Способ повышения выходной мощности газотурбинного двигателя при эксплуатации


 


Владельцы патента RU 2567530:

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

Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных двигателей, в частности к двигателям, применяемым в качестве привода нагнетателя газоперекачивающих агрегатов, контролю технического состояния и его восстановлению. Перед началом прокрутки двигателя предварительно производят очистку входного направляющего аппарата и рабочих лопаток первой ступени компрессора, а перед подачей моющего раствора дополнительно в систему наддува предмасляных полостей опор двигателя и в коллектор подачи топлива к топливным форсункам подают сжатый воздух и через 10…15 с после завершения подачи моющего раствора подачу сжатого воздуха перекрывают, при этом моющий раствор, через по крайней мере одну форсунку по тракту осевого компрессора подают в направлении, обратном направлению потока. Технический результат изобретения - исключение попадания моющего раствора в топливный коллектор и форсунки подачи топлива, а также исключение возможности попадания моющего раствора в масляную систему двигателя. 1 ил.

 

Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных двигателей, в частности к двигателям, применяемым в качестве привода нагнетателя газоперекачивающих агрегатов и энергоустановок, контролю технического состояния и его восстановлению.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный способ повышения выходной мощности газотурбинного двигателя при эксплуатации, включающий периодическую очистку на режиме «прокрутки» двигателя, размещенного за воздуховодом и содержащего компрессор, имеющий входной направляющий аппарат и ряды рабочих лопаток, образующих ступени сжатия воздуха, масляную систему, камеру сгорания и коллектор подачи топлива с топливными форсунками, а очистку производят путем подачи через форсунки моющего раствора в воздуховод, и/или направляющий аппарат, и/или одну из высоких ступеней компрессора, и/или камеру сгорания (RU №2406841 МПК F02C 3/30 F02C 7/143, опубл. 20.12.2010 г.).

Однако этот способ не позволяет проводить предварительную очистку от загрязнений первых ступеней компрессора и входного направляющего аппарата без попадания в проточную часть удаляемых загрязнений. Также во время проведения промывки возможно попадание моющего раствора в предмасляные полости опор двигателя, и в топливные форсунки, и в коллектор подачи топлива.

Задачей изобретения является разработка способа более эффективной промывки газотурбинного двигателя при его эксплуатации для повышения выходной мощности.

Ожидаемый технический результат - способ повышения мощности газотурбинного двигателя путем предварительной очистки входного направляющего аппарата и лопаток первой ступени компрессора, исключения возможности попадания моющего раствора в топливный коллектор и форсунки подачи топлива, исключения возможности попадания моющего раствора в масляную систему двигателя.

Технический результат достигается тем, что в известном способе повышения выходной мощности газотурбинного двигателя при эксплуатации, предусматривающем периодическую очистку на режиме «прокрутки» двигателя, размещенного за воздуховодом и содержащего компрессор, имеющий входной направляющий аппарат и ряды рабочих лопаток, образующих ступени сжатия воздуха, масляную систему, камеру сгорания и коллектор подачи топлива с топливными форсунками, а очистку производят путем подачи через форсунки моющего раствора в воздуховод, и/или направляющий аппарат, и/или одну из высоких ступеней компрессора, и/или камеру сгорания, по предложению перед началом прокрутки двигателя предварительно производят очистку входного направляющего аппарата и рабочих лопаток первой ступени компрессора, а перед подачей моющего раствора дополнительно в систему наддува предмасляных полостей опор двигателя и в коллектор подачи топлива к топливным форсункам подают сжатый воздух и через 10…15 с после завершения подачи моющего раствора, подачу сжатого воздуха перекрывают, при этом моющий раствор, через по крайней мере одну форсунку по тракту осевого компрессора подают в направлении, обратном направлению потока.

Очистку газовоздушного тракта двигателя производят путем подачи через форсунки моющего раствора в воздуховод, и/или направляющий аппарат, и/или одну из высоких ступеней компрессора, и/или камеру сгорания. Перед началом «прокрутки» двигателя предварительно производят очистку входного направляющего аппарата и рабочих лопаток первой ступени компрессора механическим способом (вручную или иным способом), а перед подачей моющего раствора дополнительно в систему наддува предмасляных полостей опор двигателя и в коллектор подачи топлива к топливным форсунка подают сжатый воздух, при этом не ранее чем через 10…15 с после завершения подачи моющего раствора, подачу сжатого воздуха перекрывают, а моющий раствор, через по крайней мере, одну форсунку по тракту осевого компрессора подают в направлении, обратном направлению потока. Сжатый воздух подается с давлением, обеспечивающим положительный перепад на форсунках топливной системы и на уплотнениях масляных полостей.

На Фиг. 1 показан газотурбинный двигатель, установленный в газоперекачивающем агрегате или энергоустановке с дополнительными коммуникациями, реализующими предлагаемый способ.

К газотурбинному двигателю 1 подключена система подачи моющего раствора 2 с форсунками для распыления моющего раствора 3 (форсунка 7 подает раствор в направлении, обратном направлению потока), установленными по газовоздушному тракту двигателя и во входной камере 5. К предмасляным полостям опор двигателя, а также форсункам и коллектору подачи топлива в камеру сгорания 6 подключена система наддува воздуха 4. В качестве моющего раствора применяется смесь воды с моющими жидкостями (биоразлагаемыми и биоудаляемыми высококачественными моющими средствами на основе органических растворителей, поверхностно-активных веществ и эмульгаторов).

Перед началом выполнения работ по промывке производят предварительную очистку (вручную или иным способом) входного направляющего аппарата 8 и лопаток первой ступени компрессора газотурбинного двигателя 1 для исключения попадания отложений со входного направляющего аппарата и лопаток первой ступени компрессора в проточную часть двигателя.

Пример

Работы по промывке выполняются во время проведения «холодной прокрутки» двигателя (запуск двигателя без подачи топлива в камеру сгорания).

Перед началом промывки: производят настройку системы автоматического управления и регулирования двигателя; производят монтаж и настройку системы 2 подачи моющего раствора и воды от установки для промывки проточной части осевого компрессора; заправляют систему 2 моющим раствором и водой; подсоедининяют систему подачи воздуха 4; установливают емкости для слива жидкости из проточной части двигателя 1.

При проведении промывки двигателя: включают систему 4 подачи воздуха на наддув предмасляных полостей двигателя и продувку топливных форсунок камеры сгорания 6; через 5 секунд нажимают кнопку «Пуск»; через 15 секунд после достижения оборотов ротора высокого давления частоты вращения ~2394…2600 об/мин (18…20%) включают систему 2 подачи моющего раствора на 25…30 секунд; через 20…25 секунд после прекращения подачи жидкости производят останов двигателя 1; через 10…15 секунд после завершения подачи моющего раствора прекращают подачу воздуха на наддув предмасляных полостей двигателя и на продувку форсунок камеры сгорания.

Во время эксплуатации газотурбинного двигателя из-за загрязнения проточной части осевого компрессора происходит уменьшение расхода воздуха до 6% и КПД осевого компрессора на 2-3%, что вызывает снижение полезной мощности ГТУ до 10% и эффективного КПД до 2-5%.

Реализация изобретения позволяет повысить или восстановить до исходной мощность газотурбинного двигателя при эксплуатации, позволяет снизить затраты на капитальный ремонт двигателей (до достижения межремонтного ресурса), вызываемый попаданием промывочной жидкости с элементами отложений в маслосистему и топливные форсунки двигателя и/или повреждением проточной части двигателя элементами отложений, образовавшимися в процессе эксплуатации.

Способ повышения выходной мощности газотурбинного двигателя при эксплуатации, включающий периодическую очистку на режиме «прокрутки» двигателя, содержащего воздуховод, компрессор, имеющий входной направляющий аппарат и ряды рабочих лопаток, образующих ступени сжатия воздуха, масляную систему, камеру сгорания и коллектор подачи топлива к топливным форсункам, а очистку производят путем подачи через форсунки моющего раствора в воздуховод, и/или направляющий аппарат, и/или одну из высоких ступеней компрессора, и/или камеру сгорания, отличающийся тем, что перед началом прокрутки двигателя предварительно производят очистку входного направляющего аппарата и рабочих лопаток первой ступени компрессора, а перед подачей моющего раствора дополнительно в систему наддува предмасляных полостей опор двигателя и в коллектор подачи топлива к топливным форсункам подают сжатый воздух и через 10…15 с после завершения подачи моющего раствора подачу сжатого воздуха перекрывают, при этом моющий раствор, через по крайней мере одну форсунку по тракту осевого компрессора подают в направлении, обратном направлению потока.



