SU1670446A1 - Способ определени степени герметичности изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контролю герметичности изделий, заполненных газом, и позвол ет повысить точность при контроле работающих регенераторов газотурбинных установок компрессорных станций. Изделие - регенератор - размещено в потоке продукта сгорани  и заполнено контрольной средой, содержащей кислород. Концентрацию кислорода в продукте сгорани  измер ют в усредненном потоке, образованном путем отбора проб по всему сечению потока. Степень негерметичности издели  определ ют по изменению концентрации кислорода.

Description

Изобретение относитс  к испытательной технике и может быть использовано дл  определени  величины утечки воздуха в секци х регенераторов

Целью изобретени   вл етс  повышение точности при контроле работающих регенераторов газотурбинных установок компрессорных станций.

Способ определени  степени герметичности изделий реализуетс  следующим образом .

Способ основан на том, что в результате нарушени  герметичности регенератора воздух из его воздушных каналов с давлением более 0,35 МПа поступает через неплотности и щели в газовые каналы аппарата, по которым движетс  отработанный газ после турбины с давлением 0,105 МПа, и повышает содержание кислорода в газе.

Сущность способа определени  величины утечки воздуха из воздушных каналов регенератора по сн етс  расчетом процесса горени  топливного газа (в камере сгорани  ГТУ) с различным коэффициентом избытка воздуха «изб 4, 6, 8 и 10 и дальнейшего смешени  полученных продуктов сгорани  с воздухом, количество которого соответствовало бы различным процентам утечки его из воздушных каналов секции регенератора в газовые. Результаты вычислени  мол рных (объемных) концентраций кислорода в газе, выход щем из камеры сгорани  и поступающем после турбины в регенератор (пи при аут 0), и в потоке газа на выходе из регенератора с нарушенной герметичностью (гоз) дл  случаев , когда утечка воздуха из секции регенератора составл ла аут 2, 5. 10 и 15 % от общего расхода воздуха через секцию, приведены в таблице.

Концентраци  кислорода пересчитана на сухой газ

Следует отметить, что дл  топливного газа различного состава, содержание метаО vj

О

Ј

О

на в котором колеблетс  в пределах 96-98 %%, изменение разности концентраций кислорода в отработанном газе до и после

регенератора (ЛГо2 ю2 го2) ПРИ Расс мотренных величинах утечек воздуха из последнего оказались практически одинаковыми .

Данные, приведенные в таблице, были обработаны на ЭВМ. Получено два уравнени ,

сьэб - 80,03 - 5,874 гЬ2 - 0,2284l(rb2)2 + + 0,0217 (rbj3 -0,000187 (гУ4

аут. 17,54 + 3,152 (Оиэб. - 4) + 0,1054(еьзб. -4)2 Лг02. Первое уравнение позвол ет по измеренной концентрации кислорода в потоке отработанного газа до регенератора гЬ2 % и пересчитанной на сухой газ (не содержащий вод ных паров) вычислить коэффициент избытка воздуха Оизб. в камере сгорани  газо- турбинной установки. По второму уравнению можно вычислить при известных «изб.и разности концентраций кислорода в газе до и после регенератора (Л Гоз) величину утечки воздуха в секции регенератора

Сут.

Правомерность метода определени  утечки воздуха из регенератора по концентрации кислорода в потоке газа до и после него была подтверждена результатами опытов . Отбор представительных проб газа на анализ во избежание случайного по влени  в потоке газа отдельных струй различного состава производилс  перед секцией регенератора и за ним с помощью трех пробо- отборных трубок диаметром 25 мм, вставленных в оба газохода, в которых навстречу потоку газа были просверлены отверсти  диаметром 8 мм на рассто нии 25 мм друг от друга. Трубки были расположены на рассто нии 30 см друг от друга, полностью пересекали трубопроводы выхлопных газов по их диаметру и поэтому газ, поступающий в них, отбиралс  по всему сечению потока. Один конец каждой пробоотборной трубки заварен, а второй соединен с общим коллектором, из которого газ по медной трубке диаметром 8x1 мм, длиной 15 м поступал в газоанализатор ГХЛ-1, обеспечивающий измерение объемной концентрации кислорода и углекислого газа с точностью до 0,05%.

Перва  сери  опытов проводилась при режиме работы газотурбинной установки, близком к номинальному. Результаты дес ти параллельных анализов газа, отобранного до и после регенератора, обработаны

методами математической статистики Средн   концентраци  кислорода в газе до регенератора составл ла 17,85 ± 0.08%, а после регенератора 18,09 ±0,075%. Вычисленный по этим данным показатель существенной разницы t по Стьюденту определил достоверность различи  (Р 0,05) в указанных концентраци х(Р - веро тность различи ). С помощью вышеприведенных

уравнений было установлено, что в процессе опытов газотурбинна  установка работала с коэффициентом избытка воздуха Оизб. 6,6, а утечка воздуха из испытуемой секции регенератора составл ла о«т 6,2

%.

Во второй серии опытов была определена минимальна  величина утечки воздуха в секции регенератора, которую можно регистрировать предлагаемым методом. В этих

экспериментах в поток отработанного газа сразу за турбиной (перед испытуемой секцией регенератора) из нагнетательной линии компрессора газотурбинной установки подавались измеренные расходы воздуха,

соответствующие утечкам его в воздушных каналах регенератора, равным 1,3; 2,1; 3,1 и 4,0 % от расхода газа через секцию, При каждом режиме подачи воздуха в отработанный газ производились анализы газа до

и после регенератора. Повышение средней разности концентраций кислорода в этих газах отмечались в опытах, в которых в газ добавл лс  воздух в количествах, соответствующих утечке 2,1 % и более. Однако достоверные различи  в концентраци х кислорода в газе до и после регенератора отмечались в опытах, в которых количество подаваемого в газовый поток газа соответствовало утечки 3,1 и 4,0%.

в процессе проведени  опытов коэффициент избытка воздуха в газах равн лс  7,3, что было выше его номинального значени . Таким образом, результаты проведенных опытов доказали возможность определени  величины утечки воздуха из секций регенератора по разности концентраций кислорода в потоке газа до и после регенератора в тех случа х, когда величина фактической утечки превышает 2,5 %.

0 Способ позвол ет оценить значение коэффициента избытка воздуха в камере сгорани  ГТУ с абсолютной погрешностью 0,2% и величина утечки воздуха из секции регенератора с абсолютной погрешностью

5 0,5%.

Ниже приведен пример конкретной реализации способа.

Утечка воздуха определ лась в правой секции регенератора газотурбинной установки ГТ-750-6, газовые патрубки которой были оборудованы пробоотборными трубками дл  отбора пробы по сечению потока. Анализы газа до и после регенератора проводились на газоанализаторе ГХЛ-1 при температуре в измерительной бюретке.рав- ной 18°С (упругость вод ных паров, численно равна  их мол рной концентрации, составл ла Ру 0,0208ат), барометрическое давление В 748 ммрт.ст, (1,017ат). Проведены шесть параллельных анализов. Среднее значение концентрации кислорода в потоке отработанного газа перед регенератором оказалось равным 17,55, а после регенератора г8г 17,74. Пересчет этих концентраций на сухо й газ (без вод ных паров) производилс  умножением вышеприведенных значений концентрации кислорода на

D

коэффициент --- 1,0209 ат и соответВ Ру

ствовалигЬ2 17,92 и г&2 18,13. а разность этих концентраций составила Дго2 0,21. Согласно вышеприведенным формулам коэффициент избытка воздуха равен Оизб. 6,85,

а величина утечки воздуха

аут. 5,75Способ позволил повысить точность в услови х нестационарного потока продукта

горени  за счет отбора проб по всему сечению потока с последующим смещением всех проб и оборудованием усредненного потока.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   0 Способ определени  степени герметичности изделий, заполненных контрольной средой, путем размещени  издели  в потоке технологического газа, измерени  концентрации контрольной среды в потоке до и по5 еле издели  и определение степени негерметичности издели  по изменению этой концентрации, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности при контроле работающих регенераторов газо0 турбинных установок компрессорных станций , в качестве технологического газа используют продукт сгорани , в качестве контрольной среды - кислород, а измерение концентрации кислорода осуществл ют в

   5 усредненном потоке, образованном путем отбора проб по всему сечению потока.

   Мол рные концентрации кислорода в газе до (год и после регенератора (rttz). %%