Коэффициент оперативной готовности

Это вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается, и, начиная с этого момента, будет работать безотказно в течение заданного интервала времени.

Его обозначают K_о.г(t_б.р), где t_б.р – длительность заданного интервала времени, в течение которого требуется безотказная работа. При . Только в начальный момент включения после ремонта оборудования .

Коэффициент оперативной готовности реже используется на практике, поскольку его определение требует знания значения t_б.р, а оно может меняться в зависимости от условий работы или вовсе быть неизвестно.

Коэффициент обеспечения заданного отпуска электроэнергии

Этот показатель рассчитывается по формуле

. (6.21)

Здесь Э – заданный отпуск электроэнергии, кВт-ч; Э – практический или планируемый в прогнозируемых расчетах недоотпуск электроэнергии.

Коэффициент технического использования объекта

Этот коэффициент представляет собой отношение математического ожидания суммарного времени пребывания объекта в работоспособном состоянии за некоторый период эксплуатации к математическому ожиданию суммарного времени пребывания объекта в работоспособном состоянии и простоев, обусловленных техническим обслуживанием и ремонтом за тот же период.

Он характеризует долю времени пребывания объекта в работоспособном состоянии по отношению ко всему рассматриваемому календарному сроку, включающему периоды работоспособности и простоев, связанных как с плановыми ремонтами и техническим обслуживанием, так и неплановыми ремонтами, проводящимися для ликвидации отказов объекта.

. (6.22)

Для установки, которая может иметь частичные плановые разгрузки и частичные отказы, величина t_раб рассчитывается как сумма интервалов, в течение которых установка работает как с полной, так и частичной нагрузками:

. (6.23)

Лекция 7. Механизмы разрушения сталей

При приложении усилий к любому телу происходит деформация этого тела. Величину усилий чаще всего выражают через напряжение S, являющееся удельной величиной и определяемой как отношение силы Р, действующей на тело, к площади сечения этого тела F:

. (7.1)

Поскольку в общем случае сила Р не всегда действует перпендикулярно рассматриваемому сечению F, то эту силу и соответственно напряжение разделяют на нормальные и касательные. Нормальные напряжения делят на растягивающие (положительные) и сжимающие (отрицательные).

Напряжения, которыми оперируют в оценке усилий, могут быть истинными и условными. В процессе нагружения размеры тела, в том числе и площадь сечения F, изменяются. Если эти изменения не учитывают и напряжения рассчитывают как отношение нагрузки в данный момент к исходной площади сечения, то такое напряжение называют условным. Если же эту силу относят к величине фактического сечения в данный момент деформации, то получают истинное напряжение. Физический смысл имеют только истинные напряжения, однако на практике часто более удобно пользоваться условными. Это особенно оправдано при малой деформации, когда изменение площади невелико. Нормальные и касательные условные напряжения обозначаются как  и .

Деформация может быть упругой, исчезающей после снятия нагрузки, и пластической, остающейся после снятия нагрузки. Начальные малые деформации всегда являются упругими. Только после достижения определенного уровня упругой деформации в металле возникают явления, обуславливающие появление пластической деформации. Дальнейшее увеличение напряжений заканчивается разрушением нагружаемого тела.

Процесс разрушения начинается с образования трещин субмикроскопических размеров и заканчивается макроскопическим разделением детали на отдельные части.

При нагружении тела в нем возникают три типа напряжений: растягивающие, сжимающие и касательные (напряжения сдвига). Сжимающие напряжения сами по себе не могут вызвать разрушения. Оно происходит под воздействием растягивающих или касательных напряжений. Отсюда различают два вида разрушения:

1. отрыв в результате действия растягивающих напряжений;

2. срез под действием касательных напряжений.

Отрыв происходит без предварительной макроскопической деформации, в то время как разрушению путем среза всегда предшествует такая деформация.

По механизму протекания процесса разрушение разделяют на следующие типы:

1. хрупкое разрушение;

2. вязкое разрушение;

3. разрушение при ползучести;

4. усталостное разрушение.

Последние два типа являются частными, но обладающими спецификой, видами вязкого разрушения. Если металл контактирует с агрессивной средой, то в качестве отдельного типа выделяют коррозионно-усталостное разрушение. Отдельным типом является абразивный износ металла твердыми частицами или каплями влаги.

Внешне хрупкое и вязкое разрушение отличаются в первую очередь величиной пластической деформации перед разрушением. Перед хрупким разрушением пластическая деформация много меньше, чем перед вязким, но четкой количественной границы здесь провести нельзя.

Оба типа разрушения - вязкое и хрупкое – включают в себя две стадии:

1. зарождение зародышевой трещины;

2. распространение трещины.

