Газотурбинные технологии 2000 №5 (электронная версия)

Описание товара

Турбомашиностроение в следующем тысячелетии

М. Бойс — консалтинговое агентство The Boyse Consultancy
Новое тысячелетие — это общество без торговых и государственных границ. В энергетической промышленности наступит децентрализация отрасли. Энергия станет товаром, который будет производиться энергетическими установками комбинированного цикла. Их основой являются современные газовые турбины. За последние годы внедрение новых материалов и компьютерного проектирования, увеличение температуры горения и создание новых технологий охлаждения позволили увеличить КПД газотурбинного двигателя с 15 до 45%, а при объединении различных циклов с когенерацией — до 70%. В новом тысячелетии будет достигнуто значительное продвижение в области производства авиационных и промышленных газовых турбин. Авиационные двигатели приближаются к достижению соотношения тяга/вес 10:1 и температурам горения 2000°С. Загрязнение атмосферы будет сведено к нулю. С развитием микротурбин большое распространение получит распределенное производство электроэнергии. В следующем тысячелетии основное внимание будет уделено расширению вариантов применения всех типов установок, повышению их КПД и надежности.

Научно-технический задел — ключ к созданию конкурентоспособных двигателей

В. Скибин — ЦИАМ

Создание научно-технических основ авиадвигателестроения — главная задача ЦИАМ. Институт принимал непосредственное участие в разработке всех, без исключения, авиационных двигателей России. Его история — это история развития отечественной авиации и авиационного двигателестроения. Научно-техническая продукция ЦИАМ стратегически важна для оборонного потенциала страны. Авиационный двигатель — более наукоемкий и ресурсоёмкий продукт, требующий в 2-3 раза больше времени на создание, чем планер. Ключевым звеном в разработке двигателей является создание научно-технического задела (НТЗ), смысл которого заключается в отработке «критических» узлов и систем перспективных двигателей. Эффективность его проверяется на экспериментальных узлах или двигателях. Лидирующее положение в создании НТЗ занимает разработка двигателей военного применения, как наиболее напряженных по параметрам рабочего процесса. Автор приводит возможности научно-исследовательских и экспериментальных работ (НИЭР) аналогичного производства авиационной техники в США и сравнивает их с отечественными. Отмечает перспективность двигателей нового поколения — АЛ-31Ф, РД-33, ПС-90А, ТВ7-117. Детально описывает высокий уровень разработок рабочих колес компрессора с высокой лобовой производительностью, широкохордных рабочих лопаток перспективных вентиляторов, которые легче обычных на 20-30% и другие достижения. Особое внимание уделено созданию НТЗ малоразмерных двигателей, а в ближайшем будущем — концентрация научно-технического потенциала на разработках НТЗ для создания двигателей пятого и шестого поколений.

Опыт эксплуатации газовых турбин серии 3А фирмы Siemens

Б. Беккер — Siemens KWU

К настоящему времени семейство 3А (V64.3A, V84.3A, V94.3A) оправдало себя в эксплуатации и подтвердило показатели мирового класса многими часами наработки (более 300 тыс. эквивалентных часов). Прототипом семейства является машина V84.3A (Великобритания). В статье большое внимание уделено конструкции и аэродинамическим процессам в компрессоре и турбине, а также проблеме вибрационного горения и эмиссии NOx. В результате усовершенствования газовых турбин улучшены характеристики и увеличен срок службы при снижении затрат на техобслуживание. Газовые турбины семейства 3А успешно работают на многих электростанциях, подтверждая свои характеристики в течение нескольких сот тысяч эквивалентных часов, например V94.3A в составе ПГУ Lujan de Cuyo (Аргентина) прошла 200 запусков и наработала почти 15 тыс. часов.

