RU2567530C1 - Method for increasing gas turbine engine output power in operation - Google Patents

Method for increasing gas turbine engine output power in operation Download PDF

Info

Publication number
RU2567530C1
RU2567530C1 RU2014146872/06A RU2014146872A RU2567530C1 RU 2567530 C1 RU2567530 C1 RU 2567530C1 RU 2014146872/06 A RU2014146872/06 A RU 2014146872/06A RU 2014146872 A RU2014146872 A RU 2014146872A RU 2567530 C1 RU2567530 C1 RU 2567530C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
washing solution
engine
compressor
fuel
gas turbine
Prior art date
Application number
RU2014146872/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Николаевич Балабан
Виктор Викторович Куприк
Иван Александрович Хотеенков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО"
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 "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" filed Critical Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО"
Priority to RU2014146872/06A priority Critical patent/RU2567530C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2567530C1 publication Critical patent/RU2567530C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Supercharger (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: before the engine cranking, the inlet distributor and compressor first stage working vanes are cleaned. Prior to feeding the washing solution compressed air is additionally forced to the system of supercharging the engine bearing pre-oil chambers and injector fuel feed manifold. In some 10-15 s after washing solution feed, compressed air feed is shut off. Note here that washing solution is forced via at least one axial compressor channel injector in the direction opposite that of the flow.
EFFECT: ruled out the ingress of washing solution into fuel manifold and injectors and engine oil system.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных двигателей, в частности к двигателям, применяемым в качестве привода нагнетателя газоперекачивающих агрегатов и энергоустановок, контролю технического состояния и его восстановлению.The invention relates to the field of operation of gas turbine engines, in particular to engines used as a drive of a supercharger of gas pumping units and power plants, monitoring the technical condition and its restoration.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный способ повышения выходной мощности газотурбинного двигателя при эксплуатации, включающий периодическую очистку на режиме «прокрутки» двигателя, размещенного за воздуховодом и содержащего компрессор, имеющий входной направляющий аппарат и ряды рабочих лопаток, образующих ступени сжатия воздуха, масляную систему, камеру сгорания и коллектор подачи топлива с топливными форсунками, а очистку производят путем подачи через форсунки моющего раствора в воздуховод, и/или направляющий аппарат, и/или одну из высоких ступеней компрессора, и/или камеру сгорания (RU №2406841 МПК F02C 3/30 F02C 7/143, опубл. 20.12.2010 г.).The closest in technical essence and the achieved result is a known method of increasing the output power of a gas turbine engine during operation, including periodic cleaning in the “scroll” mode of the engine located behind the air duct and containing a compressor having an input guide apparatus and rows of working blades forming stages of air compression, an oil system, a combustion chamber and a fuel supply manifold with fuel nozzles, and cleaning is carried out by supplying washing solution through nozzles to ozduhovod and / or guide vanes and / or one of the higher stages of the compressor and / or combustion chamber (RU №2406841 IPC F02C F02C 7/143 3/30, publ. 20.12.2010).

Однако этот способ не позволяет проводить предварительную очистку от загрязнений первых ступеней компрессора и входного направляющего аппарата без попадания в проточную часть удаляемых загрязнений. Также во время проведения промывки возможно попадание моющего раствора в предмасляные полости опор двигателя, и в топливные форсунки, и в коллектор подачи топлива.However, this method does not allow preliminary cleaning of contaminants of the first stages of the compressor and the inlet guide apparatus without getting into the flow part of the removed contaminants. Also, during washing, it is possible that the washing solution enters the pre-oil cavities of the engine mounts, and in the fuel nozzles and in the fuel supply manifold.

Задачей изобретения является разработка способа более эффективной промывки газотурбинного двигателя при его эксплуатации для повышения выходной мощности.The objective of the invention is to develop a method for more efficient flushing of a gas turbine engine during its operation to increase output power.

Ожидаемый технический результат - способ повышения мощности газотурбинного двигателя путем предварительной очистки входного направляющего аппарата и лопаток первой ступени компрессора, исключения возможности попадания моющего раствора в топливный коллектор и форсунки подачи топлива, исключения возможности попадания моющего раствора в масляную систему двигателя.The expected technical result is a method of increasing the power of a gas turbine engine by preliminary cleaning the inlet guide vane and the blades of the first compressor stage, eliminating the possibility of detergent entering the fuel manifold and fuel nozzles, and eliminating the possibility of detergent entering the engine oil system.