По механизму зарождения трещин хрупкое и вязкое разрушение принципиально не различаются. Качественное различие между ними связано со скоростью распространения трещины. При хрупком разрушении эта скорость велика и достигает 0,4…0,5 скорости звука в материале. При вязком разрушении трещина распространяется с относительно малой скоростью, соизмеримой со скоростью деформации детали.

В поликристаллических материалах, к которым относятся стали, трещина при разрушении может распространяться по телу зерна или вдоль границ зерен. Соответственно различают внутризеренное или транскристаллитное разрушение или межзеренное разрушение. Межзеренное разрушение наблюдается чаще всего у хрупких материалов при низких температурах и обусловлено повышенной концентрацией на поверхности границ частиц хрупких фаз или примесей. Такое разрушение может происходить при высоких температурах в условиях интенсивного развития межзеренной деформации.

Процесс хрупкого разрушения.

Перед хрупким разрушением деталь подвергается значительной упругой деформации. В этих условиях справедлив закон Гука, согласно которому относительная деформация элемента  пропорциональна приложенному к элементу напряжению  и обратно пропорциональна константе Е, характеризующей свойства материала и называемой модулем упругости или модулем Юнга:

. (7.2)

Упругое тело под нагрузкой можно представить в виде сжатой или растянутой пружины. После снятия нагрузки тело принимает прежнюю форму. На восстановление формы расходуется энергия, запасенная в теле при упругой деформации. При возникновении трещины образуется новая поверхность, при этом упругие напряжения в зоне трещины исчезают, а высвобождаемая при этом энергия переходит в зону наибольших концентраций напряжений. Вершина трещины сама является наиболее сильным концентратором напряжений, поэтому основная часть высвобожденной энергии переходит именно туда.

Английским математиком Гриффитсом в 1920 г. была предложена модель развития хрупкой трещины, согласно которой дальнейшее поведение трещины зависит от баланса энергии, затрачивающейся на образование новой поверхности и высвобождающейся вследствие снятия упругих напряжений при развитии трещины. Создание новой поверхности требует энергии, пропорциональной величине новой поверхности. Энергия упругих напряжений, высвобождающаяся при росте трещины, пропорциональна поверхности уже существовавшей трещины. Если высвобождающейся упругой энергии с избытком хватает на разрушение материала в вершине трещины, то при неизменной нагрузке трещина будет самопроизвольно распространяться. Излишек энергии будет переходить в кинетическую энергию и деталь разрушится, по-видимому, с большим шумом. В том случае, если высвободившейся энергии будет недостаточно для создания новой поверхности, Трещина прекратит свой рост и останется неподвижной.

Предельное напряжение, при котором происходит рост трещины, определяется выражением

. (7.3)

Здесь  - поверхностная энергия стенок трещины, отнесенная к единице ее площади; ℓ - длина трещины.

На рис.7.1. показана взаимосвязь длины трещины и предельного напряжения. Для роста малой трещины упругие напряжения в металле должны быть значительно выше, чем для роста большой. В то же время для прекращения роста уже образовавшейся трещины достаточно снизить упругие напряжения, снизив, например, давление пара в трубопроводе.

М одель Гриффитса не учитывает некоторых особенностей деформации твердых тел, поэтому результаты расчетов разрушения сталей по этой модели в ряде случаев существенно отличаются от наблюдаемых на практике.

Венгерский ученый Орован обратил внимание на то, что при развитии трещины в ее вершине появляются пластические деформации, причем эти деформации сосредотачиваются только в тонком слое вблизи трещины, а остальная часть материала вдет себя как упругое тело. Подобное разрушение было названо квазихрупким.

Было показано, что хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных достигается в том случае, если учесть вид нагружения путем использования коэффициентов интенсивности напряжений и ввести поправку на наличие пластической деформации в вершине трещины, формально увеличив длину трещины на половину толщины зоны пластической деформации. По этой схеме сейчас производится оценка возможного развития трещин в элементах оборудования.

Процесс вязкого разрушения

Вязкое разрушение происходит после значительной пластической деформации. Процесс изменения структуры металла схематично показан на рис.2. Исходная структура металла, которую можно наблюдать под микроскопом с 1000-кратным увеличением (вид 1), представляет собой сетку из зерен приблизительно одинакового размера. Поле зерен однородно, отсутствуют видимые включения примесей, в частности соединений углерода – карбидов. В некоторых случаях допускается применение металла более низкого качества, в котором присутствует некоторое количество мелких включений, выделяющихся на фоне зерен.

Зарождение и развитие несплошностей начинается на границах зерен. Первые трещины зарождаются всегда с наружной поверхности детали. Характер распределения микроповреждений металла зависит от растягивающего напряжения. При больших напряжениях микроповреждения локализуются вблизи поверхности разрыва, при малых напряжениях – распределяются равномерно по длине образца.

На начальной стадии появляются отдельные поры (вид 2), с увеличением пластической деформации количество пор увеличивается, отдельные поры объединяются в цепочки (вид 3). В дальнейшем цепочки пор вырастают до микротрещин, которые охватывают обширные области материала (вид 4). В процессе деформации возникает несколько параллельных трещин (вид 5), которые развиваются внутрь поперечного сечения до тех пор, пока дальнейшее повреждение не сконцентрируется на одной магистральной трещине. По этой трещине и происходит разрушение детали.

Разрушение металла при высокотемпературной ползучести

Одной из основных причин повреждения металла оборудования ТЭС, эксплуатируемого при температуре 450C, является ползучесть металла. Под ползучестью понимают пластическую деформацию, которая увеличивается со временем под действием постоянного напряжения при постоянной высокой температуре. Этому повреждению подвержены в первую очередь паропроводы острого пара и горячего промперегрева.

На рис.7.3 показан характер изменения деформации элемента от времени. Обычно кривая ползучести характеризуется тремя стадиями. В момент приложения нагрузки возникает начальная деформация ₀, не связанная с ползучестью. Далее в процессе эксплуатации эта деформация увеличивается, хотя нагрузка остается неизменной. Приращение начальной деформации обусловлено процессом ползучести.

П ри относительно низкой температуре явление ползучести также может иметь место, однако скорость роста пластических деформаций в таких случаях является пренебрежимо малой.

Развитие деформации ползучести зависит от соотношения двух противоположно действующих эффектов. С одной стороны, пластическая деформация при высокой температуре вызывает сдвиг одной части кристалла относительно другой, что приводит к измельчению кристаллов и упорядочению кристаллов вдоль действия приложенного напряжения. Этот процесс приводит к упрочнению материала. С другой стороны, искажение кристаллической решетки приводит металл в неустойчивое состояние, повышая внутреннюю энергию мелких зерен. За счет этого мелкие зерна начинают сращиваться, образуя более крупные кристаллы. Этот процесс называется рекристаллизацией. Появление более крупных кристаллов ведет к снижению прочности металла.

Температура рекристаллизации, при которой происходит заметное укрупнение кристаллов, связана с температурой плавления металла зависимостью

. (7.4)

Процессы ползучести начинаются при температурах, лежащих в интервале . Минимальная температура, при которой процессы ползучести протекают с заметной скоростью, зависит от типа кристаллической решетки металла.

На первой стадии ползучести процесс упрочнения преобладает над процессом разупрочнения, и скорость деформации уменьшается с течением времени. При относительно низких температурах наблюдается только эта стадия, причем скорость ползучести, уменьшаясь со временем, после некоторого срока эксплуатации оборудования становится практически неизмеримой.

На второй стадии наблюдается установившаяся ползучесть. Процесс упрочнения компенсируется процессом разупрочнения, скорость деформации остается практически постоянной. Установившаяся ползучесть наблюдается только при достаточно высоких температурах.

На третьей стадии наблюдается ускоренная ползучесть. Процесс разупрочнения преобладает над процессом упрочнения, скорость деформации возрастает с течением времени. Обычно эта стадия характеризуется физическими изменениями структуры металла. Третья стадия завершается лавинной ползучестью, приводящей к разрушению металла.

Продолжительность каждой стадии зависит от свойств металла, температуры и напряжения. Иногда ползучесть может протекать в течение длительного времени и не достигать третьей стадии. Если температура и напряжения очень велики, то вторая стадия может отсутствовать, при этом первая стадия сразу переходит в третью.

При ползучести в материалах, структура которых содержит кристаллы различного размера, из-за их различной ориентации относительно действующего напряжения возникает значительная перегрузка одних зерен и недогрузка других. В перегруженных зернах возникает пластическая деформация, в результате чего эти зерна разгружаются и упрочняются. Далее пластическая деформация распространяется на недеформированные зерна. Упрочившиеся в первый момент зерна через некоторое время разупрочняются вследствие рекристаллизации. В них опять возникает пластическая деформация, они снова упрочняются и т.д. При этом в образце или детали происходит постепенное накопление пластической деформации.

Так как ползучесть проявляется при температурах, превышающих температуру рекристаллизации металла, то все легирующие элементы, повышающие эту температуру, тормозят развитие ползучести.

В общем случае процесс разрушения при ползучести полностью соответствует механизму вязкого разрушения, особенностью процесса является влияние температуры на деформацию детали. Определяющими факторами процесса являются величина приложенной нагрузки и химический состав материала. Действующие в металле напряжения вызывают разрыв связей в локальных зонах порядка десятков или сотен атомов. Процесс активизируется с повышением температуры. Зарождение пор происходит в местах дефектов кристаллической решетки, а также на границах и стыках зерен.

