К оценке надёжности городских систем теплоснабжения. Методы расчета надежности теплоэнергетического оборудования тэс Надежность теплоэнергетических систем тесты

(конспект лекций)

для студентов специальности

«Тепловые электрические станции»

Профессор кафедры ТЭС,

д. т. н. С.И. Шувалов

Иваново 2013

№ лекции	Тема	Стр.
	ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ НАДЕЖНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ
	ОТКАЗЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
	описание отказов в виде случайных величин
	ЗАКОНЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН
	Количественные показатели надежности
	Характеристики ремонтопригодности и долговечности
	МЕХАНИЗМЫ РАЗРУШЕНИЯ СТАЛЕЙ
	ОРГАНИЗАЦИЯ РЕМОНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ ТЭС
	ПАРКОВЫЙ РЕСУРС ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
	МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛА ОБОРУДОВАНИЯ
	МЕТОДЫ ВЫЯВЛЕНИЯ СКРЫТЫХ ДЕФЕКТОВ
	Микроструктурный мониторинг
	ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ КОНТРОЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ
	ОБЪЕКТЫ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
	ПЕРИОДИЧНОСТЬ КОНТРОЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ
	ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ ОБОРУЖОВАНИЯ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЭКСПЛУАТАЦИИ БЕЗ ОТКАЗОВ
	ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОВРЕЖДЕННОСТИ МИКРОСТРУКТУРЫ МЕТАЛЛА ГИБОВ ПАРОПРОВОДОВ ПО ОСТАТОЧНОЙ ДЕФОРМАЦИИ

Лекция 1 . ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ НАДЕЖНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ

1.1. Определение надежности теплоэнергетических установок

Характерной отличительной особенностью электрических станций от производственных предприятий других отраслей промышленности является требование обеспечения непрерывного баланса «выработка электроэнергии – потребление электроэнергии». Это условие должно выполняться независимо от времени суток, дней недели, сезонных колебаний спроса на вырабатываемую продукцию, нестабильности качества поставляемого на электростанцию топлива и т.д.

Поскольку выработка электроэнергии впрок и ее складирование невозможно, то непредусмотренный заранее отказ в работе оборудования электростанции кроме затрат на восстановление этого оборудования может привести к существенному ущербу у потребителей электроэнергии, вызвать катастрофические ситуации на производствах с непрерывным режимом работы, создать аварийные ситуации на транспорте, в связи, значительно затруднить работу коммунальных служб. Поэтому основной задачей электростанций и энергосистем является обеспечение бесперебойного энергоснабжения потребителей. Эта задача может быть решена только при исправном состоянии и надежной работе оборудования.

ГОСТ 27.002-83 «Надежность в технике. Термины и определения» определяет надежность технического объекта как свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Более поздняя редакция ГОСТ Р 53480-2009 определяет надежность как свойство готовности и влияющие на него свойства безотказности и ремонтопригодности, поддержка технического обслуживания.

Готовность – способность объекта выполнять требуемую функцию при данных условиях в предположении, что необходимые внешние ресурсы обеспечены. Эта способность зависит от сочетания свойств безотказности, ремонтопригодности и поддержки технического обслуживания. Термин «Данные условия» может включать климатические, технические или экономические обстоятельства. Необходимые внешние ресурсы, кроме ресурсов технического обслуживания, не влияют на свойства готовности.

Для электростанции понятие надежности можно сформулировать более конкретно. Надежность ТЭС – это свойство сохранять во времени способность вырабатывать электрическую и тепловую энергию определенных параметров по требуемому графику нагрузки при заданной системе технического обслуживания и ремонтов оборудования.

ГОСТ содержит примечание: Надежность является сложным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения состоит из сочетаний следующих свойств:

Ø безотказности;

Ø долговечности;

Ø ремонтопригодности;

Ø сохраняемости.

Безотказность – это свойство объекта непрерывно сохранять свою работоспособность в течение заданного времени. В новом ГОСТе безотказность –способность объекта выполнять требуемую функцию в заданном интервале времени при данных условиях

Долговечность – это свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. По новому ГОСТу долговечность – способность объекта выполнять требуемую функцию до достижения предельного состояния при данных условиях использования и технического обслуживания.

Предельное состояние объекта – это состояние, при котором его дальнейшее применение недопустимо по условиям безопасности или экономически нецелесообразно, либо восстановление его работоспособного состояния технически невозможно или экономически нецелесообразно. Предельное состояние объекта может наступить, во-первых, у работоспособной установки при недопустимом снижении показателей ее безопасности или экономической эффективности; во-вторых, у установки, находящейся в неработоспособном состоянии в результате такого отказа, после которого восстановление работоспособности объекта технически невозможно или экономически неоправдано. В новой редакции предельное состояние – состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна по причинам опасности, экономическим или экологическим.

Ремонтопригодность – это свойство объекта, заключающееся в приспособлении, во-первых, к предупреждению и обнаружению причин отказов путем контроля исправности составляющих элементов и систем и, во-вторых, к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов оборудования. Для обеспечения ремонтопригодности объекта необходимо наличие эффективной диагностики состояния объекта и проведение качественных технического обслуживания и ремонтов. В новой редакции ремонтопригодность – это способность объекта при данных условиях использования и технического обслуживания к поддержанию или восстановлению состояния, при котором оно может выполнять требуемую функцию.

Сохраняемость – это свойство объекта сохранять значения безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение или после хранения и транспортировки. В новой редакции сохраняемость – способность объекта выполнять требуемую функцию в течение и после хранения или транспортирования.

Характерным для энергетических установок является циклический режим работы, который представлен на рис.1.1. в виде графика. После некоторой продолжительности работы установка останавливается для проведения планово-предупредительных ремонтов (ППР), при возникновении отказов во время работы проводятся неплановые ремонты (НР). В отдельных случаях период простоя установки может быть связан с модернизацией и реконструкцией ее отдельных элементов или внешними, не связанными с техническим состоянием установки, например, с выводом ее в резерв из-за снижения потребления электрической или тепловой энергии, отсутствием средств на закупку топлива или с аварией в энергосистеме, например, с обрывом ЛЭП.

Будем считать, что нахождение энергетической установки в резерве не оказывает влияния на ее надежность. В этом случае для энергетических установок основными составляющими надежности становятся безотказность, долговечность и ремонтопригодность.

Утверждение, что данная установка надежна или ненадежна, без указания, к какой составляющей надежности оно относится, является слишком общим. Ранее понятие надежности связывалось только с одной стороной надежности – с безотказностью. Однако установка может обладать низкой безотказностью, но иметь высокую долговечность или обладать высокой безотказностью, ни иметь низкую ремонтопригодность. Обычно улучшение одного составляющего свойства надежности достигается за счет ухудшения другого. Например, безотказность установки можно существенно повысить, если часто и долго ее ремонтировать. Но это будет означать, что установка имеет низкую ремонтопригодность. Таким образом, говоря о надежности установки, будем иметь в виду все три ее составляющих: безотказность, долговечность и ремонтопригодность. В противном случае будем оговаривать, о какой составляющей идет речь.

Лекция 2 . ОТКАЗЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Одним из основных понятий теории надежности является понятие работоспособного состояния установки и отказа работы установки. По ГОСТ
Р 53480-2009 работоспособное состояние – состояние объекта, при котором он способен выполнять требуемую функцию при условии, что предоставлены необходимые внешние условия. При этом оговаривается, что объект в одно и то же время может находиться в работоспособном состоянии для некоторых функций и в неработоспособном состоянии для других функций. Отказ – это потеря способности объекта выполнять требуемую функцию.

Главная цель работы энергетической установки состоит в обеспечении потребителей электрической и тепловой энергией с заданными параметрами в требуемом количестве согласно диспетчерского графика нагрузок.

При проектировании энергетической установки состав входящего в нее оборудования выбирается таким образом, чтобы в целом при заданном качестве топлива и определенных параметрах внешней среды установка развивала бы заданную мощность. Эта мощность или производительность называется номинальной . Сумма номинальных мощностей установленных на электростанции турбогенераторов называется установленной мощностью электростанции.

При максимальном спросе на электроэнергию, а также в случае вынужденного останова других агрегатов на электростанции и возникающем при этом дефиците электроэнергии в некоторых случаях допускаются кратковременные перегрузки котлов и турбин выше номинальной мощности. Допустимый уровень перегрузок называется максимальной мощностью . Величина и максимальная продолжительность допустимой перегрузки определяются экспериментально и согласовываются с заводами-изготовителями оборудования.

В реальных условиях эксплуатации энергетических установок возможно ограничение их нагрузки ниже номинальной из-за изменения качества топлива, дефектов оборудования, изменения внешних условий. Значение фактической мощности, которую можно использовать в данный момент времени, называется располагаемой мощностью.

Тепловые энергетические установки допускают снижение производительности только до определенного предела, ниже которого отдельные агрегаты установки стабильно работать не могут. Эта мощность называется минимально допустимой мощностью . Она также определяется в результате испытаний и согласовывается с заводами-изготовителями.

Графики нагрузок электрической и тепловой энергии, формируемые потребителями, существенным образом изменяются в зависимости от времени суток, дней недели, месяцев. По электростанциям нагрузки распределяются диспетчерскими службами в зависимости от требуемой мощности в системе, располагаемой мощности отдельных установок электростанций и их экономичности.

Согласно ПТЭ, оборудование энергетических установок и сетей, принятых в эксплуатацию, должно находиться в одном из четырех оперативных состояний:

Ø работа;

Ø резерв;

Ø ремонт;

Ø консервация.

Вывод в ремонт или постановка на консервацию оформляются оперативной заявкой, подписанной главным инженером и поданной в диспетчерскую службу энергосистемы. В случае, если оборудование требуется отключить немедленно, то заявка не оформляется, но в диспетчерскую службу посылается оперативное извещение о причинах отключения и предполагаемой продолжительности ремонта поврежденного узла.

Таким образом, если соответствующие заявки не были оформлены, то предполагается, что оборудование находится в работоспособном состоянии и может нести нагрузку в пределах от минимально допустимой до максимальной. Значения этих мощностей зафиксированы в соответствующих документах электростанции и диспетчерских службах энергосистемы и министерства.

По определению, работоспособность – это состояние объекта выполнять заданную функцию, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией. Применительно к энергетическим установкам их работоспособность определяется как состояние, при котором они могут нести электрическую и тепловую нагрузки с соответствующими параметрами в указанных в оперативных документах пределах.

Отказом называется потеря работоспособности, т.е. переход в состояние, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям, установленным нормативно-технической документацией. Для энергетических установок отказы связаны со снижением располагаемой мощности или параметров электрической и тепловой энергии.

Различают отказы явные и скрытые, полные и частичные. В том случае, когда работа энергетической установки прекращается из-за появления дефектов оборудования, происходит полный явный отказ. Установка полностью теряет работоспособность, причем это событие отражается в оперативной документации.

Если из-за дефектов отдельных агрегатов располагаемая мощность установки снижается ниже мощности, заданной диспетчерским графиком нагрузки, но при этом остается выше минимально допустимой и установка не выводится из работы, то такое событие также фиксируется в оперативной документации. Происходит частичный явный отказ.

В том случае, если вследствие появления дефектов элементов оборудования располагаемая мощность установки снизилась до величины, превышающей в данный момент времени диспетчерскую нагрузку, то такое событие может не фиксироваться, для потребителей электрической и тепловой энергии отказ остается незамеченным. Иногда об этом не подозревают и сами работники, обслуживающие установку. Это случай частичного неявного отказа.

Полный неявный отказ может произойти в том случае, если оборудование находится в резерве, т.е. предполагается, что по указанию диспетчера через определенное время установка может быть загружена до максимально допустимой мощности. Появление дефектов, которые не позволяют включить установку в работу, приводит к полному отказу, но внешне этот дефект может не проявиться. Такие отказы иногда не фиксируются, если устранение дефектов происходит во время нахождения установки в резерве.

Применяющееся в теории надежности понятие «отказ» в практике эксплуатации электрических станций и сетей подразделяется на три термина:

Ø авария;

Ø потребительское отключение.

В свою очередь различают отказы 1 ой и 2 ой степеней. Аварии и отказы учитываются и расследуются в МинТопЭнерго.

Внеплановый вывод оборудования из работы или резерва или сброс нагрузки классифицируются по указанным терминам в зависимости от степени нарушения энергоснабжения потребителей, характера повреждения, объема и продолжительности ремонта (посмотреть инструкцию). Повреждения оборудования, происшедшие во время плановых ремонтов, учитываются как аварии или отказы в зависимости от восстановительного ремонта этого оборудования.

Внеплановый вывод из работы оборудования по оперативной заявке для устранения мелких дефектов (набивка сальников, расшлаковка котлов, устранение утечек масла, замена прокладок и т.д.), выявленных при профилактических осмотрах, аварией или отказом не считается, если он не привел к нарушению диспетчерского графика. Он учитывается только в цеховой документации.

По каждому зафиксированному отказу проводится служебное расследование. Основными задачами расследования является:

Ø технически квалифицированное установление причин и виновников нарушений;

Ø разработка организационных и технических мероприятий по восстановлению работоспособности поврежденного оборудования;

Ø разработка мероприятий по предупреждению подобных нарушений в будущем;

Ø разработка мероприятий по повышению ответственности персонала энергопредприятий за выполнение мер, обеспечивающих бесперебойное и надежное энергоснабжение потребителей.

Учет аварий и отказов ведется со дня приемки оборудования и сооружений в эксплуатацию, т.е. со дня подписания акта приемочной комиссией. При этом составляется специальная отчетная карта 2-тех. Случаи повреждения оборудования, выявленные до приемки в эксплуатацию, а также во время плановых ремонтов и испытаний, не включаются в отчетную форму 2-тех, но они обязательно учитываются в цеховой документации и картах отказов. При выходе из планового ремонта учет аварий и отказов для тепломеханического оборудования ведется с начала подъема давления, для турбин и других вращающихся механизмов – с момента выхода на номинальные обороты.

Станционной аварией считается нарушение режима ее работы, вызвавшее:

Ø перерыв электроснабжения потребителей первой категории на время более 20 мин или потребителей второй категории на время более 10 часов;

Ø перерыв в подаче от ТЭЦ технологического пара предприятиям первой категории на срок более 2 часов или предприятиям второй категории на время более 10 часов;

Ø недоотпуск потребителям электроэнергии в количестве более 50000 КВт-ч или теплоты в количестве более 400 Гкал независимо от продолжительности перерыва;

Ø полный сброс электрической нагрузки на ГРЭС с установленной мощностью 500 МВт и выше или электрической и тепловой нагрузки на ТЭЦ с установленной мощностью 100 МВт и выше.

Отказом в работе 1-й степени считается нарушение режима работы электростанции, вызвавшее:

Ø перерыв электроснабжения потребителей второй категории на срок от 1 до 10 часов или потребителей третьей категории на срок более 10 часов;

Ø перерыв в подаче от ТЭЦ технологического пара предприятиям первой категории на срок от 30 мин до 2 часов или предприятиям второй категории на срок от 2 до 10 часов;

Ø недоотпуск потребителям электроэнергии в количестве от 5000 до 50000 КВт-ч или теплоты в количестве от 50 до 400 Гкал независимо от продолжительности перерыва;

Ø полный сброс электрической нагрузки на ГРЭС с установленной мощностью от 100 до 500 МВт или электрической и тепловой нагрузки на ТЭЦ с установленной мощностью от 25 до 100 МВт.

Отказом в работе 2-й степени считается нарушение режима работы электростанции, вызвавшее:

Ø повреждение оборудования, требующего восстановительного ремонта менее 3 суток;

Ø недоотпуск потребителям электроэнергии в количестве от 500 до 5000 КВт-ч или теплоты в количестве от 20 до 50 Гкал независимо от продолжительности перерыва.

Аварии и отказы классифицируются по вине оперативного персонала, если они вызваны неправильными его действиями, нарушениями им правил технической эксплуатации (ПТЭ), техники безопасности (ПТБ), правил взрыво- и пожарной эксплуатации (ПВПБ) или нарушениями производственных инструкций.

По вине ремонтного персонала аварии и отказы классифицируются вследствие некачественного ремонта, неполноценных профилактических осмотров и контроля оборудования, неправильных действий и нарушений правил производства ремонтных работ (РДПР) и требований ПТЭ, ПТБ, ПВПБ.

По вине руководящего персонала аварии и отказы классифицируются вследствие непринятия своевременных мер по устранению аварийных очагов и дефектов оборудования, невыполнения направленных на повышение надежности работы оборудования директивных указаний вышестоящих органов, несвоевременного или проведенного в недостаточном объеме ремонта или профилактического испытания оборудования, невыполнения противоаварийных циркуляров, нарушения ПТЭ, ПТБ, ПВПБ, руководящих указаний по организации работы с персоналом.

Аварии и отказы по вине других организаций классифицируются лишь при наличии достаточного обоснования с участием представителей этих организаций в расследовании. Их причинами могут быть низкокачественное изготовление оборудования, недостатки проектирования, некачественное выполнение строительных, монтажных, ремонтных и наладочных работ, несовершенство и дефектность конструкции.

Аварии и отказы по причине стихийных явлений могут классифицироваться лишь в том случае, когда характеристика этих явлений (толщина гололеда, скорость ветра и т.д.) превышают расчетные значения, предусмотренные проектом или существующими нормами.

Аварии и отказы по причине естественного износа (старение, изменение свойств материалов, усталостные явления, коррозия и др.) могут быть классифицированы лишь в том случае, если они не могли быть предотвращены в процессе эксплуатации.

Все аварии и отказы в работе на электростанциях и сетях регистрируются в картах отказов. В тех случаях, когда произошел останов энергоустановки, составляется акт расследования и отчет об авариях и отказах. В этих документах прилагаются поясняющие технологические схемы, чертежи и фотографии повреждения, ленты регистрирующих приборов, заключения о работе защит и автоматики, результаты металлографических и других исследований.

Заполненные оперативным персоналом карты отказов представляются ежесуточно на рассмотрение руководству предприятия и затем направляются в соответствующие производственные службы.

Каждая авария и отказ в работе, происшедшие на электростанции, должны быть тщательно расследованы. Должны быть установлены причины, виновники и определены конкретные мероприятия по предупреждению аналогичных случаев. Расследование нарушений должно быть начато немедленно после их происшествия и закончено в срок не более 10 дней. Состав комиссии по расследованию регламентируется инструкцией в зависимости от масштаба нарушений. В случае серьезного повреждения оборудования в состав комиссии должны быть включены представители заводов-изготовителей, ремонтных организаций, специалисты по металлографии и расчетам на прочность, представители научно-исследовательских и наладочных организаций.

Карты отказов и акты расследования аварий и отказов направляются трест ОРГРЭС, в котором полученный со всех электростанций материал обобщается. Ежегодно выпускаются сборники по анализу работы и обзору повреждений тепломеханического оборудования.

Лекция 3 . описание отказов в виде случайных величин

При анализе надежности работы оборудования существенным является тот факт, что отказ представляет случайное событие. Момент возникновения отказа, т.е. перехода из работоспособного состояния в неработоспособное заранее неизвестен. Именно поэтому возникла и существует проблема надежности. В этом главная специфика и трудность фактического обеспечения надежности. Если бы отказы носили детерминированных характер, проблемы надежности не существовало бы вовсе.

Случайный характер появления отказов определяет и подход к анализу надежности. Для этой цели используется математический аппарат теории вероятностей и математической статистики.

В общем случае случайной величиной называется величина, которая в результате опыта может принять то или иное значение, причем заранее неизвестно, какое именно.

Случайные величины могут быть дискретными, то есть принимать строго фиксированные значения, или непрерывными, принимать любые значения внутри ограниченного или неограниченного интервала. Пример: количество отказов в работе установки в течение года. Здесь случайная величина X – количество отказов, возможные значения х 1 =0, х 2 =1, х 3 =2, …. Каждое из этих значений возможно, но не достоверно. Величина Х может принять каждое из них с некоторой вероятностью. В результате опыта величина Х примет одно из этих значений, то есть произойдет одно из полной группы совместных событий. Обозначим вероятности этих событий

Так как несовместные события образуют полную группу, то

Сумма вероятностей всех возможных значений случайной величины равна единице. Эта суммарная вероятность каким-то образом распределена между отдельными значениями. Случайная величина будет полностью описана с вероятностной точки зрения, если зададим ее распределение, то есть укажем, какой вероятностью обладает каждое из событий.

Законом распределения случайной величины называется всякое соотношение, устанавливающее связь между возможными значениями и соответствующими вероятностями их появления.

Простейшей формой задания закона распределения является таблица, в которой перечисляются возможные значения случайной величины и соответствующие им вероятности.

Х	х 1	х 2	…	х n
Р	p 1	p 2	…	p n

Такая таблица называется рядом распределения случайной величины. Чтобы придать ряду распределения более наглядный вид, используют графическое представление. По оси абсцисс откладывают возможные значения случайной величины, по оси ординат – вероятности этих значений. Для наглядности полученные точки соединяются отрезками прямых. Такая фигура называется многоугольником распределения.

Представление закона распределения в виде таблицы или многоугольника распределения возможно только для дискретной случайной величины. Для непрерывной величины такой характеристики построить нельзя, поскольку она имеет бесчисленное множество возможных значений, сплошь заполняющих некоторый промежуток. Для количественной характеристики этого распределения используют не вероятность события Х =х 0 , а вероятность события Х <x 0 ., где x 0 . – некоторая текущая переменная. Вероятность этого события зависит от x 0 . и является функцией от x 0 . Эта функция называется функцией распределения случайной величины Х и обозначается F (x ).

