RU2774561C1 - Method for operation of a gas turbine installation - Google Patents

Method for operation of a gas turbine installation Download PDF

Info

Publication number
RU2774561C1
RU2774561C1 RU2021119390A RU2021119390A RU2774561C1 RU 2774561 C1 RU2774561 C1 RU 2774561C1 RU 2021119390 A RU2021119390 A RU 2021119390A RU 2021119390 A RU2021119390 A RU 2021119390A RU 2774561 C1 RU2774561 C1 RU 2774561C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas turbine
typical
change
time
technical condition
Prior art date
Application number
RU2021119390A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Евгеньевич Константинов
Виктор Викторович Куприк
Дмитрий Анатольевич Лобов
Евгений Ювенальевич Марчуков
Павел Георгиевич Романенков
Шамиль Гусманович Шарипов
Original Assignee
Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО")
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") filed Critical Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО")
Application granted granted Critical
Publication of RU2774561C1 publication Critical patent/RU2774561C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: gas turbine systems.
SUBSTANCE: invention relates to the field of operation of gas turbine installations, namely, to the assessment of the technical condition of the installations or its individual components in order to make a decision on their maintenance and further operation of the installation. The method for operation of a gas turbine installation includes an assessment of its technical condition by changing the characteristics of operating modes. On at least one of the serviceable gas turbine installations, the dependences of the change in the rotation frequency n on time τ on the run-out of the rotors given at least two stops of the gas turbine installation are fixed in a given range of rotor speeds, typical dependences of the change in the rotation frequencies of the rotors n on time τ are formed by averaged values, the current dependences of these parameters for a specific gas turbine installation are fixed, compared with typical dependencies, if the current dependencies for a particular rotor deviate from the typical ones by more than 5%, a signal is generated about a change in the technical condition of a particular rotor. A typical dependence of the change in rotor speeds on time is formed for a specific gas turbine installation at the initial stage of its operation. Additionally, the typical dependence of the rotation speed change on time is divided into 2-3 sections, on which the values of Δn/Δτ are determined, the current values of Δn/Δτ are fixed in these sections, if the current values deviate from the typical values by more than 5%, at least one section generates a signal about a change in the technical condition of a particular rotor.
EFFECT: determination of nodes in a gas turbine installation in which the technical condition changes at the stage of the permissible operating time without destroying parts of the gas turbine installation, which increases its operational efficiency.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных установок, а именно к оценке технического состояния установок или ее отдельных узлов для принятия решения по их обслуживанию и дальнейшей эксплуатации установки.The invention relates to the field of operation of gas turbine plants, namely to the assessment of the technical condition of the plants or its individual components to make a decision on their maintenance and further operation of the plant.

Из известных способов наиболее близким к предложенному является оценка технического состояния по изменению характеристик рабочих режимов, заключающаяся в сравнении рабочих характеристик, полученных для данного момента, и времени, принятого за исходное. (Газотурбинные установки, Б.П. Поршаков, Москва, Недра, 1992, стр. 181).Of the known methods, the closest to the proposed one is the assessment of the technical condition by changing the characteristics of operating modes, which consists in comparing the performance characteristics obtained for a given moment and the time taken as the initial one. (Gas turbine plants, B.P. Porshakov, Moscow, Nedra, 1992, p. 181).

Недостатком известного способа является то, что он вследствие использования дает лишь общую оценку технического состояния установки, недостаточно точно выявляет конкретную причину или узел приводящих к ухудшению технического состояния установок и запоздалой остановке двигателя в результате разрушения узла.The disadvantage of the known method is that, due to its use, it gives only a general assessment of the technical condition of the installation, does not accurately identify the specific cause or node leading to a deterioration in the technical condition of the installations and a belated engine shutdown as a result of the destruction of the node.

Задача изобретения - наиболее точно в процессе эксплуатации определять необходимость технического обслуживания и причин, приводящих к ухудшению технического состояния.The objective of the invention is to most accurately determine the need for maintenance and the reasons leading to the deterioration of the technical condition during operation.

