ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ Seria: ENERGETYKA z. 126
1995 N r kol. 1281
G erard KOSMAN
KIERUNKI BADAŃ W ZAKRESIE PODSTAW KONSTRUKCJI I EKSPLOATACJI MASZYN ENERGETYCZNYCH
S tr e sz c z e n ie . Omówiono główne k ieru n ki badań w dziedzinie pod
staw projektow ania i konstruow ania m aszyn energetycznych oraz roz
woju nowych m etod ich eksploatacji i diagnostyki. Przedstaw iono n a stępujące zagadnienia: rozwój metodologii projektowania i konstruow a
n ia m aszyn, kom puterowo w spom agane projektowanie elem entów i ze
społów m aszyn obciążonych cieplnie z uwzględnieniem wym aganej trw ałości, kom pleksową ocenę sta n u technicznego turbin, system cią
głej analizy sta n u cieplnego i wytrzymałościowego turbiny, m oder
nizację w arunków eksploatacji tu rb in oraz zastosowanie m etod ak u sty cznych do zm niejszenia intensywności osadzania się części lotnych n a pow ierzchniach grzewczych kotłów.
DIRECTIONS OF SCIENTIFIC RESEARCH IN THE FIELD OF DESIG N AND OPERATION BA SIS OF POW ER PLANT MACHINES
Sum m ary. In th is paper a principal directions of th e investigations in th e field of th e basis design and constructing principles of power p la n t m achines and th e developm ent of th e new methods of th e operat
ing and th e diagnosis has been discusseed. The following problem s were presented: th e developm ents of methodology of design and constructing process. The CAD techniques for elem ents and p art of th erm al stand of turb in es, th e steady analysis of th erm al load and stren g th of turbines, m odernization of operational conditions of turbines, and th e apply of acoustic m ethods to lowering of in te n sity of fly ash deposits on heating boiler surfaces.
H AUPTRICHTUNGEN DER FORSCHUNG IM BEREICH DER PLANNUNG , KONSTRUKTION U N D D E S BETRIEBES VON EN ERG ETISCH EN MASCHINEN
Z u sa m m en fa ssu n g . Im Aufsatz w urden prinzipielle R uchtungen der U n tersuchungen a u f dem Gebiet der K o n stru ktio ns- und Planung sg rund lag en energetischer M aschinen besprochen. Es w urde
80 G erard Kosman
folgende Problem e vorgestellt: Die E ntw icklung der Methodologie der P lanungs u nd K onstruktionprozesses von M aschinen, Computer u n te rs tü tz te r K onstruktionsprozeß von B auelem enten und B au u n terpru ppen, die th erm isch b ean sp ru ch t sind m it einer R estlebensdauerberechtung, Komplexe A usw ertung technischen Zus
tan d s von D am pfturbinen, System fü r eine konstinuierliche Ü berw achung des therm ischen Z ustands u n d der F estigkeit einer T ur
bine, M odernisierung B etriebsbedingungen von D am pfturbinen, A ndw endung ak u stischer M ethoden zur V erm inderung der In ten sität der A bsetzung von F lugassch epartik eln a u f Kesselheizflächen.
1. WPROWADZENIE
Działalność naukow o-badaw czą, projektow ą i dydaktyczną Zakładu Pod
staw K onstrukcji i Eksploatacji M aszyn Energetycznych (PKiEME) można podzielić n a 2 zasadnicze grupy tem atyczne:
1. Podstaw y projektow ania i k onstruow ania m aszyn.
2. E ksploatacja i diagnostyka m aszyn energetycznych.
W ostatnim 5-leciu w ram ach pierwszej grupy tem atycznej prowadzono bad an ia dotyczące:
- ogólnej metodologii projektow ania i konstruow ania m aszyn, ze szczegól
nym uwzględniem m etody doboru cech konstrukcyjnych uzębień przekład
ni zębatej,
- kom puterowo wspom aganego projektow ania elem entów m aszyn obciążo
nych cieplnie z uw zględnieniem w ym aganej trw ałości (pełzaniowej i zmę
czeniowej).
Prace naukow o-badaw cze drugiej grupy tem atycznej obejmowały w latach 1990 - 1994 następujące zagadnienia:
■ Kompleksowa ocena tu rb in z uw zględnieniem k ryterium trw ałości i efe
ktywności pracy.
■ Komputerowo w spom agany m onitoring i sterow anie eksploatacją turbin parowych.
■ M odernizacja w arunków eksploatacji tu rb in parowych z uwzględnieniem zadanych ograniczeń, aktualnego s ta n u technicznego i planowanego czasu pracy.
■ A daptacja tu rb in do pracy w w aru nk ach odbiegających od nominalnych.
■ Zastosow anie infradźw ięków do czyszczenia powierzchni ogrzewalnych kotłów energetycznych i elektrofiltrów .
■ Bezpośredni nadzór eksploatacyjny m aszyn energetycznych.
W niniejszej pracy omówiono niektóre ak tu aln ie prowadzone badania w dziedzinie podstaw projektow ania i k o n stru w an ia m aszyn energetycznych oraz rozwoju nowych m etod ich eksploatacji i diagnostyki. Przedstawiono
Kierunki badań w zakresie podstaw konstrukcji. 81
przegląd w łasnych publikacji oraz omówiono w ybrane wyniki najnowszych badań.
2. ROZWÓJ METODOLOGII PROJEKTOWANIA I KONSTRUOWANIA MASZYN
B ad ania podstaw ogólnej teorii projektow ania i konstruow ania m aszyn są prowadzone w Zakładzie PKiEM E ju ż od wielu lat. Badania te są współbieżne z podobnymi pracam i prowadzonymi w innych ośrodkach krajowych i zagrani
cznych. Celem badań jest: po pierwsze - określenie uogólnień pojęciowych i zasad właściwych dla dziedziny projektowo-konstrukcyjnej, po drugie — w ska
zanie możliwości praktycznego ich zastosow ania w pracy projektow o-kon
strukcyjnej i w dydaktyce. Najnowsze wyniki b adań z tego zakresu opubliko
wano m iędzy innym i w pracach [3 i 26].
W pracy [3] uzupełniono i pogłębiono treści, które odnoszą się do obciążenia, tworzywa konstrukcyjnego, stateczności i współzależności funkcyjnej różnych wielkości. W skazane zostało, jak ie przedm ioty b ad ań są związane z poszcze
gólnymi zasadam i i jaki jest ich wpływ na jakość rozwiązania konstrukcyjnego.
Bardzo ważnym uzupełnieniem prac z zakresu rozwoju metodologii proje
ktow ania i k onstruow ania m aszyn są skrypty uczelniane. W ostatnim okresie wydano dw a nowe opracow ania z tego zakresu [6 i 7]. Zmiana plan u i progra
mu studiów n a kierun k ach budowa i eksploatacja maszyn oraz ochrona i inżynieria środow iska wywołała konieczność zm ian i uzupełnień wcześniej wydanych skryptów oraz opracow ania nowych, zwłaszcza z zak resu eksplo
atacji i diagnostyki m aszyn. W związku z tym podjęto działania zmierzające do przygotow ania cyklu skryptów pod ogólnym tytułem „Podstawy k o n stru kcji i eksploatacji m aszyn”.
