ITMI20091384A1

ITMI20091384A1 - METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE FLOW OF A FLUID, PREFERABLY OF A LAUNCH OF A BURNER OF A GAS TURBINE PLANT

Info

Publication number: ITMI20091384A1
Application number: IT001384A
Authority: IT
Inventors: Giacomo Ursino
Original assignee: Ansaldo Energia Spa
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2009-07-31
Publication date: 2011-02-01
Also published as: EP2459859A1; WO2011012982A1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:

“METODO E DISPOSITIVO PER MISURARE LA PORTATA DI UN FLUIDO, PREFERIBILMENTE DI UNA LANCIA DI UN BRUCIATORE DI UN IMPIANTO A TURBINA A GAS” "METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE FLOW RATE OF A FLUID, PREFERABLY OF A BURNER LANCE OF A GAS TURBINE SYSTEM"

La presente invenzione è relativa ad un metodo e ad un dispositivo per misurare la portata di un fluido, preferibilmente di una lancia di un bruciatore di un impianto a turbina a gas. The present invention relates to a method and a device for measuring the flow rate of a fluid, preferably of a lance of a burner of a gas turbine system.

Alcune tipologie di impianti a turbina a gas comprendono una camera di combustione provvista di uno o più bruciatori, ciascuno dei quali comprende almeno una lancia primaria a gas e una lancia secondaria a gasolio. Some types of gas turbine systems include a combustion chamber equipped with one or more burners, each of which includes at least one primary gas lance and a secondary diesel lance.

Le lance a gasolio, tuttavia, sono spesso affette da difetti di lavorazione che determinano variazioni, anche sensibili, della portata di fluido che può essere nebulizzata in camera di combustione. Le lance a gasolio, infatti, devono operare a determinate pressioni per poter ottenere una nebulizzazione del gasolio ottimale per la combustione, e pertanto, la presenza di difetti di lavorazione compromette la portata di gasolio nebulizzato. However, diesel lances are often affected by manufacturing defects that cause variations, even sensitive ones, in the flow rate of fluid that can be nebulized in the combustion chamber. The diesel lances, in fact, must operate at certain pressures in order to obtain an optimal atomization of the diesel fuel for combustion, and therefore, the presence of processing defects compromises the flow rate of atomized diesel.

È pertanto necessario testare ciascuna lancia, prima di installarla nel rispettivo bruciatore, per verificare quale sia l’effettiva portata di fluido che può essere nebulizzata dalla lancia nelle condizioni di pressione che si avranno durante l’uso in camera di combustione. It is therefore necessary to test each lance, before installing it in the respective burner, to check what is the actual flow rate of fluid that can be nebulized by the lance under the pressure conditions that will occur during use in the combustion chamber.

Sono noti dispositivi per misurare la portata di fluido che utilizzano un ostacolo, il quale è disposto all’interno della tubazione in cui evolve il fluido e provoca una perdita di carico nota. La portata viene calcolata sulla base della misura della differenza di pressione tra un punto a monte dell’ostacolo e un punto a valle dell’ostacolo. Questa tipologia di dispositivo è precisa quando il rapporto tra la portata massima e quella minima è relativamente basso, ad esempio nell’intorno di circa 30, e per fluidi con comportamento stazionario. Tuttavia, questi dispositivi sono poco precisi quando il fluido è bifase oppure contiene un gas, aria per esempio, come nel caso del gasolio utilizzato in impianti a turbina a gas. Devices are known for measuring the flow rate of fluid that use an obstacle, which is arranged inside the pipe in which the fluid evolves and causes a known pressure drop. The flow rate is calculated based on the measurement of the pressure difference between a point upstream of the obstacle and a point downstream of the obstacle. This type of device is precise when the ratio between the maximum and minimum flow rate is relatively low, for example around 30, and for fluids with stationary behavior. However, these devices are not very precise when the fluid is two-phase or contains a gas, air for example, as in the case of diesel oil used in gas turbine systems.