Технический результат достигается тем, что в известном способе повышения выходной мощности газотурбинного двигателя при эксплуатации, предусматривающем периодическую очистку на режиме «прокрутки» двигателя, размещенного за воздуховодом и содержащего компрессор, имеющий входной направляющий аппарат и ряды рабочих лопаток, образующих ступени сжатия воздуха, масляную систему, камеру сгорания и коллектор подачи топлива с топливными форсунками, а очистку производят путем подачи через форсунки моющего раствора в воздуховод, и/или направляющий аппарат, и/или одну из высоких ступеней компрессора, и/или камеру сгорания, по предложению перед началом прокрутки двигателя предварительно производят очистку входного направляющего аппарата и рабочих лопаток первой ступени компрессора, а перед подачей моющего раствора дополнительно в систему наддува предмасляных полостей опор двигателя и в коллектор подачи топлива к топливным форсункам подают сжатый воздух и через 10…15 с после завершения подачи моющего раствора, подачу сжатого воздуха перекрывают, при этом моющий раствор, через по крайней мере одну форсунку по тракту осевого компрессора подают в направлении, обратном направлению потока.The technical result is achieved by the fact that in the known method of increasing the output power of a gas turbine engine during operation, which provides for periodic cleaning in the “scroll” mode of the engine located behind the air duct and containing a compressor having an input guide apparatus and rows of working blades forming air compression stages, an oil system , a combustion chamber and a fuel supply manifold with fuel nozzles, and cleaning is carried out by supplying washing solution through nozzles into the duct, and / or the washing apparatus, and / or one of the compressor high stages, and / or the combustion chamber, on the proposal, before starting the engine scrolling, the input guide apparatus and the working blades of the first compressor stage are pre-cleaned, and before the washing solution is supplied to the pressurization system of the pre-oil cavities of the engine mounts and compressed air is supplied to the fuel supply manifold to the fuel nozzles and 10 ... 15 s after the completion of the supply of the washing solution, the compressed air supply is shut off, while the washing solution is over at least one nozzle on the axial path of the compressor is fed in the direction opposite to the flow direction.

Очистку газовоздушного тракта двигателя производят путем подачи через форсунки моющего раствора в воздуховод, и/или направляющий аппарат, и/или одну из высоких ступеней компрессора, и/или камеру сгорания. Перед началом «прокрутки» двигателя предварительно производят очистку входного направляющего аппарата и рабочих лопаток первой ступени компрессора механическим способом (вручную или иным способом), а перед подачей моющего раствора дополнительно в систему наддува предмасляных полостей опор двигателя и в коллектор подачи топлива к топливным форсунка подают сжатый воздух, при этом не ранее чем через 10…15 с после завершения подачи моющего раствора, подачу сжатого воздуха перекрывают, а моющий раствор, через по крайней мере, одну форсунку по тракту осевого компрессора подают в направлении, обратном направлению потока. Сжатый воздух подается с давлением, обеспечивающим положительный перепад на форсунках топливной системы и на уплотнениях масляных полостей.The gas-air duct of the engine is cleaned by feeding detergent solution through the nozzles into the duct, and / or a guide apparatus, and / or one of the compressor high stages, and / or the combustion chamber. Before starting the “scrolling” of the engine, the input guide vane and the working blades of the first compressor stage are pre-cleaned mechanically (manually or in another way), and before supplying the washing solution, the compressed air is supplied to the fuel injector and to the fuel injector air, while not earlier than 10 ... 15 s after the completion of the supply of the washing solution, the compressed air supply is shut off, and the washing solution, through at least one nozzle tract of the axial compressor is fed in the direction opposite to the flow direction. Compressed air is supplied with a pressure that ensures a positive differential on the nozzles of the fuel system and on the seals of the oil cavities.

На Фиг. 1 показан газотурбинный двигатель, установленный в газоперекачивающем агрегате или энергоустановке с дополнительными коммуникациями, реализующими предлагаемый способ.In FIG. 1 shows a gas turbine engine installed in a gas pumping unit or power plant with additional communications that implement the proposed method.

К газотурбинному двигателю 1 подключена система подачи моющего раствора 2 с форсунками для распыления моющего раствора 3 (форсунка 7 подает раствор в направлении, обратном направлению потока), установленными по газовоздушному тракту двигателя и во входной камере 5. К предмасляным полостям опор двигателя, а также форсункам и коллектору подачи топлива в камеру сгорания 6 подключена система наддува воздуха 4. В качестве моющего раствора применяется смесь воды с моющими жидкостями (биоразлагаемыми и биоудаляемыми высококачественными моющими средствами на основе органических растворителей, поверхностно-активных веществ и эмульгаторов).A detergent solution supply system 2 is connected to the gas turbine engine 1 with nozzles for spraying the detergent solution 3 (nozzle 7 delivers the solution in the opposite direction to the flow direction) installed along the gas-air path of the engine and in the inlet chamber 5. To the pre-oil cavities of the engine mounts, as well as nozzles and a manifold for supplying fuel to the combustion chamber 6 is connected to a pressurization system 4. As a washing solution, a mixture of water with washing liquids (biodegradable and biodegradable high-quality detergents) is used redstvami based on organic solvents, surfactants and emulsifiers).

Перед началом выполнения работ по промывке производят предварительную очистку (вручную или иным способом) входного направляющего аппарата 8 и лопаток первой ступени компрессора газотурбинного двигателя 1 для исключения попадания отложений со входного направляющего аппарата и лопаток первой ступени компрессора в проточную часть двигателя.Before starting the washing work, preliminary cleaning (manually or otherwise) of the inlet guide vane 8 and the blades of the first stage of the compressor of the gas turbine engine 1 is performed to prevent deposits from the inlet guide vane and the blades of the first stage of the compressor in the engine flow section.

ПримерExample

Работы по промывке выполняются во время проведения «холодной прокрутки» двигателя (запуск двигателя без подачи топлива в камеру сгорания).Flushing works are performed during the “cold scrolling” of the engine (starting the engine without supplying fuel to the combustion chamber).

Перед началом промывки: производят настройку системы автоматического управления и регулирования двигателя; производят монтаж и настройку системы 2 подачи моющего раствора и воды от установки для промывки проточной части осевого компрессора; заправляют систему 2 моющим раствором и водой; подсоедининяют систему подачи воздуха 4; установливают емкости для слива жидкости из проточной части двигателя 1.Before starting the flushing: adjust the system of automatic control and regulation of the engine; install and configure the system 2 for the supply of washing solution and water from the installation for washing the flow part of the axial compressor; refuel system 2 with a washing solution and water; connect the air supply system 4; establish containers for draining the fluid from the flow of the engine 1.

При проведении промывки двигателя: включают систему 4 подачи воздуха на наддув предмасляных полостей двигателя и продувку топливных форсунок камеры сгорания 6; через 5 секунд нажимают кнопку «Пуск»; через 15 секунд после достижения оборотов ротора высокого давления частоты вращения ~2394…2600 об/мин (18…20%) включают систему 2 подачи моющего раствора на 25…30 секунд; через 20…25 секунд после прекращения подачи жидкости производят останов двигателя 1; через 10…15 секунд после завершения подачи моющего раствора прекращают подачу воздуха на наддув предмасляных полостей двигателя и на продувку форсунок камеры сгорания.When carrying out engine flushing: include a system 4 for supplying air to pressurize the pre-oil cavities of the engine and purging the fuel nozzles of the combustion chamber 6; after 5 seconds, press the "Start" button; 15 seconds after reaching the high-pressure rotor revolutions ~ 2394 ... 2600 rpm (18 ... 20%) turn on the system 2 of the washing solution for 25 ... 30 seconds; 20 ... 25 seconds after the termination of the fluid supply, the engine 1 is stopped; 10 ... 15 seconds after the completion of the supply of the washing solution, the air supply to pressurize the pre-oil cavities of the engine and to blow the nozzles of the combustion chamber is stopped.

