СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ОБСЛУЖИВАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ
METHOD OF CONDITION MONITORING AND MAINTENANCE OF GAS TURBINE ENGINE DURING ITS OPERATION

Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных двигателей, в частности к двигателям с форсажной камерой сгорания, контролю технического состояния и его восстановлению.
Известен способ контроля технического состояния и обслуживания газотурбинного двигателя при его эксплуатации, включающий измерение ряда параметров, характеризующих условия работы двигателя. Способ позволяет судить о техническом состоянии элементов двигателя по измеряемым параметрам (см. патент РФ № 2476849, МПК G01M 15/14, опубл. 27.02.2013 г.).
Однако этот способ не позволяет вовремя определить характер неисправностей в работе форсажной камеры сгорания и предложить меры для устранения этих неисправностей без разборки двигателя.
Задачей изобретения является разработка методов контроля и устранения причин ухудшения работы форсажной камеры сгорания газотурбинного двигателя.
Ожидаемым техническим результатом изобретения является выявление момента выхода параметров, контролирующих работу форсажной камеры сгорания, за пределы допустимых и выработка мер по устранению этих неисправностей в условиях эксплуатации без разборки двигателя.
Технический результат достигается тем, что в способе контроля технического состояния и обслуживания газотурбинного двигателя при его эксплуатации, включающем измерение параметров, характеризующих условия работы двигателя, в качестве измеряемого параметра выбирают давление топлива в коллекторе форсажной камеры сгорания двигателя, измерение которого проводят периодически, полученное значение давления топлива в коллекторе форсажной камеры сравнивают с максимально допустимым, которое предварительно задают для данного типа двигателей, и при превышении в коллекторе максимально допустимого значения давления топлива проводят очистку коллектора форсажной камеры.
Выбор в качестве измеряемого параметра давления топлива в коллекторе форсажной камеры сгорания двигателя и сравнение полученного значения с максимально допустимым позволяет косвенно судить о том, что форсунки коллектора засорены коксовыми отложениями и не могут пропустить через себя необходимый расход топлива. По получении такого сигнала проводят очистку коллектора и форсунок форсажной камеры от коксовых отложений.
Для очистки коллектора и форсунок из внутренней полости коллектора принудительно откачивают среду с помощью откачивающего устройства, например вакуумного насоса, при этом на форсунке создают обратный перепад, что позволяет из отверстий форсунок также удалять коксовые отложения.
Периодическое циклическое изменение давления, создаваемое откачивающим устройством, позволяет значительно усилить эффект очистки.
Пропуская откачиваемую среду через контрольный фильтр, который периодически проверяют на наличие в нем частиц коксовых отложений, можно судить о степени очистки коллектора, что сокращает время очистки при сохранении ее качества.
Предварительное заполнение промывочной жидкостью внутренней полости коллектора позволяет разрыхлить налипшие на поверхности и в форсунках коксовые отложения и удалить их за пределы двигателя в направлении, обратном подаче топлива, причем в качестве промывочной жидкости возможно использование промывочной жидкости TSR-5050 или ZOK-27.
Очистка коллектора и форсунок на работающем двигателе путем выведения его на режим малого газа, затем повышения частоты вращения роторов до максимального бесфорсажного режима, выдержки на нем и снижения частоты вращения роторов до режима малого газа позволяет, с одной стороны, повысить эффективность очистки коллектора и форсунок, а с другой стороны, - уменьшить время на нее.
Максимально допустимое значение давления в коллекторе форсажной камеры следует выбирать по минимально допустимому расходу топлива через засоренный топливный коллектор, при котором еще обеспечивается нормальная работа форсажной камеры без погасания и потери тяги.
На чертеже показан газотурбинный двигатель с дополнительными элементами, реализующими предлагаемый способ.
В газотурбинном двигателе 1 с форсажной камерой 2 в ее топливном коллекторе 3 установлен датчик давления топлива 4. Топливный коллектор 3 технологическим трубопроводом 5 соединен с вакуумным насосом 6. Имеется устройство 7 для подачи и откачки из полости коллектора 3 моющей жидкости. На трубопроводе имеется съемный контрольный фильтр 8.
Способ контроля технического состояния и обслуживания газотурбинного двигателя при его эксплуатации реализуют следующим образом. С помощью датчика давления периодически замеряют давление топлива в полости коллектора 3. Полученное значение давления топлива в коллекторе 3 форсажной камеры сгорания 2 сравнивают с максимально допустимым и при превышении в коллекторе максимально допустимого значения давления топлива принимают решение о проведении очистки коллектора 3 форсажной камеры 2. Для этого среду из полости коллектора 3 принудительно откачивают с помощью вакуумного насоса 6, при этом давление, создаваемое вакуумным насосом 6, периодически изменяют. Для контроля степени очистки откачиваемый газ пропускают через контрольный фильтр 8, который периодически проверяют на наличие в нем частиц коксовых отложений, и по их количеству на фильтре 8 судят о степени очистки коллектора 3. Для усиления эффекта очистки внутреннюю полость коллектора 3 заполняют промывочной жидкостью TSR-5050 или ZOK-27 с помощью устройства 7 для подачи и откачки моющей жидкости из полости коллектора 3 и после выдержки удаляют. Для ускорения процесса очистки коллектора ее можно проводить на работающем двигателе, для чего двигатель выводят на режим малого газа, затем повышением частоты вращения роторов выводят на максимальный бесфорсажный режим, выдерживают на нем и снижают частоту вращения ротора до режима малого газа. Эту процедуру производят несколько раз. Максимально допустимое значение давления в коллекторе форсажной камеры определяют по давлению в коллекторе при минимально допустимом расходе топлива через засоренный топливный коллектор, при котором обеспечивается нормальная работа форсажной камеры без погасания и потери тяги.
Реализация изобретения позволяет контролировать состояние коллектора и форсунок форсажной камеры сгорания при техническом обслуживании в эксплуатации газотурбинного двигателя, вовремя и качественно производить очистку коллектора и форсунок без разборки двигателя.