Современная теплоэнергетика
Главная   >>   Современная теплоэнергетика

Современная теплоэнергетика

12.4. Управление сроком эксплуатации энергетического оборудования

Существующая на российских ТЭС система контроля за состоянием металла наиболее ответственных деталей энергоблоков, степень научной изученности процессов, происходящих в металле под действием высоких температур и напряжений и достаточно высокий уровень эксплуатации и технического обслуживания позволяют принять ряд эффективных мер по продлению их эксплуатации. При этом снова подчеркнем, что продление ресурса может быть только вынужденным или временным, поскольку он связан с большими потерями топлива и затратами на техническое обслуживание. Перечислим и прокомментируем главные из этих мер.

1.  Опыт эксплуатации показывает, что трещины, угрожающие хрупким разрушением детали, в первую очередь возникают на поверхности деталей или в их подповерхностном слое глубиной до 2 мм, а возникшая трещина растет сравнительно медленно. Это, в частности, относится к осевым каналам цельнокованых роторов и термокомпенсационным канавкам (см. рис. 12.6 и 12.7). Такие трещины можно удалить простым снятием поврежденного слоя в условиях ТЭС (хонинговальной головкой при малой толщине снимаемого слоя) или в заводских условиях (при толщине снимаемого слоя до 2 мм). При этих условиях происходит практически полное восстановление работоспособности металла в этих зонах. Однако это не означает, что в такой же степени восстанавливается работоспособность всей турбины или энергоблока, так как и в турбине, и в энергоблоке имеются многочисленные детали, где рассматриваемый способ неприменим (например, ободья дисков, где крепятся рабочие лопатки и посадочные размеры должны выполняться с большой точностью). Появится новый лимитирующий элемент, но срок эксплуатации будет продлен.

2.  Большинство опасных трещин возникает в зоне концентрации напряжений, — областях резкого изменения формы детали, отверстий, приливов, сварочных соединений и т.д. Снижение концентрации [например, увеличение при ремонтах радиуса термокомпенсационной канавки r (см. рис. 12.7)] при одновременном снятии поврежденного слоя повышает возможное число пусков (см. табл. 12.1) в несколько раз.

3.  Выше сказано, что одним из механизмов старения металла является образование микропор по границам зерен. Вплоть до состояния металла с баллом 4, когда микропоры еще не объединились в цепочки, путем специальной восстановительной термообработки возможно «залечивание» этих микропор. При большем балле повреждений режимы восстановительной термообработки становятся очень сложными и не всегда гарантируют полное «излечение». Однако она не «лечит» макротрещины, и потому ее использование имеет профилактический характер.

Наибольший успех достигнут в восстановительной термообработке паропроводов (более 60 паропроводов), который осуществляется с помощью нагревательных электрических индукторов по особой технологии. Стоимость восстановительной термообработки паропроводов обходится вдвое дешевле, чем их замена на новые.

Восстановительная термообработка возможна и для корпусов, и для роторов турбин, и ее использование для этих элементов сдерживается, по-видимому, временными, чисто техническими трудностями. На рис. 12.8 показано, что восстановительная обработка роторной стали Р2М может ее вернуть практически к исходному состоянию.

4.  Практически неограниченные возможности по продлению срока эксплуатации при нормальном состоянии структуры металла и отсутствии дефектов представляет сравнительно простая эксплуатационная мера — снижение температуры свежего и вторично перегретого пара. Всего снижение этих температур на 5 °С позволяет увеличить долговечность примерно на 30—35 %, однако при этом возникает перерасход топлива в 0,25— 0,3 %, что весьма существенно. Поэтому такая мера может использоваться только в редких случаях, например, когда на первый план выходит снабжение потребителей тепловой энергией.