Сервисное обслуживание газотурбинных установок. Техническое обслуживание и ремонт ГТУ

На фото: Средний ремонт. Оршанская ТЭЦ. (инспекция горячего тракта)

На данный момент, в условиях ограниченности и высокой стоимости энергоносителей необходимо постоянно модернизировать и реконструировать существующие генерирующие мощности. Правильность внедрения газотурбинных технологий ни у кого не вызывает сомнений, т.к. экономичность энергоблоков при внедрении газотурбинных установок (ГТУ) существенно увеличивается.

После ввода ГТУ в эксплуатацию перед собственником оборудования встает вопрос сервиса газовых турбин. Компании-производители предъявляют жесткие требования к эксплуатирующей организации по соблюдению регламента обслуживания газовых турбин и ГТУ. Это делается для того, чтобы гарантировать надежную работу. Несмотря на то, что сегодня в энергосистеме Российской Федерации эксплуатируются энергетические ГТУ различных производителей (General Electric , Alstom, Mitsubishi, Siemens , Ansaldo); различных поколений, классов, с различными конструкциями камер сгорания , горелок , систем защиты ротора и статора турбин от перегрева – средний срок между чередующимися инспекциями равен 8000-12000 EOH (эквивалентных часов эксплуатации). Таким образом, при нормальной эксплуатации ГТУ один раз в год-полтора для любой модели ГТУ должна проводится инспекция.

Виды инспекций по периодичности

По периодичности и объемам работ инспекции (ремонты) делятся на следующие виды:

• A-Инспекция – инспекция частей камеры сгорания (CI – Inspection ) . Включает оценку общего состояния частей камеры сгорания , тракта горячих газов, входа компрессора и лопаток компрессора без разборки турбины с применением специальной техоснастки – бороскопа (в связи с эти инспекция А в инструкциях называется бороскопическая (BI – Boroscope Inspection )). Необходима для определения фактического объема работ для последующей В или С-инспекции. Включает проведение минимальных рекалибровок и регулировок при необходимости. Итог: получение отчета о состоянии двигателя, который включает в себя рекомендации по дальнейшей эксплуатации и обслуживанию.
  При бороскопической инспекции нет необходимости в разборке блока (возможно только вскрытие части камеры сгорания (CI+TP removal ), (TP – Transition Piece ). Визуальный доступ к лопаточному аппарату осуществляется через люки для бороскопа в корпусе турбины, а для лопаток впускного направляющего аппарата и последних ступеней турбины доступ осуществляется обычно через лазы в корпусе воздухозаборника и выхлопного диффузора соответственно.
• В-инспекция – (инспекция тракта горячих газов и камеры сгорания (HGP – Hot Gas Path Inspection )) – для разных моделей ГТУ включает разный объем. Может включать такой же тип проверок, как и А-инспекция, но в несколько большем объеме (т.е. можно обойтись только бороскопом). Для других моделей, согласно регламенту, может быть запланирована замена некоторых частей горячего тракта и камеры сгорания. В любом случае, объем работ и необходимость замены частей уточняется при проведении инспекции.
• С-инспекция – (главная инспекция (MI – Major Inspection)) – полная разборка и ревизия турбины, включая компрессор. Включает в себя проверки всех внутренних компонентов, защитного и контрольного оборудования, оборудования для мониторинга газотурбинного блока. Основные части после разборки проходят визуальный, и, при необходимости, контроль неразрушающими методами. Проводятся запланированные работы по замене и восстановлению комплектующих (часть из которых определяется в процессе проведения визуальных инспекций типа А и В, часть по регламенту). Время простоя при проведении инспекции С может оказаться больше планового, но этот риск может быть уменьшен при проведении надлежащего планирования.

Стоит обратить внимание, что для ГТУ упомянутая ранее жесткость требований производителей к соблюдению регламентного обслуживания обусловлена тем, что точный ресурс безаварийной работы самых ответственных узлов (таких как части камер сгорания, лопаточный аппарат турбин ГТУ, части термобарьерных элементов и покрытий) на сегодняшний день не поддается расчету. (Все математические модели, используемые при конструировании данных узлов ГТУ имеют очень большое количество допусков).

Рис. 1. Осмотр бороскопом горелочной камеры GT13E2

Поэтому, если производитель требует замену лопатки 1-ой ступени через 40000 часов, то это значит, что она должна быть заменена даже при отсутствии критических дефектов, поскольку развитие в ней имеющихся повреждений и поведение материала при дальнейшей эксплуатации не поддается моделированию и может быть разрешено только при согласии владельца.