Ожидаемый технический результат - определение узлов в газотурбинной установке, в которых происходит изменение технического состояния на стадии допустимого времени эксплуатации без разрушения деталей газотурбинной установки, что повышает ее эксплуатационную экономичность.The expected technical result is the determination of units in a gas turbine plant in which a change in technical condition occurs at the stage of permissible operating time without destroying parts of a gas turbine plant, which increases its operational efficiency.

Технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем оценку технического состояния газотурбинной установки по изменению характеристик рабочих режимов на по крайней мере одной исправной газотурбинной установке фиксируют в заданном диапазоне частот вращения роторов зависимости изменения частоты вращения n от времени

Figure 00000001
на выбеге роторов при не менее 2 остановах газотурбинной установки, по усредненным значениям формируют типовые зависимости изменения частоты вращения роторов n от времени
Figure 00000002
фиксируют текущие зависимости этих параметров для конкретной газотурбинной установки, сравнивают с типовыми зависимостями и при отклонении текущих зависимостей по конкретному ротору от типовых более чем на 5% формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора. Типовую зависимость изменения частот вращения роторов от времени формируют для конкретной газотурбинной установки на начальном этапе ее эксплуатации. Кроме того, типовую зависимость изменения частоты вращения от времени разбивают на 2 - 3 участка, на которых определяют значения
Figure 00000003
фиксируют на этих участках текущие значения
Figure 00000004
и при отклонении текущих значений от типовых формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора.The technical result is achieved by the fact that in a known method, including an assessment of the technical condition of a gas turbine plant by changing the characteristics of operating modes on at least one serviceable gas turbine plant, the dependences of the change in speed n on time are fixed in a given range of rotor speeds
Figure 00000001
on the run-out of the rotors with at least 2 shutdowns of the gas turbine plant, according to the averaged values, typical dependences of the change in the rotational speed of the rotors n on time are formed
Figure 00000002
the current dependencies of these parameters for a particular gas turbine plant are fixed, compared with typical dependencies, and if the current dependencies for a particular rotor deviate from the typical ones by more than 5%, a signal is generated about a change in the technical condition of a particular rotor. A typical dependence of the change in the rotational speed of the rotors on time is formed for a specific gas turbine plant at the initial stage of its operation. In addition, the typical dependence of the change in rotational speed on time is divided into 2 - 3 sections, in which the values are determined
Figure 00000003
fix the current values in these areas
Figure 00000004
and when the current values deviate from the typical ones, a signal is generated about a change in the technical condition of a particular rotor.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

В процессе эксплуатации при не менее 2 остановах по крайней мере одной исправной газотурбинной установки производят непрерывную регистрацию частот вращения роторов по времени на выбеге роторов с дискретностью не менее 10 измерений в секунду в выбранном диапазоне частот вращения, например от малого газа до значения частоты вращения, равной не менее 1% от ее номинального значения. Строят для каждой исправной газотурбинной установки для выбранного диапазона зависимости частот вращения роторов

Figure 00000005
от времени при этом измеренные значения частот вращения роторов на каждой секунде регистрации усредняют для исключения случайных «выбросов». Затем по этим зависимостям строят осредненную типовую зависимость. Во время эксплуатации фиксируют текущие зависимости
Figure 00000006
Figure 00000007
наносят их на типовую зависимость и сравнивают. При отклонении текущей зависимости от типовой более чем на 5% по частоте вращения формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора.During operation, with at least 2 shutdowns of at least one serviceable gas turbine plant, the rotor speeds are continuously recorded over time at the run-out of the rotors with a discreteness of at least 10 measurements per second in the selected speed range, for example, from idle gas to a speed value equal to not less than 1% of its nominal value. They are built for each serviceable gas turbine plant for the selected range of dependence of rotor speeds
Figure 00000005
from time to time, while the measured values of the rotational speeds of the rotors at each second of registration are averaged to eliminate random "emissions". Then, these dependences are used to build an average typical dependence. During operation, fix the current dependencies
Figure 00000006
Figure 00000007
put them on a typical dependence and compare. If the current dependence deviates from the typical one by more than 5% in terms of rotation frequency, a signal is generated about a change in the technical condition of a particular rotor.