Do podstawowych w łasnych osiągnięć badawczych należy zaliczyć prace związane z badaniam i konstrukcyjnym i przekładni zębatych. Podstawowym celem tych b ad ań je s t wdrożenie do prakty k i projektowo-konstrukcyjnej zale
ceń norm y obliczeń nośności i wytrzymałości uzębień. Początkowo badania były o parte n a zaleceniu norm atyw nym wydanym przez S ta łą Komisję ds.
Standaryzacji przy RWPG. Obecnie b ad an ia są prowadzone zgodnie z norm ą DIN 3990.
N a obecnym etapie badań, które są prowadzone zgodnie z założeniami metodologicznymi ogólnej teorii projektow ania i konstruow ania m aszyn, przy
stąpiono do opracow ania m etody b ad an ia i oceny wytrzym ałości uzębień oraz ich nośności [46, 47 i 59].
Celem je s t przystosowanie m etody do współczesnych w ym agań norm jako
ści. W pracy uwzględniono zalecenie norm y DIN 3990 wyróżniającej metody, które oznaczone zostały jako A, B, BR, BK, BP. B adania w łasne są prowadzone
82 Gerard Kosman
zgodnie z m etodą B, k tó ra w ocenie własności wytrzymałościowych uzębień w yróżnia trzy k lasy jakości: ML, MQ, ME.
W w yniku przeprowadzonych b adań porów nane zostały dwa k ry teria bez
pieczeństw a: współczynnik bezpieczeństw a i w skaźnik bezpieczeństwa, co rozszerza tradycyjny sposób oceny bezpieczeństw a zazębienia. Opracowano również pierw szą w ersję program u obliczeń spraw dzającego wytrzymałość i nośność uzębienia [59].
3. KOMPUTEROWO WSPOMAGANE PROJEKTOW ANIE ELEMENTÓW I ZESPOŁÓW MASZYN OBCIĄŻONYCH CIEPLNIE
Z UW ZGLĘDNIENIEM WYMAGANEJ TRWAŁOŚCI
Kom puterowym wspom aganiem projektow ania w sensie opisowym nazywa się proces użytkow ania zbioru m etod i środków inform atycznych (komputero
wych) w zm acniający możliwości twórcze k o n stru k to ra czy projektanta.
Celem prac podjętych w Zakładzie PKiEM E je s t opracowanie systemu kom puterowego w spom agania projektow ania elem entów i zespołów maszyn energetycznych (głównie tu rb in parowych) obciążonych cieplnie z uwzględnie
niem w ym aganej trw ałości. N ajw ażniejsze korzyści w ynikające z stosowania takiego system u są następujące*’:
1. U łatw ienie (umożliwienie) w yznaczenia rozw iązania optymalnego.
2. Podwyższenie jakości uzyskanego rozw iązania, np. przez zastosowanie w obliczeniach dokładniejszych modeli m atem atycznych.
3. Odciążenie p ro jek tan ta od czasochłonnych i często nudnych prac rutyno
wych (np. kreśleń), co zachęca go do kontynuow ania działań twórczych, np.
projektow ania wielowariantowego.
4. Zwiększenie możliwości k orzystania z istniejących (sprawdzonych w pra
ktyce) rozw iązań projektowych, dzięki w ykorzystaniu kom puterowych baz danych, istniejących norm , katalogów itp.
5. Przeprow adzenie symulacji zachow ania się projektowanego obiektu w róż
nych w aru n kach, jeszcze n a etapie projektow ania, bez konieczności budo
wy prototypu i przeprow adzania kosztownych badań laboratoryjnych lub eksploatacyjnych.
O pracowane w Zakładzie PKiEM E program y obliczeniowe przeznaczone są do w spom agania projektow ania elem entów m aszyn i służą do wyznaczenia s ta n u wytrzymałościowego (zadanie analizy) lub do w yznaczenia postaci kon
strukcyjnej i wym iarów projektowanego elem entu (zadanie syntezy).
Program y grupy pierwszej oparte są n a m etodzie elem entów skończonych lub różnic skończonych i w większości w ym agają dłuższych czasów obliczenio
*) Osiński Z., Wróbel J.: Teoria konstrukcji maszyn. PWN, Warszawa 1982.
K ierunki badań w zakresie podstaw konstrukcji. 83
wych. Program y te zostały opracowane zarówno w wersji dydaktycznej prze
znaczonej do w spom agania procesu dydaktycznego w szczególności w przed
m iotach term ow ytrzym ałości oraz podstaw konstrukcji maszyn, a także jako pomoc przy w ykonyw aniu samodzielnych p rac projektowych.
D rugim istotnym zastosowaniem przedstaw ionych programów je s t zastoso
w anie przemysłowe. Program y te mogą wchodzić w skład system ów oceny sta n u technicznego elem entów m aszyn i urządzeń energetycznych, a także mogą wspom agać proces projektow ania elem entów maszyn.
D ruga grup a programów, przygotowana przede wszystkim z m yślą o zasto
sow aniach dydaktycznych, pozwala dem onstrow ać ich praktyczne zastosowa
nie do optym alnego projektow ania. Program y te znajdują również zastosowa
nie w prowadzonej działalność projektowej. J e s t ona ukierunkow ana głównie n a odtworzenie dokum entacji, rekonstrukcję i modernizację m aszyn lub ich elem entów [np. 51].
3.1. P r o g r a m y a n a liz y
■ Zbiór program ów SIGM A-M ES
Są to program y przeznaczone do analizy sta n u naprężenia i odkształcenia w ciałach płaskich (p so - płaski s ta n odkształcenia i p s n — płaski stan nprężenia) i osiow o-sym etrycznych m etodą elementów skończonych. Progra
my te um ożliw iają analizę sta n u naprężenia w konstrukcjach poddanych działaniu obciążeń skupionych (sił), obciążeń powierzchniowych (np. ciśnie
nia), obciążeń objętościowych (np. siły odśrodkowe wirujących mas) oraz ob
ciążeń term icznych wywołanych nierównom iernym rozkładem tem peratury.
W obliczeniach wykorzystyw ane są elem enty ośmiowęzłowe. System progra
mów N A P-M ES je s t stosow any w zajęciach dydaktycznych. N adaje się rów
nież do profesjonalnego stosow ania w zagadnieniach projektowych. W Zakła
dzie PKiEM E program y te znalazły zastosowanie w pracach naukow o- ba
dawczych wykonywanych n a zlecenie przem ysłu.
■ System LUSAS
J e s t to profesjonalny system em elem entów skończonych opracowany w London U niveristy. Program przeznaczony je s t do analiz statycznych i dyna
micznych ciał jed n o -, d w u - i trójwymiarowych. Program dysponuje szeroką gam ą typów elem entów skończonych, a tak że fizycznych modeli m ateriałów (np.modele liniowe, sprężysto-plastyczne, m ateriały kompozytowe, m ateriały izotropowe, amizotropowe, ortotropowe itd).
Program um ożliwia analizę nieliniowych zagadnień statycznych m etodą przyrostow ą, dużych deformacji, nieliniowości geometrycznych, analizę 1—, 2—
i 3-w ym iarow ych pól tem p eratu r, częstotliwości drgań w łasnych elementów oraz nieliniowych analiz dynamicznych.