При относительно высоких скоростях установившейся ползучести, т.е. высоких действующих нагрузках, как правило, происходит разрушение внутри зерен, при низких скоростях установившейся ползучести происходит разрушение преимущественно на границах и стыках зерен.

Усталостное разрушение

В условиях действия циклических напряжений в металлах происходит зарождение и постепенное развитие трещин, вызывающее в конечном итоге разрушение детали. Это разрушение наиболее опасно, так как может происходить под воздействием напряжений, намного меньших пределов прочности и текучести. Процесс постепенного накопления повреждений в материале под воздействием циклических нагрузок, приводящий к уменьшению долговечности из-за образования трещин и разрушения, называется усталостью. Усталостная трещина зарождается в поверхностных слоях и затем развивается вглубь детали, образуя острый надрез. Процесс распространения усталостной трещины длителен. Он продолжается до тех пор, пока сечение детали не окажется столь малым, что действующие в нем напряжения превысят разрушающие. Тогда происходит быстрое разрушение, как правило, хрупкое из-за наличия острого разреза.

Н а рис.7.4. приведены схемы циклических нагрузок. Циклические нагрузки могут быть знакопостоянными или знакопеременными, симметричными и асимметричными. Наиболее опасен симметричный цикл, приводящий к более быстрому появлению и развитию трещин и соответственно к более быстрому разрушению деталей.

При статической нагрузке к разрушению детали приводит напряжение 

Коррозия

Коррозией называется разрушение металлов в результате химической или электрохимической реакции. Ржавлением называется коррозия железа и его сплавов с образованием продуктов коррозии, состоящих в основном из гидратированных оксидов железа. Цветные металлы корродируют, но не ржавеют.

Повреждение вследствие внешнего воздействия коррозионной среды связано с нахождением металла в агрессивной среде. Если металл находится в окислительной атмосфере, то кислород за счет диффузии проникает вглубь металла и там взаимодействует с примесями. Продуктами окисления могут быть твердые вещества или пузырьки СО₂ или Н₂О, которые локализуются главным образом на границах зерен. В результате этого образуется зона внутреннего окисления, в которой твердые частицы окислов и газовые пузырьки могут действовать как зародыши пор.

Образование на поверхности металла окисной пленки в некоторой степени защищает металл от дальнейшего окисления. Однако в процессе ползучести происходит разрушение этой защитной пленки, и воздействие коррозионной среды возобновляется в местах нарушения сплошности пленки.

Стали 12ХМФ и 15Х1М1Ф, применяемые в энергетических установках, отличаются высокой коррозионной стойкостью при температуре  550С, так как образующиеся на их поверхности окисные пленки покрывают поверхность ровным слоем, при этом их отслаивание не наблюдается. Однако при температуре эксплуатации выше 580…600С скорость коррозии значительно увеличивается, причем окалина становится пористой и легко отслаивается.

Под действием переменных напряжений и коррозионно-активных сред происходит накопление коррозионно-усталостных повреждений. Этот процесс протекает практически в любых коррозионных средах, включая влажный воздух, пар, газы. Типичным примером повреждения металла под действием коррозионной среды служит межкристаллическое растрескивание в месте прохода через обмуровку.

Общая концепция обеспечения надежности

и эффективности производства ТЭС

Лекция 8. ОРГАНИЗАЦИЯ РЕМОНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ ТЭС

Тепловые электрические станции относятся к опасным производственным объектам, представляющим угрозу для здоровья и жизни персонала станций, населения и для окружающей среды. Внезапный отказ в работе оборудования может привести к нарушению энергоснабжения потребителей и связанными с этим значительными материальными потерями, а при разрушении некоторых элементов – к гибели находящихся вблизи очага разрушения людей.

Надежность и безопасность действующего оборудования ТЭС обеспечивается соответствующими соответственными организационными и технологическими мероприятиями, включающими. В период эксплуатации ТЭС режимы работы оборудования регламентируются нормативными документами, в частности производственными инструкциями и режимными картами, обеспечивающими щадящие условия для наиболее напряженных элементов теплоэнергетической установки. В процессе плановых ремонтов надежность и безопасность оборудования обеспечивается своевременной заменой элементов, остаточный ресурс которых менее продолжительности межремонтного периода.