Типовую зависимость возможно формировать для конкретной газотурбинной установки на начальном этапе ее эксплуатации, например, при пуско-наладочных работах.A typical dependence can be formed for a specific gas turbine plant at the initial stage of its operation, for example, during commissioning.

Дополнительно типовую зависимость частот вращения роторов от времени можно разбивать на 2-3 участка, на которых определяют значения

Figure 00000008
и сравнивают их с текущими значениями
Figure 00000009
на тех же участках.Additionally, the typical dependence of the rotational speed of the rotors on time can be divided into 2-3 sections, in which the values are determined
Figure 00000008
and compare them with the current values
Figure 00000009
in the same areas.

При отклонении текущих значений более чем на 5% от типовых хотя бы на одном участке формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора.If the current values deviate by more than 5% from the typical ones, at least in one section, a signal is generated about a change in the technical condition of a particular rotor.

Пример реализации.Implementation example.

При пуско-наладочных работах перед началом эксплуатации по 3-м остановам газотурбинной установки с режима малого газа nРВД=72% формируют типовые зависимости частот вращения роторов по времени путем фиксации частот вращения ежесекундно и построения усредненной по 3-м остановам зависимости для каждого ротора от частот вращения на режиме малого газа до значений частот вращения не менее 1% от их номинальных значений, изображенных на фиг. 1, 2, 3 (сплошной линией обозначена типовая зависимость, крестиками - текущая зависимость). На тех же зависимостях наносят текущую зависимость на останове в процессе эксплуатации.During commissioning before the start of operation, after 3 shutdowns of the gas turbine plant from idle mode n HPT = 72%, typical dependences of the rotational speeds of the rotors over time are formed by fixing the rotational speeds every second and plotting the dependence averaged over 3 stops for each rotor from rotational speeds in idle mode up to rotational speeds of at least 1% of their nominal values shown in FIG. 1, 2, 3 (the solid line indicates the typical dependence, the crosses indicate the current dependence). On the same dependences, the current dependence is applied at a stop during operation.

Как видно на фиг. 1, отклонение текущей зависимости от типовой более, чем на 5% по nРВД при одинаковом значении времени

Figure 00000010
свидетельствует о появлении отклонений в работе узла ротора компрессора высокого давления. По остальным контролируемым зависимостям nРНД, nРСТ отклонений от типовой зависимости не отмечено.As seen in FIG. 1, deviation of the current dependence from the typical one by more than 5% for n WFD at the same time value
Figure 00000010
indicates the appearance of deviations in the operation of the high-pressure compressor rotor assembly. For the remaining controlled dependences n RND , n PCT deviations from the typical dependence were not noted.

Claims (3)

1. Способ эксплуатации газотурбинной установки, включающий оценку ее технического состояния по изменению характеристик рабочих режимов, отличающийся тем, что на по крайней мере одной исправной газотурбинной установке фиксируют в заданном диапазоне частот вращения роторов зависимости изменения частоты вращения n от времени τ на выбеге роторов при не менее двух остановах газотурбинной установки, по усредненным значениям формируют типовые зависимости изменения частот вращения роторов n от времени τ, фиксируют текущие зависимости этих параметров для конкретной газотурбинной установки, сравнивают с типовыми зависимостями, при отклонении текущих зависимостей по конкретному ротору от типовых более чем на 5% формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора.1. A method of operating a gas turbine plant, including an assessment of its technical condition by changing the characteristics of operating modes, characterized in that at least one serviceable gas turbine plant is fixed in a given range of rotor speeds depending on the change in speed n on time τ on the run-out of the rotors when not less than two shutdowns of the gas turbine plant, according to the averaged values, typical dependences of the change in the rotational speed of the rotors n on time τ are formed, the current dependences of these parameters for a particular gas turbine installation are fixed, they are compared with typical dependences, if the current dependences for a particular rotor deviate from the typical ones by more than 5% form a signal about a change in the technical condition of a particular rotor. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что типовую зависимость изменения частот вращения роторов от времени формируют для конкретной газотурбинной установки на начальном этапе ее эксплуатации.2. The method according to p. 1, characterized in that the typical dependence of the change in the rotational speed of the rotors from time to time is formed for a particular gas turbine plant at the initial stage of its operation. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно типовую зависимость изменения частоты вращения от времени разбивают на 2-3 участка, на которых определяют значения Δn/Δτ, фиксируют на этих участках текущие значения Δn/Δτ и при отклонении текущих значений от типовых более чем на 5% хотя бы на одном участке формируют сигнал об изменении технического состояния конкретного ротора.3. The method according to claim 1, characterized in that, in addition, the typical dependence of the change in speed on time is divided into 2-3 sections, in which the values of Δn / Δτ are determined, the current values of Δn / Δτ are fixed in these sections and, if the current values deviate from typical more than 5% at least in one section form a signal about a change in the technical condition of a particular rotor.
RU2021119390A 2021-07-02 Method for operation of a gas turbine installation RU2774561C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2774561C1 true RU2774561C1 (en) 2022-06-21

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2786870C1 (en) * 2022-07-13 2022-12-26 Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") Method for operation of gas-turbine installation

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1753816A1 (en) * 1988-12-14 1996-08-20 Самарский институт инженеров железнодорожного транспорта им.М.Т.Елизарова Method of diagnosis of technical condition of rotor of machine
RU2560853C1 (en) * 2014-09-24 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) Method of diagnostics of technical state of machine rotor
RU2662258C9 (en) * 2017-06-21 2018-09-17 Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") Gas-turbine engine testing method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1753816A1 (en) * 1988-12-14 1996-08-20 Самарский институт инженеров железнодорожного транспорта им.М.Т.Елизарова Method of diagnosis of technical condition of rotor of machine
RU2560853C1 (en) * 2014-09-24 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) Method of diagnostics of technical state of machine rotor
RU2662258C9 (en) * 2017-06-21 2018-09-17 Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") Gas-turbine engine testing method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2786870C1 (en) * 2022-07-13 2022-12-26 Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") Method for operation of gas-turbine installation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9650909B2 (en) Multi-stage compressor fault detection and protection
US9822647B2 (en) High chord bucket with dual part span shrouds and curved dovetail
CN104956032B (en) Compressor blade for gas-turbine unit
JP6302152B2 (en) System and method for monitoring airfoil health
US8534991B2 (en) Compressor with asymmetric stator and acoustic cutoff
US8543341B2 (en) System and method for monitoring health of airfoils
US8676514B2 (en) System and method for monitoring health of airfoils
US10633983B2 (en) Airfoil tip geometry to reduce blade wear in gas turbine engines
US20110274537A1 (en) Blade excitation reduction method and arrangement
RU2774561C1 (en) Method for operation of a gas turbine installation
KR20170097563A (en) Turbine blade centroid shifting method and system
RU2476849C1 (en) Method of two-rotor gas turbine engine serviceability and maintenance in first operation
US20170254340A1 (en) Airfoil tip geometry to reduce blade wear in gas turbine engines
RU2786870C1 (en) Method for operation of gas-turbine installation
JP2005502817A (en) Turbocharger with torsional vibration damper
Musgrove et al. Drivers
RU2719261C1 (en) Method of reducing forces acting on turbine blades in certain frequency ranges
RU2774563C1 (en) Method for operation of a gas turbine installation
RU2706514C1 (en) Gas turbine engine resource tests method
CN112119206A (en) Dovetail slots for use with rotor assemblies
EP2997230B1 (en) Tangential blade root neck conic
Scheibel et al. Gas Turbine Compressor Dependability and Risk Mitigation Measures
RU2781671C1 (en) Method for diagnosing the extinction of a low-emission combustion chamber of a gas turbine engine at startup
Gebhardt The F technology experience story
RU2656083C1 (en) Method of operation of gas turbine engine