УСТРОЙСТВО ПОДГОТОВКИ И ПОДАЧИ РАСТВОРОВ ДЛЯ ПРОМЫВКИ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к устройствам для подготовки и подачи моющего раствора системы промывки проточной части осевого компрессора газотурбинной установки (ГТУ) в авиации, газоперекачке, энергетике, иной отрасли.
Элементы проточной части осевого компрессора ГТУ загрязняются в процессе работы, несмотря на очистку воздуха в специальных устройствах, устанавливаемых на входе воздуха в осевой компрессор всех современных ГТУ. По мере загрязнения проточной части происходит ухудшение характеристик ГТУ, прежде всего мощности и КПД.
В настоящее время с появлением высоконагруженных ГТУ большой производительности проблема удаления загрязнений проточной части становится наиболее актуальной.
Промывка на различных режимах позволяет восстановить до 10-12% мощности и до 5-6% КПД, потерянных ГТУ в результате загрязнения проточной части осевого компрессора.
Система промывки предназначена для удаления отложений, появляющихся на элементах проточной части осевого компрессора ГТУ. Для распыления жидкости внутри ГТУ установлены две группы форсунок, соединенные трубопроводами со штуцерами. Одна группа используется при промывке в режиме «на ходу», другая - «на холодной прокрутке» («на ХП»). Устройство для подготовки и подачи моющего раствора является составной частью системы промывки проточной части осевого компрессора.
Известна система промывки авиационного газотурбинного двигателя - заявка на изобретение RU 2007101311 А (1). Система содержит промывочную установку, предназначенную для подачи жидкости к распылительному устройству, расположенную на транспортном средстве (мобильное исполнение), пульт управления. Указанная система не позволяет производить подготовку моющих растворов перед подачей в ГТУ.
Известно мобильное устройство для промывки отопления и водоснабжения по патенту RU 2385443 C1 (2). Устройство содержит бак для приготовления химического реагента, уровнемер с индикатором уровня, насос и байпас для циркуляции промывочного раствора, электрический щит управления. Устройство также выполнено с возможностью установки на транспортном средстве. Однако с помощью штатного циркуляционного насоса невозможно производить перемешивание моющих растворов перед подачей в ГТУ.
Наиболее близкой к заявленному устройству для подготовки и подачи растворов по наибольшей совокупности существенных признаков является установка для промывки газовоздушного тракта газотурбинных двигателей группы предприятий «Лемикс» (3): устройство включает раму, бак для жидкости, уровнемер, подающий электронасос с линией байпаса и линией перемешивания, фильтр, заправочный электронасос, нагреватель жидкости, пульт управления, трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, выполненное в стационарном или мобильном исполнении.
Недостатками установки - ближайшего аналога - в отличие от заявленной полезной модели являются:
- наличие только одного бака, что не позволяет оперативно проводить промывку моющим раствором и ополаскивание водой. Заполнение бака и нагрев жидкости в процессе проведения промывки требует больших затрат времени;
- отсутствие поддона приводит к возможности пролива жидкости на пол в случае протечек (при выполнении ремонтных работ, при нештатной ситуации, при выполнении операции подключения-отключения шлангов);
- отсутствие какого-либо устройства для быстрого разматывания и сматывания шлангов, соединяющих мобильное исполнение установки с ГТУ, что затрудняет работу с установкой, увеличивает подготовительно-заключительное время и приводит к повреждениям шлангов;
- отсутствие блокировки работы подающего электронасоса при опорожнении бака, что может привести к поломке насоса;
- при промывке ГТУ на холодной прокрутке только один подающий шланг не позволяет, при необходимости, подавать жидкость одновременно к штуцерам промывки «на ходу» и «на ХП»;
- заправочный насос, стационарно установленный на раме установки, требует заливки насоса жидкостью при первом использовании, не позволяет заправлять жидкостью установку из удаленно расположенных емкостей, а также из емкостей, расположенных ниже глубины самовсасывания насоса. В заправочном шланге всегда остается жидкость от предыдущей заправки;
- нагрев жидкости проточным нагревателем требует большой электрической мощности из-за необходимости одновременной работы подающего насоса на перемешивание и нагревателя. Для нагревания жидкости требуются дополнительные трубопроводы и запорная арматура.
Техническим результатом устройства является повышение удобства работы, сокращение времени промывки, повышение экологичности. Сокращение времени на промывку особенно актуально, поскольку для промывки требуется либо полное выведение ГТУ из работы, либо частичное снижение мощности работающей ГТУ.
Полезная модель относится к устройствам для подготовки и подачи моющего раствора системы промывки проточной части осевого компрессора газотурбинной установки (ГТУ) в авиации, газоперекачке, энергетике, иной отрасли.
