ДОСЛІДЖЕННЯ КОЛИВАНЬ КОРПУСУ ПАРОВОЇ ТУРБІНИ ПОТУЖНІСТЮ 500 МВТ
DOI:
https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2019.85.0.27Ключові слова:
вібрація, парова турбіна, циліндр низького тиску, метод кінцевих елементів, коливання, фундаментАнотація
Розглянуто проблему підвищеної вібрації корпусів парової турбіни енергоблоку потужністю 500 МВт. Основною причиною виникнення підвищеної вібрації парової турбіни є небаланс ротора та недостатня жорсткість елементів системи. Розглядається випадок з практики експлуатації, де центрування роторів не надала суттєвих змін вібраційних параметрів. Метою цієї роботи було моделювання вимушених коливань корпусів циліндрів низького тиску в системі турбіна-фундамент-основа з турбіною К-500-65/3000 ХТГЗ, а також дослідження причин їх підвищеної вібрації. Дослідження проводилися за допомогою метода коливань, метода скінчених елементів, а також розробленими автором методиками побудови моделей та проведення досліджень коливань системи турбіна-фундамент-основа. Унаслідок проведених досліджень було отримано тривимірну скінчено-елементну модель системи турбіна-фундамент-основа, отримані амплітудно-частотні залежності для точок корпусів циліндрів низького тиску. Проведене дослідження дозволило зробити висновки щодо причин підвищеної вібрації верхніх частин корпусів парової турбіни. Тип розроблених тривимірних моделей системи турбіна-фундамент-основа є унікальним. Завдяки особливостям цієї моделі існує можливість дослідження вібраційних процесів на рівні, що дозволяє аналізувати вібрації складних елементів системи. Для окремих досліджень потрібна додаткова конкретизація окремих частин системи. Саме це дозволяє використовувати особливості методу скінчених елементів для конкретизації системи турбіна-фундамент-основа згідно з реальними умовами експлуатації. Сторонніми дослідниками за допомогою інших методів та підходів не було вирішено поставлену проблему та з’ясовано причини підвішеної вібрації корпусів циліндрів низького тиску. Практичне значення проведеної роботи має наочний засіб розробки спеціалізованих моделей для дослідження вимушених коливань системи турбіна-фундамент-основа, а також вирішення практичного завдання з аналізу причин підвищеної вібрації окремих складних елементів. Результати роботи було використано для розробки заходів щодо поліпшення вібраційного стану енергоблоків з паровими турбінами потужністю 500 МВт.Посилання
Kosyak Yu. F. and other (1978). Paroturbinnye ustanovki atomnykh elektrostantsii, red. Yu. F. Kosyak [Steam turbine installations of atomic power plants], Moscow, Energiya. 312 [in Russian].
Troyanovskii B. M. (1978). Turbiny dlya atomnykh elektrostantsii [Turbines for nuclear power plants], Moscow, Energiya. 182 [in Russian].
Levchenko E. V., Shvetsov V. L., Kozheshkurt I. I., Lobko A. N. (2010). Opyt OAO «TurboAtom» v raz-rabotke i modernizatsii turbin dlya AES [Experience of OJSC «TurboAtom» in the development and modernization of turbines for nuclear power plants.], Energeticheskie i teplotekhnicheskie protsessy i oborudovanie. SantPeterburg. 3, 5–11 [in Russian].
Subbotin V. G., Levchenko E. V., Shvetsov V. L. (2009). Parovye turbiny OAO «Turboatom» dlya teplovykh elektrostantsii [Turboatom steam turbines for thermal power plants]. Vestnik Nats. tekhn. un-ta «KhPI». Khar'kov, 3, 6–17 [in Russian].
Eremenko S. Yu. (1991). Metody konechnykh elementov v mekhanike deformiruemykh tel [Finite-element methods in mechanics of deformable bodies.], Khar'kov: Osnova. 271 [in Russian].
Gallager R. (1984) Metod konechnykh elementov. Osnovy [The finite element method. Basedata], Moscow, Mir. 428 [in Russian].
