Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Разработка математической модели турбин для диагностики их технического состояния

Диссертация: Разработка математической модели турбин для диагностики их технического состояния
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Изменение показателей надежности и экономичности оборудования в процессе эксплуатации связано с множеством факторов. При этом, как правило, изменение технического и экономического состояния как отдельных элементов, так и установки в целом определяется путем измерения определенных, так называемых диагностических параметров, обладающих информативными свойствами и использования диагностических… Читать ещё >

Содержание

  • Глава I. Обзор литературы. Постановка задачи
    • 1. 1. Анализ методов диагностики турбины
    • 1. 2. Анализ математических моделей проточной части турбины
    • 1. 3. Постановка задачи исследований
  • Глава II. Математическая модель проточной части турбины
    • 2. 1. Динамика и расчет протечек пара в турбине
    • 2. 2. Расчет ступени
    • 2. 3. Математическая модель. Алгоритм расчета
  • Глава III. Диагностическая модель проточной части турбины
    • 3. 1. Образование отложений в проточной части турбины
    • 3. 2. Влияние отложений на характеристики ступени. Способы очистки проточной части турбины
    • 3. 3. Диагностическая модель ступени
  • Глава. ГУ. Разработка системы технической диагностики заноса проточной части турбины
    • 4. 1. Методика диагностики
    • 4. 2. Описание системы технической диагностики паровой турбины (АСТД ПТ)
    • 4. 3. Информационно-методическое обеспечение
  • АСТД ПТ
    • 4. 4. Иерархическая структура
  • АСТД ПТ. АСТД энергоблока
  • Глава. У. Оптимизация срока проведения профилактичеких работ. Погрешность расчета
    • 5. 1. Методика определения оптимальных сроков промывки проточной части турбины
    • 5. 2. Реализация программ расчета
    • 5. 3. Погрешность расчета. Оптимизация распределения точности приборов измерений

Разработка математической модели турбин для диагностики их технического состояния (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

В современных энергетических системах на всех этапах, начиная с производства, преобразования, передачи и распределения электроэнергии, используются сложные энергетические установки, поддержание которых в работоспособном и экономичном состоянии представляет важную задачу. До настоящего времени, оценка технического состояния оборудования в процессе эксплуатации производится системой технического обслуживания и ремонта. Указанная система основана на проведении плановых профилактических работ и ремонтов и производится в зависимости от длительности наработки оборудования, что приводит к значительным неоправданным затратам, связанным с завышением или занижением сроков технического обслуживания, а также возможностью появления дефекта в промежутке между техническими обслуживаниями, его развития в случае не своевременного обнаружения, и как следствие, аварийного останова. Такой подход не учитывает также состояние оборудования по экономичности, что зачастую приводит к значительным потерям топлива.

Учитывая это в настоящее время разрабатывается концепция и долгосрочная программа перехода в энергетике к ремонтному обслуживанию по фактическому техническому и экономическому состоянию оборудования.

Реализация нового подхода предполагает наличие развитой системы автоматизированных систем технической диагностики (АСТД), как составная часть АСУТП и АСУП электростанций.

Для турбоустановки, как основного элемента энергоблока, с 70-х годов проведен ряд работ по технической диагностике, разработаны и внедрены на практике некоторые методы и подсистемы технической диагностики, однако они в основном направлены на повышение надежности турбин и ее отдельных элементов.

Изменение показателей надежности и экономичности оборудования в процессе эксплуатации связано с множеством факторов. При этом, как правило, изменение технического и экономического состояния как отдельных элементов, так и установки в целом определяется путем измерения определенных, так называемых диагностических параметров, обладающих информативными свойствами и использования диагностических математических моделей исправного и неисправного данного объекта.

В связи с вышесказанным проблема разработки и реализации диагностических математических моделей и соответствующих систем технической диагностики имеет первостепенное значение для энергетики.

Цель диссертационной работы — разработка математической модели турбин для диагностики их технического и экономического состояния.

Данная работа излагается в 5-и главах.

В первой главе проводится анализ существующих методов и систем технической диагностики, а так же математических моделей, использующихся для расчета параметров и технико-экономических показателей турбоустановки.

Вторая глава посвящена разработке математической модели проточной части турбины с учетом протечек пара через уплотнениярассматривается алгоритм расчета проточной части турбины.

