Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2476849

(19)

RU

(11)

2476849

(13)

C1

(51) МПК G01M15/14 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 18.02.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011141177/06, 11.10.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

11.10.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 11.10.2011

(45) Опубликовано: 27.02.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2168163 C1, 27.05.2001. RU 2249119 C2, 27.03.2005. RU 2389998 C1, 20.05.2010. RU 2389999 C1, 20.05.2010. EP 1619489 B1, 25.01.2006. DE 2921976 A1, 06.05.1982_.

Адрес для переписки:

129301, Москва, ул. Касаткина, 13, НТЦ им.А.Люльки ОАО "НПО "Сатурн", ОИСиП

(72) Автор(ы):

Куприк Виктор Викторович (RU),

Марчуков Евгений Ювенальевич (RU),

Орлов Олег Иванович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") (RU)

(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ОБСЛУЖИВАНИЯ ДВУХРОТОРНОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ

(57) Реферат:

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. В известном способе контроля технического состояния в качестве параметров, характеризующих среду и условия работы двигателя, выбирают: температуру воздуха на входе в двигатель - Т окр , барометрическое давление - Р окр , полная температура газа за турбиной низкого давления - Т 4 * полное давление воздуха за компрессором высокого давления - Рк, частоты вращения роторов (n 1 ) низкого и (n 2 ) высокого давлений, в качестве исходных используют зависимости Т 4 * исх.прив =f(n 1прив ), Р к * исх.прив =f(n 1прив ) и Т 4 * исх.изм =f(n 2изм ), построенные по измеренным в начале эксплуатации параметрам, приведенным к стандартным атмосферным условиям, а предельно допустимые отклонения Т 4 * .прив , Т 4. * изм и Р к * прив , измеряемые 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 Т 4 * .прив осуществляют регламентные мероприятия по улучшению характеристик компрессоров и турбин низкого и высокого давления и камеры сгорания, при выходе за предельные значения параметра Т 4 * .изм проводят мероприятия по улучшению характеристик компрессоров и турбин высокого давления и камеры сгорания, а при выходе за предельные значения параметра Р к * исх.прив осуществляют промывку проточной части компрессора. Технический результат - возможность выявить узлы газотурбинного двигателя, ухудшение технического состояния которых в процессе эксплуатации приводит к снижению мощности и кпд, выработка своевременных мероприятий по регламентированному обслуживанию этих узлов. 3 ил.

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.

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 окр , барометрическое давление - Р окр , полная температура газа за турбиной низкого давления - Т 4 * , полное давление воздуха за компрессором высокого давления - Р к * , частоты вращения роторов (n 1 ) низкого и (n 2 ) высокого давлений, в качестве исходных используют зависимости T 4 * исх.прив =f(n 1прив ), Р к * исх.прив =f(n 1прив ) и Т 4 * исх.изм =f(n 2изм ), построенные по измеренным в начале эксплуатации параметрам приведенным к стандартным атмосферным условиям, а предельно допустимые отклонения Т 4 * .прив , Т 4 . * изм и Р к * прив , 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 Т 4 * .прив осуществляют регламентные мероприятия по улучшению характеристик компрессоров и турбин низкого и высокого давления и камеры сгорания, при выходе за предельные значения параметра Т 4 * .изм осуществляют мероприятия по улучшению характеристик компрессоров и турбин высокого давления и камеры сгорания, а при выходе за предельные значения параметра Р к * исх.прив осуществляют промывку проточной части компрессора, где:

Т 4 * исх.прив - полная температура газа за турбиной низкого давления, приведенная к стандартным атмосферным условиям;

Р к * исх.прив - полное давление воздуха за компрессором высокого давления, приведенное к стандартным атмосферным условиям;

Т 4 * исх.изм - полная измеренная температура газа за турбиной низкого давления;

Т * 4доп.прив - предельно допустимая температура газа за турбиной низкого давления, приведенная к стандартным атмосферным условиям, устанавливают расчетно-статистическим методом;

Т * 4доп.изм - предельно допустимая температура газа за турбиной низкого давления измеренная, устанавливают расчетно-статистическим методом;

Р к * доп.прив - предельно допустимое, полное давление воздуха за компрессором высокого давления, приведенное к стандартным атмосферным условиям, устанавливают расчетно-статистическим методом;

Т 4 * .прив, =Т 4 * исх.прив -Т * 4доп.прив - отклонения от стандартных параметров;

Т 4 * .изм =Т 4 * исх.изм -Т * 4доп.изм - отклонения от измеренных параметров;

Р к * прив =Р к * исх.прив -Р к * доп.прив - отклонения от стандартных параметров;

n 1 исх.прив - частота вращения ротора турбины низкого давления приведенная к стандартным атмосферным условиям;

n 2 исх.изм - частота вращения ротора турбины высокого давления измеренная.

