СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
METHOD FOR INCREASING GAS TURBINE ENGINE OUTPUT POWER IN OPERATION

Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных двигателей, в частности к двигателям, применяемым в качестве привода нагнетателя газоперекачивающих агрегатов и энергоустановок, контролю технического состояния и его восстановлению.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный способ повышения выходной мощности газотурбинного двигателя при эксплуатации, включающий периодическую очистку на режиме «прокрутки» двигателя, размещенного за воздуховодом и содержащего компрессор, имеющий входной направляющий аппарат и ряды рабочих лопаток, образующих ступени сжатия воздуха, масляную систему, камеру сгорания и коллектор подачи топлива с топливными форсунками, а очистку производят путем подачи через форсунки моющего раствора в воздуховод, и/или направляющий аппарат, и/или одну из высоких ступеней компрессора, и/или камеру сгорания (RU №2406841 МПК F02C 3/30 F02C 7/143, опубл. 20.12.2010 г.).
Однако этот способ не позволяет проводить предварительную очистку от загрязнений первых ступеней компрессора и входного направляющего аппарата без попадания в проточную часть удаляемых загрязнений. Также во время проведения промывки возможно попадание моющего раствора в предмасляные полости опор двигателя, и в топливные форсунки, и в коллектор подачи топлива.
Задачей изобретения является разработка способа более эффективной промывки газотурбинного двигателя при его эксплуатации для повышения выходной мощности.
Ожидаемый технический результат - способ повышения мощности газотурбинного двигателя путем предварительной очистки входного направляющего аппарата и лопаток первой ступени компрессора, исключения возможности попадания моющего раствора в топливный коллектор и форсунки подачи топлива, исключения возможности попадания моющего раствора в масляную систему двигателя.
Технический результат достигается тем, что в известном способе повышения выходной мощности газотурбинного двигателя при эксплуатации, предусматривающем периодическую очистку на режиме «прокрутки» двигателя, размещенного за воздуховодом и содержащего компрессор, имеющий входной направляющий аппарат и ряды рабочих лопаток, образующих ступени сжатия воздуха, масляную систему, камеру сгорания и коллектор подачи топлива с топливными форсунками, а очистку производят путем подачи через форсунки моющего раствора в воздуховод, и/или направляющий аппарат, и/или одну из высоких ступеней компрессора, и/или камеру сгорания, по предложению перед началом прокрутки двигателя предварительно производят очистку входного направляющего аппарата и рабочих лопаток первой ступени компрессора, а перед подачей моющего раствора дополнительно в систему наддува предмасляных полостей опор двигателя и в коллектор подачи топлива к топливным форсункам подают сжатый воздух и через 10…15 с после завершения подачи моющего раствора, подачу сжатого воздуха перекрывают, при этом моющий раствор, через по крайней мере одну форсунку по тракту осевого компрессора подают в направлении, обратном направлению потока.
Очистку газовоздушного тракта двигателя производят путем подачи через форсунки моющего раствора в воздуховод, и/или направляющий аппарат, и/или одну из высоких ступеней компрессора, и/или камеру сгорания. Перед началом «прокрутки» двигателя предварительно производят очистку входного направляющего аппарата и рабочих лопаток первой ступени компрессора механическим способом (вручную или иным способом), а перед подачей моющего раствора дополнительно в систему наддува предмасляных полостей опор двигателя и в коллектор подачи топлива к топливным форсунка подают сжатый воздух, при этом не ранее чем через 10…15 с после завершения подачи моющего раствора, подачу сжатого воздуха перекрывают, а моющий раствор, через по крайней мере, одну форсунку по тракту осевого компрессора подают в направлении, обратном направлению потока. Сжатый воздух подается с давлением, обеспечивающим положительный перепад на форсунках топливной системы и на уплотнениях масляных полостей.
На Фиг. 1 показан газотурбинный двигатель, установленный в газоперекачивающем агрегате или энергоустановке с дополнительными коммуникациями, реализующими предлагаемый способ.
К газотурбинному двигателю 1 подключена система подачи моющего раствора 2 с форсунками для распыления моющего раствора 3 (форсунка 7 подает раствор в направлении, обратном направлению потока), установленными по газовоздушному тракту двигателя и во входной камере 5. К предмасляным полостям опор двигателя, а также форсункам и коллектору подачи топлива в камеру сгорания 6 подключена система наддува воздуха 4. В качестве моющего раствора применяется смесь воды с моющими жидкостями (биоразлагаемыми и биоудаляемыми высококачественными моющими средствами на основе органических растворителей, поверхностно-активных веществ и эмульгаторов).
Перед началом выполнения работ по промывке производят предварительную очистку (вручную или иным способом) входного направляющего аппарата 8 и лопаток первой ступени компрессора газотурбинного двигателя 1 для исключения попадания отложений со входного направляющего аппарата и лопаток первой ступени компрессора в проточную часть двигателя.
Пример
Работы по промывке выполняются во время проведения «холодной прокрутки» двигателя (запуск двигателя без подачи топлива в камеру сгорания).
Перед началом промывки: производят настройку системы автоматического управления и регулирования двигателя; производят монтаж и настройку системы 2 подачи моющего раствора и воды от установки для промывки проточной части осевого компрессора; заправляют систему 2 моющим раствором и водой; подсоедининяют систему подачи воздуха 4; установливают емкости для слива жидкости из проточной части двигателя 1.
При проведении промывки двигателя: включают систему 4 подачи воздуха на наддув предмасляных полостей двигателя и продувку топливных форсунок камеры сгорания 6; через 5 секунд нажимают кнопку «Пуск»; через 15 секунд после достижения оборотов ротора высокого давления частоты вращения ~2394…2600 об/мин (18…20%) включают систему 2 подачи моющего раствора на 25…30 секунд; через 20…25 секунд после прекращения подачи жидкости производят останов двигателя 1; через 10…15 секунд после завершения подачи моющего раствора прекращают подачу воздуха на наддув предмасляных полостей двигателя и на продувку форсунок камеры сгорания.
Во время эксплуатации газотурбинного двигателя из-за загрязнения проточной части осевого компрессора происходит уменьшение расхода воздуха до 6% и КПД осевого компрессора на 2-3%, что вызывает снижение полезной мощности ГТУ до 10% и эффективного КПД до 2-5%.
Реализация изобретения позволяет повысить или восстановить до исходной мощность газотурбинного двигателя при эксплуатации, позволяет снизить затраты на капитальный ремонт двигателей (до достижения межремонтного ресурса), вызываемый попаданием промывочной жидкости с элементами отложений в маслосистему и топливные форсунки двигателя и/или повреждением проточной части двигателя элементами отложений, образовавшимися в процессе эксплуатации.