Что такое микротурбины?
Микротурбины представляют собой ультракомпактные тепловые электростанции, снабженные электронной системой управления и вспомогательными агрегатами. Все элементы смонтированы в общем несущем каркасе.
От внешних воздействий микротурбины обычно защищены специальными контейнерами (кожухами) со звукоизоляционным и температурным компенсированием. Это позволяет устанавливать микротурбины даже Крайнем Севере.
Микротурбины работают на разных видах топлива – как газообразного, так и жидкого. Они преобразуют энергию его сгорания в электричество и тепло.
Несмотря на сравнительно небольшие размеры, микротурбины обладают высокой производительностью. Низкий уровень вибраций и малое количество вредных для экологии выбросов делают их отличной альтернативой другим силовым агрегатам.
В условиях плотной городской застройки и высокой стоимости земельных участков микротурбины устанавливают прямо на крышах зданий. Их используют в торговых комплексах и складских помещениях, на нефтяных платформах и стройплощадках.
Обслуживание и ремонт микротурбин
Обслуживание и ремонт микротурбин осуществляются по мере необходимости. В среднем, регламентные работы проводятся не чаще раза в год: меняются воздушные фильтры, свечи зажигания и прочие расходники.
Срок службы микротурбин до капитального ремонта зависит от условий эксплуатации оборудования. Кроме того, интервалы определяет производитель. Например, микротурбины Capstone работают на одном двигателе 5-6 лет. По истечении этого срока силовой агрегат подлежит замене.
Ресурс двигателя может быть продлен путем замены лепестковых газодинамических подшипников (ЛГП) – бесконтактных опор с газовой смазкой. Во многом благодаря этим деталям микротурбины получили столь широкое распространение. ЛГП не требуют применения смазочных материалов и охлаждающей жидкости, работоспособны в широком диапазоне температур, обладают высокими демпфирующими свойствами.
Основной парой трения в газодимических подшипниках является лепесток и вал.
При пусках и остановах микротурбин, в переходных или аварийных режимах работы оборудования лепестки могут контактировать с валом. В результате на их поверхностях появляются задиры, из-за повышенного трения подшипники быстро изнашиваются.
Чтобы избежать этого, на лепестки ЛГП наносятся антифрикционные твердосмазочные покрытия.
Покрытия MODENGY для лепестковых газодинамических подшипников
При производстве российских микротурбин и ремонте зарубежных агрегатов (в частности, Capstone) используются антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY.
Они отвечают всем требованиям современной газотурбинной техники:
- Обладают высокой термостойкостью (до +500 °С)
- Имеют хорошую адгезию к металлам
- Практически не подвержены износу
- Образуют защитный слой с очень низким коэффициентом трения и быстрой прирабатываемостью
Покрытия эффективно снижают трение и защищают детали от задиров. Обработанные поверхности имеют характерный серый цвет с металлическим отблеском (рис. 2).
В линейке покрытий MODENGY для микротурбин имеются как традиционные составы на основе дисульфида молибдена, политетрафторэтилена и графита, так и материалы с другими компонентами.
Например, покрытие MODENGY 2560 содержит дисульфид вольфрама и специально синтезированный графит, а также неорганическое связующее вещество на основе комбинации солей металлов.
Данное покрытие отличается особой термостойкостью (до +500 °С) и повышенной адгезией, не разрушается под действием кислот, эффективно при низких и высоких скоростях скольжения (от 0 до 20 м/с).
Состав отверждается в два этапа: 40 минут при +100 °С, а затем 160 минут при +150 °С.
Другие материалы MODENGY, которые используется в лепестковых газодинамических подшипниках турбин, имеют немного меньшие диапазоны рабочих температур. При этом все они обладают свойствами ресурсной смазки и позволяют создавать необслуживаемые узлы трения.
Покрытие MODENGY 1007 на основе графита и полиамид-имидного связующего выдерживает от -50 до +350 °С. Оно отличается высокой адгезией, нетоксичностью, длительным сроком службы.
На поверхностях лепестков это покрытие образует особо прочную пленку серо-черного цвета, которая защищает детали в условиях повышенной влажности и запыленности.
Состав полимеризуется при нагреве до +200 °С всего за 20 минут.
MODENGY 1014 с политетрафторэтиленом (ПТФЭ) и дисульфидом молибдена обладает низким коэффициентом трения. После полимеризации покрытие приобретает очень гладкую текстуру, что немаловажно для газодинамического режима в подшипнике.
Материал отличается химической стойкостью, отличными антикоррозионными свойствами (> 672 часов по результатам ускоренного теста в соляном тумане). Диапазон рабочих температур покрытия MODENGY 1014 – -75 … +255 °С, время полимеризации при +200 °С – 40 минут.