Повышение эффективности работы приводных стационарных газотурбинных установок в условиях эксплуатации ООО "Газпром трансгаз Югорск"

• Автор: Прокопец, Алексей Олегович
• Шифр специальности: 05.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ И ИНДЕКСЫ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО ТЕМЕ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Теория осевых компрессоров ГТУ. С’рывные и неустойчивые режимы
работы ступени и компрессора
1.2. Теория осевых газовых турбин. Влияние основных характеристических коэффициентов на внутренний КПД турбины. Распределение теплоперепадов между отсеками турбины
1.3. Анализ способов определения и регистрации срывных и неустойчивых режимов работы отдельных венцов и отсеков ОК
1.4. Постановка задач исследования
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ
ИСПЫТАНИЙ ОСЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ СТАЦИОНАРНЫХ ГТУ В
УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
2.1. Разработка схемы измерений и программы испытаний
2.2. Специальные испытания осевого компрессора ГТК
в Лонг-Юганском ЛПУ МГ
2.3. Обработка и анализ результатов испытаний ГТУ ГТК
2.4. Выводы по главе
ГЛАВА 3. РАСЧЁТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА ГТУ ГТК
3.1. Построение расчётной модели
3.2. Верификация расчётного метода для исследования процесса сжатия в компрессоре на основе результатов испытаний натурной ГТУ
в Лонг-Юганском ЛПУ МГ
3.3. Исследование рабочего процесса в осевом компрессоре
3.4. Разработка рекомендаций по повышению аэродинамической эффективности лопаточного аппарата осевого компрессора
3.5. Расчётное исследование течения в канале воздухозаборного устройства КВОУ газоперекачивающего агрегата ГТК
различных конструкций
3.6. Выводы по главе
ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ И АПРОБАЦИЯ СПОСОБА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ГТУ ТИПА ГТН
В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
4.1. Опыт проектирования и экспериментальные исследования ступеней
турбины ГТН-16, накопленные ЗАО «УТЗ»
4.2. Способ повышения эффективности работы ГТУ ГТН
4.3. Апробация способа повышения эффективности работы ГТУ типа
ГТН-16 в условиях эксплуатации
4.4. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ И ИНДЕКСЫ
Условные обозначения:
b - длина хорды лопатки; с - значение скорости в абсолютном движении; i = осХном - «! - угол атаки;
Ма - число Маха;
п - частота вращения ротора компрессора/турбины; р - давление; г - радиус;
t - шаг лопаточной решётки;
и - окружная скорость;
ун— безразмерное расстояние от стенки;
а - угол потока в абсолютном движении (относительно фронта решётки);
/3 - угол потока в относительном движении;
тс - степень повышения/понижения полного давления;

Са = — - коэффициент расхода; и

// = —f - коэффициент нагруженности;

х = — - характеристический коэффициент.

Сокращения:
БПФ - быстрое преобразование Фурье;
В ЗУ (К) - воздухозаборное устройство (камера);
ГДУ - газодинамическая устойчивость;
ГПА - газоперекачивающий агрегат;
ГТД - газотурбинный двигатель;
ГТУ - газотурбинная установка;
КВОУ - комплексное воздухоочистительное устройство;
В приведенном выше обзоре приведены несколько способов диагностирования срывных и помпажных явлений в проточной части:
- тензометрирование лопаток;
бесконтактное измерение вибраций лопаток при помощи специального оборудования на корпусе ГТД (снаружи);
- измерение пульсаций статического (полного) давления над рабочим колесом;
- расчетные способы прогнозирования срывных явлений.
Тензометрирование лопаток для определения вибронапряжений, в том
числе вызванных срывными процессами в проточной части, сопровождается их препарированием. Места расположения датчиков выбираются на основании прогнозных оценок либо дополнительных исследований. Токоприемники, применяющиеся для передачи сигналов от тензодатчиков, закрепленных на вращающихся РЛ, характеризуются низким ресурсом надежной работы и дороговизной, что может приводить к неоднократной сборке/разборке измерительной схемы.
Бесконтактный метод исследования неустойчивых режимов в ОК предполагают использование датчиков, устанавливаемых на статор и генерирующих электрический импульс в момент прохождения рядом с ними лопатки. Метод пригоден и для условий эксплуатации, однако спектральный анализ исходных сигналов крайне затруднен из-за регистрации большого числа пульсаций параметров различной физической природы. Преимуществами метода является сравнительная простота реализации и возможность измерения параметров не только препарированных лопаток, всего венца одновременно.
Таким образом, анализ имеющихся в научно-технической литературе данных по опыту определения и регистрации срывных и неустойчивых режимов работы отдельных венцов и отсеков ОК показывает, что: