Устройство и принцип действия энергетических турбин
Энергетические турбины представляют собой силовые установки, которые преобразуют поток входящих веществ в механическую энергию для работы электрогенератора. Наиболее широкое распространение они получили в электрических станциях, обеспечивающих население теплом и светом.
Энергетические агрегаты делятся на паровые и газовые. Первые на входе используют потоки воды. В камере сгорания она превращается в пар и поступает на лопатки турбин, придавая им движение.
Входящее вещество газовых турбин не меняет своего агрегатного состояния на всем процессе работы. После камеры сгорания на лопатки подается расширенный газ.
Основой конструкции обеих турбин является вал с лопастями, вращение которого приводит в действие электрогенератор.
Турбостроение в России
Российские электростанции на протяжении всего периода своей работы закупали турбинные установки у иностранных поставщиков или собирали на своих предприятиях по лицензии. Наиболее часто они обращались к компаниям Siemens и General Electric.
Это имело свои существенные недостатки, среди которых ограничение прав пользования и распоряжения установками и высокая стоимость перевозки.
Сейчас действует курс на импортозамещение, согласно которому четверть всех зарубежных турбин должны быть заменены на российские.
В конце 90х годов была начата разработка отечественной газовой турбины ГТД-110М. Однако прорыв в ее строительстве был достигнут только к 2013 году, когда к процессу подключились «Роснано», «Интер РАО» и «Ростех».
Рис. 1. Российская турбина
В 2019 году турбина прошла многочисленные испытания, по результатам которых было доказано, что по производительности она не уступает импортным аналогам (5700 часов наработки), а по габаритам меньше в 2 раза. Установка была внедрена в Ивановские ПГУ.
В планах наладить серийный выпуск отечественной турбины, для начала по 2 в год. После удовлетворения внутреннего спроса начнется выход на мировой рынок.
Производство полностью отечественных газовых турбин обеспечит создание новых рабочих мест, конкурентоспособность российских разработок, снижение расходов на доставку и обслуживание установок.
Применение при производстве турбин отечественных покрытий MODENGY
В рамках стратегии развития собственной промышленности к обслуживанию узлов трения российских турбин допускаются только отечественные материалы, прошедшие испытания на соответствие техническим требованиям.
Их применение необходимо для увеличения надежности и срока службы высоконагруженных узлов и механизмов, функционирующих в условиях экстремальных температур и скоростей вращения.
Инновационные твердосмазочные покрытия от российской компании «Моденжи» (г. Брянск) удовлетворяют всем требованиям турбостроения. Они образуют на деталях износостойкий сухой слой, содержащий частицы твердых смазочных веществ.
Высокие антифрикционные и антикоррозионные свойства материалов обеспечивают повышение ресурса и безотказное функционирование механизмов оборудования на длительный срок. Они наносятся уже на этапе производства деталей.
Примеры применения покрытий MODENGY на узлах турбин
Лопатки турбин склонны к прикипанию и фреттинг-коррозии. Чтобы облегчить монтаж и демонтаж деталей, а также продлить срок работы, на их хвостовики наносят покрытие MODENGY 1001.
Рис. 2. Лопатки турбин до и после нанесения покрытия MODENGY на хвостовики
Клапаны стравливания газа теплоэлектростанций функционируют в условиях повышенного трения и экстремальных температур. Для снижения их износа применяют материалы MODENGY 1001 и MODENGY 1007.
Рис. 3. Детали запорного клапана с покрытием MODENGY 1001
Подшипники скольжения газовых турбин нуждаются в снижении коэффициента трения и предотвращении скачкообразного движения. Для этого на них наносят покрытия MODENGY 1001 и MODENGY 1002.
MODENGY 1005 предотвращает повреждения при запрессовке и облегчают монтаж прессовых посадок.
MODENGY 1001 на ходовых винтах предотвращает прикипание и задиры, улучшает плавность хода и снижает усилие на привод затвора.
Рис. 4. Шпиндели задвижек до и после нанесения покрытия MODENGY
Крепежные детали турбин обрабатываются покрытием MODENGY 1014. Благодаря этому снижается и стабилизируется трение в резьбе, предотвращаются задиры и прикипание, облегчается процесс сборки и разборки соединений, обеспечивается защита от коррозии.
Рис. 5. Крепежные детали с покрытием MODENGY 1014
Для конденсатоотводчиков запорных клапанов используется MODENGY 1001.
Энергетические турбины являются главными составляющими станций по выработке электроэнергии. Обработка узлов и механизмов таких мощных агрегатов качественными материалами обеспечивает повышение срока службы и производительности оборудования.