Диссертация (1173009), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

В этом случае отпадает необходимость замены моральноустаревшего оборудования, что продлевает срок его службы.Кнаиболеераспространеннымработам,выполняемымврамкахмодернизации основного и вспомогательного оборудования компрессорныхстанций для повышения эффективности работы ГПА, можно отнести:15 замена морально устаревшего и выработавшего свой срок оборудования(например, регенераторов тепла, комплексного воздухоочистительногоустройства, выхлопных шахт ГТУ и др.) [8]; использованиечастотногорегулированияэлектродвигателей,каксистемы вентиляции ГПА, так и АВО газа для снижения затратэлектроэнергии [3]; внедрение электрических стартеров для пуска агрегатов для снижениянагрузки на окружающую среду в результате уменьшения количествастравливаемого в атмосферу природного газа [21].Другим способом поддержания технического состояния газотурбинныхдвигателей является их правильное и своевременное техническое обслуживание.Под данным понятием понимается комплекс операций по поддержаниюработоспособности или исправности изделия при использовании по назначению,ожидании, хранении и транспортировании [26].Например, контроль и профилактика элементов системы смазки, включаясвоевременная замена масляных фильтров, профилактика аппаратов воздушногоохлаждения масла, поддержание работы масляного насоса по расходу масла нетолько снижает нагрузку на насосное оборудование, но и обеспечиваетнормальную рабочую температуру масла в подшипниках ГГПА [54].Каждаяизвыполняемыхоперацийнаправленанаправильнуюиэффективную работу одного или нескольких узлов.

Особое внимание необходимообратить на техническое обслуживание осевого компрессора. Техническоесостояние именно этого узла двигателя является одним из самых важных с точкизрения энергетической эффективности работы ГТУ.Загрязнение лопаточного аппарата осевого компрессора газотурбинныхустановок приводит к заметному снижению располагаемой мощности и КПДгазотурбиннойустановки[82].Проточнаячастьосевогокомпрессораподвергается загрязнению аэрозолями и другими веществами, присутствующимив окружающей среде и попадающими на вход (рисунок 1.1).16Рисунок 1.1 – Отложение загрязнений на лопатках осевого компрессораДля уменьшения загрязнения и для защиты лопаточного аппарата ОК отэрозийноговоздействияпыли, на входев компрессор устанавливаетсякомплексное воздухоочистительное устройство, включающее грубую и тонкуюочистку воздуха, поступающего в компрессор.

Однако даже современныевысокоэффективные фильтры не обеспечивают полной очистки воздуха иустранения загрязнения компрессора.В связи с этим, основными мероприятиями по поддержанию техническогосостояния осевого компрессора в межремонтный период являются техническоеобслуживание комплексного воздухоочистительного устройства, заключающеесяв продувке, очистке или замене фильтр–элементов, а также очистка проточнойчасти осевого компрессора с целью удаления отложений загрязняющих веществ саэродинамических поверхностей.Загрязнение циклового воздуха, поступающего в осевой компрессор ГТД,определяется воздействием внешних по отношению к ГТУ и внутренних,определяемых работой самого ГПА, факторов [17].

К внешним факторамотносятся:17 естественные – пыль, пары воды, масла и других веществ, капли дождя,соли морской воды или солончаковых почв, насекомые, пыльцарастений, гербициды; промышленные и транспортные – химические взвеси и пыль отпромышленныхпредприятий,несгоревшеетопливо(сажа,дым),городская пыль, выбросы, и пыль от транспортных средств.Внешние загрязнения зависят от места расположения агрегата. Так длястепной местности основным источником загрязнения будет являться пыль; дляустановок, эксплуатируемых в прибрежной зоне или на морских платформах –морская соль; для пустынь – частицы песка; для лесистой местности – пыльца испоры растений.Причинами внутреннего загрязнения являются факторы, связанные сработой основного и вспомогательного оборудования самого газотурбинногодвигателя: протечки масла и масляных паров из негерметичных разъемовподшипников, протечки из масляных уплотнений и из негерметичныхмаслоохладителей, установленных на входном тракте ряда ГТУ; капельная влага, соли из установок водоиспарительного охлаждения навходе в ОК; рециркуляция выхлопных газов на вход ГТУ.Основными факторами, влияющими на механизм образования и скоростьроста загрязнений, являются: конструкция, расчетные параметры и режим работы ГТУ: к примеру,ГТУ малой мощности (с малым размером лопаток) более подверженызагрязнению, чем ГТУ большей мощности; местоположение ГТУ на общем плане компрессорной станции поотношению к остальному оборудованию, при проектировании КВОУдолжна быть принята во внимание роза ветров в данном месте дляисключения попадания испарений из маслобаков и выхлопных газов отвыхлопных труб на вход в ОК;18 качество и технический уровень обслуживания оборудования ГТУ(регулярная проверка и проведение очистки или замены воздушныхфильтров); погодные условия (температура и относительная влажность воздуха,атмосферные осадки, ветер и другие факторы).Процесс образования загрязнения в проточной части осевого компрессорасложен и мало изучен.

