5 Розрахунок згинальний момент від парів зусилля у робочі лопатки зміненої проточної частини

Після підрізування робочих лопаток в останніх їх частинах розтягування від відцентрових сил і напруги вигину, викликані моментами від парового зусилля зменшилися порівняно зі штатною проточною частиною.

Як видно з результатів розрахунку (табл.6.1) поставновка щита у верхньому ярусі призводить до зменшення потужностей на перших двох ступенях і до збільшення потужностей на нижньому ярусі ступені Баумана і на 4-й щаблі. Виконати детальні розрахунки на міцність робочих лопаток нижнього ярусу без частин лопаток верхнього ярусу і залишилися частин робочих лопаток 4-го ступеня не представляється можливим через відсутність геометричних характеристик профілів лопаток і взаємоузгодження їх по висоті. Для оцінки працездатності залишилися частин робочих лопаток проведено розрахунки парових навантажень і спричинених ними згинальних моментів в робочих лопатках. Пропорційно ізгібающім моментам будуть змінюватися і напруги від парового зусилля.

При установки парового щита у верхньому ярусі крім збільшення витрати через нижній ярус і 4-у ступінь, збільшуються і перепади тисків. Для розрахунку моментів прийнята сумарна розподілене навантаження від окружного та осьового парового зусилля, розрахована за формулами

,

де - сумарне навантаження в i-му перерізі лопатки;

   (l) - окружна складова навантаження;

  (l) - осьова складова навантаження.

.

де ,z – кількість лопаток.

Розподіл параметрів потоку, G (l) отримано розрахунком просторового потоку вздовж радіуса щаблі.

На рис. 5.1 наведено зміни згинальних моментів від парового зусилля для розрахункового режиму ЛМЗ (200 МВт і = 0,035 ата) і для режиму № 5 зі штатною проточною частиною. Як видно з малюнка на режимі № 5 згинальні моменти трохи нижче, ніж у розрахунках ЛМЗ через підвищений тиск в конденсаторі (= 0,063 ата). На рис. 5.2 представлені залежності згинальних моментів робочих лопаток нижнього ярусу режим ЛМЗ (крива 1) і згинальні моменти лопаток нижнього ярусу у разі, коли верхній ярус закритий і робочі лопатки верхнього ярусу відсутні. Значення моментів (крива № 2) розраховані для режиму № 5. Наведені на рис. 5.2 значення згинальних моментів у кореневому перерізі робочих лопаток нижнього ярусу при наявності парового щита більш ніж у два рази менше, ніж на режимі ЛМЗ, хоча потужність нижнього ярусу при встановленому паровому щиті майже в два рази перевищує потужність нижнього ярусу ЛМЗ (табл. 4.1 і табл . 1.2). Це пов'язано з тим, що момент від парової навантаження верхнього ярусу істотно перевершує за величиною прирощення згинального моменту робочих лопаток нижнього ярусу від збільшення витрати через нього, після установки парового щита.

На рис. 5.3. наведено зіставлення згинальних моментів від парового зусилля робочих лопаток 4-го ступеня режим ЛМЗ (крива 1) зі штатною проточною частиною з режимом № 5 за умови, що робочі лопатки підрізані і встановлений паровий щит у верхньому ярусі ступені Баумана. Як видно з рис. 5.3 по всій висоті лопаток згинальні моменти в режимі № 5 менше, ніж допустимі ЛМЗ.

Проведені вище розрахунки згинальних моментів від парового зусилля в робочих лопатках із зміненою проточною частиною і з паровим щитом у верхньому ярусі показують, що в режимі № 5 згинальні моменти в робочих лопатках нижнього ярусу менше допускаються ЛМЗ в 2,2 рази, а в робочих лопатках 4 -й щаблі в 1,3 рази. На режимах меншої потужності 0, 1, 2, 3 згинальні моменти будуть зменшуватися пропорційно потужності, що виробляється ступенями.

Отримані співвідношення для згинальних моментів в робочих лопатках, що допускаються ЛМЗ і мають місце в режимі максимальної потужності № 5 дозволяє стверджувати, що експлуатація турбіни із зміненою проточною частиною в діапазоні потужностей від 0 до 190 МВт включно не представляє небезпеки для робочих лопаток нижнього ярусу і залишилися частин робочих лопаток 4-го ступеня після їх підрізування і установки парового щита у верхньому ярусі ступені Баумана.

Рис. 5.1 – Изменение изгибающего момента по высоте ступени Баумана

			Рис. 5.2 - Изменение изгибающего момента в нижнем ярусе ступени Баумана при закрытом верхнем ярусе

Рисунок 5.3 - Изменение изгибающего момента по высоте 4-й ступени ЦНД