84 Gerard Kosman
■ Zbiór program ów ELEM ENT
Są to program y służące do analizy sta n u n ap rężen ia i odkształcenia wybra
nych, konkretnych elem entów m aszyn (np. tarcze wirnikowe, wały, wirniki stopni osiowo-promieniowych, grubościenne powłoki walcowe i kuliste, łopat
ki robocze, tarcze kierownicze). W przeciw ieństw ie do wcześniej opisanych ogólnych system ów obliczeniowych, są to program y szczegółowe, dotyczące konkretnej postaci konstrukcyjnej. I ta k np. grupa program ów TARCZA um ożliwia analizę płaskiego sta n u n ap rężen ia wirujących tarcz z otworem o zmiennej grubości. Algorytm obliczeń oparto n a m etodzie różnic skończonych.
Jak o obciążenie przyjm uje się siły odśrodkowe wirujących m as oraz nierówno
m ierny promieniowy rozkład tem p eratu ry . Analizuje się sta n sprężysty i sprężysto-plastyczny tarczy z um ocnieniem liniowym lub wykładniczym.
Z kolei program y WAL służą do analizy n aprężeń w wirującym wale w pła
skim stan ie odkształcenia. Algorytm oparty n a m etodzie różnic skończonych um ożliwa analizę obciążeń masowych pochodzących od wirujących m as, obcią
żeń term icznych oraz obciążeń powierzchniowych n a w ew nętrznej i zewnętrz
nej powierzchni wału.
3.2. D ob or c e ch k o n str u k c y jn y ch z u w z g lę d n ie n ie m k r y ter ió w w y tr z y m a ło śc io w y c h
Opracowanie ogólnego system u projektow ania elem entów i zespołów ma
szyn nie je s t praktycznie możliwe. Nie m ożna podać ogólnego, zawsze skute
cznego algorytm u optymalizacyjnego. Metodę rozw iązania zadania projekto
wego należy dobrać indyw idualnie do sformułowanego problem u. W związku z tym w Zakładzie PKiEM E opracowano szereg szczegółowych procedur dobo
ru cech konstrukcyjnych elem entów m aszyn z uwzględnieniem kryteriów wytrzymałościowych. Są to program y służące do projektow ania wybranych, konkretnych elem entów m aszyn (np. tarcze wirnikowe, wały, w irniki stopni osiowo-promieniowych, grubościenne powłoki walcowe i kuliste, łopatki robo
cze). I ta k np. grupa program ów P R O -T A R służy do optymalnego projekto
w ania tarcz wirnikowych stopni osiowych i osiowo-promieniowych z uwagi na różnie form ułow ane k ry te ria wytrzymałościowe. N ajprostszy algorytm pro
gram u opiera się n a iteracyjnym procesie zm ian geom etrii tarczy (tzn. grubo
ści tarczy n a poszczególnych prom ieniach) w zależności od aktualnej wartości stosu nk u naprężeń zredukow anych do naprężeń dopuszczalnych w danym przekroju, tzn.
Kierunki badań w zakresie podstaw konstrukcji. 85
In te g ra ln ą częścią program u je s t procedura wyznaczenia sta n u naprężenia w w irującej tarczy o zmiennej grubości.
W bardziej złożonych procedurach optymalizacyjnych (projektowych) wyko
rzystano z powodzeniem m etody M onte Carlo, Powella, Rosenbrucka i syste
matycznego przeszukiw ania.
W ybrane wyniki badań w zakresie kom puterowego w spom agania procesu doboru cech konstrukcyjnych elementów i zespołów m aszyn omówiono w pracach [9, 17, 19, 22, 23, 30, 51, 52, 53]. Szerszy przegląd publikacji i opracowań naukow o-badaw czych podano w [51].
W pracy [51] rozpatryw ano przykład rekonstrukcji (odtworzenia) tłoka odciążającego tu rb in y reakcyjnej. Zakres b adań obejmował: dobór cech kon-
Rys. 1. Stopień regulacyjny i obszar tłoka odciążającego turbiny [51]
Fig. 1. The control stage and zone of a unloading piston of the turbinę
86 G erard Kosman
Rys. 2. Proces iteracyjnego doboru wymiarów tarczy Fig. 2. Iterative process of rotor disc’s sizing selection
0 . 0 5 0 . 0 1 0 0 . 0 1 5 0 . 0 2 0 0 . 0
Naprężenia [MPa]
Rys. 3. Rozkład naprężeń: a - tarcza trapezowa z piastą i wieńcem, b - tarcza optymalna z piastą i wieńcem, c - tarcza optymalna bez piasty i wieńca, d - tarcza o stałej grubości
Fig. 3. Stress distribution: a - trapezoidal disc with hub and rim, b - the optimal disc with hub and rim, c - the optimal disc without ^ hub and rim, d - the constant thickness disc
Kierunki badańw zakresiepodstawkonstrukcji...
88 G erard Kosman
strukcyjnych tłoka, obliczenia wytrzymałościowe, analizę w arunków pracy połączenia wciskowego tłoka z wałem oraz dobór wcisku montażowego.
F rag m en t tu rb in y obejmujący stopień regulacyjny i przestrzeń tłoka odcią
żającego pokazano schem atycznie n a rys. 1. N ależało zaprojektować (zrekon
struow ać) tłok odciążający o średnicy zew nętrznej <j)987 osadzony n a wale o średnicy (])338. Znane są również w ym iary osiowe tłoka, tzn. szerokość na prom ieniu w ew nętrznym i zew nętrznym (rys. 1). U szczelnienia labiryntow e w postaci blaszek są umieszczone n a wieńcu tłoka o szerokości 275 mm. Szero
kość p iasty nie może przekroczyć 165 mm (105 mm + 60 mm n a rys. 1).
Rys. 4. Cechy konstrukcyjne tłoka [51]
Fig. 4. Constructional feature of a piston
Kierunki badań w zakresie podstaw konstrukcji. 89
W procesie doboru cech konstrukcyjnych tłoka wykorzystano opisaną wyżej procedurę iteracyjną (1). Uwzględniono w szystkie zadane ograniczenia. M ini
m alną i m aksym alną grubość tłoka przyjęto rów ną odpowiednio: 80 mm i 275 mm. Przebieg procesu iteracyjnego (grubość tarczy w kolejnych przybliże
niach) pokazano n a rys. 2. Jak o przybliżenie zerowe (wstępne) przyjęto tarczę trapezow ą z p iastą i wieńcem. N a rys. 3 porównano rozkład naprężeń zredu
kowanych wzdłuż prom ienia tłoka dla kilku w ariantów cech konstrukcyjnych.
O stateczną postać i w ym iary tłoka przedstaw iono n a rys. 4.
4. KOMPLEKSOWA OCENA TURBIN Z UWZGLĘDNIENIEM KRYTERIUM TRWAŁOŚCI I EFEKTYWNOŚCI PRACY
O pracow aną w Instytucie MiUE i stosow aną obecnie metodologię oceny sta n u technicznego tu rb in opisano w artykule [43] oraz w pracach [10,12 - 16, 20, 30, 36], W edług opracowanych m etod i algorytmów przeprowadzono szcze
gółową ocenę sta n u technicznego i w arunków eksploatacji szeregu tu rb in różnego typu [43]. Stosow ana metodologia bad ań je s t ciągle rozwijana. Infor
macje n a ten tem a t podano również w [43].
Zakres kompleksowej oceny tu rb in obejmuje 3 grupy zagadnień:
- ocena sta n u technicznego i w arunków pracy głównych elementów,
- ocena tu rb in ze względu n a k ry teriu m efektywności pracy (ocena ch a ra k te rystyk energetycznych),
- określenie aktualnego sta n u dynamicznego.
W ram ach drugiej grupy zagadnień wyznacza się stopnień zużycia eksplo
atacyjnego głównych elem entów tu rb in y (kadłuby, w irniki, komory zaworów).
Spraw a ta m a najistotniejsze znaczenie dla określenia czasu dalszej bezpiecz
nej pracy turbiny.
W proponowanych badaniach ocenę sta n u technicznego i warunków pracy głównych elem entów tu rb in y prowadzi się n a podstawie:
- wyników pom iarów cieplnych (bilansowych i ruchowych), - m odelowania pracy obiegu cieplnego turbiny,
- analizy s ta n u wytrzymałościowego elem entów turbiny, - obliczenia stopnia zużycia eksploatacyjnego,
- wyników b ad ań nieniszczących, - wyników pomiarów drgań.
Szczegółowy zakres prac obejmuje zagadnienia podane w tabl. 1 [48], Z po
danego zak resu bad ań wynika, że do oceny sta n u technicznego tu rb in i pro
gnozowania czasu dalszej pracy są konieczne informacje wynikające z analizy w szystkich postaci osłabienia m ateriału . Tylko synteza wyników bad ań teore
tycznych i doświadczalnych może zapewnić właściwą ocenę stan u techniczne
go badanego obiektu [48].
9 0 Gerard Kosman
T a b lic a 1 O c e n a s t a n u t e c h n i c z n e g o e le m e n t ó w tu r b in
Etap Zakres badań i obliczeń
1. Przegląd dokumentacji dotyczącej eksploatacji badanej turbiny:
- dokumentacja odzwierciedlająca działalność konserwacyjno-remontową, - protokoły i raporty z badań i pomiarów diagnostycznych,
- informacje o zdarzeniach wyjątkowych (awariach itp.).
2. Wybór danych do oceny stanu technicznego głównych elementów badanej turbiny (wirniki, kadłuby i komory zaworów WP i SP)
3. Ocena dotychczasowych warunków pracy turbiny, z uwzględnieniem tych faktów, które wpływają na naprężenia w elementach turbiny.
Analiza dotychczas wykonanych różnych pomiarów i badań.
4. Opis rzeczywistych procesów eksploatacyjnych (raporty, taśm y i wskazania przy
rządów ruchowych) — opracowanie danych do modelowania stanów cieplnych i wy
trzymałościowych elementów.
5. Numeryczna symulacja ekspansji pary w układzie przepływowym turbiny dla rze
czywistych procesów rozruchu (pkt 4).
6. Analiza obciążeń cieplnych elementów turbiny, obliczenie ustalonych i nieustalo
nych pól tem peratury w elementach
- dla rozruchu wg danych rzeczywistych (pkty 4 i 5) 7. Analiza stanu wytrzymałościowego elementów:
- obliczenia rozkładów naprężeń zmiennych i ich amplitudy, - wyznaczenie naprężeń w warunkach pełzania,
- lokalizacja miejsc najbardziej obciążonych.
8. Wybór miejsc do badań nieniszczących.
9. Wykonanie badań nieniszczących lub wykorzystanie wyników badań wykonanych w czasie dotychczasowej eksploatacji turbiny.
10. Analiza wyników obliczeń teoretycznych i badań nieniszczących. Ocena stopnia zużycia.
U . Analiza możliwości dalszej, bezpiecznej i efektywnej eksploatacji turbiny. Zalece
nia niezbędnych zmian w procesie eksploatacji.
5. SYSTEM CIĄGŁEJ ANALIZY STANU CIEPLNEGO I WYTRZYMAŁOŚCIOWEGO TURBIN
O pracowany system [10, 16, 31 - 33, 36, 48] przeznaczony je s t do zdalnego, ciągłego m onitorow ania sta n u cieplnego i wytrzymałościowego elementów turbozespołu opartego n a sygnałach pochodzących z zestaw u CRD - C entral
nej R ejestracji Danych. System zapew nia cykliczną rejestrację i zdalną obser
wację sygnałów i danych z obiektu w trybie autom atycznym , ja k i n a polecenie operato ra system u. W przypadku w ykrycia odstępstw a od zadeklarowanych wcześniej w artości granicznych pow iadam ia o peratora system u i rejestruje zaistniałe zdarzenie.
Kierunki badań w zakresie podstaw konstrukcji. 91
Sygnały - dane z turbozespołów gromadzone są w bazie danych. Opracowa
ne oprogram owanie diagnostyczne, zainstalow ane w kom puterze umożliwia przeprow adzanie diagnozow ania w trybie O N -L IN E ja k i OFF-LIN E, z uwz
ględnieniem analiz długoterminowych. Zakres monitorowania obejmuje okre
ślenie efektywności pracy turbiny, analizę stanów cieplnych, wytrzym ałościo
wych i dynam icznych oraz ocenę sta n u technicznego elementów (obciążenia cieplne, trw ałość pełzaniowa, niskocykliczna trw ałość zmęczeniowa, stany dynamiczne).
W ym agany uk ład pom iarów dla system u ciągłej analizy sta n u cieplnego i wytrzymałościowego elem entów tu rb in y obejmuje 3 grupy danych:
1. Sygnały wolnozmienne:
- p a ra m a try pary w p u n k tach charakterystycznych, np. wlot, wylot, - te m p e ra tu ry m etalu,
- tem p e ra tu ry wody i skroplin, - w ydłużenia cieplne,
- moc elektryczna i obroty.
2. Sygnały szybkozmienne:
- pom iar wielkości określających sta n dynam iczny maszyny.
3. W ejścia dwustanowe.
U kład punktów pomiarowych powinien zapewnić wykonanie wszystkich zadań diagnostycznych. Przyjęto założenie, że istniejąca a p a ra tu ra kontrol
no-pom iarow a zostanie w ykorzystana w m aksym alnym stopniu. W związku z tym przed przystąpieniem do doboru u kładu punktów pomiarowych analizuje się istniejący układ pomiarowy turbiny.
Pom iary wolnozmienne ze względu n a zakres ich wykorzystania można podzielić następująco:
A - pom iary podstawowe, obejmujące najw ażniejsze wielkości opisujące p ra cę turbiny. Pom iary te są wykorzystyw ane do analizy efektywności tu r biny oraz do oceny stanów cieplnych i wytrzymałościowych,
B - pom iary tem p e ra tu ry m etalu w wybranych p unktach turbiny. Pom iary te są wykorzystyw ane do analizy stanów cieplnych i wytrzym ałościo
wych,
C - pom iary param etrów i stru m ien ia pary i wody do bilansu cieplnego i analizy efektywności pracy układu.
