Otchet

ОАО КПП «Авиамотор» проводит работы по конвертированию авиационных двигателей для нужд различных отраслей промышленности: 

• для привода нагнетателей газоперекачивающих агрегатов;

• для привода генераторов, вырабатывающих электроэнергию и тепло;

• для применения в газоструйных установках.

С 1980 года ОАО КПП «Авиамотор» занимается доводкой, конструкторским сопровождением серийного производства и ремонта газотурбинных приводов НК-16СТ для ГПА-Ц16 мощностью 16МВт и к.п.д. 29% , эксплуатируемых в ОАО «Газпром».

С начала серийного производства ОАО «КМПО» было выпущено более 1000 приводов НК-16СТ, которые успешно эксплуатируются в различных газотранспортных предприятиях ОАО «Газпром». Показатели надежности по итогам эксплуатации за 2006 год составляют: 

• суммарная наработка газогенераторов – 1 030 469 часов

• наработка на съем газогенераторов – 39 633 часа

• назначенный ресурс приводов НК-16СТ увеличен с 45 000 часов до 100 000 часов, а межремонтный ресурс увеличен с 15 000 часов до 25 000 часов.

В 1994 году ОАО КПП «Авиамотор» был разработан привод НК-16-18СТ мощностью 18 МВт с к.п.д. 31% для ГПА-Ц16.

С 1995 года на ОАО «КМПО» начато их серийное производство, и к настоящему времени выпущено более 200 двигателей. По итогам эксплуатации за 2006 год двигатели НК-16-18СТ имеют следующие показатели надежности: 

• суммарная наработка газогенераторов – 609 585 часов

• наработка на съем газогенераторов – 60 959 часов

• назначенный ресурс приводов НК-16-18СТ доведен до 100 000 часов, а межремонтный ресурс увеличен с 15 000 часов до 25 000 часов.

В 2001 году в ОАО КПП «Авиамотор» были разработаны привода НК-16СТД, НК-16-18СТД, являющиеся модификацией серийно выпускаемых двигателей с электронно-гидравлической системой топливо питания, вместо гидромеханической. 

С января 2002 года данные модификации двигателей выпускаются серийно и эксплуатируются предприятиями по транспортировке газа ОАО "Газпром".

В период с 2003 года по 2006 год по заказу ООО «Тюментрансгаз» ОАО КПП «Авиамотор» разработан привод НК-16-20СТ мощностью 20 МВт с к.п.д. 33%, и работы по дальнейшему повышению к.п.д. двигателя НК-16-20СТ до 35% в настоящее время на ОАО КПП «Авиамотор» продолжаются.

В 2005 году на ОАО КПП «Авиамотор» начались работы по проектированию привода НК-25СТ мощностью 25 МВт с к.п.д. не менее 35%, на базе авиационного двигателя НК-86. Изготовление опытного экземпляра двигателя – в 2011 году.

В 1998 году была разработана конструкция трехступенчатой свободной турбины для привода электрогенератора, на базе которой и приводов НК-16СТ и НК-16-18СТ в период 2000…2003 года были разработаны привода для энергоблоков мощностью 16 МВт, 18МВт, 20МВт. Строительство газотурбинной энергетической установки мощностью 16МВт планируется начать в 2008 году на территории Уральского завода гражданской авиации (ОАО УЗГА) г. Екатеринбург, а строительство газотурбинной энергетической установки мощностью 18-20 МВт планируется начать 2008-2009 годах на территории ОАО «КМПО» г. Казань.

С целью улучшения экологических характеристик и потребительских свойств серийно выпускаемых приводов в ОАО КПП «Авиамотор» проводились следующие работы:

• разработана, проверена экспериментальными испытаниями и с июля 2002 года внедрена в серийное производство модифицированная камера сгорания дв. НК-16-18СТ с уменьшенным содержанием выбросов в выхлопных газах NОx не более 150 мг/нм3, СО не более 60 мг/нм3 (соответствуют нормам ПДК); 

• разработана, проверена экспериментальными испытаниями и находятся в опытно-промышленной эксплуатации на к.с. «Бобровская» ООО «Тюментрансгаза» модифицированная камера сгорания дв.НК-16СТ с уменьшенным содержанием выбросов в выхлопных газах NОx не более 80 мг/нм3 и СО не более 50 мг/нм3 (на серийно выпускаемых двигателях - NОx - 150 мг/нм3, СО - 250 мг/нм3.

