Спосіб визначення витрати робочої речовини в тракті газотурбінної установки за складом вихлопних газів при діагностичних випробуваннях

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб визначення витрати робочої речовини в тракті газотурбінної установки (ГТУ) за складом вихлопних газів при діагностичних випробуваннях, що включає вимір витрати паливного газу і визначення його складу, який відрізняється тим, що на експлуатаційному режимі переносним приладом вимірюють концентрацію кисню і розраховують коефіцієнт надлишку повітря у вихлопних газах ГТУ, за відомим складом паливного газу розраховують необхідну для його згоряння кількість повітря, за виміряною витратою паливного газу, розрахованою необхідною для його згоряння кількістю повітря і коефіцієнтом надлишку повітря розраховують витрату газоповітряної суміші в силовій турбіні і турбіні компресора і витрату повітря в компресорі ГТУ.

Текст

Спосіб визначення витрати робочої речовини в тракті газотурбінної установки (ГТУ) за складом вихлопних газів при діагностичних випробуваннях, що включає вимір витрати паливного газу і визначення його складу, який відрізняється тим, що на експлуатаційному режимі переносним приладом вимірюють концентрацію кисню і розраховують коефіцієнт надлишку повітря у вихлопних газах ГТУ, за відомим складом паливного газу розраховують необхідну для його згоряння КІЛЬКІСТЬ повітря, за виміряною витратою паливного газу, розрахованою необхідною для його згоряння КІЛЬКІСТЮ повітря і коефіцієнтом надлишку повітря розраховують витрату газоповітряної суміші в силовій турбіні і турбіні компресора і витрату повітря в компресорі ГТУ Винахід відноситься до галузі випробувань і, діагностування машин і може бути використаний при ОЦІНЦІ технічного стану газотурбінних установок, зокрема для визначення витрати робочої речовини в тракті ГТУ (газоповітряної суміші в турбінах і повітря в компресорі) при діагностичних випробуваннях в експлуатаційних умовах на компресорних станціях магістральних газопроводів ВІДОМІ різні способи визначення витрати робочої речовини в тракті ГТУ, які базуються на застосуванні стандартних звужуючих пристроїв (див Ольховський Г Г "Тепловые испытания стационарных газотурбинных установок" М Энергия, 1971, -С 94-99) ВІДОМІ способи можуть бути застосовані в стендових умовах при випробуваннях дослідно - промислових зразків виробу, коли є можливість робити конструктивні доробки і встановлювати на вході в ГТУ витратомірні шайби і конфузори В експлуатаційних умовах на компресорних станціях витратомірні шайби передбачені проектом лише для виміру паливного газу, що подається в камеру згоряння ГТУ, а витрату робочої речовини в тракті турбін і компресорів визначають за вихідними характеристиками, які не враховують стан конкретної турбіни або компресора на момент випробувань і не забезпечують потрібну точність визначення витрати робочої речовини при їх діагностуванні Найбільш близьким до винаходу за технічною сутністю є спосіб, в якому також вимірюють витрату паливного газу, а витрату робочої речовини в тракті ГТУ визначають (див ГОСТ 20440-75 Установки газотурбинные Методы испытаний Приложение на стр 22) з рівняння балансу витрат в тракті ГТУ для "для контрольного об'єму G 2T = G С 1K + ПГ С " УТ. де G2T - масова витрата робочої речовини на виході турбіни ГТУ, G-IK - масова витрата повітря на вході в компресор ГТУ, Gnr - масова витрата паливного газу, Gyr - утікання робочої речовини в тракті, що визначаються з характеристик ГТУ Спосіб передбачає, як і наведені вище аналоги, вимір витрати повітря в компресорі за допомогою дросельних устроїв (див ГОСТ 20440-75, 9с), що є практично неможливим (або дуже складним) і пов'язано з монтажем великогабаритних розходомірних пристроїв на кожній ГТУ, що випробовується, їх таруванням і технічним обслуговуванням Крім того, спосіб не забезпечує точність результатів через суттєвий вплив нерівномірності поля швидкостей потоку у вхідному повітропроводі ГТУ о со о юи ^ ю 54503 В основу запропонованого винаходу поставлена задача створення способу, що забезпечує визначення витрати робочої речовини в тракті газотурбінної установки при діагностичних випробуваннях ГТУ в експлуатаційних умовах, який спрощує процес випробувань і має більш високу точність у порівнянні з прототипом Поставлена задача вирішується тим, що в способі визначення витрати робочої речовини в тракті ГТУ за складом вихлопних газів при діагностичних випробуваннях, що включає вимір витрати паливного газу і його складу, ВІДПОВІДНО ДО винаходу на експлуатаційному режимі переносним приладом вимірюють концентрацію кисню і розраховують коефіцієнт надлишку повітря в вихлопних газах ГТУ, за відомим складом паливного газу розраховують необхідну для його згоряння КІЛЬКІСТЬ повітря, за виміряною витратою паливного газу, розрахованою необхідною для його згоряння КІЛЬКІСТЮ повітря і коефіцієнтом надлишку повітря розраховують витрату газоповітряної суміші в силовій турбіні, в турбіні компресора і