Способ диагностики газотурбинного двигателя газоперекачивающего агрегата
СПОСОБ /ЩАГНОСТИКИ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ ГАЗОПЕРЕКРЫВАЮЩЕГО АГРЕГАТА, включаюши; измерение температуры и давления на входе в двигатель , температуры торможения газов перед его силовой турбиной и других характерных параметров двигателя в исходный и текущий моменты эксплуатации и определение по ним коэффициентов ,, характеризующих экономичность двигателя, отлич ающи йс я тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса диагностики , в качестве характерных параметров выбирают статическое давление воздуха за компрессором и тегатотвор ную способность топлива, измерение всех параметров в текущий момент эксплуатагщи осуществлянлпри значениях теплотворной способности топлива и степени сжатия компрессора, равных их значениям в исходный момент эксплуатации, и определяют коэффициен .ты изменения КПД двигателя и расхода топлива из следующих уравнений со- . .ответственно ,о.75. ,. V г Л i ,},,, и СЛ ) исх исходный КПД двигателя; (Тг/Тн)ис и (Tf./T(,) - отношение температуры можения газов перед силовой турбиной и температуры воздуха на входе в двигатель в исходньй и текущий моменты эксплуатации соответст4 венно. QO
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„111414 (51)5 G О1 11 15/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Т /Тн ) тек к — 1 (Тг/Тк )кск
Кс 1 й/ иск) гдето кск (Т г T q)Hci и (Тг/Т )— исходный КПД двигателя;
Ме
GтН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
l в" (21) 3577654/25-06; 3577653/06, (22) 11.04.83 (46) 30. 11. 90. Бюл. Ф 44 (72) А. С. Коро вин и В.Д. Пак (53) 621.438-55 (088,8) (56) ГОСТ 20440-75. Установки газотурбинные. Методы испытаний.
Авторское свидетельство СССР
У 840690, кл. G O l И 15/00, 1981.
Черкез Л.Я. Инженерные расчеты газотурбинных двигателей методом малых отклонений. M,: Машиностроение, 1975, с. 5-7. (54) (57) .СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ ГАЗОПЕРЕ КРЬ1ВАЮЛЕГО
АГРЕГАТА, включающи измерение температуры и давления на входе в двигатель, температуры торможения газ ов перед его силовой турбиной и других . характерных параметров двигателя в исходный и текущий моменты эксплуатации и определение по ним коэффициентов,. характеризующих экономичность двигателя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса диагностики, в качестве характерных параметров выбирают статическое давление
Изобретение относится к турбомашиностро ению и к ас ает ся с по с о бов контроля технического состояния газотурбинных двигателей, в частности газотурбинных газоперекачивающих агрегатов магистральных газопроводов.
Изменение эффективности КПД при любом способе его определения нахо2 воздуха за компрессором и теппотворную способность топлива, измерение всех параметров в текущий момент эксплуатации осуществляют при значениях теплотворной способности топлива и степени сжатия компрессора, равных их значениям в исходный момент эксплуатации, и определяют коэффициен.ты изменения КПД двигателя и расхода топлива из следующих уравнений соответственно
Я =- 1 „0 75+ - — — — — -- 1 (Тг/Тк ) cx 1114143 где $ — эффективный KIIgИ вЂ” мощность на выводном. валу е сило вой турбины, к Вт; G. — расход топлива, кг/с; Н вЂ” низшая теплотворная способМ ность топлива, кДж/кг. В данном способе для определения эффективного КЦЦ требуется измерять мощность, расход топлива и состав топ-10 лива, после чего по вышеуказанной формуле произвести вычисления КПД в начальный и текущий моменты и путем сравнения результатов определить изменение КПД. 15 При массовой эксплуатации ГГД на газоперекачивающих станциях отсутствует система прямых измерений мощности и расходов топлива ГГД. Известен способ диагностики газо- 20 турбинного двигателя газоперекачивающего агрегата, включающий измерение температуры и давления воздуха на входе в двигатель, температуры торможения газов перед его силовой турби- 25 ной и других характерных параметров в исходный и текущий моменты эксплуатации и определение по ним коэффициентов, характеризующих экономичность двигателя. 30 ,Этот способ является наиболее близким по технической сущности к предл аг аемому, Однако при его использовании не соблюдается подобие режимов двигателя н исходный и текущий моменты эксплуатации и не учитывается изменение теплотворной способности топлива в процессе эксплуатации, В результате очность известного способа оказыва- 40 ется низкой. Целью изобретения является повышение точности и упрощение процесса диагностики двигателя, I 45 Поставленная цель достигается тем, что„в способе диагностики газотурбинного двигателя газоперекачивающего агре гат а, включ ающем измерение температуры и давления воздуха на вход в двигатель, температуры. тормо50 жения газов перед его силовой турбиной и других характерных параметров двигателя в исходный и текущий моменты эксплуатации и определение по ним 1 5 коэффициентов, характеризующих экономичность двигателя, в качестве характерных параметров выбирают статическое давление воздуха за компрессоРом и теплотворную способность топлива, измерение всех параметров в текущий момент э кс плу ат ации о суще ст вляfoT при значениях теплотворной cnocoCiности топлива и степени сжатия компрессора, равных по значениям в исходный момент эксплуатации, и определяют коэффициенты изменения КПД двигателя и расхода топлива из следующих «ур ав нений соответственно: ! Е / иск где 1, 1, — исходный КПД двигателя; (Тг/Т .,х и (Т /Тц ) < < — отношение температуры торможения газов перед силовой турбиной и температура воздуха на вхо.где в двигатель в исходный и текущий моменты э к с пну ат ации . Указанные уравнения получены из системы уравнений, описывающих работу двигателя с использованием метода малых отклонений. На чертеже показана схема агрегата, на котором реализуется описываемый способ, Газотурбинный газоперекачивающий агрегат содержит компрессор 1, магистраль 2 подачи топлива, камеру 3 сгорания, турбину 4 привода компрессора и силовую турбину 5 привода нагнетателя 6 приводного газа, перекачиваемого по магистрали. Перед силовой турбиной 5 установлен датчик 7 полной температуры, например термопара, соединенный е измерителем 8. 3а компрессором 1 на коллекторе 9 камеры 3 сгорания установлен манометр 10 для измерения статического давления воздуха. Газотурбинный двигатель оборудован измерителем 11 частоты вращения ротора компрессора, В магистральном трубопроводе 12 установлен регулятор 13 расхода и анализатор 14 теплотворной способности топливного газа. Способ осуществляют следующим образом. В исходный момент эксплуатации измеряют температуру и давление воздуха на входе, - в двигатель, температу4143 6 при этом не ухудшится, В каждом конкретном случае выбор места для измерения полного или статического давления 5 определяется конструкцией двигателя (наличием отверстий для установки датчиков на корпусе двигателя), Как показ али экспериментальные исследования на двигателях с непосредственным измерением мощности с помощью гидротормоза и расхода топлива, предлагаемый способ гарантирует приемлемую точность, не требует больших затрат при его реализации и позволяет осуществлять постоянный контроль за техническим состоянием агрегатов. Данный способ отличается своей простотой, основан на использовании ограниченного количества измеряемых 20 пар аметров, при меня емых в э ксплу ат ации практически всех газотурбинных установок. Поэтому не требуется для реализации способа создания и установки дополнительных измерительных 25 устройств. Последнее обеспечивает предлагаемому способу высокую готовность и. позволяет производить контроль технического состояния двигателя в эксплуатации без его остано30 ваI ру торможения газов перед силовой турбиной, статическое давление воздуха за компрессором и теппотворную способность топлива и запоминают измеренные значения. В текущий момент эксплуатации измеряют теплотворную способнбсть топлива и в случае, если она отличается от исходного значения более, чем на 2, регулируют состав газа в сети магистральных газопроводов, так чтобы теплотворная способность топлива в магистрали 12 стала равной исходной. Затем путем изменения расхода топлива регулятором 13 устанавливают степень сжатия компрессора равной ее значению в исходный момент эксплуатации, измеряют температуру воздуха на входе в двигатель и темпер атуру торможения газ ов перед силовой турбиной и определяют коэффициенты изменения КПД .двигателя и расхода топлива по указанным выше уравнениям. Вместо измерения ст атическо го давления воздуха за компрессором для определения степени сжатия компрессора можно измерять полное давление воздуха за компрессором или газов перед силовой турбиной. Точность способа Гост авитель Техред М.Моргентал л Корректор C.щекмар Редактор О. Филиппова Заказ 4381, Тираж 441 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101
