RU2536759C1 - Technical diagnosis method for gas turbine plant - Google Patents

Technical diagnosis method for gas turbine plant Download PDF

Info

Publication number
RU2536759C1
RU2536759C1 RU2013153509/06A RU2013153509A RU2536759C1 RU 2536759 C1 RU2536759 C1 RU 2536759C1 RU 2013153509/06 A RU2013153509/06 A RU 2013153509/06A RU 2013153509 A RU2013153509 A RU 2013153509A RU 2536759 C1 RU2536759 C1 RU 2536759C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
engine
gas
gas turbine
turbine
parameters
Prior art date
Application number
RU2013153509/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Евгеньевич Цыганков
Андрей Александрович Касьяненко
Андрей Николаевич Евдокимов
Игорь Владимирович Кравченко
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Севернефтегазпром"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Севернефтегазпром" filed Critical Открытое акционерное общество "Севернефтегазпром"
Priority to RU2013153509/06A priority Critical patent/RU2536759C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2536759C1 publication Critical patent/RU2536759C1/en

Links

Landscapes

  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: method of GTP technical diagnosis can be used at the operation of compressor plants. The GTP developer performs on-site analysis of changes in the GTP engine parameters in the course of operation as compared to the parameters obtained at acceptance tests at the manufacturing plant, afterwards he evaluates the power produced at the shaft of the engine's free turbine, its compliance with the power characteristic as per the operational guidelines, considering the installation of a unit to adjust the limitation of maximal temperature of gas at the free turbine outlet. Further on the following is determined: the actual power at the free turbine shaft reduced as per the ambient pressure and specified as per the current temperature values at the engine input and temperature at the exhaust device, the reserves up to the engine speed limits, reduced and nominal, and the temperature of the free turbine limited to nominal mode. Quantity and intervals of performed cleansing of the GTP engine's gas-flow duct within the operation period are analysed, the efficiency of the above cleansing is evaluated by comparing the deviations of parameter values before and after cleansing from the data of the acceptance tests. Changes of the engine lubrication system parameters and of the engine vibration parameters are evaluated, the GTP engine gas-air flow duct is inspected in visual-optical manner by an industrial endoscope, namely gas generator compressor, combustion chamber, high-pressure turbine, free turbine are inspected. Implemented measures aimed at the stabilisation and improvement of operating parameters, service life and reliability of GTP performance as well as the results of the performed GTP maintenance and repair within the whole operation period are analysed, then an opinion on the possibility or impossibility to increase the maintenance and/or repair frequency up to the design values, namely as per the GTP technical state, shall be drawn up.
EFFECT: improved reliability parameters at GTE operation.

Description

Изобретение относится к газодобывающей, нефтедобывающей и другим областям промышленности и может быть использовано при эксплуатации компрессорных станций.The invention relates to gas, oil and other industries and can be used in the operation of compressor stations.

В рамках требований разработчиков оборудования на предприятиях топливно-энергетического комплекса обслуживание и эксплуатация оборудования, в том числе и приводных газотурбинных установок на базе авиационных двигателей (далее по тексту - ГТУ), производятся по разработанной в СССР единой системе планово-предупредительных ремонтов (далее по тексту - ППР) (например, в газовой промышленности по СТО Газпром 2-2.3-681-2012 «Компрессорные станции. Газоперекачивающие агрегаты. Порядок проведения технического обслуживания и ремонта», либо руководство по эксплуатации на агрегат газоперекачивающий ГПА-16ДКС-09 «Урал» ГПА-16ДКС-09.0000-000РЭ1). Данная система представляет собой совокупность организационных и технических мероприятий по уходу, надзору, обслуживанию и ремонту оборудования, проводимых профилактически по заранее составленному плану, с целью предотвращения прогрессивного износа, предупреждения аварий и поддержания надежности оборудования для постоянной эксплуатационной готовности.Within the framework of the requirements of equipment developers at the enterprises of the fuel and energy complex, maintenance and operation of equipment, including gas turbine driven engines based on aircraft engines (hereinafter referred to as GTU), are carried out according to the unified system of scheduled preventive repairs developed in the USSR (hereinafter referred to as - PPR) (for example, in the gas industry according to STO Gazprom 2-2.3-681-2012 "Compressor stations. Gas pumping units. The procedure for maintenance and repair", or of operating on gas pumping unit GPA-16DKS-09 "Ural" GPA-16DKS-09.0000-000RE1). This system is a combination of organizational and technical measures for the care, supervision, maintenance and repair of equipment carried out prophylactically according to a pre-drawn up plan, in order to prevent progressive wear, prevent accidents and maintain equipment reliability for constant operational readiness.

Сущность системы ППР заключается в проведении через определенное (нормированное) количество часов работы оборудования профилактических осмотров и различных видов плановых ремонтов, чередование и периодичность которых определяются назначением оборудования, его особенностями, размерами и условиями эксплуатации.The essence of the PPR system is to conduct routine inspections and various types of scheduled repairs after a certain (normalized) number of hours of operation, the alternation and frequency of which are determined by the purpose of the equipment, its features, dimensions and operating conditions.

Существуют следующие недостатки системы ППР:The following disadvantages of the PPR system are:

- усредненные и устаревшие нормативные требования и, соответственно, завышенная трудоемкость работ по обслуживанию,- averaged and outdated regulatory requirements and, accordingly, overstated labor costs of maintenance work,

- проведение технического обслуживания оборудования с заменой деталей и узлов, фактически по своему техническому состоянию не требующих замены,- carrying out maintenance of equipment with the replacement of parts and assemblies that in fact do not require replacement in their technical condition,

- периодические остановы для проведения технического обслуживания и последующие пуски в работу, также негативно влияющие на техническое состояние оборудования.- periodic shutdowns for maintenance and subsequent commissioning, also adversely affecting the technical condition of the equipment.