. (3.2)

Функцию распределения F (x ) называют также интегральной функцией распределения или интегральным законом распределения.

Функция распределения – самая универсальная характеристика случайной величины. Она существует для дискретных и непрерывных величин. Функция распределения полностью характеризует случайную величину с вероятностной точки зрения и является одной из форм закона распределения. Основные свойства функции распределения:

1. Функция распределения – неубывающая величина.

При х 2 >x 1 F (x 2) ≥ F (x 1).

2. На «минус бесконечности» функция распределения равна нулю.
.

3. На «плюс бесконечности» функция распределения равна единице.

Это означает, что случайная величина Х может принимать значение
«-» с вероятностью, равной нулю. Значение случайной величины Х с вероятностью 1 находятся в пределах .

График функции распределения F (x ) в общем случае представляет собой график неубывающей функции, значения которой начинаются от 0 и доходят до 1, причем в отдельных точках функция может иметь скачки, то есть разрывы.

Общий вид функции распределения показан на рис.3.1. Функция распределения любой дискретной случайной величины всегда есть разрывная ступенчатая функция, скачки которой всегда происходят в точках, соответствующих возможным значениям случайной величины, и равны вероятностям этих значений. Сумма всех скачков равна единице.

По мере увеличения числа возможных значений и уменьшения интервалов между ними число скачков становится больше, а сами скачки – меньше; ступенчатая кривая становится более плавной. Случайная дискретная величина приближается к непрерывной, а ее функция распределения – к непрерывной функции.

При решении практических задач, связанных со случайными величинами, часто необходимо вычислить вероятность того, что случайная величина будет находиться в интервале . Условимся левый конец неравенства включать в интервал, а правый не включать. Рассмотрим три события.

Современное энергетическое предприятие (тепловая электростанция, котельная и т. п.) представляет собой сложную техническую систему, состоящую из отдельных установок, объединенных вспомогательными технологическими связями.

Примером такой технической системы является принципиальная тепловая схема (ПТС) тепловой электростанции, включающая широкий перечень основного и вспомогательного оборудования (рис. 5.1): парогенератор (паровой котел), турбина, конденсационная установка, деаэратор, регенеративные и сетевые подогреватели, насосное и тягодутьевое оборудование и др.

Принципиальная тепловая схема станции разрабатывается в соответствии с используемым термодинамическим циклом энергетической установки и служит для выбора и оптимизации основных параметров и расходов рабочего тела устанавливаемого оборудования. ПТС изображается обычно как одноагрегатная и однолинейная схема. Одинаковое оборудование изображается на схеме условно один раз, технологические связи одинакового назначения также показывают в виде одной линии.

В отличие от принципиальной тепловой схемы функциональная (полная или развернутая) схема ТЭС содержит все основное и вспомогательное оборудование. То есть на полной схеме показываются все агрегаты и системы (рабочие, резервные и вспомогательные), а также трубопроводы с арматурой и устройствами, обеспечивающими превращение тепловой энергии в электрическую.

Полная схема определяет количество и типоразмеры основного и вспомогательного оборудования, арматуры, байпасных линий, пусковых и аварийных систем. Она характеризуют надежность и уровень технического совершенства ТЭС и предусматривают возможность ее работы на всех режимах.

По функциональному назначению и влиянию на надежность работы энергоблока или ТЭС в целом все элементы и системы функциональной схемы можно разделить на три группы.

К первой группе относят элементы и системы, отказ которых приводит к полному останову энергоблока (котел, турбина, главные паропроводы с их арматурой, конденсатор и др.).

Рис. 5.1. Функциональная и структурная схемы паротурбинного энергоблока: 1 - котел; 2 - турбина; 3 - электрогенератор; 4 - конденсатные насосы; 5 - деаэратор; 6 - питательные насосы

Во вторую группу включают элементы и системы, отказ которых приводит к частичному отказу энергоблока, т. е. пропорциональному уменьшению электрической мощности и отпускаемой теплоты (тягодутьевые машины, питательные и конденсатные насосы, котлы в дубль- б л очных схемах и др.).

В третью группу включают элементы, отказ которых приводит к понижению экономичности энергоблока или электростанции без ущерба выработки электрической и тепловой энергии (например, регенеративные подогреватели).

Надежность работы всех указанных групп оказывается взаимосвязанной.

Расчет количественных показателей надежности сложных технических систем, какими являются ТЭС, требует составления структурных (логических) схем, которые в отличие от функциональных отражают не физические, а логические связи.

Структурные схемы позволяют определить такое количество или такую комбинацию отказавших элементов схемы, которые приводят к отказу всей системы.

В качестве примера на рис. 5.1 приведены принципиальная тепловая и структурная схемы паротурбинного энергоблока.

Степень детализации структурной схемы определяется характером решаемых задач. В качестве элементов структурной схемы необходимо выбирать такое оборудование или систему, которые имеют определенное функциональное назначение и рассматриваются как неразложимое целое, имеющее данные по надежности.

Количественные показатели надежности тепловых электростанций могут быть получены путем расчета по известным характеристикам надежности элементов и функционально-структурным схемам или путем обработки статистических данных по их эксплуатации.

Соответственно все методы расчета надежности теплоэнергетического оборудования ТЭС и их структурных схем можно разбить на три группы:

аналитические методы;
статистические методы;
физические методы.

Из вводной части уже понятно, что основным объектом рассмотрения в этом разделе является тепловая электрическая станция, как сложная техническая система. Для расчета показателей надежности подобных ТС с учётом реальных условий их эксплуатации при используются структурные методы расчёта.

Поэтому особое внимание в дальнейшем будет уделено именно аналитическим методам расчета.

Эксплуатация энергетических котлов сопровождается сложными физическими и химическими процессами в пароводяном тракте, в газовоздушном тракте, в металле, из которого изготовлены элементы энергооборудования.

Процессы горения, теплообмена, коррозии, образования отложений на поверхностях нагрева, изменения свойств и характеристик металла определяют в значительной мере показатели надежности котлов.

На рис. 2.10 показано распределение отказов котельного оборудования энергетических блоков ТЭС. Как видно, наибольшая повреждаемость котельного оборудования имеет место из-за ошибок эксплуатации. Существенная доля отказов возникает по причине недостатков конструкции и низкого качества ремонта.

Характерными отказами из-за недостатков проектирования на котлах являются большие тепловые разверки на поверхностях нагрева, ускоренный их золовой износ. В процессе изготовления котлов встречаются нарушения процесса гибки, литья, термообработки деталей из жаропрочных сталей, сварки.

При эксплуатации возможно несоответствие фактических характеристик углей нормативным, что приводит к отклонению от заданных значений объемов продуктов сгорания и температуры на выходе из топки. Следствием этого является нарушение работы конвективной части котла и увеличение золового износа теплообменных труб. Низкое качество воды и пара приводит к резкому увеличению отложений, повышению температуры металла труб и к их пережогу.

Рис. 2.10.

Интенсивность отказов основных элементов котлоагрегатов не одинакова. Например, классификация повреждений котельного оборудования энергоблоков 300 МВт выглядит следующим образом (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Доля отказов основных элементов котельной установки энергоблока 300 МВт

Из табл. 2.1 видно, что подавляющая доля отказов котельной установки связана с нарушениями в работе поверхностей нагрева.

Безотказность, долговечность и другие показатели надежности самой поверхности нагрева зависят от характера и интенсивности процессов горения, теплообмена, коррозии, отложений, изменений свойств металлов. Причем частота неполадок в целом для поверхности теплообмена достаточно равномерно распределяется по характерным поверхностям (рис. 2.11). Несколько чаще повреждения получают экранные трубы и трубы пароперегревателей (КПП1 и КПП2).

Трубы экранов в эксплуатации подвергаются действию лучистой энергии, коррозионно-активной среды продуктов сгорания топлива, что при малой скорости циркуляции и нарушениях водяного режима приводит к их повреждениям и отказам в работе котлов (рис. 2.11).

Рис. 2.11.

по элементам

Заметное влияние на повреждаемость труб КПП оказывает приводящее к тепловым перекосам неравномерное поле температур по высоте газохода, в котором располагается пароперегреватель.

Пароперегреватели повреждаются ещё и потому, что при длительных наработках времени при температурах выше 500 °С структура металла претерпевает нежелательные изменения.

При работе котлов на твердом топливе износ газоходов летучей золой происходит вследствие ударов ее частиц о поверхность. В результате оксидная пленка на ограничивающих поверхностях разрушается и развивается эрозия. Износ чаще всего неравномерен. Наибольшая интенсивность износа имеет место в зонах повышенных скоростей и в потоках с наибольшей концентрацией золы.

С целью уменьшения золового износа скорость дымовых газов в дымоходах ограничивают до 7... 10 м/с. С другой стороны, при скоростях ниже 3 м/с возникают золовые заносы, вызывающие рост сопротивления и ухудшение теплообмена.

На прочность сварных швов влияют изменение температуры и коррозионные процессы. Наиболее интенсивно коррозия протекает при сжигании высокосернистых мазутов. Свищи (рис. 2.12) возникают в контактных сварных стыках из-за несоосности труб, пережима внутреннего сечения, непровара, трещин.

Рис. 2.12.

с дефектным швом

Продолжительность наработки от начала эксплуатации или капремонта до образования свища зависит от характера и величины дефекта и условий эксплуатации, качества воды, цикличности и амплитуды колебаний нагрузки агрегата, качества монтажа водяного экономайзера.

В большинстве случаев при возникновении повреждения в одной трубе, гибе или сварном шве, истекающая струя воды разрушает и соседние трубы. К моменту отключения котла и расхолаживания поврежденными оказываются несколько соседних труб.

Рис. 2.13.

Характерными для топок являются повреждения экранов, защищающих стены топочных камер (радиационный пароперегреватель и радиационный водяной экономайзер).

Вид поврежденной трубы фронтового экрана показан на рис. 2.13.

В барабанах котлов происходят обрывы циклонов, дырчатых и жалюзийных листов, крепежа, которые, попадая в отверстия водоопускных труб, перекрывают их. Скорость движения пароводяной среды в экранах снижается, металл труб перегревается и разрушается.

В экранах повреждаются сварные швы, образуются свищи.

В котлах сверхкритического давления трубы радиационных перегревателей повреждаются из-за высокотемпературной коррозии, приводящей к значительному износу стенок со стороны огневого обогрева. Это происходит при больших тепловых нагрузках. К тепловым перекосам приводит неравномерное поле температур по высоте газохода.

Ползучесть и сопровождающие ее повреждения труб (микротрещины) появляются в гибах интенсивнее, чем в прямых трубах. Это заставляет периодически менять отдельные элементы или целиком ступени перегревателя.

Отказы происходят и от неравномерного расширения труб, неодинаковых весовых нагрузок - сварные швы находятся в сложнонапряженном состоянии.

К возникновению недопустимых напряжений в сварных швах и околошовных зонах, вызывающих образование трещин, обрывов креплений и труб приводят и резкие колебания нагрузки котлов.

Повреждения барабанов и трубопроводов

Особое значение в обеспечении надежности котлов имеют котельные барабаны и гибы необогреваемых труб. Хотя надежности барабанов при проектировании, изготовлении, эксплуатации и ремонтах уделяется большое внимание, в них часто возникают повреждения, приводящие к длительным остановкам котлов.

Рис. 2.14.

Это - трещины, располагающиеся в зоне трубных отверстий, в металле цилиндрической части барабана, на внутренней поверхности днищ, в околошовной зоне приварки внутрибарабанных устройств к корпусам (рис. 2.14), а также дефекты основных кольцевых и продольных швов.

Основной причиной образования повреждений является превышение действующими напряжениями предела текучести материала, приводящее к появлению остаточной деформации. Повышенные напряжения возникают из-за наличия разности температур по толщине стенки по периметру и по длине барабана.

Особое значение при этом имеют циклические теплосмены на поверхностных слоях металла на внутренней стороне стенок при резких сменах температуры. Эти нестационарные режимы котла особенно опасны при его пусках и остановах.

Развитию трещин способствует действие на металл коррозионноактивной котловой воды. Она усиливает коррозионно-усталостные процессы в металле барабанов.

Наиболее опасны дефекты в основных сварных швах - они создают опасность крупных разрушений. Чаще других встречаются продольные и поперечные трещины в наплавленном шве на внутренней поверхности. Наблюдаются непровары, шлаковые включения, раковины, поры.

Глубина трещин бывает различна, но известны случаи, когда за 1 год она достигала 70 % от толщины.

На трубопроводах чаще всего повреждаются гибы. Здесь возникают коррозионно-усталостные повреждения. Недостаточная компенсация температурных удлинений вызывает повышенные напряжения.

Гибы питательных, водоопускных и пароотводящих труб разрушаются хрупко, гибы паропроводов перегретого пара, работающие в условиях ползучести, при разрушении деформируются.

1. Как изменяется энтальпия и скорость рабочего тела при конфузорном течении:

а) увеличивается и не изменяется; в) увеличивается и уменьшается;

б) уменьшается и увеличивается; г) уменьшается и не изменяется;

2. В какую энергию преобразуется кинетическая энергия движущегося потока в турбине:

а) электрическую; в) тепловую;

б) механическую; г) потенциальную;

3. При каком значении степени реактивности р, ступень называется реактивная:

а) ρ =0; в) ρ = 0,4 ÷ 0,6;

б) ρ = 0,2 ÷ 0,25; г) ρ = 1;

4. При каком отношении скоростей применяются двухвенчатые ступени:

а) = 0; в) 0,17 < < 0,3;

б) >0,3; г) < 0,17;

5. Исключите потери, не входящие в профильные:

а) трения; в) волновые;

б) кромочные; г) концевые;

В идеальном цикле теплосиловой установки (цикл Ренкина) в T,s диаграмме линии ab и cd соответственно обозначают:

а)процесс адиабатного сжатия воды в питательном насосе;

Конденсация отработавшего пара в конденсаторе;

б)процесс нагрева воды в котле до температуры кипения;

в)изоэнтропийное расширение пара в турбине;

Перегрев пара в перегревателе;

г)процесс нагрева воды в котле до температуры кипения;

Испарение воды в котле.

Дать определение основным типам турбин в зависимости от характера теплового процесса:

а)конденсационные паровые турбины;

б)турбины с противодавлением;

в)конденсационные турбины с регулируемым отбором пара;

г)турбины с регулируемым отбором пара и противодавлением.

