Układ do kontroli stanów cieplno-wytrzymałościowych wirników na podstawie pomiaru temperatury metalu.

• Autorzy: Kurowicz M.

Warianty tytułu

EN

The set for assessment of thermal-strength states of rotors on the base of metal temperature measurement.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem rozważań jest element metody kontroli stanu cieplno-wytrzymałościowego wirnika turbiny podczas rozruchu, zmiany mocy oraz w stanie nominalnego obciążenia. Punktem wyjścia do modelowania rozkładów temperatury, obciążeń cieplnych i naprężeń są wyniki bezpośredniego pomiaru temperatury metalu w wybranych miejscach wirnika. W pracy przedstawiono zasadę pomiaru temperatury metalu w wybranych miejscach wirnika turbiny oraz koncepcję i założenia projektowe układu pomiarowego. Opisano sposób mocowania czujników pomiarowych oraz dwa rozwiązania transmitera (układu przeniesienia sygnału z wirującego wirnika). Przedstawiono również przebieg i wyniki badań tych układów w warunkach laboratoryjnych. Przykładowo podano wyniki pomiarów temperatury uzyskane w rzeczywistych warunkach stygnięcia wirnika WP turbiny 13K215.

EN

The assessment of thermal states is based on the temperature measurements in chosen locations of an investigated component. These measurements are complemented with the measurements of the fluid flowing around the component surface. This approach is commonly applied to the control and diagnostic systems of power units (boilers and turbines) for the assessment of thermal states of non-rotating thick-walled components (boiler drums, casings, valves chamber and clamping rings). There is however different situation as far as rotors are concerned. Direct control of their thermal state during standard operation is somewhat more difficult. This is because temperature distribution in rotating coordinates has to be determined. Such situation forces indirect control of thermal states. The simplest approach bases only on the rate of changes of livesteam temperature. Standard control systems usually apply a restriction (maximal value) for the rate of changes of livesteam temperature. This restriction is meant to protect the rotor from high stresses. This paper presents on-line system for the assessment of operating conditions of rotors. It involves direct method. The investigations of thermal state derive from the measurements of the rotor temperature in its several locations. The article presents the idea of measurements of rotor temperature in several chosen locations. The assumptions made for the construction of the measurements set are described. The construction of the handle is shown, which allows to attach thermoelements to a turbine rotor. Two alternative designs of the transmitter are presented, which allow to carry the measurement signal out of the rotor. The main assumptions for the design of the on-line control of thermal and strength states are as follows: - rotor temperature is measured in the central void of the rotor; - the number of measurement locations in the rotor is arbitrary; practical application assumes four measurements; - the measurement of the temperature utilizes standard Pt100 thermocouple, which is commonly used in power units diagnostics; - the measurement signal is carried out of the rotor from the thermocouple to the measurement set through a transmitter installed at the end of the rotor. The electronic part of the measurement set was designed and assembled. It was then tested at the laboratory. Experimental tests were also conducted at the operating steam turbine. The set measured the rotor temperature of the high pressure part of a steam turbine. Analysis was done during a cool-down after the first operating period of just repaired turbine. The tests proved that practical application of the presented approach requires temperature measurements in 1-4 locations and current intensity transmission of measurement signal.

Słowa kluczowe

PL

turbina parowa; wirnik; pomiar; temperatura; kontrola; stan cieplny; wytrzymałość

EN

steam turbine; rotor; measurement; temperature; control; thermal state; strength

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Zagadnienia Eksploatacji Maszyn
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 39, nr 3
• Strony: 145--161
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz.

Twórcy

autor

Kurowicz M.

• Politechnika Śląska, Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Układ do kontroli stanów cieplno-wytrzymałościowych i stopnia zużycia wirników turbin parowych na podstawie pomiaru temperatury metalu. Projekt celowy KBN.
• [2] Kosman G., Rusin A., Taler J., Szweda J., Duda P., Majchrzak H.: Identification of Thermal Stresses of Thick-walled Shells on the Basis of Temperature Measurements. Thermal Stresses Congress. Osaka, Japonia, 2001.
• [3] Kosman G., Rusin A., Roskosz M.: Thermal stress control system in steam turbines. Seminar der Arbeitsgemeinschaft Turbomaschinen, Gdańsk 2001.
• [4] Kosman G.: Bezpośrednia ocena stanów cieplnych i wytrzymałościowych wirników turbin parowych na podstawie pomiaru temperatury metalu. ZEM 3/2004.
• [5] Kosman G., Kurowicz M.: Układ do pomiaru temperatury metalu wirników turbin parowych. „Pire” 2001.
• [6] Kurowicz M., Strozik M.: Układ do kontroli stanów cieplno-wytrzymałościowych wirników turbin parowych. „Pire” 2002.