Эрозия лопаток турбины

Перегрев пара одновременно приводит к уменьшению конечной влажности. Появление влаги в турбинах вызывает дополнительные потери при расширении, а кроме этого эрозию лопаток турбин, поэтому при больших начальных давлениях перегрев пара необходим. В некоторых случаях прибегают к промежуточному перегреву [c.177]

Повышение начального давления пара при заданной температуре и неизменном конечном давлении вызывает увеличение конечной влажности пара, что приводит к разрушению (эрозии) лопаток турбины конечная влажность пара свыше 13—14% в турбинах не допускается. [c.143]

При этом достигается также дополнительное повышение экономичности за счет уменьшения влажности отработавшего пара (сравни состояния / и 2 на рис. 12-6). Часто этот эффект оказывается более существенным, чем выигрыш в к. п. д. цикла, поскольку в крупных паросиловых установках эрозия лопаток турбины, вызываемая влагой, настолько опасна, что по экономическим соображениям устанавливают определенный предел для допустимой степени влажности пара. В настоящее время этот предел равен 10%. [c.96]

Ранее указывалось, что при расширении пара в турбине в области насыщенного пара снижается экономичность установки и возникает эрозия лопаток турбин. Вследствие этого влажность пара в конце расширения не должна превышать 12—14%, Для выполнения этого условия применяется промежуточная подсушка— сепарация пара и его перегрев — промежуточный и начальный. При давлении в конце расширения = 0,0034—0,0039 МПа сепа- [c.119]

Эрозия лопаток турбины 99 [c.421]

С паром С большой скоростью, приводят К разрушению (эрозии) лопаток турбины поэтому конечная влажность пара свыше 13 — 14 /о в турбинах не допускается. [c.289]

Было показано, что вид утяжелителя (колошниковая пыль, барит, гематит), свойства его частиц (твердость, способность при дроблении давать острые грани и др.) оказывают сущ,ест-венное влияние на эрозию лопаток турбин. Так, при одинаковой величине абразивных частиц глинистый раствор, утяжеленный колошниковой пылью или гематитом, производит эрозионный износ образцов, который соответственно в 3,5—4,5 раза больше износа, вызываемого раствором, в котором находятся частицы барита. Увеличение концентрации утяжелителя также приводит к возрастанию абразивного износа образцов, причем эта зависимость является линейной. Так, при скорости, равной 15 м сек, износ лопаток при работе на нормальном растворе (удельный вес , 2Г/см ) наступает через 210 ч при использовании утяжеленного раствора (удельный вес 2,1 Псм ) срок службы лопаток сокраш,ается до 23 ч. Расчеты показывают также, что износ лопаток турбин в значительной степени увеличивается с повышением скорости течения утяжеленного раствора. [c.28]

К числу вероятных причин, вызывающих эрозию лопаток турбины, можно отнести а) возможное увлажнение пара при его расширении во время пусков турбины б) присутствие в паре твердых абразивных дисперсных частиц, к которым можно отнести окислы железа. Отсутствие эрозионных повреждений в турбинах К-200-130, получающих пар от барабанных котлов и проработавших более 30 ООО ч, является свидетельством специфических свойств пара прямоточных котлов. Такой особенностью пара прямоточных котлов может быть повышенное содержание в нем окислов металлов в периоды пуска котлов. [c.11]

Известно, что газовые турбины требуют высококачественного топлива. Попытки использовать для них уголь оставались безуспешными из-за появления отложений солей щелочных металлов и абразивного действия золы на лопатки турбины. С развитием технологии низкотемпературного сжигания твердого топлива в псевдоожиженном слое стало возможным применение для газотурбинных установок (ГТУ) различных сортов углей. Это связано прежде всего с тем, что при сжигании топлива в псевдоожиженном слое в золе остается значительная часть солей щелочных металлов, а продукты сгорания после соответствующей очистки в двух-трех последовательно включенных циклонах не вызывают эрозии и коррозии лопаток турбины. [c.15]

В английском газо-турбостроении разработан целый ряд эмалей, предназначенных для покрытия лопаток турбин, диска и газового тракта в целях борьбы с эрозией [174]. [c.209]

В реальных паросиловых установках этот эффект от повышения начальных параметров оказывается ослабленным. Так, в турбинах с конденсационной частью повышение начального давления увеличивает конечную влажность пара, что не только сильно снижает т, , но и приводит к недопустимой эрозии лопаток (т. е. к механическому износу от ударов каплями воды). Это обстоятельство делает невозможным увеличение давления свежего пара без одновременного повышения его температуры. Экономия от повышения начальной температуры особенно ощутительна, если учесть изменение конечной влажности пара, так как при этом увеличивается не только т] , но и т]/. В общей сложности эффект от повышения перегрева пара получается весьма благоприятным, и практический предел повышению начальной температуры ставят только свойства материалов, применяемых в котло- [c.164]

У топок с жидким шлакоудалением обычных типов сжигание при повыщенном давлении не находит применения ввиду большого расхода энергии на привод воздушных компрессоров. При этом сжатые продукты горения нельзя использовать в газовой турбине, так как в них содержится зола, которая вызывает эрозию лопаток [Л. 28]. [c.87]

ЭРОЗИЯ ЛОПАТОК в ПАРОВЫХ ТУРБИНАХ [c.1]

Вопрос о том, каковы же фактические диаметры капель, вызывающих эрозию лопаток паровых турбин, еще недостаточно изучен. Поскольку во многих турбинах осевой зазор между сопловыми аппаратами и рабочими лопатками невелик, вполне может оказаться, что распад капель не успевает закончиться и капли, достигающие лопаток рабочего колеса, имеют диаметр, превышающий тот, который соответствует критическому значению числа Вебера. С увеличением осевого зазора наряду с улучшением условий дробления капель на более мелкие увеличивается абсолютная с и уменьшается относительная [c.19]

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ЭРОЗИИ ЛОПАТОК ПАРОВЫХ ТУРБИН [c.66]

Порогов Борис Сергеевич, Эрозия лопаток в паровых турбинах, [c.96]

ЭРОЗИЯ ЛОПАТОК ПАРОВЫХ ТУРБИН И СВЯЗАННЫЕ С НЕЮ КОНСТРУКЦИИ [c.42]

Ударное воздействие водяных капель, находящихся в струе пара, вызывает эрозийный износ входных кромок лопаток турбин. Эрозионное воздействие проявляется наиболее заметно в последних ступенях турбин, где пар имеет повышенную влажность. Хромистые стали, используемые в данном случае, обладают пониженной стойкостью против эрозии и потому нуждаются в специальной защите. [c.154]

С термодинамической точки зрения желательно иметь рабочие тела с малыми отрицательными значениями ds"jdT. В этом случае процесс адиабатного расширения рабочего тела на турбине заканчивается в парожидкостной области диаграммы состояний при высоких значениях относительных массовых паросодержаний. В таком цикле нет необходимости осуществлять регенерацию, а следовательно, и вводить дополнительный элемент-регенератор в технологическую схему установки, что способствует улучшению ее технико-экономических характеристик. Кроме того, при л = 0,95. .. 0,97 появление влаги в проточной части турбины в конце процесса расширения не оказывает заметного влияния на ее КПД и энергетическую эффективность ПТУ в целом. При больших отрицательных значениях производной ds"ldT для достижения значений, близких к единице относительного массового паросодержания потока, в конце процесса расширения на турбине пар в цикле ПТУ приходится перегревать. Введение перегрева всегда выгодно с термодинамической точки зрения, поскольку это способствует увеличению термического КПД цикла. Однако при этом ухудшаются массогабаритные характеристики парогенератора из-за введения в его состав дополнительного элемента — пароперегревателя. В ряде случаев этот фактор оказывает превалирующее влияние на технико-экономические характеристики ПТУ и обусловливает их ухудшение. При положительных значениях производной ds"ldT процесс расширения в турбине заканчивается в области перегретого пара. Это создает весьма благоприятные условия для работы турбины, так как исключает появление конденсата в конце процесса расширения, соответствующие потери энергии, и эрозию лопаток рабочих колес, а также отпадает необходимость в перегреве пара перед подачей его в турбину. Однако температура торможения перегретого пара на вы- [c.9]

У большинства ОРТ пограничная кривая пара в Т — S координатах имеет положительный наклон (табл. 1.2), поэтому процесс расширения ОРТ заканчивается в области перегретого пара, что исключает, в отличие от турбин водяного пара, появление конденсата в конце процесса расширения, соответствующие потери энергии, а также эрозию лопаток рабочих колес. Другим фактором, создающим благоприятные условия функционирования лопаток рабочих колес, являются сравнительно низкие (не более 670 К) температуры ОРТ на входе в турбину. При таких темпе- [c.14]

Рис. 2-8. Эрозия лопаток и диска турбины.

В 20-х годах максимальная мощность единичного агрегата резко возросла, увеличились окружные скорости рабочих колес и углубился вакуум. При сравнительно невысоких параметрах пара, применявшихся в то время, мощность, развиваемая ступенями, работающими в области влажного пара, достигала свыше одной трети общей мощности турбины. При этих условиях к. п. д. ступеней низкого давления стал играть большую роль в экономических показателях энергетических установок. В связи с большими окружными скоростями и значительной влажностью в последних ступенях конденсационных турбин возникла проблема эрозии лопаток. Все эти обстоятельства вновь пробудили интерес промышленности к проблеме влажного пара, и появился ряд крупных исследований в этой области. [c.8]

Возросший интерес к работе турбинных ступеней на влажном паре был вызван не только развитием атомной энергетики, но также огромным масштабом производства конденсационных турбин большой мощности. При высоких окружных скоростях в последних ступенях турбин обострились последствия эрозии лопаток и возросла роль потерь энергии от влажности. Для борьбы с эрозией, улучшения сепарации влаги и снижения потерь энергии необходимо было иметь достаточно ясные представления о движении влаги в проточной части турбины. К тому же и мощность ступеней, работающих во влажном паре, по абсолютной величине была настолько велика, что даже небольшое увеличение их к. п. д. давало эффект, окупающий затраты на дорогие эксперименты. Все это способствовало развитию новых исследований по проблеме влажного пара. [c.10]

Чем меньше размеры образовавшихся в процессе конденсации капель, тем более вероятно сохранение в проточной части турбины мелкодисперсной влаги — менее вредной с точки зрения эрозии лопаток и механических потерь. Определение местоположения обильного выпадения влаги и его смещение по усмотрению конструктора — главная задача управления процессом конденсации. [c.120]

Выше уже отмечалось, что эрозия лопаток турбины кладет предел допустимой степени влажности пара для последних ступеней турбины. 75-диаграмма на рис. 12-8 графически показывает влияние повышения начального давления на увеличение влажности пара в конце процесса расширения в случае, когда температура перегрева пара остается неизменной. На том же рисунке показаны кривые влажности пара в последней ступени турбины tB зависимости от давления для циклов с температурами перегрева 550 и 430°С (к. п. д. турбин принят равным 80%) при давлении отработавшего пара 25 мм рт. ст. абс. Эти кривые показывают, что если допустимая влажность равна 10%, то наивысшее начальное давление равно 40 /сГ/сж при температуре перегрева 430° С н 100 кГ1см при 550° С. [c.96]

И К. п. д. установки из-за дополнительных необратимых потерь влажного пара на лопатках. Под воздействием капельной влаги пара происходит эрозия лопаток. Поэтому в установках с высокими начальными параметрами пара применяют промежуточный перегрев пара, что снижает влажность пара в процессе расширения и ведет к повышению к. п.д. установки. Рассмотрим схему установки с промежуточным перегревом пара. (рис. 11.9) и цикл этой установки в Т — 5-диаграмме (рис. 11.10). Из парового котла пар поступает в основной пароперегреватель 2 и далее в турбину высокого давления 4, после расширения в которой пар отводится в дополнительный пароперегреватель 3, где вторично перегревается при давлении р р до температуры Ts. Перегретый пар поступает в турбину низкого давления 5, расширяется в ней до конечного давления р2 и направляется в конденсатор 7. Влажность пара после турбины при наличии дополнительного перегрева его значительно меньше, чем без дополнительного перегрева хд>Х2. Применение промежуточного перегрева пара повышает к. п.д. реальных установок примерно на 4%. Этот выигрыш получают как за счет повышения относительного к. п.д. турбины низкого давления, так и за счет некоторого повышения суммарной работы изо-энтропного расширения на участках цикла 1—7 и 8—9 (см. рис. 11.10) по отношению к изоэнтропной работе расширения на участке 1—2 в силу того, что разность энтальпий процесса 8—9 больше разности энтальпий процесса 7—2, так как изобары в к — 5-диаграммах несколько расходятся слева направо (см. рис. 8.11). [c.172]

Из соображений надежности работы лопаток последних ступеней турбины, которые сильно изнашиваются от ударов о них капель воды (эрозия лопаток), обычно не допускают, чтобы паросодержанне в конечном состоянии было меньше 0,87—0,90. Для того чтобы при повышении начального давления не перейти этого предела, применяют различные способы получения достаточно сухого пара в конечном состоянии. [c.181]

При адиабатном расширении перегретого пара в цилиндре машины или турбины до противодавления пар обычрго в конечном состоянии становится влажным. Конечное паросодержание влажного насыщенного пара тем меньше, чем выше началь юе давление (начальная точка процесса сдвигается влево на диаграммах pv, Ts и is). Паросодержание Xj не должно быть ниже 0,87. .. 0,88 во избежание эрозии лопаток паровых турбин. Поэтому при переходе к болёе высокому начальному давлению р необходимо одновременно повышать и начальную температуру перегрева, так как при этом увеличивается х , [c.249]

В периодической печати опубликовано много статей, в которых рассматриваются отдельные стороны проблемы эрозии, однако очень мало работ, освещающих проблему эрозии в целом или затрагивающих широкий круг вопросов, связанных с эрозией лопаток паровых турбин. Среди предвоенных работ этого плана можно отметить исследования Л. И. Дехтярева [Л. 1 и 2] и большую статью Поля Л. 3]. Сравнительно недавно опубликованы обзорные статьи Прайскорна (Л. 4] и Ми-лиеса Л. 122]. Однако на статьи [Л. 1, 2 и 3] наложило свой отпечаток время, а широта охвата ранее опубликованных материалов в статьях 1[Л. 4 и 122] недостаточна. В частности, в них не проанализированы сведения, относящиеся к исследованию природы эрозионных разрушений, не рассмотрены методы и результаты исследований эрозионной стойкости материалов, совсем не рассмотрены работы, опубликованные на русском языке. [c.3]

Установлено, что эрозия лопаток паровой турбины происходит от ударов капель конденсата о П0(верхн10сть лопаток. Поэтому, чтобы разобраться, как и почему происходят эти удары, необходимо представлять оообаиности, которыми сопровождается конденсация пара, и характер движения конденсата в проточной части турбины. [c.5]

