Очистка осевого компрессора в процессе эксплуатации

Как отмечалось выше, воздухозаборная камера ГТУ не может обес­печить полностью очистку циклового воздуха, и это приводит к тому, что на лопатках осевого компрессора образуются отложения. Эти отло­жения ухудшают характеристики компрессора: уменьшается давление за осевом компрессором, увеличивается потребляемая мощность, пада­ет КПД, граница помпажа компрессора смещается в сторону его рабо­чей зоны.

Процесс загрязнения не характеризуется линейной зависимостью от времени и при определенной наработке, в интервале 2-3 тыс. ч, наблюдается стабилизация характеристик осевого компрессора. От­ложения на лопатках осевого компрессора вдоль его оси постепен­но уменьшаются, то есть последние ступени компрессора загрязня­ются меньше. Отложения загрязнений больше наблюдаются на вы­пуклой стороне лопатки. Повышение влажности воздуха на всасе также способствует увеличению образования отложений на лопат­ках.

Загрязнение проточной части осевого компрессора может привести к уменьшению расхода воздуха до 6% и КПД осевого компрессора на 2-3%, что вызывает снижение полезной мощности ГТУ до 10% и КПД до 2-5%.

Загрязнение лопаточного аппарата в процессе работы ГТУ, эксплу­атационный персонал определяет по снижению давления за компрессо­ром, что вызывает необходимость для поддержания мощности повышать температуру перед ТВД, а при невозможности поднять температуру снижать обороты ТВД и ТНД.

Для поддержания параметров ГПА в соответствие с ТУ необходи­мо периодически проводить очистку проточной части осевого комп­рессора.

Периодичность очистки зависит от многих факторов, основными среди них являются:

• степень загрязнения и запыленности окружающей среды, где экс­плуатируется агрегат;

• эффективность очистки воздуха в ВЗК;

• индивидуальные особенности ГПА (диаметр осевого компрессора, углы атаки осевого компрессора, частота вращения);

• качество работы масляных уплотнений переднего подшипника;

Эксплуатация ГПА с газотурбинным приводом

• наличие неплотностей в воздухозаборной камере и в том числе рабо­та ГТУ с открытым байпасным клапаном.

Наилучшие результаты очистки достигаются при разборке проточ­ной части ГПА и промывке каждой лопатки. Однако такой способ очи­стки является дорогостоящим и применяется только при проведение ППР ГТУ. На практике применяется очистка осевого компрессора на режи­ме «прокрутки» от пусковой турбины. Эффективная очистка- это регу­лярная очистка осевого компрессора через каждые 300-400 ч в летнее время и около 1000 ч в зимнее.

В эксплуатации применяют в основном два способа очистки комп­рессоров:

• очистка с помощью твердых очистителей;

• промывка с помощью жидких моющих средств.

В качестве твердых очистителей применяются органические матери­алы: молотая скорлупа орехов с диаметром частиц 0,8-1,7 мм или обыч­ный рис.

В качестве моющих средств используются специальные растворы «Синвал», «Ml», «M2» «Прогресс» и т.д.

Очистка осевого компрессора твердыми частицами осуществляет­ся на работающих агрегатах, как правило стационарного типа, вво­дом очищающего средства на вход осевого компрессора через специ­альный бункер, который обеспечивает скорость его подачи примерно 0,8-1,0 кг/мин (для ГТК-25И). Недостатком способа является то, что возможно засорение каналов и отверстий системы охлаждения лопаток газовой турбины.

Очистка осевого компрессора моющими растворами (как правило, для ГТУ авиационного типа) проводится в соответствии со схемой рис. 3.14 на режиме прокрутки от пусковой турбины. Моющий раствор подается йа вход в осевой компрессор через специальные форсунки с давлением 5-6 кг/см² с производительностью 10-20 л/мин в течение 10-15 мин. Затем подают чистую воду с температурой 50-60°С со ско­ростью 70 л/мин для промывки. Для слива жидкостей с газовоздушного тракта ГТУ открывается запорная арматура дренажа.

Некоторые фирмы для поддержания параметров проточной части осевого компрессора применяют специальное покрытие лопаток, что обеспечивает:

• слабую прилипаемость к лопаткам продуктов загрязнения;

• максимальную наработку между ремонтами;

• противоэрозионную и противокоррозийную защиту.

