АНАЛІЗ ПРОЦЕСІВ ТЕПЛОМАСООБМІНУ ТА ПРОГНОЗУВАННЯ РЕСУРСУ ЗАХИСНИХ ПОКРИТТІВ ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНИХ ЧАСТИН ОБЛАДНАННЯ ТЕПЛОВИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ, ЩО ПРАЦЮЮТЬ ЗА НАДКРИТИЧНИХ ПАРАМЕТРАХ ПАРИ

 Застосування захисних покриттів деталей паротурбінних установок (ПТУ), що працюють при надвисоких температурах, дозволить використовувати жаростійкі властивості феритно-мартенситних сталей. Перехід до температур пари 650°С і вище дозволить підвищити ККД ПТУ до 50% і скоротити при цьому витрати палива на (10…12)% та викидів до 10% в порівнянні з сучасними турбоустановками. Ресурс роботи лопаток і частин обладнання парових турбін (рис. а) характеризує захисні функції покриття матеріалу при конкретних умовах протікання процесів дифузії та окислення.

Проблема. Необхідність визначення ресурсу металевих покриттів обладнання і лопаток (рис. b) парових турбін.

Вирішення проблеми можливо на основі довгострокового прогнозування масообмінних процесів в системі деталь-покриття ґрунтується на розроблених моделях дифузійних процесів для визначення ресурсу захисних покриттів деталей та лопаток турбін нових електростанцій на надкритичних параметрах пари. Моделювання проводиться за допомогою математичних моделей, що враховують процеси дифузії, утворення та зростання окисної плівки, фазові перетворення, а також деформацію та руйнування покриття. Створена модель дифузійних та корозійних процесів в системі захисне покриття-субстрат у взаємодії з розрахунково-експериментальним підходом дозволяє визначити ресурс аналізованого покриття (рис. с).

a

b

c

Новизна. Створено розрахунково-експериментальний підхід і математичні моделі процесів тепломасообміну та спеціальні комп’ютерні програми на їх основі, що  дають можливість прогнозувати та оцінювати гарантійний термін експлуатації лопаток і обладнання.

Комерційна пропозиція.

Розроблені розрахунково-експериментальній підхід і моделі фізико-хімічних процесів захисних покриттів лопаток і частин обладнання парових турбін, які можуть бути застосовані для розрахунків робочого ресурсу різноманітних типів покриттів.

Публікації:

1. Круковский П.Г., Метель М.А.Тепломассообменные процессы в защитных металлических покрытиях высокотемпературного оборудования электростанций // Промышленная теплотехника . – 2015. – Т. 37, №1. – С. 65-66.
2. Krukovskyi, M.Metel, A.Aguero, R.Muelas, V.Kolarik,Diffusion and lifetime modeling for slurry aluminide coating on P92 substrate at 650° C with a computation-experimental approach, Mater. Corr., 2015 (is in print).
3. Pedraza, M.Proy, C.Boulesteix, P.Krukovskyi, M.Metel,Slurry aluminizing of IN-800HT austenitic stainless steel and pure nickel. Correlations between experimental results and modelling of diffusion, Mater. Corr., 2015 (is in print).