Вал больших и компактных энергетических турбин вращается при больших скоростях. Чтобы предотвратить износ деталей используются подшипники. Подшипники скольжения устанавливаются в паровые и газовые энергетические турбины, газодинамические устройства применяются в микротурбинных установках.
Подшипники турбины воспринимают на себя вес ротора и усилия, действующие на него.
Подшипники скольжения турбин
Для мощных энергетических турбин используют опорные или опорно-упорные подшипники скольжения. Они долговечны, надежны и обладают высокой несущей способностью при постоянных или динамических нагрузках.
Они предназначены только для работы в условиях жидкостного трения. Для смазывания и охлаждения подшипников используется синтетическое огнестойкое масло.
Основными компонентами опорного подшипника являются:
- Вкладыши со стопорными элементами
- Опорные колодки
- Крепежные детали
- Регулировочные прокладки для обеспечения плотной посадки
- Каналы для прохода масла и маслораздаточные канавки
- Диафрагма
При нормальной работе между шейкой вала и вкладышем подшипника образуется устойчивая масляная пленка толщиной около 20 мкм, которая снижает износ в процессе работы турбины.
При перебоях в маслообеспечении перекрывают поток рабочего тела и останавливают турбину. До момента полной неподвижности ротора смазочная жидкость подается из аварийной системы.
Лепестковые газодинамические подшипники микротурбины
Микротурбинные установки малых размеров производят экологически чистую энергию. Это возможно благодаря отказу от масляного оборудования.
Разделяющие и смазочные функции в данном случае выполняет воздушная подушка, которая образуется на высоких оборотах вращения вала. Она создается благодаря комплексу из тонких металлических пластин. Они вставляются между ротором и корпусом и образуют замкнутую систему. Под давлением воздуха при разгоне вала лепестки деформируются и принимают необходимое положение.
Газовый клин не имеет ограничений максимальной скорости и обеспечивает стабильное и плавное движение ротора.
Подшипники турбины: обслуживание и способы увеличения ресурса
В начале и окончании работы микротурбины происходит соприкосновение и трение лепестков с ротором. Это приводит к усиленному износу деталей.
Для предотвращения фрикционного разогрева и повреждений элементов на поверхность, обращенную к валу, наносят антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY 2560. Оно существенно увеличивает ресурс подшипников, функционирующих при нагреве до +500 °С. При менее высоких температурах применяют материалы MODENGY 1007 и MODENGY 1014.
Наибольший износ подшипников скольжения энергетических турбин также наблюдается в моменты пуска-останова агрегатов, то есть на малых скоростях вращения, когда вал еще не принял необходимое положение. После «всплытия» вала трение между деталями становится минимальным.
Для предотвращения повреждений при запуске или остановке на поверхность вкладышей, которая касается ротора, наносят баббит – антифрикционный материал, представляющий собой сплав из легирующих металлов на основе олова.
Износ баббитового слоя контролируется с помощью скоб в нижней части подшипника.
Совершенствование разработки подшипников крупногабаритных турбин будет направлено на отказ от масляной системы и переход к газодинамическим устройствам. Сейчас это затруднительно, так как газовой клин обладает низкой грузоподъемностью.