Tối ưu hóa xử lý nhiệt lưỡi dao tuabin khí: ứng dụng công nghệ khuếch tán nhiệt và bùn chắn nhiệt cao

Là thiết bị cơ khí hiện đại quan trọng, việc cải thiện hiệu suất tua-bin khí có ý nghĩa lớn đối với việc sử dụng năng lượng và phát triển công nghiệp. Để nâng cao hiệu suất của tua-bin khí, các nhà nghiên cứu đã áp dụng nhiều biện pháp khác nhau trong thiết kế và lựa chọn vật liệu cho cánh tua-bin. Bằng cách tối ưu hóa thiết kế cánh, chọn vật liệu chịu nhiệt mới và phủ lên bề mặt cánh các lớp bảo vệ chịu nhiệt (như lớp phủ NiCoCrAlY), hiệu suất làm việc của tua-bin khí có thể được cải thiện đáng kể. Những loại lớp phủ này được các nhà khoa học vật liệu ưa chuộng vì chúng dễ thực hiện, nguyên lý đơn giản và hiệu quả cao.

Tuy nhiên, các cánh tuabin khí hoạt động trong thời gian dài ở môi trường nhiệt độ cao phải đối mặt với vấn đề sự lan tràn giữa các nguyên tố của lớp phủ và vật liệu nền, điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất của lớp phủ. Để giải quyết vấn đề này, công nghệ xử lý nhiệt bề mặt, chẳng hạn như áp dụng các lớp phủ bảo vệ chống nhiệt và thiết lập các lớp rào cản lan truyền, có thể cải thiện hiệu quả đáng kể khả năng chịu nhiệt và tuổi thọ của các cánh, từ đó nâng cao hiệu quả vận hành và độ tin cậy của toàn bộ tuabin khí.

Ưu điểm của Công nghệ Lan Tràn Nhiệt và Bột Che Chắn

Công nghệ khuếch tán nhiệt đã được sử dụng trong xử lý bề mặt ở nhiệt độ cao kể từ năm 1988. Công nghệ này có thể tạo ra một lớp cacbon hóa mỏng trên bề mặt của các vật liệu chứa carbon như thép, hợp kim niken, hợp kim kim cương và hợp kim cacbua, làm cứng đáng kể bề mặt của vật liệu đang được xử lý. Các vật liệu được xử lý bằng công nghệ khuếch tán nhiệt có độ cứng cao hơn và khả năng chống mài mòn cũng như chống oxi hóa tuyệt vời, có thể tăng đáng kể tuổi thọ của khuôn dập kim loại lúa gạo, công cụ định hình, công cụ cán định hình, v.v., lên đến 30 lần.

Trong sản xuất động cơ hàng không, quá trình xử lý nhiệt của cánh tuabin đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất động cơ. Vật liệu bịt kín mới được Đại Liên Yibang giới thiệu đặc biệt thiết kế cho quy trình phủ khuếch tán nhiệt ở nhiệt độ cao và có thể cung cấp sự bảo vệ tốt trong môi trường cực đoan vượt quá 1000 ° °C, từ đó cải thiện đáng kể hiệu suất sản xuất và tính ổn định của quy trình.

Độ ổn định nhiệt cao: Vật liệu che chắn dạng bùn hoạt động tốt trong quá trình phủ khuếch tán ở nhiệt độ cao vượt quá 1000 ° C, tránh nguy cơ vật liệu che chắn truyền thống bị mềm ở nhiệt độ cao và đảm bảo độ tin cậy của lớp phủ.

Không cần phủ tấm niken: So với phương pháp truyền thống, vật liệu che chắn dạng bùn không cần thêm lớp phủ tấm niken, điều này làm đơn giản hóa các bước hoạt động và tiết kiệm thời gian lao động cũng như chi phí vật liệu.

Curing nhanh: Ở nhiệt độ phòng, vật liệu che chắn dạng bùn bắt đầu hardening sau chỉ 15 phút và hoàn toàn hardening trong vòng 1 giờ, rút ngắn đáng kể chu kỳ sản xuất và làm cho quy trình nhúng và quét hiệu quả hơn.

Thao tác đơn giản và dễ dàng tháo gỡ: Người vận hành có thể dễ dàng loại bỏ vật liệu che chắn dạng bùn đã hardening bằng dao nhựa cứng, giảm độ phức tạp của quy trình và yêu cầu về kỹ năng vận hành.

Hiệu suất làm việc cao: Bùn che chắn sử dụng giải pháp "bột khô + hộp". Một hộp có thể hoàn thành công việc che chắn của khoảng 10 bộ phận, điều này显著 nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của quy trình.

Các tình huống ứng dụng của tua-bin khí công suất lớn chủ yếu là cung cấp điện mặt đất, sưởi ấm công nghiệp và dân cư, vì vậy mục đích cuối cùng của tua-bin được thể hiện ở công suất đầu ra của trục, kéo động cơ phát điện để tạo ra điện và một lượng nhiệt độ khí thải nhất định (cho tua-bin hơi nước và lò hơi thu hồi nhiệt phía hạ lưu). Khi thiết kế tua-bin khí, cần phải cân nhắc cả chu trình đơn và chu trình kết hợp. Tua-bin khí tập trung nhiều hơn vào hiệu quả phát điện và tính kinh tế của sản phẩm hoặc hiệu quả chi phí của sản phẩm, đồng thời theo đuổi vật liệu bền bỉ và đáng tin cậy, chu kỳ bảo dưỡng dài và khoảng cách giữa các lần bảo trì dài. Thiết kế động cơ máy bay tập trung vào tỷ lệ lực đẩy-trọng lượng. Sản phẩm nên được thiết kế càng nhẹ và nhỏ càng tốt, và lực đẩy sinh ra nên càng lớn càng tốt. Đây là chu trình đơn, vì vậy các vật liệu được sử dụng thường "cao cấp" hơn. Đồng thời, khi thiết kế, người ta chú trọng hơn đến hiệu quả tiêu thụ nhiên liệu trong điều kiện tải thấp. Dù sao, máy bay phần lớn thời gian bay ở tầng bình lưu chứ không phải lúc cất cánh.

Thực tế, cả động cơ máy bay và tua-bin khí dựa trên mặt đất đều là những viên ngọc quý trong ngành công nghiệp do độ khó trong việc sản xuất, chu kỳ nghiên cứu và phát triển dài, và phạm vi rộng của các ngành công nghiệp liên quan. Tuy nhiên, chúng có những trọng tâm khác nhau và thách thức khác nhau do các lĩnh vực ứng dụng khác nhau. Có rất ít công ty hoặc tổ chức trên thế giới có thể sản xuất tua-bin khí công suất lớn và động cơ máy bay, chẳng hạn như GE Pratt & Whitney ở Hoa Kỳ, Siemens ở Đức, Rolls-Royce ở Anh, Mitsubishi ở Nhật Bản, v.v., vì nó liên quan đến sự giao thoa của nhiều ngành học, thiết kế hệ thống, vật liệu, quy trình, và sản xuất các bộ phận then chốt, v.v., với mức đầu tư lớn, thời gian dài và kết quả chậm. Các công ty được đề cập ở trên cũng đã trải qua một thời gian phát triển dài để tiến hóa và cải thiện sản phẩm của họ lên mức hiện tại, với chi phí thấp hơn, hiệu suất và độ tin cậy cao hơn, và lượng khí thải thấp hơn.