Элементы проточной части осевого компрессора ГТУ загрязняются в процессе работы, несмотря на очистку воздуха в специальных устройствах, устанавливаемых на входе воздуха в осевой компрессор всех современных ГТУ. По мере загрязнения проточной части происходит ухудшение характеристик ГТУ, прежде всего мощности и КПД.
В настоящее время с появлением высоконагруженных ГТУ большой производительности проблема удаления загрязнений проточной части становится наиболее актуальной.
Промывка на различных режимах позволяет восстановить до 10-12% мощности и до 5-6% КПД, потерянных ГТУ в результате загрязнения проточной части осевого компрессора.
Система промывки предназначена для удаления отложений, появляющихся на элементах проточной части осевого компрессора ГТУ. Для распыления жидкости внутри ГТУ установлены две группы форсунок, соединенные трубопроводами со штуцерами. Одна группа используется при промывке в режиме «на ходу», другая - «на холодной прокрутке» («на ХП»). Устройство для подготовки и подачи моющего раствора является составной частью системы промывки проточной части осевого компрессора.
Известна система промывки авиационного газотурбинного двигателя - заявка на изобретение RU 2007101311 А (1). Система содержит промывочную установку, предназначенную для подачи жидкости к распылительному устройству, расположенную на транспортном средстве (мобильное исполнение), пульт управления. Указанная система не позволяет производить подготовку моющих растворов перед подачей в ГТУ.
Известно мобильное устройство для промывки отопления и водоснабжения по патенту RU 2385443 C1 (2). Устройство содержит бак для приготовления химического реагента, уровнемер с индикатором уровня, насос и байпас для циркуляции промывочного раствора, электрический щит управления. Устройство также выполнено с возможностью установки на транспортном средстве. Однако с помощью штатного циркуляционного насоса невозможно производить перемешивание моющих растворов перед подачей в ГТУ.
Наиболее близкой к заявленному устройству для подготовки и подачи растворов по наибольшей совокупности существенных признаков является установка для промывки газовоздушного тракта газотурбинных двигателей группы предприятий «Лемикс» (3): устройство включает раму, бак для жидкости, уровнемер, подающий электронасос с линией байпаса и линией перемешивания, фильтр, заправочный электронасос, нагреватель жидкости, пульт управления, трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, выполненное в стационарном или мобильном исполнении.
Недостатками установки - ближайшего аналога - в отличие от заявленной полезной модели являются:
- наличие только одного бака, что не позволяет оперативно проводить промывку моющим раствором и ополаскивание водой. Заполнение бака и нагрев жидкости в процессе проведения промывки требует больших затрат времени;
- отсутствие поддона приводит к возможности пролива жидкости на пол в случае протечек (при выполнении ремонтных работ, при нештатной ситуации, при выполнении операции подключения-отключения шлангов);
- отсутствие какого-либо устройства для быстрого разматывания и сматывания шлангов, соединяющих мобильное исполнение установки с ГТУ, что затрудняет работу с установкой, увеличивает подготовительно-заключительное время и приводит к повреждениям шлангов;
- отсутствие блокировки работы подающего электронасоса при опорожнении бака, что может привести к поломке насоса;
- при промывке ГТУ на холодной прокрутке только один подающий шланг не позволяет, при необходимости, подавать жидкость одновременно к штуцерам промывки «на ходу» и «на ХП»;
- заправочный насос, стационарно установленный на раме установки, требует заливки насоса жидкостью при первом использовании, не позволяет заправлять жидкостью установку из удаленно расположенных емкостей, а также из емкостей, расположенных ниже глубины самовсасывания насоса. В заправочном шланге всегда остается жидкость от предыдущей заправки;
- нагрев жидкости проточным нагревателем требует большой электрической мощности из-за необходимости одновременной работы подающего насоса на перемешивание и нагревателя. Для нагревания жидкости требуются дополнительные трубопроводы и запорная арматура.
Техническим результатом устройства является повышение удобства работы, сокращение времени промывки, повышение экологичности. Сокращение времени на промывку особенно актуально, поскольку для промывки требуется либо полное выведение ГТУ из работы, либо частичное снижение мощности работающей ГТУ.
Предлагаемое устройство для подготовки и подачи растворов для промывки газотурбинного двигателя, включающее раму, бак для жидкости, трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, и выполненное в стационарном или мобильном исполнении, характеризуется тем, что содержит уровнемер, подающий электронасос с линией байпаса и линией перемешивания, фильтр, заправочный электронасос, нагреватель жидкости, пульт управления,  дополнительно содержит второй бак для жидкости, поддон, датчики уровня в баках, а заправочный электронасос выполнен ручным переносным.
Устройство характеризуется тем, что содержит два шланга для подачи жидкостей в промываемый двигатель, намотанных на вращающиеся барабаны, снабженные приводными ручками и стопорами, а жидкость в шланги подается через узлы вращения барабанов.
Устройство характеризуется также тем, что содержит нагреватели жидкости, размещенные в баках.
Заявленное устройство иллюстрируется на фигурах: фиг. 1 - вид сбоку, фиг. 2 -вид сверху.
Цифрами на фигурах обозначены: 1 - ручной переносной электронасос, 2 - пульт управления, 3 - барабан для шланга, 4 - ручка, 5 - рама, 6 - уровнемер, 7 - поддон, 8 - нагреватель, 9 - бак для промывочной жидкости, 10 - датчик уровня, 11 - трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, 12 - подающий насос с линией байпаса, 13 - фильтр, 14 - узел вращения, 15 - шланг, 16 - стопор.
Устройство смонтировано на раме 5. В мобильном исполнении рама устройства оснащена колесами. Трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой 11 обеспечивают соединение баков 9 между собой, подключение переносного насоса 1 для заправки баков, подачу жидкости из баков 9 насосом 12 через фильтры 13 к барабанам 3 и шлангам 15, а также перемешивание жидкости в баке 9. Контроль уровня жидкости в баках 9 производится по показаниям соответствующих уровнемеров 6. Нагреватели 8 расположены в баках 9. Стопоры 16 предотвращают самопроизвольное вращение барабанов 3 со шлангами 15. Ручки 4 предназначены для вращения барабанов при сматывании шлангов. Барабаны 3 оснащены узлами вращения 14, которые позволяют подавать жидкость из трубопроводов 11 в шланги 15, обеспечивая герметичность системы при вращении барабанов. Наличие двух шлангов 15 позволяет в случае необходимости подавать жидкость одновременно к штуцерам промывки «на ходу» и «на ХП».
Работа устройства заключается в следующем. С помощью ручного переносного электронасоса 1, подключенного к трубопроводам установки 11 производится заправка баков 9 соответствующими жидкостями из емкостей, в том числе, из удаленно расположенных. После заправки жидкость, оставшаяся в заправочном шланге, самотеком сливается в бак 9 или обратно в емкость, и шланг остается пустым. Заполнение баков 9 контролируется по уровнемерам 6. Все элементы гидросистемы, включая соединительные элементы шланга переносного электронасоса 1 с трубопроводами 11, находятся над поддоном 7, в результате чего исключаются протечки жидкостей на пол при работе или заправке установки.
Производится подготовка к подаче жидкостей в ГТУ. С пульта 2 включается подающий насос 12 при открытой линии перемешивания. Происходит перемешивание моющего раствора в одном из баков 9. После окончания перемешивания при необходимости нагрева жидкости с пульта 2 включаются нагреватели 8 в баках 9. Шланги 15 разматываются с вращающихся барабанов 3 при отключенных стопорах 16 и подключаются к штуцерам ГТУ. После нагрева жидкостей в баках 9 до требуемой температуры устройство готово к работе.
Подача жидкостей для промывки ГТУ производится в 2 этапа. Сначала подается моющий раствор из одного бака 9 с помощью подающего насоса 12 по трубопроводам с запорно-регулирующей арматурой 11 через фильтр 13 и шланг 15. Затем из другого бака 9 тем же насосом подается жидкость для ополаскивания. Расход жидкостей контролируется по уровнемерам 6. При падении уровня жидкости в любом из баков 9 ниже минимально допустимого срабатывает датчик уровня 10 и пульт 2 блокирует работу нагревателей 8 и насоса 12, предотвращая возможную поломку насоса при работе без жидкости.
По окончании промывки ГТУ установка приводится в исходное положение. Шланги 15 отсоединяются от штуцеров ГТУ и быстро сматываются на барабаны 3 за несколько оборотов. Вращение барабанов 3 производится вручную за соответствующие ручки 4. Самопроизвольная размотка шлангов с барабанов блокируется стопорами 16.
Источники информации
1. Заявка на изобретение RU 2007101311 А, МПК B64F 5/00 Система промывки авиационного газотурбинного двигателя, опубл. 20.07.2008..
2. Патент RU 2385443 C1, МПК F28G 9/00, C23G 3/04 Мобильное устройство для промывки отопления и водоснабжения, опубл. 27.03.2010.
3. Установки и устройства для промывки газовоздушного тракта (ГВТ) газотурбинных двигателей (ГТД) НК-16СТ, НК-16-18СТ и НК-16-20СТ. http://lemixsnt.ru/ustanovki/, 2001.