energsecurityНадежность и безопасность энергетикиSafety and Reliability of Power Industry1999-55552542-2057ООО «НПО Энергобезопасность»10.24223/1999-5555-2024-17-4-253-260energsecurity-976Research ArticleОБЩИЕ ВОПРОСЫ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ЭНЕРГЕТИКИGENERAL ISSUES RELATED TO RELIABILITY AND SAFETY OF THE POWER INDUSTRYПроблемы обеспечения вибрационной надежности энергетического оборудованияProblems of ensuring vibration reliability of power equipmentКуменкоА. И.KumenkoA. I.

ул. Красноказарменная, д. 14, стр. 1, 111250, Москва 

Krasnokazarmennaya str., 14, 111250, Moscow 

1949kai@mail.ruМироновА. М.MironovA. M.

ул. Ватутина, д. 3, лит. А, 195009, Санкт-Петербург 

Vatutina str., 3, lit. A, 195009, St. Petersburg 

ШкляровМ. И.ShklyarovM. I.

ул. Ватутина, д. 3, лит. А, 195009, Санкт-Петербург 

Vatutina str., 3, lit. A, 195009, St. Petersburg 

МозгуноваА. И.MozgunovaA. I.

ул. Красноказарменная, д. 14, стр. 1, 111250, Москва 

Krasnokazarmennaya str., 14, 111250, Moscow 

ФГБОУ ВО НИУ «МЭИ»РоссияNational Research University «Moscow Power Engineering Institute»Russian FederationАО «Силовые машины»РоссияJSC "Power Machines"Russian Federation202414022025174253260Copyright © Куменко А.И., Миронов А.М., Шкляров М.И., Мозгунова А.И., 20252025Куменко А.И., Миронов А.М., Шкляров М.И., Мозгунова А.И.Kumenko A.I., Mironov A.M., Shklyarov M.I., Mozgunova A.I.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/976

Рассматриваются общие вопросы обеспечения вибронадежности паровых турбин, различные факторы способные вызывать повышенную вибрацию турбоагрегатов: конструктивные, технологические, эксплуатационные. Особый интерес вызывают скрытые факторы, которые можно обнаружить только аналитически, исследуя сложную систему турбоагрегат – фундамент – основание (ТФО). Например, могут быть обнаружены повышенные напряжения в конструкции и соответственно зоны вероятного развития трещин из-за сейсмических просадок опор или высоких вибраций. Такие дефекты могут быть предметом изучения так называемой предиктивной аналитики. Показано, что обеспечение вибронадежности требует системного подхода. Из множества причин вибрации всегда необходимо найти наиглавнейшие первичные причины. Сформулированы требования по обеспечению надежности на разных стадиях создания и эксплуатации турбоагрегата. Приведена диаграмма устойчивости турбоагрегата. В ней границы устойчивости впервые представлены как функции от основного параметра: расхода рабочего тела через турбоагрегат. Показано, что требования к фундаментам в РД 34 15.078-91 на сегодня устарели и не отвечают современным представлениям о надежности турбоагрегата. Перечислены основные дефекты сборки валопровода и сформулированы основные требования к сборке роторов по полумуфтам. Сформулирована необходимость в обработке вкладышей подшипников на станке для создания цилиндрической поверхности расточки и не рекомендуется для этой цели шабрение поверхности. Впервые указано о необходимости шлифовки торцов полумуфт после их деформации в результате затяжки болтов до половины предела текучести, так как после выемки болтов на торцах полумуфт выявляются остаточные деформации, которые препятствуют качественной спаровке полумуфт.

The article discusses general issues related to ensuring vibration reliability of steam turbines, various factors that can cause increased vibration of turbine units, including design, technological, and operational factors. Special interest is given to hidden factors that can be detected only indirectly through analytical methods by studying the complex “turbine unit – foundation – base” (TFB) system. For example, increased stresses in the structure and, accordingly, zones of probable crack development due to seismic subsidence of supports or high vibrations can be detected. Such defects can be the subject of study in so-called predictive analytics. It is shown that ensuring vibration reliability requires a systematic approach. Among the many causes of vibration, it is always necessary to identify the most significant primary causes. Requirements for ensuring reliability at different stages of the creation and operation of a turbine unit are formulated. A stability diagram of the turbine unit is provided, where the stability boundaries are presented for the first time as functions of the main parameter of the working fluid flow through the turbine unit. It is shown that the foundation requirements in RD 34 15.078-91 are outdated and do not meet modern reliability standards for turbine units. The main defects in the assembly of the shaft line are listed, and the primary requirements for the assembly of rotors in half-couplings are formulated. The need for machining bearing liners to create a cylindrical boring surface is emphasized, and scraping the surface for this purpose is not recommended. For the first time, the need for grinding the ends of half-couplings after their deformation due to bolt tightening to half the yield strength is indicated. This is important because residual deformations are detected at the ends of the half-couplings, which hinder the quality of the half-coupling fit.