Rozpatrzmy dla przykładu turbinę kondensacyjną, dwukadłubową, bez prze
grzewu międzystopniowego z 7 upustam i regeneracyjnymi. Na rys. 5 przedsta
wiono uproszczony schem at układu cieplnego turbiny i zaznaczono punkty charakterystyczne obiegu. W tablicy 2 podano wykaz punktów pomiarowych niezbędnych do ciągłego nadzoru stanów cieplnych i wytrzymałościowych (w zakresie pom iaru param etrów pary i wody). Stosowano oznaczenia punktów wg rys. 5. W tabl. 3 zawarto wyniki bilansu cieplnego uzyskanego n a podstawie pom iaru param etrów pary i wody w p u n k tach zaznaczonych n a rys. 5.
Rys. 5. Schemat układu cieplnego turbiny z zaznaczeniem punktów charakterystycznych
F ig . 5. T h e r m a l c y c le o f t u r b in e w i t h in d ic a tio n o f c h a r a c t e r is t ic p o in ts
GerardKosman
Kierunki badań w zakresie podstaw konstrukcji. 93
Tablica 2 Wykaz punktów pom iarow ych
A. P a ra m e try p a ry
* para przed turbiną (p, T, m)
* para w komorze stopnia regulacyjnego (p)
* para w upuście regulowanym (p, T)
* para za turbiną (p, T)
- pkt 01
- pkt 03 - pkt 10
- pkt 14 B. T e m p e ra tu ra sk ro p lin
* woda za kondensatorem - pkt 100
* woda za odgzowywaczem - pkt 120
* woda za wymiennikiem XW2 (przed kotłem) - pkt 123 C. P a ra m e try w ody sieciow ej
* strum ień wody sieciowej - pkt 81
* tem peratura wody przed wymiennikiem - pkt 81
* tem peratura wody za wymiennikiem - pkt 82 D. T e m p e ra tu ra w ody ch ło d zącej k o n d e n s a to r
* tem peratura na wlocie - TWL
* tem peratura na wylocie I - TWY1
* tem peratura na wylocie II -TWY2
E. D o d atk o w e w ielk o ści m ierzo n e
* moc elektryczna,
* strum ień wody zasilającej - pkt 123
* strum ień pary do kolektora - pkt 77
Tablica 3 B ilans cieplny turbiny
1. PARAMETRY PARY W OBRĘBIE TURBINY - POMIAR
Wlot Wylot WP Wylot NP P ara do kolektora P ara do XP z przelotni
8,730 [MPa]
0,210 [MPa]
0,009 [MPa]
507,9 [°C] 183,8 [T/h]
5,0 [T/h]
43,0 [T/h]
2. TURBINA
Moc wewnętrzna turbiny Moc elektryczna turbiny Moc cieplna
Sprawność wewnętrzna turbiny
39.2 [MW]
37.3 [MW]
26,2 [MW]
81,25 [%]
3. EFEKTYWNOŚĆ PRACY BLOKU
Jednostkowe zużycie ciepła Jednostkowe zużycie pary Sprawność obiegu
Wskaźnik zużycia en. chem.
Jednostkowe zużycie węgla um.
7326,7 [kJ/kWh]
4,93 [T/MWh]
49,14 [%]
8421,4 [kJ/kWh]
287 [kJ/kWh]
94 G erard Kosman
cd. ta b licy 3
4. BILANS CIEPLNY BLOKU
C iepło do p ro w a d z o n e 133,63 [MW]
Moc wewnętrzna turbiny 39,22 [MW]
Moc cieplna pary do XP 26,19 [MW]
Ciepło do kolektora 3,88 [MW]
Ciepło do kondensatora 58,99 [MW]
S trata ciepła (uszczelnienia, wymienniki regen.) 5,35 [MW]
5. BILANS PARY
S tru m ie ń n a w locie 183,80 [T/h]
Regeneracja WP 14,84 [T/h]
Para do odgazowywacza 6,52 [T/h]
Regeneracja NP 18,41 [T/h]
Para do XP z przelotni 42,98 [T/h]
Para do kolektora 5,00 [T/h]
Uszczelnienia 2,30 [T/h]
Strumień wylotowy 93,75 [T/h]
6. WYMIENNIK CIEPŁOWNICZY
Strumień wody - max 1397,0 [T/h]
- dany 900,0 [T/h]
- min 470,9 [T/h]
Tem peratura na wylocie - max 117,8 [°C]
- dana 95,0 [°C]
- min 8 6 ,1 [°C]
Tem peratura na wlocie - max 101,7 [°C]
- dana 70,0 PC]
6. MODERNIZACJA WARUNKÓW EKSPLOATACJI TURBIN PAROWYCH Z UW ZGLĘDNIENIEM ZADANYCH OGRANICZEŃ, AKTUALNEGO STANU TECHNICZNEGO I PLANOWANEGO CZASU PRACY
Główne badania prowadzone w tym zakresie w Zakładzie PKiEME dotyczą doboru warunków eksploatacji do aktualnego stanu technicznego i planowanego czasu pracy [48]. Szersze informacje n a ten tem at podano w opracowaniu [60].
Do grupy działań m odernizujących w aru n k i eksploatacji tu rb in parowych należy zaliczyć w łasną, oryginalną m etodę przyspieszonego (wymuszonego) chłodzenia grubościennych elem entów m aszyn i urządzeń, ze szczególnym uw zględnieniem :
- części w ysoko- i średnioprężnych tu rb in parowych, - grubościennych kolektorów kotłów parowych.
O pracow aną m etodę chłodzenia zastosowano z powodzeniem n a wielu jed
nostkach różnego typu. Najnowsze w yniki b ad ań z tego zakresu podano w pracach [15, 40, 54 i 55]. Dla tu rb in parow ych opracowano pewien modelowy
Rys. 6. Przepływ powietrza chłodzącego przez turbinę Fig. 6. Flow of the cooling air through the turbine
CDcn
Kierunkibadańw zakresiepodstawkonstrukcji...
Rys. 7. Przykład turbiny z „nawrotnym” przepływem Fig. 7. Example of a turbine with „reverse” flow
Rys. 8. Króciec do odprowadzenia powietrza chłodzącego Fig. 8. Stub pipe for extraction of the cooling air
co
Kierunki badańw zakresiepodstawkonstrukcji...
98 G erard Kosman
(podstawowy) uk ład przepływ u czynnika chłodzącego przez m aszynę, spełnia
jący najlepiej przyjęte założenia. J e s t to układ, w którym zastosowano pośred
nie chłodzenie zespołu wirującego. Pow ietrze przepływ a w cz. WP pomiędzy kadłubam i. P rak tyczn a realizacja przyjętej koncecji może być bardzo różna.
N a rys. 6 pokazano przepływ pow ietrza przez tu rb in ę 13K215. Dla turbin z naw rotnym przepływem (rys. 7) optym alnym rozw iązaniem okazało się zasto
sowanie dodatkowych króćców (rys. 8). W trakcie opracow ania dokumentacji i w arunków chłodzenia konkretnej tu rb in y lub k o tła szczególną uwagę zwraca się n a dobór optym alnej prędkości chłodzenia i ocenę wpływu tego procesu na trw ałość głównych elem entów [54].
