ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ОСТАННЬОГО СТУПЕНЯ ПОТУЖНОЇ ПАРОВОЇ ТУРБІНИ ПРИ СУПЕРГІДРОФОБНОМУ ПОКРИТТІ ЇЇ СОПЛОВОГО АПАРАТА

Анотація

Досліджувалась можливість використання супергідрофобних (SH) покриттів поверхонь напрямного апарату останнього ступеню для підвищення якості проточної частини потужної парової турбіни. Показано, що реалізація цієї пропозиції повинна привести до суттєвого зменшення розміру крапель вологи в проточній частині, та, як наслідок, до збільшення ресурсу робочих лопаток і електричної генерації. Останнє відбувається за рахунок зменшення втрат енергії: на тертя вологої пари по сопловим лопаткам, при ударах крапель вологи та обтіканні робочих лопаток, а також зменшення витрати пари на периферійну сепарацію. Експертним оцінюванням параметрів, що визначають це зменшення втрат та витрат, прогнозовано обсяг додаткової генерації електричної енергії від впровадження SH покриттів на соплах останнього ступеня турбіни К-325-23,5 АТ «Турбоатом» (довжина робочої лопатки 1030 мм). Границі відповідних діапазонів зміни параметрів відповідають оптимістичному та песимістичному варіантам оцінки характеристик покриття та турбоустановки (додаткова електрична генерація, вартість та термін окупності SH покриття). Розглядалися три варіанти SH покриття поверхні соплової лопатки останнього ступеня: усієї поверхні, тільки увігнутої сторони сопла та тільки верхньої половини увігнутої сторони. За розрахунками очікувана зміна електричної потужності турбіни типу К-300 для цих варіантів покриття знаходиться в інтервалах 525 кВт–372 кВт та 315 кВт–237 кВт відповідно за оптимістичними та песимістичними оцінками. Визначено строк окупності SH покриття при нанесенні його
тільки на верхню половину увігнутої сторони сопла при прийнятих лінійних законах зменшення втрат при деградації покриття в залежності від його витривалості та ціни. Простий очікуваний термін окупності вказаного виконання SH покриття соплової лопатки останнього ступеня турбіни К-325-23,5 при витривалості 10000 год (річному напрацюванні 6307 год) складе ~ 16 місяців при ціні покриття 0,425 USD/см2. SH покриття сопла вологопарового ступеня є перспективним рішенням для впровадження у разі його витривалості більшій ніж 5500 год при середньо прогнозних ціні покриття та зменшенні втрат енергії і витрат пари при периферійній сепарації.