Однако в последние годы для турбинных двигателей практически на всех типах воздушных судов применяются прогрессивные системы технического обслуживания, получившие название «эксплуатация по техническому состоянию». Это рациональное (обоснованное) сочетание форм и методов технического обслуживания и ремонтов - с контролем диагностических параметров, с контролем уровня надежности парка, по фиксированному (установленному) ресурсу.However, in recent years, for turbine engines on almost all types of aircraft, progressive maintenance systems have been used, which are called “maintenance by technical condition”. This is a rational (justified) combination of forms and methods of maintenance and repairs - with the control of diagnostic parameters, with the control of the reliability level of the fleet, for a fixed (installed) resource.

Известен способ контроля технического состояния ГТУ (патент РФ №2432561, G01M 15/14, 27.02.2012 г.), с применением специального устройства на базе ПЭВМ в промышленном исполнении, на жесткий магнитный диск (НЖМД) которого записано специальное программное обеспечение (СПО), заключающееся в том, что расчетно-экспериментальным путем определяют заданное значение наработки ГТУ до регламентных работ, заданное значение наработки ГТУ до капитального ремонта ГТУ, во время работы ГТУ измеряют частоту вращения газогенератора ГТУ, если частота вращения выше наперед заданной величины, определяемой расчетно-экспериментальным путем для каждого типа ГТУ, запускают счетчик общей наработки ГТУ, значение счетчика общей наработки сравнивают с заданным значением наработки ГТУ до регламентных работ и с заданным значением наработки ГТУ до капитального ремонта ГТУ, как только общая наработка ГТУ станет равной заданной наработке ГТУ до регламентных работ, формируют сигнал «Необходимо проведение регламента ГТУ», останавливают ГТУ и проводят регламентные работы ГТУ, как только общая наработка станет равной заданной наработке ГТУ до капитального ремонта ГТУ, формируют сигнал «Необходимо проведение капитального ремонта ГТУ», выводят ГТУ из эксплуатации и отправляют ГТУ в капитальный ремонт, дополнительно в процессе эксплуатации ГТУ фиксируют количество пусков и аварийных пусков ГТУ, измеряют температуру газов за турбиной ГТУ и фиксируют количество ее резких изменений, фиксируют марку и качество топлива, подаваемого в камеру сгорания (КС) ГТУ, фиксируют количество инжекций воды на вход в ГТУ, фиксируют время эксплуатации ГТУ на режиме базовой нагрузки и на режиме пиковой нагрузки, определяют расчетно-экспериментальным путем коэффициенты влияния на скорость выработки ресурса ГТУ пусков и аварийных пусков ГТУ, резких изменений температуры газов за турбиной ГТУ, инжекций воды на вход в ГТУ, качества топлива, подаваемого в КС ГТУ, режима нагрузки ГТУ при ее эксплуатации, рассчитывают эквивалентную наработку ГТУ, сравнивают ее с общей наработкой ГТУ, и если эквивалентная наработка больше общей наработки, то для определения сроков регламентных работ или капитального ремонта ГТУ используют эквивалентную наработку.A known method of monitoring the technical condition of gas turbines (RF patent No. 2432561, G01M 15/14, 02/27/2012), using a special device based on a personal computer in industrial design, on the hard magnetic disk (HDD) of which special software is recorded (STR) consisting in the fact that by calculating and experimentally determining the set value of the operating time of the gas turbine before scheduled maintenance, the set value of the operating time of the gas turbine before the overhaul of the gas turbine, during the operation of the gas turbine the speed of the gas generator of the gas turbine is measured if the rotation speed is higher than units of a given value, determined by calculation and experimentally for each type of gas turbine, start the counter of the total operating time of the gas turbine, the value of the counter of the total operating time is compared with the set value of the gas turbine’s operating time before routine maintenance and with the given value of the gas turbine’s operating time before major gas turbine overhaul, equal to the specified operating time of the gas turbine before routine maintenance, they generate a signal “It is necessary to carry out the gas turbine engine routine”, stop the gas turbine and conduct the gas turbine routine as soon as the total running time is at the given operating time of the gas turbine before the gas turbine overhaul, the signal “It is necessary to overhaul the gas turbine” is generated, the gas turbine is out of service and the gas turbine is overhauled, in addition, during the operation of the gas turbine, the number of gas turbine starts and emergency starts is measured, the gas temperature is measured behind the gas turbine turbine and record the number of its sudden changes, record the brand and quality of fuel supplied to the gas turbine combustion chamber (CS), record the number of water injections at the gas turbine inlet, record the gas turbine operation time in the base mode of the load and at peak load mode, determine by calculation and experimentally the coefficients of influence on the gas turbine engine life rate of start-ups and emergency start-ups of gas turbine engines, sudden changes in gas temperature behind the gas turbine turbine, water injection at the gas turbine inlet, the quality of fuel supplied to the gas turbine compressor station, mode GTU loads during its operation, they calculate the equivalent operating time of the gas turbine, compare it with the total operating time of the gas turbine, and if the equivalent operating time is greater than the total operating time, then to determine the timing of routine maintenance or overhaul of the gas turbine U use equivalent operating time.

