|
|
Уплотняющие прирабатываемые покрытия
Подталкиваемые растущими ценами на топливо и более строгими требованиями по сокращению вредных выбросов, производители промышленных газовых турбин находятся под постоянно растущим давлением увеличения эффективности. Даже небольшой прирост эффективности может дать значительные результаты: Увеличение эффективности всего на 1% в масштабах мировой электрической системы в 2500 ГВт приводит к сокращению выбросов CO2 на 300 миллионов метрических тонн (660 миллионов фунтов) и экономии 100 миллионов метрических тонн (220 миллионов фунтов) ископаемого топлива. Одним из методов получения такого прироста эффективности может быть уменьшение зазоров между вращающимися и неподвижными компонентами с помощью нанесения термических уплотняющих покрытий в газовом тракте. В области компрессора использование пассивного контроля зазоров с помощью термических уплотняющих покрытий является очень эффективным и широко применяется как в авиационных, так и в промышленных газовых турбинах. Однако, покрытия, традиционно используемые в компрессорах, не выдержат высоких температур в турбинах. Для контроля зазора в горячей области предпочтительным является использование керамических покрытий; однако, стандартные керамические покрытия, такие как стабилизированные цирконием материалы, могут привести к сильному повреждению, даже для лопаток с наконечниками из кубического нитрида бора.
Решение Sulzer Metco
Sulzer Metco как ведущий поставщик уплотнительных решений для промышленных газовых турбин и воздушных компрессоров разработала каталог керамических уплотнительных материалов для применений в горячей зоне. Решения Sulzer Metco разработаны таким образом, что уплотняющие покрытия точно вырезаются лопатками с наконечниками, а для некоторых применений могут использоваться и для лопаток без наконечников. Эти уплотняющие решения были протестированы и показали увеличение общей эффективности двигателя на более, чем на 1% при использовании на бандажах турбин высокого давления, работающих при температурах до 1150°С (2100°С)2. Кроме того, эрозионная стойкость этих покрытий будет сохраняться в течение периода между ремонтами.
- направляющий аппарат 1ой ступени
- лопатка турбины 1ой ступени
- сегмент уплотнительного бандажа
- высокотемпературное керамическое уплотняющее покрытие
- корпус
- направляющий аппарат 2ой ступени
δ – зазор между вращающимися лопатками и сегментами бандажа.
Уплотняющие керамические материалы состоят из керамической матрицы, летучей фазы для контроля пористости и разделительного вещества, которое улучшает прирабатываемость. Они наносятся методом атмосферного плазменного напыления таким образом, что контролируются пористость, твердость и эрозия. Керамическое покрытие наносится поверх совместимого покрытия-подслоя из MCrAlY. Sulzer Metco здесь также имеет большой каталог материалов для связывающих покрытий на основе MCrAlY.
Ведущие производители турбин уже внедрили технологию уплотнительных покрытий Sulzer Metco для производства ТВД с очень хорошими результатами. Эти решения очень экономичны с точки зрения стоимости, а в тех применениях, где они могут быть использованы вместо лопаток без наконечников, преимущества по стоимости еще больше, поскольку исключается дорогостоящий процесс прикрепления наконечника.
|
