Об усталостной прочности роторов низкого давления паровых турбин

Юлия Аркадьевна Деомидова; Александр Зиновьевич Зиле; Дмитрий Вадимович Тарадай; Сергей Борисович Томашевский

Об усталостной прочности роторов низкого давления паровых турбин

Юлия Аркадьевна Деомидова, Александр Зиновьевич Зиле, Дмитрий Вадимович Тарадай, Сергей Борисович Томашевский

Аннотация

Выполнен анализ влияния различных факторов на напряжённое состояние и усталостную прочность роторов низкого давления (РНД) стационарных энергетических паровых турбин. Применительно к турбоагрегату типа Т-175/210-130 определены уровни переменных напряжений, действующих в кольцевых канавках под упорные кольца насадных дисков РНД. Получены зависимости амплитуд переменных с частотой 50 Гц напряжений изгиба в канавках от смещений опор РНД относительно смежных опор генератора и ротора среднего давления. Показано, что наиболее неблагоприятным с точки зрения возникающих циклических напряжений является такое положение опор, при котором опоры РНД и, прежде всего, опора со стороны генератора оказываются ниже смежных опор. При неблагоприятной расцентровке опор напряжения от собственного веса роторов в сочетании с напряжениями от поперечных колебаний вала могут достигать значений, превышающих 20 МПа. По мере возрастания высотного положения опор РНД относительно смежных опор уровень динамических напряжений в канавках снижается. Полученные данные позволили подтвердить и обосновать высказанные ранее версии о влиянии переменных напряжений изгиба, действующих в коррозионно-активной среде, на образование усталостных трещин в РНД некоторых типов теплофикационных паровых турбин. Для снижения вероятности трещинообразования, помимо поддержания требуемого водно-химического режима, необходимо также обеспечивать оптимальную центровку РНД со смежными роторами. При выборе оптимальной центровки должно приниматься во внимание влияние всех эксплуатационных факторов, учитываться изменение опорных реакций и время работы турбоагрегата на каждом из характерных режимов эксплуатации.

Ключевые слова

паровая турбина, ротор низкого давления, усталостная прочность, переменные напряжения, расцентровка опор.

Полный текст:

PDF

Литература

Костюк, А.К. Паровые и газовые турбины для электростанций [Текст] / А.Г. Костюк, В.В. Фролов, А.Е. Булкин, А.Д. Трухний. -- М.: Издательский дом МЭИ. -- 2008. -- 556 с.

Жученко, Л.А. Проблемы повреждаемости низкотемпературных роторов теплофикационных паровых турбин [Текст] / Л.А. Жученко, В.В. Ермолаев, А.И. Шкляр, Л.А. Винокурова, М.В. Великович, Г.Д. Баринберг, Ю.А. Сахнин // Электрические станции. -- 2006. -- № 10. -- С. 36 -- 41.

Бочкарев, Е.В. Разработка принципов реализации стационарного мониторинга крутильных колебаний турбоагрегатов [Текст] / Е.В. Бочкарев, Д.С. Кшесинский, А.А. Хвесько, А.М. Деминов, А.В. Кистойчев, М.А. Биялт, Е.В. Урьев // Тяжёлое машиностроение. – 2016. -- № 11 – 12. – С. 35 – 39.

Дон, Э.А. Расцентровка подшипников турбоагрегатов: методический материал [Текст] / Э.А. Дон, В.П. Осоловский. -- М.: Энергоатомиздат, 1994. -- 192 с.

Walker, Duncan. Torsional Vibration of Turbomachinery [Text] / Duncan Walker. -- McGraw-Hill Professional, 2003. – 189 p.

Зиле, А.З. Исследования крутильных колебаний валопроводов турбоагрегатов [Текст] / А.З. Зиле, Д.В. Тарадай, С.Б. Томашевский, Ю.А. Шуранова // Электрические станции. – 2013. -- № 10. -- С. 40 -- 48.

Когаев, В.П. Расчёт на прочность при напряжениях, переменных во времени [Текст] / В.П. Когаев. – М.: Машиностроение, 1977. -- 232 с.

Детали паровых стационарных турбин. Расчёт на малоцикловую усталость [Текст]: РТМ 108.021.103-85. – М.: Министерство энергетического машиностроения, 1985.