Способ контроля качества управления режимами работы энергоблока

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1043326 A

g(gg) F 01 Р 19/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " : :-"""", К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

J фиг) (21) 3414431/24-06 (22) 25.03.82 (46) 23.09.83. Бюл. № 35 (72) А. Ш. Лейзерович, А. Д. Трухний и А. А. Кочетов (71) Всесоюзный дважды ордена Трудового

Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф. Э. Дзержинского (53) 621.165 (088.8) (56) 1. Плоткин Е. P. и Лейзерович А. Ш.

Пусковые режимы паро вых турбин э нергоблоков. М., «Энергия», 1980, с. 17-18.

2. Лейзерович А. Ш. Эксплуатационный контроль за накоплением повреждаемости деталей паровых турбин. — «Энергохозяйство за рубежом», 1979, № 1, с. 6-10. (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ РАБОТЫ

ЭНЕРГОБЛОКА путем измерения нагрузки, параметров пара и температур металла турбины, определения характерных разностей температур и циклического изменения этих разностей, по которому для каждого режима определяют удельную циклическую повреждаемость металла и долю исчерпания ресурса, и оценки качества управления сравнением найденной доли исчерпания ресурса с допустимой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля путем учета различного влияния на повреждаемость металла различных режимов, предварительно определяют характерные типы режимов и частоту повторяемости каждого типа режимов на основе статистической обработки данных о работе энергоблока и по этой частоте находят коэффициент влияиия каждого типа режима на повреждаемость металла, в процессе работы энергоблока на основе измерений нагрузки и параметров пара определяют тип данного режима, и определение доли исчерпания ресурса на данном режиме ведут умножением удельной циклической повреждаемости металла на соответствующий коэффициент влияния.

1043326

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при эксплуатационном контроле за ведением переходных режимов энергоблоков.

Известны способы контроля качества управления режимами работы энергоблока путем измерения нагрузки, параметров пара и температур металла турбины, определения характерных разностей температур и оценки качества управления сравнением найденных разностей с их допустимыми значениями (1).

Однако эти способы не обеспечивают количественной оценки влияния фактически реализованных режимов на повреждаемость металла оборудования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ контроля качества управления режимами работы энергоблока путем измерения нагрузки, параметров пара и температур металла турбины, определения характерных разностей температур и циклического изменения этих разностей, по которому для каждого режима определяют удельную циклическую повреждаемость металла и долю исчерпания ресурса, и оценки качества управления сравнением найденной доли исчерпания ресурса с допустимой (2).

Недостатком известного способа является несколько пониженная точность контроля из-за отсутствия учета различного влияния на повреждаемость металла различных режимов.

Цель изобретения - повышение точности контроля путем учета различного влияния на повреждаемость металла различных режимов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля качества управления режимами работы энергоблока путем измерения нагрузки, параметров пара и температур металла турбины, определения характерных разностей температур и циклического изменения этих разностей, по которому для каждого режима определяют удельную циклическую повреждаемость металла и долю исчерпания ресурса, и оценки качества управления сравнением найденной доли исчерпания ресурса с допустимой предварительно определяют характерные типы режимов и частоту повторяемости каждого типа режимов на основе статистической обработки данных о работе энергоблока и по этой частоте находят коэффициент влияния каждого типа режима на повреждаемость металла, в процессе работы энергоблока на основе измерений нагрузки и параметров пара определяют тип данного режима, и определение доли исчерпания ресурса на данном режиме ведут умножением удельной циклической повреждаемости металла на соответствующий коэффициент влияния.

На фиг. 1 приведена блок-схема реализации .;"..ного способа; на фиг. 2 — пример изменения разности температур по толщине

55 критического элемента мощной паровой турбины (по радиусу ротора цилиндра высокого давления) за цикл планового изменения нагрузки турбины в регулировочном диапазоне; на фиг. 3 — диаграмма циклического деформирования металла, соответствующая приведенному на фиг. 2 циклу нагружения; на фиг. 4 — характеристика малоцикловой усталостной повреждаемости металла.

В качестве основных типов переходных режимов работы энергоблока могут быть выделены: а) остановы турбины без расхолаживания с последующими пусками из различных температурных состояний, соответствующих наиболее характерным значениям длительности предпускового простоя: до 2 ч, 2—

10, 10 — 18, 18 — 36, 36 — 64, 64 — 90 и свыше 90 ч. простоя; б) остановы турбины с расхолаживанием и последующим пуском из холодного состояния; в) плановые изменения нагрузки турбины по диспетчерскому графику в пределах регулировочного диапазона; г) неплановые колебания нагрузки, связанные с изменением потребления в энергосистеме и воздействием ограничителей перетоков мощности по слабым межсистемным связям: д) аварийные режимы сброса нагрузки без отключения генератора, а также режимы, связанные с работой противоаварийной системой автоматики; е) режимы изменения температуры пара, подаваемого в турбину, при работе турбины под нагрузкой, вызванные, например, сбоями работы автоматических регуляторов ит.д.

По статистическим данным о работе энергоблока, например по результатам обработки данных информационно-вычислительной системы за предшествующий отчетный период времени (преимущественно за год), предварительно, т.е. до реализации описы-. ваемого способа контроля, определяют коэффиент П1 частоты повторяемости характерных типов режимов работы энергоблока.

