Особенности ремонта газотурбинных газоперекачивающих агрегатов
Все технические характеристики любого производственного оборудования четко зафиксированы в сопровождающей документации, поступившей непосредственно от предприятия, его изготовившее. Они проверяются многочисленными испытаниями и тестами. Их свойства, такие как прочность, долговечность, производительность имеют четко определенные нормативные параметры, значение которых в целях эффективного использования производственных систем и их технических элементов должно соответствовать определенным стандартам.
Все это в равной степени относится и к оборудованию, используемому в газотранспортных системах, например, газотурбинный газоперекачивающий агрегат (ГПА, — ред.).
Разработчики технического оборудования уверены, что если идея конструктора грамотно воплощена в устройстве, а в дальнейшем оно эксплуатировалось согласно всем регламентным требованиям и правилам, то в течении нормативного срока оно верой и правдой будет служить своему «хозяину». Но, это не значит, что в течение этого периода с ним не возникнет никаких проблем, технических инцидентов, неисправностей и даже аварийных ситуаций.
Статистические данные о повреждениях и авариях с газовыми агрегатами показывают, что самой главной причиной подобных происшествий является их несоответствие производственным системам. В большинстве случаев оно (соответствие) закладывается еще на стадии проектирования. Принципиальное улучшение работы газового оборудования и значительное уменьшение аварий за последнее пятилетие вызвано, прежде всего, развитием и совершенствованием автоматизированной системы контроля на газовых производственных объектах, где используются газотурбинный ГПА. Но, с другой стороны, стало гораздо больше неисправностей оборудования, вызванного попаданием в него посторонних механических предметов.
Существуют и другие неисправности, например, выход из строя турбинных лопаток. Они, как правило, ломаются по следующим причинам: постоянные вибрационные напряжения, недостаточное охлаждение турбинных лопастей, коррозионные процессы (это происходит обычно при длительном использовании газового агрегата), а также помпаж.
Специфика разрушения этого технического элемента при авариях имеет определенную последовательность: повреждение начинается от первых ступеней и переходит к другим, в порядке очереди.
Такие последствия ведут к очень серьезному, технически сложному и финансово дорогому ремонту газовой агрегатной конструкции. Более того он очень длительный по продолжительности – от одного месяца до полугода. Долгий срок ремонта связан с тем, что технология его проведения предусматривает вскрытие всего механизма (агрегата) А если сломаны лопатки, то необходима их полная замена, причем как сопловых, так рабочих.
Дороговизна же подобных ремонтно-восстановительных работ связана с крайне высокой стоимостью некоторых технических частей устройства, а именно – элементов турбины ГТУ (Газотурбинная установка, — ред.), мощность которых достигает 25 МВт. Эта деталь машины стоит приблизительно 40-45% от полной цены механизма.
Технические, наиболее главные элементы агрегата в процессе эксплуатации подвергаются многочисленным воздействиям, таким как высокий температурный режим и значительная центробежная нагрузка. Именно поэтому их изготавливают из специальных кобальтовых и никелевых сплавов прецизионным литьем. Если в процессе аварии или технического инцидента приходит в негодность непосредственно сам ротор, стоимость которого достигает 90%, то восстановительно – ремонтные работы могут растянуться на многие месяцы, вплоть до года.
Есть повреждения и дефекты газовых турбин, продолжительность ремонта после которых осуществляется в более меньшие сроки. Так, например, появление на трубах (пламенных) и других инфраструктурных деталях этого механизма трещинных отверстий придется исправлять в течение 2-40 дней. Подобные повреждения, как правило, вызываются обрывом металлических частей и попаданием их на поверхности турбины.
Корпусные повреждения, а также дефекты и неисправности упорных и опорных подшипников, вызванные неквалифицированной и халатной эксплуатацией системы охлаждения установки, а также отсутствием контроля над уровнем масла в системе, ведут (по причине перегрузок) к увеличению или уменьшению зазорных отверстий в концевых уплотнениях, а также в уплотнениях проточных частей. В этом случае ремонтно-восстановительные работы могут продолжаться от одного до восьми месяцев.
Специалистами выделены основные причины неисправностей, технических инцидентов и аварий газотурбинных установок. К ним относятся:
- Несовершенство самой технической конструкции.
- Отклонения от проекта и брак при изготовлении деталей турбинной установки.
- Отклонения от схемы и цикла.
- Нарушения нормативных условий эксплуатаций.
Существует еще одна проблема, которая влияет на возникновение повреждений при эксплуатации газовых турбин. Дело в том, что когда новые установки тестируют (перед эксплуатацией), то при этом их не используют на полной мощности. Как правило конструктивные и производственные дефекты обнаруживаются только в период прогонки первой партии.
Эффективное и безопасное функционирование газовых турбинных установок во многом зависит и от его эксплуатации в соответствии с нормативными требованиями и техническим регламентом. Условия, в которых работает оборудование, его загрузка, температурный режим продуктов сгорания и металлической поверхности проточной части, а также интенсивность частоты, скорость пуска, качественный состав используемого топлива и состояние окружающей среды в зоне работы установки – все это, в совокупности, влияет на надежность газотурбинного газоперекачивающего агрегата.
Поэтому, чтобы устройство работало эффективно и без сбоев необходимо увеличить стандарты эксплуатации оборудования и его безопасности. Для этого, проанализировав техническое состояние установки, разрабатывается перечень мероприятий, которые развивают и совершенствуют технологическую пригодность механизма. Это должен быть комплексный подход, затрагивающий все стадии функционирования газовой турбины: проектирование, производство и эксплуатация.