Способ контроля технического состояния и обслуживания двухроторного газотурбинного двигателя при его эксплуатации

Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных двигателей, в частности двухконтурных, к контролю технического состояния во время их эксплуатации для принятия решений по их обслуживанию и дальнейшей эксплуатации. В известном способе контроля технического состояния в качестве параметров, характеризующих среду и условия работы двигателя, выбирают: температуру воздуха на входе в двигатель - Токр, барометрическое давление - Рокр, полная температура газа за турбиной низкого давления - Т4* полное давление воздуха за компрессором высокого давления - Рк, частоты вращения роторов (n1) низкого и (n2) высокого давлений, в качестве исходных используют зависимости Т4*исх.прив=f(n1прив), Рк*исх.прив=f(n1прив) и Т4*исх.изм=f(n2изм), построенные по измеренным в начале эксплуатации параметрам, приведенным к стандартным атмосферным условиям, а предельно допустимые отклонения ΔТ4*.прив, ΔТ4.*изм и ΔРк*прив, измеряемые от исходных параметров, устанавливают расчетно-статистическим методом, при этом при выходе за границы предельно допустимых значений параметров по меньшей мере одной из зависимостей, прекращают эксплуатацию двигателя и проводят его диагностику и обслуживание, причем при выходе за предельные значения параметра ΔТ4*.прив осуществляют регламентные мероприятия по улучшению характеристик компрессоров и турбин низкого и высокого давления и камеры сгорания, при выходе за предельные значения параметра ΔТ4*.изм проводят мероприятия по улучшению характеристик компрессоров и турбин высокого давления и камеры сгорания, а при выходе за предельные значения параметра Рк*исх.прив осуществляют промывку проточной части компрессора. Технический результат - возможность выявить узлы газотурбинного двигателя, ухудшение технического состояния которых в процессе эксплуатации приводит к снижению мощности и кпд, выработка своевременных мероприятий по регламентированному обслуживанию этих узлов. 3 ил.

 

Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных двигателей, в частности двухконтурных, к контролю технического состояния во время их эксплуатации для принятия решений по их обслуживанию и дальнейшей эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ эксплуатации двухконтурного турбореактивного двигателя по его техническому состоянию, предусматривающий измерение параметров, характеризующих среду и условия работы двигателя, фиксирование исходных значений параметров в начале эксплуатации, измерение текущих значений параметров во время эксплуатации и определение технического состояния и сроков мероприятий регламентированного обслуживания по предельному отклонению при сравнении измеренных текущих параметров двигателя от исходных значений.

/RU 2168163 С1, МПК G01M 15/00, опубл. 27.05.2001 г./

Недостатком известного способа является то, что он дает обобщенную оценку изменений, происходящих в узлах двигателя, и не выявляет конкретную причину или узел, который стал причиной ухудшения технического состояния двигателя.

Задачей изобретения является разработка метода контроля и установления причин ухудшения технического состояния двухконтурного газотурбинного двигателя.

Ожидаемый технический результат - возможность выявить узлы газотурбинного двигателя, ухудшение технического состояния которых в процессе эксплуатации приводит к снижению тяги или мощности и кпд, выработка своевременных мероприятий по регламентированному обслуживанию этих узлов.

Технический результат достигается тем, что в известном способе контроля технического состояния и обслуживания двухроторного газотурбинного двигателя при его эксплуатации, предусматривающем измерение параметров, характеризующих среду и условия работы двигателя, фиксирование исходных значений параметров в начале эксплуатации, измерение текущих значений параметров во время эксплуатации и определение технического состояния и сроков мероприятий регламентированного обслуживания по предельному отклонению при сравнении измеренных текущих параметров двигателя от исходных значений в качестве параметров, характеризующих среду и условия работы двигателя, выбирают: температуру воздуха на входе в двигатель - Токр, барометрическое давление - Рокр, полная температура газа за турбиной низкого давления - Т4*, полное давление воздуха за компрессором высокого давления - Рк*, частоты вращения роторов (n1) низкого и (n2) высокого давлений, в качестве исходных используют зависимости T4*исх.прив=f(n1прив), Рк*исх.прив=f(n1прив) и Т4*исх.изм=f(n2изм), построенные по измеренным в начале эксплуатации параметрам приведенным к стандартным атмосферным условиям, а предельно допустимые отклонения ΔТ4*.прив, ΔТ4.*изм и ΔРк*прив, измеряемых от исходных параметров, устанавливают расчетно-статистическим методом, при этом при выходе за границы предельно допустимых значений параметров по меньшей мере одной из зависимостей прекращают эксплуатацию двигателя и проводят его диагностику и обслуживание, причем при выходе за предельные значения параметра ΔТ4*.прив осуществляют регламентные мероприятия по улучшению характеристик компрессоров и турбин низкого и высокого давления и камеры сгорания, при выходе за предельные значения параметра ΔТ4*.изм осуществляют мероприятия по улучшению характеристик компрессоров и турбин высокого давления и камеры сгорания, а при выходе за предельные значения параметра ΔРк*исх.прив осуществляют промывку проточной части компрессора, где:

Т4*исх.прив - полная температура газа за турбиной низкого давления, приведенная к стандартным атмосферным условиям;

Рк*исх.прив - полное давление воздуха за компрессором высокого давления, приведенное к стандартным атмосферным условиям;

Т4*исх.изм - полная измеренная температура газа за турбиной низкого давления;

Т*4доп.прив - предельно допустимая температура газа за турбиной низкого давления, приведенная к стандартным атмосферным условиям, устанавливают расчетно-статистическим методом;

Т*4доп.изм - предельно допустимая температура газа за турбиной низкого давления измеренная, устанавливают расчетно-статистическим методом;

Рк*доп.прив - предельно допустимое, полное давление воздуха за компрессором высокого давления, приведенное к стандартным атмосферным условиям, устанавливают расчетно-статистическим методом;

ΔТ4*.прив,4*исх.прив*4доп.прив - отклонения от стандартных параметров;

ΔТ4*.изм4*исх.изм*4доп.изм - отклонения от измеренных параметров;

ΔРк*привк*исх.привк*доп.прив - отклонения от стандартных параметров;

n1 исх.прив - частота вращения ротора турбины низкого давления приведенная к стандартным атмосферным условиям;

n2 исх.изм - частота вращения ротора турбины высокого давления измеренная.

Способ реализуют следующим образом.

По значениям измеренных в начале эксплуатации ГТД параметрам (Рокр, Токр, Т4*, n1, n2, Р*к) на нескольких режимах по частотам вращения роторов, приведенным к стандартным атмосферным условиям, строят исходные зависимости: T4*исх.прив=f(n1прив); Рк*исх.прив=f(n1прив); и Т4*исх.изм=f(n2изм).

На фиг.1 показана линия 1 графика исходной функциональной зависимости T4*исх.прив=f(n1прив),

На фиг.2 показана линия 1 графика исходной функциональной зависимости Т4*исх.изм=f(n2изм),

На фиг.3 показана линия 1 графика исходной функциональной зависимости Рк*исх.прив=f(n1прив),

Расчетно-экспериментальным методом на основе статистических данных по результатам эксплуатации определяют предельно допустимые значения приведенных параметров в виде зависимостей Т*4доп.прив=f(n1прив); Т*4доп.изм=f(n2изм); и Рк*доп.прив=f(n1прив), и наносят на фиг.1-3, см. линия 2 при тех же режимах по частоте вращения роторов.

При периодическом контроле в процессе эксплуатации двигателя измеряют указанные параметры при фактической частоте вращения и их значения проставляют на графиках - см. точка 3.

Пример

При эксплуатации на частоте вращения n2изм=12100 об/мин и n1прив=8900 об/мин проводят анализ положения точки 3 на каждой зависимости. На фиг.3 точка 3 выходит за предельно допустимые значения по параметру ΔРк*прив=f(n1прив). Следовательно, эксплуатация должна быть прекращена и проведено регламентное техническое обслуживание - промывка проточной части двигателя.

На фиг.1 и 2 точка 3 не выходят за предельно допустимые значения, но находится на их границе. Это свидетельствует о необходимости провести в ближайшее время регламентное техническое обслуживание и осмотр состояния элементов проточной части двигателя.

Изобретение позволяет определить узел газотурбинного двигателя, приведший к ухудшению его термогазодинамических характеристик, и принять решение о дальнейшей эксплуатации, а также определить узел, на который следует обратить внимание при осмотре и ремонте газотурбинного двигателя.

Способ контроля технического состояния и обслуживания двухроторного газотурбинного двигателя при его эксплуатации, включающий измерение параметров, характеризующих среду и условия работы двигателя, фиксирование исходных значений параметров в начале эксплуатации, измерение текущих значений параметров во время эксплуатации и определение технического состояния и сроков мероприятий регламентированного обслуживания по предельному отклонению при сравнении измеренных текущих параметров двигателя от исходных значений, отличающийся тем, что в качестве параметров, характеризующих среду и условия работы двигателя, выбирают: температуру воздуха на входе в двигатель - Т окр , барометрическое давление - Р окр , полную температуру газа за турбиной низкого давления - Т 4* , полное давление воздуха за компрессором высокого давления - Р к* , частоты вращения роторов (n 1 ) низкого и (n 2 ) высокого давлений, в качестве исходных используют зависимости Т 4*исх.прив =f(n 1исх.прив ), Р к*исх.прив =f(n 1исх.прив ) и T 4*исх.изм =f(n 2исх.изм ), построенные по измеренным в начале эксплуатации параметрам, приведенным к стандартным атмосферным условиям, а предельно допустимые отклонения ΔТ 4*прив , ΔТ 4*изм и ΔР к*прив , измеряемых от исходных параметров, устанавливают расчетно-статистическим методом, при этом при выходе за границы предельно допустимых значений параметров, по меньшей мере, одной из зависимостей прекращают эксплуатацию двигателя и проводят его диагностику и обслуживание, причем при выходе за предельные значения параметра ΔT 4*прив осуществляют регламентные мероприятия по улучшению характеристик компрессоров и турбин низкого и высокого давления и камеры сгорания, при выходе за предельные значения параметра ΔТ 4*изм проводят мероприятия по улучшению характеристик компрессоров и турбин высокого давления и камеры сгорания, а при выходе за предельные значения параметра ΔР к*исх.прив осуществляют промывку проточной части компрессора,
где Т 4*исх.прив - полная температура газа за турбиной низкого давления, приведенная к стандартным атмосферным условиям;
Р к*исх.прив - полное давление воздуха за компрессором высокого давления, приведенное к стандартным атмосферным условиям;
Т 4*исх.изм - полная измеренная температура газа за турбиной низкого давления;
Т 4*доп.прив - предельно допустимая температура газа за турбиной низкого давления, приведенная к стандартным атмосферным условиям, устанавливают расчетно-статистическим методом;
Т 4*доп.изм - предельно допустимая температура газа за турбиной низкого давления измеренная, устанавливают расчетно-статистическим методом;
Р к*доп.прив - предельно допустимое, полное давление воздуха за компрессором высокого давления, приведенное к стандартным атмосферным условиям, устанавливают расчетно-статистическим методом;
ΔТ 4*прив 4*исх.прив 4*доп.прив - отклонения от стандартных параметров;
ΔТ 4*изм 4*исх.изм 4*доп.изм - отклонения от измеренных параметров;
ΔР к*прив к*исх.прив к*доп.прив - отклонения от стандартных параметров;
n 1исх.прив - частота вращения ротора турбины низкого давления, приведенная к стандартным атмосферным условиям;
n 2исх.изм - частота вращения ротора турбины высокого давления, измеренная.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области эксплуатации машин и может быть использовано при диагностировании датчиков массового расхода воздуха (ДМРВ) на автомобилях, оборудованных микропроцессорной системой управления двигателем внутреннего сгорания (ДВС).

Изобретение относится к области машиностроения и используется для обкатки и испытания гидравлического забойного двигателя (ГЗД). .

Изобретение относится к области эксплуатации тепловозного оборудования. .

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано для определения технического состояния электронной системы управления и элементов двигателей с распределенным впрыском топлива в процессе их изготовления, технического обслуживания и ремонта.

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано для определения технического состояния электронной системы управления и элементов двигателей с распределенным впрыском топлива в процессе их изготовления, технического обслуживания и ремонта.

Изобретение относится к области диагностики технического состояния газотурбинных двигателей. .

Изобретение относится к области эксплуатации машин и может быть использовано при диагностировании выпускного тракта поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Изобретение относится к области разработки двигателей, в частности к способам доводки двигателя (ДВС). .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при эксплуатации, контроле, испытании и диагностировании двигателей внутреннего сгорания (ДВС). .

Изобретение относится к способу и устройству для диагностики определения рабочего параметра двигателя внутреннего сгорания (ДВС). .

Изобретение относится к способам функционального контроля и диагностирования состояния при испытаниях сложных пневмогидравлических объектов, например ракетных двигателей

Изобретение относится к области машиностроения и используется для обкатки и испытания гидравлического забойного двигателя (ГЗД)

Изобретение относится к области машиностроения и используется при обкатке и испытаниях гидравлического забойного двигателя (ГЗД)

Изобретение относится к машиностроению, а именно к стендам для испытаний главных редукторов вертолетов

Изобретение относится к области диагностики и контроля напряженно-деформированного состояния насосных агрегатов и может быть использовано на магистральных нефтепроводах для оперативного контроля на ранней стадии неисправности насосов

Изобретение относится к контролю и диагностике технического состояния межроторных подшипников (МРРП) двухвальных авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) и может быть использовано в авиадвигателестроении для раннего выявления дефектов в процессе изготовления, эксплуатации, технического обслуживания и/или ремонта ГТД

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению импульсной реактивной силы тяги жидкостных ракетных двигателей малой тяги (ЖРД МТ) при огневых стендовых испытаниях при оценке качества конструкции и рабочего процесса
Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам, предназначенным для диагностирования электрических и механических повреждений асинхронного двигателя

Изобретение относится к техническому обслуживанию двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в частности к диагностированию технического состояния ДВС

Изобретение относится к техническому обслуживанию двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в частности, к диагностированию технического состояния ДВС
Наверх