Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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.

2

Wpływ parametrów czynnika roboczego na geometrię wirnika turbiny promieniowej

Jesionek K., Duda J., Wierciak A, Błoński D.

Instal

|

2013

|

nr 12

8--11

PL

Układy ORC czyli Organic Rankine Cycle, można stosować jako metodę utylizacji ciepła o niskich i średnich parametrach, przez konwersję tego ciepła na prąd elektryczny. Technologia ORC zakłada realizację obiegu Rankine’a przy zastosowaniu przemian termodynamicznych czynników organicznych. Dobór czynnika roboczego jest sprawą indywidualną dla każdego układu, uzależnioną od strumienia ciepła odpadowego, które można wykorzystać i powinien być wnikliwie rozpatrywany przede wszystkim pod kątem efektywności termodynamicznej oraz możliwości eksploatacyjnych. W obliczeniach pod uwagę wzięte zostały trzy czynniki: olej silikonowy MDM, cyklopentan i cykloheksan. Głównym celem wykonywanych obliczeń było sprawdzenie, jaki wpływ ma dany czynnik na konstrukcję turbiny oraz wskazanie czynnika, który najlepiej spełniałby założenia dotyczące zarówno konstrukcji turbiny, jak i cech, które powinien posiadać dobry czynnik roboczy. Przeprowadzone obliczenia przepływowe wykazały, że każdy czynnik ORC ma swój optymalny zakres parametrów dla projektowanej turbiny jednostopniowej. Turbiny dośrodkowe zasilane czynnikami ORC wykazują wysoką sprawność, w dość szerokim obszarze wydajności.

EN

Organic Rankine Cycle (ORC) systems can be used as a heat disposal method of low and medium parameters, through the conversion of that heat into electricity. ORC technology assumes implementation of the Rankine cycle by using thermodynamic transformations of organic fluids. Selecting a fluid that will work in a cycle is a matter to be determined for each individual and depends on the amount of waste heat that can be recovered. The selection should be carefully considered, primarily in terms of thermodynamic efficiency and operating capabilities. Three fluids were reviewed in the calculations: MDM silicone oil, cyclopentane, and cyclohexane. The main purpose of the reaserch was to check what effect fluid has on turbine design and indicate the working medium that would meet the requirements in the best way (for both the turbine design and the features of a good working medium). The calculations showed that every organic medium has its optimal parameters range for single stage turbine. Radial stages powered by organic mediums distinguish with high efficiency in a wide range of flow rate.

3

Thermal and stress states in unsteady conditions of operation of the rotors of ultra-supercritical parameter turbines

Rusin A., Lipka M., Łukowicz H.

Archiwum Energetyki

|

2013

|

T. 43, nr 1/2

129--146

EN

The paper presents the results of numerical analyses, including the steam turbine rotor, for a newly designed 900 MW power unit with ultra-supercritical steam parameters (650 oC, 30.0 MPa). With the use of preliminary design calculations and assuming the optimum structural solutions, simulations of the turbine operation in unsteady conditions are carried out. The analyses take account of the turbine start-up from the different thermal states, i.e., the cold, warm and hot states, and with different rates of increment in the steam parameters. The maps of the temperature field and the stress distributions are obtained. Based on them, the areas with the highest level of stress are identified, i.e., the rotor critical areas which have a direct impact on the life of the entire machine. The performed simulations and analyses make it possible, already at the design stage, to determine the ranges of possible values of stress amplitudes occurring in the main components of the turbine. This in turn allows a preliminary assessment of the turbine life.

PL

W pracy przedstawiono wyniki analiz numerycznych, obejmujących wirnik turbiny parowej dla nowoprojektowanego bloku o mocy 900 MW na parametry super-nadkrytyczne (650 oC, 30 MPa). Opierając sie na wcześniej przeprowadzonych obliczeniach projektowych, po przyjęciu optymalnego rozwiązania konstrukcyjnego, przeprowadzono symulację pracy turbiny w warunkach nieustalonych. Analizy uwzględniały rozruchy turbiny zarówno z różnych początkowych stanów cieplnych, tj. zimnego, ciepłego oraz gorącego, jak i realizowanych z różnymi prędkościami przyrostu parametrów pary. Otrzymano mapy rozkładów pól temperatur oraz naprężeń. Na ich podstawie zidentyfikowano obszary o najwyższym poziomie wytężenia, tzn. obszary krytyczne wirnika, które w sposób bezpośredni będą wpływać na żywotność całej maszyny. Przeprowadzone symulacje i analizy pozwalają już na etapie prac projektowych określić zakresy możliwych wartości amplitud naprężeń występujących w głównych elementach turbiny. Pozwala to z kolei na wstępne oszacowanie trwałości turbiny.

4

Trends and correlation analysis in diagnosing turbine rotor bow

Gałka T.