Для наиболее ответственных элементов в зависимости от их конструкции, марки стали и режима работы оборудования назначается парковый ресурс, т.е. задается максимально допустимая наработка однотипных по конструкции, маркам стали и условиям эксплуатации элементов теплоэнергетического оборудования, в пределах которой обеспечивается их безаварийная работа при соблюдении требований действующей нормативно-технической документации

До недавнего времени система ремонтов оборудования ТЭС основывалась на организации планово-предупредительных ремонтов и характеризовалась высокой степенью централизации управления, жесткими положениями, определяющими сроки и объемы проведения работ. Объемы ремонтных работ для каждого типа оборудования определялись типовыми нормативами. В основу ППР были положены следующие основные положения:

1. Выполнение профилактических работ должно производиться строго по заранее составленным календарным графикам.

2. Все элементы, выработавшие парковый ресурс, должны быть заменены независимо от их фактического состояния.

3. При обосновании периодичности выполнения профилактических работ необходимо учитывать условия окружающей среды, временные режимы работы оборудования, степень ответственности технологических процессов.

4. Объем и трудоемкость выполняемых профилактических работ предусматриваются укрупнено и в каждом конкретном случае уточняются в зависимости от технического состояния оборудования.

Планово-предупредительный ремонт предоставляет собой комплекс работ, направленных на поддержание и восстановление работоспособности оборудования. В зависимости от характера и степени износа оборудования, от объема, содержания и сложности профилактических работ он включает межремонтное техническое обслуживание, текущий, средний и капитальный ремонты.

Межремонтное обслуживание носит профилактический характер. Оно состоит из регулярной чистки и смазки оборудования, осмотра и проверки работы его механизмов, замены деталей с коротким сроком службы, устранение мелких неисправностей. Эти работы, как правило, проводятся без остановки основного оборудования в процессе его текущей эксплуатации.

Текущий ремонт - это комплекс ремонтных работ, проводимых между двумя очередными капитальными ремонтами и состоящий в замене или восстановлении отдельных частей. Текущий ремонт проводится без полной разборки оборудования, но он требует кратковременного останова и вывода из работы основного оборудования. При текущем ремонте производится наружный осмотр оборудования, чистка, смазка, проверка работы механизмов, ремонт изношенных деталей.

Текущий ремонт выполняется для обеспечения или восстановления работоспособности оборудования посредством устранения отказов и неисправностей, возникающих в процессе его работы. Во время текущего ремонта производятся необходимые измерения и испытания, позволяющие выявить дефекты оборудования на ранней стадии развития. На основании измерений и испытаний уточняется объем капитального ремонта. Текущие ремонты проводятся не реже одного раза в 1 - 2 года.

При среднем ремонте производится разборка отдельных узлов для осмотра, чистки деталей и устранения отдельных неисправностей, ремонт и замена быстроизнашивающихся узлов, не обеспечивающих нормальной эксплуатации оборудования до очередного капитального ремонта. Средний ремонт производится с периодичностью в 2 – 3 года. На некоторых ТЭС из-за недостатка средств средний ремонт исключается из структуры ремонтов или проводится в объеме капитального ремонта.

При капитальном ремонте производится вскрытие и ревизия оборудования с тщательным внутренним осмотром, измерением технических параметров и устранением обнаруженных неисправностей. Капитальный ремонт проводится после окончания срока межремонтного периода, устанавливаемого для каждого вида оборудования.

В отличие от текущего ремонта средний и капитальный ремонты направлены на восстановление частично или полностью израсходованного ресурса оборудования, т.е. восстановление надежности.

Помимо планово-предупредительных ремонтов в энергетике проводятся неплановые ремонты: аварийно-восстановительные и внеплановые. Задачей аварийно-восстановительных ремонтов является ликвидация последствий аварий или устранения полученных повреждений, требующих немедленной остановки оборудования. При чрезвычайных ситуациях на аварийно-восстановительный ремонт оборудование выводится без согласования с диспетчерской службой.

Внеплановые ремонты согласуются с диспетчером энергосистемы и оформляются соответствующей заявкой. Их проводят для устранения неисправностей.

Основной задачей технического обслуживания и ремонтов является поддержание работоспособного технического состояния оборудования в течение межремонтного периода на заданном уровне, установленном технической документацией.

Система ППР позволяет:

1. снижать вероятность внезапного отказа оборудования и минимизировать время простоя его в ремонтах;

2. подготавливать управляемую и прогнозируемую на длительный период ремонтную программу по типам оборудования, по предприятиям и по отрасли в целом;

3. осуществлять долгосрочное планирование профилактических мероприятий и предварительную подготовку ремонтных работ, прогнозируя материальные, финансовые и трудовые ресурсы, необходимые финансовые вложения в развитие производственной базы энергоремонта.

Наряду с очевидными достоинствами система ППР имеет недостатки:

1. планирование профилактических работ осуществляется регламентно и не зависит от фактического состояния оборудования к моменту начала ремонта;

2. хотя система ППР не исключает возможности применения диагностики, она не решает задачи о том, как должны учитываться результаты диагностики;

3. в структуре ремонтных циклов не учитывается фактическое время работы оборудования.

