СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ ВО ВРЕМЯ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ Российский патент 2019 года по МПК G01M15/14 

Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных двигателей (ГТД), а именно, к контролю их технического состояния во время эксплуатации для принятия решения по их обслуживанию и дальнейшей эксплуатации.

Известен способ контроля технического состояния ГТД в процессе эксплуатации, включающий измерение параметров, характеризующих среду и условия работы двигателя, фиксирование исходных значений параметров в начале эксплуатаии, измерение текущих значений параметров во время эксплуатации и оценку технического состояния, установление причин его изменений по предельно допустимому отклонению при сравнении измеренных текущих параметров двигателя с исходными значениями (см. патент РФ №2168163, МПК: G01M 15/00, опубл. 27.05.2001 г.).

Способ дает лишь обобщенную оценку изменений, происходящих в узлах двигателя в процессе эксплуатации, и недостаточно точно выявляет конкретную причину, которая привела к ухудшению технического состояния двигателя.

Известен также способ контроля технического состояния газотурбинного двигателя во время его эксплуатации, включающий измерение температуры газа в потоке за турбиной низкого давления - Т₄ не менее чем в восьми точках по окружности в начале и во время эксплуатации (см. патент РФ №2513054, МПК: G01M 15/14, опубл. 20.04.2014 г. Бюл. №11).

К недостаткам способа следует отнести отсутствие возможности выявления конкретного места камеры сгорания газотурбинного двигателя с измененным относительно исходного техническим состоянием.

Задача изобретения - повышение достоверности способа контроля технического состояния камеры сгорания газотурбинного двигателя, позволяющего получить точные данные о состоянии камеры сгорания и о точном месте начала изменения технического состояния камеры сгорания, а также позволяющего выявить конкретную причину, которая привела к ухудшению технического состояния двигателя.

Технический результат от использования изобретения заключается в том, что по изменению разности между термопарами, измеряющими температуру газа в потоке за турбиной низкого давления - Т₄ можно сделать выводы о техническом состоянии камеры сгорания газотурбинного двигателя, а также точно определить место, в котором происходит ухудшение технического состояния, благодаря чему можно предотвратить развитие дефекта и минимизировать затраты на ремонт двигателя путем принятия своевременного решения.

Технический результат достигается тем, что в известном способе контроля технического состояния газотурбинного двигателя во время его эксплуатации, включающем измерение температуры газа в потоке за турбиной низкого давления - Т₄ не менее чем в восьми точках, равномерно размещенных по окружности в характерном сечении, в начале и во время эксплуатации, согласно изобретению, периодически вычисляют разность ΔT_{4i пред.} между каждыми двумя соседними термопарами, фиксируют наработку двигателя в момент измерения τ, строят зависимости ΔT_4i=f(τ), предварительно устанавливают предельно допустимую величину отклонения ΔT_{4i пред} от значений, определенных по измерению в начале эксплуатации, сравнивают ΔT_4i=f(τ) с ΔT_{4i пред.}, и по выходу текущих значений ΔT_4i за границу предельно допустимых отклонений ΔT_{4i пред.} судят об изменении технического состояния двигателя, при этом:

а) при выходе за границу одной из разностей ΔT_4i между двумя соседними термопарами можно судить о месте изменения технического состояния камеры сгорания ГТД;

б) для оценки технического состояния ГТД в целом проводят сравнение значений ΔT_4i между любыми из восьми установленных термопар.

Способ реализуется следующим образом:

В начале и во время эксплуатации двигателя фиксируют измеренные величины T_4i, а также определяют и строят линию предельных отклонений величин ΔT_4i. Пример измеренных величин T4i в процессе эксплуатации представлен в таблице 1.

Затем вычисляют разность ΔT_4i между каждыми двумя соседними термопарами, фиксируют наработку ГТД в момент измерения τ, строят зависимости ΔT_4i=f(τ). Вычисленная разность ΔT_4i при различных значениях наработки двигателя τ представлена в таблице 2. Зависимости ΔT_4i=f(τ) представлены на приведенном графике.

Из представленного в таблице 1 и на графике анализа изменения зависимости ΔT_4i=f(τ) видно, что при наработке ГТД 9000 ч произошло изменение технического состояния камеры сгорания двигателя. Вывод о точном месте расположения дефекта делается по данным о расположении термопар Т_{4 4} и Т_{4 5} относительно камеры сгорания двигателя.

Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных двигателей (ГТД), а именно к контролю их технического состояния во время эксплуатации для принятия решения по их обслуживанию и дальнейшей эксплуатации. Способ контроля технического состояния ГТД во время его эксплуатации включает измерение температуры газа в потоке за турбиной низкого давления - Т₄ термопарами не менее, чем в восьми точках, равномерно размещенных по окружности в характерном сечении, в начале и во время эксплуатации. При осуществлении способа периодически вычисляют разность ΔT_4i между каждыми двумя соседними термопарами, фиксируют наработку ГТД в момент измерения времени τ, определяют зависимости ΔT_4i=f(τ), при этом предварительно устанавливают предельно допустимую величину отклонения ΔT_{4i пред.} от значений, определенных по измерению в начале эксплуатации, сравнивают ΔT_4i=f(τ) с ΔT_{4i пред.}, и по выходу текущих значений ΔT_4i за границу предельно допустимых отклонений ΔT_{4i пред.} судят об изменении технического состояния двигателя. Технический результат от использования изобретения заключается в том, что по изменению разности между термопарами, измеряющими температуру газа в потоке за турбиной низкого давления - Т₄, можно сделать выводы о техническом состоянии камеры сгорания газотурбинного двигателя, а также точно определить место, в котором происходит ухудшение технического состояния, благодаря чему можно предотвратить развитие дефекта и минимизировать затраты на ремонт двигателя путем принятия своевременного решения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

1. Способ контроля технического состояния газотурбинного двигателя во время его эксплуатации, включающий измерение температуры газа в потоке за турбиной низкого давления - Т₄ термопарами не менее чем в восьми точках, равномерно размещенных по окружности в характерном сечении, в начале и во время эксплуатации, отличающийся тем, что периодически вычисляют разность ΔT_4i между каждыми двумя соседними термопарами, фиксируют наработку двигателя в момент измерения времени τ, определяют зависимости ΔT_4i=f(τ), при этом предварительно устанавливают предельно допустимую величину отклонения ΔT_{4i пред.} от значений, определенных по измерению в начале эксплуатации, сравнивают ΔT_4i=f(τ) с ΔT_{4i пред.}, и по выходу текущих значений ΔT_4i за границу предельно допустимых отклонений ΔT_{4i пред.} судят об изменении технического состояния двигателя.

2. Способ контроля технического состояния газотурбинного двигателя во время его эксплуатации по п. 1, отличающийся тем, что по выходу за границу одной из разностей ΔT_4i между двумя соседними термопарами судят о месте изменениями технического состояния камеры сгорания ГТД.

3. Способ контроля технического состояния газотурбинного двигателя во время его эксплуатации по п. 1, отличающийся тем, что для оценки технического состояния ГТД проводят сравнение значений ΔT_4i между любыми из восьми установленных термопар.