На большинстве ГТУ, эксплуатируемых в Российской Федерации, в разной степени отсутствует достаточный объем технологической документации и специальной оснастки, необходимой для того, чтобы полностью, не обращаясь к заводам-изготовителям, выполнить весь типовой объем работ инспекций ГТУ. В интересах эксплуатирующих организаций не быть сильно зависимыми от заводов-изготовителей в столь важном вопросе, как обслуживание и ремонт основного оборудования. В связи с этим рекомендуется на правах покупателей потребовать от поставщиков ГТУ обеспечение всем необходимым комплектом документации и специальной оснастки. Это даст возможность самостоятельного выбора обслуживающей компании. На сегодняшний день у большинства собственников ГТУ этот выбор существенно ограничен. Основная задача DMEnergy – предоставить организации, эксплуатирующей ГТУ, возможность самостоятельного принятия решения, как обслуживать и проводить ремонт оборудования. Поставки комплектующих, запасных частей, расходных материалов, необходимого инструмента, и, самое главное, предоставление высококвалифицированного персонала для проведения сервиса – перечень возможностей, которые получает эксплуатирующая организация для реализации текущих сервисных задач. Компания DMEnergy проводит сервисные работы в строгом соответствии с регламентом завода - изготовителя. DMEnergy предоставляет как полный комплекс работ по долгосрочному сервисному обслуживанию газовых турбин и ГТУ, так и отдельные его части: предоставление шеф-инженеров, полевого персонала, инструментов, расходных материалов, запасных частей и т.д.

Рис. 2. Измерение зазоров 1-й ступени компрессора через ВНА. Alstom GT13E2

Полный комплект ремонтной документации на ГТУ должен, кроме прочего, включать:

• подробное описание технологической последовательности и требований к выполнению необходимых работ при выполнении плановых инспекций, предусмотренных регламентом завода-изготовителя, с указанием инструментов и приспособлений, необходимых для конкретных этапов ремонтных работ и измерений (тех. процесс, ТИ);
• критерии оценки ресурса всех узлов и деталей ГТУ, а также их состояния и пригодности к эксплуатации (критерии дефектовки, ТУ);
• поузловые и сборочные чертежи узлов и частей ГТУ, а также сложных сборных приспособлений для ремонта;
• полный комплект формуляров измерений, которые должны производиться при плановых регламентных инспекциях ГТУ (А, В, С и проч.) с описанием всех технических требований завода-изготовителя к измеряемым параметрам;
• перечни необходимых инструментов, приспособлений, расходных материалов, необходимых для выполнения работ по плановому сервисному обслуживанию, которые должны быть подробными (без использования понятия «комплект», либо с подробными описаниями указанных «комплектов»). Они должны содержать информацию, позволяющую однозначно идентифицировать указанные в перечнях позиции (рыночное наименование, краткие технические характеристики, компанию-изготовитель инструмента или материала);
• перечни узлов и деталей, которые должны быть планово заменены при сервисном обслуживании, а также перечни з/ч, рекомендуемых к постоянному наличию при эксплуатации.

Рис. 3. Установка ротора ГТУ Alstom GT13E2

Повреждения частей ГТУ

Возвращаясь к возможным дефектам частей ГТУ и их устранению, отметим, что основные причины возникновения дефектов в частях ГТУ следующие: высокотемпературная коррозия, разрушения из-за вибрации, термические деформации, механический и эрозионный износ, несоблюдение требований по топливоподготовке. Характер повреждений, вызываемых указанными причинами, в большинстве случаев позволяет обнаружить их только методами неразрушающего контроля, а устранить – сваркой. Более подробно о некоторых возможных повреждениях частей ГТУ:

• трещина в сопловом направляющем аппарате турбины (рис. 4) - растрескивание вызвано термическими циклами «нагрев-остывание». Размер трещины превышает допустимые пределы, и данный сегмент должен быть заменен в ближайшее время, независимо от сроков плановой инспекции. Данный дефект может быть устранен посредством выборки трещины, последующей сварки, механической и термической обработки и нанесением термобарьерного покрытия на заключительном этапе. В последующем отремонтированный сегмент может быть использован для замены аналогичного поврежденного;

  
  Рис. 4. Трещина в сопловом направляющем аппарате турбины

• повреждения выходной кромки лопатки компрессора (рис. 5) - часто встречается на рабочих лопатках первых ступеней компрессоров ГТУ. Причиной появления подобных «забоин» является попадание в проточную часть посторонних предметов. Конкретные повреждения не превышают допустимые пределы и могут быть устранены при ближайшей плановой инспекции ручной механической обработкой;

  
  Рис. 5. Повреждения выходной кромки лопатки компрессора

• повреждение лопаток 1-й ступени турбины (рис. 6) - состояние рабочих лопаток на снимке характерно для большинства рабочих лопаток 1-ых ступеней тракта горячих газов ГТУ, отработавших до очередной С-инспекции, и подлежащих замене. Данное состояние соответствует нормальному износу и вызвано совокупным воздействием указанных выше причин;

  
  Рис. 6. Повреждение лопаток 1-й ступени турбины (эрозионный износ входной кромки)

• повреждения жаровых труб (рис. 7) - приведенные повреждения (оплавление, деформация) патрубков жаровых труб в зоне соединения с трубками перекрестного розжига свидетельствуют о превышении допустимых температур выхлопных газов в данной зоне. Причины могут быть различные, но при обнаружении подобных дефектов, они должны быть установлены и устранены в ближайшее время. Конкретное повреждение находится в допустимых пределах и может быть устранено;

  
  Рис. 7. Повреждения жаровых труб. Износ и деформации

• загрязнение и эрозия горелочных устройств (рис. 8) - состояние на снимке характерно для большинства горелочных устройств ГТУ, отработавших до очередной B - инспекции. Загрязнение топливораздающих отверстий связано с некачественной подготовкой топливного газа. Загрязнение приводит к неравномерности температурного поля на выходе из турбины, и как следствие, повреждениям лопаток турбины.

  
  Рис. 8. Загрязнение и эрозия топливораздающих отверстий горелочных устройств

• загрязнение и эрозия лопаток 1-ой ступени компрессора (рис. 9) - состояние рабочих лопаток на снимке характерно для большинства рабочих лопаток 1-ых ступеней компрессоров ГТУ отработавших до очередной С-инспекции. Конкретные загрязнения оцениваются как значительные, удаляются при проведении инспекции вручную неабразивным материалом. Подобный уровень загрязнения свидетельствует о неудовлетворительной работе систем КВОУ.

  
  Рис. 9. Загрязнение и эрозия лопаток 1-ой ступени компрессора

Сегодня энергосистема несет существенные валютные затраты из-за сервисного обслуживания газовых турбин и ГТУ с использованием услуг зарубежных компаний. Так стоимость услуг специалистов заводов-изготовителей и крупных зарубежных сервисных компаний составляет крупную сумму в долларах США за день работы. Вместе с тем, необходимо отметить, что затраты на ремонтное обслуживание газовых турбин и газотурбинного оборудования состоят из двух основных составляющих: затрат на приобретение запасных частей, расходных материалов и оплаты услуг ремонтно-технических специалистов. Стоимость запасных частей составляет порядка 80-90% от стоимости всех затрат на ремонтно-эксплуатационное обслуживание. При этом для обеспечения надежной работы высокотехнологичного оборудования, которым является газовая турбина, и гарантированного соответствия всех ее характеристик заявленным заводом-изготовителем при поставке, требуется приобретать только оригинальные запасные части у заводов- изготовителей данного оборудования.

Сдерживающим фактором в развитии сервисного обслуживания газовых турбин и ГТУ является отсутствие в отрасли единой политики, направленной на достижение озвученной выше общей цели. Нет единой позиции в отношении вопроса организации сервисного обслуживания ГТУ. Каждый владелец оборудования решает вопрос сервисного обслуживания самостоятельно, порой способами, позволяющими выполнить только краткосрочные задачи в ущерб долгосрочной выгоде.

Для любой организации, эксплуатирующей ГТУ, важнейшее значение имеет выбор компании, которая будет проводить сервисное обслуживание. Опыт проведенных работ и отзывы заказчиков показывают, что DMEnergy – правильный выбор!

"Статья написана при участии господина Лабковича Д., технического персонала компании DMEnergy an AMCOR company и специалистов

Газотурбинные двигатели: ремонт и техническое обслуживание

Предприятие "Дизельзипсервис" в настоящий момент осуществляет постановку на ремонт одновременно несколько типов газотурбинных установок: ДЕ59, ДЖ59, М3, М7, М8, М15. Отдельно ведется постановка на ремонт двигателей типа АИ-20 в составе газотурбинной электростанции ПАЭС-2500 производства компании АО МОТОР СИЧ, а также моделей: ДВ71, ДК59, ДО63, М62, М7К, ДР76, ДС71, ДР59Л.

Участок по ремонту газотурбинных двигателей

Одновременно с этим ведется работа по созданию испытательного комплекса для газотурбинных двигателей/установок, в качестве нагрузочного устройства будет использован гидротормоз фирмы Zollner. суммарной мощностью 14 000 л.с.. Для испытания газотурбинных двигателей большей мощности ведутся переговоры по приобретению гидротормоза AVL - общей мощностью до 34 000 л.с.

Для испытания двигателей типа АИ-20 ведется подготовка испытательного стенда конструктивно схожего с компоновкой электростанции ПАЭС-2500. Нагрузка будет передаваться от двигателя через планетарный редуктор на высоковольтный генератор. Для преобразования напряжения будет использован трансформатор 6.3/0.4 мощностью 3мВт (3000кВт). Нагрузка на двигатель будет осуществляться с применением комплекса из трех нагрузочных модулей реостатного типа изготовленных на производстве предприятия «Дизельзипсервис». Мощность нагрузочных модулей два по 1мВт и один в 0.5 мВт.

Двигатель АИ-20 на ремонтном участке предприятия

Дизельзипсервис уже имеет опыт в ремонту турбин ГП НПКГ«Зоря»-«Машпроект», в настоящий момент на производстве закончено изготовление раскатного стана для стыковки/расстыковки турбин. Предприятие по роду своей деятельности - динамично развивающееся предприятие, так при постановке на ремонт газотурбинных двигателей производства ГП НПКГ«Зоря»-«Машпроект», АО МОТОР СИЧ, предприятие "Дизельзипсервис" не ограничивается конкретными модификациями или поколениями газотурбинных двигателей. Такой подход позволяет нам глубоко осваивать технологию восстановления всех составных частей газотурбинных установок.

Газотурбинные двигатели до ремонта на территории предприятия

Во избежание установки контрафактных или фальсифицированных деталей при ремонте ГТУ, предприятие подписало договор на поставку оптико-эмиссионного спектрометра, который позволяет детально контролировать химический состав материалов используемых при изготовлении тех или иных деталей, в частности контроль сплавов используемых при отливке лопаток. Этот подход позволяет многократно снизить риски аварий при эксплуатации. Следует отметить, что данная методика сейчас не используется ни на одном предприятии, осуществляющем полный цикл ремонта ГТУ.

Газовая турбина в современной промышленности входит в состав энергетической установки. Весь комплекс состоит из ее самой, воздушного компрессора, электрического генератора, вспомогательных узлов, механизмов. Электрогенератор вырабатывает электрический ток, который затем подается потребителям через систему проводов.

Газовые турбинные установки весьма популярны в области энергетики и всех ведущих сфер промышленности. Их используют в перерабатывающей, нефтяной, газовой сфере, машиностроении, сельском хозяйстве. ГТУ часто можно увидеть на территориях, где расположены предприятия разных отраслей народного хозяйства страны.

Технологии газовых турбин

Чтобы повысить эффективность функционирования газовых турбинных установок, в месте выхода из турбины осуществляют монтаж утилизирующего котла. Данный механизм предназначен для выработки тепловой энергии. В результате такой несложной операции эффективность тепловой системы повышается по крайней мере в два раза.

Вырабатываемая котлом тепловая энергия используется предприятием для теплоснабжения собственного хозяйства путем нагрева воды до нужной температуры. Вода используется для душевых, прачечных, централизованного обогрева зданий в отопительный период, сушильных помещений. В результате компания получает значительную экономию электрической энергии и финансовую эффективность.

Газовые турбины эксплуатируются в зонах с различными климатическими условиями. Технологии газовых турбин позволяют адаптировать установки для сжигания как газообразного, так и множества видов жидкого, твердого топлива. Используется мазут, отработка, светлые нефтепродукты, спиртосодержащие вещества, уголь, древесина.

Воздушные компрессоры с несколькими рабочими ступенями, входящие в состав газовой турбинной установки, обеспечивают постоянное бесперебойное сжатие воздуха. Под высоким давлением он затем нагнетается в рабочее пространство системы сгорания турбины, стимулируя процесс горения топлива.

Принцип работы

Схематически принцип действия газовой турбины показан на рисунке. Топливо подается по трубопроводам в камеру сгорания (2) . Сжатый воздух от компрессора (1) поступает туда же, смешиваясь с газом и усиливая процесс горения. Поток газа высокой температуры с огромной силой воздействует на лопатки, вращая рабочее колесо турбины (3) .

Схема работы газовой турбины.

В процессе функционирования газовой турбины часть энергии вращает привод компрессора, другая часть расходуется на выработку электрического тока электрогенератором. После выполнения полезной работы горячие газы выходят через сопло, где предполагается их дальнейшее использование.

Обслуживание газовых турбин

Огромную роль в продлении срока службы, длительного безаварийного функционирования играет регулярное техническое обслуживание газовых турбин и регламентные работы. Процесс постоянного горения, высокие динамические нагрузки, повышенные скоростные режимы неизбежно наносят свое разрушающее воздействие.

Поэтому за работой газовых турбин необходимо осуществлять неусыпный контроль, своевременно выявляя малейшие отклонения от нормы. Проведение регулярного регламентного обслуживания этой высокоэффективной техники позволит избежать случаев внезапного выхода из строя, предотвратить разрушительные аварии дорогостоящего оборудования и, как следствие, предотвратить крупные убытки предприятия.

В приведённой ниже таблице расписаны регламентные работы по обслуживанию и инспекциях газовых турбин.

Виды инспекций и периодичность технического обслуживания газовых турбин

Каждая отдельная конструкция газовой турбины, в зависимости от условий эксплуатации, вида потребляемого топлива, нагрузочных режимов, технических характеристик, требует индивидуального подхода, собственных нестандартных решений. Поэтому тип обслуживания, объем, периодичность регламентных работ необходимо обсуждать отдельно с каждым заказчиком.

5.1.2. Для ГТУ, пускаемой после монтажа, должна быть составлена программа пуска, в которую необходимо включить требования во взрывопожаробезопасности с указанием должностных лиц, ответственных за выполнение конкретных мероприятий.

5.1.3. Пуск ГТУ должен осуществляться автоматически.

Наладка системы автоматического пуска (САП) должна проводиться с помощью имитатора без подачи топлива в камеры сгорания.

5.1.4. Пуск ГТУ может осуществляться;

Из холодного состояния - при температуре металла корпуса турбины менее 150°С, после простоя установки более 3 сут, после монтажа или ремонта ГТУ;
- из неостывшего состояния - при температуре металла корпуса турбины 150-250°С;
- из горячего состояния - при температуре металла корпуса турбины выше 250°С.

Скорость повышения температуры газов в проточной части, частоты вращения и набора нагрузки не должна превышать заданной заводом-изготовителем ГТУ при пуске из каждого теплового состояния агрегата.

5.1.5. Программы САП должны позволять осуществление нормальных и ускоренных пусков ГТУ из каждого теплового состояния агрегата.

5.1.6. Пуск ГТУ может осуществляться как на основном топливе, так и на специальном пусковом топливе, вид которого должен быть указан в ТУ на поставку установки на ТЭС.

5.1.7. Стопорные и регулирующие топливные клапаны ГТУ должны быть плотными.

Плотность топливных клапанов ГТУ должна проверяться не реже I раза в месяц при регулярной эксплуатации установки, а также перед пуском после длительного (свыше 7 сут) простоя ГТУ.

5.1.8. Зажигание топлива в камере сгорания при пуске установки запрещается без предварительной вентиляции трактов ГТУ цикловым компрессором с приводом от пускового устройства.

После неудачной попытки зажигания подача топлива в камеру сгорания должна быть прекращена; повторное зажигание допускается после вентиляции трактов не менее 4 мин для жидкого и 10 мин для газообразного топлива.

5.1.9. Система автоматического пуска должна включать блокировки, препятствующие выполнению последующего этапа пуска до полного завершения предыдущего.

5.1.10. Пуск ГТУ должен быть прекращен действием автоматических защит или персоналом в случаях:

Повышения температуры газов в проточной части выше допустимой по графику пуска;
- недопустимого повышения или понижения давления топлива перед стопорным клапаном;
- возникновения помпажа циклового компрессора или недопустимого приближения к границе помпажа;
- нарушения установленной последовательности пусковых операций;
- взрыва ("хлопка") в камере сгорания или далее по ходу газов в тракте ГТУ;
- воспламенения топлива иди масла в ГТУ.

5.1.11. Запрещается пуск ГТУ после аварийного останова или сбоя при предыдущем пуске, если причины этих отказов не устранены.

5.1.12. При использовании в ГТУ котлов-утилизаторов (КУ) или экономайзеров пуск установки должен производиться с полностью открытыми к дымовой трубе шиберами; переключение шиберов, включение в работу КУ или подогревателей, зажигание топлива в дожигающих устройствах за турбиной допускается только после выхода агрегата на "холостой ход".

5.2. Нормальная эксплуатация ГТУ

Эксплуатация газотурбинных установок должна вестись в соответствии с разд.4.6 Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей (М.: Энергоатомиздат, 1989).

5.3. Останов ГТУ

5.3.1. Нормальный (плановый) останов ГТУ должен производиться по программе, реализуемой системой автоматического останова (САО).

5.3.2. Программа САО для обеспечения взрывопожаробезопасности должна включать:

Разгружение агрегата в заданном темпе;
- закрытие регулирующих топливных клапанов, стопорных клапанов и электрозадвижек на трубопроводах подвода топлива к узлам регулирования;
- открытие вентилей на трубопроводе продувки газопровода при использовании газообразного топлива или дренажных клапанов при использовании жидкого топлива;
- эффективную вентиляцию газовоздушных трактов установки не менее чем с двукратным обменом воздуха;
- продувку топливных коллекторов и форсунок воздухом, паром или инертным газом в соответствии с ТУ завода-изготовителя ГТУ;
- закрытие шиберов на стороне всасывания и (или) выхлопе ГТУ по окончании вентиляции газовоздушных трактов.

5.3.3. При выводе ГТУ в длительный резерв должны быть приняты меры к ее консервации. Продолжительность останова, при которой требуется консервация, перечень подлежащих консервации узлов и технология ее проведения должны быть указаны в ТУ завода-изготовителя ГТУ.

5.4. Аварийное состояние ГТУ

5.4.1. По условиям взрывопожаробезопасности газотурбинная установка должна быть аварийно остановлена защитой или персоналом в случаях, перечисленных в пп.4.6.18 и 4.6.19 ПТЭ; в случаях, перечисленных в п.4.6.20 ПТЭ, ГТУ долина быть разгружена и остановлена по решению главного инженера ТЭС.

6. РЕМОНТ ГТУ

6.1. Периодичность средних и капитальных ремонтов ГТУ устанавливается с учетом фактического состояния оборудования.

Текущие ремонты должны проводиться в соответствии с регламентом технического обслуживания оборудования ГТУ, утвержденным главным инженером ТЭС.

6.2. Ремонт оборудования газотурбинной установки допускается только по письменному разрешению руководства газотурбинного цеха (по наряду).

6.3. Огневые работы в ГТЦ должны выполняться по наряду, подписанному руководством цеха и согласованному с пожарной охраной объекта.

6.4. Текущий ремонт газопроводов и оборудования газового хозяйства ГТУ должен выполняться по графику, утвержденному главным инженером ТЭС, но не реже 1 раза в год.

6.5. Вывод в ремонт газового оборудования необходимо производить в следующем порядке:

Закрыть задвижки на входе и выходе ремонтируемого оборудования;
- открыть вентили продувочных трубопроводов на ремонтируемом оборудовании;
- проверить герметичность закрытия входных и выходных задвижек; установить токопроводящие перемычки и заглушки во фланцах задвижек;
- продуть сжатым воздухом (или инертным газом) до вытеснения всего газа оборудование, выводимое в ремонт, совместно с газопроводами. Окончание продувки определяется анализом, при котором остаточное содержание газа в продувочном воздухе (при инертном газе) не превышает 1% по объему.

6.6. После окончания ремонта на газопроводах и газовом оборудовании ГТУ необходимо провести испытания их на прочность и плотность воздухом в соответствии с указаниями ПБГХ и составлением соответствующего акта. Для газопроводов и оборудования газового хозяйства при давлении выше 1,2 МПа (12 кгс/кв.см) следует пользоваться "Правилами технической эксплуатации магистральных газопроводов".

6.7. Запрещается приступать к вскрытию турбины, камеры сгорания, стопорного и регулирующего топливных клапанов, не убедившись в том, что задвижки и вентили по газу закрыты, заглушки установлены, арматура трубопроводов продувки открыта и исключена возможность попадания газа к месту производства работ.

6.8. Места производства ремонтных и огневых работ должны быть обеспечены необходимыми средствами пожаротушения.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ТЕРМИНОВ

Газотурбинная установка - конструктивно-объединенная совокупность газовой турбины, газовоздушного тракта, система управления и вспомогательных устройств. В зависимости от вида ГТУ в нее могут входить компрессоры, камеры сгорания и т.д.

Энергетическая ГТУ - газотурбинная установка, предназначенная для привода электрогенератора.

ГТУ простого цикла - газотурбинная установка, термодинамический цикл состоит только из следующих один за другим процессов сжатия, нагрева и расширения рабочего тела.

ГТУ сложного цикла - газотурбинная установка, термодинамический цикл которой включает промежуточное охлаждение при сжатии и (или) подвод теплоты при расширении рабочего тела.

ГТУ открытого цикла - газотурбинная установка, в которую воздух поступает из атмосферы, а выхлопные газы отводятся в атмосферу.

Многовальная ГТУ - газотурбинная установка, имеющая несколько валов с независимыми друг от друга частотами вращения.

ГТУ с независимой (свободной) силовой турбиной - газотурбинная установка, в которой силовая газовая турбина механически не связана с компрессором.

ГТУ с конвертированным ГТД - газотурбинная установка, в состав которой входит транспортный газотурбинный двигатель (газотурбогенератор).

Парогазовая установка - установка, состоящая из паротурбинной и газотурбинной частей, в которой теплота выхлопных газов ГТУ используется для утилизации в цикле ПТУ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Справочное

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Обязательное

ПЕРЕЧЕНЬ ДЕЙСТВУЮЩЕЙ НОРМАТИВНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

1. ГОСТ 12.1.004-85. Пожарная безопасность. Общие требования.
2. ГОСТ 12.1.010-76. Взрывобезопасность. Общие требования.
3. СНиП II-58. Электростанции тепловые.
4. СНиП II-106. Склады нефти и нефтепродуктов.
5. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. 14-е издание. М.: Энергоатомиздат, 1989.
6. Правила пожарной безопасности для энергетических предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1988.
7. Правила безопасности в газовом хозяйстве. - М.: Недра, 1980.
8. Правила взрывобезопасности при использовании мазута и природного газа в котельных установках: ПР 34-00-006-84. - М.: СПО Союзтехэнерго, 1984.
9. Правила устройства электроустановок: 6-е издание. - М.: Энергоатомиздат, 1985.
10. Правила техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей. - М.: Энергоатомиздат, 1985.
11. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок. М.: Энергоатомиздат, 1986.
12. Типовая инструкция по эксплуатации газового хозяйства.тепловых электростанций, сжигающих природный газ: ТИ 34-70-062-87 - М.: СПО Союзтехэнерго, 1987.
13. Типовая инструкция по предупреждению и ликвидации аварий на тепловых электростанциях: ТИ 34-66-061-87. - М.: СПО Союзтехэнерго, 1987.
14. Инструкция по проектированию противопожарной защиты энергетических предприятий: РД 34-49. 101-87. - М.: Информэнерго, 1987.
15. Инструкция по проектированию отопления и вентиляции нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий. ВСН 21-77. М.: Миннефтехимпром, 1977.
16. Инструкция о мерах пожарной безопасности при проведении огневых работ на энергетических объектах Минэнерго СССР. - М.: ХОЗУ Минэнерго СССР, 1985.
17. Инструкция по содержанию и применению первичных средств пожаротушения на предприятиях Минэнерго СССР. - М.: СПО Союзтехэнерго, 1980.
18. Технические условия (типовые) на проектирование газопроводов давлением до 4,0 МПа (40,0 кгс/см(2)) для газотурбинных установок электростанций. Утв. Минэнерго СССР 08.08.1988 г.
19. Перечень помещений и зданий энергетических объектов Минэнерго СССР с указанием категорий по взрывопожарной и пожарной опасности. № 8002 TM-T1.

Техническое обслуживание, текущий и капитальный ремонты ГТУ проводятся по планам, которые составляются в соответствии с требованиями инструкций заводов-изготовителей. Периодичность технического обслуживания и ремонтов зависит также от режима работы ГТУ, количества пусков, вида топлива. Кроме того, прини­мается во внимание состояние основного и вспомогательного обо­рудования ГТУ.

Операции по техническому обслуживанию проводятся в опре­деленной последовательности и в установленные сроки. На каж­дой станции утверждается регламент технического обслуживания

/ГТУ и оговаривается технология выполнения регламентных работ." В регламентные работы входят, например, периодическая очистка турбин, компрессоров и теплообменников, осмотр лопаток турбин и компрессоров, проверка плотности газового и воздушного трак­тов, трубопроводов, шаберов и арматуры. Важным этапом регла­ментных работ является проверка исправности системы автомати­ческого регулирования и защиты ГТУ.

Проверку работы автомата безопасности с увеличением часто­ты вращения ротора проводят после каждой его разборки, перед испытанием ГТУ на сброс нагрузки и после длительного его про­стоя (более 1 месяца). Не менее одного раза в 4 месяца проверя­ют исправность защиты от превышения температуры газа перед турбинами.

В программу регламентных работ входят также контрольные пуски ГТУ, при которых измеряют параметры, позволяющие опре­делить соответствие режима пуска заданному режиму.

Система регулирования при мгновенном сбросе нагрузки должна удерживать ГТУ в режиме, при котором не срабатывала бы ни одна из защит, а ГТУ автоматически выходила бы на холостой ход. Регламентными работами предусмотрена проверка системы ре­гулирования мгновенным сбросом максимальной нагрузки отклю­чением генератора от сети.

Для диагностирования состояния ГТУ при ее остановах про­водят осмотры, целью которых является непосредственное обна­ружение неисправностей (износа форсунок, трещин в лопатках, короблений пламенных труб и др.) или установление их по косвен­ным признакам (например, по наличию кусочков металла, частей лопаток, или поврежденных деталей на выхлопе). Осмотры могут проводиться как без разборки, так и с частичной или полной раз­боркой ГТУ.

Целью ремонтов, является проведение плановых восстанови­тельных работ или устранение результатов аварий и неполадок. Примером восстановительных работ является замена рабочих ло­паток, отслуживших свой срок по запасу длительной прочности, перезатяжка фланцев турбины, замена пламенных труб, отрабо­тавших ресурс, перезаливка баббита подшипников. Характер ре­монтных работ после аварий зависит от вида разрушений и их последствий. В некоторых случаях восстановительные работы при­ходится выполнять на заводе-изготовителе.

Все работы по оперативному и техническому обслуживанию ГТУ должны выполняться качественно, в срок, без ущерба для безопасности и здоровья обслуживающего и ремонтного персона­ла. Обслуживание ГТУ, проведение регламентных и ремонтных работ должны быть организованы так, чтобы производственные травмы и несчастные случаи были исключены. Каждый работник должен знать и строго выполнять правила безопасного обслужи­вания и проведения ремонтных работ. Администрация обязана обеспечить организационные и технические мероприятия по созда­нию безопасных условий труда.

Регулярный инструктаж, обучение персонала и постоянный конт­роль за соблюдением правил техники безопасности на электро­станциях обязательны.. Ответственность за несчастные случаи не­сет как администрация, не обеспечивая соблюдение правил безопасного производства работ, так и лица, нарушившие эти пра­вила.

Производственный персонал должен уметь освобождать попав­шего под напряжение и оказывать ему первую помощь, а также оказывать первую помощь пострадавшим при других несчастных случаях.

По характеру производственных процессов ГТУ являются аг­регатами повышенной пожаро- и взрывоопасности и требуют обес­печения электробезопасности. В этих условиях строжайшее соблю­дение правил техники безопасности является насущной и еже­дневной необходимостью.

~ Контрольные вопросы

1. Какими величинами оценивается качество работы ГТУ?

2. Каковы обязанности персонала при обслуживании ГТУ?

3. На какие этапы подразделяется пуск ГТУ?

4 В чем особенности обслуживания ГТУ при пуске и останове? 5. Как организуется ремонт и безопасное обслуживание ГТУ?

Заключение

В настоящем учебнике содержатся основные сведе­ния, которые необходимы молодому рабочему, чтобы целенаправленно и качественно обслуживать газотур­бинные установки. Ряд разделов может показаться слишком сложным для усвоения, перенасыщенным тео­рией, которая, на первый взгляд, больше нужна инже­нерно-техническим работникам. Н6 это только на пер­вый взгляд. Несколько позже, когда будет накоплен некоторый практический опыт, прочтите параграфы, вы­звавшие затруднения еще раз (а может быть, и не раз). Проанализируйте их, опираясь на свой практический опыт.

В "сочетании с практикой конкретной работы полу­ченные знания позволят вам не только хорошо обслу­живать имеющееся оборудование, но и быстрее осваи­вать новую технику, находить пути экономии топлива и материалов, оперативно реагировать на изменения ус­ловий эксплуатации газотурбинных установок, обеспе­чивая их надежную и экономичную работу при всех режимах; Иными словами, ваша квалификация будет соответствовать требованиям, которые предъявляет к квалификации современного рабочего наша эпоха - эпоха научно-технической революции.

О х о т и н В. С. и др. Основы теплотехники. - М.: Высшая шко­ла, 1984.

К о с т ю к А. Г., Шерстюк А. Н. Газотурбинные установ­ки. - М.: Высшая школа, 1979.

Сторожук Я. П. Камеры сгорания стационарных газотур­бинных и парогазовых установок. - Л.: Машиностроение, 1978.

Ковалевский М. М. Стационарные ГТУ открытого цик­ла. - М.: Машиностроение, 1979.

Ольховский Г. Г. Энергетические газотурбинные установ­ки.- М.: Энергоатомиздат, 1985.

Газотурбинные установки/Справочное пособие.- Л.: Машино­строение, 1978.

Соколов В. С, Деев Л. В. Устройство и обслуживание энергетического блока. - М.: Высшая школа, 1985.

Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. -М": Энергия, 1977.

Предисловие Введение

Глава первая. Основные элементы газотурбинных установок …………………………………….6

Общие сведения о газотурбинных установках …………………………………………………………. 6

Устройство газовой турбины и компрессора...……………………………………………………………8

Роторы газовых турбин и компрессоров..…………………………………………………………………10

Подшипники роторов....,.,..…………………………………………………………………………………..15

Корпуса компрессоров и газовых турбин. ……………………………………………………………..20

Камеры сгорания.………………………………………………………………………………………………. 22

Теплообменные аппараты.......……………………………………………………………………………….30

Фильтры и глушители.......…………………………………………………………………………………… 32

Пусковые устройства..………………………………………………………………………………………… 34

Глава вторая. Схемы и экономичность газотурбинных установок ………………………………35

§ 10. Простая газотурбинная» установка....………………………………………………………….. 35

§ П. Газотурбинная установка с регенерацией теплоты ……………………………………………..41

§ 12. Газотурбинная установка с промежуточными подогревом, рабо­чего тела и охлаждением воздуха ………………………………………………………………………………………………………………………. 44

§ 13. Газотурбинные установки парогазовых установок и атомных электростанций………..48

§ 14. Влияние потерь на экономичность газотурбинных установок ……………………………. 51

Глава третья. Рабочий процесс в газовой турбине.………………………………………………… 53

§ 15. Рабочий процесс в ступени турбины....……………………………………………………………. 53

§ 16. Рабочий процесс в многоступенчатой турбине.………………………………………………… 57

§ 17. Определение числа ступеней и основных размеров проточной части газовой турбины...60

§ 18. Характеристики газовых- турбин.....…………………………………………………………………. 63

Глава четвертая. Рабочий процесс в компрессоре..…………………………………………………. 65

§ 19. Рабочий процесс в ступени компрессора...……………………………………………………….. 65

§ 20. Определение числа ступеней и основных размеров компрессора…………………………..68

§ 21. Характеристики компрессоров......……………………………………………………………………70

Глава пятая. Рабочий процесс в камере сгорания и определение ос­новных параметров газотурбинных установок...………………………………………………………………………………………………………..72

§ 22. Топлива для ГТУ и их характеристики..………………………………………………………….. 72

| 23. Общие сведения о процессе горения. . -...…………………………………………………………75

". § 24. Сжигание топлива в камере сгорания.....…………………………………………………………76

§ 25. Охлаждение камеры сгорания и продуктов горения. Определе­ние расходов первичного и вторичного воздуха..………………………………………………………………………………………….. 80

§ 26. Выбор температуры газа перед турбиной...……………………………………………………….,83

§ 27. Тепловые диаграммы и их применение для расчета тепловых процессов в турбине и компрессоре."...………………………………………………………………………………………………… 86

Глава шестая. Охлаждение газотурбинных установок ……………………………………………..88

§ 28. Система охлаждения........………………………………………………………………………………...88

§ 29. Охлаждение корпуса газовой турбины..…………………………………………………………....-90

§ 30. Охлаждение ротора газовой турбины...……………………………………………………………...92

§ 31. Охлаждение сопловых и рабочих лопаток..………………………………………………………...94

§ 32. Распределение температур в элементах ГТУ...……………………………………………………..98

Глава седьмая. Переменные режимы работы газотурбинных уста­новок............…………....101

§ 33. Работа газовых турбин при частичных нагрузках.... 101 § 34. Работа компрессора при частичных нагрузках …………………………………………………………………………………………………………..,103

§ 35. Режимы работы ГТУ при частичных нагрузках. . . …………………………………..…. .104

Глава восьмая. Системы топливо- и маслоснабжения автоматиче­ского регулирования защиты газотурбинных установок.……………………………………………………………………………………..110

§ 36. Система топливоснабжения ГТУ, работающей на жидком топливе....……………………111

§ 37. Система топливоснабжения ГТУ, работающей на газообразном топливе......….………..112

§ 38. Автоматическое регулирование и защита ГТУ.……………………………………………………113

§ 39. Система маслоснабжения ГТУ....……………………………………………………………………… 120

Глава девятая. Потребители мощности газотурбинных установок. ……………………………. 121

§ 40. Электрический генератор.....………………………………………………………………………….....121

- § 41. Нагнетатель природного газа.....……………………………………………………………….... 126

§ 42. Характеристики потребителей мощности ГТУ ……………………………………………………127

Глава десятая., Аварии и неполадки газотурбинных установок. ……………………………….. .129

§ 43. Причины аварий и неполадок ГТУ …………………………………………………………………….129

§ 44. Аварии и неполадки газовых турбин и компрессоров. . …………………………………..130

§ 45." Аварии и неполадки камер сгорания, регенераторов и воздухо­охладителей................ 133

Похожая информация.