Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Walidacja metody spektroskopii impedancji (MSID2/3) dla badań NDT i SHM w energetyce

Żurek Z., Solecka B., Chmiela A., Jasiński T.

Napędy i Sterowanie

|

2023

|

R. 25, nr 2

87--99

PL

Artykuł przedstawia metodę diagnostyki stalowych łopatek wysokoprężnej części turbiny parowej poprzez analizę częstotliwościową parametrów elektrycznych i magnetycznych materiału, w funkcji czasu jego eksploatacji. Metodologia wywodzi się historycznie z analizy unormowanych składowych impedancji do wykrywania defektów i selekcjonowania materiałów. Została opracowanych przez F. Förstera i jego zespół badawczy [2, 3]. W opracowaniu przedstawiono możliwość badań diagnostycznych Wielopunktowej Spektroskopii Impedancji (WSI2/3) aż po procesy degradacyjne materiału (defekty ciągłości struktury), a nie tylko defekty ciągłości materiału. Wyniki badań porównano między innymi z badaniami strukturalnymi metodą elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM) i spektometrii rentgenowskiej z dyspersją energii (EDS) i dyspersją długości fali (WDS). Spektroskopia impedancji przyjmuje obecnie znaczące miejsce w badaniach diagnostycznych (NDT i SHM), tak w literaturze krajowej, jak i zagranicznej [11, 14, 23]. Tematyka prezentowana była także na Światowym Kongresie NDT w Monachium w 2018 roku [23]. Artykuły o tej tematyce można znaleźć na stronie NDT.net [24], Spektroskopia impedancji jest tematem dwóch prac doktorskich i promocji kolejnych doktorów nauk technicznych [27, 28]. Obszar tematyczny objęty niniejszym artykułem skierowano głównie na porównanie zagadnienia walidacji metody.

2

Conditions for increasing the recognition of degradation in thermal-flow diagnostics, taking into account environmental legal aspects

Drosińska-Komor Marta, Głuch Jerzy, Brzezińska-Gołębiewska Katarzyna, Piotrowicz Michał, Ziółkowski Paweł

Journal of Power Technologies

|

2023

|

Vol. 103, nr 1

33--48

EN

The ever-increasing demand for electricity and the need for conventional sources to cooperate with renewable ones generates the need to increase the efficiency and safety of the generation sources. Therefore, it is necessary to find a way to operate existing facilities more efficiently with full detection of emerging faults. These are the requirements of Polish, European and International law, which demands that energy facilities operate with the highest efficiency and meet a number of restrictive requirements. In order to improve the operation of steam power plants of electric generating stations, thermal-fluid diagnostics have been traditionally used, and in this paper a three-hull steam turbine, having a high-pressure, a medium-pressure and a low-pressure part, has been selected for analysis. The turbine class is of the order of 200 MW electric. Genetic algorithms (GA) were used in the process of creating the diagnostic model. So far, they have been used for diagnostic purposes in gas turbines, and no work has been found in the literature using GA for the diagnostic process of such complex objects as steam turbines located in professional manufacturing facilities. The use of genetic algorithms allowed rapid acquisition of global extremes, that is efficiency and power of the unit. The result of the work undertaken is the possibility to carry out a full diagnostic process, meaning detection, localization and identification of single and double degradations. In this way 100 % of the main faults are found, but there are sometimes additional ones, and these are not perfectly identified especially for single time detection. Thus, the results showed that with a very high success rate the simulated damage to the geometrical elements of the steam turbine under study is found.

3

Trwałość eksploatacyjna materiału wirników turbin parowych z niskostopowych stali Cr-Mo-V

Furmanek Joanna, Dobrzański Janusz

Energetyka

|

2023

|

nr 11

644--645

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań materiałów wirników turbin parowych z niskostopowych stali typu Cr-Mo-V o różnym stopniu wyczerpania. Celem było określenie przydatności tych materiałów do dalszej eksploatacji po znacznym przekroczeniu obliczeniowego czasu pracy. Oceny stanu mikrostruktury dokonano na podstawie ujawnionych obrazów struktury w skaningowym mikroskopie elektronowym oraz stopnia rozwoju procesów wydzieleniowych po rentgenowskiej analizie składu fazowego osadów węglików. Oceny właściwości użytkowych dokonano na podstawie uzyskanych wyników właściwości mechanicznych w temperaturze pokojowej i podwyższonej oraz wyznaczonej trwałości resztkowej i resztkowej rozporządzalnej w skróconych próbach pełzania, a także na podstawie szybkości pełzania z krzywych pełzania dla parametrów temperaturowo-naprężeniowych odpowiadających eksploatacyjnym. Zaproponowano schemat zmian w strukturze badanych stali odniesionych do stopnia wyczerpania.

EN

The article presents the results of tests of materials for steam turbine rotors made of low-alloy Cr-Mo-V steels with various degrees of depletion. The aim was to determine the suitability of these materials for further use after exceeding the design operating time. The state of the microstructure was evaluated based on revealed images of the structure in the scanning electron microscope and the degree of development of the separation processes based on the X-ray analysis of the phase composition of the carbide deposits. The functional properties were evaluated based on the obtained results of mechanical properties at room and elevated temperatures, as well as the determined residual and residual disposable durability in abbreviated creep tests and creep rates from creep curves for temperature and stress parameters corresponding to operational ones. A scheme of changes in the structure of the tested steels related to the degree of exhaustion was proposed.

4

Steam turbines for flexible operation

Biesinger Frank, Huáscar Lorini, Banaszkiewicz Mariusz

Energetyka

|

2023

|

nr 12

706--713

EN

The demand for more flexible operation of power plants has increased significantly in the last few years. Increased numbers of starts, operating hours and ramp rates result in accelerated lifetime consumption of the steam turbine components. Nowadays, one of the major tasks is to assess the capabilities of existing steam turbine units in terms of more flexible operation. New concepts are developed to allow improved flexible operation with associated thermal stress protection of components. New calculation methods support this approach and help to best utilize the remaining lifetime for future operation. The current lifetime status has to be established first and the remaining lifetime is then available to be utilized and distributed for future operation. The assessment of components is done by using the Finite Element Method with creep and transient calculations. Implementation of a state-of-the-art thermal stress control system allows adjustment of the stress calculator settings to the needs of the re-allocated remaining life. There are also options available to enhance flexible operation within an existing steam power plant, e.g. a reconditioning of the existing rotor with particular focus on the first blade groove or exchange an existing component for one with superior properties.

PL

W ostatnich kilku latach znacząco wzrosło zapotrzebowanie na elastyczną eksploatację elektrowni zawodowych. Zwiększona liczba rozruchów, godzin pracy oraz wyższe tempa zmian mocy skutkują przyspieszonym zużyciem elementów turbin parowych. Obecnie jednym z głównych zadań jest ocena możliwości poprawy elastyczności eksploatacji aktualnie pracujących bloków parowych. Opracowano tutaj nowe koncepcje zwiększające elastyczność pracy z jednoczesnym zabezpieczeniem elementów od naprężeń termicznych. Umożliwiły to nowe metody obliczeniowe, które jednocześnie wspomagają jak najlepsze wykorzystanie trwałości resztkowej w dalszej eksploatacji. W pierwszym kroku określa się aktualny stan żywotności a następnie dostępną żywotność resztkową rozkłada się na dalszą eksploatację. Ocena żywotności elementów wykonywana jest za pomocą metody elementów skończonych wykorzystywaną w obliczeniach pełzania i zmiennych warunków pracy. Implementacja nowoczesnego systemu kontroli naprężeń termicznych umożliwia dostosowanie jego nastaw do potrzeb realokowanej trwałości resztkowej. Dostępne są również inne opcje poprawy elastyczności istniejących bloków, np. odnowa wirnika ze szczególnym uwzględnieniem pierwszego wrębu łopatkowego lub wymiana elementu na nowy o lepszych własnościach.

5

Strategia dalszej eksploatacji i obsługi turbin parowych z uwzględnieniem elastycznych warunków pracy bloku węglowego

Rusin Andrzej, Tomala Martyna

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 6

28--36

PL

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.

EN

In order to ensure the safe operation of the power system in Poland and to maintain energy production from old coal-fired power plants, it is required to develop a strategy for further operation of the units in conditions of increased flexibility. The article focuses on the critical element of the turbine, which is the rotor high-pressure part. The methodology of the forecasting of crack propagation and the increase in fatigue-creep wear was presented, and the probability of failure in the following years was estimated. The development of the identified phenomena depends on the stress level during start-up, therefore it was selected in such a way as to ensure the safety of the turbine's operation during the assumed period of 13 years. For a longer service life of 20 years, the method of selecting the optimal time for preventive maintenance based on a risk analysis was additionally presented. An algorithm for online stress monitoring is also described, taking into account the variability of the heat transfer coefficient. It can be also transformed into a real-time stress level control system. Through the developed tools, it is possible to obtain the desired increase in stresses during start-up. The conducted research allows for the presentation of a strategy for further operation and maintenance of the turbine, which can be adapted to a specific real unit.

6

Thermal-strength analysis of a slow closing valve during accelerated startup of a steam turbine

Bryk Mateusz

Journal of Power Technologies

|

2022

|

Vol. 102, nr 2

68--78

EN

This study assesses the accelerated startup of a steam turbine from the perspective of a slow closing valve. Valves are one of the first components affected by high temperature gradients and are key components on which the power, efficiency and safety of the steam system depends. The authors calibrated the valve model based on experimental data and then performed extended Thermal-FSI analyses relative to the experiment. Key results of the work include the possibility to reduce the startup time of a steam turbine while complying with stress limits and not excessively straining structural components of the valve. The single most important finding is that there is no need to change valves when accelerating the startup of steam turbines.

7

Developing technology for the welding of steam turbine steering diaphragms using the submerged arc welding method

Wieczorska Agata, Abramczyk Norbert

Journal of KONBiN

|

2022

|

Vol. 52, iss. 3

233--258

EN

The production process of steam turbine steering disks requires many welded joints of high quality parameters. The article presents the test results obtained in the welding process of elements made of martensitic steel X11CrMo12-1 with a thickness of 160 mm. During the tested process, a weld was made with a welding wire filling with 1% and 9% chromium in the K geometry, a groove height of 65 mm and without full penetration. The research was carried out on a butt joint in a downward position. The joint was subjected to destructive and non-destructive tests, including macroscopic tests. This work was aimed at determining the optimal welding parameters, influencing the improvement of the properties and quality of the joint..

PL

Proces wytwarzania tarcz kierowniczych turbin parowych wymaga wykonania wielu połączeń spawanych o wysokich parametrach jakościowych. W artykule przedstawiono wyniki badań otrzymane w procesie spawania elementów wykonanych ze stali martenzytycznej X11CrMo12-1 o grubości 160 mm. W trakcie badanego procesu wykonano spoinę z wypełnieniem drutem spawalniczym o zawartości 1% i 9% chromu w geometrii K, wysokości rowka 65 mm i bez pełnego przetopu. Badania zostały przeprowadzone na połączeniu doczołowych w pozycji podolnej. Złącze poddano badaniom niszczącym i nieniszczącym, w tym badaniom makroskopowym. Praca miała na celu określenie optymalnych parametrów spawania, wpływających na podniesienie właściwości i jakości wykonanego złącza.

8

Concept of advanced lifetime monitoring system for steam turbines

Banaszkiewicz Mariusz

Diagnostyka

|

2021

|

Vol. 22, No. 1

23--29

EN

The increasing share of renewables in electricity production adversly affects the operation of thermal plants, including steam turbine units. Intermittency of renewable sources results in high variability of steam turbine operating conditions, which together with the inherent scatter of turbine operating parameters significantly complicates their lifetime assessment. The paper presents a concept of lifetime monitoring system in scope of creep-fatigue damage. The system is based on online and offline calculations, performs online analysis of measurement data and takes into account the results of material tests. Functionality of the system main modules is described and mathematical models suitable for online calculations are presented. A general concept of hardware configuration for the system is proposed as well.

