| Представляем вашему вниманию переписку двух специалистов в области энергетики: Александра Ивановича Куменко и Сергея Евгеньевича Сушко. А.И.Куменко в настоящее время является начальником отдела вибрации и технической диагностики ОАО «Энел ОГК-5», доктор технических наук, профессор МЭИ, Технический эксперт НП «Совет производителей энергии» С.Е. Сушко генеральный директор ЗАО «Турбинист» В данной переписке поднята актуальная для нашей современной энергетике проблема правки погнутых роторов. Переписка публикуется с разрешением авторов. Будем рады если вы оставите свои комментарии относительно поднятой проблемы. Нам очень важно мнение разных специалистов - теоретиков и практиков в области энергетики. Из письма Александра Ивановича Куменко от 14.09.2010г.: Уважаемые Господа или коллеги. Пишет Вам Куменко Александр Иванович. С удовольствием почитываю Ваш сайт, так как делаете благое дело - занимаетесь техническим обучением и повышением квалификации. Но вернемся к главному вопросу. В районе рабочей частоты высокотемпературные роторы ВД, СД чувствуют вторую форму колебаний, на которую ротор, погнутый обычно близко к первой форме почти не откликается. И все процессы ползучести идут во вращении ротора с неосесимметричным полем центробежных сил, дополнительно искаженным балансировочными грузами. Никакая прецессия и никакие колебания здесь не участвуют, а если участвуют, то почти не влияют. Специалистов, по этим вопросам, все меньше и меньше и мне кажется, что данный вопрос требует так же обсуждения на Экспертном Совете по вибрации при ВТИ с приглашением квалифицированных экспертов, чтобы поставить точку по данной проблеме. Итак, главный вывод, который сделан в выступлении 2009 г. (см. сборник ВТИ). Представим себе ситуацию, когда технология изготовления слитка и поковки выдержаны, и равномерность физических свойств не вызывает сомнений, а при обработке и формообразовании получили отклонения в размерах ротора и получили остаточную неуравновешенность. После балансировки на станках ротор будет хорошо отбалансирован, но со временем при вращении центробежные силы, распределенные по оси неравномерно, начинают вызывать в нем нарастающий прогиб от ползучести, так как корректирующие грузы сосредоточены в плоскостях коррекции, а неуравновешенность как-то распределена по-своему. Как показывают расчеты, ползучесть с двух противоположных сторон вращающегося ротора происходит неравномерно из-за искажения поля центробежных сил от вращения полем изгибных напряжений от распределенной неуравновешенности. Уже отсюда следует, что если за обозримое время ротор может получить остаточный прогиб от ползучести в условиях неравномерного поля центробежных сил, следовательно, при исправлении этого поля он может замедлить увеличение прогиба, а при создании направленной системы сил, процесс можно направить на уменьшение прогиба. Таким образом, обратите на 4 причину прогибов роторов от ползучести (см. прилагаемую таблицу из нашей статьи). Об этом еще никто не писал. Мне, по крайней мере, такие публикации не известны. Примечание тем, кто осваивает азы расчетов по вибрации: 1. Учиться никогда не поздно. Но всякий расчет должен иметь смысл и четкие ограничения его применимости. 2. Никогда не лезь туда, где ты еще не разобрался. С уважением А.И. Куменко, Нач. отдела вибрации и технической диагностики ОАО «Энел ОГК-5», доктор технических наук, профессор МЭИ, Технический эксперт НП «Совет производителей энергии» № п/п | Причина погиба | Характер и место погиба | Роторы, подверженные погибу | Примечание | | 1. | Задевания в диафрагменных, средних или концевых уплотнениях. Неравномерное выделение тепла по окружности в зоне задевания. | Излом оси ротора в зоне задевания. Излом может быть в разных плоскостях. | Любые роторы турбины и генератора | Погиб может иметь сложную форму из-за нескольких точек задевания с разными фазами. Рост погиба возникает за короткое время. | | 2. | Задевания в подшипниках. Неравномерное выделение тепла по окружности в зоне задевания. | | 3. | Заброс воды в проточную часть | Плавный излом оси ротора в зоне попадания воды | РВД, РСД | Может быть сложный погиб из-за комбинации попадания воды с последующими задеваниями. Рост погиба возникает за короткое время. | | 4. | Неравномерная ползучесть материала из-за неравномерных по окружности физических свойств материала | Деформации распределены в зоне горячих частей ротора с температурой более 450-500о С. | РВД, РСД | Остаточная деформация может иметь некоторую закрученность и форма остаточного погиба не является плоской. Заметных или предельных значений прогиб достигает от 2-х до 5 лет. | | 5. | Остаточные неуравновешенности роторов, работающих при температуре выше 450 0С. Ротор постепенно накапливает погиб от ползучести | Деформации