ФФКМ и ФКМ О-Ринг решења за екстремну топлоту у турбинама за гас и пару

Непоколебљива потрага за ефикасношћу у модерној производњи енергије довела је до широког прихватања гасних турбина комбинованог циклуса (ЦЦГТ) и напредних парних турбина. Ове машине раде са дисајућом топлотном ефикасношћу, али то се чини на цену стварања неких од најоштрих окружења за запљуњавање компоненти. Температуре у системима масла за лубрирање гасне турбине могу рутински достићи 150-180 °Ц због усапавања топлоте из корпуса турбине, док стабљици клапана парних турбина и системи за затварање жлезда могу бити изложени прегрејеним паром на више од 300 °C. °С. У овим областима, стандардни еластомери брзо се пропадају, што доводи до цурења уља, цурења паре, контаминације и присиљених прекида са огромним финансијским казнама.

Флуорокарбонски (ФКМ) еластомери су прва линија одбране за затварање на високим температурама у турбинама. Њихов одличан баланс топлотне отпорности (до 230 °С интермитентни) и хемијска отпорност на синтетичка естера на бази турбине уља (нпр., ИСО ВГ 32, 46) чини их стандардним избором за већину статичких и динамичких запљуцаја у системима уља за подмазивање и контролу. Уобичајене примене укључују запључавање вала на помоћним пумпама, О-прстен у кућиштима филтера и актуаторима вентил, и запључавање на наочарима за вид. AS109 стандард често одређује уобичајене FKM једињења за ваздухопловне и индустријске турбине, обезбеђујући основу за перформансе. За додатну механичку чврстоћу у динамичким запљућивачима изложеним овим врућим уљима, хидрогенисани нитрил (ХНБР) се понекад користи као алтернатива, пружајући супериорну отпорност на абразију и добру компатибилност уља до око 150 °Ц.

Међутим, за зоне екстремних топлота довољни су само перфлуороеластомери (ФФКМ) као што су Калрез® или Цхемараз®. ФКМ делови нису само побољшани ФКМ; они су друга класа материјала са потпуно флуорисаном полимерском структуром. То им даје два трансцендентна својства:

1. Постављање Континуиране оперативне температуре изнад 300 °Ц, омогућавајући им да функционишу у непосредној близини водова паре и путева топлог гаса.

2. Уколико је потребно. Виртуелна инерција на хемикалије, укључујући агресивна уља турбина, течности за пренос топлоте и процесне гасове који би временом деградирали ФКМ.

Њихова примена је веома циљана због трошкова (често 50-100 пута већа од ФКМ-а). Кључне локације укључују:

· Утврђивање стабља главних затварача и контролних вентила парне турбине: директно изложено високо притиску, високој температури паре. Утцање овде представља директан губитак ефикасности циклуса и опасност за безбедност.

· Завршице за гасни турбински гасни вентил: изложена је врућем горивом гасу и могућој кондензацији агресивних једињења.

· Запечати на сензорским и инструментационим линијама које пролазе кроз кутије врућих турбина.

ОЕМ-ови као што су ГЕ, Сименс и Мицубиши Паувер пружају експлицитне материјалне спецификације за ове критичне локације. Логика селекције управља методом анализа мода неуспеха, ефеката и критичности (FMECA). Инжењери одређују број ризика за сваку запечатачку тачку на основу озбиљности неуспеха, вероватноће појаве и откривања. За тачке са високим РПН-ом, супериорна перформанса ФФКМ-а оправдавају његову цену.

Овај принцип се примењује на глобалном нивоу. У Бахрејну, где ЦЦГТ постројења пружају енергију за основно оптерећење у пустињском окружењу са високом температуром околине, хлађење је мање ефикасно, што повећава температуру нафте и површине. Указање ФФКМ-а за критичне стабље клапана представља проактивну инвестицију у поузданост. На Филипинима, геотермалне и угљене погонске постројења са старијим парним турбинама успешно су опремиле ФФКМ затварања како би зауставиле хронична цурења паре, побољшавши ефикасност постројења и безбедност особља. У САД, строги прописи о животној средини који се односе на емисије леталих органских једињења (ВОЦ) од цурења (ЛДАР програми) чине ФФКМ-ове безпужне перформансе у апликацијама за бежанске емисије економски атрактивним. Укупна трошкови власништва морају да учествују не само у цени печати, већ и у избегнутим трошковима изгубљене генерације, поправке радног труда и усклађености са животном средином.