Способ контроля технического состояния и обслуживания газотурбинного двигателя при его эксплуатации



Владельцы патента RU 2548234:

Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" (RU)

Способ контроля технического состояния и обслуживания газотурбинного двигателя с форсажной камерой сгорания. Способ включает измерение давления топлива в коллекторе форсажной камеры сгорания двигателя, которое проводят периодически, сравнение полученного значения давления топлива в коллекторе форсажной камеры сгорания двигателя с максимально допустимым, которое предварительно задают для данного типа двигателей, и при превышении последнего проведения очистки коллектора и форсунок форсажной камеры, при этом среду из его внутренней полости принудительно откачивают с помощью откачивающего устройства, например вакуумного насоса, а давление, создаваемое откачивающим устройством, периодически изменяют. Среду пропускают через контрольный фильтр, который периодически проверяют на наличие в нем частиц коксовых отложений, и по их наличию на фильтре судят о степени очистки коллектора. Полость коллектора заполняют промывочной жидкостью и после выдержки удаляют ее из внутренней полости коллектора в направлении, обратном подаче топлива, при этом в качестве промывочной жидкости можно использовать промывочную жидкость TSR-5050 или ZOK-27. Производят очистку на работающем двигателе, для чего выводят двигатель 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. О максимально допустимом значении давления в коллекторе форсажной камеры можно судить 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. Технический результат изобретения - повышение качества очистки коллектора и форсунок без разборки двигателя. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

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.

1. Способ контроля технического состояния и обслуживания газотурбинного двигателя при его эксплуатации, включающий измерение параметров, характеризующих условия работы двигателя, отличающийся тем, что 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 сгорания двигателя сравнивают с максимально допустимым, которое предварительно задают для данного типа двигателей, и при превышении в коллекторе максимально допустимого значения давления топлива проводят очистку коллектора и форсунок форсажной камеры.

2. Способ контроля технического состояния и обслуживания газотурбинного двигателя по п. 1, отличающийся тем, что для очистки коллектора и форсунок среду из его внутренней полости принудительно откачивают с помощью откачивающего устройства, например вакуумного насоса.

3. Способ контроля технического состояния и обслуживания газотурбинного двигателя по п. 2, отличающийся тем, что давление, создаваемое откачивающим устройством, периодически изменяют.

4. Способ контроля технического состояния и обслуживания газотурбинного двигателя по п. 2, отличающийся тем, что откачиваемую среду пропускают через контрольный фильтр, который периодически проверяют на наличие в нем частиц коксовых отложений, и по их наличию на фильтре судят о степени очистки коллектора.

5. Способ контроля технического состояния и обслуживания газотурбинного двигателя по п. 2, отличающийся тем, что предварительно перед откачкой среды внутреннюю полость коллектора заполняют промывочной жидкостью и после выдержки удаляют ее из внутренней полости коллектора в направлении, обратном подаче топлива.

6. Способ контроля технического состояния и обслуживания газотурбинного двигателя по п. 5, отличающийся тем, что в качестве промывочной жидкости используют промывочную жидкость TSR-5050 или ZOK-27.

7. Способ контроля технического состояния и обслуживания газотурбинного двигателя по п. 2, отличающийся тем, что очистку производят на работающем двигателе, для чего выводят двигатель 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.

8. Способ контроля технического состояния и обслуживания газотурбинного двигателя по п. 1, отличающийся тем, что о максимально допустимом значении давления в коллекторе форсажной камеры судят 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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для измерения амплитудных диаграмм обратного рассеяния авиационного турбореактивного двигателя. Стенд для измерения амплитудных диаграмм обратного рассеяния авиационных турбореактивных двигателей содержит поворотную платформу, приемное, передающее и регистрирующее устройства радиолокационной станции, измеритель углового положения платформы, переднюю и по крайней мере одну заднюю стойки с размещенным на них объектом исследования.

Изобретение относится к области диагностики, а именно к способам оценки технического состояния роторных агрегатов, и может быть использовано при оценке состояния подшипниковых узлов, например колесно-моторных блоков (КМБ) подвижного состава железнодорожного транспорта.

Изобретение может быть использовано в топливных системах двигателей внутреннего сгорания транспортных средств. Транспортное средство содержит топливную систему (31), имеющую топливный бак (32) и бачок (30), диагностический модуль, имеющий контрольное отверстие (56), датчик (54) давления, клапан-распределитель (58), насос (52) и контроллер.