На данном этапе развития энергетики принято направление на ослабление надзора со стороны государства за функционированием опасных производственных объектов и переложением ответственности за них на их владельцев. В этих условиях происходит переход к системе обслуживания и ремонтов, основанной на оценке фактического технического состояния оборудования. Профилактическое обслуживание сохраняется в полном объеме, но сроки и объем плановых ремонтов определяются по результатам диагностики и экспертной оценки состояния оборудования.

В новых условиях ТЭС и энергетические компании должны строить свою политику в энергоремонтной деятельности исходя из принципов обеспечения минимально необходимой и достаточной надежности оборудования и максимально возможной экономической эффективности ремонтных программ.

Для организации работ по обеспечению надежности и эффективности работы энергопредприятия разрабатывается сводный план организационно–технических мероприятий, который является внутренним документом предприятия (ТЭС, ТЭЦ, ГРЭС, ГЭС. Сводный план разрабатывается на основе утвержденного Советом Директоров общества бизнес–плана, действующей нормативно-технической документации, Регламента определения технического состояния основного оборудования ТЭС и других нормативных материалов.

Сводный план утверждается Правлением Общества или Генеральным (Исполнительным) директором энергопредприятия по поручению Правления. Ответственность за разработку и исполнение сводного плана возлагается лично на генерального (исполнительного) директора энергопредприятия.

План определяет сроки, объёмы, источники финансирования мероприятий подлежащих обязательному исполнению.

Сводный план должен состоять из приложений:

1) Программа совершенствования организационной и методологической системы обеспечения надежности основного оборудования;

2. Программа совершенствования управления надежностью и безопасностью профессиональной деятельности;

3. Мероприятия по снижению аварийности и повышению надежности основного оборудования (по группам учета);

4. Программа работ по снижению технологических и коммерческих потерь в электрических сетях;

5. Программа технического обслуживания и ремонта по группам учета;

6. Программа работ по исполнению предписаний государственных и корпоративных надзорных органов;

7. Программа повышения надежности систем и средств диспетчерского и технологического управления, противоаварийной автоматики и связи;

8. Программа мероприятий по техническому освидетельствованию, диагностики и паспортизации основных производственных фондов;

9. Мероприятия по предотвращению пережогов топлива из-за отклонений технико-экономических показателей от нормативных;

10. Мероприятия по повышению эффективности топливоиспользования;

11. План работ по внедрению новой техники и технологий;

12. Мероприятия по охране окружающей среды;

13. План проектных работ;

14. Мероприятия по обеспечению сохранности оборудования, материалов, запасных частей и других материальных ценностей.

Для организации ремонтов разрабатываются годовая и перспективная ремонтные программы. Эти программы представляют собой комплекс ремонтных мероприятий, направленных на поддержание исправного и работоспособного состояния оборудования, зданий, сооружений, достижение нормативных технико-экономических показателей оборудования в среднесрочной перспективе.

Принципы формирования ремонтных программ должны соответствовать целевой модели энергопредприятия в краткосрочной перспективе. Горизонт планирования эксплуатационно-ремонтной деятельности составляет 5 лет.

При этом предприятия несут ответственность за:

1) техническое состояние оборудования, зданий и сооружений;

2. планирование и подготовку технического обслуживания и ремонтов;

3. обеспечение технического обслуживания и ремонтов финансовыми, материальными, трудовыми ресурсами;

4. сроки и качество работ по техническому обслуживанию и ремонтам;

5. организацию эксплуатационно-ремонтной деятельности;

6. разработку и реализацию мероприятий по снижению производственных издержек, в том числе за счет улучшения технико-экономических показателей отремонтированного оборудования.

Принятие решений по мероприятиям предусмотренных годовой ремонтной программой основывается на принципах:

1. соответствия мероприятия перспективному плану ремонта и модернизации основных производственных фондов;

2. обеспечения достаточной надежности энергообеспечения потребителей;

3. соответствия действующей на предприятии программе управления издержками;

4. экономической эффективности (анализ «Стоимость – Выгода»).

Эксплуатационно-ремонтные программы должны обеспечивать выполнение ключевых показателей эффективности, устанавливаемых для энергопредприятия.

Группировка эксплуатационно-ремонтных мероприятий в ГРП осуществляется по группам учета ОПФ, видам ремонта, по способам выполнения работ.

По группам учета:

1) турбинное оборудование;

2. котельное оборудование;

3. здания и сооружения;

4. электротехническое оборудование;

5. электросетевое оборудование;

6. теплосиловое оборудование;

7. общестанционное оборудование;

8. прочее (лицензии, аттестация, аварийный запас, расходные материалы и запасные части и др.).

