Optimalizácia tepelného zaobchádzania s lopaťkami plynovej turbíny: aplikácia technológie termálneho difúzie a vysokoteplotného izolačného ílu

Jako súčasť moderného mechanického vybavenia na generovanie energie je zlepšenie účinnosti plynového turbíny kľúčové pre využitie energie a priemyselný rozvoj. Pre zvýšenie výkonu plynových turbín používajú výskumníci rôzne opatrenia pri návrhu a výbere materiálov pre lопatky turbín. Optimalizácia návrhu lопatiek, výber nových materiálov odolných pred nižšími teplotami a potiahnutie povrchu lопatiek vysokoteplotnými ochrannými obalmy (ako NiCoCrAlY obal) môže významne zlepšiť pracovnú účinnosť plynových turbín. Tieto obaly sú populárne medzi vedcami študujúcimi materiály, pretože sú ľahko aplikovateľné, jednoduché v princípe a efektívne.

Všakže vodové turbinové listy, ktoré dlhý čas pracujú v vysoko temperatúrnych prostrediah, čelia problému medzidifúzie prvkov medzi obložením a podložím, čo vážne ovplyvní vlastnosti obloženia. Aby sa tento problém riešil, technológia povrchového tepelného spracovania, ako napríklad aplikácia vysoko temperatúrných ochranných obložení a nastavenie difúznych bariérnych vrstiev, môže efektívne zlepšiť vysoko temperatúrnú odolnosť a životnosť lalok, čím sa zvýši prevádzková účinnosť a spoľahlivosť celého plynového turbíny.

Výhody technológie teplotnej difúzie a štítového krmeľa

Technológia tepelnej difúzie sa používa v úprave povrchu pri vysokých teplotách od roku 1988. Táto technológia môže tvoriť tenku uhľovú vrstvu na povrchu materiálov obsahujúcich uhlík, ako je ocel, niklová alej, diamantová alej a tvrdozliečková hmota, čím významne ztvrdí povrch spracovávaného materiálu. Materiály spracované pomocou tepelnej difúzie majú vyššiu tvrdošť a vynikajúcu odolnosť pred opálením a oxidáciou, čo môže významne zvýšiť životnosť riznic na razanie rýžovej metály, formovacích nástrojov, valcových formovacích nástrojov atď., až 30-krát.

V výrobe leteckých motorov je proces termickej úpravy tureckých listov kľúčový pre zvyšovanie výkonu motora. Novovytvorená maskovacia past Dalian Yibang je špeciálne navrhnutá pre procesy vysoko-teplotnej difúznej obložky a môže poskytnúť dobrú ochranu v extrémnych prostrediah nad 1000 ° °C, čím významne zvyšuje produkčnosť a stabilitu procesu.

Vysoká teplotná stabilita: Maskovacia hlina vykonáva výborne v procesoch difúzneho nátieru pri teplotách prekračujúcich 1000 ° °C, čo vyhovie riziku zmäknutia tradičných maskovacích materiálov pri vysokých teplach a zabezpečí spoľahlivosť nátieru.

Nevyžaduje sa niklová fóliová vrstva: V porovnaní s tradičnými metódami maskovacia hlina nepotrebuje dodatočnú niklovú fóliovú vrstvu, čo zjednodušuje operačné kroky a úspori čas práce a materiálne náklady.

Rýchle ztvrdnutie: Pri miestnej teplote začne maskovacia hlina ztvrdovať už po 15 minútach a je úplne ztvrdnutá po 1 hodine, čo významne skrátia výrobný cyklus a robí proces namáčania a nanášania efektívnejším.

Jednoduchá operácia a ľahké odstránenie: Operátori môžu jednoducho odstrániť ztvrdnutú maskovaciu hlinu pevným plastovým nožom, čo zníži zložitosť procesu a požiadavky na odborné zručnosti.

Vysoká pracovná účinnosť: Maskovacia hlina používa riešenie „suchý prášok + krabica“. Jedna krabica dokáže dokončiť maskovaciu prácu asi 10 diel, čo významne zvyšuje efektivitu a spoľahlivosť procesu.

Aplikačné scénarie tiažkých plynových turbín sú hlavne v zemskom dodávaní elektriny, priemyselnej a bytovoj topenosti, takže konečný účel turbíny sa prejavuje v výstupnej moci osi, ktorá otáča generátor na vyrobenie elektivity, a určitou teplotou výfuku (pre dolnostreamové tepelné kotly a párové turbíny). Pri návrhu plynovej turbíny je potrebné brať do úvahy oboje – jednoduchý cyklus aj kombinovaný cyklus. Plynové turbíny sa viac sústreďujú na účinnosť výroby elektriny a na hotovosť alebo cenovo-účinnosť produkcie a sledujú trvanlivé a spoľahlivé materiály, dlhé cykly údržby a dlhé intervaly. Návrh leteckých motorov sa sústreďuje na pomer tahu ku hmotnosti. Produkt by mal byť navrhnutý tak, aby bol čo najľahší a najmenší, a tiah, ktorú vyvíja, by mala byť čo najväčšia. Je to jednoduchý cyklus, takže použité materiály sú častejšie „vysoce kvalitné“. Zároveň sa pri návrhu viac zdôrazňuje hospodárstvo paliva pri nízkych zátazkoch. Koniec koncov, lietadlá strávia väčšiu časť svojho času v stratosfére, nie pri starte.

Skutočne, oboje, letectvé motory a pôdne plynové turbíny sú kľúčovými prvami priemyslu kvôli ťažkosti výroby, dlhému cyklu vývoja a širokému rozsahu zainteresovaných odvetví. Avšak majú rôzne priority a výzvy kvôli rôznym oblastiam použitia. Veľmi málo spoločností alebo inštitútov na svete dokáže vyrobiť ťažké plynové turbíny a letectvé motory, ako napríklad GE Pratt & Whitney v USA, Siemens v Nemecku, Rolls-Royce vo Veľkej Británii, Mitsubishi v Japonsku atď., pretože to zahŕňa prienik mnohých disciplín, systémové dizajny, materiály, procesy a výrobu kľúčových komponentov, so vysokými investíciami, dlhým časom a pomalými výsledkami. Uvedené spoločnosti sa tiež nachádzajú v dlhom období vývoja, aby ich produkty dosiahli aktuálny stupeň, s nižšími nákladmi, vyšším výkonom a spoľahlivosťou a nižšími emisiami.