распределены в зоне горячих частей ротора с температурой более 450-500о С. | РВД, РСД | Остаточная деформация может иметь некоторую закрученность и форма остаточного погиба не является плоской. Заметных или предельных значений прогиб достигает от 2-х до 5 лет. | | 6. | Неравномерная релаксация остаточных напряжений в процессе работы. | | Любой ротор | | | 7. | Форсированный прогрев ротора при пуске или захолаживание ротора при останове. Из-за большого температурного перепада по сечению ротора (теплового удара) напряжения превышают предел упругости и возникают остаточные деформации. | | Роторы ВД, СД. | | | 8. | Неравномерность физических свойств из-за несовпадения оси слитка и оси поковки. | Ротор гнется по мере его равномерного нагрева | Любой ротор | Остаточная деформация отсутствует. Прогиб исчезает после остывания ротора. | | 9. | Неравномерная посадка насадных деталей | Ротор имеет остаточный погиб и бои после сборки. | Любой сборный ротор | При правильной насадке прогиб исчезает. | | 10. | Центробежные нагрузки от неуравновешенности для ротора, не подверженного ползучести. | Прогиб ротора нарастает по мере увеличения частоты вращения | Любой ротор | Прогиб исчезает по мере снижения частоты вращения | | | | | | | |
Из письма С.Е. Сушко в ответ на письмо А.И. Куменко от 14.09.2010г.: Уважаемый Александр Иванович! Пишет Вам Сушко Сергей Евгеньевич - генеральный директор ЗАО «Турбинист». Спасибо Вам за Ваше внимание к нашему сайту и за Ваши теплые отзывы о нашей работе. Я хотел бы высказать некоторые свои соображения по вопросу правки роторов. Я с большим уважением отношусь к предлагаемому Вами способу правки роторов паровых и газовых турбин, где в качестве выправляющей нагрузки используют корректирующие груза устанавливаемые в ротор турбины, знаю, что это изобретение защищено патентом №2079671 и зарегистрировано 20.05.1997г., тем более с одним из авторов этого изобретения - Кубаревым Владиславом Григорьевичем, я знаком лично и отношусь к нему с большим уважением и как к человеку и как к профессионалу. Но с точки зрения практика ремонтника - турбиниста этот метод правки мне кажется не совсем корректным. Попытаюсь обосновать свою точку зрения. Во-первых, есть технические условия завода-изготовителя, где указано, что пуск и эксплуатация ротора не допускается при остаточном погибе более 0,15мм даже если вибрация соответствует нормам. Во-вторых, что мы имеем при пуске турбины с радиальным боем 0,75мм (РВД турбины ПТ 65-130 ст.№11 Омской ТЭЦ-3; РВД турбины ПТ 65-130 ст.№1 Западно Сибирской ТЭЦ - примеры из Вашей статьи «Опыт восстановления работоспособности роторов с остаточным прогибом»): - для начала это повышенные зазоры в проточной части, затем при уменьшении прогиба ротора в работе появляется торцевое биение полумуфты РВД, увеличивается «маятник» и появляется коленчатость в соединении РВД - РНД. Все это влияет на надежность и экономичность работы турбоагрегата и требует дополнительного останова и проведения сложных и дорогостоящих ремонтных работ, что значительно повышает стоимость правки роторов по этой методике. В-третьих, и это самое главное, есть многократно апробированный и надежный метод правки в условиях специализированных предприятиях. Я говорю о способе правки методом релаксации, со снятием внутренних напряжений и приложением внешнего усилия. Данный способ успешно применяется на специализированной ремонтной базе «Волгоэнергоремонт» начиная с 1977г.. Этот способ согласован с «Ленинградским Металлическим заводом» и по этой методике успешно выправлено более 200 роторов паровых турбин. Главная «проблема» этого метода наличие стационарной термической электрической печи с возможностью регулировки температур до 700°С, однако нет ничего невозможного, специалисты нашего предприятия по договору с ЛМЗ изготовили и смонтировали в цеху №28 стенд для правки роторов на базе действующей печи и успешно провели несколько правок. Последняя из них ротор ВД турбины Т-125/150-7.4 ТЭЦ 21 «Мосэнерго» с радиальным боем 1,17мм, выправлен в апреле 2009г. В ноябре 2009г. ЗАО «Турбинист» по договору с Волжской ТГК-7 смонтировали термическую электрическую печь и стенд для правки роторов на территории Самарской ТЭЦ. В январе 2010г. мы провели правку двух роторов турбины Т-30-90 Брянской ГРЭС. Главное отличие этого метода от предыдущего, что мы имеем качественный продукт уже до пуска турбины в эксплуатацию. Александр Иванович это конечно мое субъективное мнение ремонтника - турбиниста работавшего с 1976г. по 1989г. в п/п «Волгоэнергоремонт», что говорит обо мне как о лице заинтересованным в рассматриваемом вопросе, но и Ваше мнение мне очень интересно. Также меня интересует Ваше мнение о возможности использования таких стендов для продления ресурса роторов паровых турбин, так как данный стенд позволяет проводить термообработку ротора с целью стабилизации структуры металла. В заключение я еще раз хочу поблагодарить Вас за внимание к нашему сайту и подтверждаю нашу готовность к сотрудничеству с Вами. С уважением, Генеральный директор ЗАО «Турбинист» Сушко С.