Сооружение и ремонт ГПА

Проверка расхода смазочного масла на подшипники и полумуфты должна быть выполнена для определения степени загрязнения трубопроводов смазки, в особенности если имеет место повышенный перепад температур подачи и слива масла смазки подшипников. Замер производится при включенном вспомогательном насосе смазочного масла. На трубопроводах слива масла снимаются муфты, ограждающие штуцерное соединение на внутренней подающей трубе. На отсоединенный штуцер внутренней трубы надевается резиновый шланг, конец которого опускается в мерную емкость. Расход замеряется доя всех подшипников и полумуфт одновременно при помощи секундомера, которым засекается время заполнения емкости.

2.5. Порядок разборки турбоблока

Объем разборки турбоблока в процессе капитального ремонта определяется задачей обеспечения как можно более полного осмотра проточной части. Разборка выполняется в следующей последовательности:

-   разбирается зона горения;

-   демонтируется верхняя половина корпуса воздухосборника;

-   снимаются переходные патрубки;

-   снимаются верхняя половина корпуса турбины, верхняя половина соплового аппарата ТВД и выкатывается нижняя половина соплового аппарата;

-   демонтируется верхняя половина опорного кольца соплового аппарата ТВД;

-   снимаются покрывающие сегменты и демонтируется верхняя половина внутренней диафрагмы; для вывертывания болтов горизонтального разъема детали необходимо снять теплозащитные экраны корпуса;

-   снимается разделительная мембрана;

-   демонтируется верхняя половина корпуса компрессора; у моделей с составным корпусом компрессора сначала демонтируется передний корпус т.к. на его вертикальном разъеме с входным корпусом ОК имеется замковое соединение; вслед за ним демонтируется задний корпус ОК;

-   демонтируется верхняя половина входного корпуса ОК; на ось каждой поворотной лопатки входного направляющего аппарата насажена шестерня, которая находится в зацеплении с кольцевой зубчатой рейкой, установленной на входном корпусе ОК; вращение рейки осуществляется поршнем гидроцилиндра; после снятия крышки зубчатой передачи  входного направляющего аппарата на рейку и шестерни наносятся метки определяющие их взаимное положение, и под нижнюю половину рейки ставится домкрат или подпорка; перед подъемом корпуса шестерни лопаток входного направляющего аппарата следует зафиксировать путем установки деревянного клана;

-   демонтируется верхняя половина выходного корпуса ОК и обоймы воздушного уплотнения на выходе ОК;

-   измеряются зазоры по проточной части ОК и ТВД и осевой разбег ротора турбокомпрессора;

-   разбираются опорно-упорный и опорный подшипники ротора турбокомпрессора;

-   демонтируются ротор турбокомпрессора, верхняя половина корпуса ТНД, верхняя половина корпуса поворотных лопаток;

-   измеряются зазоры по проточной части ТНД и осевой разбег ротора ТНД;

-   разбираются опорный и опорно-упорный подшипники ротора ТНД; установка дистанционных втулок на подшипнике № 4 не предусмотрена;

-   демонтируется ротора ТНД, нижние половины обоймы воздушного уплотнения на выходе ОК и внутренней диафрагмы.

После выполнения указанных операций проточная часть ГТУ доступна для осмотра.

2.6. проверки, проводимые в процессе капитального ремонта

перед проверкой узлы турбоблока должны быть очищены от отложений посторонних веществ, скопившихся за время эксплуатации. В газотурбинных установках, работающих на природном газе, обычно редко встречается сильное загрязнение внутренних полостей. Корпус турбины, промежуточную диафрагму, воздухосборник, выхлопную часть продувают сжатым воздухом. На лопатках осевого компрессора (ОК) часто присутствует рыхлый налет толщиной до 1,5 мм. этот налет образуется от прилипания частиц, присутствующих во всасываемом воздухе, к поверхности пера лопатки. Из-за утечек смазочного масла из подшипника №1 в полости всасывания образуется туман, выпадающий на лопатки в виде масляной пленки, на которую осаждаются частицы пыли, торфа и т.п. налет на лопатках и входном направляющем аппарате может служить причиной снижения мощности ГТУ, повышенной вибрации, а в ряде случаев и разрушения лопаточного аппарата. Очистка лопаток от налета обычно производится в процессе эксплуатации впрыскиванием во всасывающую камеру косточковой крошки (сухой способ) или водного раствора керосина и детергентов (мокрый способ). Последний способ более эффективен, и перед капитальным ремонтом рекомендуется очистить осевой компрессор мокрым способом. Налет в полости всасывающего конфузора и на входном направляющем аппарате удаляют промыванием раствором керосина и тринатрийфосфата (либо кальцинированной соды) в воде, а налет с лопаток  деревянными скребками с последующим обдувом сжатым воздухом. После удаления основной части налета лопатки протираются влажной ветошью. Не следует смывать налет на лопатках осевого компрессора водой, так как, попадая в виде грязи в Т-образные пазы корпуса и между лопатками, он может ограничить подвижность лопаток и тем самым ухудшить их вибрационные характеристики. Вкладыши и уплотнения промывают в керосине и протирают подрубленными хлопчатобумажными салфетками. Следы нагара в виде темных пятен на баббитированных поверхностях удаляют промыванием горячей водой с хозяйственным мылом.

