CS210104B1

CS210104B1 - Method of fixing the reserve between repairs of the combustion turbine

Info

Publication number: CS210104B1
Application number: CS792817A
Authority: CS
Inventors: Michail Kalinin; Viktor Dubinskij; Michail Sulman; Jurij Carnyj; Boris Glezer; Valentin Komardinkin
Original assignee: Michail Kalinin; Viktor Dubinskij; Michail Sulman; Jurij Carnyj; Boris Glezer; Valentin Komardinkin
Priority date: 1978-05-03
Filing date: 1979-04-23
Publication date: 1982-01-29
Also published as: GB2029970A; DE2917870C2; DE2917870A1; IT7922343A0; SU704332A1

Abstract

The method for determining the overhaul life of a gas turbine installation consists in determining the critical elements of the gas turbine installation, whereupon the overhaul life is dependent, recording the time of onset of threshold failure values of these critical elements with reference to a combination of continuously recorded thermodynamic parameters of the working cycle, vibration and discharge characteristics, capacity and life behaviour characteristics with due regard for the duration of action of each of these factors, measuring the rate ( lambda i) at which faults of the critical elements develop to reach their critical values, and determining the equivalent rate ( lambda (To)) of failure development in the gas turbine installation as a whole, which, in turn, serves to calculate the overhaul life (To) of the gas turbine installation. The invention is applicable to turbine installation diagnosis systems, such as those used to diagnose the operating state of gas pumping plants.

Description

Vynález se týká způsobu určování rezervy mezi jednotlivými opravami spalovací turbíny pro plynové přečerpávací agregáty hlavních plynových potrubí.The present invention relates to a method for determining the reserve between individual repairs of a combustion turbine for gas transfer units of main gas lines.

Je známý způsob určení rezervy mezi jednotlivými opravami spalovací turbíny podle výsledků ohodnocení jejího běžného technického stavu, který spočívá v registraci a ohodnocení časové změny takových parametrů efektivnosti spalovacích turbín, jako je výkonnost a účinnost, prostřednictvím faktických a jmenovitých charakteristik /I/.There is a known method for determining the reserve between individual repairs of a combustion turbine according to the results of an evaluation of its normal technical condition, which consists in registering and evaluating the time change of combustion turbine efficiency parameters such as performance and efficiency through factual and rated characteristics (I).

Avšak tento způsob nezaručuje možnost registrování a zhodnocování všech vlivů v celku vznikajících během každého režimu, jednak každého jednotlivého prvku zařízení a jednak zařízení v celku. Známý je rovněž způsob určováni rezervy mezi jednotlivými opravami spalovací turbíny prostřednictvím nepřetržité registrace termodynamických parametrů cyklu, vibračních charakteristik jednotlivých detailů zařízení, spotřeby výkonnosti a parametrů vytváření rezervy se zřetelem na dobu trvání účinky každého faktoru /II/.However, this method does not guarantee the possibility of registering and evaluating all the effects of the whole occurring during each mode, on the one hand of each individual element of the device, and on the other hand of the device as a whole. It is also known to determine the reserve between individual repairs of a combustion turbine by continuously registering the thermodynamic cycle parameters, the vibration characteristics of the individual device details, the power consumption and the reserve creation parameters with respect to the duration of the effects of each factor (II).

Avšak i tento způsob není dost hospodárný, neboř termín uvedení turbíny do opravy s jeho pomocí nelze přesně určit z toho důvodu, že ovládací soustava, s jejíž pomocí se uskutečňuje uvedený způsob, umožňuje zhodnocení jen běžné hodnoty rezervy /odpracovaná rezervy/ jednotlivého elementu spalovací turbíny za podmínek, kdy je již předem známý algoritmus, který věrohodně popisuje technický stav tohoto elementu, ale neumožňuje komplexní zhodnocení technického stavu spalovací turbíny jako celku. Kromě toho v uvedeném způsobu není přihlédnuto к provozním zvláštnostem, v důsledku čehož dochází buň к předčasnému, nebo nouzovému zastavení zařízení.However, even this method is not economical enough, since the date of repairing the turbine with its aid cannot be determined precisely because the control system through which the method is carried out allows only the normal value of the reserve / of the reserve / of the individual element of the combustion turbine to be evaluated. under conditions where an algorithm is already known in advance which reliably describes the technical state of the element but does not allow a comprehensive assessment of the technical state of the combustion turbine as a whole. In addition, the operating characteristics are not taken into account in the method, which causes the cell to prematurely or emergency stop.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje předmět vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že pro zlepšení hospodárného provozu pomocí zvýšení přesnosti určení termínu uvádění spalovací turbíny do opravy se pomocí zkoušek v průběhu experimentů vyhledávají kritické prvky základních uzlu spalovací turbíny, které určují trváni doby mezi jednotlivými opravami, dále se registrují momenty vzniku prahových hodnot poruch těchto prvků a časově se měří rychlost průběhu poruch až к jejich kritickým hodnotám po určeni ekvivalentní rychlosti průběhu celkových poruch spalovací turbíny a podle ní se určuje doba rezervy mezi jednotlivými opravami.The above-mentioned drawbacks are overcome by the object of the invention, in which, in order to improve economical operation by increasing the accuracy of the term of commissioning of the combustion turbine, tests during experiments seek critical elements of the basic nodes of the combustion turbine. further, the moments of failure thresholds of these elements are registered and the failure rate up to their critical values is measured over time after determining the equivalent failure rate of the internal combustion turbine and determining the reserve time between repairs.