1)турбины, отработавший пар которых направляется к тепловым потребителям, использующим теплоту для отопительных или производственных целей;

2)турбины, в которых часть пара отбирается при постоянном давлении из промежуточной ступени, а остальная часть проходит через последующие ступени и отводится к тепловому потребителю при более низком давлении.

3)турбины, в которых весь свежий пар, за исключением пара, отбираемого на регенерацию, протекая через проточную часть и расширяясь в ней до давления, меньшего, чем атмосферное, поступает в конденсатор, где теплота отработавшего пара отдается охлаждающей воде и полезно не используется;

4)турбины, в которых часть пара отбирается из промежуточной ступени и отводится к тепловому потребителю при автоматически поддерживаемом постоянном давлении, а остальное количество пара продолжает работать в последующих ступенях и направляется в конденсатор;

Повышение начального давления Ро при заданном to и неизменном конечном давлении Р к ведет к:

а)Понижению влажности на последних ступенях и понижению относительного внутреннего КПД турбины;

б)Понижению влажности на последних ступенях и повышению

относительного внутреннего КПД турбины;

в)Повышению влажности на последних ступенях и понижению относительного внутреннего КПД турбины;

d) Повышению влажности на последних ступенях и повышению относительного внутреннего КПД турбины.

4. На рисунках приведены принципиальные схемы теплоэнергетических установок. Определить название каждой схемы:

1)Схема теплоэнергетической

установки с промежуточным перегревом пара;

2)Принципиальные схемы выработки электроэнергии и теплоты с раздельной установкой;

3)Принципиальная схема конденсационной установки;

4)Принципиальная схема выработки электроэнергии и теплоты с комбинированной установкой.

5.Дать определение основным понятиям:

a)теплофикация;

b)конденсат;

c)дроссельная система парораспределения;

d)ступень турбины.

1)все количество пара как при полной, так и при сниженных нагрузках проходит через один или несколько одновременно открывающихся клапанов и поступает к соплам первой ступени с пониженным давлением;

2)комбинированная выработка на тепловых электрических станциях электроэнергии и теплоты для бытовых и технологических нужд за счет отбора и использования отработавшего пара на базе централизованного теплоснабжения;

3)конденсат пара, отработавшего в турбине и протекающего на участке от конденсатора до деаэратора;

4) совокупность неподвижной сопловой решетки, закрепленной в сопловых коробках или диафрагмах и вращающейся рабочей решетки, закрепленной на следующем по ходу пара диске.

Регулирование паровых турбин

1)Паровая турбина является двигателем, в котором:

а) потенциальная энергия пара превращается в механическую работу вращающегося ротора по преодолению сил сопротивления приводимой машины;

б)кинетическая энергия пара превращается в механическую работу вращающегося ротора по преодолению сил сопротивления приводимой машины;

в)кинетическая энергия пара превращается в механическую работу вращающегося ротора по преодолению сил сопротивления приводимой машины;

г)потенциальная и кинетическая энергии пара превращаются в механическую работу вращающегося ротора по преодолению сил сопротивления приводимой машины.

2)Из статической характеристики регулирования следует, что:

а)при изменении мощности частота вращения остается постоянной;

б)при изменении мощности частота вращения не остается постоянной, она несколько повышается с ростом мощности;

в)при изменении мощности частота вращения не остается постоянной, она несколько снижается с ростом мощности;

г)при изменении мощности частота вращения не остается постоянной, она несколько снижается с понижением мощности.

3)Статические характеристики некоторых элементов и системы в целом, полученные при нагружении и разгружении турбины, не совпадают, что свидетельствует о нечувствительности регулирования. С ростом чувствительности:

а) процесс регулирования улучшается;

б) процесс регулирования ухудшается, повышается его точность, возможно возникновение автоколебаний;

в)точность регулирования повышается, возможно возникновение автоколебаний;

г)процесс регулирования ухудшается, снижается его точность, возможно возникновение автоколебаний.

4)Для турбин ТЭС мощностью свыше 150 МВт с гидравлическими системами регулирования степень чувствительности:

а) ε п ≤ 0,06%;

б) ε п > 0,06%;

в)ε п <0,1%;

г) ε п > 0,1%.

5)Частота электрического тока в энергосистеме в соответствии с Правилами технической эксплуатации должна непрерывно поддерживаться на уровне:

а) (40±0,2)Гц;

б) (50±0,2)Гц;

в) (50±1,2)Гц;

г) (50±0,1)Гц.

6)При работе в энергосистеме, когда частота вращения турбины определяется частотой сети, поддерживаемой всеми параллельно работающими турбоагрегатами это устройство, получившее название механизм управления турбиной, дает возможность:

а) повышать КПД;

б) уменьшать механические потери в турбине;

в) изменять частоту вращения ротора;

г) изменять мощность турбины.

7)На рисунке представлена принципиальная схема с однократным усилением, где АВ - рычаг, 5 - грузы регулятора, 6 - пружина регулятора. Какой цифрой обозначен гидравлический сервомотор?

8)При параллельной работе турбогенераторов в общей электрической сети:

2. мощность всех агрегатов одинакова;

3. нагрузка одной турбины численно отличается от нагрузки другой турбин

4. частота вращения всех агрегатов одинакова.

9)Нечувствительность систем регулирования параллельно работающих турбин приводит к:

а) неопределенности в распределении нагрузок между этими турбинами и к тому, что часть из них не участвует в регулировании мощности;

б) неопределенности в распределении нагрузок между этими турбинами и к тому, что часть из них не участвует в регулировании частоты;

в) участию всех этих турбин в регулировании давления;

г)участию всех этих турбин в регулировании частоты.

10)При изменении давления пара в отопительном отборе регулятор давления подает на сервомоторы команды:

	а) одинакового знака;
	б) разного знака;
	г) положительного знака;
	в) отрицательного знака.
11) Защита от разгона - это защита от:
	а)недопустимого повышения частоты вращения,
	б) недопустимого повышения усилия до уровня, превышающего несущую способность упорного подшипника;
	в) недопустимого падения давления в системе смазки до первого предела;
	г) недопустимого падения вакуума в конденсаторе.

1. Задача эксплуатации турбинных установок:

а)надежность;

б)высокая мощность турбин;

в)малые габариты;

г)экономичность.

2. При какой нагрузке может протекать стационарная работа:

а)максимальной;

б)номинальной;

в)минимальной;

г)критической.

3.Выбрать температуру турбин для соответствующих состояний:

а)неостывшее состояние 1. меньше 150°С

б)горячее состояние 2. 150-420°С

в)холодное состояние 3. 420-450°С

4. больше 450°С

4. Показать двухбайпасную пусковую схему:

5. Дать название каждой зоне кривой выбега турбины:

а) зона влияния полусухого трения в подшипниках;

б) зона влияния вентиляционных потерь;

в) зона влияния жидкостного трения в подшипниках;

г) зона влияния сухого трения в подшипниках.

Многоступенчатые паровые турбины.