Очистку роторов и других деталей от консервационной смазки производят керосином с последующей обдувкой сжатым воздухом. Разъемы корпусных деталей, резьбы болтов следует очистить от остатков противозадирных и уплотняющих мастик. Для этой цели может быть использована солярка (дизельное топливо); резьбу очищают металлической щеткой. Очищенные детали при необходимости длительного хранения должны быть покрыты тонким слоем турбинного масла и обернуты промасленной бумагой или полиэтиленовой пленкой. Открытые полости турбоблока должны быть закрыты брезентом или технологическими щитами, надежно закрепленными на корпусных деталях.

В процессе капитального ремонта проверяют все узлы и детали ГТУ. Ряд деталей, определяющих работоспособность агрегата, проверяется специализированной службой дефектоскопии. К этим деталям относятся в первую очередь жаровые трубы и переходные патрубки, рабочие и сопловые лопатки ТВД и ТНД, лопаточный аппарат осевого компрессора, диски роторов.

В корпусах подшипников проверяется по отпечатку краски прилегания крышек подшипников и вкладышей к расточкам. При проверке прилегания крышек линия контакта от внутреннего контура до отверстий под болты должна быть непрерывной, площадь контакта должна составлять не менее 50% общей площади разъема, площадь прилегания нижних вкладышей должна быть не менее 70% площади расточки. Для проверки герметичности сварных швов трубопровода подвода смазочного масла их заглушают снизу и заливают керосином через отверстия в корпусах подшипников. Появление утечек масла на поверхности труб служит признаком негерметичности швов. При продувке и промывании корпусов отверстия подачи смазочного масла должны быть заглушены деревянными пробками.

Корпусные детали проверяются на отсутствие трещин. Заусенцы и забоины на разъемах корпусов зачищаются шлифовальной бумагой. Поверхности разъемов могут быть проверены на плоскостность при помощи поверочных плит и линеек.

Резьбы крепежных деталей правятся метчиками и плашками, заменяются дефектные пружины. Особое внимание следует обратить на болты крепления корпусных деталей. Каждый болт или гайка должны вворачиваться на всю длину резьбы до упора штатным ключом без применения каких-либо рычагов.

Во время капитального ремонта следует выполнить качественную проверку положения осей роторов. После пуска ГТУ из-за нагрева и повышения внутреннего давления происходит расширение турбоблока во всех направлениях. Так как температура и давление в различных точках турбоблока неодинаковы, различной будет и степень расширения его частей. Радиальное и осевое расширение корпусов вызывает смещение подшипниковых узлов ГТУ и соответственное изменение положения осей ротора. Эти явления учитываются в конструкциях агрегатов ГТК-25И и ГТК-10И. Подшипниковые узлы выполнены таким образом, что в холодном состоянии оси роторов не совпадают с осями цилиндров ГТУ, в частности ось ротора турбокомпрессора приподнята относительно оси корпуса ОК и турбины, а ось ротора ТНД имеет уклон в сторону нагнетателя и приподнята относительно оси корпуса турбины и выхлопной части. При работе, вследствие радиального расширения выходного корпуса ОК, под действием внутреннего давления, подшипник опускается вниз, а ось ротора ТНД за счет перемещения вверх выхлопной части, под воздействием высокой температуры отходящих газов, принимает горизонтальное положение. Смещение подшипников относительно корпусов турбоблока осуществляется за счет установки прокладок под фланцами нижней половины корпуса подшипника. Кроме того, чтобы компенсировать смещение вниз ротора вместе с корпусом подшипника, вкладыши изготовляются таким образом, что центр их расточки находится выше центра наружной посадочной поверхности. Прокладки для регулировки положения подшипника в вертикальной плоскости и прокладки для центрирования подшипника в горизонтальной плоскости изготовляются с высокой степенью точности. Регулировка положения роторов выполняется на заводе-изготовителе в процессе сборки ГТУ.