O sta tn ią g ru p ą zagadnień związanych z m odernizacją w arunków eksplo
atacji tu rb in parow ych je s t adap tacja tych m aszyn do pracy w warunkach odbiegających od nom inalnych. Najczęściej adap tacja ta wiąże się z konieczno
ścią przystosow ania tu rb in kondensacyjnych do celów ciepłowniczych i wpro
w adzenia dodatkowych odbiorów p a ry do celów technologicznych [60].
7. ZASTOSOWANIE METOD AKUSTYCZNYCH DO ZMNIEJSZENIA INTENSYWNOŚCI OSADZANIA SIĘ CZĘŚCI LOTNYCH NA POWIERZCHNIACH GRZEWCZYCH KOTŁÓW
Grubość osadów sadzy i popiołu rośnie w czasie eksploatacji kotła i powodu
je obniżenie jego wydajności. Stosowane w praktyce parow e zdmuchiwacze sadzy zużywają kilka procent wytworzonej p ary i niejednokrotnie ich działa
nie nie je s t skuteczne. Firm y Infrasonic AB i Clyde Blowers PLC opracowały nową m etodę czyszczenia powierzchni ogrzew alnych kotłów za pomocą spe
cjalnych u rządzeń (infrafonów), generujących dźwięki o niskiej częstotliwości (tzw. infradźwięki). Przy odpowiednio dużej mocy akustycznej infradźwięki pobudzają do drgań (ruchu) w zam kniętych p rzestrzeniach cząsteczki lotne sadzy i popiołu, przem ieszczając je w k ieru n k u przepływ u spalin.
W Zakładzie PKiEM E podjęto w łasne b ad an ia nad zastosowaniem metod akustycznych do zm niejszenia intensyw ności osadzania się części lotnych na pow ierzchniach grzewczych kotłów energetycznych. Opracowano konstrukcję oraz prototyp urządzenia IN F [25] - rys. 9 i 10.
Isto tą działan ia infrafonu je s t em itow anie do w ew nętrznej przestrzeni kot
ła dźwięku o określonej częstotliwości i odpowiednio dużej mocy akustycznej (600 - 1000 W). W łasności em itowanego przez infrafon dźwięku zależą przede w szystkim od:
- długości ru ry rezonansowej infrafonu i tem p e ra tu ry ośrodka gazowego (np.
pow ietrza) wypełniającego ru rę i jej otoczenie, które to wielkości jednozna
cznie określają jej częstotliwość rezonansow ą,
- średnicy ru ry rezonansowej i ciśnienia pow ietrza zasilającego, które to wielkości lim itują poziom em itow anej mocy akustycznej,
K ierunki badań w zakresie podstaw konstrukcji. 99
Rys. 9. Schemat infrafonu Fig. 9. Scheme of infra phone facility
Rys. 10. Moc akustyczna urządzenia INF w funkcji: a - ciśnienia powietrza zasilającego i rodzaju końcówki rury rezonansowej, b - częstotliwości impulsów pneumatycznych Fig. 10. Acoustic power of INF facilities as junction of: a - feed air’s pressure and resonance
pipe end, b - pneumatic pulse’s frequencies
m-o t
1 0 0 G erard Kosman
- rodzaju części wylotowej ru ry rezonansowej, k tó ra również m a wpływ na poziom generow anej mocy akustycznej.
U rządzenie IN F opracowane przy współpracy z E lektrow nią Rybnik chara
kteryzuje się w łasnym , oryginalnym rozw iązaniem głowicy oraz układu steru
jącego działaniem całego urządzenia. Popraw ne działanie urządzenia INF zapew nia układ, który sterując prędkością obrotową silnika elektrycznego napędzającego głowicę powoduje, że częstość obrotów silnika a tym samym częstotliwość im pulsów pneum atycznych będzie rów na częstotliwości rezo
nansowej ru ry dla chwilowych w arunków pracy urządzenia.
B adan ia własności i właściwości prototypu u rządzenia IN F przeprowadzo
no n a stanow isku próbnym w E lektrow ni Rybnik. U rządzenie ustaw iono na otw artej p rzestrzen i w bezpośrednim sąsiedztw ie źródła sprężonego powie
trz a o ciśnieniu 0,6 MPa. Celem prowadzonych b a d ań była odpowiedź na następujące pytania:
- ja k i je s t m aksym alny poziom mocy akustycznej generowanej przez urzą
dzenie IN F dla różnych końcówek ru ry rezonansowej,
- ja k wpływa ciśnienie pow ietrza zasilającego n a poziom generowanej mocy akustycznej,
- ja k wpływa „rozstrojenie” częstotliwości rezonansowej n a poziom mocy akustycznej,
- czy przyjęty sposób „strojenia” rezonansu je s t skuteczny i celowy ze wzglę
du n a działanie urządzenia.
N a podstaw ie przeprowadzonych b ad ań prototypu u rząd zenia IN F i uzy
skanych wyników uznano, że:
■ optym alne ciśnienie pow ietrza zasilającego urządzenie IN F mieści się w zakresie 0,4 - 0,6 M Pa,
■ m aksym alny poziom mocy akustycznej urządzenia IN F przy ciśnieniu pow ietrza 0,4 M Pa wynosi:
- dla ru ry rezonansowej z końcówką p ro stą - 700 [W], - dla ru ry rezonansowej z końcówką paraboliczną - 1000 [W],
■ różnica m iędzy częstotliwością generow anych impulsów pneumatycznych a częstotliwością rezonansow ą ru ry rów na 0,5 Hz powoduje spadek mocy akustycznej o w artość ~ 45 - 55% (wyniki te zgadzają się z informacjami podaw anym i przez firm y Infrasonc i Clyde Blowers),
■ „strojenie” rezonansu urządzenia przy użyciu czujnika drgań sterującego przetw ornicą częstotliwości je s t rozw iązaniem skutecznym , które może być stosow ane w praktyce eksploatacyjnej.
Po przeprow adzeniu badań, prototypowe u rządzenie IN F zainstalow ano na obrotowym podgrzewaczu pow ietrza bloku 200 MW w Elektrow ni Rybnik.
K ilkum iesięczna jego eksploatacja w ykazała, że optym alnym cyklem działa
n ia urząd zen ia ze względu n a skuteczność „czyszczenia” je s t 25 - 35 s emito
w an ia mocy akustycznej co 1 5 - 2 0 m in w ciągu całego okresu eksploatacji.
Kierunki badań w zakresie podstaw konstrukcji. 101
Skuteczność „czyszczenia” urządzenia IN F w tym okresie określono jako wy
starczającą do przedłużenia czasu eksploatacji obrotowego podgrzewacza po
w ietrza o około 30%.
8. BEZPOŚREDNI NADZÓR EKSPLOATACYJNY MASZYN ORAZ OCHRONA ŚRODOWISKA PRZED SKUTKAMI NADMIERNEGO HAŁASU I DRGAŃ
B adania prowadzone w przem yśle zw iązane są z bezpośrednim i stałym nadzorem eksploatacyjnym m aszyn i urządzeń energetycznych. Isto tn ą sp ra wą je s t tu ta j metodologia stałego nadzoru. Do pomiarów ciągłych w ykorzystu
je się istniejące układy pomiarowe. B adania okresowe prowadzi się w łasną a p a ra tu rą pomiarową.