• разработана, проверена стендовыми экспериментальными испытаниями и находятся в опытно-промышленной эксплуатации на к.с. «Карпинская» система электрозапуска двигателей НК-16СТ, НК-16-18СТ, НК-16-20СТ вместо турбодетандера, работающего на сжатом природном газе. Серийное производство планируется с 2008 года. 

В период 1990-1991 года на ОАО КПП «Авиамотор» на базе газотурбинного авиационного двигателя НК-8-2У был разработан привод НК-8-2У-ПР для испытаний турбонасосного агрегата мощностью от 8,3 МВт до 13 МВт, изготовлены два привода, которые до настоящего времени эксплуатируются на ППО «Моторостроитель» г.Пермь. 

В период с 1992 года по 1999 год на производственной базе ОАО КПП «Авиамотор» по заказам ООО «Тюментрансгаз», ООО «Пермтрангаз», ООО «Волгатрансгаз» выполнялся капитальный ремонт двигателя НК-16СТ, НК-16-18СТ, всего было отремонтировано 17 газогенераторов, которые успешно отработали и дорабатывают межремонтный ресурс. 

На производственной базе ОАО КПП «Авиамотор» были изготовлены и собраны опытно-промышленные образцы разработанных двигателей НК-16-18СТ, НК-16-18СТД; НК-16-20СТ и др.  

Остановимся подробнее на двигателях НК 16СТ и НК 16-18СТ.

В ходе прохождения практики ознакомился со следующими документами касающимися этих машин.

1. Руководство по технической эксплуатации (РТЭ)

«Двигатель НК 16СТ».

2. РТЭ «НК 16-18СТ серия 2».

НК 16-18СТ используется в качестве привода нагнетателя газоперекачивающего агрегата ГПА Ц16 вместо НК 16СТ.

Отличия по сравнению с 16СТ:

• Повышенная мощность до 18МВт.

• КПД не менее 31%.

• Улучшенные экологические характеристики.

• Противоэрозионные мероприятия по компрессору ВД, мероприятий по КС,по ТВД, улучшение центровки двигателя.

• Повышение мощности за счет измененной программы регулирования.

• Стальной статор КВД (7,8,9ступени) вместо титанового.

• Силовая обечайка увеличивающая жесткость статора КВД.

• Многофорсуночная КС с повышенной полнотой сгорания снижающая содержание CO в выхлопных газах двигателя (139 форсунок против 32 горелок в 16СТ).

• Сопловой аппарат 1 ступени ТВД с нижним подводом охлаждающего воздуха и секционированием лопаток (3 в секции).

Так как место, в котором я проходил практику занимался проектированием камер сгорания, большая часть отчета будет посвящена им. Ниже представлены блоки камер сгорания НК 16СТ и НК 16-18СТ.

Большое внимание было уделено дефектам возникающим в камерах сгорания при эксплуатации. Основные причины возникновения последних это:

• Ошибки при проектировании, сборке.

• Халатное отношение.

• Применении некачественного топлива.

Неверная установка фиксаторов. Фиксаторы устанавливаются в свои втулки по такой схеме.

При неверной установке снашиваются втулки фиксаторов, откалываются, возникают трещины. В некоторых случаях их заклинивает и ограничивается свобода температурных деформаций камеры,ее может перекосить. Это выливается в то, что снашиваются головки форсунок , и воспламенителей (камера меняет свое положение в пространстве и происходит контакт с последними).

Обломки горелок,втулок воспламенителей конечно же летят в турбину, где в лучшем случае оставляют забоины на лопатках, а в худшем вырывает лопатки вместе с бандажными полками.

«Пояса» камер сгорания крепятся заклепками. Если последние установлены с перекосом, то в эксплуатации они покидают свои места и летят также в турбину.

Пару слов о халатности. После промывки двигателя, в нем осталась моющая жидкость, что вызвало короззию на элементах фиксатора, камеру заклинилило, и дальше произощло то, о чем сказано выше.

Топливо. Были продемонстрированы образцы форсунок , слайды БКС которым довелось работать на керосине «jet 1». Фосунки были закоксованы,часть из них была с прогарами.

Допускаются следующие дефекты.

• Трещины не уходящие под отражатель более 10мм.

• Обгары кромок втулок форсунок глубиной до 3мм.

• Оплавления глубиной до 3мм и трещины на кромках корпуса и головках горелок.

Не допускаются.

• Трещины по сварным швам.

• Продольные трещины на уплотнительных кольцах.

• Трещины имеющие тенденцию к закольцовыванию.