Способ эксплуатации газотурбинной установки Российский патент 2022 года по МПК G01M15/14 

Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных установок, а именно к оценке технического состояния установок или ее отдельных узлов для принятия решения по их обслуживанию и дальнейшей эксплуатации установки.

Из известных способов наиболее близким к предложенному является оценка технического состояния по изменению характеристик рабочих режимов, заключающаяся в сравнении рабочих характеристик, полученных для данного момента, и времени, принятого за исходное. (Газотурбинные установки, Б.П. Поршаков, Москва, Недра, 1992, стр. 181).

Недостатком известного способа является то, что он вследствие использования дает лишь общую оценку технического состояния установки, недостаточно точно выявляет конкретную причину или узел приводящих к ухудшению технического состояния установок и запоздалой остановке двигателя в результате разрушения узла.

Задача изобретения - наиболее точно в процессе эксплуатации определять необходимость технического обслуживания и причин, приводящих к ухудшению технического состояния.

Ожидаемый технический результат - определение узлов в газотурбинной установке, в которых происходит изменение технического состояния на стадии допустимого времени эксплуатации без разрушения деталей газотурбинной установки, что повышает ее эксплуатационную экономичность.

Технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем оценку технического состояния газотурбинной установки по изменению характеристик рабочих режимов на по крайней мере одной исправной газотурбинной установке фиксируют в заданном диапазоне частот вращения роторов зависимости изменения частоты вращения n от времени на выбеге роторов при не менее 2 остановах газотурбинной установки, по усредненным значениям формируют типовые зависимости изменения частоты вращения роторов n от времени фиксируют текущие зависимости этих параметров для конкретной газотурбинной установки, сравнивают с типовыми зависимостями и при отклонении текущих зависимостей по конкретному ротору от типовых более чем на 5% формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора. Типовую зависимость изменения частот вращения роторов от времени формируют для конкретной газотурбинной установки на начальном этапе ее эксплуатации. Кроме того, типовую зависимость изменения частоты вращения от времени разбивают на 2 - 3 участка, на которых определяют значения фиксируют на этих участках текущие значения и при отклонении текущих значений от типовых формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора.

Способ реализуется следующим образом.

В процессе эксплуатации при не менее 2 остановах по крайней мере одной исправной газотурбинной установки производят непрерывную регистрацию частот вращения роторов по времени на выбеге роторов с дискретностью не менее 10 измерений в секунду в выбранном диапазоне частот вращения, например от малого газа до значения частоты вращения, равной не менее 1% от ее номинального значения. Строят для каждой исправной газотурбинной установки для выбранного диапазона зависимости частот вращения роторов от времени при этом измеренные значения частот вращения роторов на каждой секунде регистрации усредняют для исключения случайных «выбросов». Затем по этим зависимостям строят осредненную типовую зависимость. Во время эксплуатации фиксируют текущие зависимости наносят их на типовую зависимость и сравнивают. При отклонении текущей зависимости от типовой более чем на 5% по частоте вращения формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора.

Типовую зависимость возможно формировать для конкретной газотурбинной установки на начальном этапе ее эксплуатации, например, при пуско-наладочных работах.

Дополнительно типовую зависимость частот вращения роторов от времени можно разбивать на 2-3 участка, на которых определяют значения и сравнивают их с текущими значениями на тех же участках.

При отклонении текущих значений более чем на 5% от типовых хотя бы на одном участке формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора.

Пример реализации.

При пуско-наладочных работах перед началом эксплуатации по 3-м остановам газотурбинной установки с режима малого газа n_РВД=72% формируют типовые зависимости частот вращения роторов по времени путем фиксации частот вращения ежесекундно и построения усредненной по 3-м остановам зависимости для каждого ротора от частот вращения на режиме малого газа до значений частот вращения не менее 1% от их номинальных значений, изображенных на фиг. 1, 2, 3 (сплошной линией обозначена типовая зависимость, крестиками - текущая зависимость). На тех же зависимостях наносят текущую зависимость на останове в процессе эксплуатации.

Как видно на фиг. 1, отклонение текущей зависимости от типовой более, чем на 5% по n_РВД при одинаковом значении времени свидетельствует о появлении отклонений в работе узла ротора компрессора высокого давления. По остальным контролируемым зависимостям n_РНД, n_РСТ отклонений от типовой зависимости не отмечено.

Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных установок, а именно к оценке технического состояния установок или ее отдельных узлов для принятия решения по их обслуживанию и дальнейшей эксплуатации установки. Способ эксплуатации газотурбинной установки включает оценку ее технического состояния по изменению характеристик рабочих режимов. На по крайней мере одной из исправных газотурбинных установок фиксируют в заданном диапазоне частот вращения роторов зависимости изменения частоты вращения n от времени τ на выбеге роторов при не менее двух остановах газотурбинной установки, по усредненным значениям формируют типовые зависимости изменения частот вращения роторов n от времени τ, фиксируют текущие зависимости этих параметров для конкретной газотурбинной установки, сравнивают с типовыми зависимостями, при отклонении текущих зависимостей по конкретному ротору от типовых более чем на 5% формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора. Типовую зависимость изменения частот вращения роторов от времени формируют для конкретной газотурбинной установки на начальном этапе ее эксплуатации. Дополнительно типовую зависимость изменения частоты вращения от времени разбивают на 2-3 участка, на которых определяют значения Δn/Δτ, фиксируют на этих участках текущие значения Δn/Δτ, при отклонении текущих значений от типовых более чем на 5% хотя бы на одном участке формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора. Ожидаемый технический результат - определение узлов в газотурбинной установке, в которых происходит изменение технического состояния на стадии допустимого времени эксплуатации без разрушения деталей газотурбинной установки, что повышает ее эксплуатационную экономичность. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ эксплуатации газотурбинной установки, включающий оценку ее технического состояния по изменению характеристик рабочих режимов, отличающийся тем, что на по крайней мере одной исправной газотурбинной установке фиксируют в заданном диапазоне частот вращения роторов зависимости изменения частоты вращения n от времени τ на выбеге роторов при не менее двух остановах газотурбинной установки, по усредненным значениям формируют типовые зависимости изменения частот вращения роторов n от времени τ, фиксируют текущие зависимости этих параметров для конкретной газотурбинной установки, сравнивают с типовыми зависимостями, при отклонении текущих зависимостей по конкретному ротору от типовых более чем на 5% формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что типовую зависимость изменения частот вращения роторов от времени формируют для конкретной газотурбинной установки на начальном этапе ее эксплуатации.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно типовую зависимость изменения частоты вращения от времени разбивают на 2-3 участка, на которых определяют значения Δn/Δτ, фиксируют на этих участках текущие значения Δn/Δτ и при отклонении текущих значений от типовых более чем на 5% хотя бы на одном участке формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора.