От редакции

6       Журнал представляет: АО «Силовые машины» - лидер российского энергомашиностроения

А.Ю. Култышев, к.т.н., главный редактор – журнал «Турбины и Дизели»

 

Интервью

8       АО «Силовые машины» – укрепляем энергобезопасность России!

Первоочередная задача российского энергомашиностроения – обеспечить рынок надежным оборудованием для достижения технологического суверенитета энергетической отрасли. Компания «Силовые машины», с учетом достижений в традиционной для предприятия области паровых турбин, значительным опытом в освоении новых видов продукции и накопленным опытом по созданию газотурбинных установок в прошлом, создает современные газовые турбины ГТЭ-65 и ГТЭ-170, выполняет модернизацию ПТУ и гидротурбин.

 

Газотурбинные установки

12    Численное моделирование методов возбуждения рабочих лопаток ГТУ при определении конструктивного предела выносливости

И. З. Разяпов – АО «Силовые машины»

Аннотация

Исследование конструктивного предела выносливости лопаток ГТУ в лабораторных условиях является обязательным условием для подтверждения вибрационной надежности (для вычисления запасов динамической прочности согласно нормам [1], а также для подтверждения контрольного уровня при серийном производстве). В основном для возбуждения используется «классический» метод, при котором лопатка закрепляется за хвостовик в зажиме на штоке вибростенда. Также применяются и другие методы, при которых перо лопатки возбуждается пульсирующим аэродинамическим потоком или штоком. Так, большинство испытаний лопаток на конструктивную выносливость для АО «Силовые машины» проводится в НПО «ЦКТИ» с «альтернативным» типом возбуждения за периферийную часть лопатки переменным магнитным полем по методике [2] (подробнее в статье [3]). В данной работе сравниваются два метода возбуждения лопаток – «классический» и «альтернативный» (возбуждение переменным магнитным полем) для определения предела выносливости по первой изгибной форме колебаний при симметричном цикле нагружения согласно [4]. Численное моделирование методов возбуждения выполнено с помощью динамического переходного расчета в CAE-пакете инженерного анализа Ansys.

Ключевые слова: рабочие лопатки, усталостные испытания, предел выносливости, вибрационные напряжения

16    Создание стенда испытаний камер сгорания на натурные параметры в АО «Силовые машины» 

Д. А. Козлов, Д. С. Тарасов – АО «Силовые машины»

Аннотация

Представлены основные характеристики и состав стенда испытаний камер сгорания ГТУ, созданного в АО «Силовые машины». Компания реализует инвестиционный проект по созданию производства энергетических ГТУ большой мощности. В рамках проекта проведено техническое перевооружение стенда испытаний камер сгорания с повышением давления и расхода воздуха и газа. Стенд предназначен для оценки влияния конструктивных решений на основные характеристики и экологические показатели ГТУ. В результате проведенных в 2019–2023 гг. работ в строй введен специализированный исследовательский комплекс, что позволяет проводить испытания натурных низкоэмиссионных камер сгорания на полные эксплуатационные параметры, включая испытания при различных климатических условиях. Это обеспечивает проведение автономных испытаний и доводки трубчатокольцевой камеры сгорания турбины ГТЭ-65.1 до проведения натурных испытаний головного образца ГТУ в условиях эксплуатации на объекте.В ходе работ реализован ряд технических решений по обеспечению проектных параметров стенда: установлены 4 новых компрессора SM6000 мощностью по 3 000 кВт, электрические подогреватели воздуха, новая дожимная компрессорная станция (ДКС), градирни и насосная станция. Управление оборудованием стенда полностью автоматизировано.

Ключевые слова: стендовые испытания, камера сгорания, оборудование стенда, отсек огневых испытаний, компрессоры, технологические системы, АСУ ТП, параметры измерений

24    Анализ аэродинамических свойств компрессора ГТЭ-170.1

М. Г. Михеев, В. В. Шипунов – АО «Силовые машины»

Аннотация

В АО «Силовые машины» при проектировании компрессоров ГТЭ-170.1 и ГТЭ-170.2 для формирования и отработки газодинамических моделей применялось расчетное ПО ANSYS CFX. Для снижения рисков, связанных с обеспечением параметров компрессора, необходимо выполнить газодинамические расчеты в альтернативном ПО. В качестве такого ПО было выбрано NUMECA Fine/Turbo. Для оценки влияния настроек расчетных моделей на параметры компрессора сформированы вычислительные сети с числом узловых точек 26 млн и 48 млн. Сформированы расчетные модели с типом rotor-stator интерфейсов Mixing Plane и 1D Non-Reflecting, а также в постановке нелинейного гармонического анализа. В ходе сравнения результатов расчета компрессора для сформированных моделей, а также полученных в ПО ANSYS CFX выявлено существенное расслоение параметров как всего компрессора, так и отдельных венцов. Малые осевые зазоры компрессора ГТЭ-170.1 являются причиной расслоения результатов расчета, полученных для расчетов с типом rotor-stator интерфейсов Mixing Plane и 1D Non-Reflecting. Для дальнейшего исследования компрессоров ГТЭ-170.1 и ГТЭ-170.2 в ПО NUMECA Fine/Turbo выбрана модель с числом узловых точек вычислительной сети 48 млн, а также интерфейсами типа Mixing Plane.

Ключевые слова: газотурбинная установка, компрессор, лопаточные машины, трехмерная вычислительная газовая динамика, аэродинамика, характеристика компрессора, NUMECA Fine/Turbo,3D-CFD, ГТЭ-170.1

30    Вспомогательное оборудование газовой турбины ГТЭ-170 производства АО «Силовые машины»

В. В. Грачев, М. В. Тарасова – АО «Силовые машины»

Аннотация

Эффективность безаварийной работы газотурбинной установки в значительной мере зависит от вспомогательного оборудования. Для того чтобы обеспечить оптимальные технические характеристики газовой турбины и определить возможность импортозамещения зарубежного вспомогательного оборудования, требуется валидация устанавливаемого оборудования на основе расчетов, анализа инновационных технических решений и возможности его изготовления. С этой целью выполнен анализ конструкции воздухозаборного тракта и проведен аэродинамический расчет воздухозаборной системы. В результате определены возможные оптимальные гидравлические потери воздухозаборного тракта, выработана стратегия повышения качества очистки воздуха и обеспечен равномерный и прогнозируемый рост перепада давления без существенного увеличения стоимости воздухозаборной системы. Изучена конкурентоспособность вспомогательных систем ГТЭ-170. В результате выявлены передовые разработки на примере блока аварийного жидкого топлива, отвечающие современному изобретательскому уровню и промышленной применимости. Рассмотрена возможность замены вспомогательного оборудования зарубежных производителей отечественными аналогами. 

Ключевые слова: газотурбинная установка, вспомогательное оборудование, воздухозаборный тракт, блок аварийного жидкого топлива, блок газообразного топлива, система маслоснабжения

38    Реализация программы НИОКР газовых турбин большой мощности в АО «Силовые машины»

А. А. Ивановский (к.т.н.), Н. И. Фокин, Н. О. Симин (к.т.н.) – АО «Силовые машины»

Аннотация

Как правило, в мировой практике производство электроэнергии с использованием природного газа осуществляется с помощью парогазового цикла. До конца 90-х годов прошлого века в газовой энергетике РФ использовались ПТУ. Интенсивное внедрение парогазового цикла началось с 2000-х годов с использованием зарубежных газовых турбин. Однако внедрение зарубежных ГТУ осуществлялось без локализации компонентов горячего тракта, систем управления, внешних систем и т.д. Сейчас, в условиях западных санкций, это создало риски для технологического суверенитета РФ в отрасли производства электроэнергии. В этой связи АО «Силовые машины» реализуют инвестиционный проект по созданию производства энергетических ГТУ большой мощности. В рамках данного проекта создаются турбины ГТЭ-170.1 и ГТЭ-170.2 в диапазоне мощности 150...180 МВт и ГТЭ-65.1 в диапазоне мощности 60...80 МВт. В рамках данного проекта реализуется программа НИОКР с привлечением ведущих научных организаций РФ. Для обеспечения надежности разрабатываемых ГТУ осуществляются испытания основных узлов компрессора, камеры сгорания, лопаток турбины и подшипников на автономных стендах до проведения испытаний головных образцов ГТУ на объектах эксплуатации.

Ключевые слова: газовые турбины большой мощности, программа НИОКР, стендовые испытания, компрессор, камера сгорания, лопатки турбины, покрытия, расчеты газодинамики, теплового состояния и прочности

44    Вибродиагностика и опыт виброналадки паровых и газовых турбин

М. И. Шкляров (к.т.н), А. М. Миронов (к.ф.-м.н.) - АО «Силовые машины»

А. И. Куменко, д.т.н. – Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Аннотация

Представлены основные подходы к виброналадке паровых и газовых турбин. Отмечено, что повышенная вибрация турбин может быть следствием влияния нескольких одновременно действующих, различных по своей природе факторов. Залогом успешной виброналадки турбин является правильное определение на начальном этапе причин, приводящих к повышенной вибрации, и выделение основных, с которыми надо бороться в первую очередь. Это позволит провести успешную виброналадку в разумные сроки. Отмечены факторы, характерные для роторов газовых турбин и на которые надо обращать особое внимание при изготовлении на заводе. На примере виброналадки турбин показано, что устранение повышенной вибрации не всегда сводится к балансировке валопровода. Непосредственно к балансировке турбины в собственных подшипниках максимально эффективно приступать только тогда, когда все остальные существенные факторы, влияющие на вибрацию, по возможности будут устранены. Исходя из практики, рассмотрены основные особенности и возможные дефекты при эксплуатации газовых турбин.

Ключевые слова: турбина, вибрация, балансировка, корректирующие грузы, плоскости коррекции, системы балансировочных грузов, критические частоты

 

Новые разработки

50    Разработка и изготовление СГДУ для работы при низких температурах

А. Б. Татищев, А. М. Валеева – ООО «ДКИ»

Аннотация

В настоящее время особую актуальность приобретает производство сжиженного природного газа (СПГ). Оно является одним из самых перспективных энергетических разработок в мире. В связи с тенденциями роста производства СПГ было принято решение о разработке класса сухих газодинамических уплотнений (СГДУ) для работы в низкотемпературных условиях эксплуатации, возникающих на разных этапах производства СПГ. В низкотемпературных условиях работы на технологию изготовления СГДУ накладываются различные ограничения. Одним из таких ограничений является невозможность использования «стандартных» материалов комплектующих: материалы должны быть выбраны с учетом определенных требований. Основное внимание в статье уделяется подбору материалов для изготовления уплотнения, так как их пригодность для применения при низкотемпературном режиме напрямую влияет на работоспособность уплотнения в целом. Кроме того, в статье рассматриваются заводские испытания уплотнений при низких температурах, которые проводятся для обеспечения надежной работы компрессоров заводов СПГ во всем диапазоне рабочих режимов. В существующем испытательном стенде предусматривается отдельный блок подачи охлажденного азота, что позволит испытывать СГДУ при криогенных температурах до –150 ^оC.

Ключевые слова: сухие газодинамические уплотнения, сжиженный природный газ, низкие температуры, материалы уплотнений, испытания, изготовление уплотнений

54   Опыт модернизации упорного подшипника с традиционной системой смазки

С. Л. Шамеко, Г. Б. Уфлянд, А. Б. Агафонов – ООО «ТурбоРеф Инжиниринг»

А. В. Рузанов – АО «Минудобрения»

58    АО «НЗЛ» как разработчик, производитель и поставщик отечественных систем магнитного подвеса

Д. В. Кравцов (к.т.н.), Е.В. Кравцова (д.т.н.), Д.А. Кочетов (к.т.н.), С. В. Баранов – АО «НЗЛ»

62    Выбор оптимального ПЛК для эффективной автоматизации

Т. З. Муфтахов – ООО «Консист Констракшн»

В статье рассмотрены модульные ПЛК Consyst Electronics серии L22, которые являются эффективным и компактным решением для автоматизации дискретных производственных процессов. Эти контроллеры обеспечивают высокую производительность и гибкость в настройке, что позволяет использовать их в различных отраслях промышленности. Кроме того, они обладают широким функционалом и могут быть интегрированы в более крупные системы автоматизации.

 

Паротурбинные установки

68    Повышение конкурентоспособности ПТУ за счет расширения их функциональных возможностей и повышения эксплуатационных качеств

В. Д. Гаев (д.т.н.), С. Ю. Евдокимов, А. М. Тюхтяев – АО «Силовые машины»

Аннотация

Представлены основные направления развития ПТУ при разработке и модернизации оборудования, изготавливаемого на Ленинградском металлическом заводе АО «Силовые машины». Отмечено, что наиболее актуальным является не только повышение эффективности и надежности паротурбинных установок, но и расширение их характеристик с учетом решения задач, связанных с изменением структуры энергопотребления регионов. Проведение таких мероприятий является первостепенной задачей при модернизации паротурбинного оборудования в соответствии с программой перевооружения электростанций (ДПМ и ДПМ-штрих). В статье рассмотрены некоторые из мероприятий, направленных на расширение функциональных возможностей ПТУ. Данные мероприятия внедрены ЛМЗ на действующих электростанциях и связаны с повышением эффективности и мощности установки, переводом работы конденсационных блоков в режим комбинированной выработки тепловой и электрической энергии, повышением эксплуатационных качеств, продлением ресурса и др. Это позволяет в значительной степени повысить эффективность существующих электростанций (на 3...5%) при сохранении основной действующей инфраструктуры и большей части вспомогательного оборудования.

Ключевые слова: паровая турбина, паротурбинное оборудование, сопловые лопатки, рабочие лопатки, ступень турбины, улучшенная конструкция, относительный внутренний КПД цилиндра

74    Разработка испытание и внедрение новых пароструйных эжекторов для теплофикационных турбин

К. Э. Аронсон (д.т.н.), А.Ю. Рябчиков (д.т.н.), Н. В. Желонкин (к.т.н.), Д. В. Брезгин (к.т.н.), А.Л. Демидов, Д.Ю. Балакин – Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина

Аннотация

В статье представлены результаты разработки конструкций новой серии пароструйных эжекторов для паровых турбин. Представлен ряд новых технических решений, реализованных в эжекторах. Показаны этапы расчета струйных аппаратов и выбора геометрии сопел. Разработаны и реализованы специальные схемы измерений при испытаниях эжекторов. Представлены результаты испытаний трех- и двухступенчатого эжекторов. Основной трехступенчатый эжектор включен в схему отсоса паровоздушной смеси из конденсатора турбины, двухступенчатый эжектор с предвключенным охладителем предназначен для отсоса воздуха из подогревателей теплофикационной установки турбины. Показано, что эжекторы новой схемы превосходят по своим характеристикам серийные. Сотрудниками УрФУ разработана серия новых, эффективных, высокопроизводительных и надежных эжекторов для паровых турбин, в том числе для теплофикационных. С 2011 года по настоящее время модернизировано или вновь изготовлено более 200 пароструйных эжекторов для турбин мощностью от 30 до 500 МВт, работающих на 40 ТЭС.

Ключевые слова: пароструйные эжекторы, струйный аппарат, охладитель, сопло, паровая турбина

80    Сравнительный анализ экономичности проточных частей многоступенчатых паровых турбин

В. Д. Гаев (д.т.н.), С. Ю. Евдокимов, А. М. Тюхтяев – АО «Силовые машины»

Аннотация

Рассмотрен метод сравнительного анализа проточных частей паровых турбин, основанный на решении комплекса обратной и прямой задач современной теории турбомашин. С помощью данного метода появляется возможность моделировать произвольные проточные части как отдельных ступеней и отсеков, так и всей проточной части даже при ограниченном количестве исходных данных. Решение поставленной задачи основано на оригинальной математической модели проточной части, которая позволяет с помощью численных методов при ограниченном количестве исходных данных проводить синтез проточной части. При этом расчетным путем определяются все недостающие геометрические характеристики проточной части. По результатам синтеза выполняется детальный расчет по определению технико-экономических показателей исследуемой проточной части. Это позволяет проводить наиболее объективное сравнение экономичности вариантов паровых турбин, проектируемых и изготавливаемых различными производителями, определить уровень конкурентоспособности рассматриваемых результатов, представленных вариантов. Данный метод используется при расчетах и проектировании паровых турбин различного класса мощности и назначения с технико-экономическими показателями, соответствующими мировому уровню.

Ключевые слова: проточная часть, паровая турбина, рабочие и направляющие лопатки, эффективность, сравнительный анализ

 

Двигатели внутреннего сгорания

88    Вклад в будущее: открыта специализированная аудитория ТЕХ тренинг

Г. С. Пашинин – ООО «НПО ТЕХ»

90    Газопоршневые установки Liyu выходят на российский рынок

А. Л. Ермоленко – ООО «СП Трейд»

Компания Hunan Liyu Gas Power входит в состав Liyu Group, которая была основана в 1994 году со штаб-квартирой в г. Чанша, провинция Хунань. Компания с частным капиталом специализируется на исследованиях, разработке и серийном производстве энергосберегающего, эффективного и надежного энергетического оборудования.

 

 Эксплуатация, сервис

94    Управление смазыванием оборудования как элемент культуры технического обслуживания предприятия

В. В. Дьяченко – ООО «Лаборатория надежности»

С. С. Долгополов – ООО «Фильтрационная техническая компания»

Культура предприятия – это важнейший актив, требующий больших усилий для формирования уникальной производственной среды и регулярной подпитки информацией о передовых концепциях и передовых практиках в области технического обслуживания. Она избавляет от привычек реактивного обслуживания оборудования через непрерывное обучение и развитие уникальных навыков в работе, стратегии технического обслуживания, управляет выбором поставщиков услуг и оборудования, инструмента, средств контроля и т.д.

100 Турбины и масло под контролем

Л. Е. Капралова – журнал «Турбины и Дизели»

 

 Передовые проекты

102 Конструктивные особенности поршневой установки ПКУ-020 разработки и изготовления ИНГК при размещении на морской платформе

С.И. Бурдюгов (д.т.н.), О. В. Бычков, С.В. Кудрявцев, И.А. Странкалс, А.Л. Ябуров – ООО «ИНГК»

106 ДЭС на Правоурмийском месторождении переведена в когенерационный цикл

С.Н. Батяев – ООО «ВладМодуль»

В.Н. Забильский – Морской государственный университет им. адмирала Г.И. Невельского, Владивосток

108 В УрФУ открылась учебная аудиторияАО «Газпром энергохолдинг индустриальные активы»

А. А. Троицкий – журнал «Турбины и дизели»

 

 История

110 Кафедра паровых и газовых турбин им. А. В. Щегляева НИУ «МЭИ»: ее основоположники, научные направления

В. Г. Грибин (д.т.н.), Т. В. Богомолова (д.т.н.) – Институт энергомашиностроения и механики НИУ «МЭИ»

В 2023 году исполняется 80 лет со дня основания Института энергомашиностроения и механики (ЭнМИ) НИУ «МЭИ». Одной из базовых кафедр этого института является кафедра паровых и газовых турбин (ПГТ), созданная в 1930 г. при организации теплотехнического факультета и с 1943 г. вошедшая в состав ЭнМИ.