Недостатком известного способа является получение данных расчетным путем, по сути являющихся усредненными и не отражающими в полной мере достоверно техническое состояние отдельных узлов либо в целом ГТУ.The disadvantage of this method is to obtain data by calculation, which are essentially averaged and do not fully reflect reliably the technical condition of individual nodes or the whole gas turbine unit.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ диагностирования и ремонта одноразовых и короткоресурсных газотурбинных двигателей (патент РФ №2365892, G01M 15/14, 01.2006 г.), включающий регистрацию текущих значений критериев состояния двигателя, сравнение их с заданными эталонными значениями, устранение выявленных дефектов и проведение контрольных проверок, регистрацию текущих значений критериев состояния двигателя осуществляют визуальным осмотром с последующей разборкой двигателя, отправкой покупных агрегатов и комплектующих изделий разработчикам и предприятиям-изготовителям, проведением неразрушающих методов контроля и лабораторных испытаний, сравнивают зарегистрированные значения критериев двигателя, например, с критериями состояния двигателя, выдержавшего государственные испытания, и формируют с соблюдением требований ремонтной технологии перечни агрегатов, узлов и деталей, подлежащих ремонту, замене и допуску годных для сборки, собирают двигатель, устанавливают на испытательный стенд, проводят стендовые приемосдаточные испытания с отладкой параметров и регулировкой всех его систем и проверкой на соответствие техническим условиям качества сборки и основных параметров двигателя заданным значениям, выбирают, из числа прошедших приемосдаточные испытания, двигатель от партии, проводят на нем стендовые ресурсные испытания, далее по программе ресурсных испытаний проводят дополнительную наработку, превышающую суммарную наработку на всех эксплуатационных режимах, формирование заключения по оценке ремонтной технологии и допуску двигателей, принадлежащих одной партии, к дальнейшей эксплуатации с начальным назначенным или измененным ресурсом производят без разборки по техническому состоянию двигателя и после этого осуществляют приемку и отправку остальных двигателей этой партии в эксплуатацию.Closest to this invention in technical essence is a method for diagnosing and repairing disposable and short-life gas turbine engines (RF patent No. 2365892, G01M 15/14, 01.2006), which includes recording the current values of the engine condition criteria, comparing them with the set reference values, eliminating identified defects and conducting control checks, recording the current values of the criteria for the condition of the engine is carried out by visual inspection with subsequent disassembly of the engine, sending the purchased unit Developers and manufacturers, carrying out non-destructive testing methods and laboratory tests, compare the registered values of the engine criteria, for example, with the criteria of the state of an engine that has passed state tests, and compile lists of units, components and parts subject to repair technology repair, replacement and approval of fit for assembly, assemble the engine, install on a test bench, conduct bench acceptance tests tested I am debugging the parameters and adjusting all its systems and checking for compliance with the technical conditions of the build quality and the main engine parameters with the specified values, they select, from the number of acceptance tests passed, the engine from the batch, conduct bench tests on it, then carry out an additional life test program operating hours exceeding the total operating time at all operating modes, the formation of a conclusion on the assessment of repair technology and the admission of engines belonging to one pa TII, for further operation with an initial or designated resource produce modified without disassembly for maintenance of the engine and thereafter perform receiving and sending the remaining motors in this batch operation.

Недостатком известного способа является то, что двигатель необходимо демонтировать с места эксплуатации и вывозить в специализированные базы заводов-изготовителей либо другие организации, имеющие соответствующее диагностическое и стендовое оборудование.The disadvantage of this method is that the engine must be dismantled from the place of operation and taken to specialized bases of manufacturers or other organizations having the appropriate diagnostic and bench equipment.

Задачей изобретения является повышение надежности обслуживания ГТУ и снижение эксплуатационных затрат.The objective of the invention is to increase the reliability of maintenance of gas turbines and reduce operating costs.

Технический результат от использования изобретения заключается, в:The technical result from the use of the invention is:

- уменьшении количества технических обслуживании, проводимых через определенное (нормированное) количество часов наработки на весь назначенный ресурс (жизненный цикл) ГТУ,- reducing the number of maintenance services carried out after a certain (normalized) number of hours worked for the entire assigned resource (life cycle) of a gas turbine,

- повышении показателей надежности при эксплуатации ГТУ,- improving reliability during operation of gas turbines,

- экономии расходования энергетических ресурсов (топливный газ, электроэнергия), необходимых для более частых остановов и пусков ГТУ,- saving the expenditure of energy resources (fuel gas, electricity) necessary for more frequent shutdowns and starts of gas turbines,

- снижении времени простоя ГТУ в связи с уменьшением количества и объема регламентных работ,- reduction of GTU downtime due to a decrease in the number and volume of routine maintenance,

