Продолжение поста «В Красноярске ставят сделанную екатеринбуржцами турбину для ТЭЦ-3. Проект на 27,5 млрд руб»
Как производят турбины для проектов ДПМ-2. Фото и видео с Уральского турбинного завода
Конструкция определяет
По словам заместителя главного конструктора завода Михаила Степанова, проектирование каждой паровой турбины — штучное производство с индивидуальным подходом к каждому проекту. Заказчик выдает свои условия — сроки, бюджет, габариты, мощность, технологические особенности, а инженеры завода уже выполняют необходимые расчеты и подбирают оптимальный вариант конструкции, определяя особенности проекта, отличные от серийного.
Для проектирования деталей турбин нового поколения (им ставят маркировку NG — new generation), помимо обычных чертежей, применяется 3D-моделирование деталей. Это повышает точность изготовления элементов.
Изготовление турбины для Красноярской ТЭЦ-3 электрической мощностью 185 МВт имело свои особенности. Характеристики второй турбины частично определил первый, действующий на станции энергоблок, построенный по программе ДПМ — новое оборудование должно было дополнить существующее и эффективно работать с ним в паре.
Новая турбина для Красноярской ТЭЦ-3 в сборке на Уральском турбинном заводе
При проектировании турбины для ТЭЦ-3 учитывалась и потребность в дополнительной тепловой мощности для развивающегося города. Одной из конструктивных особенностей стали большие подогреватели сетевой воды — они необходимы, чтобы новый энергоблок мог нести высокую тепловую нагрузку. Напомним, его заявленная тепловая мощность — 270 Гкал/час.
«Данный проект для нас был по-своему уникальным, так как турбины в таком форм-факторе с мощностью 185 МВт давно не изготавливались предприятием, и нам нужно было применить современный подход на всех этапах проектирования. Например, для этой турбины мы применили реактивное облопачивание. Хотя оно широко используетс в мировой практике, для нас это был новый опыт. Суть технологии в том, что при работе лопатки турбины иначе принимают паровую нагрузку. Считается, что этот способ более эффективный, но он требует высокой точности в исполнении и большего внимания в эксплуатации».
заместитель главного конструктора Уральского турбинного завода
В конструкторском бюро Уральского турбинного завода работают 120 специалистов, и в проектировании каждой машины задействованы все его подразделения. Расчетные данные передаются в конструкторские отделы, где уже разрабатывается вся рабочая документация. Проектирование одной машины занимает порядка 5-6 месяцев, последующее изготовление — около года.
Кружите цилиндр, кружите
После разработки всех чертежей, проект передается в производство — начинается процесс закупки материалов, заготовок и изготовления деталей турбины. Крупные литые элементы, металлопрокат, чушки для лопаток из ценных сплавов заказывают на металлургических заводах. А на турбинном начинается их обработка и сборка.
Заготовки обрабатывают на станках, подгоняя под требуемые размеры, протачивая в них необходимые технологические отверстия, пазы и выступы. Самые массивные детали — элементы цилиндров высокого, среднего и низкого давления.
Элементы турбин перед сборкой
Для проточки больших отверстий применяются токарные карусельные установки — они кружат детали, а специальный резак снимает лишний металл слой за слоем.
Самые крупные детали обрабатывают на большом карусельном станке КУ-152. Таких станков во всем мире всего 10 штук, два из них — в России
Особое внимание уделяется проточной части турбин — роторам. От точности их изготовления зависит эффективность работы оборудования.
Ротор в сборке
Лопатки роторов вытачивают за множество проходов на разных станках из литых заготовок. Финальный этап — шлифовка и полировка до абсолютной гладкости.
Готовые лопатки после шлифовки и полировки
Каждая лопатка проходит специальный контроль. Лазер замеряет все параметры и выводит на экран обнаруженные отклонения до сотых долей миллиметра.
Лазерный станок проверяет каждую лопатку
Если выявленные недочеты можно исправить — деталь отправляется на доработку. Если нет — в брак. В сборку идут только лопатки с идеальными параметрами.
Сборка ступени ротора
Так как турбины, которые используются на городских ТЭЦ, — теплофикационные, еще одна важная часть работы — это изготовление подогревателей сетевой воды. В нем перегретый пар отдает свое тепло воде, которая проходит через множество трубок. Искусство мастера-котельщика — выставить внутри подогревателя листы перфорированного металла так, чтобы все отверстия идеально совпали друг с другом. Только тогда трубки смогут пройти барабан насквозь.
Подогреватель сетевой воды
Собрать, проверить, разобрать
Когда все детали готовы, они отправляются на сборочный стенд. Сборка турбины длится около двух месяцев — в итоге получается полностью рабочий агрегат, который можно проверить прямо на стенде.
Работа на сборочном стенде
Слесарь механосборочных работ Сергей Гиенко также работал над сборкой оборудования для красноярских ТЭЦ
Приемка готовой турбины происходит в присутствии заказчика. При этом оборудование тестируют — запускают все вращающиеся детали и проверяют плавность их хода. Затем турбину снова разбирают и отправляют заказчику по частям.
Ранее Уральский турбинный завод также производил турбины для Барнаульской ТЭЦ-2 и Абаканской ТЭЦ. Предприятие не только изготавливает турбины, но проводит их модернизацию. Например, на Красноярской ТЭЦ-2 в 2022 году была выполнена замена цилиндра высокого давления производства Уральского турбинного завода. Это стало первым в России реализованным проектом по новой программе модернизации мощностей ДПМ-2. На счету уральских турбиностроителей также пять серьезных модернизаций энергоблоков для ТЭЦ-4 и ТЭЦ-3 Новосибирска, которые проводились с 2014 по 2019 годы.
