9. Понятие помпажа. Причины и последствия, вызывающие повышенную вибрацию.

Помпажом осевых компрессоров принято называть явления автоколебаний малой частоты (порядка нескольких герц) всей массы рабочего тела в системе компрессор-сеть. Колебания по своей форме могут быть близкими к гармоническим. В режиме помпажа поток рабочего тела в пределах проточной части осевого компрессора может иметь самые различные формы движения, хотя наиболее характерными являются обратные токи.

Помпажвозникает при срыве потока на лопатках компрессора под влиянием больших положительных углов атаки. Например, если при неизменной частоте вращения увеличивать давление в нагнетательном патрубке, то в последней ступени компрессора будет снижаться коэффициент расхода. При этом углы атаки на лопатках будут возрастать и в некоторый момент времени в последней ступени произойдет срыв потока и уменьшится напор компрессора.

Уменьшение напора должно восполниться за счет работы предпоследней ступени. Но предпоследняя ступень сама уже работает вблизи неустойчивой зоны. Она не может обеспечить двойную нагрузку. Поэтому срыв потока произойдет и предпоследней ступени тоже. Поток воздуха устремится из нагнетательной линии в сторону всасывающей, что приведет к падению давления в нагнетательной камере. В какой-то момент времени давление в нагнетательной линии упадет настолько, что, вращаясь, ступени компрессора будут в состоянии вновь нагнетать воздух и поток вновь изменит направление своего движения. Таким образом, будут возникать колебания воздуха, вихри, различные направления движения воздуха в пределах проточной части компрессора.

При полном срыве потока в одной из ступеней возникают зоны срыва, которые могут проходить через всю проточную часть компрессора; экономичность компрессора при этом резко падает, агрегат начинает сильно вибрировать, работать на таком режиме нельзя. Внешние признаки помпажа весьма характерны. Вдали от линии помпажа при большой производительности компрессор издает резкий свистящий шум.

Меры борьбы с помпажом можно условно разделить на две группы. К первой группе относятся мероприятия: выбор малых окружных скоростей, увеличение густоты решетки, выбор профилей лопаток с большой относительной толщиной и большим радиусом скругления входной кромки. Ко второй группе относятся мероприятия, такие как регулирование работы компрессора с помощью поворотных лопаток направляющего аппарата, вдувание воздуха в поток рабочего тела через щели в профиле лопаток, перепуск воздуха. Наименее экономичным, но весьма простым и эффективным способом, получившим широкое распространение на практике, является перепуск воздуха (противопомпажный сброс воздуха).

10. Причины и последствия отложений в камерах сгорания, приводящие к авариям в гту.

Камера сгорания является одним из основных элементов, обес­печивающих надежную и экономичную работу ГТУ. Наиболее час­то встречающейся неполадкой является большая неравномерность температур газа за встроенными камерами сгорания. Аварии и неполадки камер сгорания вызываются: также короблением корпусов и пламенных труб, прогаром и появлением в них отложений, пуль­сациями горения, погасанием факела, смятием, пламенных труб, нарушением режима работы горелок или форсунок.

Коробление корпусов и пламенных труб является следствием неравномерного распределения температур, которое может возни­кать из-за дефектов охлаждения — нерационального распределе­ния охлаждающего воздуха вблизи поверхности корпуса и пламен­ной трубы или в результате смещения факела в пламенной трубе. В зоне перегрева появляются отложения кокса и трещины. Значительные отложения кокса могут отрываться и выноситься потоком газа в турбину. Большие куски повреждают сопловые и особенно рабочие лопатки. Трещины в деталях камеры сгорания появляются также в результате малоцикловой или обычной уста­лости. Повторные пластические деформации деталей камеры сго­рания развиваются вследствие больших температурных напряже­ний, возникающих при пусках и остановах ГТУ.

При определенных условиях в камере сгорания возникают про­дольные или поперечные колебания массы газа, находящегося в пламенной трубе. Возбудителями этих колебаний могут быть, на­пример, возмущения потока за рассекателями, регистрами и т. д.

Пульсации горения сопровождаются пульсациями давления и вызывают появление механических переменных напряжений в де­талях камеры сгорания, что приводит к их разрушениям в резуль­тате усталости материала.

Погасание факела чаще всего наблюдается после прекращения подачи топлива из-за неполадок в системе топливоподачи, помпажа, поломок фронтового устройства и выноса воды в камеру сго­рания. При внезапном прекращении подачи топлива в камеру сгорания давление внутри пламенной трубы резко падает и ее может смять давлением находящегося снаружи вторичного воз­духа.

При работе камер сгорания на газообразном топливе большое количество газового конденсата (жидкой фазы) может вызвать аварийный режим. В этом случае топливно-воздушная смесь вбли­зи фронтового устройства переобогащается и не горит. Горение начинается только в зоне подвода вторичного воздуха и стабили­зируется в проточной части турбины. При этом лопатки турбины резко перегреваются и разрушаются.

Наиболее распространенным нарушением работы форсунок яв­ляется их износ вследствие наличия в топливе твердых частиц и коксования жидкого топлива. Коксование возникает в местах про­течек жидкого топлива через неплотности соединений деталей форсунок или после прекращения подачи топлива при останове ГТУ.

Одной из распространенных неполадок камер сгорания, котораяне вызывает аварий оборудования, является появление вредных выбросов в атмосферу СО и оксидов азота.