6. Основные неисправности осевых компрессоров, и их диагностические признаки.

Наиболее распространен занос проточной части мелкими аэрозолями вследствие отсутствия или неэффективной работы фильтров тонкой очистки. Затем - эрозионный износ профильной части лопаток и вершин рабочих лопаток крупными аэрозолями. Особенно большой вред наносит увеличение радиальных зазоров над рабочими лопатками (РЛ). Этому может способствовать и коробление статорных деталей (обойм корпуса) вследствие их недостаточной термопластичности. Такие дефекты приводят к падению давления за компрессором, повышению приведенной температуры за ним при той же приведенной частоте вращения, что является диагностическими признаками снижения внутреннего КПД компрессора.

В этом же направлении влияет и повреждение лопаток посторонними предметами, однако главная опасность заключается в поломке лопаток и даже, если они не сломаны, в изменении межлопаточных каналов.

Увеличение радиальных зазоров диагностируют с помощью емкостных индукционных и других датчиков, а на остановленном агрегате с помощью механических и оптических устройств.

Другая группа характерных для осевого компрессора неисправностей, влияющих на надежность, задевание в проточной части, трещины в лопатках и обрыв РЛ вследствие высоких вибронапряжений. Эрозия лопаток приводит к ослаблению сечения пера, появлению механических выемок, подрезов. Частотные характеристики лопаток меняются, что грозит виброполомкой. Иногда возникает неравномерный вредный наклёп, снижающий пластичность материала.

Диагностика РЛ компрессора обычно осуществляется с помощью эндоскопов. Более совершенны методы сравнения фотографий, производимых с помощью эндоскопов.

Поворотные направляющие лопатки компрессора могут заедать, настройка их может нарушаться, что грозят помпажом компрессора или поломкой РЛ. Обледенение входного тракта компрессора приближает рабочую линию к границе устойчивости, а обледенение ВНА грозит поломкой РЛ первой ступени.

Диагностическим признаком обледенения входного тракта может служить увеличение разрежения перед ВНА. Известны случаи обрыва единичной РЛ; будучи зажатой, между двумя соседними, она обращалась в металлическую пыль - перо почти бесследно исчезало. Диагностический признак здесь - внезапное повышение вибрации.

Неисправная работа противопомпажных воздуховыпускных клапанов, равно как и заедание поворотные лопаток РВНА, может привести, к помпажу компрессора, в основном при запуске. Неплотность клапанов на рабочих режимах приводит к вредной утечке воздуха, часто сопровождаемой свистом.

Помпаж компрессора может наблюдаться при запуске неостывшей ГТУ и при резких набросах температуры перед турбиной, например, вследствие помпажа ЦН, а также при снижении давления перед ВНА вследствие загрязнения воздушных фильтров и при возникновении неравномерности потока перед ВHA. При пуске ГТУ первые ступени компрессора проходят через вращающийся срыв.

В двухкомпрессорных ГТД и ГТУ важным диагностическим признаком снижения эффективности проточной части является изменение скольжения роторов.

Влияние воздействия окружающей среды на работу осевого компрессора ГПА?

Как говорилось ранее, наличие аэрозолей во всасываемом ГТУ воздухе приводит к изменению прочностных и аэродинамических характеристик лопаток ОК. Твердые частицы размером 20 мкм и более вызывают эрозию профильной части рабочих лопаток первых ступеней и местный подрез наружной поверхности канала направляющих лопаток. Отклонённые рабочими лопатками первых ступеней к периферии частицы концентрируются в зоне радиальных зазоров над рабочими лопатками и вызывают износ вершин лопаток и увеличение радиальных зазоров, приводящих к снижению напора и КПД вследствие изменения характеристик лопаточных венцов.

Мелкие аэрозоли, особенно пыль с дисперсностью тонкой пудры, прилипают к профильной поверхности лопаток и искажают ее. При отсутствии в воздухе паров промышленных жидкостей мелкая пыль откладывается больше в привтулочной части лопаток, так как на периферии она, очевидно, удаляется крупными частицами. Со временем возникает занос проточной части осевого компрессора, в результате которого снижается расход воздуха, падает степень сжатия в цикле и мощность ГТУ (ГТД), возрастает удельный расход топливного газа.

При положительной температуре окружающего воздуха наиболее эффективным способом удаления отложений является промывка осевого компрессора специальными моющими растворами как при сниженной нагрузке, так и при холодной прокрутке, например, пусковым устройством. Более эффективна обильная промывка при холодной прокрутке из нескольких десятков форсунок. Однако промывка на ходу также позволяет существенно повысить располагаемую мощность и снизить расход топлива

При отрицательной температуре атмосферного воздуха и необходимости очистки используют сухие очистители типа молотой ореховой скорлупы или крупы (риса). По регламенту такой процедуры желательно иметь рекомендации изготовителя ГТУ (ГТД), основанные на опыте использования этого метода на аналогичных агрегатах.

При работающих фильтрах тонкой очистки воздуха персонал должен контролировать действия автоматики по исключению оговоренного в инструкции предельного перепада давления на фильтрах, который вызывает снижение полезной мощности и может привести к помпажу осевого компрессора.

После первого отбора воздуха для охлаждения турбины содержание пыли в проточной части уменьшается, но если отбираемый воздух поступает вначале в охладитель, то последний может быть сильно загрязнен пылью, концентрация которой в отобранном с периферии лопаток воздухе повышена.

При высокой влажности относительного воздуха и температурах, близких к 0 °С, возможно также обледенение всасывающего тракта компрессора и лопаток ВНА. Как указывалось ранее, это может вызвать помпаж осевого компрессора и повреждение его рабочих лопаток кусочками льда. Изготовители ГТУ и ГТД обычно разрабатывают системы, защищающие компрессор от этого опасного явления. Чаще всего во избежание обледенения в воздухоподводящий тракт подается горячий воздух, отбираемый от компрессора, или смесь воздуха с уходящими после турбины газами. При этом температура засасываемого воздуха немного повышается, а влажность снижается, что позволяет избежать обледенения. Если функционирование противообледенительной системы не автоматизировано, то персонал должен в соответствии с инструктивными материалами следить за включением и работой этой системы. Важно, чтобы температура поступающего в компрессор воздуха была одинаковой по сечению, так как ее неравномерность приближает работу компрессора к границе устойчивости.