PL

Wzrastający udział odnawialnych źródeł energii w produkcji prądu ma niekorzystny wpływ na pracę elektrowni cieplnych, w tym bloków parowych. Niestabilność źródeł odnawialnych skutkuje dużą zmiennością warunków pracy turbin parowych, co w połączeniu z nieodłącznym rozrzutem parametrów pracy turbin w znaczący sposób komplikuje ocenę ich żywotności. W artykule przedstawiono koncepcję systemu monitorowania żywotności w zakresie zużycia zmęczeniowo-pełzaniowego. System ten oparty jest na obliczeniach w trybie online i offline, wykonuje na bieżąco analizę danych pomiarowych oraz uwzględnia wyniki badań materiałowych. Omówione zostały funkcje głównych modułów systemu wraz z propozycją modeli matematycznych odpowiednich do obliczeń w trybie online. Zaproponowano również ogólną koncepcję konfiguracji sprzętowej systemu.

9

Performance Analysis Based on Experimental Data of Backpressure Steam Turbine for Cogeneration in Saturated Steam Applications

Vescovi Guilherme, Grazziotin Gabriel, Souza Tales, Guillen Jorge, Quan Ge

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2021

|

Vol. 31, no. 2

274--292

EN

This paper aims to validate the performance capabilities of a Pressure Reducing Turbine (PRT) with respect to initial predictions based on analytic calculations. The designed equipment was installed in a beverage facility, located in Brazil. The validation procedure consists of analyzing the data collected in several periods of PRT’s operation, accessed remotely via an online server. The analysis of empirical data identifies the behavior of two key variables: generated power and effective efficiency. However, the observed boundary conditions differed significantly from expected values, forcing the turbine to operate in off-design conditions. The turbine model was hence refined and used to predict the PRT’s performance in such conditions. Results showed satisfactory accuracy for both power and efficiency predictions.

10

Thermal-FSI modeling of steam turbine accelerated start-up bymeans of cooling steam injection control

Badur Janusz, Bryk Mateusz

Journal of Power Technologies

|

2020

|

Vol. 100, nr 2

115--119

EN

This paper presents the results of analysis of steam turbine start-up using Thermal-FSI (Thermal-Fluid-Structure-Interaction). Reference and acceleration start simulations were carried out. Attention focused on a steam unit as they account for most electricity generation in Poland. Accelerated start-up is of interest as a possible method for reducing the adverse impact of renewable energy by controlling the injection of cooling steam, set against the backdrop of increasing RES and their negative impact on the operation of steam units. The work is the result of research into the possibility of accelerating the start-up of a steam turbine.

11

Podwyższenie efektywności turbin parowych znajdujących się w wieloletniej eksploatacji

Gribin Vladimir G., Mithohova Olga M., Jesionek Krzysztof J.

Instal

|

2020

|

nr 1

22--26

PL

W artykule przedstawiono różne warianty modernizacji części przepływowej turbin parowych znajdujących się w wieloletniej eksploatacji. Maksymalny przyrost mocy może być uzyskany drogą modernizacji układu łopatkowego. Przejście do łopatek ze zmienianym kątem wypływu α1, zastosowanie tzw. meridionalnego profilowania krótkich łopatek pierwszych stopni części wysokoprężnej pozwala zwiększyć sprawność o około 2÷3% w porównaniu ze stanem wyjściowym konstrukcji. Pewne rezerwy podwyższenia ekonomiczności związane są także z modernizacją uszczelnień. Współczesne rozwiązania konstrukcyjne uszczelnień umożliwiają zmniejszenie przecieków pary o około 10÷30%, co prowadzi do wzrostu sprawności turbiny. Maksymalna efektywność aerodynamiczna elementów części przepływowej z dodatnimi wartościami wzdłużnego gradientu ciśnienia jest osiągana w warunkach stabilnego przepływu bez oderwania warstwy przyściennej od ścianek. Dotyczy to zarówno dyfuzorowych wylotów korpusów wysokiego, średniego i niskiego ciśnienia jak i dyfuzorów zaworów regulacyjnych. Przeprowadzone badania i doświadczenia modernizacji wskazują na możliwość podwyższenia mocy turbozespołu do 10÷12% w odniesieniu do stanu początkowego. Taki rezultat osiągany jest kosztem modernizacji tylko samego układu łopatkowego bez zmiany detali korpusu a rozważane w pracy techniczne rozwiązania mogą być zastosowane podczas kapitalnego remontu turbiny parowej nawet, w warunkach elektrowni.

