Strategia dalszej eksploatacji i obsługi turbin parowych z uwzględnieniem elastycznych warunków pracy bloku węglowego
Strategy of further operation and maintenance of steam turbines taking account flexible operating conditions of coal-fired unit
Andrzej Rusin, Martyna Tomala
Streszczenie
Aby zapewnić bezpieczeństwo funkcjonowania systemu elektroenergetycznego w Polsce i utrzymać produkcję
energii ze starszych jednostek węglowych, wymagane jest opracowanie strategii dalszej pracy bloków w warunkach
zwiększonej elastyczności. W artykule skupiono się na elemencie krytycznym turbiny parowej, jakim jest wirnik części
wysokoprężnej. Przedstawiono metodologię pozwalającą na prognozowanie propagacji pęknięć oraz wzrostu zużycia
zmęczeniowo-pełzaniowego oraz oszacowano prawdopodobieństwo wystąpienia awarii w kolejnych latach. Rozwój
zidentyfikowanych zjawisk jest zależny od poziomu naprężenia podczas rozruchów, który został dobrany w taki sposób aby
zapewnić bezpieczeństwo funkcjonowania turbiny w zakładanym okresie 13 lat pracy. Dla dłuższego okresu eksploatacji
wynoszącego 20 lat, zaprezentowano dodatkowo metodę doboru optymalnego czasu przeprowadzenia obsługi prewencyjnej
w oparciu o analizę ryzyka. Przedstawiono również algorytm pozwalający na monitorowanie poziomu naprężenia w wirniku
w trybie online, uwzględniający zmienność współczynnika wnikania ciepła, który następnie może zostać przekształcany
w system sterowania poziomem naprężeń w czasie rzeczywistym. Dzięki opracowanym narzędziom możliwe jest uzyskanie
żądanego przyrostu naprężenia w czasie rozruchu. Przeprowadzone badania pozwalają na przedstawienie strategii dalszej
eksploatacji i obsługi turbiny, która może zostać dopasowana dla konkretnego obiektu rzeczywistego.
energii ze starszych jednostek węglowych, wymagane jest opracowanie strategii dalszej pracy bloków w warunkach
zwiększonej elastyczności. W artykule skupiono się na elemencie krytycznym turbiny parowej, jakim jest wirnik części
wysokoprężnej. Przedstawiono metodologię pozwalającą na prognozowanie propagacji pęknięć oraz wzrostu zużycia
zmęczeniowo-pełzaniowego oraz oszacowano prawdopodobieństwo wystąpienia awarii w kolejnych latach. Rozwój
zidentyfikowanych zjawisk jest zależny od poziomu naprężenia podczas rozruchów, który został dobrany w taki sposób aby
zapewnić bezpieczeństwo funkcjonowania turbiny w zakładanym okresie 13 lat pracy. Dla dłuższego okresu eksploatacji
wynoszącego 20 lat, zaprezentowano dodatkowo metodę doboru optymalnego czasu przeprowadzenia obsługi prewencyjnej
w oparciu o analizę ryzyka. Przedstawiono również algorytm pozwalający na monitorowanie poziomu naprężenia w wirniku
w trybie online, uwzględniający zmienność współczynnika wnikania ciepła, który następnie może zostać przekształcany
w system sterowania poziomem naprężeń w czasie rzeczywistym. Dzięki opracowanym narzędziom możliwe jest uzyskanie
żądanego przyrostu naprężenia w czasie rozruchu. Przeprowadzone badania pozwalają na przedstawienie strategii dalszej
eksploatacji i obsługi turbiny, która może zostać dopasowana dla konkretnego obiektu rzeczywistego.