Способ диагностирования степени засорения коллектора с форсунками камеры сгорания газотурбинного двигателя

 

Использование: при испытаниях газотурбинных двигателей (ГТД), а именно при испытаниях систем топливопитания камер сгорания ГТД. Сущность изобретения: способ диагностирования степени засорения коллектора с форсунками камеры сгорания ГТД заключается в выводе двигателя на режим ложного запуска и изменении давления топлива в магистрали перед разъемным соединением с коллектором, причем при повторном ложном запуске к разъему вместо коллектора подсоединяют жиклер-эквивалент, гидравлическое сопротивление которого равно номинальному гидравлическому сопротивлению коллектора с форсунками, а степень засорения определяют по разнице давлений топлива, измеренных при первом и втором ложных запусках. 1 ил.

Изобретение относится к испытаниям газотурбинных двигателей (ГТД), в частности к испытаниям систем топливопитания камеры сгорания (КС) ГТД.

Известен широко применяемый в практике эксплуатации ГТД способ диагностики допустимого уровня засорения коллектора с форсунками КС путем оценки изменения величины его суммарной пропускной способности или пропускной способности отдельных форсунок в процессе эксплуатации ГТД [1] Однако указанный способ неудобен, особенно, если ресурс непрерывной работы ГТД лимитируется процессом засорения коллектора с форсунками, так как требует в процессе эксплуатации как минимум периодический демонтаж форсунок с возможной частичной разборкой ГТД для их проливки на технологическом испытательном стенде, позволяющий измерить расход топлива через форсунки при заданном постоянном давлении топлива.

Наиболее близким к изобретению является способ, заключающийся в выводе объекта испытаний на режим ложного запуска и измерении контролируемого параметра. Способ осуществляется устройством [2] Недостатком известного способа является то, что диагностирование степени засорения коллектора с форсунками невозможно без частичной разборки двигателя, что приводит к значительным затратам времени и трудоемкости.

Целью изобретения является обеспечение диагностики допустимого уровня засорения коллектора с форсунками в процессе эксплуатации двигателя без демонтажа форсунок.

Это достигается тем, что при способе, заключающемся в выводе двигателя на режим ложного запуска и изменении контролируемого параметра, в качестве контролируемого параметра выбирают давление топлива в магистрали перед разъемным соединением с коллектором, а ложный запуск осуществляют повторно, причем к разъему вместо коллектора подсоединяют жиклер-эквивалент, гидравлическое сопротивление которого равно номинальному гидравлическому сопротивлению коллектора с форсунками, а степень засорения определяют по разнице давлений топлива, измеренных при первом и втором ложных запусках.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего способ диагностирования степени засорения коллектора с форсунками.

Устройство содержит коллектор с форсунками 1, подключенный посредством трубопровода 2 к насосу-регулятору 3. Устройство снабжено подключенными к трубопроводу 2 датчиком 4 измерения давления топлива и разъемным соединением 5, расположенным между коллектором с форсунками 1 и датчиком 4 измерения давления. Устройство содержит также жиклер-эквивалент 6, гидравлическое сопротивление которого равно суммарному гидравлическому сопротивлению коллектора с форсунками 1, и технологический поддон 7 для слива топлива, расположенный под жиклером-эквивалентом 6.

Пример реализации способа.

При эксплуатации ГТД из-за засорения коллектора с форсунками КС посторонними частицами и продуктами коксования топлива ресурс непрерывной работы системы топливопитания КС ограничен предельно допустимым уровнем отложения этих посторонних частиц и продуктов коксования в дозирующих и распыливающих каналах форсунок, не изменяющим пропускную способность и качество распыла топлива форсунками больше, чем это допустимо с точки зрения их влияния на ухудшение характеристик работы КС. В связи с этим необходимо периодически измерять степень засорения коллектора 1 с форсунками.

При определении степени засорения коллектора с форсунками 1 в процессе эксплуатации ГТД периодически проводится последовательно по два "ложных" запуска (ЛЗ), при которых за счет раскрутки ГТД до определенного значения частоты вращения пусковым стартером насос-регулятор 3 обеспечивает постоянный расход топлива через трубопровод 2. При этом первый раз к трубопроводу 2 подсоединяется с помощью разъемного соединения 5 коллектор с форсунками 1, а второй раз жиклер-эквивалент 6, под которым располагается поддон 7.

При каждом ЛЗ с помощью датчика 4 измеряются значения давления топлива: Р_{т кс}"1" при подсоединенном коллекторе с форсунками 1, Р_{т кс}"2" при подсоединенном жиклере-эквиваленте 6.

При засорении коллектора с форсунками 1 за счет уменьшения его суммарной пропускной способности постоянный расход топлива через трубопровод 2 реализуется при давлении Р_{т кс}"1", большем, чем давление Р_{т кс}"2", значения которых фиксируются датчиком 4.

Максимальная допустимая разница указанных значений давления топлива, фиксируемого датчиком 4 при проведении ЛЗ с последовательным подключением устройства соответственно по вариантам схемы "1" и "2", Р_{т кс} Р_{т кс}"1" Р_{т кс}"2", заранее нормируется при доводке ГТД перед началом его эксплуатации. Превышение значения величины Р_{т кс} над допустимым максимальным значением Р_{т кс} ^макс свидетельствует о недопустимой степени засорения коллектора 1 с форсунками. В этом случае коллектор 1 с форсунками снимается для очистки.

Такое выполнение устройства позволяет определить степень засорения коллектора 1 с форсунками в процессе эксплуатации двигателя и тем самым аннулировать периодическую разборку двигателя для демонтажа форсунок, проливку их на технологическом стенде, значительно сократить время определения степени засорения и трудоемкость.

Формула изобретения

СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СТЕПЕНИ ЗАСОРЕНИЯ КОЛЛЕКТОРА С ФОРСУНКАМИ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ, заключающийся в выводе двигателя на режим ложного запуска и измерении контролируемого параметра, отличающийся тем, что в качестве контролируемого параметра выбирают давление топлива в магистрали перед разъемным соединением с коллектором, а ложный запуск осуществляют повторно, причем к разъему вместо коллектора подсоединяют жиклер-эквивалент, гидравлическое сопротивление которого равно номинальному гидравлическому сопротивлению коллектора с форсунками, а степень засорения определяют по разнице давлений топлива, измеренных при первом и втором ложных запусках.

РИСУНКИ

Рисунок 1