Применение покрытий MODENGY в энергетических турбинах

Назначение и устройство турбины

Турбины являются основной частью оборудования для выработки энергии и тепла. Они используются в качестве привода электрогенераторов на различных электрических станциях, в транспорте, компрессорных установках.

Турбина представляет собой ротор с радиально расположенными лепестками. На корпусе установлен еще один ряд лопаток другой формы, остающийся неподвижным при работе - статор. Пару из одного вращающегося и одного неподвижного элемента называют ступенью.

Выработка электроэнергии генератором происходит за счет подачи в него продуктов горения с помощью вращающихся под давлением лопаток турбин. Кинетическая энергия потока расширенных газов трансформируется и создает механическую энергию вращения ротора.

Энергетические турбины различаются по рабочей среде – веществу, с помощью которого осуществляется преобразование энергии. Для турбин это пар или газ. Существуют газовые, паровые и парогазовые установки.

Перспективы турбостроения в России

Тепловые электростанции (ТЭЦ) в России используют и газовые, и паровые турбины. Они всегда закупались за рубежом: доставлялись сразу собранными или устанавливались по иностранной лицензии.

Права на данные агрегаты принадлежали иностранным компаниям, что усложняло процесс пользования и распоряжения ими.

В настоящее время в России разработана новая программа, по которой четверть всех энергоустановок должны быть заменены на отечественные.

В этом направлении уже есть большой прорыв: была собрана первая газовая турбина ГТД-110М полностью российского производства.

Рис. 1. Газовая турбина ГТД-110М

Она прошла испытания, по результатам которых доказано, что по производительности турбина не уступает импортным аналогам – 5700 часов наработки. По габаритам и весу отечественная установка почти наполовину меньше.

Следующий этап – серийное производство турбин. Плановые показатели составляют 2 единицы в год. Прорабатываются возможности выхода на мировой рынок.

Курс на импортозамещение

Отечественные научные разработки становятся гарантом стабильности страны в области производственных технологий. Разработку новой турбины можно назвать составной частью стратегии по развитию собственной промышленности.

Производство полностью российских энергетических турбин даст положительные эффекты, среди которых:

• Создание новых рабочих мест
• Экономическая выгода – серийное производство агрегатов будет менее затратным, чем оплата иностранных турбин, транспортных издержек и обслуживания. По расчетам специалистов применение отечественных установок сократит капитальные затраты на 30 процентов, а расходы на обслуживание на 50 процентов.
• Ускорение сроков поставок на ТЭЦ
• После удовлетворения внутреннего спроса появится возможность конкурировать с мировыми компаниями на внешнем рынке

Увеличение ресурса деталей энергетических турбин с помощью отечественных покрытий

Энергетические турбины являются мощными высокопроизводительными агрегатами. Их узлы трения и детали подвергаются экстремальным нагрузкам и температурам (500-600 °C).

Для увеличения надежности и ресурса элементов и механизмов турбинного оборудования необходимо применять инновационные смазочные материалы.

В рамках программы импортозамещения к применению на новых турбинах допускаются только материалы российского производства, соответствующие всем техническим требованиям.

Такие составы выпускает компания «Моденжи», расположенная в городе Брянск. Антифрикционные твердосмазочные покрытия (АТСП) бренда MODENGY созданы для длительного функционирования в тяжелонагруженных узлах и механизмах.

Хвостовики лопаток турбин обрабатывают покрытием MODENGY 1001 для обеспечения легкой сборки и демонтажа, а также длительного срока службы элементов.

Рис. 2. Хвостовики лопаток турбин до и после нанесения покрытия MODENGY

На клапаны стравливания давления пара ТЭЦ наносят MODENGY 1001 и MODENGY 1007. Благодаря этому обеспечивается снижение трения и износа управляющих механизмов высокотемпературных устройств.

Рис. 3. Детали запорного клапана с покрытием MODENGY 1001

Подшипники скольжения газовых турбин обрабатываются покрытиями MODENGY 1001 и MODENGY 1002. Они обеспечивают низкий коэффициент трения деталей, улучшение скольжения и предотвращение скачкообразного движения, увеличение ресурса механизма.

На прессовых посадках применяют покрытие MODENGY 1005. Оно защищает детали от повреждений при запрессовке, облегчает монтаж.

Для ходовых винтов используют материал MODENGY 1001. Благодаря этому снижается коэффициент трения элементов, предотвращаются прикипание и задиры, улучшается плавность хода, снижается усилие на привод затвора.

Рис. 4. Шпиндели задвижек до и после нанесения покрытия MODENGY

Крепежные изделия энергетических турбин покрывают средством MODENGY 1014. Оно обеспечивает легкий монтаж и демонтаж соединений, стабильное усилие затяжки, снижение и стабилизацию трения в резьбе, защиту от коррозии.

Рис. 5. Крепежные детали с покрытием MODENGY 1014

На конденсатоотводчики запорных клапанов наносят АТСП MODENGY 1001.

Указанные покрытия имеют высокий верхний предел рабочих температур и защищают детали от повреждений при перегреве. Антикоррозионные и антифрикционные свойства материалов обеспечивают значительное увеличение ресурса оборудования.

АТСП обладают длительным сроком службы и не нуждаются в постоянном обновлении. Тонкий слой материалов (15-25 микрометров) не оказывает существенного влияния на конечный размер деталей.

Обработку элементов можно осуществлять уже на этапе их производства.

Компания «Моденжи» предоставляет услуги по подбору своих покрытий для конкретных узлов турбины. Нанесение материалов осуществляется в специализированном инженерном центре на базе компании. Возможно обучение самостоятельному применению покрытий.