EN

Different designs of modification of flow range in long-lived turbine plants have been considered in the presented paper. The maximum turbine power increment can be achieved by modernization of a turbine blading system. The use of blades with various nozzle-exit angles and meridional profiling for short blades of the first stages in high-pressure section provides an opportunity to increase efficiency by 2÷3% in comparison with a reference power. A significant gain in performance is associated with the design improvement of seals. Modern designs of seals make it possible to decrease steam leakage by 10÷30% that results in an increase in turbine efficiency. Maximum aerodynamic efficiency of flow channels with adverse pressure gradient has been achieved under a stable unseparated flow. The same holds for diffuser steam-turbine exhausts of the HP (high-pressure) part, the LP (low-pressure) part and the IP (intermediate pressure) part, and also diffusers of control valves. The research and the first effort of research in modification suggest possible increment of a turbine power up to 10÷12% in comparison with a reference power. This result can be obtained only due to modification of the blade system without changing the component of a turbine casing. The discussed engineering proposals can be implemented major overhaul of the steam turbine even in power plant conditions.

12

Monitorowanie i diagnostyka łożysk w turbinach parowych

Nowicki Ryszard

Przegląd Mechaniczny

|

2019

|

nr 4

28--34

PL

W artykule omówiono współcześnie obowiązujące zasady poprawności instalacji czujników umożliwiające realizację jakościowo możliwie najlepszych pomiarów dla sygnałów pozyskiwanych z tych czujników. W przypadku licznych turbozespołów pracujących w kraju (łącznie z tymi najnowszymi) opisane w artykule zasady są mniej lub bardziej naruszone.

13

Koncepcja zwiększenia stopnia regeneracji turbinowego obiegu parowego

Adamkiewicz A., Grzesiak S.

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni

|

2018

|

nr 108

9--21

PL

W artykule przedstawiono wyniki analiz dotyczących sprawności różnych układów napędowych stosowanych na współczesnych zbiornikowcach LNG. Omówiono wyniki identyfikacji oraz oceny jakościowej źródeł energii odpadowej konwencjonalnego turbinowego układu napędowego (CST). W artykule przeanalizowano możliwości zastosowania inżektora parowego w celu odzysku ciepła utajonego. Na podstawie uzyskanych wyników obliczeń inżektora przeprowadzono bilans energetyczny prostego układu realizującego obieg Clausiusa-Rankine’a z regeneracyjnym podgrzewaniem wody zasilającej. Wyznaczono stopień regeneracji układu w wyniku zastosowania inżektora parowego. Na podstawie otrzymanych wyników wyznaczono dalsze kierunki badań dla złożonych układów z wykorzystaniem inżektorów parowych.

EN

This paper presents the results of carried out analyses regarding efficiency and criteria evaluation of various propulsion plants of modern LNG (Liquid Natural Gas) carriers as well as identification and quality assessment of waste heat energy fluxes of a CST (Conventional Steam Turbine) plant. The possibility of use a steam jet injector in order to recover the latent heat is analysed. Calculations were carried out for an injector. On the basis of the results of the injector calculation, the heat balance of a simple regenerative Clausius- Rankine steam cycle was carried out. The degree of regeneration for cycle using the regenerative injector was determined. Based on results the further research directions for complex plants using a steam jet injector are indicated.

14

Klasyfikator rozmyty użyteczny we wstępnym doborze profili łopatkowych turbin parowych

Szewczuk-Krypa N.

Przegląd Mechaniczny

|

2018

|

nr 9

25--27

PL

W artykule przedstawiona została próba stworzenia wstępnego modelu klasyfikatora rozmytego użytecznego we wstępnym doborze profili łopatkowych turbin parowych. Dobór odpowiedniego rozwiązania dokonywany jest na podstawie parametrów przepływu czynnika przez wieńce turbiny. Tego typu narzędzie decyzyjne może okazać się przydatne zarówno w przypadku modernizacji istniejącego już obiektu, w którym zdiagnozowane uszkodzenia wymuszają kapitalny remont układu przepływowego, jak i przy projekcie nowego urządzenia.

EN

The article presents an attempt to create a preliminary fuzzy classifier model in the preliminary selection of steam turbines blade profiles. The selection of the appropriate solution is made on the basis of the parameters of the flow of the medium through the turbine rims. This type of decisionmaking tool may prove useful both in the case of the modernization of anexisting facility, in which the diagnosed faults force a complete overhaul of the flow system as well as the design of a new device.

15

Operational characteristic of selected marine turbounits powered by steam from auxiliary oil-fired boilers

Behrendt C., Stoyanov R.

New Trends in Production Engineering

|

2018

|

Vol. 1, Iss. 1

495--501

EN

This paper presents characteristic values and operational parameters of two selected marine auxiliary steam turbine units such as efficiency, and steam consumption per unit or per hour. For the purpose of the analysis, the cargo turbine pumps and turbogenerator have been selected. The characteristic values and operational parameters have been determined using the operational tests results for the turbounits installed on oil tankers at various power loads.

16

Application of steam jet injector for latent heat recovery of marine steam turbine propulsion plant

Grzesiak S.

New Trends in Production Engineering

|

2018

|

Vol. 1, Iss. 1

235--244

EN

This paper presents the results of previously carried out analyses regarding efficiency and criteria evaluation of various propulsion plants of modern LNG (Liquid Natural Gas) carriers. The results of previous identification and quality assessment of waste heat energy sources of a CST (Conventional Steam Turbine) plant are presente. In this paper the possibility of use a steam jet injector in order to recover the latent heat is analysed. Calculations were carried out for an injector equipped with a de Laval nozzle, determining the thermodynamic state parameters of the mixture of drive steam and sucked in steam as well as the steam on the outlet of the injector for the various ejection ratios. On the basis of the results of the injector calculation, the heat balance of a simple regenerative Clausius – Rankine steam cycle (with one regenerative heater – deaerator) was carried out. The degree of regeneration (increase of the thermal efficiency) for cycle using the regenerative injector was determined. Based on results the further research directions for complex plants using a steam jets are indicated.

17

Efficiency optimisation of blade shape in steam and ORC turbines

Lampart P., Witanowski Ł., Klonowicz P.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 22, nr 2

553--564

EN

This paper is devoted to direct constrained optimisation of blading systems of large power and small power turbines so as to increase their internal efficiency. The optimisation is carried out using hybrid stochastic-deterministic methods such as a combination of a direct search method of Hooke-Jeeves and simulated annealing or a combination of a bat algorithm and simplex method of Nelder-Mead. Among free shape parameters are blade number and stagger angle, stacking blade line parameters and blade section (profile) parameters. One practical example of efficiency optimisation of turbine blading systems is modification of low load profiles PLK-R2 for high pressure (HP) stages of large power steam turbines. Another optimised geometry is that of an ORC radial-axial cogeneration turbine of 50 kWe. Up to 1% efficiency increase can easily be obtained from optimization of HP blade profiles, especially by making the rotor blade more aft-loaded and reducing the intensity of endwall flows. Almost 2% efficiency rise was obtained for the optimized 50 kWe ORC turbine due to flow improvement at the suction side of the blade.

18

Advanced lifetime assessment of steam turbine components based on long-term operating data

Banaszkiewicz M., Radulski W., Dominiczak K.

Archive of Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. LXV, nr 4

579--597

EN

The paper presents a new method of lifetime calculations of steam turbine components operating at high temperatures. Component life is assessed on the basis of creep-fatigue damage calculated using long-term operating data covering the whole operating period instead of representative events only. The data are analysed automatically by a dedicated computer program developed to handle big amount of process data. Lifetime calculations are based on temperature and stress analyses performed by means of finite element method and using automatically generated input files with thermal and mechanical boundary conditions. The advanced lifetime assessment method is illustrated by an example of lifetime calculations of a steam turbine rotor.