HITACHI. Turbine and Generator Foundation Design and construction & recommendation. Tokyo: Japan, 104.
Nazarenko S. A., Tkachuk N. A (2017). Obzor nekotorykh klyuchevykh napravlenii issledovanii uchenykh NTU «KhPI» v oblasti dinamiki konstruktsii. [Review of the main directions of research of scientists of NTU «KhPI» in the field of dynamics of constructions]. Vіsnik NTU «KhPІ», Kharkіv, 39, 49–56 [in Russian].
Larіn Andrіi, Chumachenko Ol'ga (2016) Spіvpratsya zaporіz'kikh avіadvigunobudіvnikh pіdpriєmstv z provіdnimi vchenimi Ukraїni v galuzі dinamіch-noї mіtsnostі v 1950-1970-kh rr. [Cooperation Zaporizhzhya aviation engine-building companies with the leading scientists of Ukraine in the field of dynamic strength in the 1950-1970.] Doslі-dzhennya z іstorії tekhnіki, Kharkіv, 23, 72–78 [in Ukrainian].
Zhovdak V. O., Krasnikov S. V., Stepchenko O. S. (2004). Reshenie zadachi statisticheskoi dinamiki ma-shinostroitel'nykh konstruktsii s uchetom slu-chainogo izmeneniya parametrov [The solution of the problem of the statistical dynamics of the machine-building constructions taking into account a random change in parameters. Kharkiv: Engineering problems]. Problemy mashinostroeniya, Kharkіv. 3, 39–47 [in Russian].
Zhiqiang Hu, Wei Wang, Puning Jiang, Qinghua Huang, Jianhua Wang, Sihua Xu, Jin He and Lei Xiao (2014). A Seismic Analysis on Steam Turbine Con-sidering Turbine and Foundation Interaction. ASME Turbo Expo 2014: Turbine Technical Conference and Exposition, Düsseldorf. V01BT27A041, 1–8.
Alan Turnbull (2014). Corrosion pitting and environmen-tally assisted small crack growth. Proceedings. Mathematical, Physical, and Engineering Sciences, London: The Royal Society. 20140254, 1–19.
Chowdhury Indrajit, Dasguptu P. Shambhu (2009). Dynamics of Structure and foundation a unified approach. Leiden: CRC Press, 616.
Runov B. T. (1982) Issledovanie i ustranenie vib-ratsii parovykh turboagregatov [Research and elimination of the vibration of the steam turbine units], Moscow, Energoizdat. 352 [in Russian].
Gallager R. (1984) Metod konechnykh elementov. Osnovy [The finite element method. Basedata], Moscow, Mir. 428 [in Russian].
Xu X. P., Han Q. K., Chu F. L. (2016) Nonlinear vibration of a generator rotor with unbalanced magnetic pull considering both dynamic and static eccentricities. Archive of Applied Mechanics. 86, 1521–1536.
Jalali M. H., Ghayour M., Ziaei Rad S., Shahriari B. (2014) Dynamic analysis of a high speed rotor-bearing system. Measurement: Journal of the International Measurement Confederation. 53, 1–9.
Zhang Yang, Yanlong Jiang, Guoyuan Zhang (2017) Bending fault evaluation for the HP-IP rotor system of the nuclear steam turbine based on the dynamic model. Journal of Vibroengineering. 19, 3364–3379.
Minli Yu,, Ningsheng Feng, Eric J. Hahn (2016) Corrigendum to «An equation decoupling approach to identify the equivalent foundation in rotatin g machi nery using modal parameters» J. Sound Vib. 365, 182–198.
Minli Yu, Jike Liu, Ningsheng Feng, Eric J. Hahn (2017) Experimental evaluation of a quasi-modal parameter based rotor foundation identification technique. J. Sound Vib. 411, 165–192.
Krasnіkov S. V. (2017). Modelirovanie i analiz vib-ratsionnykh kharakteristik korpusa parovoi tur-biny bol'shoi moshchnosti [Modeling and analysis of the vibration characteristics of a high-power steam turbine hull]. Vіsnik NTU «KhPІ», Kharkіv, 39, 23–26 [in Russian].