Transport Problems

|

2009

|

T. 4, z. 3, cz.1

43-51

EN

Permanent rotor bow in a steam turbine is a serious failure which usually demands a time-consuming and costly repair. Its vibration-related symptoms are not specific and qualitative diagnosis typically has to employ results obtained during transients. In a 230 MW power steam turbine, gradual dynamic behavior deterioration was observed, immediately after commissioning. Increase of the fundamental component of rear intermediate-pressure turbine bearing vertical vibration was detected, with the time constant of the order of months. Permanent rotor bow, exceeding 200 μm, turned out to be the cause. Rotor repair resulted in a dramatic improvement of dynamic behavior, which, however, soon began to deteriorate again. Vibration spectra had been detected in the off-line mode since commissioning, which allowed to determine vibration time histories. Vibration trends analysis does not provide sufficient information to determine root cause, but allows for eliminating a number of possible malfunctions that give similar symptoms. In particular, the possibility of a sudden random-type damage due to human error is eliminated, which in fact is the most common cause of a permanent bow. Analysis of vibration amplitude correlation between vertical and axial directions reveals very strong correlation between fundamental components in the turbine under consideration, as well in the other one, in which similar failure has been observed. Third unit of the same type, apart from qualitatively different vibration trends, is characterized by correlation factors lower by a few times. This particular case is indicative of the importance of evolutionary symptoms (vibration amplitude time dependence and increase rate, as well as correlation factors) in qualitative diagnosis. Such symptoms can be very useful in distinguishing between possible failures which result in similar changes of machine vibration behavior.

PL

Trwałe wygięcie wirnika turbozespołu jest poważnym uszkodzeniem, wymagającym na ogół długotrwałej i kosztownej naprawy. Jego symptomy drganiowe są niejednoznaczne i diagnozowanie jakościowe przeważnie musi uwzględniać wyniki pomiarów w stanach nieustalonych. W turbozespole energetycznym 230 MW stwierdzono stopniowe pogarszanie sie stanu dynamicznego bezpośrednio po oddaniu do eksploatacji. Obserwowano wzrost składowej 44 T. Gałka podstawowej drgań pionowych tylnego łożyska części średnioprężnej, ze stałą czasową rzędu miesięcy. Przyczyna okazało sie trwałe wygięcie wirnika, przekraczające 200 μm. Naprawa wirnika przyniosła zasadnicza poprawę stanu dynamicznego, choć po niej zaczął on ponownie sie pogarszać. Przez cały okres eksploatacji były wykonywane okresowe rejestracje widm drgań, dzięki czemu możliwe było określenie trendów drgań. Analiza trendów nie daje podstawy do jednoznacznego zidentyfikowania niesprawności, pozwala jednak na wyeliminowanie wielu uszkodzeń, dających zbliżone objawy. W szczególności wykluczyła ona nagłe uszkodzenie awaryjne, spowodowane błędem obsługi, które jest najczęstszą przyczyna trwałego wygięcia wirnika. Analiza korelacji amplitud drgań w kierunkach pionowym i osiowym wykazuje bardzo wysokie współczynniki korelacji liniowej miedzy składowymi podstawowymi dla omawianego turbozespołu oraz drugiego, tego samego typu, w którym wystąpiło podobne uszkodzenie. Trzeci turbozespół tego samego typu charakteryzuje się, oprócz jakościowo innych trendów drgań, kilkakrotnie słabsza korelacja. Opisany przypadek wskazuje na duża przydatność symptomów typu ewolucyjnego (kształt zależności amplitudy drgań od czasu i szybkość jej wzrostu oraz współczynnik korelacji) w diagnozowaniu jakościowym. Symptomy takie mogą być bardzo użyteczne w przypadku konieczności rozróżnienia miedzy możliwymi niesprawnościami, którym odpowiadają podobne zmiany charakterystyk drganiowych maszyny.

5

Modelling of rotating disk vibration with fixed blades

Zeman V., Sasek J., Byrtus M

Modelling and Optimization of Physical Systems

|

2009

|

z. 8

125--130

EN

The paper presents the method for the mathematical modelling of bladed disk vibrations. The blades are considered as one dimensional continuum fixed with three-dimensional elastic disk centrally clamped into turbine rotor rotating with constant speed. A dynamic analysis and optimization of the bladed disk Vibration with damping elements requires a development of the efficient method pointing to the bladed disk model with relatively small DOF number. In the future, such model will enable simulations of the whole system nonlinear Vibration influenced by slip contact interactions in inner couplings between blades.

CS

Příspěvek uvádí metodu matematického modelování kmitání rotujících olopatkovaných disků. Lopatky jsou uvažovány jako jednodimenzionální kontinua vetknutá do třídimenzionálního poddajného disku středově upevněného k rotoru turbíny, který rotuje konstantní úhlovou rychlostí. Dynamická analýza a optimalizace olopatkovaných disků s tlumícími elementy vyžaduje vyvinout efektivní metodu směřující k modelu olopatkovaného disku s relativně malým počtem stupňů volnosti. Takový model v budoucnu umožní simulovat nelineární kmitání celého systému ovlivněné interakcí kluzných kontaktních ploch ve vnitřních vazbách mezi lopatkami.

6

Analiza naprężeń w zębach beczek wirników turbogeneratorów

Drak B.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2001

|

z. 15

71-76

PL

Artykuł zawiera wyniki obliczeń naprężeń w zębach beczki wirników oraz ich analizę w odniesieniu do wirników modernizowanych: turbogeneratora o mocy 130 MW oraz turbogeneratora o mocy 200 MW. Dla pierwszego podano analizę wpływu wykonania tzw. podżłobka na wartości i rozkład naprężeń w zębach beczki wirnika. W przypadku drugiego, przedstawiono analiza wpływu ukształtowania pogłębienia żłobka beczki wirnika na naprężenia w jej zębach.

EN

The results of calculation stresses using finite elements and analysis of stresses on the example of modernized turbogenerators 130 MW as well as 200 MW are shown in the paper. The analysis of influence of the shape of deepening of slot stresses in teeth of rotor's barrel is also presented.