Способ реализуют следующим образом.

По значениям измеренных в начале эксплуатации ГТД параметрам (Р окр , Т окр , Т 4 * , n 1 , n 2 , Р* к ) на нескольких режимах по частотам вращения роторов, приведенным к стандартным атмосферным условиям, строят исходные зависимости: T 4 * исх.прив =f(n 1прив ); Р к * исх.прив =f(n 1прив ); и Т 4 * исх.изм =f(n 2изм ).

На фиг.1 показана линия 1 графика исходной функциональной зависимости T 4 * исх.прив =f(n 1прив ),

На фиг.2 показана линия 1 графика исходной функциональной зависимости Т 4 * исх.изм =f(n 2изм ),

На фиг.3 показана линия 1 графика исходной функциональной зависимости Р к * исх.прив =f(n 1прив ),

Расчетно-экспериментальным методом на основе статистических данных по результатам эксплуатации определяют предельно допустимые значения приведенных параметров в виде зависимостей Т * 4доп.прив =f(n 1прив ); Т * 4доп.изм =f(n 2изм ); и Р к * доп.прив =f(n 1прив ), 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

При эксплуатации на частоте вращения n 2изм =12100 об/мин и n 1прив =8900 об/мин проводят анализ положения точки 3 на каждой зависимости. На фиг.3 точка 3 выходит за предельно допустимые значения по параметру Р к * прив =f(n 1прив ). 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.

Формула изобретения

Способ контроля технического состояния и обслуживания двухроторного газотурбинного двигателя при его эксплуатации, включающий 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, отличающийся тем, что в качестве параметров, характеризующих среду и условия работы двигателя, выбирают: температуру воздуха на входе в двигатель - Т окр , барометрическое давление - Р окр , полную температуру газа за турбиной низкого давления - Т 4 * , полное давление воздуха за компрессором высокого давления - Р к * , частоты вращения роторов (n 1 ) низкого и (n 2 ) высокого давлений, в качестве исходных используют зависимости Т 4 * исх.прив =f(n 1исх.прив ), Р к * исх.прив =f(n 1исх.прив ) и T 4 * исх.изм =f(n 2исх.изм ), построенные по измеренным в начале эксплуатации параметрам, приведенным к стандартным атмосферным условиям, а предельно допустимые отклонения Т 4 * прив , Т 4 * изм и Р к * прив , 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 T 4 * прив осуществляют регламентные мероприятия по улучшению характеристик компрессоров и турбин низкого и высокого давления и камеры сгорания, при выходе за предельные значения параметра Т 4 * изм проводят мероприятия по улучшению характеристик компрессоров и турбин высокого давления и камеры сгорания, а при выходе за предельные значения параметра Р к * исх.прив осуществляют промывку проточной части компрессора,

где Т 4 * исх.прив - полная температура газа за турбиной низкого давления, приведенная к стандартным атмосферным условиям;

Р к * исх.прив - полное давление воздуха за компрессором высокого давления, приведенное к стандартным атмосферным условиям;

Т 4 * исх.изм - полная измеренная температура газа за турбиной низкого давления;

Т 4 * доп.прив - предельно допустимая температура газа за турбиной низкого давления, приведенная к стандартным атмосферным условиям, устанавливают расчетно-статистическим методом;

Т 4 * доп.изм - предельно допустимая температура газа за турбиной низкого давления измеренная, устанавливают расчетно-статистическим методом;

Р к * доп.прив - предельно допустимое, полное давление воздуха за компрессором высокого давления, приведенное к стандартным атмосферным условиям, устанавливают расчетно-статистическим методом;

Т 4 * прив =Т 4 * исх.прив -Т 4 * доп.прив - отклонения от стандартных параметров;

Т 4 * изм =Т 4 * исх.изм -Т 4 * доп.изм - отклонения от измеренных параметров;

Р к * прив =Р к * исх.прив -Р к * доп.прив - отклонения от стандартных параметров;

n 1исх.прив - частота вращения ротора турбины низкого давления, приведенная к стандартным атмосферным условиям;

n 2исх.изм - частота вращения ротора турбины высокого давления, измеренная.

РИСУНКИ