Teplotní namáhání rotoru v parních turbínách

Abstract

V současné době se v energetickém průmyslu rozvíjejí především dva hlavní směry. První z nich představuje problematika ubývání neobnovitelných zdrojů spojená s postupným nahrazováním zdroji obnovitelnými. Druhým trendem je dosahování stále vyšší účinnosti, životnosti a spolehlivosti u zařízení pro výrobu elektrické energie. Právě druhý směr je mimo jiné spojen s monitorováním a diagnostikou těchto zařízení, neboť včasná detekce počínající závady může ušetřit nemalé finanční prostředky. Velmi častý problém v parních turbínách představuje ohyb rotoru, který je primárně spojen buď se vznikem kontaktu rotor/stator (tzv. rubbing), nebo spíše častěji vzniká v důsledku nestejnoměrného teplotního pole - teplotní namáhání. Obecně k největšímu teplotnímu namáhání dochází při najíždění turbíny ze studeného stavu – tedy při najíždění na provozní otáčky a především pak na příslušný nominální výkon turbíny. Toho je potřeba docílit za co nejkratší dobu, ovšem bez ohrožení provozu stroje. Pochopitelně, že čím rychleji bude rotor zahříván, tím větší bude výsledné teplotní namáhání. Cílem tohoto výzkumu, řešený ve spolupráci s průmyslovým partnerem Doosan Škoda Power, je vytvoření teplotního modulu – algoritmu, který by na základě měření dokázal počítat resp. odhadovat teplotní namáhání rotoru a který by mohl být dále využit pro výpočet optimálního trendu zatěžování stroje či pro výpočet zbytkové životnosti apod. Tento příspěvek je věnován výpočtu šíření teploty v průřezu rotoru a výpočtu jeho teplotního namáhání.