СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ОБСЛУЖИВАНИЯ ДВУХРОТОРНОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ
METHOD OF TWO-ROTOR GAS TURBINE ENGINE SERVICEABILITY AND MAINTENANCE IN FIRST OPERATION

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.
окр
окр
4
к
1
2
4
исх.прив
1прив
к
исх.прив
1прив
4
исх.изм
2изм
4
.прив
4
изм
к
прив
4
.прив
4
.изм
к
исх.прив
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
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 - Т, барометрическое давление - Р, полная температура газа за турбиной низкого давления - Т , полное давление воздуха за компрессором высокого давления - Р , частоты вращения роторов (n) низкого и (n) высокого давлений, в качестве исходных используют зависимости T  =f(n), Р  =f(n) и Т  =f(n), построенные по измеренным в начале эксплуатации параметрам приведенным к стандартным атмосферным условиям, а предельно допустимые отклонения ΔТ  , ΔТ.  и ΔР  , 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 ΔТ   осуществляют регламентные мероприятия по улучшению характеристик компрессоров и турбин низкого и высокого давления и камеры сгорания, при выходе за предельные значения параметра ΔТ   осуществляют мероприятия по улучшению характеристик компрессоров и турбин высокого давления и камеры сгорания, а при выходе за предельные значения параметра ΔР   осуществляют промывку проточной части компрессора, где:
4
исх.прив
*
Т   - полная температура газа за турбиной низкого давления, приведенная к стандартным атмосферным условиям;
к
исх.прив
*
Р   - полное давление воздуха за компрессором высокого давления, приведенное к стандартным атмосферным условиям;
4
исх.изм
*
Т   - полная измеренная температура газа за турбиной низкого давления;
*
4доп.прив
Т  - предельно допустимая температура газа за турбиной низкого давления, приведенная к стандартным атмосферным условиям, устанавливают расчетно-статистическим методом;
*
4доп.изм
Т  - предельно допустимая температура газа за турбиной низкого давления измеренная, устанавливают расчетно-статистическим методом;
к
доп.прив
*
Р   - предельно допустимое, полное давление воздуха за компрессором высокого давления, приведенное к стандартным атмосферным условиям, устанавливают расчетно-статистическим методом;
4
.прив,
4
исх.прив
4доп.прив
*
*
*
ΔТ  =Т  -Т  - отклонения от стандартных параметров;
4
.изм
4
исх.изм
4доп.изм
*
*
*
ΔТ  =Т  -Т  - отклонения от измеренных параметров;
к
прив
к
исх.прив
к
доп.прив
*
*
*
ΔР  =Р  -Р   - отклонения от стандартных параметров;
1 исх.прив
n - частота вращения ротора турбины низкого давления приведенная к стандартным атмосферным условиям;
2 исх.изм
n - частота вращения ротора турбины высокого давления измеренная.
Способ реализуют следующим образом.
окр
окр
4
1
2
к
4
исх.прив
1прив
к
исх.прив
1прив
4
исх.изм
2изм
*
*
*
*
По значениям измеренных в начале эксплуатации ГТД параметрам (Р, Т, Т , n, n, Р*) на нескольких режимах по частотам вращения роторов, приведенным к стандартным атмосферным условиям, строят исходные зависимости: T  =f(n); Р  =f(n); и Т  =f(n).
4
исх.прив
1прив
*
На фиг.1 показана линия 1 графика исходной функциональной зависимости T  =f(n),
4
исх.изм
2изм
*
На фиг.2 показана линия 1 графика исходной функциональной зависимости Т  =f(n),
к
исх.прив
1прив
*
На фиг.3 показана линия 1 графика исходной функциональной зависимости Р  =f(n),
*
*
*
4доп.прив
1прив
4доп.изм
2изм
к
доп.прив
1прив
Расчетно-экспериментальным методом на основе статистических данных по результатам эксплуатации определяют предельно допустимые значения приведенных параметров в виде зависимостей Т =f(n); Т =f(n); и Р  =f(n), 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
2изм
1прив
к
прив
1прив
*
При эксплуатации на частоте вращения n=12100 об/мин и n=8900 об/мин проводят анализ положения точки 3 на каждой зависимости. На фиг.3 точка 3 выходит за предельно допустимые значения по параметру ΔР  =f(n). 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.