- снижении количества отходов, образующихся в процессе технического обслуживания и затрат на их утилизацию.- reducing the amount of waste generated during maintenance and the cost of their disposal.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе диагностирования и ремонта ГТУ, включающем регистрацию текущих значений критериев состояния двигателя, сравнение их с заданными эталонными значениями, устранение дефектов, выявленных визуальным осмотром, и проведение контрольных проверок, сравнение зарегистрированных значений критериев двигателя, например, с критериями состояния двигателя, выдержавшего заводские испытания, и формирование с соблюдением требований ремонтной технологии перечня агрегатов, узлов и деталей, подлежащих ремонту и замене, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, разработчик ГТУ на месте эксплуатации проводит анализ изменения параметров двигателя ГТУ в процессе эксплуатации относительно полученных параметров при приемо-сдаточных испытаниях на заводе-изготовителе, выполняет оценку мощности, вырабатываемой на валу свободной турбины двигателя, на ее соответствие мощностной характеристике руководства по эксплуатации с учетом установки на двигателе регулировки ограничения максимальной температуры газа за свободной турбиной, далее определяет фактическую мощность на валу свободной турбины, приведенную по давлению окружающей среды и уточненную при текущих значениях температуры входа в двигатель и температуры в выходном устройстве, и определяет запасы до контуров ограничения частоты вращения двигателя и температуры за свободной турбиной ограниченными до номинального режима, проводит анализ количества и периодичность выполненных промывок газовоздушного тракта двигателя ГТУ за период эксплуатации, а так же оценку эффективности указанных промывок путем сравнения отклонений значений параметров до и после промывок от данных приемо-сдаточных испытаний, выполняет оценку изменения параметров маслосистемы двигателя и вибрационных параметров двигателя, проводят визуально-оптический контроль газовоздушного тракта двигателя ГТУ с применением промышленного эндоскопа, а именно осмотр компрессора газогенератора, камеры сгорания, турбины высокого давления, свободной турбины, проводит анализ выполненных мероприятий, направленных на стабилизацию и улучшение рабочих параметров, ресурса и надежности работы ГТУ и анализ результатов проведенных технических обслуживании и ремонтов ГТУ за все время эксплуатации, подготавливает заключение о возможности или невозможности увеличения периодичности регламента технического обслуживания и/или ремонта до расчетных показателей, а именно по техническому состоянию ГТУ.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of diagnosing and repairing a gas turbine, which includes recording the current values of the engine condition criteria, comparing them with the set reference values, eliminating the defects revealed by visual inspection, and conducting control checks, comparing the registered values of the engine criteria, for example, criteria for the condition of an engine that has withstood factory tests, and the formation, in compliance with the requirements of repair technology, of a list of units, assemblies and parts, subject to repair and replacement, ACCORDING TO THE INVENTION, the GTU developer at the place of operation analyzes the changes in the parameters of the GTU engine during operation with respect to the parameters obtained during acceptance tests at the manufacturer, evaluates the power generated on the shaft of the free turbine of the engine for its compliance with the power characteristics of the operating manual, taking into account the installation on the engine of regulation of the limitation of the maximum gas temperature behind a free turbine, then determines the actual power on the shaft of the free turbine, given by the ambient pressure and refined at the current values of the engine inlet temperature and the temperature in the output device, and determines the reserves to the circuits for limiting the engine speed and the temperature behind the free turbine limited to the nominal mode, analyzes the quantity and the frequency of the flushing of the gas-air path of the GTU engine for the period of operation, as well as the assessment of the effectiveness of these flushing by comparing deviations of parameter values before and after flushing from acceptance test data, evaluates changes in engine oil system parameters and engine vibration parameters, conducts visual-optical control of the gas-air path of a gas turbine engine using an industrial endoscope, namely, inspection of a gas generator compressor, combustion chamber, high pressure turbine , a free turbine, analyzes the measures taken to stabilize and improve the operating parameters, resource and reliability of the gas turbine and ana The lease of the results of the technical maintenance and repairs of the gas turbine for the entire period of operation, prepares a conclusion about the possibility or impossibility of increasing the frequency of the maintenance and / or repair procedures to the calculated indicators, namely, the technical condition of the gas turbine.

Способ диагностирования газотурбинных установок осуществляют следующим образом.A method for diagnosing gas turbine plants is as follows.

1. Оценка состояния ГТУ.1. Assessment of the state of gas turbines.

1.1. Проводят анализ изменения параметров двигателя ГТУ в процессе эксплуатации относительно полученных параметров при приемо-сдаточных испытаниях на заводе-изготовителе, а именно:1.1. An analysis is made of the change in the parameters of the gas turbine engine during operation relative to the parameters obtained during acceptance tests at the manufacturer, namely:

1.1.1. Проводят оценку изменения основных параметров двигателя (Рк пр - давление компрессора газогенератора и t СТ ПР - температура свободной турбины) относительно данных приемо-сдаточных испытаний на дату фактической, действительной наработки двигателя ГТУ. Приводят параметры двигателя к номинальной частоте вращения ротора газогенератора по линиям аппроксимации дроссельной характеристики приемо-сдаточных испытаний. Результаты оценки для удобства представляют в графическом виде и заносят в форму таблицы №1, приведенную ниже:1.1.1. An assessment is made of the change in the basic parameters of the engine (P k pr is the pressure of the gas generator compressor and t ST PR is the temperature of the free turbine) with respect to the acceptance test data on the date of the actual, actual operating time of the gas turbine engine. The engine parameters are brought to the nominal rotational speed of the gas generator rotor along the lines of approximation of the throttle characteristic of acceptance tests. For convenience, the evaluation results are presented in graphical form and are entered in the form of table No. 1 below:

Таблица №1Table number 1 nГГ ПР НОМ = знач. об/минn GG PR NOM = value rpm Наименование параметраParameter Name Единицы измеренияUnits ПСИ на датуPSI on a date РТ на датуRT on date Отклонение от ПСИDeviation from PSI Р К ПРR K PR кгс/смkgf / cm знач.value знач*value * ±знач *± value * t СТ ПРt ST PR °С° C знач.value знач*value * ±знач.*± value * * - с учетом поправки на влияние отбора воздуха на ПОС ВНА* - subject to adjustments for the effect of air sampling on POS VNA знач. - величина параметра в цифровом выражении;value - parameter value in digital expression; ± - отклонение величины параметра, как в положительную сторону, так и в отрицательную от величины ПСИ;± - deviation of the parameter value, both in the positive direction and in the negative from the PSI value; РТ - рабочая точка;RT - working point; ПСИ - заводские приемо-сдаточные испытания;PSI - factory acceptance tests; nгг пр ном - частота вращения газогенератора приведенная;n gg prnom - the frequency of rotation of the gas generator is given; Р*к пр - давление компрессора газогенератора приведенное;P * to pr - the pressure of the compressor of the gas generator is reduced; t СТ ПР - температура свободной турбины приведенная.t ST PR - reduced free turbine temperature.

1.1.2. Выполняют оценку мощности вырабатываемой на валу свободной турбины двигателя на ее соответствие мощностной характеристике из руководства по эксплуатации. Мощностная характеристика приводится для условий:1.1.2. The power of the free turbine of the engine generated on the shaft is evaluated for its compliance with the power characteristic from the operation manual. The power characteristic is given for the conditions:

- атмосферное давление 101,3 кПа (760 мм рт.ст.);- atmospheric pressure 101.3 kPa (760 mm Hg);

- гидравлическое сопротивление входного тракта (σвх) знач. мм вод. ст.;- hydraulic resistance of the input path (σ I ) value. mm of water. st .;

- гидравлическое сопротивление выхлопной шахты (σвых) знач. мм вод. ст.- hydraulic resistance of the exhaust shaft (σ out ) mm of water. Art.

Оценку выполняют с учетом установки на двигателе регулировки ограничения максимальной температуры газа за свободной турбиной - RТСТ = знач. К. Далее определяют фактическую мощность (в кВт) на валу свободной турбины, приведенную по давлению окружающей среды PH и уточненную по σвх, σвых, при текущих значениях температуры входа в двигатель t*вх и температуры в выходном устройстве t*вых, и определяют запасы до контуров ограничения номинальных режимов частоты вращения газогенератора, - nгг огр ном и температуры свободной турбины - t*ст огр ном, также с определенными значениями. Строят графики ограничительных программ (nгг огр ном, t*ст огр ном) = f(t*вх) и по дроссельной характеристике определяют влияние имеющихся запасов nгг огр ном и t*ст огр ном на величину располагаемой мощности. После этого определяют значение (кВт) располагаемой мощности на валу свободной турбины (прогнозируемое значение), при работе двигателя на контуре ограничения nгг пр ном, приведенной по PH и уточненной по σвх, σвых, при текущих значениях t*вх и t*вых.The assessment is carried out taking into account the installation on the engine of regulation of the limitation of the maximum gas temperature behind a free turbine - R TST = value. K. Then determine the actual power (in kW) on the shaft of a free turbine, given the ambient pressure P H and refined by σ in , σ out , at current values of the engine inlet temperature t * in and the temperature in the output device t * out , and determine the reserves to the limiting circuits of the nominal regimes of the gas generator rotation speed, - n gg ogrom and the temperature of a free turbine - t * st gg ogrom , also with certain values. The graphs of restrictive programs are constructed (n yyyy ogro , t * st ogy ) = f (t * ih ) and the throttle characteristic determines the effect of available reserves n yyyyy ogyom and t * st ogy on the amount of available power. After that, the value (kW) of the available power on the shaft of the free turbine (predicted value) is determined, when the engine is running on the limiting circuit n y straight , given by P H and refined by σ in , σ out , at current values t * in and t * out .

1.1.3. Проводят анализ количества и периодичность выполненных промывок газовоздушного тракта двигателя ГТУ за период эксплуатации, а также оценку эффективности указанных промывок путем сравнения отклонений значений параметров до и после промывок от данных приемо-сдаточных испытаний. По собранной параметрической информации выполняют анализ эффективности промывок газовоздушного тракта двигателя ГТУ, проведенных за определенный период. Отклонения параметров от данных приемо-сдаточных испытаний до и после промывок, а также изменение параметров за промывку для возможности анализа сводят в таблицу №2, приведенную ниже:1.1.3. An analysis is made of the number and frequency of the flushing of the gas-air path of the gas turbine engine for the period of operation, as well as an assessment of the effectiveness of these flushing by comparing the deviations of the parameter values before and after flushing from the acceptance test data. According to the collected parametric information, an analysis of the effectiveness of the gas-air duct washing of a gas turbine engine is carried out for a certain period. Deviations of the parameters from the acceptance test data before and after washing, as well as changing the parameters for washing for the possibility of analysis are summarized in table No. 2 below:

Таблица №2Table number 2 Дата промывкиFlush date Наработка с момента предыдущей промывки, чOperating time since the previous washing, h Отклонения от ПСИ, nгг ПР НОМ = знач. об/минDeviations from PSI, n gg PR NOM = value rpm   Р*К ПР, кгс/см2 R * K PR , kgf / cm 2 tст пр, °Ctst pr, ° C     до промывкиbefore flushing ±знач.*± value * ±знач*± value * -- -- после промывкиafter flushing ±знач.± value ±знач± value     изменение за промывкуchange per flush ±знач.*± value * ±знач.*± value * * - с учетом поправки на влияние отбора воздуха на ПОС ВНА* - subject to adjustments for the effect of air sampling on POS VNA Где: nгг пр ном - частота вращения газогенератора приведенная;Where: n gg prnom - the frequency of rotation of the gas generator is given; Р*к пр - давление компрессора газогенератора приведенное;P * to pr - the pressure of the compressor of the gas generator is reduced; t ст пр - температура свободной турбины приведенная.t article CR - reduced free turbine temperature.

По данным из таблицы №2 определяют эффективность проведенных промывок газовоздушного тракта двигателя ГТУ и анализируют изменения параметров давления воздуха за компрессором газогенератора и температуры за свободной турбиной.According to the data from table No. 2, the effectiveness of the flushing of the gas-air path of the gas turbine engine is determined and the changes in the parameters of the air pressure behind the gas generator compressor and the temperature behind the free turbine are analyzed.

1.1.4. Выполняют оценку изменения параметров маслосистемы двигателя Рмдвх; tмдвх, tмк, tмт, tмст и вибрационных параметров двигателя Vпп, Vзп путем сравнения текущих значений параметров с уровнем значений параметров предупредительной сигнализации, указанным в ведомости измеряемых параметров и сигналов разработчика ГТУ (завода-изготовителя). Изменения параметров маслосистемы двигателя и вибрационных параметров в процессе эксплуатации, в течение рассматриваемого интервала времени представляют в графическом виде и заносят в форму таблицы №3, представленную ниже:1.1.4. Perform an assessment of changes in the parameters of the engine oil system R mdvh ; t mdvh , t mk , t mt , t mst and vibration parameters of the engine V pp , V zp by comparing the current values of the parameters with the level of the values of the alarm parameters specified in the statement of measured parameters and signals of the GTU developer (manufacturer). Changes in the parameters of the engine oil system and vibration parameters during operation, during the considered time interval, are presented in graphical form and entered in the form of table No. 3 below:

Таблица №3Table number 3 ПараметрParameter Единицы измеренияUnits Диапазон изменения параметровParameter Range Интервал времени (наработка)Time interval (running hours) Уровень предупредительной сигнализацииWarning level Рмдвх R mdvh МПаMPa знач.value   <>=знач.<> = value tмдвх t mdvh °C° C знач.value   <>=знач.<> = value tмк t m °C° C знач.value   <>=знач.<> = value tмт t mt °C° C знач.value -- <>=знач.<> = value tмст t mst °C° C знач.value   <>=знач.<> = value Vпп V pp мм/сmm / s знач.value   <>=знач.<> = value Vзп V sn мм/сmm / s знач.value   <>=знач.<> = value Где: Рмдвх - давление масла на входе в двигатель;Where: P mdvh - oil pressure at the engine inlet; tмдвх - температура масла на входе в двигатель;t mdvh - oil temperature at the engine inlet; tмк - температура масла из опор компрессора ГГ;t MK - the temperature of the oil from the supports of the compressor GG; tмт - температура масла из опор турбины ГГ;t mt is the temperature of the oil from the supports of the turbine GG; tмст - температура масла из опор свободной турбины;t mst - oil temperature from the supports of a free turbine; Vпп, Vзп - виброскорость корпуса двигателя в зоне передней и задней подвески двигателя.V pp , V zp - vibration velocity of the engine housing in the area of the front and rear engine mounts .

1.2. Инструментальная оценка.1.2. Instrumental assessment.

1.2.1. Проводят визуально-оптический контроль газовоздушного тракта двигателя ГТУ с применением промышленного эндоскопа, а именно осмотр компрессора газогенератора, камеры сгорания, турбины высокого давления, свободной турбины. При этом в процессе визуально-оптического контроля проводят фотографирование осматриваемых узлов и деталей. Визуально-оптический контроль газовоздушного тракта двигателя ГТУ проводят с целью выявления возможных изменений цвета, отложения нагара и дефектов узлов и деталей, например, таких как трещин, эрозионных износов, следов касания статорных и роторных частей друг о друга и т.д.1.2.1. A visual-optical control of the gas-air path of the gas turbine engine is carried out using an industrial endoscope, namely, inspection of the gas generator compressor, combustion chamber, high pressure turbine, free turbine. At the same time, in the process of visual-optical control, photographing the inspected nodes and parts is carried out. Visual and optical control of the gas-air path of a gas turbine engine is carried out in order to identify possible color changes, deposits and deposits of defects in components and assemblies, for example, cracks, erosion, traces of stator and rotor parts touching each other, etc.

1.2.2. По результатам контроля данные анализируют и делают заключение о возможности увеличения периода проведения визуально-оптического контроля проточной части газовоздушного тракта двигателя ГТУ, а также в случае необходимости определяют периодичность и объемы визуально-оптического контроля отдельных наиболее нагруженных либо критичных узлов, деталей проточной части газовоздушного тракта двигателя ГТУ в процессе эксплуатации.1.2.2. Based on the results of the control, the data is analyzed and it is concluded that it is possible to increase the period of the visual-optical control of the gas-air path of the gas turbine engine, and if necessary, determine the frequency and volume of the visual-optical control of some of the most loaded or critical components, parts of the gas-air duct GTU during operation.

2. Анализ результатов эксплуатации ГТУ.2. Analysis of the results of the operation of gas turbines.

2.1. Проводят анализ выполненных мероприятий, направленных на стабилизацию и улучшения рабочих параметров, ресурса и надежности работы ГТУ (как внедренных на момент изготовления двигателя, так и выполненных эксплуатационно-технических указаний и бюллетеней за период эксплуатации ГТУ). За определенный период в годах анализируют внедренные мероприятия на ГТУ и результаты внедренных мероприятий на аналогичных двигателях в части увеличения наработки на отказ, приведших к досрочному съему двигателя по конструктивно-производственным причинам, на определенную наработку в часах. Результаты анализа статистики таких дефектов должны показать, что возможность изменения периодичности выполнения регламента технического обслуживания не влияет на частоту их проявления. При необходимости определяют мероприятия, рекомендуемые для внедрения на ГТУ.2.1. An analysis is made of the measures taken to stabilize and improve the operating parameters, resource and reliability of the gas turbine (both implemented at the time of engine manufacture, and the operational and technical instructions and bulletins for the period of operation of the gas turbine). For a certain period in years, they analyze the implemented measures at the gas turbine engine and the results of the implemented measures on similar engines in terms of increasing the mean time between failures, which led to the premature removal of the engine for design and production reasons, for a certain time between hours. The results of the analysis of statistics of such defects should show that the possibility of changing the frequency of implementation of the maintenance schedule does not affect the frequency of their manifestation. If necessary, determine the measures recommended for implementation at the gas turbine.