Изобретение относится к техническому обслуживанию автотранспортных машин, в частности к способам определения экологической безопасности технического обслуживания автомобилей, тракторов, комбайнов и других самоходных машин.

Изобретение может быть использовано для диагностики двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Способ заключается в записи шумов в цилиндре ДВС.
Изобретение может быть использовано для диагностики топливной аппаратуры высокого давления дизельных автотракторных двигателей в условиях эксплуатации. Способ определения технического состояния топливной аппаратуры дизельного двигателя, заключается в том, что на работающем двигателе получают зависимости изменения давления топлива в топливопроводе высокого давления и сравнивают эти зависимости с эталонными.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным газотурбинным двигателям. В способе серийного производства ГТД изготавливают детали и комплектуют сборочные единицы, элементы и узлы модулей и систем двигателя.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным газотурбинным двигателям. Газотурбинный двигатель выполнен двухконтурным, двухвальным.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным газотурбинным двигателям. Доводке подвергают опытный ГТД, выполненный двухконтурным, двухвальным.

Изобретение может быть использовано в диагностике эффективности охладителя рециркуляции выхлопного газа (EGR) в дизельном двигателе. Способ диагностики эффективности охладителя системы (EGR) в дизельном двигателе заключается в том, что определяют значение температуры газа и давления в выпускном и впускном трубопроводах, осуществляют построение посредством управляющего блока двигателя модели для определения снижения температуры y=ΔТ в охладителе EGR, причем модель имеет параметр вектора θ и входной вектор x.

Изобретение может быть использовано в процессе определения технического состояния топливного фильтра (Ф) тонкой очистки дизеля. Способ заключается в измерении давления топлива в двух точках топливной системы дизеля, первое из давлений PТН измеряется на входе в Ф тонкой очистки топлива, второе давление PТД - на выходе из Ф. Производят серию не менее чем трех замеров на различных частотах вращения коленчатого вала дизеля. Обрабатывают результаты измерений, по результатам которых оценивают состояние Ф, планируют проведение регламентных работ. Технический результат заключается в упрощении диагностирования состояния Ф за счет применения минимального количества датчиков и снижение трудоемкости обслуживания за счет определения степени загрязнения Ф в процессе эксплуатации и планирования регламентных работ. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для проведения испытаний турбин. Испытания паровых и газовых турбин энергетических и энергодвигательных установок на автономных стендах являются эффективным средством опережающей отработки новых технических решений, позволяющим сократить объем, стоимость и общие сроки работ по созданию новых энергоустановок. Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является исключение необходимости удаления отработавшей в гидротормозе во время испытаний рабочей жидкости; снижение периодичности регламентных работ с гидротормозом; создание возможности изменения характеристик испытываемой турбины в широком диапазоне во время проведения испытаний. Способ осуществляется с помощью стенда, содержащего испытываемую турбину с системой подачи рабочего тела, гидротормоз с трубопроводами подачи и отведения рабочей жидкости, в котором согласно изобретению используется емкость с системой заправки рабочей жидкостью, всасывающую и нагнетательную магистрали жидкостного нагрузочного насоса с вмонтированной в них системой датчиков, отградуированных на показания мощности испытываемой турбины, при этом в нагнетательной магистрали установлено дросселирующее устройство и/или пакет дросселирующих устройств, а в качестве гидротормоза используется жидкостный нагрузочный насос, вал которого кинематически связан с испытываемой турбиной, причем рабочая жидкость в жидкостный нагрузочный насос подается по замкнутому циклу с возможностью ее частичного сброса и подвода в контур во время проведения испытаний. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к испытательным стендам для определения характеристик и границы устойчивой работы компрессора в составе газотурбинного двигателя. Для смещения рабочей точки по характеристике ступени компрессора к границе устойчивой работы необходимо ввести рабочее тело (воздух) в межлопаточный канал направляющего аппарата исследуемой ступени компрессора. Рабочее тело подается непосредственно в межлопаточный канал исследуемой ступени с помощью струйной форсунки с косым срезом. Расход рабочего тела регулируется при помощи дроссельной заслонки. Также рабочее тело может подаваться в полую лопатку направляющего аппарата исследуемой ступени и выходить в проточную часть через специальную систему отверстий на поверхности профиля, вызывая отрыв пограничного слоя. Позволяет исследовать характеристики отдельных ступеней осевого компрессора в составе ГТД, производить исследование режимов работы ступени осевого компрессора на границе устойчивой работы без негативных воздействий на элементы исследуемого двигателя. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение может быть использовано для диагностирования работоспособности системы завихрения воздуха во впускном трубопроводе двигателя (1) внутреннего сгорания (ДВС). Способ заключается в определении положения подвижного вала (140) привода (ПВП) с использованием механического стопора (18) для действия на элемент (13) кинематической цепи, чтобы ограничить перемещение ПВП в первом направлении (А) в первом контрольном положении (СР1) и проверку с помощью детектирующего средства (141) определения положения, остановился ли ПВП в первом контрольном положении (СР1) или вышел за его пределы. Приведены дополнительные приемы способа. Описано устройство для реализации способа. Технический результат заключается в повышении точности диагностирования работоспособности. 2 н. и 12 з.п. ф-лы.