вибрационная надежностьтурбоагрегатсобственные частотызапасы устойчивостиэксплуатационные требованияvibration reliabilityturbine unitnatural frequenciesstability marginsoperational requirementsReferencesКостюк А. Г. Динамика и прочность турбомашин. – 3-е изд., перераб. и доп. – М: Издательство МЭИ 2007: 1 – 476.Kostyuk A. G. Dynamics and strength of turbomachines. – 3rd ed., reprint. and add. – M: Publishing House of MEI 2007: 1 – 476.Куменко А. И. Совершенствование расчетно-экспериментальных методов исследования динамических характеристик турбоагрегатов и их элементов: дисс. … докт. техн. наук. – М.: МЭИ 1999: 1 – 349.Kumenko A. I. Improvement of computational and experimental methods for studying the dynamic characteristics of turbine units and their elements: diss. ... doct. Technical sciences. – M.: MEI 1999: 1 – 349.Определение расцентровок опор и корректирующих центровок роторов турбоагрегатов с учетом измерений всплытия шеек роторов: МР 1.1.4.04.1689–2020. Методические рекомендации. Утверждены приказом концерна РЭА № 911956-Л от 03.12.2020.Determination of the alignment of the supports and corrective alignment of the rotors of turbine units, taking into account the measurements of the ascent of the rotor necks: MP 1.1.4.04.1689 – 2020. Methodological recommendations. Approved by the order of the REA Concern No. 9\01\1956-L dated 03.12.2020.Разработка элементов системы мониторинга технического состояния турбоагрегатов ТЭС и АЭС / А. И. Куменко, В. Н. Костюков, Н. Ю. Кузьминых и др. // Теплоэнергетика 2017, 8: 17 – 23.Development of elements of a system for monitoring the technical condition of turbine units of thermal power plants and nuclear power plants / A. I. Kumenko, V. N. Kostyukov, N. Yu. Kuzminykh et al. // Teploenergetika 2017, 8: 17 – 23.Использование датчиков положения вала для моделирования расцентровок опор валопроводов турбоагрегатов / А. И. Куменко, В. Н. Костюков, Н. Ю. Кузьминых, А. В. Тимин // Теплоэнергетика 2017, 9: 41 – 51.The use of shaft position sensors for modeling the misalignment of shaft supports of turbine units / A. I. Kumenko, V. N. Kostyukov, N. Yu. Kuzminykh, A.V. Timin // Thermal power engineering 2017, 9: 41 – 51Куменко А. И., Токаев А. С. Системы мониторинга и диагностики технического состояния турбоагрегатов ТЭС и АЭС. Состояние и предложения по совершенствованию // Энергетик 2020, 9: 19 – 26.Kumenko A. I., Tokaev A. S. Systems for monitoring and diagnostics of the technical condition of turbine units of thermal power plants and nuclear power plants. Status and suggestions for improvement // The power engineer 2020, 9: 19 – 26.Шкляров М. И. Разработка и внедрение методов повышения динамической надежности и снижения вибрации турбоагрегатов на стадиях проектирования, доводки и эксплуатации: дисс. ... канд. техн. наук. – СПб: ГПУ 2007: 1 – 194.Shklyarov M. I. Development and implementation of methods to increase dynamic reliability and reduce vibration of turbine units at the stages of design, fine-tuning and operation: dissertation of the Candidate of Technical Sciences. – St. Petersburg: GPU 2007: 1 – 194.Приказ Минэнерго от 4 октября 2022 г. № 1070 об утверждении правил технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации.Order of the Ministry of Energy dated October 4, 2022 No. 1070 on approval of the rules of technical operation of electric power plants and networks of the Russian Federation.Куменко А. И. О путях снижения рисков эксплуатации объектов энергетики // Оценка и управление индустриальными рисками в промышленной безопасности. Мониторинг рисков сложных и уникальных объектов: сборник материалов VI школы-семинара (24 августа 2016 г.). – Омск: ООО «Омскбланкиздат» 2016: 107 – 117.Kumenko A. I. On ways to reduce the risks of operating energy facilities // Assessment and management of industrial risks in industrial safety. Monitoring the risks of complex and unique objects: a collection of materials from the VI school seminar (August 24, 2016). – Omsk: Omskblankizdat LLC, 2016: 107 – 117.Обеспечение вибрационной надежности турбоагрегатов ТЭС и АЭС. Состояние и совершенствование нормативной базы / А. И. Куменко, А. В. Костюков, С. Н. Бойченко и др. // Надежность и безопасность энергетики 2016, 2(33): 21 – 25.Ensuring vibration reliability of turbine units of thermal power plants and nuclear power plants. The state and improvement of the regulatory framework / A. I. Kumenko, A.V. Kostyukov, S. N. Boychenko, etc. // Reliability and safety of energy 2016, 2(33): 21 – 25.

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