Энергетические турбины применяются для приведения в движение генератора энергии. Для этого используется мощность входящих тел, которые нагреваются и подаются в рабочую камеру.
Для функционирования турбины могут использоваться пар или газ. В структуре современной энергетики уменьшается количество паровых турбинных установок и стремительно растет доля газовых и парогазовых агрегатов.
Паровые машины для подогрева воды в котлах используют твердое топливо, которое при сгорании выделяет большое количество вредных веществ.
Энергетические газовые турбины
В конструкцию газовой турбины включаются ротор и статор с лопатками. Ротор представляет собой вал, на который установлены диски с рабочими пластинами. Статор – неподвижная система, которая оснащена направляющими лопастями. Между ротором и частью статора устанавливается подшипник скольжения, который снижает износ и центрует вал.
Энергетические газовые турбины не могут работать без дополнительных устройств, вместе с которыми образуют газотурбинную установку – компрессора и камеры сгорания.
С помощью компрессора воздух нагнетается в камеру сгорания. Там он смешивается с природным газом и подвергается горению. После этого горячая среда попадает на сопловые лопатки, ускоряется и под определенным углом перемещается на рабочие пластины.
Под действием расширенного газа пластины приводят в движение вал, соединенный с генератором, и начинается процесс выработки энергии.
Так как для нагрева воздуха используется природный газ и другие виды жидкого и газообразного топлива, вредных выбросов в атмосферу выделяется малое количество, по сравнению с паровыми установками.
Энергетические парогазовые установки
Коэффициент полезного действия газовой турбины составляет около 35 процентов. Для его увеличения газовые агрегаты соединяют в одну установку с паросиловыми двигателями.
Начальная ступень парогазовой системы повторяет работу газотурбинной установки. В конце первой стадии приводится в движение газовый генератор.
Отработанный горячий газ используется для подогрева воды и создания пара. Он обеспечивает движение паровой машины и стимулирует еще один генератор.
Таким образом, КПД парогазовой установки составляет 58-64 %.
Преимущества парогазовых установок:
- Малое количество вредных выбросов за счет наличия фильтрующих элементов и отсутствия твердого топлива
- Создание дешевой энергии
- Меньшее потребление воды в сравнении с паросиловыми агрегатами
- Компактность при высокой производительности
- Короткие сроки монтажа (от 9 месяцев)
Современные турбины: обслуживание и контроль функционирования
Так как совершенствование турбин идет по пути повышения температуры рабочего тела (в настоящее время на лопатки газовых турбин подается воздух, нагретый примерно до +1200 °С) и скоростей вращения ротора, детали и механизмы агрегатов нуждаются в надежной защите от коррозии, усталостных повреждений и других дефектов.
Для обработки высоконагруженных узлов турбинных установок используют антифрикционные твердосмазочные покрытия, которые обладают высокими антикоррозионными, смазочными и разделительными функциями.
На хвостовики лопаток турбин, крепежные детали, подшипники скольжения, ходовые винты, прессовые посадки наносят материалы MODENGY 1001, MODENGY 1002, MODENGY 1005, MODENGY 1014. Благодаря этому существенно увеличивается ресурс деталей.
Контроль за состоянием турбины
Современные турбинные установки должны обследоваться не реже раза в год. Камера сгорания осматривается с помощью специального оптического инструмента, помогающего рассмотреть узкие и труднодоступные участки – бороскопа.
Состояние самой турбины проверяют неразрушающими методами, изношенные детали заменяют.
Важным этапом является очистка лопаток. На ободе дисков скапливается пыль и другие мелкие частицы, что ведет к снижению срока службы деталей. Удаление загрязнений осуществляют неабразивным материалом.
Кроме планового контроля должны проводиться простукивания турбины на предмет посторонних звуков. Именно нестандартные шумы могут говорить о начинающихся неполадках в работе турбины.