2.2. Проводят анализ результатов проведенных технических обслуживаний и ремонтов ГТУ за все время эксплуатации, а именно рассматривают квалификацию и обеспеченность специальными инструментами и приспособлениями организации проводившей техническое обслуживание и ремонт. Оценивают своевременность проведенных операций технического обслуживания и ремонтов. Анализируют на соответствие требованиям нормативно-технической документации применение в процессе эксплуатации топливного газа и масла.2.2. They analyze the results of technical maintenance and repairs of gas turbines for the entire operation period, namely, they consider the qualifications and the availability of special tools and devices of the organization that carried out maintenance and repairs. Evaluate the timeliness of maintenance operations and repairs. Analyzed for compliance with the requirements of regulatory and technical documentation, the use of fuel gas and oil during operation.

3. По результатам технического обследования формируют отчет на бумажном носителе и/или в электронном носителе с помощью прикладного компьютера, где приводят информацию о выполненных операциях технического обследования ГТУ и их результаты, в заключение подготавливают вывод о возможности увеличения периодичности регламента технического обслуживания и/или ремонта до расчетных показателей и возможности принятия системы обслуживания и ремонтов ГТУ по техническому состоянию, а также определяются (при необходимости) диагностические операции, необходимые к проведению в период эксплуатации.3. Based on the results of the technical inspection, a report is generated on paper and / or in electronic media using an application computer, which provides information on the operations of the technical inspection of gas turbines and their results, in conclusion, they prepare a conclusion about the possibility of increasing the frequency of maintenance and / or repair to design indicators and the possibility of adopting a gas turbine service and repair system according to its technical condition, and diagnostic operations are determined (if necessary) tion required for operation.

4. Соответствующим нормативным документом (например - бюллетень либо эксплуатационно-техническое указание) в руководстве по технической эксплуатации ГТУ увеличивают периодичность регламента технического обслуживания и/или ремонта и прописывают систему обслуживания и ремонтов ГТУ по техническому состоянию.4. The relevant regulatory document (for example, a bulletin or an operational and technical indication) in the manual for the technical operation of a gas turbine increases the frequency of maintenance and / or repair and prescribes a system for servicing and repairing a gas turbine according to its technical condition.

Claims (1)

Способ технического диагностирования газотурбинной установки, включающий регистрацию текущих значений критериев состояния двигателя, сравнение их с заданными эталонными значениями, устранение дефектов, выявленных визуальным осмотром, и проведение контрольных проверок, сравнение зарегистрированных значений критериев двигателя, например, с критериями состояния двигателя, выдержавшего заводские испытания, и формирование с соблюдением требований ремонтной технологии перечня агрегатов, узлов и деталей, подлежащих ремонту и замене, отличающийся тем, что разработчик ГТУ на месте эксплуатации проводит анализ изменения параметров двигателя ГТУ в процессе эксплуатации относительно полученных параметров при приемо-сдаточных испытаниях на заводе-изготовителе, выполняет оценку мощности, вырабатываемой на валу свободной турбины двигателя, на ее соответствие мощностной характеристике руководства по эксплуатации с учетом установки на двигателе регулировки ограничения максимальной температуры газа за свободной турбиной, далее определяет фактическую мощность на валу свободной турбины, приведенную по давлению окружающей среды и уточненную при текущих значениях температуры входа в двигатель и температуры в выходном устройстве, и определяет запасы до контуров ограничения частоты вращения двигателя и температуры за свободной турбиной ограниченными до номинального режима, проводит анализ количества и периодичность выполненных промывок газовоздушного тракта двигателя ГТУ за период эксплуатации, а также оценку эффективности указанных промывок путем сравнения отклонений значений параметров до и после промывок от данных приемосдаточных испытаний, выполняет оценку изменения параметров маслосистемы двигателя и вибрационных параметров двигателя, проводит визуально-оптический контроль газовоздушного тракта двигателя ГТУ с применением промышленного эндоскопа, а именно осмотр компрессора газогенератора, камеры сгорания, турбины высокого давления, свободной турбины, проводит анализ выполненных мероприятий, направленных на стабилизацию и улучшение рабочих параметров, ресурса и надежности работы ГТУ и анализ результатов проведенных технических обслуживаний и ремонтов ГТУ за все время эксплуатации, подготавливает заключение о возможности или невозможности увеличения периодичности регламента технического обслуживания и/или ремонта до расчетных показателей, а именно по техническому состоянию ГТУ. A method for the technical diagnosis of a gas turbine installation, including recording current values of engine condition criteria, comparing them with specified reference values, eliminating defects identified by visual inspection, and conducting verification checks, comparing recorded values of engine criteria, for example, with condition criteria of an engine that has passed factory tests, and the formation, in compliance with the requirements of repair technology, of a list of units, assemblies and parts to be repaired and replaced, from which means that the on-site GTU developer analyzes the changes in the parameters of the GTU engine during operation with respect to the obtained parameters during acceptance tests at the manufacturer, evaluates the power generated on the shaft of the free turbine of the engine for its compliance with the power characteristic of the operation manual taking into account the installation on the engine of regulation of the limitation of the maximum gas temperature behind a free turbine, it further determines the actual power on the shaft one turbine, given by the ambient pressure and refined at the current values of the engine inlet temperature and the temperature in the output device, and determines the reserves to the circuits for limiting the engine speed and the temperature behind the free turbine limited to the nominal mode, analyzes the number and frequency of gas-air flushing performed the engine path of the gas turbine engine for the period of operation, as well as assessing the effectiveness of these washes by comparing the deviations of the parameter values before and after washing from acceptance tests data, evaluates changes in the engine oil system parameters and engine vibration parameters, performs visual and optical control of the gas-air path of the gas turbine engine using an industrial endoscope, namely, examines the gas generator compressor, combustion chamber, high pressure turbine, free turbine, and analyzes measures aimed at stabilizing and improving operating parameters, resource and reliability of the gas turbine and analysis of the results of the technology of technical services and repairs of the gas turbine for the entire period of operation, prepares a conclusion on the possibility or impossibility of increasing the frequency of maintenance and / or repair to design indicators, namely, on the technical condition of the gas turbine.
RU2013153509/06A 2013-12-04 2013-12-04 Technical diagnosis method for gas turbine plant RU2536759C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013153509/06A RU2536759C1 (en) 2013-12-04 2013-12-04 Technical diagnosis method for gas turbine plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013153509/06A RU2536759C1 (en) 2013-12-04 2013-12-04 Technical diagnosis method for gas turbine plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2536759C1 true RU2536759C1 (en) 2014-12-27