витрату повітря в компресорі ГТУ Запропонований спосіб полягає в тому, що на експлуатаційному режимі вимірюють витрату паливного газу і його склад, що поступає в камеру згоряння ГТУ, використовуючи для цього штатний витратомірний пристрій, і за відомим складом паливного газу необхідну КІЛЬКІСТЬ повітря для його згоряння Склад пальних складових у паливному газі визначають за допомогою хромотографів і вважають відомим, тому що склад паливного та ІНШІ його характеристики даються в сертифікаті на газ Коефіцієнт надлишку повітря у вихлопних газах з високою точністю визначають величиною відношення концентрації кисню в повітрі до різниці концентрацій кисню в повітрі і вихлопних газах а в г = [21 /(21 - К 0 2 ) ] * 0,895 +0,105, де а - коефіцієнт надлишку повітря у вихлопних газах, Ко2 - концентрація кисню у вихлопних газах Розрахунок коефіцієнта надлишку повітря у вихлопних газах робиться обчислювальним блоком газоаналізатора Необхідну для згоряння одиниці паливного газу КІЛЬКІСТЬ повітря визначають за складом пальних складових в паливному газі (див "Газотурбинные установки Конструкция и расчет" Справочное пособие - Ленинград Машиностроение, -1978, - С 28-29) Масу газоповітряної суміші, що надходить в силову турбіну, визначають з відомого співвідношення GcT=GnrN-o+1)-AGCT де GCT - витрата газоповітряної суміші в силовій турбіні, Gnr - витрата паливного газу, а - коефіцієнт надлишку повітря, І_о - необхідна КІЛЬКІСТЬ повітря для згоряння паливного газу, AGCT - витрата повітря, що надходить для охолодження частин силової турбіни, яка визначається за характеристикою ГТУ Масу газоповітряної суміші, що надходить з камери згоряння в турбіну компресора визначають з співвідношення G =G CT "AGTK. де GTK - витрата газоповітряної суміші, що надходить з камери згоряння в турбіну компресора (турбіну, що є приводом компресора), GCT - витрата газоповітряної суміші в силовій турбіні, AGTK - витрата повітря, що надходить для охолодження частин турбіни компресора, яка визначається за характеристикою ГТУ Масу повітря, що надходить на вхід компресора ГТУ визначають з балансу витрат в ГТУ за формулою G TK T K - G n r +AGCT+AGTK+AGyT, де G-ік - витрата повітря, що надходить на вхід компресора ГТУ, GTK - витрата газоповітряної суміші, що надходить з камери згоряння в турбіну компресора, Gnr - витрата паливного газу, AGCT - витрата повітря, що надходить для охолодження частин силової турбіни, AGTK - витрата повітря, що надходить для охолодження частин турбіни компресора, AGyT - втрати повітря через протікання в тракті ГТУ Таким чином, завдяки способу, що полягає в застосуванні виміру паливного газу і визначенні складу вихлопних газів, коефіцієнту надлишку повітря і необхідної КІЛЬКОСТІ повітря для згоряння паливного газу, стає можливим визначити витрату робочої речовини в турбінах і компресорах ГТУ Технічний результат від застосування запропонованого способу полягає в спрощенні процесу визначення витрати робочої речовини в тракті ГТУ і підвищенні точності визначення витрати при випробуваннях ГТУ в експлуатаційних умовах в порівнянні з відомими способами Підвищення точності визначення витрати робочої речовини в тракті ГТУ досягається завдяки можливості визначення з точністю до часток відсотку коефіцієнта надлишку повітря у вихлопних газах при високому ступеню перемішування газів в тракті ГТУ Перевагою застосування запропонованого способу є те, що цей спосіб може в повному обсязі застосовуватись в експлуатаційних умовах на компресорних станціях газопроводів без конструктивних втручань і монтажу витратомірних устроїв в тракті ГТУ, які потребують збільшення затрат на діагностичні випробування Спосіб не передбачає трудомістких операцій і може бути застосований в різних галузях промисловості і транспорту, де випробовуються ГТУ в експлуатаційних умовах 1K = G 54503 Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for determining working substance flow rate in the gas-turbine unit line by composition of the exhaust gases at diagnostic tests

Автори англійською

Saprykin Serhii Oleksiiovych, Vakulenko Heorhii Yrehorovych, Boiko Mykhailo Vasyliovych

Назва патенту російською

Способ определения расхода рабочей жидкости в тракте газотурбинной установки по составу выхлопных газов при диагностических испытаниях

Автори російською

Сапрыкин Сергей Алексеевич, Вакуленко Георгий Егорович, Бойко Михаил Васильевич

МПК / Мітки

МПК: F23N 5/18, F23N 5/00

Мітки: діагностичних, визначення, випробуваннях, вихлопних, витрати, газів, складом, установки, тракті, речовини, спосіб, газотурбінної, робочої

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/3-54503-sposib-viznachennya-vitrati-robocho-rechovini-v-trakti-gazoturbinno-ustanovki-za-skladom-vikhlopnikh-gaziv-pri-diagnostichnikh-viprobuvannyakh.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб визначення витрати робочої речовини в тракті газотурбінної установки за складом вихлопних газів при діагностичних випробуваннях</a>

Подібні патенти