Во время эксплуатации газотурбинного двигателя из-за загрязнения проточной части осевого компрессора происходит уменьшение расхода воздуха до 6% и КПД осевого компрессора на 2-3%, что вызывает снижение полезной мощности ГТУ до 10% и эффективного КПД до 2-5%.During operation of the gas turbine engine, due to contamination of the flow part of the axial compressor, air consumption decreases to 6% and the axial compressor efficiency by 2-3%, which causes a decrease in the useful capacity of the gas turbine to 10% and effective efficiency to 2-5%.

Реализация изобретения позволяет повысить или восстановить до исходной мощность газотурбинного двигателя при эксплуатации, позволяет снизить затраты на капитальный ремонт двигателей (до достижения межремонтного ресурса), вызываемый попаданием промывочной жидкости с элементами отложений в маслосистему и топливные форсунки двигателя и/или повреждением проточной части двигателя элементами отложений, образовавшимися в процессе эксплуатации.The implementation of the invention allows to increase or restore the original power of the gas turbine engine during operation, reduces the cost of overhaul of the engines (before reaching the overhaul life) caused by the ingress of flushing fluid with sediment elements into the oil system and / or fuel injectors of the engine and / or damage to the engine flow passage by deposits formed during operation.

Claims (1)

Способ повышения выходной мощности газотурбинного двигателя при эксплуатации, включающий периодическую очистку на режиме «прокрутки» двигателя, содержащего воздуховод, компрессор, имеющий входной направляющий аппарат и ряды рабочих лопаток, образующих ступени сжатия воздуха, масляную систему, камеру сгорания и коллектор подачи топлива к топливным форсункам, а очистку производят путем подачи через форсунки моющего раствора в воздуховод, и/или направляющий аппарат, и/или одну из высоких ступеней компрессора, и/или камеру сгорания, отличающийся тем, что перед началом прокрутки двигателя предварительно производят очистку входного направляющего аппарата и рабочих лопаток первой ступени компрессора, а перед подачей моющего раствора дополнительно в систему наддува предмасляных полостей опор двигателя и в коллектор подачи топлива к топливным форсункам подают сжатый воздух и через 10…15 с после завершения подачи моющего раствора подачу сжатого воздуха перекрывают, при этом моющий раствор, через по крайней мере одну форсунку по тракту осевого компрессора подают в направлении, обратном направлению потока. A method of increasing the output power of a gas turbine engine during operation, including periodic cleaning in the “scroll” mode of an engine containing an air duct, a compressor having an input guide apparatus and rows of rotor blades forming stages of air compression, an oil system, a combustion chamber and a manifold for supplying fuel to fuel nozzles and the cleaning is carried out by feeding the washing solution through the nozzles into the duct, and / or a guide apparatus, and / or one of the high stages of the compressor, and / or the combustion chamber, it is that before starting the engine scrolling, the input guide vane and the working blades of the first stage of the compressor are pre-cleaned, and before supplying the washing solution, additional compressed air is supplied to the fuel supply system of the pre-oil cavities of the engine mounts and to the fuel supply manifold to the fuel nozzles and after 10 ... 15 c after completion of the supply of the washing solution, the supply of compressed air is shut off, while the washing solution, through at least one nozzle along the axial compressor path, is fed into and in the opposite direction of flow.
RU2014146872/06A 2014-11-21 2014-11-21 Method for increasing gas turbine engine output power in operation RU2567530C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014146872/06A RU2567530C1 (en) 2014-11-21 2014-11-21 Method for increasing gas turbine engine output power in operation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014146872/06A RU2567530C1 (en) 2014-11-21 2014-11-21 Method for increasing gas turbine engine output power in operation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2567530C1 true RU2567530C1 (en) 2015-11-10

Family

ID=54537066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014146872/06A RU2567530C1 (en) 2014-11-21 2014-11-21 Method for increasing gas turbine engine output power in operation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2567530C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2706516C1 (en) * 2018-11-07 2019-11-19 Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") Method of cleaning gas turbine engine
RU2719261C1 (en) * 2017-02-08 2020-04-17 Сименс Акциенгезелльшафт Method of reducing forces acting on turbine blades in certain frequency ranges

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2088774C1 (en) * 1993-12-27 1997-08-27 Вадим Степанович Бойко Gas-turbine plant and associated equipment
RU2157900C2 (en) * 1996-03-26 2000-10-20 Ахметов Виталий Галеевич Low-temperature gas-turbine (jet, turboprop, shaft- turbine) engine
US6250064B1 (en) * 1999-05-07 2001-06-26 General Electric Co. Gas turbine inlet air integrated water saturation and supersaturation system and related process
US6644935B2 (en) * 2000-03-29 2003-11-11 Steve Ingistov Method and apparatus for increasing the efficiency of a multi-stage compressor
RU2369762C2 (en) * 2006-09-11 2009-10-10 Гэз Тербайн Иффишенси Свиден Аб System (versions) and method (versions) to increase turbine output, and gas turbine intake protection (versions) against corrosion
RU2406841C2 (en) * 2005-09-13 2010-12-20 Газ Турбин Эффишенси Аб System and method of increasing output of gas turbine engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2088774C1 (en) * 1993-12-27 1997-08-27 Вадим Степанович Бойко Gas-turbine plant and associated equipment
RU2157900C2 (en) * 1996-03-26 2000-10-20 Ахметов Виталий Галеевич Low-temperature gas-turbine (jet, turboprop, shaft- turbine) engine
US6250064B1 (en) * 1999-05-07 2001-06-26 General Electric Co. Gas turbine inlet air integrated water saturation and supersaturation system and related process
US6644935B2 (en) * 2000-03-29 2003-11-11 Steve Ingistov Method and apparatus for increasing the efficiency of a multi-stage compressor
RU2406841C2 (en) * 2005-09-13 2010-12-20 Газ Турбин Эффишенси Аб System and method of increasing output of gas turbine engine
RU2369762C2 (en) * 2006-09-11 2009-10-10 Гэз Тербайн Иффишенси Свиден Аб System (versions) and method (versions) to increase turbine output, and gas turbine intake protection (versions) against corrosion

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2719261C1 (en) * 2017-02-08 2020-04-17 Сименс Акциенгезелльшафт Method of reducing forces acting on turbine blades in certain frequency ranges
US11060725B2 (en) 2017-02-08 2021-07-13 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Method for minimizing forces acting on turbine blades in specific frequency ranges
RU2706516C1 (en) * 2018-11-07 2019-11-19 Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") Method of cleaning gas turbine engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2507486B1 (en) Method of operating turbocharged piston engine
US11203974B2 (en) Auxiliary oil system for geared gas turbine engine
KR101335875B1 (en) A piston engine and a method in conjunction with the same
US7828906B2 (en) Turbine cleaning method
US10669885B2 (en) Methods of washing gas turbine engines and gas turbine engines
US9631512B2 (en) Gas turbine offline compressor wash with buffer air from combustor
EP3208430A1 (en) Auxiliary cleaning system for gas turbine engines
WO2015147949A2 (en) Auxiliary oil system for geared gas turbine engine
EP3460438B1 (en) Gas turbomachine leak detection system and method
RU2567530C1 (en) Method for increasing gas turbine engine output power in operation
RU2458234C1 (en) Method of operating gas turbine engine
US20140208762A1 (en) Compressor wash with air to bearing buffering system
CN203847276U (en) Combustion engine
US20170191423A1 (en) Systems and methods for mitigating the impact of vanadium in heavy fuel oil
RU2402696C1 (en) Method of in-place cleaning of diesel locomotive ice turbo compressor labyrinth seals
RU186513U1 (en) DEVICE FOR RINSING THE FLOWING PART OF A CENTRIFUGAL COMPRESSOR
RU2802116C1 (en) Method for flushing gas-air path of gas-turbine engine of gas-pumping unit using additional nozzle
JP7071030B2 (en) Systems and methods for purging fuel from turbomachinery
RU144048U1 (en) WATER INJECTION SYSTEM FOR ALL YOUR AIR COMPRESSOR OF A GAS TURBINE ENGINE
RU2015142846A (en) METHOD FOR REMOVING AIR FROM FUEL SUPPLY LINE AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU2702782C1 (en) Gas turbine engine
RU2683333C1 (en) Unit for removing crankcase gases in the ventilation system of the internal combustion engine crankcase
US20160169117A1 (en) Systems and methods for compressor anticorrosion treatment using cooling water system
RU2583490C1 (en) Method of operating gas turbine engine in ground plants
US10975774B2 (en) Systems and methods for compressor anticorrosion treatment

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner