Опыт термической правки ротора СД турбоагрегата К-200-130 ЛМЗ Сургутской ГРЭС-1

Одной из проблем турбоагрегатов типа К-200-130, с точки зрения надежности, является образование остаточного прогиба роторов среднего давления (СД) в ходе длительной эксплуатации, который может достигать 0,25…0,30 мм.

В середине 2020 года  на производственную площадку предприятия  «Теплоэнергосервис» был доставлен ротор СД турбоагрегата К-200 Сургутской ГРЭС-1, который имел максимальное значение остаточного боя 0,24 мм на контрольном пояске.  Предприятие «Теплоэнергосервис» имеет богатый опыт в проведении таких работ и соответствующее оборудование.

После прибытия ротора на производственную площадку были сняты насадные элементы и проведены мероприятия по неразрушающему контролю осевого канала и поверхности ротора на предмет наличия микротрещин.

В рамках инженерной подготовки процедуры правки ротора была определена величина усилия, которое необходимо приложить к ротору за 13-й ступенью для получения напряжений изгиба в теле ротора порядка 35 МПа, определено соответствующее давление в камере гидроцилиндра, проведена поверка тензометрической системы.

Для роторов СД турбоагрегатов К-200-130 по конструктивным соображениям усилие может быть приложено только в одной точке, поэтому вариантных расчетов с изменением точки приложения правящего усилия не проводилось.

Проведена оценка величины теплового расширения ротора с учетом схемы установки в печи и температуры нагрева ротора. Данный расчет проводится редко, а его необходимость также объясняется конструктивными особенностями данных роторов. Осевое расстояние между дисками 13-й и 14-й ступеней составляет 125 мм, кроме того диск 13-й ступени имеет развитый конусный участок у основания. Диаметр давила равен 80 мм, что делает задачу выставления гидроцилиндров крайне нетривиальной, т.к. необходимо гарантировано обеспечить отсутствие задеваний в ходе процедуры правки. Нарушение этого условия может потребовать прекращения нагрева ротора, выход на режим остывания и повторный монтаж ротора в печи.

После установки ротора в печь и его нагрева до температуры 620°С была осуществлена правка ротора методом релаксации напряжений. Правка выполнена в 3 этапа с достижением суммарного времени нахождения ротора «под гнетом» 6 часов, достаточным для протекания релаксации остаточных напряжений. Суммарно с учетом времени нагрева и остывания ротора процедура заняла 7 календарных дней.

Остаточный бой ротора на контрольном пояске, замеренный после остывания ротора на токарном станке, составил 0,04 мм. Таким образом, переточка ротора со смещением шеек не потребовалась. После сборки ротора остаточный бой составил 0,05 мм без изменения бьющей точки, что говорит о хорошем качестве проведенных ремонтных операций.

После сборки была проведена балансировка ротора на низкочастотном балансировочном станке производства фирмы  ООО «Диамех 2000» по технологии, учитывающей собственные формы колебаний ротора.

Весь производственный цикл ремонта ротора занял 1,5 месяца. Ротор отправлен Заказчику в установленные сроки.