Family

ID=53287454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013153509/06A RU2536759C1 (en) 2013-12-04 2013-12-04 Technical diagnosis method for gas turbine plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2536759C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2580587C1 (en) * 2015-02-17 2016-04-10 Общество с ограниченной ответственностью НПЦ "Динамика" - Научно-производственный центр "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация" Method for diagnosis of machines
RU2726317C1 (en) * 2019-07-19 2020-07-14 Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") Gas turbine installation remote monitoring system
RU2741686C1 (en) * 2019-12-26 2021-01-28 Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") Engine operation method as per technical state thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1619489B1 (en) * 2004-07-19 2008-03-19 Techspace Aero Test equipment for the development of an aircraft gas turbine engine
RU2365892C1 (en) * 2008-02-19 2009-08-27 Открытое акционерное общество Авиамоторный научно-технический комплекс "Союз" Method of diagnosing and repairing nonreusable and short-life gas turbine engines
RU2403548C1 (en) * 2009-04-02 2010-11-10 Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственная Фирма Запо Нпф "Газ-Система-Сервис" Method to control gas turbine plant state
RU2432561C2 (en) * 2009-02-27 2011-10-27 Открытое акционерное общество "СТАР" Control method of gas-turbine unit technical condition
RU2445598C1 (en) * 2010-08-13 2012-03-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" Diagnostic method of technical state of gas-turbine engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1619489B1 (en) * 2004-07-19 2008-03-19 Techspace Aero Test equipment for the development of an aircraft gas turbine engine
RU2365892C1 (en) * 2008-02-19 2009-08-27 Открытое акционерное общество Авиамоторный научно-технический комплекс "Союз" Method of diagnosing and repairing nonreusable and short-life gas turbine engines
RU2432561C2 (en) * 2009-02-27 2011-10-27 Открытое акционерное общество "СТАР" Control method of gas-turbine unit technical condition
RU2403548C1 (en) * 2009-04-02 2010-11-10 Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственная Фирма Запо Нпф "Газ-Система-Сервис" Method to control gas turbine plant state
RU2445598C1 (en) * 2010-08-13 2012-03-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" Diagnostic method of technical state of gas-turbine engine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2580587C1 (en) * 2015-02-17 2016-04-10 Общество с ограниченной ответственностью НПЦ "Динамика" - Научно-производственный центр "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация" Method for diagnosis of machines
RU2726317C1 (en) * 2019-07-19 2020-07-14 Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") Gas turbine installation remote monitoring system
RU2741686C1 (en) * 2019-12-26 2021-01-28 Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") Engine operation method as per technical state thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6010618B2 (en) Apparatus and method for gas turbine life prediction and optimization
RU2406990C1 (en) Procedure for operating gas turbine installation
CN107667280B (en) Scheduled inspection and predicted end-of-life of machine components
JP2010261459A (en) Failure detection and protection of multi-stage compressor
KR20040070039A (en) Method and apparatus for monitoring the performance of a gas turbine system
JP2017002904A (en) Systems and methods for monitoring compressor
RU2536759C1 (en) Technical diagnosis method for gas turbine plant
US8903692B2 (en) Method for the detection of failures in a turbomachine by means of a theoretical model of the thermodynamic cycle of the said turbomachine
US20140229448A1 (en) Management method and management system for maintenance and inspection information
JP2004132245A (en) Method and device for inspecting and diagnosing turbine
Oscar et al. The monitoring system of an actual technical condition for pumping units with frequency analysis
RU2513054C1 (en) Gas turbine engine health variation estimation and fault-finding in operation
US8322202B2 (en) Method for inspecting a turbine installation and corresponding device
RU2476849C1 (en) Method of two-rotor gas turbine engine serviceability and maintenance in first operation
RU2365892C1 (en) Method of diagnosing and repairing nonreusable and short-life gas turbine engines
RU2365891C1 (en) Method of diagnosis and maintenance of gas turbine engines
Muthanandan et al. Condition monitoring and assessment for rotating machinery
Batayev Axial compressor fouling detection for gas turbine driven gas compression unit
RU2640972C1 (en) Method for diagnostics of technical state of the two-circuit gas turbine engine during operation
Chana et al. Disk crack detection and prognosis using non contact time of arrival sensors
RU2522275C2 (en) Method for determining technical state of power plants
CN112906237A (en) Engine component fault analysis method and system
RU2446386C1 (en) Method of gas turbine engine compressor parametric diagnostics
JP4523826B2 (en) Gas turbine monitoring device and gas turbine monitoring system
Mironov et al. Advanced vibration diagnostic techniques for overhaul costs saving of helicopter engines