Математическая модель изменения выходных эксплуатационных характеристик паровых турбин ТЭС

Проведены исследования статистических сведений по отказам и дефектам, влияющим на работоспособность паровых турбин ТЭС. Представлена математическая модель изменения выходных характеристик турбины в зависимости от числа отказов в процессе эксплуатации. Математическая модель основана на методах математической статистики, теории вероятностей и методах матричного исчисления. Новизна модели заключается в возможности прогнозировать изменение параметров управления и выходной характеристики в явном виде. В качестве таковых характеристик могут быть приняты средняя нагрузка, выработка тепла и электроэнергии, наработка, количество времени, затраченное на неплановый ремонт, численность персонала, участвующего в ремонте, стоимость ремонта, доходы от реализации тепловой и электрической энергии, коэффициент готовности, вероятность безотказной работы и т. п. По статистическим данным, полученным в процессе эксплуатации паровых турбин, представлена качественная и количественная оценка показателей надежности. Предложены конкретные мероприятия по устранению причин отказов частей турбин и турбинного оборудования. Наибольшее число повреждений и отказов турбин приходится на обрывы рабочих лопаток по причине исчерпания ресурса и предельной усталости металла. На статистику отказов подшипников оказывают влияние как внутренние, так и внешние факторы технического и эксплуатационного характера. Повреждение подшипников и деталей роторов чаще всего приводит к неплановому останову и ремонту турбины. Наиболее часто встречаются отказы главного масляного насоса и маслопроводов. По статистическим данным можно разработать соответствующие мероприятия по улучшению выходных характеристик. Это так называемая пассивная модель управления выходной характеристики. С целью управления выходной характеристикой в явном виде предлагается вероятностная модель с учетом управляющих воздействий. Приведен конкретный пример изменения выходных характеристик турбин за многолетний период эксплуатации.

1. Положение ОАО «Россети» о единой технической политике в электросетевом комплексе. – Москва, 2013.

2. Султанов М. М., Анохина Е. П. Анализ энергетической эффективности современных генерирующих систем / М. М. Султанов Е. П. Анохина // Двадцать первая межвузовская научно-практическая конференция молодых ученых и студентов. г. Волжский, 25 – 29 мая 2015 г. : Тезисы докладов. – Волжский : Филиал ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» в г. Волжском, 2015. – С. 6–8.

3. Султанов М. М. Оценка надежности, продление ресурса и оптимизация ремонта оборудования ТЭС и энергетических систем : Учебное пособие / М.М. Султанов. – Волжский филиал ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» в г. Волжском, 2016. – 100 с.

4. Родин В. Н. Ремонт паровых турбин: Учебное пособие / В. Н. Родин, А. Г. Шарапов, Б. Е. Мурманский, Ю. А. Сахнин, В. В. Лебедев, М. А. Кадников, Л. А. Жученко; под общей редакцией Ю. М. Бродова, В. Н. Родина. – Екатеринбург: УГТУ – УПИ, 2002. – 203 с.: ил.

5. Труханов В. М. Надежность в технике / В. М. Труханов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : ООО Издательский дом «Спектр», 2017. – 656 с.

6. Гартунг Ю. А. Исследование развития динамических систем, обусловленного некоторыми дифференциальными программами / Ю.А. Гартунг. – М.: Наука, 1984. – 59 с.

7. Труханов В. М. Математическая модель изменения уровня надежности изделий с учетом управляющих воздействий, выраженных в виде вероятностей / В. М. Труханов // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2014. – №2. – C. 44–47.

8. Труханов В. М. Математические модели роста уровня надежности технической системы с учетом управляющих воздействий, выраженных в виде вероятностей и наложенных ограничений / В. М. Труханов // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2016. – №4. – C. 39–43.

9. Вентцель Е. С. Теория вероятностей / Е. С. Вентцель. – М. : Высшая школа, 2001. – 575 с.

10. Гантмахер Ф. Р. Теория матриц / Ф. Р. Гантмахер. – М. : ФИЗМАТЛИТ, 2004. – 560 с.