Мета роботи - розробка методу збільшення довготривалої міцності литих корпусів парових турбін, що навантаженні парою з надкритичними параметрами. Предметом дослідження є експлуатаційні процеси зношуваності основного металу під дією температурних напружень. Показано, що врахування зусиль затяжки шпильок фланцевого з'єднання має вагомий вплив на пошкоджуваність корпусів. Запропоновано метод зменшення впливу даних зусиль завдяки технологічному управлінню ресурсом.

Світова енергетична криза та екологічні проблеми спонукали стрімке збільшення долі генерації електроенергії відновлювальними джерелами. Проте, режими роботи таких енергопотужностей є досить нерівномірними протягом доби. Так, для енергетики більшості країн, що розвиваються, та частини розвинених країн такі коливання в загальному балансі енерговиробітку призводять до примусового обмеження потужності обладнання на ТЕС, або й до повної зупинки енергоблоків. Недостатня кількість маневрових потужностей у загальному енергогенеруючому балансі є характерною рисою енергосистем таких країн як Російська Федерація, Україна, Македонія, Болгарія, Румунія, Аргентина та низки інших. Нестача таких потужностей часто компенсується за рахунок пиловугільних блоків потужністю 200 - 300 МВт, що залучаються до роботи в напівпікових і пікових режимах. Дане обладнання проектно не пристосовано до такої роботи. Тому для запобігання передчасного зношення генеруючого устаткування ТЕС запропоновано розробку режимного методу управління ресурсом. На базі технічного аудиту експлуатаційної документації генеруючих компаній, запропоновано метод, спрямований на прогнозування раціональних ресурсоощадних режимів роботи високотемпературних елементів (ВТЕ) енергетичного обладнання шляхом оптимізації дольового відношення числа пусків устаткування з різних теплових станів. Сформульовано задачу оптимізації, яка полягає у визначенні такого розподілу конструктивно-технологічних параметрів процесу, що забезпечують максимальне збереження ресурсу обладнання. Як цільову функцію задачі оптимізації обрано залишковий ресурс. Розроблений метод наведено у вигляді комплексної системи оцінки та прогнозування раціональних режимів експлуатації ВТЕ ТЕС, що надає можливість визначення індивідуальних ресурсних показників на протязі всього часу експлуатації обладнання для всіх можливих майбутніх комбінацій режимів роботи та згенерувати прогнози для тисяч різних варіантів режимної експлуатації енергоблоку, з розрахунком ресурсних показників для кожного з них.

This paper reports an experimental study into the combustion of alternative gases in the form of a mixture of propane-butane with air and carbon dioxide after a stabilizing flat module whose both sides are flown around with an airflow. The ballasted fuel was fed by jets into the airflow from the holes located on the side walls of the stabilizer. In this case, the fuel and air were partially premixed. It was established that when ballasting fuel with inert admixtures, the length of the torch and the maximum temperature gradually decreased while nitrogen oxide emissions decreased. With an increase in the content of ballast in fuel, combustion breaks. The dependence of torch stability on the relative consumption of ballast has been established. To stabilize the combustion, highly reactive fuel is supplied to the recirculation zone after a stabilizer from a separate collector. Ballasted fuel passes through the next torches of high-temperature fuel; the all fuel combustion process takes place. The combined scheme of mixture formation makes it possible to adjust fuel consumption in the zones and thus maintain a stable burner power. In the case of supplying all fuel to the recirculation zone after the stabilizer, a so-called "rich" detachment is possible when the torch is detached from the stabilizer. When working under such modes, highly reactive fuel is supplied from the holes on the side walls of the stabilizer, which are placed closer to its detachment edges than the holes for the supply of ballasted fuel. At the same time, the jets of ballasted fuel also pass between the torches of highly reactive fuel so there is joint combustion of all fuel.

В нормативних документах Міністерства енергетики та вугільної промисловості України парковий ресурс високотемпературного енергетичного обладнання енергоблоків 200 МВт обмежений напрацюванням 220 тис. год. та числом пусків 800. На сьогодні високотемпературні литі корпуси регулюючих клапанів циліндрів високого та середнього тиску парових турбін потужністю 200 МВт енергоблоків ДТЕК Луганська ТЕС відпрацювали близько 305 - 330 тис. год. за загальної кількості пусків від 1438 до 1704, що перевищує паркові значення. Тому необхідно провести оцінку залишкового ресурсу корпусів регулюючих клапанів циліндрів високого і середнього тиску парової турбіни К-200-130, щоб визначати можливість її подальшої експлуатації. Дані розрахунки виконано на базі дослідження теплового і напружено-деформованого станів литого устаткування турбіни, що виконано авторами раніше. В роботі встановлено значення приведених до симетричного циклу навантаження амплітуд інтенсивності деформацій для найбільш типових змінних режимів роботи. Використовуючи експериментальні криві малоциклової втоми сталі 15X1М1ФЛ, було встановлено значення допустимого числа пусків і накопичено в основному металі циклічну пошкоджуваність. Значення накопиченої в ході стаціонарних режимів роботи статичної пошкоджуваності визначалась згідно з одержаними авторами раніше експериментальними даними щодо довготривалої міцності сталі 15Х1М1ФЛ. Проведені розрахунки показали, що сумарна пошкоджуваність корпусів регулюючих клапанів парової турбіни К-200-130 блока N 15 ДТЕК Луганська ТЕС складає 97 і 98 %. Залишковий ресурс металу регулюючих клапанів циліндрів високого тиску практично вичерпано і становить 10 тис. год. Залишкове напрацювання регулюючих клапанів циліндрів середнього тиску складає 7 тис. год., тобто також майже вичерпано, за коефіцієнтів запасу міцності за числом циклів і за деформаціями на рівні 5 і 1,5, відповідно, а також допустимого часу роботи металу 370 тис. год. За збільшення допустимого часу роботи металу до 470 тис. год. відповідно до експериментальних досліджень КПІ ім. Ігоря Сікорського сумарна пошкоджуваність металу корпусів клапанів зменшується до 80 %, а залишковий ресурс збільшується до 79 і 75 тис. год. для клапанів циліндрів високого і середнього тиску відповідно.