Proponowany zakres stałego nadzoru i b adań jest następujący:
a. Okresow a ocena w arunków eksploatacji turbiny, kontrola param etrów charakterystycznych, określenie tendencji zmian sta n u technicznego oraz ocena s tr a t związanych z jego pogorszeniem.
b. O kreślenie aktualnego stopnia zużycia elementów. Prognozowanie dalsze
go bezpiecznego czasu pracy turbiny.
c. Opracowanie zaleceń eksploatacyjnych uwzględniających aktu alny stan techniczny tu rb in y oraz prognozowany czas dalszej pracy. Okresowa mod
ernizacja warunków eksploatacji (np. charakterystyki rozruchowe, dopusz
czalne prędkości nagrzew ania i różnice tem peratur).
d. W eryfikacja charakterystyk energetycznych i sprawnościowych turbin oraz urządzeń pomocniczych.
e. O ptym alizacja rozdziału obciążenia tu rb in (głównie mocy cieplnej).
f. W ykonanie okresowych badań i pomiarów kontrolnych w zakresie:
- bad ań nieniszczących elem entów turbin, - pom iarów d rgań turbozespołów,
— pom iarów cieplnych,
— innych badań w zależności od aktualnych potrzeb siłowni (np. ocena jakości w ykonania remontów).
g. Ocena aktualnego sta n u dynamicznego maszyn, opracowanie sposobów popraw y sta n u dynamicznego tych m aszyn, dla których poziom drgań jest niezadowalający:
- b ad an ia wibroakustyczne dynam iki m aszyn i urządzeń w raz z oceną ich s ta n u dynamicznego,
— bad an ia w ibroakustyczne m aszyn i urządzeń, których celem je s t opra
cowania m etod i środków poprawy ich stan u dynamicznego.
h. M odernizacja istniejących układów pomiarowych oraz systemów nadzoru i diagnostyki maszyn.
102 Gerard Kosman
i. Opracowanie wytycznych do efektywnego oddziaływania służb kontroli eksploatacji n a u trzym anie dobrego sta n u technicznego tu rb in y i urządzeń pomocniczych.
Omówiona grupa b adań związanych z stałym , bezpośrednim nadzorem m aszyn m a c h a ra k te r u ty litarn y . Podjęcie tych b adań m a jed n ak dla nas bardzo duże znaczenie naukowe. Um ożliwia dostęp do tu rb in i prowadzenie w łasnych badań w celu weryfikacji opracowanych koncepcji i rozw ażań teore
tycznych.
LITERATURA
A. M o n o gra fie i sk ry p ty
[1] C hm ielniak T., Kosm an G.: Obciążenie cieplne tu rb in parowych. WNT, W arszaw a 1990.
[2] C hm ielniak T., Kosm an G., R usin A.: Pełzanie elem entów tu rb in ciepl
nych. WNT, W arszw a 1990.
[3] Jask ó ła Z.: Problem y metodologii i kom puterowego w spom agania techni
cznego. Rozdział pt.: Dobór cech konstrukcyjnych elem entów maszyn na podstaw ie zasad konstrukcji. Wyd. Pol. W rocławskiej, Wrocław 1994.
[4] Kosm an G., R usin A.: Term owytrzym ałość m aszyn przepływowych. Za
gadnienia plastyczności i pełzania. Gliwice 1991.
[5] Kosm an G., R usin A.: Z agadnienia trw ałości w budowie i eksploatacji m aszyn energetycznych. ZN Pol.Śl. s. E nergetyka z. 123, 1995 (Zeszyt zaw iera publikacje n r 49 - 58).
[6] Purzyński R.: Podstaw y konstrukcji m aszyn. Typowe układy i elementy łożyskowań. S krypt Pol.Śl., Gliwice 1993]
[7] Purzyński R.: Podstaw y konstrukcji m aszyn. P rzekładnia zębata walco
wa. S krypt Pol. Śl., wyd. II, Gliwice 1993.
B. A rty k u ły i p u b lik a c je w m a te r ia ła c h k o n fe r en cji, zjazd ów sympo
zjó w n a u k o w y c h
[8] C hm ielniak T., Kosm an G.: B adania przepływowe i wytrzymałościowe cieplnych m aszyn przepływowych. Przegląd tem aty ki i wybrane wyniki badań. Zeszyty Naukowe Pol. Poznańskiej, seria M aszyny Robocze Cięż
kie. Poznań 1990.
[9] Kosm an G., A. Rusin: M ethoden zur optim alen G estaltung von Ström ungsm aschinen — L aufrädern. M aschinenbautechnik 39, 4, 1990.
[10] Kosm an G., R usin A., A lbrecht D., Theilig H.: Lebensdauerbewerturng an V entilgehausen von D am pfturbinen. M aschinenbautechnik n r 11, 1990.
Kierunki badań w zakresie podstaw konstrukcji. 103
[11] Płoch M.: W łasności żeliwa sferoidalnego niskostopowego do produkcji obrabianych cieplnie kół zębatych. M echanik n r 5-6, 1990.
[12] K osm an G., R usin A.: Koncepcja komputerowego w spom agania oceny trw ałości elem entów turbin. Zeszyt Naukowe Pol. Śl., seria M echanika n r 103, Gliwice 1991.
[13] K osm an G., R usin A., Łukowicz H.: Modelowanie procesu rozprężania p a ry i nagrzew ania elem entów jako fragm ent system u oceny trwałości tu rb in . Zeszyty Naukowe Pol. Śl., seria M echanika n r 103, Gliwice 1991.
[14] K osm an G., R usin A., Łukowicz H.: C om puter-aided evaluation of the d u rab ility of tu rb in e elem ents. VDI Berichte 868, Aachen 1991.
[15] C hm ielniak T., Kosm an G., R usin A.: The examples of supervision and analysis of steam tu rb in e operating conditions w ith life - tim e conside
red. VDI Berichte 858, Aachen 1991.
[16] C hm ielniak T., Kosm an G., R usin A.: The monitoring system of operatio
n al efficiency and th erm al load in steam turbines based on m easuring steam p aram eters. 1 In tern atio n al Congres on Fliud H andling System INTERFLU ID Essen 1990.
[17] K osm an G., R usin A.: C om puter aided design of th e elem ents of flow m achinery. Int. Conf. on Eng. D esign-IC ED 91, Zurich 1991.
[18] K osm an G.,Rusin A.: A naliza naprężeń w w arunkach pełzania w w irni
k u osiowo-promieniowym n a podstaw ie izochronicznych krzywych peł
zania. Prace IM P PAN n r 94, 1992.
[19] K osm an G., Rusin A.: Ocena skuteczności działania połączenia wcisko
wego tarczy wirnikowej z wałem tu rb in y cieplnej w w aru nk ach pełzania.
Z agadnienia Eksploatacji M aszyn, z. 1, 1992.
[20] R usin A.: N um erical sim ulation of turb in e valve creep. Archive of Applied M echanics 62, 1992.
[21] C hm ielniak T., Kosman G., Rusin A., G alas R.: Przykłady oceny trw ało
ści elem entów tu rb in parowych. Zeszyty Naukowe WSI w Opolu, seria E lektryka, z. 34, Opole 1992.
[22] K osm an G.: Projektow anie elem entów m aszyn przepływowych z uwz
ględnieniem wymaganej trwałości. Sympozjon Podstaw K onstrukcji Ma
szyn. Wyd. Pol. W arszawskiej, W arszaw a 1993.
