СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВУХКОНТУРНОГО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО ЕГО ТЕХНИЧЕСКОМУ СОСТОЯНИЮ Российский патент 2001 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных двигателей, в частности к их испытаниям во время их эксплуатации для принятия решений по их дальнейшей эксплуатации.

Известен способ эксплуатации двухконтурного газотурбинного двигателя по его техническому состоянию путем периодической очистки проточного тракта двигателя через 300 - 400 часов работы летом или 1000 часов работы зимой [1] . Однако этот способ не учитывает реального состояния конкретного двигателя и окружающей среды, что приводит к несвоевременной запоздалой или, наоборот, преждевременной промывке двигателя, что снижает эксплуатационную экономичность двигателя.

Известен также способ эксплуатации двухконтурного турбореактивного двигателя по его техническому состоянию путем определения отклонения параметров двигателя от исходных значений и определения по ним сроков технического обслуживания (ремонта) [2].

Однако этот способ не экономичен, так как сроки технического обслуживания определяются также недостаточно точно ввиду того, что не учитывается режимное состояние всего двигателя, его эксплуатационные характеристики.

Задача изобретения - при длительной эксплуатации двигателя наиболее точно определить время необходимости промывки двигателя, причем используя для этого те операции, которые легко можно осуществить даже не снимая двигателя с самолета или с другого места его эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в способе эксплуатации двухконтурного турбореактивного двигателя по его техническому состоянию путем определения отклонения параметров двигателя от исходных значений и определения по ним сроков технического обслуживания при длительной эксплуатации двигателя периодически выводят двигатель на частоту вращения ротора низкого давления, близкую к полученной в начале эксплуатации, создают на турбине перепад давления, близкий к перепаду в начале эксплуатации на этой частоте вращения, измеряют частоту вращения ротора высокого давления, сравнивают ее со значением, полученным в начале эксплуатации, и при увеличении измеренного значения частоты вращения от значения в начале эксплуатации более чем на 1,5% промывают газовый тракт двигателя до уменьшения этого отклонения на 1,5-2,0% от полученного значения.

Кроме того, для двигателей с поворотными направляющими аппаратами компрессора, дополнительно измеряют значения углов поворота направляющих аппаратов компрессора в начале эксплуатации, а при длительной эксплуатации перед измерением частоты вращения ротора высокого давления устанавливают углы поворота направляющих аппаратов, близкими к их значению в начале эксплуатации.

Новым здесь является то, что при длительной эксплуатации двигателя периодически выводят его на частоту вращения ротора низкого давления, близкую к полученной в начале эксплуатации, создают на турбине перепад давления, близкий к перепаду в начале эксплуатации на этой частоте вращения, измеряют частоту вращения ротора высокого давления, сравнивают ее со значением, полученным в начале эксплуатации и при увеличении измеренного значения частоты вращения от значения в начале эксплуатации более чем на 1,5% промывают газовый тракт двигателя до уменьшения этого отклонения на 1,5-2% от полученного значения.

Кроме того, возможно, что для двигателей с поворотными направляющими аппаратами компрессора дополнительно измеряют значения углов поворота направляющих аппаратов компрессора в начале эксплуатации, а при длительной эксплуатации перед измерением частоты вращения ротора высокого давления устанавливают углы поворота направляющих аппаратов, близкими к их значению в начале эксплуатации.

Предельная величина допустимого отклонения измеренной частоты вращения ротора высокого давления (РВД) в 1,5% от частоты вращения в начале эксплуатации выбрана из обеспечения на максимальном режиме тяги двигателя не ниже предела по техническим условиям. Такое увеличение частоты вращения РВД объясняется в основном изменением расходной характеристики компрессоров, вследствие уменьшения расхода воздуха из-за загрязнения проточной части. Промывка проточной части восстанавливает расход воздуха через компрессоры и тем самым снижает частоту вращения РВД n₂. Величина уменьшения отклонения n₂ от полученного обосновывается тем, что в процессе длительной эксплуатации при ухудшении характеристик двигателя, не связанных с загрязнением газовоздушного тракта, частота вращения РВД при постоянной частоте вращения ротора низкого давления (РНД) n₁ и постоянном перепаде на турбине П_TΣ остается неизменной или снижается в пределах до 0,5% от исходного значения в начале эксплуатации. Стендовые экспериментальные испытания показали, что при получении после промывки частоты вращения РВД в пределах n₂ = 96,6 - 99,1% тяга двигателя восстанавливалась практически до исходного значения в начале эксплуатации.