Sono noti, inoltre, dispositivi per misurare la portata di fluido di tipo elettromeccanico, che utilizzano, ad esempio, una turbina disposta all’interno della tubazione in cui evolve il fluido. La turbina reagisce al moto fornendo un segnale elettrico indicativo della portata. Questi dispositivi hanno due limiti principali: sono poco precisi alle basse portate, ed effettuano la misura della portata al centro della vena fluida trascurando gli effetti dello strato limite. Infine, anche questi dispositivi sono utilizzabili solo con fluidi in condizioni stazionarie e non bifase, come nel caso del gasolio utilizzato negli impianti a turbina a gas. There are also known devices for measuring the flow rate of electromechanical fluid, which use, for example, a turbine arranged inside the pipe in which the fluid evolves. The turbine reacts to the motion by providing an electrical signal indicative of the flow rate. These devices have two main limitations: they are not very precise at low flow rates, and they measure the flow rate in the center of the fluid vein, neglecting the effects of the boundary layer. Finally, even these devices can only be used with fluids in stationary conditions and not two-phase, as in the case of diesel oil used in gas turbine systems.

Esistono, inoltre, dispositivi per la misura della portata di fluido di tipo elettronico. I più diffusi sono ad ultrasuoni e ad effetto Coriolis. Tali dispositivi, tuttavia, sono poco precisi alle basse portate e non sono utilizzabili per fluidi bifase e con inclusioni di gas, come nel caso del gasolio utilizzato negli impianti a turbina a gas. There are also electronic devices for measuring the flow rate of fluid. The most common are ultrasound and Coriolis effect. However, these devices are not very precise at low flow rates and cannot be used for two-phase fluids and with gas inclusions, as in the case of diesel oil used in gas turbine systems.

È uno scopo della presente invenzione quello di realizzare un dispositivo per misurare la portata di un fluido che sia privo degli inconvenienti qui evidenziati dell’arte nota; in particolare, è uno scopo del trovato quello di realizzare un dispositivo che sia in grado di fornire una misura della portata affidabile e corretta per fluidi bifase e con inclusioni di gas, come nel caso del gasolio utilizzato negli impianti a turbina a gas. It is an aim of the present invention to realize a device for measuring the flow rate of a fluid that is free of the drawbacks highlighted here of the known art; in particular, an object of the invention is to provide a device which is capable of providing a reliable and correct flow rate measurement for two-phase fluids and fluids with gas inclusions, as in the case of diesel oil used in gas turbine systems.

In accordo con tali scopi, la presente invenzione è relativa ad un dispositivo per misurare la portata di un fluido, preferibilmente di una lancia di un bruciatore di un impianto a turbina a gas, comprendente: In accordance with these purposes, the present invention relates to a device for measuring the flow rate of a fluid, preferably of a lance of a burner of a gas turbine plant, comprising:

- una lancia da testare, attraverso la quale fluisce, in uso, il fluido e la quale comprende un corpo principale ed un ugello terminale.; - a lance to be tested, through which the fluid flows in use and which comprises a main body and a terminal nozzle;

- un serbatoio di fluido; - a fluid reservoir;

- un primo gruppo di misura del peso per misurare il peso di fluido che attraversa l’ugello della lancia; - a first weight measurement group to measure the weight of fluid that passes through the nozzle of the lance;

- mezzi di calcolo per calcolare, sulla base del peso misurato, la portata di fluido che attraversa l’ugello della lancia. - calculation means to calculate, on the basis of the measured weight, the flow rate of fluid that passes through the nozzle of the lance.

È un ulteriore scopo del trovato quello di fornire un metodo per misurare la portata di un fluido che sia privo degli inconvenienti dell’arte nota. It is a further object of the invention to provide a method for measuring the flow rate of a fluid that is free from the drawbacks of the known art.