По виду:

1. типовые ремонты, обеспечивающие работоспособность основных производственных фондов. Критерием оценки эффективности ремонтов является достаточность средств для достижения требуемой надежности;

2. сверхтиповые ремонты, связанные с повышением экономичности и надежности;

3) целевые ремонты, направленные на продление ресурса, выполнение предписаний, повышение технико-экономических показателей и т.д.

По способу выполнения работ:

1) внешний подряд;

2) внутренний подряд, включая ремонт силами подведомственных предприятию структур;

3. хозяйственный способ, проводимый только работниками энергопредприятия.

Персональная ответственность за разработку, согласование и исполнение ремонтных программ возлагается лично на Генерального директора энергопредприятия, если иное не предусмотрено Уставом Общества.

Приказом по энергопредприятию назначается сотрудник ответственный за организацию взаимодействия с РАО «ЕЭС» в части управления ремонтной деятельностью.

Лекция 9. ПАРКОВЫЙ РЕСУРС ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО

ОБОРУДОВАНИЯ

Постановлением Госгортехнадзора РФ от 18 июня 2003 г. № 94 «Об утверждении Типовой инструкции по контролю металла и продлению срока службы основных элементов котлов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций» для основных элементов котлов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций, разрушение которых может привести к катастрофическим разрушениям и причинению вреда здоровью обслуживающего персонала, установлен парковый ресурс, который не является предельным сроком эксплуатации, а определяет только продолжительность эксплуатации, после которой должно быть усилено внимание к физическому состоянию элементов. При достижении паркового ресурса элементы и детали тепломеханического оборудования допускаются к дальнейшей эксплуатации только при положительных результатах технического диагностирования.

Положения Типовой инструкции подлежат обязательному применению независимо от форм собственности и подчинения на предприятиях отрасли «Электроэнергетика» и на предприятиях, в составе (структуре) которых находятся тепловые электростанции.

Типовая инструкция распространяется на котлы, турбины и трубопроводы пара и горячей воды энергоустановок, работающих с номинальным давлением пара выше 4,0 МПа.

Парковый ресурс зависит от марки стали, температуры, при которой работает элемент, и конструкции элемента. Применительно к котельному оборудованию парковый ресурс назначается для:

- коллекторов котлов,

- паропроводов в пределах котла,

- поверхностей нагрева,

- барабанов.

Парковый ресурс коллекторов из стали 12 МХ составляет 300 тыс. часов при работе их при температуре не выше 510 С и 250 тыс. часов при температуре в диапазоне 511 – 530 С.

Парковый ресурс прямых участков и гибов паропроводов и пароперепускных труб в пределах котлов и турбин равен парковому ресурсу прямых участков и гибов станционных паропроводов, эксплуатирующихся при таких же номинальных параметрах пара.

Парковый ресурс труб поверхностей нагрева устанавливается лабораторией или службой металлов владельца оборудования или специализированной организацией,

Парковый ресурс барабанов из стали 22К и 16ГНМА составляет 300 тыс. часов для однобарабанных котлов и 250 тыс. часов для двухбарабанных котлов и барабанов из сталей других марок.

Парковый ресурс турбин зависит от параметров их эксплуатации и мощности, а также завода-изготовителя. В частности для турбин Ленинградского металлического завода (ЛМЗ) мощностью не выше 100 МВт, работающих при давлении не выше 9 МПа, парковый ресурс составляет 270 тыс. часов. Для турбин мощностью 150, 200 и 300 МВт, работающих при давлении от 13 до 24 МПа, парковый ресурс снижен до 220 тыс. часов; для более мощных турбин 500, 800 и 1200 МВт, работающих при сверхкритическом давлении 24 МПа, парковый ресурс равен 100 тыс. часов. Одновременно устанавливается критическое количество пусков турбин за весь период эксплуатации. Для первой категории эта величина составляет 900 пусков, для второй категории – 600 и для третьей – 300 пусков.

Эти ограничения относятся к следующим элементам турбины:

- корпуса стопорных регулирующих и защитных клапанов;

- паровпускные патрубки цилиндров;

- внутренние и наружные корпуса цилиндров;

- сопловые коробки;

- цельнокованые валы высокого и среднего давления;

- насадные диски среднего и низкого давления;

- диафрагмы и направляющие лопатки;

- рабочие лопатки;

- бандажи.