В статье Гарднера (Л. 22] еще в 1932 г. сообщалось об успещном применении накладок из твердых. материалов (вольфрамовая сталь), припаянных на передние кромки рабочих лопаток колес со стороны спинки лопатки. Накладки укрепляются только на наиболее подверженных эрозии периферийных частях лопаток (см., например, рис. 40,6). Уже в то время применялись профилированные накладки с переменной по высоте лопатки толщиной. Гарднер сообщает об экспериментах, в процессе которых было найдено, что установка таких накладок практически не влияет на к. п. д. турбины. Он считал целесообразным применять защитные накладки на передних кромках лопаток одновременно с устройствами для удаления конденсата из проточной части турбины. Эта рекомендация не потеряла своей актуальности и до настоящего времени. В [Л. 5] указывается, что практически единственной эффективной мерой борьбы с эрозией лопаток последних ступеней паровых турбин является экспериментально проверенная система влагоудаления в комбинации с накладками из сверхтвердых сплавов или другими способами упрочнения передних кромок лопаток. Наилучшим материалом для упрочняющих накладок считается в настоящее время стеллит № 1, содержащий 62% кобальта, 25% хрома н 7% вольфрама. Этот материал поддается обработке и не утрачивает твердости в случае припаивания накладки к лопатке. Однако такой способ упрочнения лопаток может служить причиной образования трещин [Л. 5]. [c.79]

При работе ступени турбины на влажном паре конденсат образует на поверхности лопаток соплового аппарата волнистую пленку, которая с малой скоростью стекает с задних кромок сопловых лопаток в виде капель и струек, разбрызгиваемых на капли в осевом зазоре между сопловым аппаратом и рабочим колесом. Многократные удары этих капель о поверхность лопаток рабочего колеса и являются причиной своеобразных разрушений, которые принято называть эрозией. Наиболее подвержены эрозии передние кромки лопаток рабочих колес ступеней низкого давления. Удар капли о поверхность рабочей лопатки тем сильнее, чем больше окружная скорость и, угол входа в колесо pi и масса капли. Увеличение скорости пара i, его плотности и величины осевого зазора между сопловым аппаратом и рабочим колесом дает обратный эффект, так как приводит к уменьшению скорости соударения капли с лопаткой и, следовательно, к уменьшению эрозии. Эрозия лопаток в паровых турбинах определяется комплексным влиянием указанных факторов. Попытка количественной оценки эрозионной стойкости турбинных лопаток была предпринята в 30-х годах Л. И. Дехтяревым. В свете современных воззрений и новых фактов теория Л. И. Дехтя-рева требует дальнейшего развития и уточнения. [c.85]

Для предотвращения эрозии турбинных лопаток используются отвод конденсата из проточной части турбины с помощью сепарационных устройств, местное упрочнение поверхности наиболее подверженных эрозии участков лопаток, рациональный выбор конструктивных и газодинамических параметров турбины. Высокая эффективность влагоудаления за рабочим колесом достигается за счет выполнения широкого и короткого влагоотводящего канала при минимальной иерекрыше и некотором открытии межлопаточных каналов рабочего колеса на периферии. Влагоотводящее устройство перед рабочим ко.яесом целесообразно выполнять с плавным входом (рис. 46). Эффективность этого устройства растет с увеличением осевого зазора между сопловым аппаратом и рабочим колесом. В современных паровых турбинах с высокими окружными скоростями по концам лопаток наиболее эффективной мерой борьбы с эрозией лопаток последних ступеней является экспериментально проверенная система влагоудаления в сочетании с упрочнением поверхности лопаток вблизи передних кромок электроискровым способом или установкой накладок из твердых сплавов (например, из стеллита). [c.87]

В криволинейных межлопаточных каналах, а также за направляющим аппаратом и за рабочим колесом крупные капли двигаются по траекториям, сильно отличающимся от траекторий пара. Особенно большое различие этих траекторий — в относительном движении на входном участке рабочего колеса, в абсолютном движении за ним и при входе в направляющий аппарат (рис. 11). С этим связаны эрозия лопаток и дополнительные потери энергии. Изучение характера движения крупных капель на различных участках проточной части турбины — важнейшая задача теории влажнопаровых турбин. [c.69]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...