Турбостроение

Турбостроение – это направление машиностроения, специализирующееся на производстве турбинных двигателей. Эту отрасль также называют турбиностроением.

Силовые машины, превращающие ресурс рабочих веществ в работу по генерированию энергии для промышленности, начали производить в 19 веке.


Паровая турбина


Они используют мощность пара и газа, которые нагреваются, расширяются и подаются на рабочие лопатки. Под давлением вещества пластины приводят в движение вал, соединенный с генератором энергии. Таким образом, с помощью турбины обеспечивается использование ресурса рабочих тел для производства электричества и тепла.

Инновации в турбостроении

Современное турбиностроение развивается достаточно быстрыми темпами.

Основным направлением совершенствования турбинных установок является увеличение их КПД. Это становится возможным благодаря повышению температуры рабочего тела.

Однако этот процесс связан с рядом трудностей, таких как необходимость разработки новых жаропрочных материалов, которые смогут выдерживать нагрев, равный температуре горения топлива.

Начинают изготавливать керамические и углеродные рабочие пластины, что дает возможность отказаться от охлаждающего оборудования.

Конструкторы энергетических турбин активно используют достижения авиастроения для повышения работоспособности своих агрегатов.

Типовая газотурбинная установка работает при температуре +1300 °С и имеет КПД, равный 35 %. Турбина на базе авиационного двигателя смогла выдержать нагрев до +1500 °С, благодаря чему КПД увеличился на 9 %.

Также был разработан и построен агрегат с промежуточным охлаждением, который достиг КПД 46 % при нагреве до +1380 °С.

Одним из направлений улучшения турбинных станций является использование инновационных материалов для обслуживания высоконагруженных узлов и механизмов, функционирующих при экстремально высокой температуре.


Лопатки турбин до и после нанесения защитного покрытия


На замковые элементы лопаток, прессовые посадки, конденсатоотводчики, ходовые винты, подшипники скольжения, крепежные изделия наносят антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY 1001, MODENGY 1002, MODENGY 1005, MODENGY 1014. Благодаря этому снижается и стабилизируется трение деталей, обеспечивается защита от коррозии и других повреждений, а также облегчается сборка и разборка конструкций. Это позволяет увеличить срок службы оборудования.

Турбиностроение в России

Российское турбостроение начало развиваться в 1890х годах. Создавались простые паровые и газовые конструкции, которые не могли достичь необходимой мощности.

В СССР были открыты учебные заведения с кафедрами турбиностроения. Учредитель одной из них спроектировал турбины непрерывного горения, разработка которых стала основным направлением создания силовых машин.

Специалистами конструкторского бюро «Зоря-Машпроект» создавалось большое количество турбинных установок, на базе одной из них в 1990х годах началось строительство высокопроизводительного газотурбинного двигателя.

В 2013 году к его созданию привлекли «Роснано», «ОДК-Сатурн». С этого момента темпы разработки значительно ускорились.

В 2019 году газотурбинный двигатель под названием ГТД-110М был внедрен в парогазовые установки. Его КПД составил 37 %. Агрегат работает на керосиновом и дизельном топливе.


GTD-110M-4


Создание первой высокопроизводительной турбины стало важным этапом развития отечественного турбостроения. В скором времени это позволит заменить иностранные установки, которые всегда использовались на российских ТЭЦ. Благодаря этому появится возможность сократить расходы на доставку и обслуживание агрегатов и неограниченно распоряжаться ими.