Парковый ресурс болтов, шпилек и гаек арматуры и разъемов турбин зависит от параметров их эксплуатации и марки стали. Значения ресурса приведены в таблице

Марка стали крепежа	Номинальная температура пара, °С	Парковый ресурс крепежа арматуры и разъемов турбин, тыс. час
ЭИ723	525	200
ЭИ723	>525	100
ЭП182	560	220
ЭП44	545	220
ЭП44	>545	100
ЭИ10	510	270
ЭИ993	560	220

Парковый ресурс паропроводов и их основных элементов зависит от типоразмеров паропроводов, номинальных параметров пара и марок стали и составляет для прямых участков 80…400 тыс. часов и для гибов 70…350 тыс. часов. Для некоторых типоразмеров прямых участков и гибов труб значения паркового ресурса указаны в таблице

Парковый ресурс трубопроводов

Металл	Диаметр трубы,мм	Толщина стенки, мм	Давление пара, МПа	Температура пара, С	Парковый ресурс, тыс. час
					прямые участки	гибы
15Х1М1Ф	720	25	3,9	545	300	150
	630	25	3,9	545	400	270
	426	20	3,7	545	300	250
	426	20	3,2	545	350	270
	245	45	25,5	560	175	110
	245	45	25,5	550	300	200
	245	45	25,5	545	300	250
12Х1МФ	630	28	3,9	560	300	120
	426	20	3,7	545	300	250
	426	20	3,9	545	350	300
	273	36	14	560	200	160
	273	36	14	550	300	250
	273	36	14	545	300	250
	273	36	10	510	400	350
	273	32	14	560	90	80
	273	32	14	550	200	165
	273	32	14	540	300	250
	273	32	10	510	400	350

Из таблицы видно, что парковый ресурс гибов существенно ниже ресурса прямых участков. К снижению ресурса приводит увеличение диаметра трубопровода и повышение параметров пара.

Парковый ресурс стыковых сварных соединений приравнивается к парковому ресурсу прямых труб соответствующих паропроводов.

Парковый ресурс литых корпусов арматуры, тройников, колен, переходов, работающих при температуре эксплуатации 450°С и выше, независимо от марки стали устанавливается равным 250 тыс. ч.

Лекция 10. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛА

ОБОРУДОВАНИЯ

Для оценки состояния металла тепломеханического оборудования ТЭС применяются методы неразрушающего и разрушающего контроля, основанные на различных физических явлениях и гарантирующих выявление недопустимых дефектов в металле и сварных соединениях и обеспечивали его высокое качество и надежность в эксплуатации. Объем контроля определен СТО 1200072159.

Неразрушающий контроль при монтаже, эксплуатации, ремонте и техническом диагностировании на тепловых электростанциях осуществляется самой эксплуатирующей организацией, т.е. находящейся в ее структуре лабораторией неразрушающего контроля (лабораторией металлов), или таковыми лабораториями подрядных организаций.

Лаборатория неразрушающего контроля должна быть аттестована в действующей на территории России «Системе неразрушающего контроля» Ростехнадзора и Ростехурегулирования. Аттестация проводится в соответствии с положениями «Системы экспертизы промышленной безопасности» специализированными организациями, аккредитованными Ростехнадзором.

В «Свидетельстве об аттестации» указывается, какими методами неразрушающего контроля владеет данная лаборатория и на каких объектах (оборудовании) допускается работа по контролю данной лабораторией. «Свидетельство об аттестации» подтверждает, что лаборатория оснащена необходимой аппаратурой и оборудованием, имеет соответствующую нормативно-техническую и учетно-отчетную документацию, укомплектована аттестованным персоналом.

Вся дефектоскопическая аппаратура и контрольный инструмент лаборатории должны быть сертифицированы, иметь технический паспорт и быть поверены (аттестованы), исходя из требований отдельно для каждого вида контроля. Аппаратура и средства контроля, включая стандартные образцы, должны проходить метрологическую поверку в соответствии с установленным порядком.

Персонал лаборатории, проводящий неразрушающий контроль, должен быть обучен и аттестован в специализированных аттестационных центрах в соответствии с установленным порядком.

Заключение по результатам контроля имеют право давать только специалисты со II и III уровнем квалификации.

Специалисты-дефектоскописты подвергаются обязательной периодической аттестации (теоретической и практической). При перерыве в работе более шести месяцев проводится внеочередная аттестация

Результаты контроля должны фиксироваться в отчетной технической документации (журналах, формулярах, заключениях, актах, протоколах и т.д.).

Организация и подготовка оборудования к контролю возлагается на техническое руководство ТЭС. Технические службы ТЭС должны предоставить на объект контроля всю необходимую техническую документацию:

- исполнительные схемы, сварочные формуляры, чертежи, эскизы;

- акты поузловой приемки, сертификаты на материалы и т.п.;

- сведения об условиях эксплуатации и "биографию" объекта;

- результаты предшествующего контроля.