 

Похожие патенты:

Способ работы газовой турбины с последовательным сгоранием, при этом газовая турбина содержит компрессор, первую камеру сгорания собственно с первой камерой сгорания и первыми горелками, которая принимает сжатый воздух из компрессора, вторую камеру сгорания собственно со второй камерой сгорания и вторыми горелками, которая принимает горячий газ из первой камеры сгорания с заданной температурой на впуске второй камеры сгорания, и турбину, которая принимает горячий газ из второй камеры сгорания.

Газотурбинная установка повышенной эффективности содержит газификатор угля, систему очистки продуктов газификации, регенеративные теплообменники, камеру сгорания, газовую турбину, воздушный многоступенчатый турбокомпрессор со смесительными камерами.

Изобретение относится к области энергетики. При работе газотурбинной установки охлаждение сжатого воздуха в смесительных камерах турбокомпрессора осуществляют путем подачи в смесительные камеры незамерзающего при минусовых температурах окружающей среды антифриза в виде капель размером 20-500 мкм и полного вывода антифриза из смесительных камер с помощью сепарационно-вихревых устройств после безыспарительного нагрева антифриза.

Система генерирования мощности с комбинированным циклом содержит паротурбинную систему, газотурбинную систему, включающую в себя компрессор, камеру сгорания и газовую турбину; парогенератор с регенерацией тепла, проточную линию.

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано в теплоэнергетике, газоперекачивающих станциях, наземных и судовых транспортных средствах в стационарных газотурбинных установках, имеющих в своем составе осевой многоступенчатый компрессор.

Газотурбинная установка с впрыском водяного пара в контур ГТУ содержит компрессор для сжатия воздуха, топливный насос, средства для подачи топлива, камеру сгорания, газовую турбину, электрогенератор для выработки электроэнергии, механические средства для передачи механической энергии от турбины на работу компрессора и на вращение электрогенератора, котел-утилизатор.

Газотурбинная установка с подачей паро-топливной смеси содержит компрессор для сжатия воздуха, топливный насос для подачи топлива, средства для подачи паро-топливной смеси, камеру сгорания, газовую турбину, электрогенератор для выработки электроэнергии, механические средства для передачи механической энергии от турбины на работу компрессора и на вращение электрогенератора, котел-утилизатор.

Изобретение относится к энергетике. Газотурбинная установка (ГТУ) с впрыском жидкости в контур ГТУ оснащена системой подачи и смешения активатора горения с жидкостью, подаваемой в контур ГТУ.

Изобретение относится к проблеме вредного воздействия выбросов из газотурбинных установок с регенерацией тепла на окружающую среду. .

Изобретение относится к проблеме вредного воздействия выбросов из газотурбинных установок с регенерацией тепла, в первую очередь, окислов азота на окружающую среду.

Способ эксплуатации газотурбинной комбинированной теплоэлектростанции, содержащей компрессорную установку и турбинную установку, заключается в том, что полезную работу отбирает по меньшей мере одно устройство, имеющееся в станции, при котором производят топочные газы камерой сгорания, установленной перед турбинной установкой. Воду и/или пар впрыскивают путем теплообмена с потоком горячего газа после турбинной установки и/или в канале компрессора. Воду и/или пар направляют в газовый поток перед камерой сгорания и/или в камеру сгорания в таких количествах, чтобы по меньшей мере 80% кислорода, содержащегося в воздухе в данном потоке, потреблялось при сгорании в камере сгорания. Теплоноситель, используемый в нагревательном устройстве, нагревают теплотой, отобранной конденсатором топочного газа, расположенным в потоке топочного газа после турбинной установки. Поток топливного газа после турбинной установки дополняют топочными газами из дополнительной камеры сгорания. Кислород для сгорания для этой дополнительной камеры сгорания подают из увлажнителя входного воздуха. Воду и теплоту отбирают из потока топочного газа после конденсатора топочного газа с помощью дополнительного конденсатора, в результате чего поток топочного газа дополнительно осушают, а воду и теплоту, отобранную из этого потока, направляют в воздух, поступающий в компрессорную установку, посредством увлажнителя входного воздуха. Изобретение направлено на повышение эффективности эксплуатации газотурбинной комбинированной теплоэлектростанции. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ форсирования двухконтурного турбореактивного двигателя, заключающийся в подаче в основную камеру сгорания форсажного топлива. Коллектор форсажного топлива расположен в зоне вторичного воздуха основной камеры сгорания. Предпочтительно частота вращения компрессора и перепад давлений на турбинах поддерживаются постоянными. Способ позволяет повысить экономичность двигателя на форсированных режимах и уменьшить габариты форсажной камеры. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх