НИОКР, ОКР

НИОКР, ОКР

Специалисты ООО «ЭнергоСталь» совместно с представителями МГТУ им. Баумана выполняли работы (НИОКР, ОКР) по исследованию крутильных колебаний валопроводов турбогенераторов Сургутской ГРЭС-1, Омской ТЭЦ-5. В ходе выполнения работ были получены периодограммы крутильных колебаний валов в различных режимах работы турбоагрегатов, изучена их связь с режимными параметрами генератора и турбины. Издавались статьи в научных журналах.

  1. Специалисты ООО «ЭнергоСталь» принимали участие в следующих этапах работ:
    1. Разработан метод мониторинга крутильных колебаний вращающихся механизмов;
    2. Созданы принципы проектирования первичных преобразователей;
    3. Проведены метрологические расчеты измерительных каналов;
    4. Разработана математическая модель турбоагрегата, с приведением её к параметрам крутильных колебаний (форм и частот).
    математическая модель турбоагрегата
  2. На созданной нормативно-технической базе разработано:
    1. Пакет программного обеспечения, обеспечивающий проведение измерений, хранение и обработку полученных данных;
    2. Разработан стенд для проведения испытаний по измерению крутильных колебаний в двух плоскостях по модели турбина-генератор, а так же для верификации математической модели;
    3. Измерительно-вычислительный комплекс по мониторингу крутильных колебаний. В данный момент разработано три типа комплексов с различными принципами измерения (лазерно-оптические, индуктивные, токовихревые), первичными преобразователями и количества измерительных каналов (до 8).
    images/Niokr_img_2 images/Niokr_img_3
  3. Были выполнены научно-исследовательские работы на следующих объектах:
    1. Сургутская ГРЭС-1 (две измерительных плоскости);
    2. Омская ТЭЦ-5 (четыре измерительных плоскости).
  4. Специалисты ООО «ЭнергоСталь» выполняли проектирование, изготовление, поставку, монтаж, наладку и ввод в опытную эксплуатацию системы мониторинга крутильных колебаний. images/Niokr_img_4 images/Niokr_img_5 images/Niokr_img_6
  5. Проводились публикации в научно-технической литературе, а так же проводились научно-технические конференции и заседания, посвященные теме крутильных колебаний. Ссылка на статью №1. Ссылка на статью №2.
  6. Разработанные измерительные комплексы уже сейчас позволяют:
    1. Определять собственные и вынужденные частоты и формы крутильных колебаний. Сравнивать их с расчетными данными на новых турбоагрегатах и определять точность расчетов при проектирование новых электрических машин;
    2. Определять качество отстройки валопровода от резонанса крутильных колебаний;
    3. Определять углы скручивания в узлах, как статические, так и динамические. На основании полученных данных можно рассчитывать механические напряжения в данных узлах;
    4. Определять качество проведения ремонтных работ по параметрам (амплитуда и частота) в узлах скручивания (полумуфты, муфты, и пр. сочленения валов);
    5. Определять характер и значимость дефектов по изменению формы, частоты и амплитуды собственных крутильных колебаний, после возникновения аварийных ситуаций;
    6. Определять качество работы системы возбуждения за счет выявления нехарактерных частот во внутренних каналах регулятора возбуждения (АРВ);
    7. Определять качество внешней сети по величине вынужденных крутильных колебаний, включая изменения внутреннего угла машины.
  7. Разработанные измерительные комплексы в ближайшей перспективе (3 года) могут позволить:
    1. Определять текущее техническое состояние ТА на основе информационно-метрологического сопровождения жизненного цикла ТА;
    2. Предупреждение повреждения роторов и соединительных муфт паровых турбин;
    3. Ввести дополнительный канал регулирования в системах возбуждения для стабилизации или ограничения режимных параметров ТА по значениям частот и форм крутильных колебаний.
  8. Разработанные измерительные комплексы в долгосрочной перспективе (5 лет) могут позволить:
    1. Диагностировать трещинообразования в роторах и генераторов в условиях эксплуатации;
    2. Дать экспертную оценку систем ТА, обеспечивающих его работоспособность (системы регулирования, АСУ и т.п.);
    3. Решить задачи защиты, диагностики и прогнозирования конкретных неисправностей, совершенствование ТА при накоплении статистических данных с использованием алгоритмов нейронных сетей и обучающихся алгоритмов при классификации и сравнении данных, полученных от системы мониторинга и контроля крутильных колебаний и режимных параметров.