In accordo con tali scopi, la presente invenzione è relativa ad un metodo per misurare la portata di un fluido, preferibilmente di una lancia di un bruciatore di un impianto a turbina a gas, comprendente le fasi di: In accordance with these purposes, the present invention relates to a method for measuring the flow rate of a fluid, preferably of a burner lance of a gas turbine plant, comprising the steps of:

- misurare il peso del fluido che attraversa un ugello terminale di una lancia da testare; - measure the weight of the fluid passing through a terminal nozzle of a lance to be tested;

- calcolare, sulla base del peso misurato, la portata di fluido che attraversa l’ugello della lancia. - calculate, on the basis of the measured weight, the flow rate of fluid that passes through the nozzle of the lance.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di un suo esempio non limitativo di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will appear clear from the following description of a non-limiting example of its implementation, with reference to the figures of the annexed drawings, in which:

– la figura 1 è una rappresentazione schematica del dispositivo per misurare la portata di fluido secondo la presente invenzione; Figure 1 is a schematic representation of the device for measuring the flow rate of fluid according to the present invention;

– la figura 2 è una vista schematica di un primo particolare del dispositivo di figura 1; Figure 2 is a schematic view of a first detail of the device of Figure 1;

– la figura 3 è una vista schematica di un secondo particolare del dispositivo di figura 1. Figure 3 is a schematic view of a second detail of the device of Figure 1.

In figura 1 è indicato con il numero di riferimento 1 un dispositivo per misurare una portata di un fluido. In particolare, qui e nel seguito verrà descritto ed illustrato un dispositivo per misurare la portata di fluido di una lancia 2 di un bruciatore di un impianto a turbina a gas (non illustrato nelle figure allegate). In Figure 1, the reference number 1 indicates a device for measuring a flow rate of a fluid. In particular, here and hereinafter a device for measuring the flow rate of fluid of a lance 2 of a burner of a gas turbine plant will be described and illustrated (not illustrated in the attached figures).

Il dispositivo 1 comprende una lancia 2 da testare, la quale è provvista di un corpo principale 3 allungato e di un ugello 4 terminale, un serbatoio 6 di fluido, un filtro 7, un gruppo di pompaggio 8, una linea di mandata 10 che collega il gruppo di pompaggio 8 al corpo principale 3 della lancia 2, una linea di ritorno 11 che collega l’ugello terminale 4 della lancia 2 al serbatoio 6, una linea di bypass 12 che collega un’apertura 9 del corpo principale 3 disposta a monte dell’ugello 4 al serbatoio 6, un circuito di raffreddamento 13, ed una unità di controllo 14. The device 1 comprises a lance 2 to be tested, which is provided with an elongated main body 3 and a terminal nozzle 4, a fluid reservoir 6, a filter 7, a pumping unit 8, a delivery line 10 which connects the pumping unit 8 to the main body 3 of the lance 2, a return line 11 which connects the terminal nozzle 4 of the lance 2 to the tank 6, a bypass line 12 which connects an opening 9 of the main body 3 arranged upstream of the nozzle 4 to the tank 6, a cooling circuit 13, and a control unit 14.

Lungo la linea di mandata 10, il dispositivo 1 comprende un rilevatore di pressione 15, il quale è disposto a valle del gruppo di pompaggio 8, un rilevatore di temperatura 16 del fluido, ed un rilevatore di pressione 17, il quale è disposto sostanzialmente all’ingresso del corpo principale 3 della lancia 2. Along the delivery line 10, the device 1 comprises a pressure detector 15, which is arranged downstream of the pumping unit 8, a fluid temperature detector 16, and a pressure detector 17, which is arranged substantially at the entrance of the main body 3 of the lance 2.

Lungo la linea di ritorno 11, il dispositivo comprende un involucro 19 che contiene l’ugello 4 terminale della lancia 2, un convogliatore di fluido 20 collegato fluidicamente all’involucro 19 ed un gruppo di misura del peso 21. Along the return line 11, the device includes a casing 19 which contains the terminal nozzle 4 of the lance 2, a fluid conveyor 20 fluidically connected to the casing 19 and a weight measuring unit 21.

Lungo la linea di by-pass 12, il dispositivo 1 comprende una valvola by-pass 23 ed un gruppo di misura del peso 24. Along the by-pass line 12, the device 1 comprises a by-pass valve 23 and a weight measuring unit 24.

In particolare, nell’esempio qui descritto ed illustrato, il fluido utilizzato nel dispositivo è gasolio. In particular, in the example described and illustrated here, the fluid used in the device is diesel.

Una variante non illustrata, prevede di utilizzare gasolio misto ad acqua. A variant, not illustrated, envisages the use of diesel fuel mixed with water.

In dettaglio, il gruppo di pompaggio 8 comprende almeno una pompa volumetrica (non illustrata) atta a garantire una portata costante ed una determinata pressione del fluido in uscita. In detail, the pumping unit 8 comprises at least one volumetric pump (not shown) capable of guaranteeing a constant flow rate and a determined pressure of the fluid at the outlet.

Nella soluzione non limitativa qui descritta, il gruppo di pompaggio 8 comprende tre pompe a vite disposte in parallelo, le quali sono in grado di pompare fluido a pressioni fino a 70 bar, sufficienti per testare lance a gasolio per impianti a turbina a gas. In particolare, ciascuna pompa a vite è azionata da un motore elettrico, il quale è controllato da un inverter per regolare la velocità di rotazione delle pompe con una precisione di 1Hz e per regolare la portata da un minimo di 20 l/min ad un massimo di 60 l/min circa. In the non-limiting solution described here, the pumping unit 8 comprises three screw pumps arranged in parallel, which are capable of pumping fluid at pressures up to 70 bar, sufficient for testing diesel oil lances for gas turbine systems. In particular, each screw pump is driven by an electric motor, which is controlled by an inverter to adjust the rotation speed of the pumps with an accuracy of 1Hz and to adjust the flow rate from a minimum of 20 l / min to a maximum. about 60 l / min.

Una variante prevede che il gruppo di pompaggio 8 comprenda tre pompe a vite disposte in parallelo, ciascuna delle quali è preceduta da una pompa di tipo booster per ridurre l’insorgere di fenomeni di cavitazione nella rispettiva pompa a vite. A variant provides that the pumping unit 8 includes three screw pumps arranged in parallel, each of which is preceded by a booster type pump to reduce the occurrence of cavitation phenomena in the respective screw pump.

Un’ulteriore variante prevede che il gruppo di pompaggio 8 comprenda una o più pompe ad ingranaggi, le quali sono in grado di pompare fluido a pressioni fino a 140 bar circa, valori necessari per testare lance a gasolio da utilizzare con miscele gasolio-acqua. In particolare, ciascuna pompa ad ingranaggi è azionata da un motore elettrico, il quale è controllato da un inverter per regolare la velocità di rotazione delle pompe con una precisione di 1 Hz e per regolare la portata da un minimo di 20 l/min ad un massimo di 90 l/min circa. A further variant provides that the pumping unit 8 includes one or more gear pumps, which are capable of pumping fluid at pressures up to about 140 bar, values necessary for testing diesel lances to be used with diesel-water mixtures. In particular, each gear pump is driven by an electric motor, which is controlled by an inverter to adjust the rotation speed of the pumps with an accuracy of 1 Hz and to adjust the flow rate from a minimum of 20 l / min to a maximum of about 90 l / min.

I rilevatori di pressione 15 e 17 ed il rilevatore di temperatura 16 sono configurati per inviare i dati rilevati all’unità di controllo 14, la quale, come vedremo nel dettaglio più avanti, utilizzerà tali dati per garantire le condizioni di sicurezza e di pressione necessarie per il corretto svolgimento del test della lancia 2. The pressure detectors 15 and 17 and the temperature detector 16 are configured to send the detected data to the control unit 14, which, as we will see in detail below, will use these data to ensure the necessary safety and pressure conditions. for the correct execution of the lance test 2.

