Лопатка газовой турбины: назначение и применение

Лопатка представляет собой металлическую лопасть, ширина которой, как правило, в 4 раза больше длины.

В конструкции турбины 2 вида лопаток: рабочие и направляющие.

Рабочие пластины устанавливаются на диск для крепления к ротору. Направляющие элементы являются частью статора и в процессе функционирования не двигаются. Эти детали в совокупности образуют лопаточный аппарат турбины.

Он точности разработки и ресурса пластин зависит КПД и экономичность работы турбинной установки.

Лопаточный аппарат является проточной частью устройства, преобразующей энергию входящего воздуха в механическую работу.

После сгорания смешанных воздуха и природного газа образовавшиеся вещества подаются на направляющие лопатки. Они придают телу ускорение и под необходимым углом подают его на рабочие лопасти.

Под воздействием давления потоков расширенного газа пластины приводят в движение вал, прикрепленный к энергогенератору, и начинается процесс выработки электричества.


Конструкция рабочей лопатки:

  • Перо – изогнутая металлическая деталь, которая непосредственно контактирует с рабочим телом (газом)
  • Бандажная полка – концевой участок пера, предназначенный для снижения вибрации при работе и защиты обода диска и хвостовика от воздействия горячего воздуха
  • Хвостовик – крепежный фрагмент, с помощью которого лопатка вставляется в паз диска

Конструкция лопатки турбины


Количество и размер лопаток подбираются исходя из условий работы и необходимой производительности установки. В одной турбине используются ступени с разными пластинами.

Лопасти контактируют с очень горячей средой (более +1000 °C), поэтому при проектировании уделяют внимание повышению их жаростойкости. Для этого используют химико-термическую обработку деталей, которая повышает предел их выносливости.

В процессе работы на лопатках оседают загрязнения, которые снижают срок службы устройств. Их необходимо очищать неабразивными материалами.

Хвостовик лопатки турбины: устройство и обслуживание

Замковой частью рабочей пластины является ее хвостовик. Он состоит из тела с зубцами, удерживающимися за части паза.

На хвостовой элемент оказывается самая высокая центробежная нагрузка, они подвержены фреттинг-коррозии, повреждениям и образованию усталостных трещин на выступах.

На хвостовик лопатки турбины наносят антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY 1001. Оно обладает высокой несущей способностью и термостойкостью. Материал облегчает монтаж и демонтаж элементов, а также увеличивает их ресурс.


Хвостовик лопатки турбины до и после нанесения защитного покрытия


При условии применения защитных покрытий хвостовики не нуждаются в обслуживании.


Виды хвостовиков лопаток турбин


Для слабонагруженных ступеней газовой турбины применяются лопатки с коротким пером и Т-образными хвостовиками. Их установка происходит путем отодвигания щеки диска.


Т-образный хвостовик


Самыми надежными считаются елочные хвостовики с несколькими парами зубьев. Один выступ может выдержать центробежную нагрузку в несколько тонн.

Вильчатые хвостовики вставляются в паз подобно вилке и закрепляются замками. Возможен монтаж и демонтаж каждой пластины отдельно. Как правило, эти элементы устанавливаются на длинные лопатки.