Е. Из письма Александра Ивановича Куменко от 06.10.2010г.: Уважаемый Сергей Евгеньевич ! Благодарю Вас за содержательное письмо. Я почти полностью с Вами согласен, однако есть нормы, а есть жизнь. Я знаком с Вашим методом, так как и с ЛМЗ работаю 40 лет и курс технологии турбиностроения читал в МЭИ и изучал технологию на ЛМЗ. Но... эта методика применяется в экстренных случаях, Представьте себе, что ротор погнули, на носу зима, Сибирь, запасного ротора нет, а энергия и тепло нужны. Главному инженеру не до зазоров, времени для ремонта нет, да и зазоры разбиты, так как погнули ротор. Поэтому этот метод, как аварийный, так как печка Ваша далеко и вести некогда. Хотя, по-хорошему, я бы поддержал идею о создании в каждом регионе на базе крупных ремонтных предприятий специальных установок с назваными Вами целями в Сургуте, Хабаровске, Архангельске, Москве, Ростове (а там и Украина рядом) и т.д. Вот собственно и все. Как специалист, конечно, считаю, что надо все делать по-человечески в соответствии с технической документацией и нормами. Из письма С.Е. Сушко в ответ на письмо А.И. Куменко от 06.10.2010г.: По-поводу материалов по прогибам: Так сложилось, что на нашем сайте появились материалы по прогибам, и мы думаем активизировать работу в этом направление. С Вашего разрешения мы хотим опубликовать Ваше письмо от 14.09.10г. и наш ответ. Может быть это станет началом дискуссии, которая будет интересна не только нам. По-поводу экспертных советов по вибрации - мы открыты для сотрудничества, у нас есть неплохая группа по вибродиагностике, есть и свои наработки. Мне кажется, что было бы здорово создать экспертные советы по вибрации в каждом регионе (ТГК) с координацией их деятельности экспертным советом при ВТИ. С наилучшими пожеланиями, С.Е. Сушко Из письма Александра Ивановича Куменко от 09.12.2010г.: Наконец-то нашлось время окончательно сформулировать ряд вопросов, связанных с правкой роторов. Меня здесь даже не сама правка интересует, так как дело это тонкое и деликатное и выполняется в чрезвычайных условиях, когда станции некуда отступать, так как зима на носу и нет резервов. Меня здесь интересует научная сторона вопроса, которую затронули в статье «К вопросу правки роторов установкой систем балансировочных и «антибалансировочных» грузов / Урьев Е.В., Кистойчев А.В., Олейников А.В. // Электрические станции. - 2009, №1. С. 10-15. Основная ошибка авторов статьи в нарушении условий корректного моделирования, в подмене одной системы другой. В чем суть. Надо рассматривать ротор с кинематическим возмущением - кривой ротор с погибом, например, как они взяли, прогнутым по первой форме колебаний. Вокруг чего колеблется кривой ротор? Он колеблется относительно криволинейной оси (центр изгиба при колебаниях на ней) и неважно, вращается он, или не вращается. Таким образом, при вращении ротора мы имеем два движения: прецессионное из-за вращающегося погиба и наложенное на него колебательное движения. При переходе первой критики динамическое движение нарастает, потом за критикой затухает и мне все равно, какая фаза у этого движения в районе рабочей частоты. Кинематика же не только остается, но и увеличивается в меру увеличения квадрата частоты вращения. при этом прогиб прогрессирует в силу действия несимметричных напряжений (наложение изгиба и вращения) и хотя от изгиба напряжения относительно малы они складываются векторно с напряжениями от обычных ЦБС. Теперь, рассмотрим модель у авторов статьи. Расчет они провели по немецкой программе. Погиб заменили распределенной неуравновешенностью, оставив центр изгиба на оси вращения, и, соответственно, применили рассуждения, используемые при колебаниях одномассового ротора, например, самоцентрирование. Этим же объясняется и то, что АФЧХ в автореферате Кистойчева и статье начинается из нуля, в то время как она должна начинаться с конечной величины. Таким образом, в их модели ротор колеблется относительно оси вращения, в то время как для погнутого ротора он колеблется относительно прецессирующей оси. И в это принципиальная ошибка, приведшая их к неверным выводам о самоторможении ползучести. Обращаюсь к молодежи, кто еще не разобрался о чем идет речь! Изучайте технику и механику господа! Главное - правильная постановка задачи и выбор адекватной методики. С уважением и добрыми пожеланиями ко всем А.И. Куменко, нач. отдела вибрации и технической диагностики ОАО «ЭнелОГК-5», доктор технических наук, профессор МЭИ, Технический эксперт НП «Совет производителей энергии». | 