[23] K osm an G., Rusin A.: Przykłady doboru cech konstrukcyjnych elem en
tów m aszyn z uwzględnieniem k ry teriu m trwałości, jw.
[24] Dziedzic S.: D iagnostyka przyczyn pow staw ania frettingu n a ram ach młynów węglowych, jw.
[25] G iem za H., Kurowicz M.: Zastosowanie m etod akustycznych dla zmniej
szenia intensywności osadzania się części lotnych n a powierzchniach grzewczych kotłów energetycznych, jw.
[26] Ja sk ó ła Z.: Problem y jakości i niezawodności środków technicznych, jw.
104 G erard Kosman
[27] R usin A.: Zastosow anie m etody elem entów skończonych do symulacji pełzania elem entów m aszyn energetycznych, jw.
[28] Kurowicz M.: Niszczące b ad an ia wirników turbozespołów, jw.
[29] Czepiel J., Kurowicz M.: A naliza k onstrukcji tłu m ik a wylotowego zawo
rów bezpieczeństw a, jw.
[30] Kosm an G., C hm ielniak T., R usin A.: C om puter aided lifetime evalu
ation and its application to tu rb in es design and th e ir operation. ASME P ap er n r 93-G T -277, 1993.
[31] C hm ielniak T., Kosm an G., O strow ski P.: System y m onitorow ania p ara
m etrów cieplnych i m echanicznych urządzeń cieplnych elektrowni.
A ktualne problem y w elektroenergetyce, Gliwice - Kozubnik 1993.
[32] Kosm an G.: Eksploatacja tu rb in parow ych z uwzględnieniem kryterium trw ałości i efektywności pracy. Problem y badawcze energetyki cieplnej, W arszaw a 1993.
[33] Kosm an G., R usin A, Łuniewicz B.: Koncepcja bloku ograniczeń termicz
nych tu rb in parowych, jw.
[34] Kosm an G., R usin A, Roskosz M.: Sym ulacja procesu rozruchu turbiny i próba jego optymalizacji, jw.
[35] R usin A: Trwałość urządzeń energetycznych pracujących w wysokich tem p eratu rach , jw.
[36] Kosm an G.: Trwałość eksploatacyjna tu rb in parow ych i m etody jej zwię
kszenia. Forum M ateriałoznaw stw a Energetycznego, Kraków 1993.
[37] Kosm an G., Rusin A.: Wpływ dodatkowych obciążeń n a odkształcenia trw ałe rurociągów parowych. Forum M ateriałoznaw stw a Energetyczne
go, Kraków 1993.
[38] R usin A.: Wpływ w arunków eksploatacji n a pełzanie ru r spawanych.
Zagadnienia eksploatacji m aszyn, z. 3, 1993.
[39] Kosm an G.: E ksploatacja tu rb in parow ych w w arun kach maksymalnego obciążenia. Zeszyty N aukow e W SI, seria E lektryka, z. 38, Opole 1994.
[40] Kosm an G.: W ymuszone (przyspieszone) chłodzenie grubościennych ko
lektorów kotłów parowych. Zeszyty Naukow e WSI, seria Elektryka, z. 38, Opole 1994.
[41] Kosm an G., W ierzbicki Z.: S ku tk i techniczno-ekonom iczne pracy turbin parowych przy niskich obciążeniach. Zeszyty Naukowe WSI, seria Ele
k try k a z. 38, Opole 1994.
[42] C hm ielniak T., Kosm an G., O tte J., R usin A.: Z agadnienia modernizacji tu rb in i w entylatorów energetycznych. Zeszyty Naukowe WSI, seria E lek try k a z. 38, Opole 1994.
[43] Kosm an G., R usin A.: Kompleksowa ocena sta n u technicznego turbin.
E nerg etyk a z. 9, 1994.
Kierunki badań w zakresie podstaw konstrukcji. 105
[44] Kosm an G., Czepelak J.: Trwałość elem entów ciśnieniowych obciążo
nych niesym etrycznie. Zeszyty Naukowe Pol. SI., seria E nergetyka z. 121, Gliwice 1994.
[45] K osm an G., Czepelak J.: Wpływ osadów n a powierzchniach ru ry n a jej trw ałość. Zeszyty Naukow e Pol. Śl., seria Energetyka z. 121, Gliwice
1994.
[46] Płoch M.: W ybrane zagadnienia trw ałości kół zębatych i wytrzymałości stopy zęba. I I I Konferencja nt.: „Trwałość elementów i węzłów k o n stru kcyjnych m aszyn górniczych”. Pol. SI., U stroń — Zawodzie, 9-10. 11.
1994.
[47] Płoch M.: Nośność a trw ałość uzębień kół zębatych. I I I Konferencja nt.:
„Trwałość elementów i węzłów konstrukcyjnych maszyn górniczych.
Pol. Śl. U stroń-Zaw odzie, 9-10. 11. 1994.
[48] K osm an G.: O ptym alna eksploatacja tu rb in parowych, dobór m etod i środków dla osiągnięcia tego zam ierzenia. Energetyka z. 2, 1995.
[49] Kosm an G.: Obliczeniowa ocena wytrzym ałości elementów tu rb in paro
wych. Zeszyty Naukowe Pol. Śl., seria E nergetyka z. 123, 1995.
[50] Kosm an G., Rusin A.: Ocena tem pa propagacji pęknięć w w irnikach tu rb in wywołanego rozrucham i ze sta n u zimnego, jw.
[51] K osm an G., R usin A.: Dobór cech konstrukcyjnych elementów i węzłów konstrukcyjnych tu rb in cieplnych z uwzględnieniem kryteriu m trw ało
ści. jw.
[52] K osm an G., R usin A.: Koncepcja optymalizacji cech konstrukcyjnych kadłubów tu rb in cieplnych, jw.
[53] Kosm an, Rusin A.: Sform ułowanie problem u projektowania wirników m aszyn przepływowych, jw.
[54] K osm an G.: B adania teoretyczne natu raln eg o i wymuszonego chłodzenia grubościennych elem entów maszyn i urządzeń energetycznych, jw.
[55] Kosm an G.: Przyspieszenie procesu stygnięcia grubościennych kolekto
rów kotłów parowych z zachowaniem ograniczeń wytrzymałościowych, jw.
[56] R usin A.: M etoda naprężeń bazowych w analizie przemieszczeń wywoła
nych pełzaniem , jw.
[57] R usin A.: Trwałość wirników tu rb in w ujęciu kontynualnej m echaniki zniszczenia, jw.
[58] R usin A.: A naliza wpływu losowego c h a ra k te ru obciążenia, geom etrii stałych m ateriałow ych n a pełzania zginanego pręta. jw.
[59] Ja sk ó ła Z., Płoch M.: Zastosowanie w skaźnika bezpieczeństwa w oblicze
niach wytrzymałościowych kół zębatych (w druku).
[60] Kosm an G.: Dobór w arunków eksploatacji tu rb in parowych do ak tu aln e
go sta n u technicznego czasu pracy i zadanych ograniczeń. Zeszyty Naukow e Pol. Śl., seria E nergetyka z. 126, Gliwice 1995.