19

Ewolucja efektywności energetycznej turbinowych napędów parowych współczesnych zbiornikowców

Adamkiewicz A., Grzesiak S.

Rynek Energii

|

2017

|

Nr 3

67--76

PL

W artykule przedstawiono rozwój układów napędowych zbiornikowców LNG z turbozespołami parowymi w charakterze silników cieplnych napędu głównego. Pokazano genezę i historię ich zastosowania w światowym transporcie morskim LNG. Przeprowadzono analizę konfiguracji układów energetycznych jednostek tego rodzaju z uwzględnieniem typu układu napędowego, złożoności obiegu termodynamicznego parowych układów turbinowych i modyfikacji realizowanych układów w aspekcie ich efektywności energetycznej. Szczegółowo omówiono rozwiązania współczesnych turbinowych układów parowych, w tym również kombinowanych, pod kątem rozwiązań technicznych zmierzających do zwiększenia efektywności energetycznej układów.

EN

This article presents the evolution of LNG carriers with steam turbine units as thermal engines of the main power plant. The origins and history of their application in global LNG maritime transport have been shown. The study comprises an analysis of configuration of power plants of this type of vessels considering the type of its propulsion system, complexity of thermodynamic cycle of steam turbine units and modifications of applied systems in the aspect of their energy efficiency. Marine steam plant solution including the combined Propultion plant have been discussed in a detailed way focusing on technological aspects of increasing energy efficiency of the systems.

20

Identyfikacja stanu tworzywa wirników turbin parowych metodami nieniszczącymi

Bieniek M., Roskosz M., Rusin A., Budzisz R., Skoczylas T.

Przegląd Spawalnictwa

|

2017

|

R. 89, nr 11

15--18

PL

Przy ocenie stanu technicznego wirników turbin parowych problematyczne jest określenie rzeczywistych własności tworzywa. Analiza mikrostruktury, składu chemicznego, pomiary twardości oraz badania defektoskopowe stanowią współcześnie obowiązujący w diagnostyce tego typu obiektów kanon metod badawczych. Najczęściej nieznane pozostają rzeczywiste makroskopowe własności wytrzymałościowe, ponieważ ich wyznaczenie wymaga przeprowadzenia badań niszczących, które wymagają pobrania z wirnika próbek o znacznych rozmiarach, czego w zasadzie się nie praktykuje. W artykule pokazano możliwości metody badawczej wykorzystującej małe próbki – Small Punch Test (SPT). Metoda SPT jest formalnie metodą niszczącą, jednak ze względu na znikomą ilość materiału pobieranego do badania można ją traktować jako metodę nieniszczącą, a miejsce pobrania próbki z wirnika nie wymaga naprawy. Za pomocą metody SPT możliwe jest wyznaczanie podstawowych własności mechanicznych materiału, określanych normalnie za pomocą statycznej próby rozciągania, takich jak moduł Younga E, granica plastyczności Re czy wytrzymałość na rozciąganie Rm oraz wielkości normalnie wyznaczanych za pomocą badania udarności, tj. temperatury przejścia plastyczno-kruchego czy odporności materiału na pękanie. Istnieje również możliwość określania własności materiału przy pełzaniu.

EN

During durability assessment of steam turbine rotors it is problematic to determine the actual properties of the material. Analysis of microstructure, chemical composition, hardness measurements and defectoscopic examinations are the contemporary methods used in the assessment of such objects. Usually the real macroscopic mechanical properties remains unknown because their determination requires a destructive testing that requires large specimens to be taken from the rotor, which is not practically practiced. The paper presents the possibilities of the small punch test method (SPT) whichbases on small specimens. The SPT method is a formally destructive method of material examination, however, because of the insufficient amount of material necessary to prepare specimens, it can be treated as a nondestructive method of material testing. Moreover the place of sampling does not require repair. Using the SPT method, it is possible to determine the basic mechanical properties of a material normally determined by a tensile test such as the Young's modulus E, yield stress Re or ultimate stress Rm, and properties determined by Charpy impact test in example fracture appearance transition temperature or fracture strength. It is also possible to determine the material properties under creep conditions.