CAD/CAM ADEM автоматизация сквозного проектирования

А.Казаков, В. Шарахов — компания Omega Technologies

Система ADEM создана российскими специалистами компании Omega Technologies для автоматизации сквозного процесса проектирования изделий и получения управляющих программ для станков с ЧПУ. Изначально были разработаны две отдельные программы, затем произошло их слияние в одну — CAD/CAM-систему, а позднее были введены возможности 3- и 5-координатной механической обработки, что расширило спектр применения CAD/CAM ADEM. Система ADEM используется во многих отраслях промышленности, позволяя решать задачи по проектированию и производству как плоских, так и объемных деталей. В статье перечислены вузы России, в которых готовят специалистов для работы с системой CAD/CAM ADEM, и предприятия, на которых она внедряется. Omega Technologies планирует выпустить специальную программу для проектных работ и технологических процессов с целью поддержки российского двигателестроения.

К выбору принципиальных схем ГТУ, оптимальных для теплофикации

В. Особов — ОАО «А. Люлька-Сатурн»
И. Особов — Purdue University

В настоящее время в России приостановлено строительства крупных электростанций. Это определяет экономическую целесообразность теплофикации за счет децентрализации энергетики и уменьшения масштабности энергоблоков. Решение проблемы теплофикации — в использовании теплоэлектростанций, созданных на базе авиационных двигателей мощностью до 25 МВт со сбросом газов в теплофикационные водогрейные или паровые котлы, оснащенные собственной системой дополнительного сжигания топлива. На большей части территории России потребление тепловой энергии зимой может превышать потребление электрической в 7-10 раз (летом соотношение 1:1). Дополнительное сжигание топлива в выхлопных газах котла-утилизатора повышает общий коэффициент использования тепла и снижает эмиссию NOx, а выработка электроэнергии производится с КПД 90%. В статье приведены графики изменения уровней потребляемой электрической и тепловой энергии и проведен анализ влияния этих факторов на стоимость жизненного цикла парогазовой электростанции и ее эффективного КПД. Даны обоснования эффективности применения различных схем ГТУ.

Вибромониторинг и диагностика — основа достоверной информации о состоянии ГПА

С. Зарицкий, А. Стрельченко, В. Тимофеев — ИТЦ Оргтехдиагностика, ДАО «Оргэнергогаз А. Бойко, А. Шайхутдинов — ОАО «Газпром»

Для определения фактических параметров и характеристик работы ГПА, в его автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУ ТП) включается подсистема диагностики — контроллер АСУ. В результате возрастает объем доступной селектированной информации. Это повышает точность диагностирования, особенно в системах с экспертными программами диагностики, предоставляющими информацию в АСУ ТП в on-line и автоматически формирующими диагнозы. К ним относится стационарная система непрерывного контроля и диагностики СДКО. Система обеспечивает подразделения текущей информацией о состоянии оборудования и позволяет определять необходимые сроки вывода оборудования в ремонт и заблаговременно предупреждать о дефектах узлов. Установка таких систем сейчас проводится на КС «Несвиж».

Нанесение покрытий в камерах с контролируемой атмосферой

П. Амбюль — фирма Sulzer Metco

Улучшение качества защитных покрытий, наносимых на термонагруженную поверхность, связано с особенностями технологии этого процесса. Поскольку некоторые материалы чувствительны к окислению, напыление проводится в вакууме, а предварительный подогрев и очистка поверхности позволяет получить свободную от окислов подложку. По технологии ChamproTM покрытия можно наносить либо на одну деталь, загружая каждую из них последовательно из шлюзовой камеры в закрытую главную камеру, либо на партию, открывая каждый раз главную камеру с последующей ее настройкой. Выбор режима нанесения покрытия зависит от индивидуальной особенности детали. Существует также система напыления LPPS и ее дальнейшие модификации LVPS и HC-LVPS с непрерывным техпроцессом, скорость которого определяется производственным ритмом. В статье подробно описаны оба способа нанесения термозащитных покрытий.

НК-38СТ — новый двигатель для газоперекачивающих агрегатов

Е. Гриценко, В. Орлов, В. Павлов — ОАО «СНТК им. Н.Д. Кузнецова»

ОАО «СНТК им. Н.Д. Кузнецова» разработало одни из самых массовых газотурбинных приводов для ОАО «Газпром» — НК-12СТ и НК-16СТ. Двигатель нового поколения НК-36СТ (мощность 25 МВт, КПД 36%) работает на Тольяттинской опытной КС. Двигатель НК-38СТ (мощность 16 МВт и КПД 38%), спроектированный на базе газогенератора авиационного ТРДД НК-93, предназначен для замены устаревших НК-16СТ и для установки в новые агрегаты ГПА-16 «Волга». Сейчас НК-38СТ является базовым для новых модификаций. На его основе разработан двигатель НК-39СТ для привода электрогенератора. Авторы подробно останавливаются на этапах конструкторских работ при создании НК-38СТ. ГПА-16 «Волга» с двигателем НК-38СТ прошел испытания на Помарской КС. Серийное производство НК-38СТ освоено головным разработчиком и поставщиком ГПА «Волга» — ОАО «КМПО».

Котлы-утилизаторы «ЗиО-Подольск» для парогазовых установок

Ю. Петров — инжиниринговая компания «ЗиОМАР»

Машиностроительный завод «ЗиО-Подольск» работает по созданию котлов-утилизаторов и другого теплообменного оборудования различной мощности для парогазовых электростанций, ГТУ ТЭЦ и газоперекачивающих агрегатов. Предприятие выпускает водогрейные и паровые котлы, которые используются для получения пара, для работы в блоке с паровой турбиной или на общую паровую магистраль. Установка котлов может быть вертикальной и горизонтальной. Они могут быть оснащены специальными дожигающими устройствами для получения пара требуемых параметров. Разнообразие видов котлов-утилизаторов (массой до 86 тонн) обусловлено различными сочетаниями оребренных труб, масса которых в модуле котла может составлять 45%. Производственные мощности завода позволяют изготавливать в год более 10 тыс. тонн оребренных труб из многих видов стали. Проектирование и расчеты динамики котлов производятся с помощью программных комплексов. Поставку и наладку оборудования производит завод-изготовитель.

ASME — Американское общество инженеров-механиков

ASME — крупнейшая некоммерческая организация, объединяющая 125 тысяч инженеров-механиков из более чем 132 стран мира. Она обладает достаточными возможностями для улучшения качества жизни своих членов. Членство в ASME дает ряд преимуществ, в частности: получение технического образования и повышение уровня квалификации; участие в подготовке и проведении семинаров, выставок и т.д.; доступ к периодическим изданиям организации (журнал «Mechanical Engineering», ежемесячная газета «ASME News» и другие научно-технические издания); возможность пользоваться сайтом в интернете, с помощью которого можно получать доступ к различным базам данных и к необходимой технической информации; возможность получения достойной работы.

Энергетический кризис: выход есть

Д. Капралов — зам. главного редактора

16 августа 2000 г. в ОАО «Рыбинские моторы» прошел семинар на тему «Решение региональных проблем энергообеспечения на основе газотурбинных технологий». Были рассмотрены предложения ОАО «Рыбинские моторы» по обеспечению области электрической и тепловой энергией с помощью газотурбинных электростанций производимых на прдеприятии. С докладами выступили генеральный конструктор ОАО «Рыбинские моторы» М. Кузменко, начальник ПЭО ОАО «Ярэнерго» Ю. Гайворонский, исполнительный директор АМНЭР В. Мохов, генеральный директор ОАО «Новгородрегионгаз» Ю. Тропинов и другие. Вологодская РЭК представила программу энергосбережения Вологодской области. Участники семинара поддержали обращение к губернатору Ярославской области с предложениями по разработке и реализации энергетической программы «Энергосбережение Ярославской области на 2000-2010 гг.»