Тепловая деформация корпусов в совокупности с деформацией фундаментов ГТУ может нарушить правильное положение роторов относительно цилиндров. Признаком этого служат такие явления, как следы задевания рабочих лопаток о статор, неравномерное распределение зазоров по проточной части, наличие на баббитированной поверхности верхних вкладышей подшипников засветленной полосы, образующейся при остановке ротора, которая при нормальном положении оси ротора наблюдается в районе пика давления масляного клина.

2.7. Сборка турбоблока

сборка является наиболее ответственной частью ремонта ГТУ. Ее следует выполнять с минимальными затратами времени на подгоночные операции. К моменту начала сборки должны быть проведены все проверки, описанные ранее, замена дефектных узлов и деталей, подготовка корпусных деталей и комплектация крепежных изделий. Особое внимание уделяется проверке отсутствия посторонних предметов в проточной части ГТУ. Перед закрытием цилиндров они продуваются сжатым воздухом, после закрытия подписывается акт осмотра внутренних полостей. После установки каждого корпуса необходимо несколько раз провернуть роторы, чтобы убедиться в отсутствии задеваний. При затяжке болтовых соединений следует учитывать, что уплотнение разъемов достигается в основном за счет упругих свойств металла, поэтому необходимо соблюдать определенные правила затяжки. После установки корпуса на место с начало забиваются штифты и затягиваются болты горизонтального разъема, затем  вертикального. Правильная затяжка имеет особенно большое значение при установке крышек подшипников, так как их перекос может вызвать искривление оси ротора.

Сборка турбоблока выполняется в обратной последовательности разборки.

3. Расчет режима работы КС.

Для расчетов режимов работы КС применяются характерис­тики ЦН, представляющие зависимость степени повышения давления , политропического к. п. д. ПОЛ и приведенной относительной внутренней мощности

                                                                                    (1)

от приведенной объемной производительности

                                                                                                  (2)

при различных значениях приведенных относительных оборотах

,                                             (3)

где              ВС, zВС, TВС, Q ВС – соответственно плотность газа, коэффициент сжимаемости, температура газа и объемная производительность ЦН, приведенные к условиям всасывания;

R – газовая постоянная;

zПР, RПР, TПР – условия приведения, для которых построены характеристики;

Ni – внутренняя (индикаторная) мощность;

n, nН – соответственно рабочая частота вращения вала ЦН и номинальная частота вращения.

Одним из универсальных видов характеристик ЦН является приведенная характеристика.

Порядок определения рабочих параметров следующий:

По известному составу газа, температуре и давлению на входе в ЦН определяется коэффициент сжимаемости zВС;

(4)

Определяется плотность газа ВС и производительность нагнетателя при условиях всасывания

              . 

  Принимаем               mн=4

,

где              QКС, QЦН – соответственно производительность КС и ЦН при стандартных условиях, QКС=Q;

mН – число параллельно работающих ЦН (групп ЦН).

Задаваясь несколькими (не менее трех) значениями оборотов ротора в диапазоне возможных частот вращения ГПА, определяются QПР и [n/nН]ПР. Полученные точки наносятся на характеристику и соединяются линией (плавная кривая abc  на рис. 3.1).

Определяется требуемая степень повышения давления

=,                                                                                    (5)

где              РВС ,Рнаг – соответственно номинальное давление на входе и выходе ЦН.

Проведя горизонтальную линию из  до кривой abc найдем точку пересечения. Восстанавливая перпендикуляр до пересечения с горизонтальной осью, находим QПР. Аналогично определяются ПОЛ и [Ni/ВС]ПР. Значение QПР должно удовлетворять условию QПР  QПР min,  где QПР min – приведенная объемная производитель­ность на границе зоны помпажа (расход, соответствующий левой границе характеристик ЦН).