Рис. 3.14. Схема промывки ГТУ: 1 - бак с моющим раствором; 2 - бак чистой

воды; 3 - дренаж; 4 - насос; 5 - фильтр; 6 - манометр; 7 - вентиль; 8 - коллектор

подачи моющего раствора 9 - дренаж воды

Пример 3.1. Определить изменение состояния агрегата ГПА-Ц-6,3 в результате проведенной очистки осевого компрессора «на ходу», если агрегат до чистки компрессора работал при следующих исходных дан­ных: температура газа на входеи выходе нагнетателя, соответственно, ^=10°C; ?₂=30°С; давление газа на входе и выходе нагнетателя, соот­ветственно, Р,=4,0 МПа, Р₂= 5,12 МПа; частота вращения вала нагне­тателя и=7000 об/мин, содержание метана в газе г =0,975, газовая постоянная R= 498 Дж/кг-К, относительная плотность по воздуху А=0,575. Температура газов перед ТВД t = 646 °С определена при по­мощи графических зависимостей по температуре перед СТ. Температу­ра и давление воздуха на входе осевого компрессора совпадают с номи­нальными (Т = Т Р=Р ).

^v а ао, а ао' •

После чистки осевого компрессора, агрегат работал при следую­щих исходных данных: температура газа на входе и выходе нагнетате­ля, соответственно, z,=18°C, г₂=40°С; давление газа на входе и выходе нагнетателя, соответственно, Р,=4,2 МПа, Р₂=5,4 МПа. Частота вра­щения вала нагнетателя и = 7500 об/мин, содержание метана в газе г_мет =0,975, газовая постоянная R = 498 Дж/кг-К, относительная плот­ность по воздуху А = 0,575. Температура газа перед ТВД г_г=680°С.

Решение. Параметр технического состояния ГТУ по мощности до чист­ки осевого компрессора может быть определен с использованием соот­ношений (1.43,2.5) и диаграммы рис. 1.4. Разность температур газа по нагнетателю

At = t₂ - Г, = 30-10 = 20°С. Разность давлений газа по нагнетателю

АР * Р₂ - />, = 5,12 - 4,0 = 1,12 МПа. Средняя температура и давление газа в нагнетателе:

Р +Р ' '* 4,56 МПа.

Средняя изобарная теплоемкость газа (кДж/кг -К) определяется по диаграмме рис. 1.2, или по уравнению [4]:

С_рт =(0,37+0,63 • г_СН4)[(0,03-0,0009 • />,) *_п+0,11 •Р,+2,08]=2,47 кДж/кг -К.

Среднее значение комплекса (С • Д_ь)_т определяется по диаграмме рис. 1.4, или по уравнению [4]:

Эксплуатация ГПА с газотурбинным приводом

(С- £_h)_m=(l,37- 0,37- г_СН4) • [(0,00012 • t\- 0,0135х х/-₂+0,31) • Р_т- 0,0463- г₂+11,19]=9,95 кДж/кг- МПа.

Удельная разность энтальпии по уравнению (1.43) А/г = C_pm- At - (СД)_т- АР = 2, 47-20 - 9,95-1,2 = 37,46 кДж/кг. Удельная приведенная разность энтальпий газа: 37,46 f 8200 Y

Относительная температура газов перед ТВД

(Т) =-

v-'z/np.

Сопоставление полученной зависимости(Г) „_f⁼f(N_e) _п с паспортной [2], приводит к выводу о смещении расчетной точки влево по горизонта­ли от ее паспортного значения, равного N_{e a} =0,78. Следовательно, па­раметр технического состояния ГТУ по мощности до промывки осевого компрессора составлял K_N=N_enp/N_{e пр}= 0,65/0,78=0,84.

Характеристики агрегата после промывки осевого компрессора по той же схеме расчетов составили (при принятых исходных данных рас­чета):

Разность температур газа по нагнетателю, At =22°C; разность давле­ний газа по нагнетателю, АР =1,2 МПа; удельная разность энтальпий газа Д/г = 43,47 кДж/кг; соответственно приведенная разность энталь­пии Ah_n = 0,865 кВт/кг/мин; приведенная внутренняя мощность нагне­тателя по его характеристике (NJ Р_н)_п = 209 кВт/кг/м³; плотность газа на входе нагнетателя, р_н = 31,67 кг/м'; соответственно, внутренняя и эффективная мощности ГТУ составят: N. = 5068 кВт, N_e= 5148 кВт. Приведенная относительная мощность ГТУ Л^_е £^ост= 0,817, относитель­ная приведенная температура газов перед ТВД, Т_га =0,97, паспортное

значение относительной приведенной мощности W_eJ^^CT =0,9,параметр

технического состояния ГТУ по мощности равен К_н=0,9. Следователь­но, в результате «промывки» осевого крмпрессора коэффициент техни­ческого состояния агрегата по мощности возрос с 0,83 до 0,9.

Эффективная мощность ГПА

N_e=N_{+ N_Me. = 4017 + 8 0 = 4097кВт.

е 1 мса.

Относительная приведенная мощность агрегата

(₇у_е)=-^ ₌ ^^ _{= 0},65. ^{v e/np}' N_fn 6300

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: