Способ эксплуатации газотурбинной установки

Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных установок, а именно к оценке технического состояния установок или ее отдельных узлов для принятия решения по их обслуживанию и дальнейшей эксплуатации установки. Способ эксплуатации газотурбинной установки включает оценку ее технического состояния по изменению характеристик рабочих режимов. На по крайней мере одной из исправных газотурбинных установок фиксируют в заданном диапазоне частот вращения роторов зависимости изменения частоты вращения n от времени τ на выбеге роторов при не менее двух остановах газотурбинной установки, по усредненным значениям формируют типовые зависимости изменения частот вращения роторов n от времени τ, фиксируют текущие зависимости этих параметров для конкретной газотурбинной установки, сравнивают с типовыми зависимостями, при отклонении текущих зависимостей по конкретному ротору от типовых более чем на 5% формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора. Типовую зависимость изменения частот вращения роторов от времени формируют для конкретной газотурбинной установки на начальном этапе ее эксплуатации. Дополнительно типовую зависимость изменения частоты вращения от времени разбивают на 2-3 участка, на которых определяют значения Δn/Δτ, фиксируют на этих участках текущие значения Δn/Δτ, при отклонении текущих значений от типовых более чем на 5% хотя бы на одном участке формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора. Ожидаемый технический результат - определение узлов в газотурбинной установке, в которых происходит изменение технического состояния на стадии допустимого времени эксплуатации без разрушения деталей газотурбинной установки, что повышает ее эксплуатационную экономичность. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных установок, а именно к оценке технического состояния установок или ее отдельных узлов для принятия решения по их обслуживанию и дальнейшей эксплуатации установки.

Из известных способов наиболее близким к предложенному является оценка технического состояния по изменению характеристик рабочих режимов, заключающаяся в сравнении рабочих характеристик, полученных для данного момента, и времени, принятого за исходное. (Газотурбинные установки, Б.П. Поршаков, Москва, Недра, 1992, стр. 181).

Недостатком известного способа является то, что он вследствие использования дает лишь общую оценку технического состояния установки, недостаточно точно выявляет конкретную причину или узел приводящих к ухудшению технического состояния установок и запоздалой остановке двигателя в результате разрушения узла.

Задача изобретения - наиболее точно в процессе эксплуатации определять необходимость технического обслуживания и причин, приводящих к ухудшению технического состояния.

Ожидаемый технический результат - определение узлов в газотурбинной установке, в которых происходит изменение технического состояния на стадии допустимого времени эксплуатации без разрушения деталей газотурбинной установки, что повышает ее эксплуатационную экономичность.

Технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем оценку технического состояния газотурбинной установки по изменению характеристик рабочих режимов на по крайней мере одной исправной газотурбинной установке фиксируют в заданном диапазоне частот вращения роторов зависимости изменения частоты вращения n от времени на выбеге роторов при не менее 2 остановах газотурбинной установки, по усредненным значениям формируют типовые зависимости изменения частоты вращения роторов n от времени фиксируют текущие зависимости этих параметров для конкретной газотурбинной установки, сравнивают с типовыми зависимостями и при отклонении текущих зависимостей по конкретному ротору от типовых более чем на 5% формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора. Типовую зависимость изменения частот вращения роторов от времени формируют для конкретной газотурбинной установки на начальном этапе ее эксплуатации. Кроме того, типовую зависимость изменения частоты вращения от времени разбивают на 2 - 3 участка, на которых определяют значения фиксируют на этих участках текущие значения и при отклонении текущих значений от типовых формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора.

Способ реализуется следующим образом.

В процессе эксплуатации при не менее 2 остановах по крайней мере одной исправной газотурбинной установки производят непрерывную регистрацию частот вращения роторов по времени на выбеге роторов с дискретностью не менее 10 измерений в секунду в выбранном диапазоне частот вращения, например от малого газа до значения частоты вращения, равной не менее 1% от ее номинального значения. Строят для каждой исправной газотурбинной установки для выбранного диапазона зависимости частот вращения роторов от времени при этом измеренные значения частот вращения роторов на каждой секунде регистрации усредняют для исключения случайных «выбросов». Затем по этим зависимостям строят осредненную типовую зависимость. Во время эксплуатации фиксируют текущие зависимости наносят их на типовую зависимость и сравнивают. При отклонении текущей зависимости от типовой более чем на 5% по частоте вращения формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора.

Типовую зависимость возможно формировать для конкретной газотурбинной установки на начальном этапе ее эксплуатации, например, при пуско-наладочных работах.

Дополнительно типовую зависимость частот вращения роторов от времени можно разбивать на 2-3 участка, на которых определяют значения и сравнивают их с текущими значениями на тех же участках.

При отклонении текущих значений более чем на 5% от типовых хотя бы на одном участке формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора.

Пример реализации.

При пуско-наладочных работах перед началом эксплуатации по 3-м остановам газотурбинной установки с режима малого газа nРВД=72% формируют типовые зависимости частот вращения роторов по времени путем фиксации частот вращения ежесекундно и построения усредненной по 3-м остановам зависимости для каждого ротора от частот вращения на режиме малого газа до значений частот вращения не менее 1% от их номинальных значений, изображенных на фиг. 1, 2, 3 (сплошной линией обозначена типовая зависимость, крестиками - текущая зависимость). На тех же зависимостях наносят текущую зависимость на останове в процессе эксплуатации.

Как видно на фиг. 1, отклонение текущей зависимости от типовой более, чем на 5% по nРВД при одинаковом значении времени свидетельствует о появлении отклонений в работе узла ротора компрессора высокого давления. По остальным контролируемым зависимостям nРНД, nРСТ отклонений от типовой зависимости не отмечено.

1. Способ эксплуатации газотурбинной установки, включающий оценку ее технического состояния по изменению характеристик рабочих режимов, отличающийся тем, что на по крайней мере одной исправной газотурбинной установке фиксируют в заданном диапазоне частот вращения роторов зависимости изменения частоты вращения n от времени τ на выбеге роторов при не менее двух остановах газотурбинной установки, по усредненным значениям формируют типовые зависимости изменения частот вращения роторов n от времени τ, фиксируют текущие зависимости этих параметров для конкретной газотурбинной установки, сравнивают с типовыми зависимостями, при отклонении текущих зависимостей по конкретному ротору от типовых более чем на 5% формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что типовую зависимость изменения частот вращения роторов от времени формируют для конкретной газотурбинной установки на начальном этапе ее эксплуатации.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно типовую зависимость изменения частоты вращения от времени разбивают на 2-3 участка, на которых определяют значения Δn/Δτ, фиксируют на этих участках текущие значения Δn/Δτ и при отклонении текущих значений от типовых более чем на 5% хотя бы на одном участке формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора.



 

Похожие патенты:

Предлагаемое изобретение относится к техническому диагностированию газотурбинных силовых установок. Цель изобретения - повысить точность, достоверность и оперативность диагностирования газотурбинных двигателей (ГТД) на переходных и установившихся режимах от холостого хода до режима номинальной мощности.

Изобретение относится к ракетно-космической технике для контроля технического состояния жидкостного ракетного двигателя при его огневых стендовых испытаниях. Способ контроля технического состояния двигателя состоит в измерении текущих значений параметров двигателя, оценке критериев их разброса и сравнении получаемых значений критериев с их пороговыми значениями, по превышению которых судят о возникновении неисправности, при этом контроль состояния двигателя осуществляют на стационарных режимах огневых стендовых испытаний путем обработки параметров двигателя по методу статистического анализа с использованием критерия Стъюдента, для чего в процессе огневого стендового испытания измеряют параметры двигателя на каждом стационарном режиме работы с определенным шагом по времени, при этом во время работы двигателя в данный момент времени для каждого измеряемого параметра вычисляют статистическое значение критерия Стъюдента τ и пороговое значение τп, и если для всех измеряемых параметров выполняется условие τ<τп, то отмечают нормальную работу двигателя, а в случае если для не менее чем трех измеряемых параметров выполняется условие τ≥τп, то фиксируют момент времени возникновения неисправности на данном стационарном режиме и прекращают испытание.

Предложены Analyzer Faulty System (AFS, англ.) - анализатор неработоспособной системы бензинового двигателя внутреннего сгорания (ДВС), и способ его применения. AFS включает средства принудительного пробоотбора отработавших газов (ОГ), измерения и индикации напряжения о концентрации водорода в ОГ.

Изобретение может быть использовано при испытаниях и техническом диагностировании машин, в частности двигателей внутреннего сгорания. Способ оценки неравномерности работы двигателя внутреннего сгорания заключается в том, что подготавливают к испытанию двигатель.

Способ испытания высокотемпературной газовой коррозии, абразивной и температурной стойкости материалов и покрытий газотурбинных двигателей в высокоскоростных газовых потоках относится к области аэрокосмического и энергетического машиностроения и может использоваться для нанесения регламентированных коррозионных повреждений, одновременных испытаний коррозионной, абразивной и температурной стойкости материалов и сплавов в среде продуктов сгорания жидких и/или газовых топлив, загрязненных оксидами серы, углерода, азота, пылью, парами воды, хлористым водородом, солями и другими коррозионно-активными агентами.

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для испытаний рабочих пар гидравлических забойных двигателей. Техническим результатом является обеспечение проведения безопасных и высокоточных исследований с возможностью моделирования параметров расхода, использования энергетических жидкостей с различными реологическими свойствами, изменения температуры энергетической жидкости, что позволит обеспечить условия эксперимента максимально приближенными к реальным условиям.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к компрессорам со щелевым устройством, в частности к способам повышения надежности щелевого устройства компрессора. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности и ресурса работы компрессора.

Изобретение относится к области авиастроения газотурбинных двигателей, в частности к системам для испытаний авиационных двигателей при их создании, доводке на этапах опытно-конструкторских работ, эксплуатации, ремонте и сервисном обслуживании, предназначенным для повышения эффективности экспериментальной доводки двигателей.

Изобретение относится к области ракетного двигателестроения и может быть использовано при испытаниях насосных систем подачи порошкообразного металла в камеру сгорания ЖРД. Стенд содержит корпусную оснастку, технологические емкости, систему подачи горючего в камеру сгорания и систему управления процессами испытаний и контроля параметров.

Изобретение относится к испытанию электрических машин постоянного тока. Способ диагностирования технического состояния электродвигателей постоянного тока для наземного и водного транспорта с электродвижением заключается в том, что выполняют измерение и амплитудно-частотно-временной анализ среднеквадратичного отклонения параметров вибрации с применением непрерывного вейвлет-преобразования, что позволяет фиксировать кратковременные импульсы вибрации на всех режимах эксплуатации объекта диагностирования от переходных до установившихся.

Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных установок, а именно к диагностике температурного состояния деталей для принятия решения по их обслуживанию и дальнейшей эксплуатации. Способ эксплуатации газотурбинной установки включает диагностику температурного состояния деталей. Измеряют температуру масла на сливе из каждой опоры роторов газотурбинной установки на неизменном режиме по частотам вращения роторов на базе времени не менее 2-х минут, предшествующих текущему измерению, вычисляют среднее значение температуры масла на сливе и сравнивают его с текущим значением при тех же частотах вращения. При отклонении текущего значения температуры масла на сливе более чем на 2°С формируют сигнал об изменении технического состояния деталей в конкретной опоре ротора. При снижении текущего значения температуры масла на сливе формируют сигнал о разрушении коллектора подвода масла к подшипнику в опоре. При повышении температуры масла на сливе формируют сигнал о разрушении подшипника в опоре. Способ позволяет определить детали в конкретной опоре двигателя, в которых происходит изменение технического состояния на стадии допустимого времени эксплуатации без разрушения деталей двигателя, что повышает эксплуатационную экономичность газотурбинного двигателя. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Наверх