Турбостроение: Инновации и развитие в России

Турбостроение

Турбостроение — это область машиностроения, которая занимается производством турбинных двигателей. Её также часто называют турбиностроением.

Силовые машины, которые превращают энергию рабочих веществ в механическую работу для генерации энергии, начали создаваться в 19 веке.

Турбины используют энергию пара и газа. Эти рабочие вещества нагреваются, расширяются и поступают на лопатки. Под давлением они заставляют вал вращаться, который соединен с генератором. Таким образом, турбина превращает рабочие вещества в электричество и тепло.

Инновации в турбостроении

Современное турбиностроение развивается быстро.

Основное направление улучшения турбин — увеличение их КПД. Это достигается за счёт повышения температуры рабочего вещества.

Однако это связано с рядом сложностей, таких как необходимость разработки новых жаропрочных материалов, которые способны выдерживать температуры, соответствующие температуре горения топлива.

В настоящее время начинают производить керамические и углеродные рабочие пластины, что позволяет обойтись без системы охлаждения.

Конструкторы энергетических турбин активно применяют достижения авиастроения для повышения эффективности своих установок.

Также был разработан агрегат с промежуточным охлаждением, который достиг КПД 46 % при температуре +1380 °С.

Одним из направлений улучшения турбин является применение инновационных материалов для высоконагруженных узлов и механизмов, работающих при экстремально высоких температурах.

На ключевых элементах лопаток, прессовых посадках, конденсатоотводчиках, ходовых винтах, подшипниках и крепежных изделиях наносят антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY 1001, MODENGY 1002, MODENGY 1005, MODENGY 1014. Это снижает и стабилизирует трение, защищает от коррозии и других повреждений, а также упрощает сборку и разборку конструкций. Всё это помогает продлить срок службы оборудования.

Турбиностроение в России

Турбостроение в России начало развиваться в 1890-х годах. В то время создавались простые паровые и газовые конструкции, которые не достигали необходимой мощности.

В Советском Союзе открывались учебные заведения с кафедрами турбиностроения. Учредитель одной из кафедр спроектировал турбины непрерывного горения, что стало основным направлением для создания силовых машин.

Специалисты конструкторского бюро «Зоря-Машпроект» разработали множество турбин. На базе одной из этих турбин в 1990-х годах началось строительство высокопроизводительного газотурбинного двигателя.

В 2013 году к его разработке присоединились «Роснано» и «ОДК-Сатурн», что значительно ускорило темпы создания.

В 2019 году газотурбинный двигатель ГТД-110М был интегрирован в парогазовые установки с КПД 37 %. Этот агрегат работает на керосиновом и дизельном топливе.

Создание первой высокопроизводительной турбины стало важным этапом для отечественного турбостроения. В ближайшее время это позволит заменить иностранные установки, которые использовались на российских ТЭЦ. Это также даст возможность сократить затраты на доставку и обслуживание агрегатов и более свободно распоряжаться ими.