Третья глава посвящена разработке диагностической модели с учетом износа гребешков уплотнений и заноса проточной части турбины.

В четвертой главе выполнена разработка системы технической диагностики заноса проточной части турбины. Рассматриваются основные принципы информационно-методического обеспечения автоматизированной системы технической диагностики (АСТД), а так же структуры АСТД паровой турбины и энергоблока.

В пятой главе рассматривается задача оптимизации срока проведения профилактических работ, приводятся результаты расчета применительно к турбоустановке К-800−240/5. Рассматриваются оценка точности расчета и оптимизация распределения точности приборов измерения для достижения заданной точности выходного (расчетного) показателя.

5.4.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1, Разработана математическая модель проточной части турбины с учетом потерь от протечек пара через уплотнения в ступенях. Расчеты показывают, что снижение КПД проточной части турбины из-за протечек составляет несколько процентов, в частности для турбины К-800−240/5 оно составляет 2.58% в номинальном режиме.

2, Разработана диагностическая модель с учетом износа гребешков уплотнений и заноса проточной части турбины. В качестве диагностических параметров приняты давление на входе и выходе промежуточных отсеков. Выбор этих параметров объясняется их доступностью для непосредственного контроля.

3, Показаны основные блоки АСТД ПТ и их функции, а также схемы АСТД ПТ, АСТД блока, определены требования к информационному обеспечению АСТД.

4, На основе диагностической модели проведена оптимизация срока промывки проточной части турбины и количества промывок за расчетый период, который в данной работе принят как период между текущими ремонтами. Результаты расчета показывают необходимость проведения промывки в период между текущими ремонтами, в частности для турбины К 800−240/5 срок промывки находится в пределе от 165 до 260 суток с момента ввода в эксплуатацию в зависимости от затрат на промывку. Для планирования всего процесса промывки за расчетный период необходимо корректировать сроки с учетом эксплуатационных условий и требований.

5, Разработан комплекс программ на языке Turbo Pascal для.

С и VJ Т" к реализации математической и диагностической моделей. В комплекс входят программы для расчета параметров всех ступеней и показателей турбоустановки, для оценки изменения КПД из-за износа уплотнений и заноса проточной части турбины, для определения оптимального срока и количества промывок.

6, Проведена оценка влияния погрешности входных параметров на погрешность оптимального срока промывки и оптимизация точности приборов измерения для получения заданной точности результата, что дает возможность рационально выбора приборов контроля и измерения.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Ю.И., Смирнов С. А. Влияние режимных и геометрических параметров на осевое усилие и утечки газа (пара) из осевых зазоров турбинных ступеней. // Энергомашиностроение. 1980-No 3, с.10−13.
  2. A.A., Солодовников А. И. Диагностика в технических системах управления Санкт-Петербург, 1997г., 184 с.
  3. Э. К., Андрюшин А. В., Амосов Н. Т. Выбор оптимальных сроков ремонта энергоблоков с учетом изменения их надежности и экономичности.// Энергетика.-1987.-No 7, с.56−60
  4. Э.К., Корягин A.B., Соловьев И. А. Оптимизация распределения точности измерений параметров турбоустановок.// Вестник МЭИ Теплоэнергетика, Сводный том 1994−1996г. No 1, с.28−33.
  5. Л. В., Кантор С. А., Носовиский А. И., Прядилов А. И., Родин К. Г. Паровые и газовые турбины, Атлас конструкций Л.: Машиностроение, 1970, 123с.
  6. Р. Л. Тепловая экономичность и экономика паровых турбин Государственное энергетическое издательство, Москва, Ленинград, 1963, 350с. (Перевод с английского Д. М. Будняцкого / под редакцией А. Э. Гельтмана).
  7. Я. Д., Гурлин А. Г. Диагностика состояния металла энергооборудования // Электрические станции.- 1987.-No 3, с. 17−20.-1408. Биргер И. А. Техническая диагностика М.:Машиностроение, 1978, 238с.
  8. В. М., Казаров С. А., КутаховА. Г., Жук Н. И., С. Н. Моделирование на персональном компютере стационарных режимов работы ПТУ.// Теплоэнергетика.-1991.-N011, с.58−61
  9. . В., Бодарев А. И., Баласов И. И., Коробко В. Ф. Промывки проточной части турбин 300 МВт под нагрузкой // Теплоэнергетика.-1974.-N03, с.30−33.
  10. Ф. Ф., Корягин А. В., Кривошей М. 3. Математическое моделирование тепловых схем М.: Машиностроение, 1985, 112с.
  11. Г. И., Жигалко В. А. Влияние радиальных зазоров в концевых уплотнениях на экономичность турбины К-300−240 ЛМЗ. при различных нагрузках.//Электрические станции.-1983.-N01,с 64−66.
  12. В.Л. Потери от протечек рабочего тела в осевых турбинах // Энергомашиностроение. 1984 — N0 4, с. 12−15.
  13. В. Н., Бурлака Л. Г. Усовершенствование схемы концевого уплотнения турбины К-300−240−2 ХТГЗ // Теплоэнергетика.- 1985.- N0 2, с.61−62.
  14. Деева 3. В., Боревский Е. И., Сайчук Л. Е., и др. Химическая промывка от водонерастворимых отложений турбины К300−240 ЛМЗ под нагрузкой // Электрические станции.- 1972.- N0 9, с. 10−12.
  15. М. Е., Фролов В. В., Кругленков Г. А., Кустов О. П. Влияние схемы подсоса среды через корневой зазор на экономичность ступени // Теплоэнергетиа.- 1972.- N0 6, с. 81−83.
  16. М. Е., Фролов В. В., Баранов В. А., Кругленков Г. А. Исследование влияния протечки через корневой зазор на КПД ступени при различных схемах уплотнения зазора.// Тр. МЭИ, 1972, вып. 99, с.15−21.
  17. . П., Марон И. А. Основы вычислительной математики, М.: Физматтиз 1960 г., 350 с.
  18. Г. В., Марченко Ю. А., Терентьев И. К. Тепловые расчеты паровых и газовых турбин с помощью ЭВМ
  19. Л.Машиностроение, Ленинградское отделение, 1983, 254с.
  20. А. М. Основы проектироваия проточной части паровых и газовых турбин М., Л.:Машгиз, 1960, 246с.
  21. Ю.В., Гребенников В. В., Григорьев М. В., Глек Ю. С. Применение ультразвукового метода для контроля коррозионного состояния оборудования и трубопроводов АЭС. // Энергомашиностроение. 1984 — No 1, с. 22−24.
  22. А.З., Романшев А. А., ЛимарС. А., Фирсанов Е. П., Егорев Г. И., Руденко М. Н., Федынич В. Ф., Михайлов А. Н. Автоматизированная система вибрационного контроля и диагностики турбоагрегата Т-250/300−240.// Электрические станции.-1987.-No 3, с. 13−17.
  23. Л. Б., Михайловцев Е. И., Теплицкий М. Г., Флак Ю. В., Флос С. Л., Ястребов Л. И. Тепловые испытания турбоустановок К-800−240−3 ЛМЗ //Теплоэнергетика 1974 — No 8, с. 2−7.
  24. М. В., Казаринов С. И. Водоподготовка, водный режим и химконтроль на паросиловых установках М.-Л.'.Энергия, вып. 4, 1972,
  25. И. Н., Иванов В. А., Кириллов А. И. Паровые турбины и паротурбинные установки Л.'.Машиностроение, Ленинградское отделение, 1978, 275с.
  26. Н. Г., Андрюшенко В. Н., Царев П. Ф., Коржов Е. Н. Водохимическая промывка проточной части цилиндра высокого давления турбины К-300−240-ХТГЭ во время капитального ремонта //Электрические станции.- 1971.- No 12, с. 20−22.
  27. В. В., Грностаев JI. С. Анализ ошибок измерений при определении тепловой экономичности турбоагрегатов // Электрческие станции.- 1983.-No 2, с. 19−23.
  28. В. В., Нитусов В. В., Селезнев JI. И. Определение коэффициента полезного действия ЦНД паровых турбин при их диагностике // Теплоэнергетика.- 1996.-No 9, с.55−58
  29. В. В., Нитусов В. В., Селезнев JI. И. Анализ погрешностей при экспериментальном контроле КПД ЦНД паровых турбин ТЭС.// Теплоэнергетика.-1996.-No 12, с.32−36.
  30. Костюк, А Г., Киселев JI. Е., СерковС. А. Дуполо О. А. Влияние конструкций надбандажных уплотнений на экономичность и виброустойчивость турбомашин.// Теплоэнергетика.-1984- No 4, с.36−38.
  31. Р.В., Гоголев И. Г., Водичев В. И., Гольдберг И. И., Марков К .Я., Баринберг Г. Д. Влияние конструкции надбандажного уплотнения на характеристики турбинной ступени. // Энергомашиностроение. 1984 — N0 2, с. 3−5.
  32. В. В., Кудрявый В. В., Тажиев Э. И., Людомирский Б. Н., Иванов С. Н., Осипенко Е. В. Системы концевых уплотнений паровых турбин при переходных режимах // Теплоэнергетика 1985-N0 4 — с. 48−51.
  33. М. Е., Фролов Б. И., Шевченко В. А. Разработка и исследование высокоэффективных турбинных ступеней с минимальной периферийной утечкой // Теплоэнергетика.- 1986.- N0 2, с. 52−54.
  34. А. Ш. Диагностический контроль паровых турбин // Энергохозяйство зарубежом.- 1986.- N0 6, с.9−16.
  35. А. Ш., Рубин В. Б. Задачи технической диагностики теплоэнергетического оборудования // Электрические станции.-1987.-N0 3, с.11−13.
  36. Т. X., Мартынова О. И. Водные режимы тепловых и атомных электростанций.- М.: Высшая школа, 1981, 320с.
  37. Т. X. Применение комплексонов в теплоэнергетике.-М.-Л.: Энергия, 1973.
  38. А.Д., Корсов Ю. Г. Параметрическая диагностика газотурбинных установок для привода нагнетателей природного газа // Энергомашиностроение. 1987 — N0 2, с. 14−18.
  39. О. С. Определение оптимальной периодичности кап.ремонтов энергоблоков // Электрические станции.- 1989.-N0 3, с.52−56.
  40. П. Ф., Яремчук Ф. П., Михайленко В. М. Высшая математика -Киев: Головное издательство издательского объядинения «Вища школа», 1987, 550с.
  41. А.П., Рыжков В. К., Неженцев Ю. Н., Муравко Ю. С. Одновальная паровая турбина К-800−240−5 // Энергомашиностроение 1980 — N0 11, с.40−41.
  42. В.Г. Исследование лабиринтного уплотнения // Энергомашиностроение 1980 — N0 10, с. 17−19.52. Орлик В. Г., Перминов И.А.
  43. Влияние потерь с утечками в ступенях на КПД цилиндров паровых турбин // Энергомашиностроение 1983 — N0 8, с.9−11.-14 653. Основы технической диагностики / под редакцией П. П. Пархоменко Из-во: Энергия, 1976, 462с.
  44. А. А., Ефимов А. В. Имитационный эсперимент на математических моделях турбоустановок Киев: Наукова думка, 1986, 128с.
  45. А. А., Ефимов А. В., Меньшикова Е. Д. Моделирование функционального состояния и диагностика турбоустановок Клев Наукова Думка, 1992, 189с.
  46. Паровая турбина К-300−240-ХТГЗ / под общей редакцией канд. техн. наук Ю. Ф. Косяка М.: Энергоиздат, 1982, 269с.
  47. Г. П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций М.: Энергоиздат, 1981, 367с.
  48. А. А., Яцкевич С. В., Лайзерович А. Ш. Некоторые принципы определения интегральных критериев технического диагностирования энергетического оборудования.// Теплоэнергетика.-1988.-N0 11, с.36−39.
  49. С. А., Кудряый В. В., Меламед А. Д. Повышение надежности работы концевых уплотнений конденсационной турбины мощнстью 300 МВт.//Теплоэнергетика.-1979.- N0 12, с.37−40.
  50. С. Л., Александров А. А. Термодинамические свойства воды и водяного пара М.: Энергия, 1975, 78с.
  51. В. Я. Тепловые электрические станции М.: Энергоатомиздат, 1987, 318с.
  52. Г. С., Морозов Б. И. О коэффициентах расхода через разгрузочные отверстия турбин // Тепэнергетика.- 1957.- N8.- с. 18−23.
  53. Г. С., Трояновский Б. М. Переменные и переходные режимы в паровых турбинах М.: Энергоиздат, 1982, 493с.
  54. И. М. Диагностирование и прогнозирование технического состояния авиационного оборудования М.: Транспорт, 1984, 188с.
  55. В. Н. Реализация линейной математической модели энергоблока котел-турбина на вычислительных машинах // Теплоэнергетика.- с.35−38.
  56. Теория и практика построения и функционирования АСУ ТП. Сборник научных трудов МЭИ М.: 1993 г., 223 с.
  57. И. К., Сандовский В. Б., Марченко Ю. А., Лапип Н. В. Исследвание влияния периферийных радиальных зазорв на экономичность ступеней ЦНД // Энергомашиностроение. 1981.- No 10, с.7−11.
  58. В. Г., Ширков Б. А, О влиянии бандажа и скрепляющей проволоки на КПД турбинной ступени с длинными лопатками.// Теплоэнергетика.- 1957.- N0 9, с. 16−19.
  59. . Н., Швецова В. П. Водоподготовка, водный режим и химконтроль на паросиловых установках М.-Л.?Энергия, вып. 4, 1972.
  60. С. Л., Трембач Л. С. Расчет на ЭВМ тепловых характеристик паровых турбинных установок // Электрические станции.- 1983.-N0 4, с.28−31.
  61. Химические очистки теплоэнергетического оборудования / под редакцией Маргуловой Т. X. М.-Л.: Энергия, 1969.
  62. Хоа Л. К. Диагностика технического состояния проточной части паровой турбины // Вестник МЭИ 1997 -N0 3, с. 11−14.
  63. В., Андреа К. Задачи диагностики паровых турбин и система диагностики «Сименс»// Теплоэнергетика 1988.- N0 5, с.65−72- перевод Серкова С. А.
  64. А. В. Паровые турбины М.: Энергоатомиздат, 1993, 2 тома.
  65. ВУК, 1983, Вс1. 35, N0 1−2.
  66. ВДУК, 1984, Вс1.36, N0 12.-14 981. BWK, 1985, Bd. 37, No 5.
  67. CEGB Research, 1978, No 7.
  68. Energia Elettrica, 1982, v. 59, No 10.
  69. Energie (BRD), 1984, Bd.36, No 7.
  70. Energietechnik, 1985, Bd. 35, No 1.
  71. Energietechnik, 1985, Bd. 35, No 7.
  72. Energietechnik, 1984, Bd. 34, No 4.
  73. EPRI Journal, 1984, v. 9, No 1.
  74. Hitachi Review, 1985, v. 34, No 5.
  75. IEEE Transaction on Power Apparatus and Systems, 1984, v. 103, No 6.
  76. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 1985, v. 104, No 4.
  77. International Power Generating, 1983−84, v.6, No 10.
  78. Material Evalution, 1981, v.39, No 8.
  79. Material Evalution, 1981, v.39, No 10.
  80. Maschinenmark, 1984, Bd. 90, No 55−56.
  81. Mechanical Engineer, 1984, v. 106, No 2.
  82. Mechanical Engineer, 1984, v. 106, No 8.
  83. Mitteilungen aus dem Kraftwerksanlagenbau der DDR, 1984, Bd. 24, No 1.
  84. Noise and Vibration Control Worldwide, 1984, v.15, No 4.
  85. Plant Management and Engineering, 1985, v. 44, No 4, p. 44.
  86. Proceedings of American Power Conference. Chicago, 1983, v.5.
  87. Power Engineering (USA), 1985, v.89, No 5.-150 103. Power, 1979, v. 123, No 1.
  88. Power, 1981, v. 125, No 5.
  89. Power, 1983, v. 127, No 9.
  90. Power, 1985, v. 129, No 9.
  91. Power Engineering (USA), 1980, v.4, No 6.
  92. Proceedings of American Power Conference. Chicago, 1985, No 17.
  93. Sound and Vibration, 1982, No 9.
  94. Technische Rundchau, 1984, v. 76, No 41.
  95. Technology, 1984, v. 8, No 19.
  96. Thermal and Nuclear Power, 1983, v. 34, No 12.
  97. Thermal and Nuclear Power, 1985, v.36, No 4.
  98. Turbomachinery International, 1985, No 1.
  99. VGB Kraftwerkstechnik, 1985, Bd. 65, No 3.
  100. VGB Kraftwerkstechnik, 1985, Bd. 65, No 8.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?