300-240-2 в составе дубль-блока 62

3.2. Анализ температурного и термонапряженного состояния РСД при пусках по типовой инструкции 67

3.3. Выбор пути по усовершенствованию технологии пуска блока 72

3.4. Новая технология пуска дубль-блоков мощностью 300 МВт 76

3.5. Анализ температурного и термонапряженного состояния РСД при пусках по новой технологии 80

3.6. Оптимизация режима пуска турбины по термонапряженному состоянию РСД 89

3.6.1. Определение задач оптимизации режима пуска турбины 89

3.6.2. Оптимизация графиков пуска турбины К-300-240-2 в составе дубль-блока из холодного состояния по новой технологии 90

Выводы к главе 99

4. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ ПРОГРЕВА РОТОРА СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ 100

4.1. Сравнительный анализ использования одно- и двухмерной моделей прогрева РСД 100

4.2. Разработка динамической модели теплового и термонапряженного состояния РСД 111

4.3. Разработка структурной схемы виртуальной модели прогрева РСД для АСУ ТП энергоблока 124

Выводы к главе 135

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 136

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 138 

Введение к работе:

Актуальпость проблемы Повышение маневренных характеристик мощных паровых турбин при обеспечении надежности работы и высоких технико-экономических показателей стало центральным вопросом с момента ввода их в эксплуатацию

В ближайшие четыре-пять лет все блоки СКД мощностью 300 МВт, которые вводились в эксплуатацию в 60-70-е годы прошлого века, выработают свой парковый ресурс, в тоже время на сегодняшний день, в условиях нарастающего дефицита электроэнергии при массовом старении установленного на электростанциях основного оборудования, срок службы оборудования может быть продлен, если оно будет эксплуатироваться в щадящих условиях Типовые технологии пусковых режимов не отвечают современным требованиям к маневренности С учетом практически отсутствия традиционных средств регулирования температуры пара промперегрева на блоках сверхкритического давления мощностью 300 МВт с турбинами ХТЗ, встала проблема по устранению недопустимых температурных напряжений в "критических" элементах турбины Для этого необходимо разработать и проверить усовершенствованную технологию пуска, а также решить вопросы организации эксплуатационного контроля прогрева "критического" элемента данной турбины

Традиционные средства не справляются с обеспечением необходимой надежности и оперативности контроля и управления Эффективность автоматизации управления в значительной степени зависит от технологической обоснованности и знаний свойств объекта управления Значительное повышение производительности вычислительных инструментов дало возможность использовать сложные модели и постановки задач для адекватного описания физических процессов, ранее недоступных для моделирования

Цель работы:

- исследование нестационарного теплового и термонапряжешюго состояния
элементов турбины К-300-240-2 в пусковых режимах,

разработка новой усовершенствованной технологии пуска блока,

разработка моделей эксплуатационного контроля прогрева РСД - "критического" элемента данной турбины

Для достижения поставленной цели в работе поставлены и решены следующие задачи

1 Выполнен обзор и анализ современного состояния вопросов по разработке и оптимизации технологий режимов пуска паровых турбин, проведен анализ типовой технологии пуска турбины мощностью 300 МВт, определены факторы, отрицательно влияющие на маневренность и надежность, а также ротор среднего давления (РСД), как

4 "критический" элемент турбины К-3 00-240-2

2 Разработана новая технология и проведена проверка возможности реализации ее в условия Рефтинской ГРЭС

і Исследовано влияние различных начальных условий для моделирования задачи нестаціонарного прогрева РВД и РСД с целью выявления "критических" сечений, опредшены граничные условия для поставленных задач

4 На основе результатов математического моделирования термонапряженного
состсяния РВД и РСД в упругой постановке проведен сравнительный анализ типовой и
усовфшенствованной технологии

5 Разработана и реализована двухмерная динамическая модель прогрева РСД и
соотіетствующая виртуальная модель для целей эффективного, непрерывного,
эксшуатационного контроля АСУ ТП

Научная новизна и значимость работы заключаются в следующем

- доказано, что использование одномерной модели РСД, с учетом специфики
конструкции ЦСД с внутренним корпусом и прямоточной схемой движения пара в
проточюй части, возможно только в первом приближении,

- определено влияние характера течения пара в переднем концевом уплотнении
(ПКУ) цилиндра среднего давления (ЦСД) при изношенном промежуточном уплотнении на
прогрев РСД в зоне паровпуска,

эбоснована последовательность применения известных методов математического моделирования для оптимизации технологии пуска турбины в составе блока по критическим элемента*,

на основе математических моделей прогрева, выполненных в комплексе ANSYS, и данных о реальных пусках энергоблоков с турбинами К-3 00-240-2 исследованы тепловые и термонапрякеные состояния РВД и РСД, в основу разработанных моделей легло подробное моделироваше полной геометрии роторов с тепловыми канавками, дисками с галтелями, а также подробное задание начальных и граничных условий на каждом характерном участке роторов, соответствующих каждой пусковой операции,

- пол/чены и обоснованы экспериментальные данные по благоприятному
термонапряжелюму состоянию РСД при пуске по новой технологии, по результатам
исследования отгимизированы графики пуска такой технологии,

- разработана модель прогрева РСД, учитывающая двухмерность температурного поля
с использованием метода передаточных функций, впервые опробована методика расчета,
входящих в дигамическую модель прогрева РСД, коэффициентов и так называемых

5 "функций положения" на базе расчетов температурных полей ротора при характерных (регулярных) режимах прогрева, разработана структурная схема виртуальной модели РСД для эксплуатационного контроля теплового состояния в темпе процесса, входящей в состав АСУ ТП энергоблоков

Практическая значимость работы Результаты работы легли в основу корректировки станционной инструкции (Рефтинской ГРЭС) по пуску энергоблоков с турбиной К-3 00-240-2 из различных тепловых состояний Практическая ценность работы также определяется возможностью использования ее результатов (моделей, алгоритмов их программной реализации, результатов расчетов) при решении ряда прикладных задач, положенных в основу разработок инструкций по эксплуатации турбин заводов-изготовителей и рекомендаций по корректировке станционной инструкции по пуску блока из различных тепловых состояний на конкретной ГРЭС, ТЭС, ТЭЦ

Достоверность и обоснованность результатов работы подтверждается корректным применением используемых методик расчета и обусловлена глубокой проработкой методики исследования, использованием при выполнении работы результатов экспериментов, проведенных ранее по общепризнанной отработанной методике с применением современной измерительной техники, использованием в работе руководящих технических материалов, а также применением для расчетных исследований сертифицированного, лицензионного пакета программ Water Steam Pro (регистрационный код BF6B6005) и сертифицированного, лицензионного программного комплекса ANSYS (лиц согл № 00106919), сопоставлением результатов с результатами, полученными другими авторами по оригинальным методикам, приведенными в доступных источниках информации

Автор защищает следующие положения:

- результаты исследования теплового и термонапряженного состояния РСД при пусках из различных тепловых состояний,

- усовершенствованную технологию пуска турбины К-300-240-2 из холодного и
неостывшего состояний, характеризуемая толчком и разворотом ротора турбины до частоты
вращения 900 1000 об/мин и последующим прогревом па этой частоте за счет подачи пара
в ЦСД из расширителя Р-20 и с учетом теплового состояния РСД,

- рациональную последовательность применения известных методов математического
моделирования для оптимизации технологии пуска турбины в составе блока,

алгоритм математического моделирования прогрева ротора для целей эксплуатационного контроля в темпе процесса,

- двухмерную модель теплового и термонапряженного состояния РСД в процессе

прогрева для "on-line" контроля, входящего в состав АСУ ТП энергоблока

Апробация работы Основные положения и материалы диссертационной работы докладывались на следующих семинарах, конференциях и научно-технических сессиях научно-технические семинары кафедры "Турбины и двигатели" ГОУ ВПО УГТУ-УПИ (Екатеринбург, 2004-2007), VII, VIII, X и XI отчетные конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ (Екатеринбург, 2004-2007), Международная научно-техническая конференция «Состояние и перспективы развития энерготехнологии», XII и XIV Бенардосовские чтения (Иваново, 2005, 2007), VII Всероссийская научно-техническая конференция «Наука Промышленность Оборона» (Новосибирск, 2006), XXVI и XXVII Российская школа по проблемам науки и технологий (Миасс, 2006, 2007), XVI Школа-семинар молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А И Леонтьева "Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках" (Санкт-Петербург, 2007), V международная научно-практическая конференция «Совершенствование теплотехнического оборудования» (Екатеринбург, 2007)

Публикации По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 2 по списку ВАК

Структура и объем работы Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка (120 наименований) Общий объем диссертации 149 страниц, включая 36 рисунков

Подобные работы
Голубев Антон Владимирович
Исследование характеристик и совершенствование настройки каналов регулирования, реализуемых контроллерами в составе программно-технических комплексов АСУТП энергоблоков
Зыкова Наталья Геннадьевна
Схемно-параметрическая оптимизация пылеугольных котлов с кольцевой топкой в составе энергоблоков ТЭС
Батти Мухаммад Камран Лякат
Совершенствование технологии и контроля обработки воды на ТЭС при расширении энергоблоками с прямоточными котлами : для условий республики Пакистан
Лукашов Михаил Юрьевич
Совершенствование методов расчета растворимости и прогнозирования границ отложения примесей теплоносителя в водопаровом тракте энергоблоков
Анисимов Евгений Федорович
Исследование и совершенствование режима нагрева заготовок в методической печи на основе непрерывного контроля температуры металла
Каширских Вячеслав Федорович
Совершенствование режимов нагрева стальной полосы в протяжных печах непрерывного отжига на основе разработки и развития расчетных и экспериментательных методов теплотехнического исследования
Рябчиков Михаил Юрьевич
Совершенствование режимов работы блока доменных воздухонагревателей с целью повышения эффективности процесса нагрева дутья [Электронный ресурс]
Зайцева Мария Владимировна
Повышение качества арматурной проволоки из низкоуглеродистых марок стали на основе регламентации свойств катанки и совершенствования режимов холодной пластической деформации
Сандуляк Анна Александровна
Совершенствование режимов и систем магнитной очистки технологических сред для предупреждения чрезвычайных ситуаций при эксплуатации энергетического оборудования
Моренко Ксения Вячеславовна
Совершенствование режима вторичного охлаждения непрерывнолитых слябов трубной стали

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net