Повышение изностойкости паротурбинных установок

С учетом этого была разработана методология проведения комплексных исследований по определению термической стойкости октадециламина состава продуктов его разложения и их влияния на коррозионные свойства конструкционных материалов. На первом этапе были определены состав исходного октадециламина, степень разложения и состав продуктов его деструкции. Исследования проводились в герметичных тиглях из нержавеющей стали, в которые помещался исследуемый продукт, в режиме нагрева со скоростью 2 °С в минуту в диапазоне температур от 100 до 550 °С с использованием термоаналитического комплекса Тв-ОБС-Ш.

Наряду с этим были проведены коррозионные испытания образцов из хромистой стали с защитным слоем октадециламина, предварительно выдержанных в атмосфере гелия при температуре 500 °С в течение б часов. На основании результатов исследований было выявлено, что: термическое разложение октадециламина начинается при температуре примерно равной 400°С и значительно интенсифицируется при температурах 480-1500°С, основной реакцией при термическом разложении является расщепление амина по углерод - углеродным связям, в результате которой при дальнейшем расщеплении первичных продуктов образуются газообразные и жидкие смеси насыщенных и ненасыщенных углеводородов. С повышением температуры при прочих равных условиях деструкция дополняется реакциями дегидрирования и циклизации, при том продукты разложения обогащаются ароматическими соединениями.

Анализ результатов лабораторных исследований показывает, что наибольшей перспективой в рамках решения проблемы повышения коррозионной стойкости турбоустановок обладают способы, базирующиеся на использовании в качестве ингибитора коррозии адсорбирующихся поверхностно-активных веществ -пленкообразующих аминов, в частности, октадециламина. Наряду со своими высокими свойствами, используемыми для защиты поверхностей конструкционных материалов от коррозии, определены его свойства, позволяющие к тому же значительно снижать скорость эрозионных, эрозионно-коррозионных процессов, способствовать удалению отложений. Отложения и продукты коррозии являются одной из причин снижения надежности и экономичности работы паровых турбин и турбоустановок в целом. Отложения в цилиндре высокого давления (соединения меди и др.) приводят уменьшению проходных сечений, к росту перепада давления на регулирующей ступени и как следствие к снижению мощности и осевому сдвигу роторов турбин.

Проведенные исследования показали, что в рамках решения этой проблемы целесообразно использовать одно из свойств упомянутого выше октадециламина. Наряду с весьма высокими ингибирующими свойствами октадециламин эффективно способствует удалению отложений с защищаемых поверхностей. В процессе адсорбции его молекул на поверхности конструкционных материалов происходит разрыхление и отслаивание отложений и продуктов коррозии. При воздействии спутного потока рабочего тела (пар или вода) происходит растворение в нем некоторой части составляющих отложения элементов. Оставшаяся часть отложений и продуктов коррозии в виде мелкодисперсной взвеси сносится с поверхности потоком рабочего тела [8].

Заключение

Результаты комплекса различных исследований позволили доказать перспективность применения ионно-плазменных покрытий для повышения износостойкости лопаточных материалов турбин на основе использования переходных металлов и их соединений 4-6 групп периодической системы Менделеева. В этих исследованиях была разработана технология формирования эрозионно и коррозионностойкого многослойного покрытия, состоящего из чередующихся слоев титана, нитрида и оксида титана, обеспечивающая повышение эрозионной стойкости не менее, чем в 4 раза (по величине инкубационного периода) и коррозионной стойкости до значений стойкости массивного титана без изменения структуры и механических свойств конструкционных материалов лопаток и других элементов паровых турбин при наличии растягивающих напряжений эксплуатационного уровня.

Рассмотрены методические, технологические и конструктивные решения реализации способа защиты от коррозии паровых турбин и турбоустановок в период эксплуатации, ремонтов, монтажа и простоев с использованием адсорбирующихся ингибиторов - пленкообразующих аминов. Впервые на основе комплексного использования современных методов исследований (хромато-спектроскопии, газовой хроматографии, фотоэлектронной спектроскопии, энергодисперсионного анализа), а также всесторонних коррозионных испытаний определены температурные границы эффективной применимости пленкообразующего амина - октадециламина при его использовании для защиты оборудования от коррозии.

Построена математическая и физическая модель описывающая процессы коррозии лопаточных турбин, поворотных участков и фасонных элементов паротурбинных установок. Описаны способы предотвращения коррозий лапоточных турбин паротурбинных установок, поворотных участков и фасонных элементов. Изучено научно - методологическая основа комплексного математического и физического моделирования динамики эрозионного износа парокапельными потоками лопаточных стенок паротурбинных установок.

Список использованной литературы

1 Шляхин П.Н, Бершадский М.Л. Краткий справочник по паротурбинным установкам. - Л.: Госэнергоиздат, 1998, 128 с.

2 Г.Ф. Быстрицкий Основы Энергетики М.: Инфра, -М, 2007.-185c.

3 Полещук И.З., Цирельман Н.М. Введение в теплоэнергетику: Учебное пособие / Уфимский государственный авиационный технический университет. - Уфа, 2003. - 98c.

4 Рыженков В.А. Состояние проблемы и пути повышения износостойкости энергетического оборудования ТЭС // Теплоэнергетика.- 2006. - №7. - С.21-24.

5 Поваров O.A., Станиша Б., Рыженков В.А. Исследование эрозионного износа рабочих лопаток паровых турбин // Теплоэнергетика-2002,- № 4.- С.66-69.

6 Поваров O.A., Пряхин В.В., Рыженков В.А., Бодров A.A. // Эрозионный износ металлов при соударении с каплями жидкости. Энергетика и транспорт.-1995.-№ 4.- С . 155-158.

7 Яблоник P.M. Поддубенко В.В. Экспериментальное исследование эрозионной стойкости лопаточных материалов // Энергомашиностроение.- 1995, - №11. - С. 29-31.

8 Акользин П.А. Коррозия и защита металла теплоэнергетического оборудования. - М.: Энергоиздат, 1992, - с. 218-219.

Размещено на Allbest.ru