Výhoda vynálezu spočívá ve zvýšení hospodárnosti provozu spalovací turbíny pomocí zvýšeni přesnosti určováni termínu uváděni zařízení do opravy.The advantage of the invention is to increase the economy of operation of the combustion turbine by increasing the accuracy of the time of commissioning the plant.

Způsob je realizován podle následující sousledností:The method is realized according to the following sequence:

Zařízení je podmíněně rozdělené na základní uzly, například pro přečerpávací agregát to budou: turbina, axiální kompresor, spalovací komora, odstředivé dmychadlo ρ1 уnu .The equipment is conditionally divided into basic nodes, for example for the pump unit: turbine, axial compressor, combustion chamber, centrifugal blower ρ1 oun.

Dále se provedou rezervní zkoušky, v jejichž důsledku jsou nalezeny kritické prvky uvedených základních uzlů zařízení, které určují dobu mezi jednotlivými opravami. Tudíž pro rezervu mezi opravami přečerpávajícího agregátu trvající 8 500 hod. se takovými prvky jeví: oběžné lopatky turbíny a kompresoru, ložiskové uzly turbíny a dmychadla, čelní těsnění a pracovní kolo dmychadla, hrdlo přehazování plamene spalovací komory. Dále v průběhu těchto experimentů jsou určovány momenty vzniku prahových hodnot poruch kritických prvků.In addition, reserve tests are carried out to identify critical elements of the base equipment nodes that determine the time between repairs. Thus, for a reserve between overhauls of a pumping aggregate lasting 8,500 hours, such elements appear to be: turbine and compressor impeller blades, turbine and blower bearing nodes, front seal and blower wheel, combustion chamber flame throat. Furthermore, during these experiments, the moments of failure thresholds of critical elements are determined.

Za prahové hodnoty poruch se pokládají jejich nominální veličina, kterou lze zaznamenat pomocí přístrojů během registrace úchylek termodynamických parametrů cyklu, vibračních charakteristik prvků, parametrů vytváření rezervy, výkonnosti, spotřeby atd. vzhledem к jejich jmenným hodnotám. Například prahová hodnota veličiny vertikální mezery ložiskové vložky se rovná 0,02 mm a opotřebení náběhové hrany pracovního kola dmychadla - 2 mm. Dále se měří časově rychlost průběhu poruch až к jejich kritickým hodnotám v závislosti na předem uvedených faktorech a se zřetelem na délku jej ich působení .Failure thresholds are considered to be their nominal quantity, which can be recorded by instruments during the registration of deviations of cycle thermodynamic parameters, vibration characteristics of elements, reserve creation parameters, performance, consumption, etc. relative to their nominal values. For example, the threshold value of the vertical gap of the bearing insert is equal to 0.02 mm and the leading edge wear of the blower wheel - 2 mm. Furthermore, the time-course of failures up to their critical values is measured in dependence on the aforementioned factors and with respect to the duration of their action.

Jako kritické se považují hodnoty veličiny poruch, s jejichž vznikem není možné dále uskutečňovat provoz celého zařízení v důsledku možného vypadnutí prvků z provozu. Pro předem uvedené příklady jsou kritické následující hodnoty: pro vertikální mezeru ložiskové vložky - 0,7 mm, pro opotřebení náběhové hrany pracovního kola dmychadla - 20 mm.The critical values are the values of the failure quantity, with the occurrence of which it is not possible to carry out the operation of the whole equipment due to the possible fall-out of the elements. The following values are critical for the above examples: for the vertical bearing gap - 0.7 mm, for the wear edge of the blower wheel - 20 mm.

Pro zpracování výsledků a pro následující diagnostické vyhodnocení technického stavu základních uzlů zařízení v provozu jsou vypracovávány matematické modely práce jednotlivých uzlů zařízení, které předvádí fyzické závislosti rychlosti průběhu poruch kritických prvků každého uzlu na měřených parametrech se zřetelem na jejich vzájemné ovlivňování.For the processing of results and for the following diagnostic evaluation of the technical state of the basic nodes of the equipment in operation, mathematical models of the work of individual nodes of the equipment are elaborated.

Registrované algoritmy každého uzlu jsou uskutečňovány na výpočetních blocích elektronického výpočetního stroje. Do stejných bloků je zaváděn soupis vlivu nahodilých faktorů prostřednictvím zadání parametrů zákona časové distribuce. Dále je určená ekvivalentní rychlost průběhu poruch zařízení v celku pomocí vypočítaných výsledků ve dříve uvedených blocích zaváděných do elektronického výpočetního stroje podle předem určeného matematického modelu práce celého zařízení, které předvádí závislost registrované rychlosti na rychlosti rozvoje poruch jednotlivých uzlů zařízení a jejích vzájemného vlivu. Doba rezervy mezi jednotlivými opravami se vypočítává podle matematického modelu v závislosti na ekvivalentní rychlosti průběhu poruch.The registered algorithms of each node are executed on computing blocks of an electronic computing machine. An inventory of the influence of random factors is introduced into the same blocks by entering the parameters of the time distribution law. Furthermore, the equivalent rate of failure of the device as a whole is determined by calculating the results in the aforementioned blocks fed into the electronic computing machine according to a predetermined mathematical model of the work of the whole device. The reserve time between repairs is calculated according to a mathematical model depending on the equivalent failure rate.

Uskutečnění způsobu je znázorněno příkladem: Je určen zákon změny ekvivalentní rychlosti průběhu poruch přečerpávacího agregá-An embodiment of the method is illustrated by the following example: The law of change in the equivalent pumping unit failure rate is determined.

tu spalovací turbíny, předchozí opravě 2 000 turbines, the previous repair 2000 který má hod. : who has hours: předstih in advance po after λ/Τ_ο/= 1 ,t . lO^/t- 2λ / _ο / = 1, t. 10 ^ / t-2 000/+ 2 . 000 / + 2. 1 o-5 1 o-5 /1/, / 1 /, kde znamená: where it means: д/Т₀/ - ekvivalentní ruch zařízení /hod.“^,/д / Т ₀ / - equivalent equipment noise / hour ' ^, / rychlost ♦ speed ♦ průběhu progress po- after-

T_o - dobu rezervy mezi jednotlivými opravami /hod./ t - běžný předstih zařízení v momentu diagnostiky /hod./T _o - reserve time between repairs / hour / t - normal advance of equipment at the moment of diagnostics / hour /

Stejným způsobem je určován časový algoritmus rezervy mezi jednotlivými opravami:In the same way, the reserve time algorithm is determined between individual corrections:

К = P/O,t/ . P/t,To/ + Л/То/ [l/O, t/ + + P/0,t / ]. J P/t,t/dt kde znamená:K = P / O, t /. P / t, To / + Л / То / [I / O, t / + + P / 0, t /]. J P / t, t / dt where:

/2/,/ 2 /,

P/O,t/ - část rezervy mezi jednotlivými opravami, zařízením odpracovaná v časovém intervalu mezi počátečním momentem a momentem diagnostikyP / O, t / - part of the reserve between repairs, equipment worked in the time interval between the starting torque and the moment of diagnostics

P/t,To/ - část zbývající rezervy mezi jednotlivými opravami v časovém intervalu mezi momentem diagnostiky a momentem uvádění zařízení do opravyP / t, To / - part of the remaining reserve between individual repairs in the time interval between the moment of diagnostics and the moment of putting the equipment into repair

44

1/0^/ - interval od P/O,t/1/0 ^ / - interval from P / O, t /

K - konstantu, závislou na provozních podmínkách, která je nappíklad volená od maaimáání hodnoty dokončenoasi zařízeni.The K - constant, depending on the operating conditions, which is, for example, chosen from having the value of the completed device.

V podmínkách daného příkladu jsou určeny hodnoty veličin P/O,t/ = 0,98, 3 /0, t/ = = 1 987 hod. a K = 1,86.In the conditions of the example, the values of P / O, t / = 0.98, 3/0, t / = 1 987 hours and K = 1.86 are determined.

Pomoci čelného řešení rovⁿi^{c /1/} a ^/2/je na elektooníkkém výpočetním stroji urče na časová veličina rezervy mezi jednootivými opravami daného agregátu, která se rovná 8 500 hod.Help spur solving Eq ⁿ and ^{C / 1 /} and ^{/ 2 /} is desig elektooníkkém computing machine to time variables among the reserve jednootivými repair of the unit, which is equal to 8500 hours.

V důsledku výpočtu poožití vynálezu napomáhá 8nóžit roční prostoje na libovolné opravy, například od 850 do 500 hod., zmenšit náklady na opravy od 2,5 Z do 1,5 Z v poměru k hodnotě nového agregátu a vzhledem k celému parku agregátu zvýšit střední hodnotu rezervy mezi jedno tlivými opravami od 8 000 hod. do 12 000 hod.By calculating the ingestion of the invention, 8 years of downtime for any repairs, such as from 850 to 500 hours, helps to reduce repair costs from 2.5 Z to 1.5 Z relative to the value of the new aggregate and to increase the mean value relative to the whole aggregate fleet reserves between individual repairs from 8 000 hours to 12 000 hours.

Claims

The method of determining the margin between the overall repair of a combustion turbine by continuously registering thermodynamic cycle parameters, vibration characteristics of the plant elements, consumption, performance, and reserve is reduced to the duration of effect of each factor, characterized in that by increasing the accuracy of the determination of the time for the combustion turbine to be repaired, the invention is assisted

In the course of the experiments, the check searches for critical elements of the basic nodes of the combustion turbine, which determine the duration of time between repairs, furthermore the mommnty of failure thresholds of these elements is controlled and the speed of failures up to their critical values after determination is equivalent. the speed of the overall failure of the internal combustion turbine and the reserve time between the individual repairs is determined.