Назвать основные неисправности турбин.

На внутренний КПД турбины также влияет образование отложений на профильной части лопаток и увеличение радиальных зазоров над рабочими и под сопловыми лопатками. Коробление статорных деталей турбины при несовершенной конструкции их системы охлаждения может вызвать возрастание радиальных зазоров даже на несколько миллиметров в основном за счет срабатывания утонений на РЛ.

Износ лабиринтовых уплотнений также увеличивает вредные протечки, равно как и задевания в лопаточном аппарате. Лопатки могут получить ударно-механические повреждения при попадании посторонних предметов от вылетевшей РЛ.

Диагностические признаки снижения эффективности турбины разнообразны и обычно рассматриваются в комплексе с ГТУ в целом.

Многочисленные дефекты снижают надежность работы турбины. К ним относятся термоусталостные трещины в выходных кромках сопловых и рабочих лопаток неохлаждаемых первых венцов. Для полых охлаждаемых СЛ и РЛ нередки прогары тонких стенок при нарушениях в системе их охлаждения или при большой неравномерности температурного поля камеры сгорания. Возможно выкрашивание кромок лопаток.

На лопатках, имеющих жаростойкое или термобарьерное покрытие, оно может отслаиваться или выкрашиваться. Неохлаждаемые лопатки без покрытия подвержены обезлегированию поверхностного слоя.

Материал лопаток из сплава на никелевой основе претерпевает укрупнение зерен и снижение длительной прочности.

Полые тонкостенные охлаждаемые лопатки могут получать коробление вследствие неравномерного нагрева и градиентов температур. При перегревах или пережогах лопаток меняется их цвет и прочностные свойства. Происходит вредное изменение микроструктуры и ускоренный рост зерна. Для РЛ опасна неравномерность температурного поля по радиусу, для СЛ первой ступени и по радиусу и по окружности. Вследствие перегрева возможна вытяжка РЛ, а при повышенных вибронапряжениях возможен их обрыв. В новых конструкциях для контроля температуры охлаждаемых РЛ турбины используют оптические пирометры. Поверхностные слои лопаток подвергаются тепловым ударам особенно при погасании факела в камере сгорания. Это приводит к снижению прочностных свойств, к появлению и росту микротрещин, появлению окалины.

Для дисков и роторов возможно нарушение работы системы охлаждения, часто при заносе пылью и продуктами коррозии каналов для прохода охлаждающего воздуха. В охлаждаемых статорных деталях турбины при заносе каналов или появлении утечек возникают коробления. Плотность и чистота каналов системы охлаждения должна обязательно проверяться при ремонтах.

При повышенной вибрации лопаток и достаточно высокой их вибропрочности могут возникнуть трещины в елочных пазах дисков.

Для одноступенчатых турбин, имеющих посадку дискового ротора на радиальных пальцах, возможны нарушения посадки и возникновение боя дисков.

В сболченных роторах возможно ослабление затяжки болтов, например вследствие недопустимо высоких вибронапряжений при поперечных колебаниях ротора. Сопловые аппараты диафрагменной конструкции могут получать остаточные деформации.

При перекрытии хотя бы одного соплового канала или большом и неравномерном изменении выходных сечений сопловых аппаратов, может произойти виброполомка рабочих лопаток. Усталостные повреждения - наиболее распространенная причина разрушения рабочих лопаток. Вначале образуются микротрещины, затем они сливаются в более заметную. Перед поломкой изменяется частота лопатки, что может служить диагностическим признаком. Изменяется и положение торцевой поверхности лопатки по отношению к статору, что также используется в качестве диагностического признака.

Основные неисправности камер сгорания.

Наиболее часто встречающийся дефект - нарушение равно­мерности температурного поля по окружности и по радиусу кольцевого входа в СА.

Неравномерность поля ограничивает возможности нагружения, вызывает динамические напряжения в РЛ, коробление статорных деталей турбины, может вызвать перегревы и прогары тонкостенных деталей. Диагностируется с помощью термопар, установленных непосредственно за последней ступенью турбины до поворота потока. Иногда термопары ставятся и перед свободной турбиной. Число термопар обычно соответствует числу горелочных устройств. Возможен контроль неравномерности и по замеру температурного поля перед свободной турбиной.

Распространенным дефектом является коксование горелочных устройств вследствие несовершенной их конструкции или попадания частиц масла и тяжелых углеводородов в топливный тракт. Это приводит к сильному искривлению температурного поля за КС.

Часто встречающимся дефектом являются также перегревы, пережоги и прогары жаровых труб (или элементов общей кольцевой КС) и последующих участков газоподводящего тракта. Причина здесь - неравномерность факела, часто связанная с коксованием или засорением горелок. Факел постоянно пульсирует, но при недоведенности камеры сгорания или при существенном изменении состава топливного газа возможно появление вибрационного горения. При повышенной пульсации факела нередко появление на стенках жаровых труб термоусталостных трещин, которые обычно начинаются от сварных швов.

В стыке жаровой трубы с последующим патрубком может, возникать износ и наклеп, вызванный пульсацией факела.

Высокотемпературные ГТУ имеют на внутренней поверхности жаровых труб термобарьерное покрытие, которое может разрушаться или отслаиваться.

Нагарообразование на стенках КС вызывает в них температурные напряжения, так как снаружи жаровая труба охлаждается.

Эндоскопирование встроенных КС обычно производится через отверстия для установки горелок.

Эндоскопы, используемые для осмотра стенок изнутри жаровой трубы, обычно имеют источник света и оптическую систему, увеличива­ющую дефект. Диагностическая система должна сравнивать новое изображение с предыдущим.

Для выравнивания по окружности температурного поля в многогорелочных КС используют калиброванные шайбы различного диаметра, устанавливаемые на газоподводящих патрубках.

 

Основные факторы, влияющие на ресурс высокотемпературной части ГТУ (ГТД).

При исправном оборудовании высокотемпературные детали турбоагрегата, включая камеру сгорания, требуют повышенного внимания персонала.

Для лопаток турбины особенно опасно попадание в камеру сгорания газового конденсата и других жидких фракций углеводородного топлива, которые могут вызвать догорание факела в проточной части и оплавление лопаток.

При каждом пуске и останове ГТУ (одна теплосмена) детали высокотемпературного тракта подвергаются значительным температурным напряжениям. Выходные кромки лопаток нагреваются и остывают быстрее массивной части пера лопатки и вследствие этого испытывают напряжения сжатия при пуске и быстром прогреве и растяжения при погасании факела в камере сгорания. Поэтому число пусков и остановов, скорость пусков, число внезапных остановов с полной нагрузки должны тщательно учитываться. Для часто пускаемых и останавливаемых ГТУ термическая усталость является преобладающим фактором, определяющим ресурс. Приближение к исчерпанию ресурса может вызываться независимо наработкой или числом теплосмен. Для определения периодичности осмотров, изготовитель может пользоваться эквивалентным числом часов. Некоторые изготовители стационарных ГТУ считают, что один пуск эквивалентен 30-60 часам работы под нагрузкой. Для определения срока осмотра следует отдельно учитывать быстрые пуски и нагружеиия и внезапные остановы с полной нагрузки.

Большое значение имеет равномерность температурного поля после камеры сгорания. Местное превышение температуры на 50-60 °С означает увеличение наработки для омываемых этим потоком деталей приблизительно в шесть раз. Превышение расчётной температуры на 100 °С можно приравнять к сорокакратному увеличению наработки высокотемпературных деталей при этом режиме.

Длительная работа при пониженной температуре газа за камерой сгорания увеличивает ресурс «горячих» частей.