Назначение энергетических турбин
Энергетическая турбина является приводным механизмом станций по выработке тепла и электроэнергии. Она представляет собой вращающийся вал с лепестками, на которые подается рабочее тело. Вследствие попадания на лопатки вещества под давлением начинает функционировать генератор, соединенный с валом и вырабатывающий энергию.
Турбины делятся на два вида в зависимости от рабочего тела: паровые и газовые.
Отличий в конструкции этих устройств немного. Входящее вещество обеих турбин проходит через камеру сгорания, после чего продукты горения под давлением подаются на лопатки и приводят вал в движение.
Паровая турбина: преимущества и недостатки
В паровой турбине движение вала обеспечивается горячим паром. На входе в систему используется вода.
Преимущества:
- Длительный срок службы – около 20 лет
- Широкий выбор топлива
- Высокий КПД
- Широкий диапазон мощностей
- Отсутствие необходимости подготовки топлива
Рис.1. Паровая турбина
Газовая турбина: преимущества и недостатки
Особенностью газовой турбины является отсутствие изменения агрегатного состояния рабочего тела. Благодаря этому достигается гораздо большая рабочая температура и повышение КПД.
Преимущества газовой турбины:
- Уменьшенные габариты при одинаковой мощности с паровыми
- Быстрый запуск
- Высокая маневренность
- Широкий спектр используемого топлива
- Потребность в охлаждающей жидкости снижена в 5 раз
- Низкие расходы на техобслуживание, небольшой расход смазочных материалов
- Малое количество сопряженных деталей, снижение потерь на трение
- Постоянство электрической частоты
- Снижение уровня шума и вибрации при работе, а также вредных выбросов
Рис. 2. Газовая турбина
Обслуживание паровой и газовой турбины
Высокие температуры и нагрузки оказывают значительное влияние на срок службы механизмов турбин. Для обеспечения нормального функционирования детали производятся из жаростойких материалов с повышенной удельной прочностью.
Однако этого бывает мало и детали нуждаются в дополнительной защите, особенно в моменты запуска и остановки агрегатов.
Для этого на этапе производства элементов турбоустановок на наиболее подверженные износу части наносят антифрикционные твердосмазочные покрытия.
Рис. 3. Лопатки турбин до и после нанесения защитного покрытия на хвостовики
Хвостовики лопаток турбин обрабатываются составом MODENGY 1001, подшипники скольжения - MODENGY 1001 и MODENGY 1002, прессовые посадки - MODENGY 1005, ходовые винты - MODENGY 1001, конденсатоотводчики - MODENGY 1001, крепежные изделия - MODENGY 1014.
Парогазовая турбина
В структуре мировой энергетики усиливается удельный вес газовых турбин и парогазовых установок. Последние представляют собой агрегаты с двумя двигателями: паросиловым и газотурбинным.
На входе имеется газ, который расширяется и подается на лопатки газовой турбины. Генератор, прикрепленный к ее валу, начинает вырабатывать электрический ток.
Неиспользованный для этого процесса горячий воздух попадает в котел-утилизатор паросиловой установки, нагревая воду до образования пара.
Горячий пар подается на вторую турбину – паровую. Она приводит в действие второй электрогенератор.
- Повышение КПД до 60 процентов
- Низкая стоимость единицы получаемой энергии
- Короткие сроки монтажа (до года)
- Повышение экологичности и компактности по сравнению с паровыми турбинами
- Возможность перестройки с паросиловой установки
Рис. 4. Парогазовая установка