1.7 Види палив для ГТУ

В якості палива стаціонарних ГТУ використовуються гази що відрізняються вмістом Н28, СО2, Н2, СтНп, С3Н8, С2Н6,СН4 : природний різних родовищ, штучний (з антрацита, підземної газифікації, напів-коксований, доменний, коксовий очищений) та супутний, отриманий із родовищ нафти.

Природний (табл.1.2) та супутний характеризуються відносно низьким вмістом сірчаних сполук, штучний - від 0,2 до 58 % (в напів-коксованому газі).

Таблиця 1.2 - Характеристики природних газів [2]

 

 

Найменування родовища

Вміст елементів, %

Питома теплота горіння, кДж/кг

С

Н

N

О

Саратовське

70,1

22,7

7,17

 

47000

Дашавське

74,3

24,4

1,27

 

49500

Ставропольське

73,5

24,3

2

0,12

50500

Шебелинське

74

25,04

0,64

0,32

45500

Для стаціонарних, судових, транспортних ГТУ застосовують рі­зні палива, що мають значний рівень домішок, які негативно вплива­ють на опір матеріалів корозії (табл.1.3). Окрім основних компонентів палива, що утворюють продукти згорання, в проточну частину ГТУ можуть потрапляти домішки, що містяться в ґрунтових водах, що ін­коли потрапляють в резервуари для зберігання палива. Солі морської води, що містяться в бризках, разом із повітрям засмоктуються до компресору судових ГТУ, пісок потрапляє з повітрям при піщаних бу­рях. Вплив негативних домішок на працездатність є одним з факторів, що визначають ресурс газової турбіни, тому при виборі матеріалів слід враховувати на якому паливі працює турбіна, в яких умовах ото­чуючого середовища.

Найбільш агресивно процеси корозії відбуваються при викорис­танні важких видів палива, що містять V, 8 (табл.1.4) та в присутності солей морської води СЧаО+Ка28О4). Спостереженнями встановлено, що прискорення корозійних руйнувань відповідає тим деталям, на яких існує осад та смолисті продукти згорання. Одним з компонентів таких нашарувань виступає сульфат натрію з відносно низькою тем­пературою плавлення 884°С. Дослідженнями встановлено, що сульфі­дна корозія (як процес прискореного руйнування) вражає високотем-петурні деталі, за умови їх роботи в певному температурному інтерва­лі, найчастіше - 650-950°С. При перевищенні вказаної температури сульфідна корозія є менш імовірною, що пов'язано із випаровуванням сульфата натрію.

Таблиця 1.3 - Вміст домішок у рідких паливах [1]

 

Паливо

Л „                          Вміст, % (не більше)

Марка            V               №           8 Зола

Дизельне (ГОСТ 305-73, 4749-73)

П, З, ЗС, А, ДЛ, ДЗ,

ДА, ДС

 

 

0,2

0,2-0,5

0,2

0,01

Моторне: малосірчане; сірчане (ГОСТ 1667-68)

ДТ, ДМ

Не нормується (0,001)

Не нормується (0,01)

0,5 1,5-3,0

0,02 0,15

Нафтове (мазут) (ГОСТ 14298-69, 10585-75)

МП МПС

Не нормується (0,017)

Не нормується (0,013)

0,5 1,5

0,3 0,3

Ф12 Ф5

Не нормується (0,013)

Не нормується (0,013)

0,6 2,0

0,10 0,05

Паливо для реак­тивних двигунів

(ГОСТ 10227-62)

Т-1, ТС-1, Т-2

 

 

0,1 0,25

0,003

Нафтове для ГТУ (ГОСТ

10433-75)

ТГВК, ТГ

0,00002

0,0005

1

2,5

0,01

Дистилятне: з сірчаних нафт; з малосірчаних нафт

-

0,0001 0,002

0,0006 0,0004

2,5 0,4

0,01 0,01

З метою прогнозування поведінки сплавів в умовах експлуата­ції, якщо існує можливість проходження процесів ВТК, проводяться дослідження зразків на спеціальних стендах (установках) або в лабо­раторних печах. Подібні дослідження дозволяють з певною ймовірніс­тю оцінювати здатність сплавів до опору корозії, але отримані показ­ники (втрата маси або збільшення об'єму) значною мірою залежать від умов випробування. Склад солей, товщина шару розплаву, темпе -ратура, швидкість потоку повітря, при використанні стендів, вплива­ють на результати. Тому, при виборі оптимального варіанту матеріалу для виготовлення деталі, слід використовувати показники корозійної стійкості сплавів, що враховують умови експлуатації, та отримані за однаковою методикою.

Таблиця 1.4 - Результати випробувань авіаційного ГТД із вико­ристанням сирої нафти, як пального [2]

Система (вузел) уста­новки з ГТД

Агрегат або деталь, на роботі, яких відбилося використання важкого палива

Характер несправності

Паливна система

Насос подачі палива, на-робіток на відмову 7-42 год.

Знос торців шестерен, задири зубів шестерен глибиною 0,5-0,6мм через відкладання смолистих речовин

 

Жарова труба

Значне нагароутворення і корозія

Камера згорання

Форсунки

Зміна розхідних характеристик че­рез забруднення пакетів смолисти­ми речовинами

 

 

Корозія поверхні форсунок

Турбіна

Робочі лопатки

Поверхня першої ступені турбіни вкрита шаруватим нагароутворен-ням і зруйнована корозією