СПОСОБ ПРОМЫВКИ ГАЗОВОЗДУШНОГО ТРАКТА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА ПРИ ПОМОЩИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ФОРСУНКИ Российский патент 2023 года по МПК F02C7/00 F01D25/00 F04D29/70 

Изобретение относится к области газовой промышленности и позволяет производить полное восстановление эксплуатационных характеристик газоперекачивающего агрегата (ГПА) в составе которого имеется газотурбинный двигатель (ГТД) с газовоздушным трактом (ГВТ).

В процессе работы ГТД происходит загрязнение ГВТ, проявляющееся в отложении налета на лопатках входного направляющего аппарата, рабочих лопатках компрессора и лопатках направляющих аппаратов. Основные источники загрязнения ГТД, работающих в составе ГПА, являются атмосферная пыль и влажность. Загрязнение ГВТ приводит к снижению эффективного коэффициента полезного действия (КПД) ГТД (до 2% относительных), падению мощности ГТД до 10%, увеличению расхода топливной смеси, сокращению ресурса использования газогенератора.

Известен метод восстановления эксплуатационных характеристик ГТД при помощи очистки ГВТ жидкостной промывкой моющими средствами [Форсунка и способ промывки компрессоров газотурбинных установок, заявка: ⁽²¹⁾2006113949/06, ⁽²²⁾24.09.2004 ⁽¹⁹⁾RU ⁽¹¹⁾2006113949 ⁽¹³⁾С2].

Во время процедуры такой промывки ГВТ, моющий раствор, при помощи специального устройства - установки для промывки ГТД, подается на вход ГТД через стационарные форсунки для промывки ГВТ под давлением от 4 до 6 кгс/см². На компрессорных станциях, в составе которых имеются ГПА, промывку ГВТ производят во время технического обслуживания ГТД на холодных прокрутках.

Недостатком известного способа промывки ГВТ ГТД является некачественная очистка рабочих и направляющих лопаток компрессора высокого давления (КВД) с 9 по 15 ступени, фиг. 1. Основная причина некачественной промывки ГВТ данным способом - это попадание недостаточного количества моющего раствора к последним ступеням газогенератора КВД. Это происходит из-за больших центробежных сил, возникающих при вращении роторов ГТД, в результате чего большая часть промывочной жидкости отбрасывается на стенки внутреннего корпуса ГТД. Описанная промывка ГВТ не позволяет производить восстановление всех эксплуатационных характеристик ГТД.

Задача, на решение которой направлено заявленное решение, заключается в полном восстановлении эксплуатационных характеристик ГТД, в реализации ранее не применяемой в газовой промышленности промывки ГВТ ГТД путем установки дополнительной форсунки на место штатного смотрового лючка ЛКСД 7-8 через монтажную гайку, имеющую стопорный болт для регулировки высоты вылета форсунки, и подачей моющего раствора на вход КВД.

Технические результаты заявленного изобретения:

- полное восстановление эксплуатационных характеристик ГТД;

- эффективная очистка от нагара ГВТ всех ступеней ГТД;

- снижение расхода топливной смеси при последующей эксплуатации ГПА;

- сохранение ресурса эксплуатации газогенератора.

Указанный технический результат достигается тем, что в полость ГВТ к поверхностям КВД с 9 по 15 ступени подается моющий раствор при помощи дополнительной форсунки, установленной в лючок ЛКСД 7-8 через монтажную гайку, фиг. 1. непосредственно на вход КВД, минуя ступени компрессора низкого давления (КНД) и компрессора среднего давления (КСД). За счет перенаправления части моющего раствора со входа в КНД на вход КВД жидкость достигает последних ступеней газогенератора.

Конструкция дополнительной форсунки для использования заявленного метода повышения эффективности промывки ГВТ ГТД представлена на фиг. 2, и представляет собой металлическую трубку 1 диаметром от 8 мм. до 10 мм. и длиной до 500 мм., на заглушенном конце которой по окружности выполняются 8 отверстий 2 диаметром 1 мм, предназначенные для подачи моющего раствора в ГВТ ГТД. Для установки дополнительной форсунки на ГТД, аналогично конструкции смотрового лючка ЛКСД 7-8, изготавливается монтажная гайка 3, в которую устанавливается трубка 1. Технологическое отверстие 4 в монтажной гайки, предназначено для установки стопорного винта, регулирующего высоту вылета трубки 1. Для примера, металлическая трубка 1, а также монтажная гайка 3 изготавливаются из нержавеющей стали 12Х18Н10Т (AISI321) по ГОСТ 5632.

Фотография внешнего вида дополнительной форсунки заявленного метода промывки ГВТ ГТД представлена на фиг. 3.

Новизна заявленного технического решения обусловлена тем, что распыление промывочной жидкости омывает все элементы 9-15 ступеней КВД, минуя ступени КНД и КСД, в достаточной степени, чтобы удалить все загрязнения и отложения с рабочих поверхностей. В отличии от известного способа промывки компрессоров газотурбинных установок, данный способ является наиболее близким к достижению технического результата. Он заключается в распылении промывочной жидкости дополнительной форсункой в воздушный поток в воздухозаборнике. Форсунка снабжена рядом сопел, которые находятся у выходного торца трубки, при этом соответствующее сопло расположено на заданном расстоянии от центральной оси корпуса форсунки, за счет чего повышается локальная плотность инжектируемой промывочной жидкости с сохранением размера капель.

Изобретение относится к области газовой промышленности и позволяет производить восстановление эксплуатационных характеристик газоперекачивающего агрегата (ГПА), в составе которого имеется газотурбинный двигатель (ГТД) с газовоздушным трактом (ГВТ), за счет эффективной промывки (очистки) внутренних рабочих поверхностей компрессора высокого давления (КВД) с 9 по 15 ступени. Моющий раствор подается при помощи дополнительной форсунки, установленной в лючок ЛКСД 7-8 через монтажную гайку, непосредственно на вход КВД, минуя ступени компрессора низкого давления (КНД) и компрессора среднего давления (КСД). За счет перенаправления части моющего раствора со входа в КНД на вход КВД моющий раствор достигает последних ступеней КВД. Техническим результатом качественной промывки ГВТ ГТД является полное восстановление эксплуатационных характеристик ГТД, эффективная очистка от нагара ГВТ всех ступеней ГТД, снижение расхода топливной смеси при последующей эксплуатации ГПА, сохранение ресурса эксплуатации газогенератора. 3 ил.

Способ промывки газовоздушного тракта двигателей газоперекачивающих агрегатов, заключающийся в подаче моющей жидкости в газовоздушный тракт газотурбинного двигателя через дополнительную форсунку, установленную в смотровой лючок корпуса газотурбинного двигателя через монтажную гайку, имеющую стопорный болт для регулировки вылета форсунки, которая представляет собой конструкцию металлической трубки, имеющую заглушку и отверстия по окружности с одного конца, и штуцер, через который подается промывочная жидкость с другого конца.