Wykorzystanie parametrycznych bliźniaków cyfrowych do analizy trwałości kadłubów turbiny podczas uruchomień
Jerzy Trzeszczyński, Marcin Hatłas, Wojciech Murzynowski
Kadłuby turbiny, jako elementy krytyczne bloku energetycznego, są poddawane zmiennym obciążeniom termicznym i mechanicznym. Charakter obciążeń powoduje względnie duże deformacje kadłubów oraz ich uszkodzenia związane ze zmęczeniem termomechanicznym. Wykorzystując symulację komputerową (MES) możliwe jest wyznaczenie stanów naprężenia i przemieszczenia kadłubów w trakcie ich pracy oraz w czasie uruchomień i odstawień. Uzyskane wyniki symulacji pozwalają na określenie lokalizacji najbardziej wytężonych miejsc oraz na oszacowanie zmian trwałości elementów. Niestety, ze względu na rozmiar modeli numerycznych potrzebnych do uzyskiwania wysokiej jakości wyników obliczeń i średnie dostępne moce obliczeniowe stacji inżynierskich, czas symulacji uniemożliwia prowadzenie obliczeń w czasie rzeczywistym. Rozwiązaniem tego problemu jest sprowadzenie modelu numerycznego do modelu zredukowanego, który odzwierciedla zachowanie modelu MES znacznie zmniejszając koszt obliczeniowy konieczny do prowadzenia symulacji. Parametryczne modele zredukowane kadłubów turbin umożliwiają analizę ich stanu wytężenia w czasie rzeczywistym oraz dla symulowanych warunków pracy. Zastosowanie modeli zredukowanych pozwala również na prognozowanie trwałości elementów, co przekłada się na możliwość wdrożenia planów badań i remontów opartych na analizie pracy i rzeczywistego obciążenia urządzenia. W artykule przedstawiono przykład zastosowania podejścia do oceny trwałości kadłubów turbiny z wykorzystaniem parametrycznych modeli zredukowanych.
Więcej w numerze 3/2022 Energetyki.
