Повреждения элементов проточных частей паровых турбин в результате ударного эрозионного износа, в частности расположенных на последних ступенях турбин лопаток, приводят к ускоренному разрушению этих элементов и, как следствие, снижению КПД ступени и турбоустановки в целом. Причиной такой проблемы является попадание на поверхность детали образующихся в процессе работы и перемещающихся на высокой скорости крупнодисперсных капель влаги.
Наша компания располагает достаточным опытом, чтобы предложить несколько вариантов решения такой проблемы и минимизации ее последствий, а в случае чрезмерного износа рабочих лопаток в результате эрозии оперативно выполнить их замену на аналогичные или более качественные.
Опасность капельной эрозии
Активная капельная эрозия рабочих лопаток может привести к следующим негативным последствиям:
- Уменьшение площади сечения деталей, из-за чего существенно возрастает напряжение изгиба. В результате повышения нагрузки возникает риск отрыва лопатки от основания.
- Снижение усталостной прочности и росту концентрации внутренних напряжений, связанных с образованием на поверхности повреждений. Такие явления могут стать причиной растрескивания металла.
- Возможность появления резонансных колебаний.
- Повышение вероятности развития коррозии по причине нарушения целостности защитного антикоррозионного покрытия.
Общим результатом таких проблем является снижение экономичности работы турбины и необходимость чаще выполнять ремонт или замену рабочих лопаток.
Способы борьбы с эрозией проточной части паровых турбин
Для повышения срока службы лопаток и защиты их от износа и разрушения мы применяем несколько способов:
- Установка в проточной части турбины улавливающего влагу оборудования (ступеней-сепараторов, внутриканальных сепараторов и другого).
- Увеличение величины зазоров между рабочими лопатками и соплами, размер которых может составлять от 100 мм до 300 мм. Благодаря такому мероприятию происходит дробление крупнодисперсных капель на капли меньшего размера, а также выравнивание скорости частиц влаги и пара.
- Снижение концентрации влажности пара на выходе из турбины при помощи повышения его температуры, промежуточного перегрева, а также применения сепараторов.
- Устранение бандажных проволок, благодаря чему снижается концентрация влаги.
- Обустройство продольных канавок на задней части лопаток, расположенных на периферии. Такие канавки способствуют эффективному дроблению крупных капель самой лопаткой, а также снижают силу удара.
- Припаивание защитных накладок на лопатки из кобальтового сплава (стеллита), обладающего высокой ударной прочностью и устойчивостью к износу.
Помимо этого для упрочнения лопаток может применяться закаливание кромок и нанесение других защитных покрытий (например, сплавов на титановой основе). Благодаря применению вышеперечисленных мер, эрозия паровых турбин существенно снижается, а срок службы лопаток и экономичность работы турбоустановки ощутимо возрастает.