Изобретение может быть использовано для контроля угловых параметров газораспределительного механизма (ГРМ) двигателя внутреннего сгорания (ДВС) при обкатке на стенде отремонтированного ДВС и при ресурсном диагностировании в эксплуатации. Устройство для диагностирования ГРМ ДВС содержит угломер для измерения угла поворота коленчатого вала (КВ) от момента начала открытия впускного клапана первого опорного цилиндра (ПОЦ) до положения вала, соответствующего верхней мертвой точке (ВМТ) ПОЦ, диск с градуированной шкалой, соединенный с КВ ДВС, неподвижную стрелку-указатель (СУ), установленную так, чтобы острие СУ находилось напротив градуированной шкалы вращающегося диска. Устройство содержит датчик положения КВ, соответствующего ВМТ ПОЦ, и датчик положения клапана, стробоскоп, с высоковольтным трансформатором и разрядником, управляемыми через блок управления (БУ) датчиком положения КВ. Каждый датчик положения клапана посредством БУ подключается к блоку питания (БП) и обеспечивает при смене своего положения формирования светового импульса стробоскопа относительно неподвижной СУ. Разность фиксированных значений при работе датчика клапана и при работе датчика ВМТ соответствует числовому значению угла поворота КВ от момента начала открытия клапана до момента, соответствующего приходу в ВМТ поршня первого цилиндра. Технический результат заключается в уменьшении погрешности измерений. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в испытательной технике, а именно в стендах для испытания машин, их агрегатов, углов и деталей. Механизм загрузки крутящим моментом (1) содержит узел зубчатой передачи (2) и узел исполнительного механизма (3). Узел зубчатой передачи (2) включает в себя внутреннюю часть (4) и наружные части (5) и (6). Внутренняя часть (4) содержит зубчатые колеса (17) и (18), которые в сборе друг с другом имеют резьбовые отверстия для специальных технологических винтов (66) и (67). Наружные части (5) и (6) содержат зубчатые колеса (29) и (31), в диафрагмах которых (28), (30) и (34) выполнены отверстия, которые позволяют разместить в них специальные технологические болты (70) с гайками (71) для жесткого крепления зубчатых колес (29) и (31) от вращения друг относительно друга с целью выполнения динамической балансировки. Достигается крутящий момент до 20000 Н·м при частоте вращения входного вала до 4500 об/мин с обеспечением низкого уровня вибрации. 3 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным турбореактивным двигателям. Доводке подвергают опытный ТРД, выполненный двухконтурным, двухвальным. Доводку ТРД производят поэтапно. На каждом этапе подвергают испытаниям на соответствие заданным параметрам от одного до пяти ТРД. На стадии доводки опытный ТРД подвергают испытанию по многоцикловой программе. При выполнении этапов испытания проводят чередование режимов, которые по длительности превышают программное время полета. Формируют типовые полетные циклы, на основании которых по программе определяют повреждаемость наиболее загруженных деталей. Исходя из этого определяют необходимое количество циклов нагружения при испытании. Формируют полный объем испытаний, включая быструю смену циклов в полном регистре от быстрого выхода на максимальный либо полный форсированный режим до полного останова двигателя и затем репрезентативный цикл длительной работы с многократным чередованием режимов во всем рабочем спектре с различным размахом диапазона изменения режимов, превышающем время полета не менее чем в 5 раз. Быстрый выход на максимальный или форсированный режим на части испытательного цикла осуществляют в темпе приемистости и сброса. Технический результат состоит в повышении достоверности результатов испытаний на стадии доводки опытных ТРД и расширении репрезентативности оценки ресурса и надежности работы ТРД в широком диапазоне региональных и сезонных условий последующей летной эксплуатации двигателей. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным газотурбинным двигателям. Доводке подвергают опытный ГТД, выполненный двухконтурным, двухвальным. Доводку ГТД производят поэтапно. На каждом этапе подвергают испытаниям на соответствие заданным параметрам от одного до пяти ГТД. Обследуют и при необходимости заменяют доработанными любой из поврежденных в испытаниях или несоответствующих требуемым параметрам модуль - от компрессора низкого давления до всережимного поворотного реактивного сопла, включающего регулируемое реактивное сопло и разъемно прикрепленное к форсажной камере сгорания поворотное устройство, ось вращения которого выполнена повернутой относительно горизонтальной оси на угол не менее 30°. В программу испытаний с последующей доводочной доработкой включают испытания двигателя на определение влияния климатических условий на изменение эксплуатационных характеристик опытного ГТД. Испытания проведены с измерением параметров работы двигателя на различных режимах в пределах запрограммированного диапазона полетных режимов для конкретной серии двигателей, и осуществляют приведение полученных параметров к стандартным атмосферным условиям с учетом изменения свойств рабочего тела и геометрических характеристик проточной части двигателя при изменении атмосферных условий. Технический результат состоит в повышении эксплуатационных характеристик ГТД, а именно тяги и надежности двигателя в процессе эксплуатации в полном диапазоне полетных циклов в различных климатических условиях, а также в упрощении технологии и сокращении трудозатрат и энергоемкости процесса испытания ГТД на стадии доводки опытного ГТД. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным турбореактивным двигателям. Турбореактивный двигатель выполнен двухконтурным, двухвальным. Ось вращения поворотного устройства относительно горизонтальной оси повернута на угол не менее 30° по часовой стрелке для правого двигателя и на угол не менее 30° против часовой стрелки для левого двигателя. Двигатель испытан по многоцикловой программе. При выполнении этапов испытания проводят чередование режимов, которые по длительности превышают программное время полета. Формируют типовые полетные циклы, на основании которых по программе определяют повреждаемость наиболее загруженных деталей. Исходя из этого определяют необходимое количество циклов нагружения при испытании. Формируют полный объем испытаний, включая быструю смену циклов в полном регистре от быстрого выхода на максимальный либо полный форсированный режим до полного останова двигателя и затем репрезентативный цикл длительной работы с многократным чередованием режимов во всем рабочем спектре с различным размахом диапазона изменения режимов, превышающем время полета не менее чем в 5-6 раз. Быстрый выход на максимальный или форсированный режим на части испытательного цикла осуществляют в темпе приемистости и сброса. Технический результат состоит в повышении достоверности результатов испытаний и расширении репрезентативности оценки ресурса и надежности работы турбореактивного двигателя в широком диапазоне региональных и сезонных условий последующей летной эксплуатации двигателей. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным газотурбинным двигателям. Доводке подвергают опытный ГТД, выполненный двухконтурным, двухвальным. Доводку ГТД производят поэтапно. На каждом этапе подвергают испытаниям на соответствие заданным параметрам от одного до пяти ГТД. В программу испытаний с последующей доводочной доработкой включают испытания двигателя на определение влияния климатических условий на изменение эксплуатационных характеристик опытного ГТД. Испытания проведены с измерением параметров работы двигателя на различных режимах в пределах запрограммированного диапазона полетных режимов для конкретной серии двигателей и осуществляют приведение полученных параметров к стандартным атмосферным условиям с учетом изменения свойств рабочего тела и геометрических характеристик проточной части двигателя при изменении атмосферных условий. Технический результат состоит в повышении эксплуатационных характеристик ГТД, а именно тяги, экспериментально проверенным ресурсом, и надежности двигателя в процессе эксплуатации в полном диапазоне полетных циклов в различных климатических условиях, а также в упрощении технологии и сокращении трудозатрат и энергоемкости процесса испытания ГТД на стадии доводки опытного ГТД. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2015-04-20 2015-04-19T19:10:31
Наверх