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.
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».
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.
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.
Для проточки больших отверстий применяются токарные карусельные установки — они кружат детали, а специальный резак снимает лишний металл слой за слоем.
Особое внимание уделяется проточной части турбин — роторам. От точности их изготовления зависит эффективность работы оборудования.
Лопатки роторов вытачивают за множество проходов на разных станках из литых заготовок. Финальный этап — шлифовка и полировка до абсолютной гладкости.
Скачать
Каждая лопатка проходит специальный контроль. Лазер замеряет все параметры и выводит на экран обнаруженные отклонения до сотых долей миллиметра.
Если выявленные недочеты можно исправить — деталь отправляется на доработку. Если нет — в брак. В сборку идут только лопатки с идеальными параметрами.
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.
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.
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.
Новая турбина для Красноярской ТЭЦ-3 была изготовлена и отгружена заводом в конце 2022 года, сейчас весь комплект уже поступил на станцию. Завершается установка подогревателя сетевой воды и устройство фундамента. В ближайшее время специалисты готовы будут приступить к сборке нового агрегата.
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.
