Математичне моделювання і розрахункове дослідження термо та газодинамічних процесів в пошкоджених проточних частинах парових турбін

Abstract

Складний стан енергосистеми України, викликаний пошкодженням енергогенеруючого обладнання багатьох теплових електростанцій характеризується значним дефіцитом електроенергії власного виробництва. Ступінь пошкодження проточних частин енергетичних парових турбін характеризується різноманітністю щодо місця пошкодження і його масштабу. Серед пошкоджених турбін є і такі, що за умови проведення профілактичних ремонтних робіт можуть бути використані в процесі генерації електроенергії при більш низьких навантаженнях. Для оцінки можливості використання, а також оцінки необхідного рівня зниження навантаження для таких турбін отримала подальше удосконалення математична модель термо та газодинамічних процесів в проточних частинах. На базі удосконаленої математична моделі та розроблених алгоритмів виконані тестові розрахунки проточної частини циліндру високого тиску парової турбіни К-310-240 з моделюванням різних варіантів пошкодженості, а саме відсутності соплових та/чи робочих решіток в декількох ступенях одночасно. Проведені розрахункові дослідження дозволили оцінити вплив на можливість та ступінь раціональності подальшої роботи циліндру турбіни та визначити рівень його навантаження в залежності від варіанту пошкодженості проточної частини. The difficult state of the Ukrainian power system, caused by damage to the power generating equipment of many thermal power plants, is characterized by a significant deficit of domestically produced electricity. The degree of damage to the flow parts of power steam turbines is characterized by diversity in terms of the location of the damage and its scale. Among the damaged turbines, there are some that, subject to preventive repair work, can be used in the process of generating electricity at lower loads. To assess the possibility of use, as well as to assess the required level of load reduction for such turbines, the mathematical model of thermo and gas-dynamic processes in the flow parts has been further improved. Based on the improved mathematical model and developed algorithms, test calculations of the flow part of the high-pressure cylinder of the K-310-240 steam turbine were performed with modeling of various damage variants, namely the absence of nozzle and/or working grids in several stages simultaneously. The conducted computational studies allowed us to assess the impact on the possibility and degree of rationality of further operation of the turbine cylinder and determine the level of its load depending on the variant of damage to the flow part.