Рассмотрение данной проблемы касается двух вопросов:как частицы достигают аэродинамических поверхностей осевого компрессора, икаковы механизмы прилипания частицы к данным поверхностям.Частицы, попавшие в осевой компрессор, будут двигаться по линиямпотока. При ускорении частицы не следуют точно за потоком газа. Отклонениетраектории частиц от траектории газа – функция от скорости и ускорения газа,размера и плотности частицы. Поведение частицы при этом описывается числомСтоксаρ  d 2 U, L  s  sin β2  β1  ,St 18  μ  2L(1.1)где ρ – плотность; d – характерный размер (диаметр); U – скорость движения;μ – вязкость; L – характерная длина для рассматриваемой частицы; s – хордапрофиля лопатки; β1 , β 2 – соответственно углы входа и выхода лопатки.На практике это означает, что отклонение потока на лопатке компрессорабудет причиной отклонения частиц от траектории потока. Большие частицы(5 – 10 мкм), с большим числом Стокса, будут показывать большее отклонение оттраектории движения потока, вследствие этого будут более частыми соударения снагнетающей стороной лопатки.

Всасывающей поверхности лопатки будутдостигать маленькие частицы (до 5 мкм), воздействие на которые носят нестолько инерционный и перехватывающий характер (как в случае более крупныхчастиц), а скорее диффузионный, пропорциональный начальной концентрациичастиц в газе.Диффузионныйзагрязнениявмеханизмпограничныйпредусматриваетслойлопатки[53].проникновениеДанноечастицпроникновение19осуществляетсязатурбулентногоперемешивания.рассматриваетсясчеткакслучайногобольшоеВброуновскогоэтомколичестводвижения,атакжеслучаетурбулентныйпотоквихрей,которыезначительноувеличивают перенос частиц по направлениям перпендикулярным линиям потока.Данныймеханизмявляетсянаиболеевозможнымдляобъяснениятранспортировки очень мелких частиц на поверхность лопаток.

Кроме того,загрязнение ОК вызывается, в основном, частицами с условным диаметром 2 мкми менее, масса которых составляет 80 – 90 % от общего количества пыли послефильтра [9].Механизмом, объясняющим движение и распространение более крупныхчастиц (5 – 10 мкм) по длине проточной части осевого компрессора, являетсяпредположение об их упругом взаимодействии с лопатками, в результате чегопроисходит изменении траектории движения частиц с большим расхождением понаправлению и скорости относительно основного потока.Загрязнение корпуса происходит из–за центробежного воздействия назакрученный воздушный поток в компрессоре.

Это означает, что более крупныечастицы соударяются с корпусом в районе первых ступеней, в то время как болеемелкие частицы будут соприкасаться ниже по ступеням в компрессоре.Останется ли частица на поверхности, которую ей удалось достичь или нет,зависит от такого фактора как взаимная «липкость» поверхности и частицы.Адгезионныесвойстваповерхностиувеличиваются,еслионавлажная.На взаимное прилипание также влияют размер частицы и угол взаимодействия споверхностью.Присутствие масляных или жидких пленок на лопатках увеличивает размерчастиц, которые могут к ней прилипнуть даже при наличии сильныхцентробежных и других сил. Адгезия твердых частиц диаметром 2 – 10 мкмнаблюдается только при наличии липкой пленки (вода, масло).Однако, силы прилипания маленьких частиц очень высоки даже безприсутствиямаселилидругихжидкостейнаповерхностилопатки.Экспериментальные данные показывают, что практически невозможно с20помощью обдувания воздухом удалить частицы размером 1 – 2 мкм с пластиндаже при больших скоростях (200 м/с) [100].

Характеристики

Список файлов диссертации