1.Почему крупные паровые турбины для энергетики и других отраслей народного хозяйства выполняют многоступенчатыми:

а) Понизить располагаемую энергию последующей ступени

б) Понизить высоту сопловых и рабочих лопаток

в) Обеспечить прочность лопаток и уменьшить теплоперепад

г) Увеличить давление пара по мере расширения пара от ступени к ступени

2. В промежуточных ступенях многоступенчатой турбины потери энергии с выходной скоростью равны:

3. Для защиты рабочих лопаток от эрозионного разрушения применяют следующие мероприятия:

а) Снижение влажности пара на входе в турбину

б) Повышение начальных параметров пара перед турбиной

в) Снижение влажности пара на выходе из турбины

г) Применение различных влагоулавливающих устройств перед турбиной

4. Основной конструктивной особенностью регулирующей ступени является:

а) Большой объемный пропуск пара

б) Изменяющийся степень парциальности

в) Меньшая верность

г) Давление промежуточного перегрева

5. Способы повышения предельной мощности турбин:

а) Повышение частоты вращения ротора

б) Понижение числа потоков пара в конденсатор

в) Повышение значения выходной скорости в последней ступени конденсационной турбины

г) Понижение концевых потерь в решетках

Работа ПТУ при переменном режиме

1. Данные треугольники скоростей характеризуют тепловой процесс ступени при:

а) уменьшении теплоперепада;

б) увеличении теплоперепада;

в) постоянном теплоперепаде;

г) уменьшении частоты вращения.

2.Если ступени работают со скоростями, превышающими критическую, относительный расход пара равен:

а)

б) ε

3)Дать определение:

а)дроссельное парораспределение

б) сопловое парораспределению

в)обводное наружное парораспределение

г) обводное внутреннее парораспределение

1. Пар протекает через несколько регулирующих клапанов (открывающихся в определенной последовательности), каждый из которых подводит пар к своему отдельному сопловому сегменту.

2. Пар из камеры регулирующей ступени подается через

обводный клапан в обход нескольких первых нерегулируемых ступеней.

3. Все количество пара, подводимого к турбине,

регулируется одним или несколькими одновременно открывающимися клапанами, после которых пар поступает в общую для всех клапанов сопловую группу.

4. После полного открытия регулирующих клапанов, подводящих пар к сопловой решетке первой ступени,

4. Относительное изменение мощности:

а) при постоянном расходе теплоты на турбоустановку (Q=const)

б) при постоянном расходе пара

в) при постоянно открытых регулирующих клапанах (F кл =const)

5. Повышение конечного давления пара в конденсационной турбине приводит к:

а) уменьшению ее теплоперепада на нескольких последних ступенях, уменьшению напряжения в этих ступенях, увеличению степени реактивности, росту осевых усилий;

б) увеличению ее теплоперепада на нескольких последних ступенях, увеличению напряжения в этих ступенях, уменьшению степени реактивности, росту осевых усилий;

в) уменьшению ее теплоперепада на нескольких последних ступенях, увеличению напряжения в этих ступенях, уменьшению степени реактивности, росту осевых усилий;

г) увеличению ее теплоперепада на нескольких последних ступенях, увеличению напряжения в этих ступенях, увеличению степени реактивности, росту осевых усилий.

Лучшие из работающих утилизационных ПГУ имеют КПД свыше:

Указать схему ГТУ:

3) Одновременное применение промежуточного охлаждения и промежуточного подвода теплоты вызывает:

а) возрастание H, η, ε η

б) понижение H, η, ε η

в) возрастание φ, G, N

г) понижение φ, G, N

4) Коэффициент избытка воздуха а это:

а) отношение действительного количества воздуха, подаваемого в камеру сгорания для сжигания 1 кг топлива, к минимально необходимому его количеству;

б) количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг топлива;

в) коэффициент, учитывающий потери давления в воздушном тракте между компрессом и камерой сгорания и в самой камере сгорания;

г) коэффициент, учитывающий неполноту сгорания топлива и потери теплоты через стенки камеры сгорания.

5) Особенности газовых турбин, отличающие их от паровых турбин:

а) наличие системы охлаждения, малоступенчатость, детали турбины изготавливаются из высокожаропрочных материалов;

б) малые значения оптимального теплоперепада ступеней, большие объемные расходы пара

в) повышенные габариты паровпускных органов, большие значения общего теплоперепада;

г) большие расходы пара в ЦНД, тепловая энергия потерь предыдущих ступеней частично используется в последующих ступенях за счет явления возврата теплоты в турбине.

1.Максимальная мощность это-

А)Мощность, которая превышает номинальную мощность при отклонениях параметров пара от номинальных значений и при включении регенеративных подогревателей.

Б) Мощность, которая превышает номинальную мощность при отклонениях параметров пара от номинальных значений и при отключении регенеративных подогревателей.

В) Мощность, которая превышает номинальную мощность при отклонениях параметров пара от максимальных значений и при отключении регенеративных подогревателей.

Г) Мощность, которая превышает номинальную мощность при отклонениях параметров пара от максимальных значений и при включении регенеративных подогревателей.

2.Давление в выходном сечении выходного патрубка турбины это-

А) давление начальное

Б) давление промежуточного перегрева

В) давление отработавшего пара.

Г)давление на выходе из отбора на производственные нужды

З.От первых ступеней к последним удельный объем пара:

А) значительно уменьшается

Б) значительно увеличивается

В) не меняется

Г) вначале увеличивается затем уменьшается

4)к чему приводит применение двухвенечной регулирующей ступени?

А) к сокращению числа нерегулируемых ступеней и снижению стоимости изготовления турбины

В) к увеличению числа нерегулируемых ступеней и снижению стоимости изготовления турбины

Б) к увеличению числа нерегулируемых ступеней и повышению стоимости изготовления турбины

Г) к сокращению числа нерегулируемых ступеней и повышению стоимости изготовления турбины

5) Как добиться повышения предельной мощности?

A) увеличить давление в конденсаторе и увеличить удельный объем пара за последней ступенью

Б) уменьшить давление в конденсаторе и уменьшить удельный объем пара за последней ступенью

В) увеличить давление в конденсаторе и уменьшить удельный объем пара за последней ступенью

Г) уменьшить давление в конденсаторе и увеличить удельный объем пара за последней

1)В стационарной турбине, работающей при постоянной частоте вращения, при изменении расхода пара значительно искажается тепловой процесс в:

А)В первых ступенях

Б)Во всех ступенях

В)последних ступенях

Г)Не искажаются вообще

2)В стационарной турбине, работающей на электростанциях с постоянной

частотой вращения, окруженные скорости при изменении нагрузки турбины:

А)Сохраняются постоянными

Б)Возрастают

В)уменьшаются

А)Сохраняются постоянными

Б)При увеличении расхода температура повышается

В)При уменьшении расхода температура повышается

Г)Необходимы дополнительные параметры

4)Для перегретого пара при можем записать

5)При снижении нагрузки (уменьшении расхода) турбины давление дара во всех ее ступенях, в том числе и перед последней ступенью:

А)Остается неизменной

Б)Возрастает

В)Снижается

Г)Снижается кроме как перед последней ступенью

1 .Как выглядит уравнение состояния для идеального

2.При каком условии энтальпия пара остаётся постоянной?

1. рV постоянно возрастает

2. pV постоянно уменьшается

4. Энтальпия не может быть постоянной

3.Как выглядит уравнение неразрывности?

4.Как вращаются решетки в ступени типа Юнгстрема?

1.Одна решетка неподвижна, другая вращается

2.Обе решетки вращаются в одну сторону

3.Решетки вращаются в разные стороны

4.В ступени Юнгстрема применяется другой процесс

5. При спиральном подводе пара и выполнении радиальной сопловой решетки с расположенными по окружности профилями сопловых лопаток может привести...

1. К увеличению КПД

2.К снижению КПД

3.К быстрому выходу из строя ступени

4.К большим затратам и к кардинальным изменениям строения агрегатов

1. Как определить скорость звука?

2. Как находятся потери ?

3. При конфузорности течения потери энергии в потоке:

а) снижаются

б) увеличиваются

в) остаются постоянными

г) конфузорность течения в потоке не влияет на потери

4. Коэффициент расхода решетки в Турбинах ТЭС и АЭС обозначаются буквой:

5. Отчего зависят ζ пр (профильные потери):

а)от ζ тл

б) от ζ кр

в) от ζ волн.

г) от суммы этих потерь

Тема: Комбинированная выработка теплоты и электрической энергии.

1.Что обозначает H i:

А. количество теплоты, отдаваемой потребителю

Б. влажность

В. энтальпия воды на входе в котел

Г. используемый теплоперепад

2. Что обозначает ΔQ?

А. экономия теплоты, достигнутая в результате комбинированной выработки электроэнергии.

Б. доля количества теплоты, отдаваемая потребителю.

В. степень реактивности.

Г. массовый расход.

Тема: регенеративный подогрев питательной воды

З.Чем объясняется применение в настоящее время регенеративного подогрева питательной воды на всех паротурбинных установках?

А. подогрев существенно понижает тепловую и общую экономичность установок.

Б. повышение кпд и понижение тепловой экономичности установки.

В. подогрев существенно повышает тепловую и общую экономичность установок.

Г. повышается количество теплоты, отдаваемой потребителю

4. Какой пар применяется на паротурбинных установках электростанций, работающих на органическом топливе?

А. сухой пар.

Б. перегретый пар.

В. влажный пар.

Г. насыщенный пар.

Тема: промежуточный перегрев пара и газа

5. Указать линию нагрева промперегрева.

А: линия 4-5

Б: линия 7-8

В: линия 6-7

Г:линия 5-6

Тема: Особенности определения размеров паротурбинной ступени. КПД. Особенности расчёта размеров решёток. Потери.

1.Относительно Эффективный КПД ступени представляет собой:

А)отношение эффективной мощности к мощности идеальной турбины.

Б)отношение эффективной мощности к расходу теплоты.

В)отношение эффективной мощности ко внутренней мощности турбины.

Г)отношение электрической мощности к мощности идеальной турбины.

2.Размеры рабочих лопаток так же, как и сопловых, определяют с использованием равнения:

А)баланса.

Б)постоянства.

В)неразрывности.

Г)прочности.

3.Значения корневой и периферийной перекрыт ступени выбирают с учётом:

А)степени парциальности, угла выхода, открытого зазора и среднего диаметра ту пен и.

Б)высоты лопаток, открытого зазора, угла выхода потока и среднего диаметра ступени.

В) площади выходного сечения, высоты лопаток и коэффициента полных потерь.

Г)высоты лопаток, степени парциальности, среднего диаметра ступени и площади выходного сечения.

4Сумма потерь на трение, волновых и кромочных потерь, это есть:

А) концевые потери.

Б) профильные потери.

В)коэффициент потерь энергии.

Г)дополнительные потери.

5.При вычислении размеров сопловой решётки при дозвуковых скоростях на выходе из этой решётки основными расчётными размерами являются:

А) высота лопаток, площадь горловых сечений и степень парциальности.

Б) высота лопаток, их число и коэффициент расхода сопловой решетки.

В) расход пара, площадь горловых сечений и коэффициент расхода.

Г) высота лопаток, их число и степень парциальности.

1.Относительные потери энергии в сопловой решетке при постоянном коэффициенте скорости ср не зависят от:

а)отношения скорости u/сф

б)от коэффициента использования выходной скорости

в)от располагаемой энергии ступени Ео

г)не от одного из заданных параметров

2.Относительные потери энергии в рабочей решетке при постоянном коэффициенте скорости φ зависят только от:

а)только от отношения скорости

б)от характера изменения отношений скоростей и

в)только от отношения скорости

г)ни от одного из заданных параметров

3.Относительные потери с выходной скоростью ξ в.с. достигают минимального значения при α 2 равное:

4.Отношение скоростей не зависит:

а)от располагаемого теплоперепада ступени

б)от частоты вращения ротора

в)от диаметра ступени

г)от влажности пара

5.К дополнительным потерям в ступени турбины не относятся:

а)относительные потери с выходной скоростью

б)потери трения диска и лопаточного бандажа

в)потери связанные с парциальным подводом пара в ступени

г)потери от протечек пара в зазорах между статором и ротором

1.При каком способе парораспределения все количество пара, подводимого к турбине, регулируется одним или несколькими одновременно открывающимися клапанами, после которых пар поступает в общую для всех клапанов сопловую группу?

Составляющие свойства надежности.

Надежность является сложным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения состоит из сочетаний следующих свойств:

Ø безотказности;

Ø долговечности;

Ø ремонтопригодности;

Ø сохраняемости.

Безотказность – это свойство объекта непрерывно сохранять свою работоспособность в течение заданного времени.

Долговечность – это свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

Сохраняемость – это свойство объекта сохранять значения безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение или после хранения и транспортировки.

Предельное состояние оборудования.

Ремонтопригодность оборудования.

Понятие отказа энергетического оборудования.

Характеристики безотказности восстанавливаемых объектов.

Характеристики ремонтопригодности.

1. Закон восстановления объекта

2. Интенсивность восстановления

3. Среднее время восстановления

4. Закон долговечности объекта

5. Средний ресурс и средний срок службы оборудования

6. Назначенные ресурс и срок службы оборудования

Модель разрушения тела с трещинами.

См 28.

Процесс вязкого разрушения.

Вязкое разрушение происходит после значительной пластической деформации. Процесс изменения структуры металла схематично показан на рис. Исходная структура металла, которую можно наблюдать под микроскопом с 1000-кратным увеличением (вид 1), представляет собой сетку из зерен приблизительно одинакового размера. Поле зерен однородно, отсутствуют видимые включения примесей, в частности соединений углерода – карбидов. В некоторых случаях допускается применение металла более низкого качества, в котором присутствует некоторое количество мелких включений, выделяющихся на фоне зерен.

Зарождение и развитие несплошностей начинается на границах зерен. Первые трещины зарождаются всегда с наружной поверхности детали. Характер распределения микроповреждений металла зависит от растягивающего напряжения. При больших напряжениях микроповреждения локализуются вблизи поверхности разрыва, при малых напряжениях – распределяются равномерно по длине образца.

На начальной стадии появляются отдельные поры (вид 2), с увеличением пластической деформации количество пор увеличивается, отдельные поры объединяются в цепочки (вид 3). В дальнейшем цепочки пор вырастают до микротрещин, которые охватывают обширные области материала (вид 4). В процессе деформации возникает несколько параллельных трещин (вид 5), которые развиваются внутрь поперечного сечения до тех пор, пока дальнейшее повреждение не сконцентрируется на одной магистральной трещине. По этой трещине и происходит разрушение детали.

Понятие надежности теплоэнергетического оборудования.

ГОСТ Р 53480-2009 определяет надежность как свойство готовности и влияющие на него свойства безотказности и ремонтопригодности, поддержка технического обслуживания.

Готовность – способность объекта выполнять требуемую функцию при данных условиях в предположении, что необходимые внешние ресурсы обеспечены.