СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ПНЕВМОСИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВХОДНОГО НАПРАВЛЯЮЩЕГО АППАРАТА ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ДУ80Л1 И ДН80Л1 В СОСТАВЕ ГАЗОПРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ ТИПА ГПА-Ц-25СД/100-1,35М
METHOD OF INCREASING RELIABILITY OF PNEUMATIC CONTROL SYSTEM OF INLET GUIDING VALVE OF GAS TURBINE ENGINES DU80L1 AND DN80L1 AS PART OF GAS-COMPRESSOR PLANT OF THE TYPE GPA-C-25SD/100-1_35M

Изобретение относится к области газовой промышленности и может быть использовано при эксплуатации газоперекачивающего агрегата типа ГПА-Ц-25СД/100-1,35М (далее - ГПА) с приводом от газотурбинного двигателя (далее - ГТД) ДУ80Л1 или ДН80Л1.
При эксплуатации ГТД ДУ80Л1 или ДН80Л1 в составе ГПА при отрицательных температурах наружного воздуха были выявлены отказы исполнительных механизмов (далее - ИМ) системы пневмоуправления входного направляющего аппарата (далее - ВНА) в результате образования и замерзания конденсата в полости пневмоцилиндров.
Конструкция системы воздушного охлаждения ГТД ДУ80Л1 и ДН80Л1 в составе ГПА [1] устроена так что, выходной патрубок обдува двигателя расположен в непосредственной близости от ИМ пневмоуправления ВНА. Воздух от вентиляторов обдува прямым потоком попадает на цилиндры пневмоуправления ВНА. В связи с тем, что воздух, отбираемый для управления цилиндрами, всегда имеет положительные значения температуры, так как отбирается с заднего корпуса компрессора высокого давления (далее - КВД), то при охлаждении корпусов пневмоцилиндров в их полости образуется конденсат, который в последующем постепенно замерзает. При замерзании конденсата в полости цилиндров, давление воздуха падает по мере замерзания входного отверстия в цилиндре, возвратные пружины стремятся вернуть ВНА на угол, равный промежуточному или предпусковому состоянию ГТД. При перекладке ВНА в положение, не соответствующее рабочему режиму ГТД, происходит срыв потока воздуха с рабочих лопаток, в результате чего увеличиваются обороты компрессора низкого давления (далее - КНД) до аварийных значений, и ГПА останавливается по срабатыванию аварийной уставки свыше 7600 об/мин.
Указанный недостаток существующей конструкции системы пневмоуправления ГТД ДУ80Л1 и ДН80Л1 в составе ГПА значительно снижает наработку на отказ ГПА в целом. Каждый аварийный останов ГПА приводит к сбою поставок природного газа по магистральному газопроводу и негативно сказывается на основных узлах и механизмах, в связи с чем возникает необходимость во внеплановом ремонте.
Задачей изобретения является повышение надежности работы ГТД ДУ80Л1 и ДН80Л1 в составе ГПА за счет исключения аварийных остановов, возникающих по причине отказа системы пневмоуправления ВНА.
Технический результат - возможность эксплуатации ГПА с ГТД ДУ80Л1 или ДН80Л1 при отрицательных температурах окружающей среды без изменения конструкции охлаждения двигателя, избегая при этом отказов, связанных с замерзанием конденсата в пневмоцилиндрах системы управления ВНА.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается путем подачи горячего воздуха в заранее изготовленные и установленные изолирующие кожухи на основной и вспомогательный пневмоцилиндры, тем самым создавая свой микроклимат в полости между пневмоцилиндрами и их изолирующими кожухами.
Предложенный способ реализуется следующим образом: горячий воздух отбирается из корпуса переходной части между КНД и КВД ГТД (далее - переходник) 1 (фиг.1) ГТД 2. В корпус переходника 1 в месте отбора воздуха 3 монтируют штуцер 4 с проходным сечением от 2 до 4 мм для снижения давления и температуры отбираемого воздуха (без снижения давления температура воздуха составляла от 200°С до 250°С, после снижения давления воздуха температура составляет от 70°С до 80°С, чего вполне достаточно для поддержания микроклимата внутри кожухов пневмоцилиндров). Далее на штуцер 4 монтируют подводящую трубку 5 диаметром от 5 до 8 мм и проводят магистраль 6 до кожуха основного пневмоцилиндра 7 и кожуха вспомогательного пневмоцилиндра 8. Проходя магистраль 6 горячий воздух подает через штуцерное соединение 9 попадает в полость между кожухом 7 и основным пневмоцилиндром, а через штуцерное соединение 10 в полость между кожухом 8 и вспомогательным пневмоцилиндром. К подводящей магистрали 6 монтируют тройник 11 для разделения потоков горячего воздуха между кожухом основного пневмоцилиндра 7 и кожухом вспомогательного пневмоцилиндра 8.
Для равномерного заполнения горячим воздухом, полости между кожухом и пневмоцилиндром, с внутренней стороны кожуха основного пневмоцилиндра 7, в месте входа горячего воздуха монтируют прямоугольную пластину 12, а с внутренней стороны кожуха вспомогательного пневмоцилиндра 8 - пластину 13 на расстоянии от стенки кожуха от 4 до 7 мм.
Кожух основного пневмоцилиндра 7 показан на фиг. 2. Кожух состоит из двух верхних составляющих 14 и 15, которые крепятся между собой болтовыми соединениями через отверстия 16. Снизу крепится нижняя составляющая 17 кожуха. Кожух крепится к корпусу двигателя на болты через отверстия 18. Через отверстие 19 проходит шток на управление ВНА от пневмоцилиндра. Диаметр отверстия 19 подбирался с учетом того, что из него выходит воздух, поданный для создания микроклимата между кожухом и пневмоцилиндром. В отверстие 20 подается горячий воздух в полость между кожухом и пневмоцилиндром.
На фиг. 3 показан общий вид устройства кожуха вспомогательного пневмоцилиндра 8. Он аналогичен устройству кожуха основного пневмоцилиндра 7 и состоит из корпуса кожуха 21 и верхней крышки кожуха 22, которая крепится к корпусу 21 болтами через отверстия 23. Через отверстие 24 проходит шток на управление ВНА ГТД, его диаметр подбирался с учетом того, что из данного отверстия выходит воздух, поданный для создания микроклимата между кожухом и пневмоцилиндром. Через отверстие 25 проходит магистраль воздуха на управление вспомогательным пневмоцилиндром 8 от основного пневмоцилиндра 7. Кожух вспомогательного пневмоцилиндра 8 крепится к корпусу ГТД болтовыми соединениями через отверстия 26. В отверстие 27 подается горячий воздух в полость между кожухом и пневмоцилиндром.
Список источников
1. Агрегаты газоперекачивающие ГПА-Ц-25СД/100-1,44М, ГПА-Ц-25СД/100-1,35М. Руководство по эксплуатации. 574.0000.000 РЭ. - ПАО «Сумское НПО им. М.В. Фрунзе». 30.08.2011. - л. 86-88.
2. Газотурбинная установка ГТУ-25НУ80.08. Руководство по эксплуатации Часть 3. Техническое обслуживание, хранение, расконсервация, консервация, транспортирование. 808108000 РЭ2. - НПК «Зоря-Машпроект». 17.03.06. - л. 86.