Коэффициенты й1 влияния переходных режимов на повреждаемость металла турбины для каждого 1-га режима из общего числа М режимов определяют как и а;=К; 11 Е11;

1=1 где К1 — доля повреждаемости металла, которая может быть допущена для данного типа переходных режимов. С учетом влияния ползучести металла обычно принимается и ,Z, <1= О,б -),P.

В процессе работы энергоблока датчики 1 информационно-вычислительной системы измеряют температуры металла турбин, нагрузку и параметры лара. Сигналы от датчиков 1 поступают в блок 2 преобразователей, с которым соединен блок 3 расчета ведущих показателей состояния турбины, 1043326

ЗО

3 преимущественно определения разностей температур по радиусу роторов высокотемпературных цилиндров методом математического моделирования. Выходы блоков 2 и 3 соединены с устройством 4 оперативного представления информации в темпе управления, например электронно-лучевым индикатором, и блоком 5 накопления информации, например, в виде записи на магнитной ленте для последующей обработки.

Информация о состоянии и параметрах работы оборудования из блока 5 проходит через блок 6 выделения переходных режимов, блок 7 определения типа переходного режима (блоки 6 и 7 выполнены, например, в виде блоков сравнения с уставками) и блок 8 определения коэффициента влияния данного переходного режима на повреждаемость металла в соответствии с данными, задаваемыми по результатам предшествующего анализа и заложенными в блок 9 (блок 8 выполнен в виде умножителя, а блок 9 — в виде задатчика). По накопленной в блоке 5 информации в блоке 10 осуществляется расчет диаграммы циклического деформирования металла, в блоке 11 — определение эквивалентного размаха деформаций, в блоке 12 — определение удельной малоцикловой термоусталостной повреждаемости металла за цикл (блоки 10 — 12— функциональные преобразователи, реализующие известные зависимости для малоцикловой термоусталостной повреждаемости материала) . По результатам переработки информации в блоках 8 и 12 в блоке 13, выполненном, например, в виде блока умножения, осуществляется оценка качества реализации переходного режима с выдачей результатов вместе с полной информацией о ходе процесса, накопленной в блоке 5, с помощью устройства 14 регистрации.

Начало и завершение каждого переходного режима фиксируют автоматически в блоке 6 по изменению нагрузки турбины и параметров пара, подаваемого в турбину.

Тип переходного режима в блоке 7 также идентифицируется автоматически по диапазону изменения нагрузки и параметров пара, подаваемого в турбину, а при пусках также по предпусковому (до начала нагружения) температурному состоянию металла турбины. Изменение нагрузки от нуля до конечного значения выше нижней границы регулировочного диапазона с повышением температур пара до нижней границы диапазона нормального регулирования. индентифицируется как пуск. Изменение нагрузки до нуля без снижения температур пара ниже нижней границы диапазона регулирования характеризует останов без расхолаживания, а со снижением нагрузки ниже этой границы — останов с расхолаживанием. Плановые и неплановые изменения нагрузки различаются по величине и т.д.

По измеренным величинам температур непосредственно или путем математичес4 кого моделирования прогрева в блоке 3 определяют изменение разностей температур, характеризующих термонапряженное состояние наиболее термонапряженных деталей.

На фиг. 2 показано изменение разностей температурЬ по радиусу ротора цилиндра высокого давления турбины при плановом изменении нагрузки N no суточному графику. Характер изменениями| при переходных режимах существенно зависит от качества управления, в данном случае от синхронности и адекватности изменений паропроизводительности котла и положения клапанов турбины, а при пусках — от качества реализации заданных графиков повышения нагрузки и температур пара, подаваемого в турбину и т.д.

По циклическому изменению в процессс переходного режима измеренных или вычисленных разностей температур в блоке 10 (фиг. 1) рассчитывается диаграмма циклического деформирования металла детали.

На фиг. 3 приведена подобная диаграмма (зависимость напряжений б и деформаций

E ) для цикла планового изменения нагрузки по суточному графику (фиг. 2).

По диаграмме циклического деформирования в блоке 11 (фиг. 1) определяется размах пластических ЬЮ или полных йЕ деформаций и по найденной таким образом величине и по характеристике малоцикловой усталости металла (фиг. 4) в блоке 12 (фиг. 1) определяют число циклов до появления трещины Йр или величину удельной циклической повреждаемос-.и 1 =Яр для реализованного режима.

Полученная величина 1, будучи в блоке

13 умножена на коэффициент влияния й, для данного типа переходного режима, дает величину, характеризующую долю исчерпания ресурса металла турбины за данный период времени при качестве управления, с которым был реализован данный режим.

Сопоставление полученной величины с допустимым значением позволяет обосновано оценить фактическое качество управления.

На устройство 4 оперативного представления информации (фиг. 1) в темпе управления в табулированном или графическом виде подается информация о параметрах работы и показателях состояния оборудования в текущий момент и за некоторый предшествующий период времени, например за 20 мин. Та же информация за весь переходный режим плюс результаты расчетов повреждаемости и оценки качества ведения режима фиксируются для последующего анализа устройством 14 регистрации.

Предлагаемый способ повышает точность контроля, что улучшает качество эксплуатации благодаря сокращению длительности пусковых операций с сохранением напряжений в материале на допустимом уровне.

1043326

1043326

Составитель А. Калашников

Редактор С. Саенко Техред И. Верес Корректор А. Ильин

Заказ 7301/36 Тираж 535 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4