Il circuito di raffreddamento 13, in uso, mantiene la temperatura del fluido preferibilmente nell’intorno di 30÷40°C e comprende mezzi di filtraggio ed almeno uno scambiatore di calore (in figura 1 rappresentati schematicamente con un'unica scatola), generalmente ad acqua. The cooling circuit 13, in use, maintains the temperature of the fluid preferably around 30 ÷ 40 ° C and comprises filtering means and at least one heat exchanger (in figure 1 schematically represented with a single box), generally for water.

L’involucro 19 disposto lungo la linea di ritorno 11 è realizzato in materiale trasparente, preferibilmente policarbonato, in modo tale che sia visibile il cono di nebulizzazione della lancia 2. The casing 19 arranged along the return line 11 is made of transparent material, preferably polycarbonate, so that the spray cone of the lance 2 is visible.

Il convogliatore di fluido 20 raccoglie il fluido proveniente dall’involucro 19 e lo convoglia nel gruppo per la misura del peso 21. The fluid conveyor 20 collects the fluid coming from the casing 19 and conveys it to the group for measuring the weight 21.

Con riferimento alla figura 2, il gruppo per la misura del peso 21 comprende due recipienti di raccolta 26 disposti in parallelo, due sensori di peso 27 collegati ai rispettivi recipienti di raccolta 26, due valvole di ingresso 28, disposte rispettivamente a monte di ciascun recipiente di raccolta 26 e due valvole di uscita 29, disposte rispettivamente a valle di ciascun recipiente di raccolta 26. With reference to Figure 2, the weight measurement unit 21 comprises two collection containers 26 arranged in parallel, two weight sensors 27 connected to the respective collection containers 26, two inlet valves 28, respectively arranged upstream of each container collection 26 and two outlet valves 29, respectively arranged downstream of each collection vessel 26.

In particolare, i sensori di peso 27 sono celle di carico a cui sono appesi i rispettivi recipienti di raccolta 26. Ciascuna cella di carico 27 converte la forza subita in un segnale elettrico pLe lo invia all’unità di controllo 14. In particular, the weight sensors 27 are load cells to which the respective collection containers 26 are hung. Each load cell 27 converts the force suffered into an electrical signal pLe and sends it to the control unit 14.

In particolare, il segnale di ciascuna cella di carico 27 è acquisito ad intervalli temporali Δt prestabiliti, regolabili in funzione delle esigenze di pesatura, tra 5 μs e 1 s circa. Nell’esempio non limitativo qui descritto ed illustrato l’intervallo temporale Δt è di circa 200 ms. In particular, the signal of each load cell 27 is acquired at predetermined time intervals Δt, which can be adjusted according to the weighing requirements, between approximately 5 μs and 1 s. In the non-limiting example described and illustrated here, the time interval Δt is about 200 ms.

Le valvole di ingresso 28 e le valvole di uscita 29 sono controllate dall’unità di controllo 14 e sono, preferibilmente, valvole a farfalla con tempi di chiusura inferiori a circa 500 ms, in particolare di circa 100 ms. The inlet valves 28 and the outlet valves 29 are controlled by the control unit 14 and are preferably butterfly valves with closing times of less than about 500 ms, in particular about 100 ms.

Con riferimento alla figura 1, la valvola by pass 23 è preferibilmente una valvola del tipo a globo, la cui apertura è regolata dall’unità di controllo 14. With reference to Figure 1, the by-pass valve 23 is preferably a globe-type valve, whose opening is regulated by the control unit 14.

Il gruppo di misura del peso 24 è sostanzialmente identico al gruppo di misura del peso 21 ed invia all’unità di controllo 14 i valori di peso pBPdel fluido che fluisce lungo la linea di bypass 12, rilevati dai sensori di peso 27. The weight measurement group 24 is substantially identical to the weight measurement group 21 and sends the pBP weight values of the fluid flowing along the bypass line 12, detected by the weight sensors 27, to the control unit 14.

Con riferimento alla figura 3, l’unità di controllo 14 comprende un modulo di controllo gruppo peso 30, un modulo controllo pressione 31, un modulo controllo temperatura 32 ed un modulo di calcolo 34 (rappresentato in figura 3 con una linea tratteggiata). With reference to Figure 3, the control unit 14 comprises a weight group control module 30, a pressure control module 31, a temperature control module 32 and a calculation module 34 (represented in Figure 3 with a dashed line).

Il modulo di controllo gruppo peso 30 regola l’apertura e la chiusura delle valvole di ingresso 28 dei gruppi di misura peso 21 e 24 attraverso i segnali SI1e SI2, e regola l’apertura e la chiusura delle valvole di uscita 29 dei gruppi di misura peso 21 e 24 attraverso i segnali SU1e SU2. The weight group control module 30 regulates the opening and closing of the inlet valves 28 of the weight measuring groups 21 and 24 through the signals SI1 and SI2, and regulates the opening and closing of the outlet valves 29 of the measuring groups weight 21 and 24 through the signals SU1 and SU2.

In particolare, il modulo di controllo gruppo peso 30 comanda le valvole di ingresso 28 in modo tale che solamente una valvola di ingresso 28 su due sia sempre aperta. Inoltre, il modulo di controllo gruppo peso 30 comanda le valvole di uscita 29 in modo tale che ciascuna valvola di uscita 29 sia in uno stato opposto rispetto allo stato della rispettiva valvola di ingresso 28. In altre parole, se la valvola di ingresso 28 è aperta, la rispettiva valvola di uscita 29 è chiusa e viceversa. In particular, the weight group control module 30 controls the inlet valves 28 in such a way that only one inlet valve 28 out of two is always open. Furthermore, the weight control module 30 controls the outlet valves 29 such that each outlet valve 29 is in an opposite state with respect to the state of the respective inlet valve 28. In other words, if the inlet valve 28 is open, the respective outlet valve 29 is closed and vice versa.

In questo modo è garantita la continuità della misura del peso, in quanto una volta riempito uno dei due recipienti di raccolta 26, si utilizza l’altro recipiente di raccolta 26, mentre il primo viene svuotato direttamente nel serbatoio 6. In this way the continuity of the weight measurement is guaranteed, since once one of the two collection containers 26 is filled, the other collection container 26 is used, while the first is emptied directly into the tank 6.

Il modulo controllo pressione 31 riceve in ingresso i valori di pressione P1e P2rilevati rispettivamente dai rilevatori di pressione 15 e 17 ed è configurato per regolare la pressione generata dal gruppo di pompaggio 8, attraverso un segnale SPOMP, e l’apertura della valvola di by pass 23, attraverso un segnale SBP, in modo tale che la pressione interna alla lancia 2 in corrispondenza dell’ugello 4 sia di almeno 50 bar superiore alla pressione esterna che si ha nella zona prossima all’ugello 4. Tale valore corrisponde alla condizione di pressione per ottenere una nebulizzazione del gasolio ottimale per la combustione. The pressure control module 31 receives at its input the pressure values P1 and P2 detected respectively by the pressure detectors 15 and 17 and is configured to regulate the pressure generated by the pumping group 8, through a SPOMP signal, and the opening of the by-pass valve. 23, through an SBP signal, so that the pressure inside the lance 2 in correspondence with the nozzle 4 is at least 50 bar higher than the external pressure in the area next to the nozzle 4. This value corresponds to the pressure condition to obtain an optimal atomization of the diesel fuel for combustion.

Il modulo controllo temperatura 32 riceve la temperatura TFdel fluido rilevata dal rilevatore di temperatura 16 ed è configurato per attivare un segnale di allarme nel caso in cui la temperatura TFdel fluido superi una determinata soglia, preferibilmente di circa 70° C. The temperature control module 32 receives the temperature TF of the fluid detected by the temperature detector 16 and is configured to activate an alarm signal in the event that the temperature TF of the fluid exceeds a certain threshold, preferably by about 70 ° C.

Il modulo di calcolo 34 comprende un modulo di filtraggio 36 per filtrare i valori di peso pBPe pLprovenienti dai sensori di peso 27 in modo da eliminare misure di peso anomale, ed un modulo di calcolo portate 37, il quale è configurato per calcolare la portata di fluido QLche attraversa la lancia 2 sulla base dei valori di peso pLricevuti dal gruppo di misura del peso 23 e per calcolare la portata di fluido QBPche attraversa la linea di bypass 12 sulla base dei valori di peso pBPricevuti dal gruppo di misura del peso 24. The calculation module 34 comprises a filtering module 36 to filter the pBPe pL weight values coming from the weight sensors 27 in order to eliminate anomalous weight measurements, and a capacity calculation module 37, which is configured to calculate the flow rate fluid QL that passes through the lance 2 on the basis of the weight values pL received from the weight measurement group 23 and to calculate the flow rate of fluid QBP that passes through the bypass line 12 on the basis of the weight values pBPrice received from the weight measurement group 24.

In particolare, il modulo di calcolo portate 37 calcola le portate QLe QBPsulla base dei valori di peso rilevati dai sensori di peso 27 in accordo alla seguente formula: In particular, the capacities calculation module 37 calculates the capacities QLe QBP on the basis of the weight values detected by the weight sensors 27 according to the following formula:

Dove Where is it

pL(t) è il peso rilevato al t-esimo istante dal sensore di peso 27 del gruppo di misura del peso 21; pL (t) is the weight detected at the t-th instant by the weight sensor 27 of the weight measuring unit 21;

pL(t+Δt) è il peso rilevato dopo un intervallo Δt rispetto all’istante t-esimo dal sensore di peso 27 del gruppo di misura del peso 21; pL (t + Δt) is the weight detected after an interval Δt with respect to the t-th instant by the weight sensor 27 of the weight measurement group 21;

pBP(t) è il peso rilevato al t-esimo istante dal sensore di peso 27 del gruppo di misura del peso 24; pBP (t) is the weight detected at the t-th instant by the weight sensor 27 of the weight measurement group 24;

pBP(t+Δt) è il peso rilevato dopo un intervallo Δt rispetto all’istante t-esimo dal sensore di peso 27 del gruppo di misura del peso 24; pBP (t + Δt) is the weight detected after an interval Δt with respect to the t-th instant by the weight sensor 27 of the weight measurement group 24;

Δt è l’intervallo che intercorre tra una acquisizione di peso e l’altra. Δt is the interval between one weight acquisition and another.

Il modulo di calcolo portate 37 è inoltre configurato per calcolare la media QMdelle portate su tempi di durata variabile. The flow rate calculation module 37 is also configured to calculate the average QM of the flow rates over times of variable duration.

In sostanza, la portata QLche attraversa l’ugello 4 della lancia 2 e la portata QBPche scorre nel circuito di bypass 12 sono necessarie per caratterizzare la lancia 2 e stabilire la portata che dovrà essere alimentata alla lancia 2 quando la lancia 2 sarà montata nel bruciatore della camera di combustione. Il sistema di alimentazione a gasolio dell’impianto a turbina a gas dovrà infatti fornire alla lancia 2 una portata totale pari a QTOT=QL+QBPper ottenere una nebulizzazione ottimale. Basically, the flow rate QL which passes through the nozzle 4 of the lance 2 and the flow rate QBP which flows in the bypass circuit 12 are necessary to characterize the lance 2 and establish the flow rate that must be fed to the lance 2 when the lance 2 is mounted in the burner. of the combustion chamber. The diesel fuel system of the gas turbine system will in fact have to provide the lance 2 with a total flow rate equal to QTOT = QL + QBP to obtain optimal nebulization.

Risulta infine evidente che al dispositivo e al metodo qui descritti possono essere apportate modifiche e varianti senza uscire dall’ambito delle rivendicazioni allegate. Finally, it is clear that modifications and variations can be made to the device and method described here without departing from the scope of the attached claims.

Claims

CLAIMS 1. Device for measuring the flow rate of a fluid, preferably of a lance (2) of a burner of a gas turbine system, comprising: - a lance (2) to be tested, which is crossed, in use, by the fluid and comprises a main body (3) and a terminal nozzle (4); - a fluid reservoir (6); - a first weight measurement group (21) to measure the weight (pL) of fluid that passes through the nozzle (4) of the lance (2); - calculation means (34) to calculate, based on the weight (pL) measured, the flow rate of fluid (QL) that passes through the nozzle (4) of the lance (2).

Device according to claim 1, wherein the first weight measuring group (21) is configured to measure the weight (pL) of fluid flowing through the nozzle (4) of the lance (2) at time intervals (Δt) pre-established.

3. Device according to claim 2, in which the predetermined time intervals (Δt) are comprised between about 5 μs and 1 s.

Device according to any one of the preceding claims, wherein the first group for measuring the weight (21) comprises at least one collection vessel (26) and a weight sensor (27) coupled to the collection vessel (26).

Device according to claim 4, wherein the weight sensor (27) is a load cell.

Device according to claim 4 or 5, wherein the collecting vessel (26) is fluidically coupled to the reservoir (6).

Device according to any one of claims 4 to 6, wherein the first group for measuring the weight (21) comprises at least one inlet valve (28) arranged upstream of the collection vessel (26) and at least one outlet valve outlet (29) arranged downstream of the collection vessel (26).

Device according to claim 7, wherein the inlet valve (28) and the outlet valve (29) are butterfly valves having opening times of less than about 500 ms.

Device according to any one of the preceding claims, comprising a pumping unit (8) for sending the fluid from the tank (6) to the lance (2).

10. Device according to claim 9, comprising a delivery line (10) which connects the pumping unit (8) to the main body (3) of the lance (2) and a return line (11) which connects the nozzle (4 ) of the lance (2) to the tank (6).

Device according to any one of the preceding claims, comprising a bypass line (12) which connects the tank (6) to an opening (9) of the main body (3) of the lance (2) arranged upstream of the nozzle ( 4).

Device according to claim 11, wherein the bypass line (12) comprises a second weight measuring assembly (24) for measuring the weight of the fluid flowing in the bypass line (12).

Device according to claim 12, wherein the second weight measuring group (24) is substantially identical to the first weight measuring group (21).

Device according to claim 11 or 12, wherein the bypass line (12) comprises a bypass valve (23) arranged upstream of the second weight measuring unit (24).

15. Method for measuring the flow rate of a fluid, preferably of a lance (2) of a burner of a gas turbine system, comprising the steps of: - measure the weight (pL) of the fluid passing through a nozzle (4) at the end of a lance (2) to be tested; - calculate, on the basis of the weight (pL) measured, the flow rate of fluid (QL) that passes through the nozzle (4) of the lance (2).

Method according to claim 15, wherein the step of measuring the weight (pL) of the fluid passing through the nozzle (4) of the lance (2) comprises the step of measuring the weight (pL) of the fluid at time intervals ( Δt) pre-established.

Method according to claim 16, wherein the predetermined time intervals (Δt) are comprised between about 5 μs and 1 s.

Method according to any one of claims 15 to 17, wherein the step of calculating, on the basis of the measured weight (pL), the flow rate of fluid (QL) passing through the nozzle (4) of the lance (2), includes calculating the fluid flow rate (QL) according to the following formula:

Where is it - pL (t) is the weight of the fluid passing through the lance (2) measured at the t-th instant; - pL (t + Δt) is the weight of the fluid that passes through the lance (2) detected after an interval Δt with respect to the t-th instant; - Δt is the interval between one weight measurement and another.