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:

Хает Станислав Иосифович. Разработка и реализация элементов диагностического модуля для мониторинга состояния конденсационной установки паровой турбины : Дис. ... канд. техн. наук : 05.04.12 : Екатеринбург, 2004 147 c. РГБ ОД, 61:04-5/2291

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы. Оценка состояния оборудования паротурбинной установки (ПТУ) ТЭС является одной из актуальнейших эксплуатационных задач. Важность этой, задачи «определяется износом (физическим старением) значительной части (около 60 %) парка ПТУ, которые уже выработали свой расчетный ресурс. В этих условиях для обеспечения своевременного обслуживания и ремонта оборудования ПТУ необходимы системы мониторинга состояния и диагностики, что, вЛ конечном счете, позволит перейти к реализации стратегии ремонта оборудования «по состоянию».

Конденсационная установка (КУ) является важнейшим элементом ПТУ. Известно, что для большинства турбин средних параметров,изменение давления в конденсаторе на +1 кПа приводит к изменению мощности турбины примерно на 71 %. Нарушения в работе КУ могут приводить как к снижению экономичности, так и к внезапным (аварийным) остановам ПТУ в целом.

Обобщение данных литературных источников показало, что доля отказов конденсационной установки в общем > количестве отказов ПТУ составляет до 15 %. При этом потери топлива из-за ухудшенного вакуума достигают 28 % от общих потерь топлива из-за отклонения показателей ПТУ от нормативных.

Конденсационная установка включает в себя различное оборудование и системы (воздухоудаления, циркуляционного водоснабжения и т.д.), анализ совместной работы которых и поиск неисправностей представляет собой очень непростую задачу. Более того, сложность процессов, происходящих в конденсационной установке, обусловлена совокупным влиянием большого количества факторов, определяющих эффективность ее работы.

Среди наиболее часто встречающихся нарушений (неисправностей) в работе КУ можно назвать загрязнение поверхности теплообмена конденсатора, повреждения трубок, повышенные присосы воздуха, неполадки в работе систем воздухоудаления и циркуляционного водоснабжения и др. Как правило, проявления ряда неисправностей выражаются одними и теми же признаками: повышением давления пара в конденсаторе, увеличением недогрева воды до температуры насыщения пара, изменением гидравлического сопротивления конденсатора и др.

Для выявления конкретных причин отказов и последующей выдачи рекомендаций персоналу ТЭС необходима разработка специальных диагностических методов (процедур). Желательно, чтобы эти процедуры были достаточно универсальными, вследствие чего их можно было использовать при диагностике других элементов оборудования энергоблоков.

Универсальные диагностические процедуры могут быть разработаны в рамках систем мониторинга и диагностики оборудования. Комплексный подход при анализе работы конденсационной установки как органического элемента ПТУ позволит учесть сложную взаимосвязь между отдельными элементами конденсационной установки и ПТУ в целом.

Анализ литературных данных показал, что реализованных на практике систем мониторинга и диагностики КУ недогг»ЩЗЖХ1$фШй^кйОСгь ранее

О» юНю/Уь

*&№$

разработанных и частично реализованных проектов заключается в отсутствии комплексного подхода, предполагающего разработку единой, идеологии для реализации системы диагностики. Необходимо отметить, что развитие в настоящее время информационных технологий в энергетике сделало возможным и целесообразным реализацию систем диагностики и мониторинга состояния энергетического оборудования как на работающих объектах, так и при проектировании и изготовлении нового оборудования. Все вышесказанное определяет несомненную актуальность настоящей работы.

Целью настоящей работы является разработка и реализация элементов диагностического модуля для мониторинга состояния конденсационной установки паровой турбины. Реализация этих элементов позволит персоналу ТЭС на основе эксплуатационных показателей, разработанных моделей процессов, происходящих в конденсаторе, а также экспертной информации более эффективно и надежно эксплуатировать КУ. При этом диагностические процедуры, использованные для разработки элементов диагностического модуля, должны быть универсальными, что даст возможность применять их в диагностических модулях других элементов ПТУ.

Требование универсальности диагностических процедур вытекает из необходимости разработки единой комплексной системы мониторинга состояния (КСМ) энергоблока в целом. Целью КСМ является отображение наряду с эксплуатационными параметрами параметров состояния, характеризующих техническое состояние оборудования.

Задачами настоящей работы являются:

  1. Разработка методами структурного анализа методики построения и реализации экспертной системы вероятностного типа. При этом экспертная система должна представлять собой универсальную диагностическую процедуру, предназначенную для поиска и оценки неисправностей (нарушений) в работе конденсационной установки паровой турбины.

  2. Разработка методики учета раздельного влияния повышенных присосов воздуха и загрязнения трубок конденсатора на давление пара в конденсаторе.

  3. Проведение экспериментального исследования и разработка практических рекомендаций для эксплуатационного персонала ТЭС по применению методов термической очистки трубок конденсаторов.

  4. Апробация и реализация на ТЭС элементов диагностического модуля КУ паровой турбины.

Научная новизна работы. Впервые, используя методологию структурного анализа и проектирования (SADT - Structured Analysis and Design Technique), автором разработана методика построения экспертной системы вероятностного типа для КУ ПТУ. Показано, что методология структурного анализа может быть рекомендована для разработки элементов систем функциональной диагностики любого энергетического оборудования.

Разработана уточненная методика (модель) учета раздельного влияния на давление пара в конденсаторе присосов воздуха и загрязнения поверхности теплообмена. Модель .является развитием ранее предложенной в работах Эфро-

саЕ.И. и Шемпелева А.Г.(Вятский ГТУ) методики оценки влияния повышенных присосов воздуха на давление пара в конденсаторе.

Впервые методами физического моделирования проведено экспериментальное исследование процесса термической очистки органических отложений на внутренней поверхности трубок ряда конденсаторов паровых турбин. Предложен универсальный комплекс, позволяющий оценивать эффективность термической очистки (сушки) трубок, учитывающий градиенты температур и влажности в слое отложений. Получена обобщенная зависимость, позволяющая оценивать эффективность проведения термической очистки конденсатора паровой турбины и выбирать оптимальные режимы и технологию процесса очистки.

Практическая значимость работы

Примененная в работе методология структурного анализа может быть использована для разработки и реализации элементов диагностических модулей различного оборудования, входящего в состав ПТУ. Данная методология может быть применена для разработки различных информационных систем как при проектировании КУ, так и при ее эксплуатации.

Для поиска неисправностей в работе КУ сформированы универсальные база знании (список гипотез неисправностей), база данных (список свидетельств неисправностей) и диагностическая таблица экспертной системы.

По результатам экспериментальных исследований сформированы рекомендации для эксплуатационного персонала ряда ТЭС по режимам и технологии термической очистки трубных пучков конденсаторов турбин от органических отложений.

На ряде ТЭС разработан и реализован программный комплекс (ПК) для обработки результатов регламентных испытаний КУ паровых турбин. В ПК включены элементы диагностического модуля: экспертная система, методика учета раздельного влияния на давление пара в конденсаторе присосов воздуха и загрязнения трубок, а также результаты экспериментальных исследований в части оценки степени изменения (улучшения) вакуума в конденсаторе за счет проведения термической очистки трубок.

Достоверность и обоснованность результатов работы обеспечивается*

использованием стандартных диагностических процедур, апробированных и нашедших широкое применение в различных областях техники;

использованием методики анализа объектов предметной области, в частности методики структурного анализа (SADT);

использованием в экспериментальном исследовании метрологически обеспеченной измерительной аппаратуры;

использованием математических моделей, учитывающих современные физические представления о происходящих в конденсаторе паровой турбины процессах;

многократной повторяемостью экспериментальных данных;

положительными результатами реализации на ТЭС элементов диагностического модуля конденсационной установки, разработанных в данной диссертационной работе.

Реализация работы. Результаты работы успешно реализованы на ряде ТЭС: Ново-Свердловской ТЭЦ, Сургутской ГРЭС-1, Верхнетагильской ГРЭС.

На реализованную на ТЭС экспертную систему для диагностики оборудования ПТУ получено свидетельство РОСПАТЕНТА об официальной регистрации программы для ЭВМ.

Отдельные результаты работы используются в учебном процессе при чтении лекций на кафедрах «Турбины и двигатели» и «Тепловые электрические станции» УГТУ-УПИ.

. Апробация работы. Основные результаты исследований, изложенные в диссертации, докладывались и были представлены на П и Ш Всероссийских научно-практических конференциях «Совершенствование теплотехнического оборудования ТЭС, внедрение систем сервисного обслуживания и ремонта» (Екатеринбург, 1999, 2001); Международной научно-технической конференции «Совершенствование турбоустановок методами математического и физического моделирования» (Харьков, 2000, 2003); VI Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (М.: МЭИ, 2000); Второй международной научно -технической конференции Регионального Уральского отделения Академии инженерных наук РФ. (Екатеринбург, 2000); Всероссийской ежегодной научно -технической конференции «Наука - производство - технологии - экология» (Киров, 2001); Первой всербссийской школе-семинаре.молодых ученых и специалистов "Энергосбережение - теория и практика" (Москва, 2002); II отчетной конференции молодых ученых ГОУВПО УПУ-УПИ (Екатеринбург, 2002).

Публикации по работе. Основные положения и результаты работы опубликованы в 15 печатных работах.

На защиту выносятся:

методика построения и реализации экспертной системы для диагностики КУ паровой турбины с использованием методологии структурного анализа (SADT);

уточненная методика (модель) учета раздельного влияния на давление пара в конденсаторе паровой турбины присосов воздуха и загрязнения поверхности теплообмена;

результаты экспериментального исследования процесса термической очистки отложений на внутренней поверхности трубок конденсаторов паровых турбин ТЭС;

реализованные на ряде ТЭС в рамках программно-технических комплексов элементы диагностического модуля конденсационной установки паровой турбины.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы, включающего 103 наименования, и приложения. Она содержит 143 страницы, 57 рисунков, 30 таблиц.

Подобные работы
Жученко Лариса Александровна
Разработка, апробация и реализация методов повышения надежности и восстановления ресурса элементов проточной части паровых теплофикационных турбин
Лунин Игорь Александрович
Исследование функционирования сетевых подогревателей теплофикационных турбин Т-250/300-240 и разработка системы их технической диагностики
Недошивина Татьяна Анатольевна
Разработка и совершенствование методов уравновешивания гибких роторов турбин на балансировочных станках
Фичоряк Ольга Михайловна
Исследование и разработка способов повышения эффективности работы мощных теплофикационных турбин
Готовцев Андрей Михайлович
Разработка и исследование систем стабилизации течения пара в выхлопных патрубках и выносных регулирующих клапанах паровых турбин
Россихин Сергей Юрьевич
Разработка и исследование перфорированных экранов и их влияние на надежность и экономичность последних ступеней цилиндров низкого давления паровых турбин
Мосенжник Борис Юрьевич
Разработка и исследование конструкций направляющих аппаратов с устройствами для интенсификации дробления влаги в целях борьбы с эрозией рабочих лопаток последних ступеней мощных паровых турбин
Орлов Владимир Васильевич
Разработка и реализация метода расчета вынужденных колебаний венцов рабочих лопаток турбомашин
Васин Олег Евгеньевич
Разработка, апробация и реализация методов совершенствования газоперекачивающих агрегатов, эксплуатируемых в условиях многониточной газотранспортной системы
Гвоздев Владимир Михайлович
Совершенствование и развитие системы мониторинга технического состояния энергетических турбин

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