Спосіб визначення витрати робочої речовини в тракті газотурбінної установки за складом вихлопних газів при діагностичних випробуваннях
Номер патенту: 54503
Опубліковано: 17.03.2003
Автори: Саприкін Сергій Олексійович, Бойко Михайло Васильович, Вакуленко Георгій Єгорович
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
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for determining working substance flow rate in the gas-turbine unit line by composition of the exhaust gases at diagnostic tests
Автори англійськоюSaprykin Serhii Oleksiiovych, Vakulenko Heorhii Yrehorovych, Boiko Mykhailo Vasyliovych
Назва патенту російськоюСпособ определения расхода рабочей жидкости в тракте газотурбинной установки по составу выхлопных газов при диагностических испытаниях
Автори російськоюСапрыкин Сергей Алексеевич, Вакуленко Георгий Егорович, Бойко Михаил Васильевич
МПК / Мітки
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>
Попередній патент: Спосіб виготовлення кільцевого волокнистого каркаса, зокрема для одержання виробів із композитного матеріалу
Наступний патент: Спосіб знезаражування виробів
Випадковий патент: Спосіб лікування порушення екстракардіальної регуляції серцевої діяльності у дітей з метаболічною кардіоміопатією