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно на двигателе перед началом его длительной эксплуатации на частоте вращения РНД n₁ и перепаде давления на турбине П_ТΣ, соответствующих максимальному режиму, измеряют частоту вращения РВД n₂. После этого в процессе длительной эксплуатации двигатель периодически выводят на частоту вращения РНД n₁, полученную в начале эксплуатации, создают перепад давления П_ТΣ на турбине, близкий к перепаду в начале эксплуатации на этой частоте вращения, измеряют частоту вращения РВД n₂, сравнивают ее со значением в начале эксплуатации и при увеличении измеренного значения частоты вращения от значения в начале эксплуатации более чем на 1,5% промывают газовоздушный тракт двигателя до уменьшения этого отклонения на 1,5 - 2,0% от полученного.

Для двигателей с поворотными направляющими аппаратами компрессора дополнительно измеряют значения углов поворота α₁, α₂,...α_n направляющих аппаратов компрессора в начале эксплуатации, а при длительной эксплуатации перед измерением частоты вращения n РВД устанавливают углы поворота α₁, α₂,...α_n направляющих аппаратов, близкими к их значению в начале эксплуатации.

Источники информации
1. Козаченко А.H., "Эксплуатация компрессорных станций магистральных газопроводов", М.: "Нефть и газ", 1999 г., стр. 160-162.

2. Патент США N 3731070, НКИ 73-117.2, 1973 г.

Способ эксплуатации двухконтурного турбореактивного двигателя относится к испытаниям двигателей во время их длительной эксплуатации и использованию результатов испытаний для принятия решений по их промывке. Предварительно на двигателе перед началом его длительной эксплуатации на частоте вращения РНД n₁ и перепаде давления на турбине , соответствующих максимальному режиму, измеряют частоту вращения РВД n₂. После этого в процессе длительной эксплуатации двигатель периодически выводят на частоту вращения РНД n₁, близкую к полученной в начале эксплуатации, создают перепад давления на турбине, близкий к перепаду в начале эксплуатации на этой частоте вращения, измеряют частоту вращения РВД n₂, сравнивают ее со значением в начале эксплуатации и при увеличении измеренного значения частоты вращения от значения в начале эксплуатации более чем на 1,5% промывают газовоздушный тракт двигателя до уменьшения этого отклонения на 1,5-2,0% от полученного. Такой способ позволит при длительной эксплуатации двигателя наиболее точно определить время необходимости промывки двигателя, причем используя для этого те операции, которые легко можно осуществить, даже не снимая двигателя с самолета или с другого места его эксплуатации. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ эксплуатации двухконтурного турбореактивного двигателя по его техническому состоянию путем определения отклонения параметров двигателя от исходных значений и определения по ним сроков технического обслуживания, отличающийся тем, что при длительной эксплуатации двигателя периодически выводят двигатель на частоту вращения ротора низкого давления, близкую к полученной в начале эксплуатации, создают на турбине перепад давления, близкий к перепаду в начале эксплуатации на этой частоте вращения, измеряют частоту вращения ротора высокого давления, сравнивают ее со значением, полученным в начале эксплуатации, и при увеличении измеренного значения частоты вращения от значения в начале эксплуатации более чем на 1,5% промывают газовый тракт двигателя до уменьшения этого отклонения на 1,5 - 2,0% от полученного значения. 2. Способ эксплуатации по п.1, отличающийся тем, что для двигателей с поворотными направляющими аппаратами компрессора дополнительно измеряют значения углов поворота направляющих аппаратов компрессора в начале эксплуатации, а при длительной эксплуатации перед измерением частоты вращения ротора высокого давления устанавливают углы поворота направляющих аппаратов, близкими к их значению в начале эксплуатации.