energsecurityНадежность и безопасность энергетикиSafety and Reliability of Power Industry1999-55552542-2057ООО «НПО Энергобезопасность»10.24223/1999-5555-2017-10-3-190-196energsecurity-510Research ArticleОБЩИЕ ВОПРОСЫ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ЭНЕРГЕТИКИGENERAL ISSUES RELATED TO RELIABILITY AND SAFETY OF THE POWER INDUSTRYОТРАБОТКА ЛОПАТОЧНЫХ АППАРАТОВ 1 СТУПЕНИ ТУРБИНЫ АГРЕГАТА ГТЭ-110 С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ЕГО РАБОТЫTESTING BLADE SYSTEMS OF FIRST STAGE OF TURBINE UNIT GTE-110 FOR IMPROVING ITS OPERATIONAL RELIABILITYМихайловВ. Е.MikhailovV. E.

191167, г. Санкт-Петербург, ул. Атаманская, д. 3/6

191167,Saint-Petersburg, Russia, Atamanskaya str., 3/6

ХоменокЛ. А.KhomenokL. A.

191167, г. Санкт-Петербург, ул. Атаманская, д. 3/6

191167,Saint-Petersburg, Russia, Atamanskaya str., 3/6

ЗолотогоровМ. С.ZolotogorovM. S.

191167, г. Санкт-Петербург, ул. Атаманская, д. 3/6

191167,Saint-Petersburg, Russia, Atamanskaya str., 3/6

gtu@ckti.ruГасульМ. Р.GasolM. R.

159903, Ярославская обл., г. Рыбинск, пр. Ленина, 163

159903, Yaroslavl region, Rybinsk, Lenina Ave., 163

ИвановА. С.IvanovA. S.

159903, Ярославская обл., г. Рыбинск, пр. Ленина, 163

159903, Yaroslavl region, Rybinsk, Lenina Ave., 163

РомановВ. В.RomanovV. V.

115280, г. Москва, ул. Автозаводская, 14

115280, Moscow, Avtozavodskaya str., 14

СкиртаС. М.SkirtaS. M.

115280, г. Москва, ул. Автозаводская, 14

115280, Moscow, Avtozavodskaya str., 14

ОАО «Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И. И. Ползунова» (ОАО «НПО ЦКТИ»)РоссияJoint-Stock Company «I. I. Polzunov Scientifi c and Development Association on Research and Design of Power Equipment» («NPO CKTI»)Russian FederationПАО «ОДК-Сатурн»РоссияJSC «ODK-Saturn»Russian FederationООО «ИЦ «Газотурбинные технологии»РоссияIts, OOO «gas Turbine technology»Russian Federation201714112017103190196Copyright © Михайлов В.Е., Хоменок Л.А., Золотогоров М.С., Гасуль М.Р., Иванов А.С., Романов В.В., Скирта С.М., 20172017Михайлов В.Е., Хоменок Л.А., Золотогоров М.С., Гасуль М.Р., Иванов А.С., Романов В.В., Скирта С.М.Mikhailov V.E., Khomenok L.A., Zolotogorov M.S., Gasol M.R., Ivanov A.S., Romanov V.V., Skirta S.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sigma08.ru/jour/article/view/510

ГТЭ-110 — единственная, выпускаемая в настоящее время в России мощная энергетическая ГТУ. Установка при современных технико-экономических показателях имеет массогабаритные характеристики, значительно превосходящие аналогичные данные зарубежных агрегатов. Привлекательность тиражирования агрегата ГТЭ-110 значительно снижается из-за недостаточно высокой надежности работы агрегата в эксплуатации. Значительная часть нештатных эксплуатационных ситуаций связана с разрушением рабочих лопаток 1 ступени турбины. Анализ конструкции агрегата, разработанного ГПНПКГ «Зоря-Машпроект» (Украина) до 2000 года, выполненный ОАО «НПО ЦКТИ», показал, что в проекте имеются серьезные отклонения от норм стационарного газотурбостроения. Совместные работы ПАО «ОДК-Сатурн», ОАО «НПО ЦКТИ» и ООО «ИЦ «Газотурбинные технологии» позволили оптимизировать конструкцию лопаточного аппарата 1 ступени турбины. Так, за счет введения подполочного демпфера улучшены вибрационные характеристики рабочих лопаток. Уменьшению величины переменных аэродинамических сил, возбуждающих рабочие лопатки, служит подрезка выходных кромок сопловых лопаток 1 ступени и увеличение осевого зазора между сопловыми и рабочими лопатками. Также выполнена подрезка выходных кромок рабочих лопаток и оптимизированы зазоры в их замковом соединении с диском 1 ступени. Оптимизирована система охлаждения рабочих лопаток в зоне первого канала в прикорневой зоне. Кроме того, произведена модернизация системы охлаждения сопловых лопаток, за счет изготовления отверстий в выходных кромках дефлектора, что позволило снизить температуру выходной кромки профильной части. Модернизация систем охлаждения позволила улучшить термонапряженное состояние лопаточных аппаратов 1 ступени турбины.

GTE-110 is the only powerful energy-generating GTU currently manufactured in Russia. With its advanced technical and economic parameters, the unit is well above its foreign analogs in terms of its weight and dimensions. The attractiveness of mass-scale production of unit GTE-110 is significantly hampered due to its insufficiently high operational reliability. A significant part of abnormal operational situations is associated with destruction of rotor blades of the turbine first stage. Analysis of the design of the unit developed by GENPKG «Zorya-Mashproekt» (Ukraine) before the year 2000 performed by JSC «NPO CKTI», has shown that the project has serious deviations from the standards of stationary gas turbine construction. The joint eff orts of JSC «ODK-Saturn», OJSC «NPO CKTI» and LLC «IC «Gas Turbine Technology» have made it possible to optimize the design of the blade system of the turbine fi rst stage. In particular, introduction of a sub-platform damper has improved vibration characteristics of rotor blades. Trimming output edges of the nozzle blades of stage 1 and increasing the axial clearance between the nozzle blades and the rotor blades serves to reducing the value of variable aerodynamic forces exciting the blades. Besides, the trailing edges of rotor blades have been trimmed, and the gaps in their locking connection with the first stage disk, optimized. The cooling system of rotor blades in the first channel area in the root zone trailing edges of the deflector, which enabled to reduce the temperature of the trailing edge of the airfoil. Modernization of cooling systems made it possible to improve thermal stress condition of blade systems of the turbine first stage.

сопловые и рабочие лопатки турбиныохлаждениетемпературноетермонапряженное и вибрационное состояниеnozzle and working blades of the turbinehydraulicstemperaturethermal stress and vibration conditionReferencesGas Turbine World 2017, Performance Specs 33 rd Edition, January – February 2017, GTW, Vol 47 No 1.Gas Turbine World 2017, Performance Specs 33 rd Edition, January – February 2017, GTW, Vol 47 No 1.Gas Turbine World 2016 – 2017 Handbook, Volume 32, December 2016.Gas Turbine World 2016 – 2017 Handbook, Volume 32, December 2016.Лебедев А. С., Павлов А. Ю., Векшин О. Д. «Энергетические газовые турбины «Сименс»: сделано в России», «Газотурбинные технологии», №4, 2017 г. (147).Lebedev A. S., Pavlov A. Yu., Vekshin O. D. «Energy gas turbines «Siemens» made in Russia», «gas Turbine technology», No. 4, 2017 (147).Передовые проекты. «На Казанской ТЭЦ-3 запустили самую мощную в России газовую турбину», «Газотурбинные технологии», № 4, 2017 г. (147).Cutting-edge projects. «At the Kazan CHP-3 has launched the most powerful in Russia gas turbine», «gas Turbine technology», No. 4, 2017 (147).Смирнов А. А., Бородина О. А. «Энергоблок ПГУ – 410 ОТ на Новосалаватской ТЭЦ», «Газотурбинные технологии», №2, 2017 г. (145).Smirnov A. A., Borodin O. A., «power-generating Unit CCGT – 410 on Novoslobodskoi FROM CHP plants», «gas Turbine technology», No. 2, 2017 (145).Смирнов А. А. «Наследие Alstom или новый виток конкурентной борьбы на рынке сверхмощных газотурбинных установок», «Газотурбинные технологии», №8, 2016 г. (143).Smirnov A. A. «the Legacy of Alstom or a new round of competition in the market for heavy duty gas turbines», «gas Turbine technology», No. 8, 2016 (143).Гасуль М. Р. «Повышение надежности и развития мощностного ряда ГТУ на базе ГТД-110 производства НПО «Сатурн», «Турбины и дизели», сентябрь – октябрь 2015 г.Gasol M. R., «improving the reliability and development of power series of GTU on the basis of GTE-110 manufactured by NPO «Saturn», «Turbines and diesels», September-October 2015.Шмотин Ю. Н. «Перспективы модернизации агрегата ГТЭ-110», Сборник докладов, LXIII Научно-техническая сессия по проблемам газовых турбин и парогазовых установок «Фундаментальные проблемы локализации производства в России деталей горячего тракта ГТУ, использующихся в национальной экономике России» С. 39 – 42 г. Рыбинск 20 – 22 сентября 2016г.Smolin Yu. N. «Prospects for the modernization of the unit GTE-110», a Collection of papers, LXIII Scientific-technical session on gas turbines and combined-cycle plants «Fundamental problems of localization of production in Russia of parts of the hot tract of gas turbines used in the national economy of Russia» p. 39 – 42. Rybinsk 20 – 22 September 2016.Скирта С. М., Пиотух С. М., Пиралишвили Ш. А. «Анализ причин возникновения дефектов при эксплуатации ГТД-110», Вестник Рыбинского Государственного технического университета им. П. А. Соловьева, №1/32, 2015 г.Skirta S. M., Piotuh S. M., Piralishvili W. A. «Analysis of causes of defects during operation of GTE-110», Bulletin of Rybinsk State technical University. P. A. Solov'eva, No. 1/32, 2015.Машиностроение. Энциклопедия, Том IV – 19, Турбинные установки, Рассохин В. А., Хоменок Л. А., Михайлов В. Е. Раздел 3 – Газовые турбины и газотурбинные установки (ГТУ), Из-во Машиностроение, 2015 г., стр. 572 – 803.Engineering. Encyclopedia, Vol IV – 19, Turbine installations, Rassokhin V. A., Khomenok L. A., Mikhailov V. E. Section 3-a Gas turbine and gas turbine unit (GTU), in mechanical engineering, 2015, page 572 – 803.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.