UA54503C2 - Method for determining working substance flow rate in the gas-turbine unit line by composition of the exhaust gases at diagnostic tests - Google Patents
Method for determining working substance flow rate in the gas-turbine unit line by composition of the exhaust gases at diagnostic tests Download PDFInfo
- Publication number
- UA54503C2 UA54503C2 UA99105813A UA99105813A UA54503C2 UA 54503 C2 UA54503 C2 UA 54503C2 UA 99105813 A UA99105813 A UA 99105813A UA 99105813 A UA99105813 A UA 99105813A UA 54503 C2 UA54503 C2 UA 54503C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- gas
- air
- flow rate
- composition
- gtu
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 14
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до галузі випробувань і, діагностування машин і може бути використаний при оцінці 2 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.The invention relates to the field of testing and diagnostics of machines and can be used in the assessment of 2 the technical condition of gas turbine installations, in particular to determine the consumption of the working substance in the GTU tract (gas-air mixture in the turbines and air in the compressor) during diagnostic tests in operational conditions at compressor stations of main lines gas pipelines
Відомі різні способи визначення витрати робочої речовини в тракті ГТУ, які базуються на застосуванні стандартних звужуючих пристроїв (див. Ольховський Г.Г. "Тепловье испьітания стационарньїх газотурбинньх 70 установок". М.: Знергия, - 1971, - С. 94-99)There are various methods of determining the consumption of the working substance in the GTU tract, which are based on the use of standard narrowing devices (see Olkhovskyi H.G. "Thermal testing of stationary gas turbines of 70 plants". M.: Znergia, - 1971, - P. 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 12 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.Known methods can be applied in bench conditions during testing of experimental and industrial samples of the product, when there is an opportunity to make structural improvements and install flow measuring washers and baffles at the entrance to the gas turbine. In operational conditions at compressor stations, flow measuring washers are provided by the project only for measuring the fuel gas supplied to the gas turbine combustion chamber, and the flow rate of the working substance in the 12 tracts of turbines and compressors is determined by the initial characteristics, which do not take into account the state of a particular turbine or compressor at the time of testing and do not provide the necessary accuracy of determining the consumption of the working substance during their diagnosis.
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 газотурбинньє.The closest to the invention in terms of technical essence is the method in which the flow of fuel gas is also measured, and the flow of the working substance in the GTU tract is determined (see GOST 20440-75. Gas turbine installations.
Методь испьтаний. Приложение на стр. 22) з рівняння балансу витрат в тракті ГТУ для "для контрольного об'єму:The method is tested. Appendix on page 22) from the equation of the balance of costs in the GTU tract for "for the control volume:
Зал ток топ У, де б2т - масова витрата робочої речовини на виході турбіни ГТУ; счHall talk top U, where b2t is the mass flow rate of the working substance at the output of the GTU turbine; high school
Сук - масова витрата повітря на вході в компресор ГТУ;Suk - mass flow of air at the entrance to the gas turbine compressor;
Сдг - масова витрата паливного газу; о бут - утікання робочої речовини в тракті, що визначаються з характеристик ГТУ.sdg - mass consumption of fuel gas; o but - leakage of the working substance in the tract, which is determined from the characteristics of the gas turbine.
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 с зр Монтажем великогабаритних розходомірних пристроїв на кожній ГТУ, що випробовується, їх таруванням і технічним обслуговуванням. Крім того, спосіб не забезпечує точність результатів Через суттєвий вплив (ав) нерівномірності поля швидкостей потоку у вхідному повітропроводі ГТУ. юThe method involves, like the analogues given above, the measurement of air flow in the compressor using throttle devices (see GOST 20440-75, - 9 p.), which is practically impossible (or very difficult) and is associated with the installation of large-sized flow meters devices at each GTU being tested, their taring and maintenance. In addition, the method does not ensure the accuracy of the results. yu
В основу запропонованого винаходу поставлена задача створення способу, що забезпечує визначення витрати робочої речовини в тракті газотурбінної установки при діагностичних випробуваннях ГТУ в «І експлуатаційних умовах, який спрощує процес випробувань і має більш високу точність у порівнянні з ю прототипом.The basis of the proposed invention is the task of creating a method that ensures the determination of the flow rate of the working substance in the path of the gas turbine installation during diagnostic tests of the gas turbine under "I" operating conditions, which simplifies the test process and has a higher accuracy in comparison with the prototype.
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 « 70 КИСНЮ і розраховують коефіцієнт надлишку повітря в вихлопних газах ГТУ, за відомим складом паливного газу -о розраховують необхідну для його згоряння кількість повітря, за виміряною витратою паливного газу, с розрахованою необхідною для його згоряння кількістю повітря і коефіцієнтом надлишку повітря розраховують :з» витрату газоповітряної суміші в силовій турбіні, в турбіні компресора і витрату повітря в компресорі ГТУ.The problem is solved by the fact that in the method of determining the consumption of the working substance in the GTU tract according to the composition of the exhaust gases during diagnostic tests, which includes the measurement of the consumption of fuel gas and its composition, according to the invention, in the operating mode, the concentration of "70 OXYGEN is measured with a portable device and the excess coefficient is calculated air in the exhaust gases of gas turbines, based on the known composition of the fuel gas, the amount of air necessary for its combustion is calculated, based on the measured consumption of fuel gas, with the calculated amount of air necessary for its combustion and the coefficient of excess air, the consumption of the gas-air mixture in the power turbine is calculated, in the compressor turbine and air consumption in the GTU compressor.
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 сл 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 т. його характеристики даються в сертифікаті на газ. сл Коефіцієнт надлишку повітря у вихлопних газах з високою точністю визначають величиною відношення 5р Концентрації кисню в повітрі до різниці концентрацій кисню в повітрі і вихлопних газах: (ав) «вг (2121 -Ко»)кОв95 ОЛ05, с» де о; - коефіцієнт надлишку повітря у вихлопних газах;The proposed method consists in measuring the consumption of fuel gas and its composition entering the combustion chamber of the GTU in the operating mode, using a regular flow measuring device for this purpose, and according to the known composition of the fuel gas, the required amount of air for its combustion. The composition of fuel components in fuel gas is determined with the help of chromatographs and is considered known, because the composition of the fuel and other characteristics are given in the gas certificate. sl The coefficient of excess air in exhaust gases is determined with high accuracy by the ratio of 5r Oxygen concentration in air to the difference in oxygen concentrations in air and exhaust gases: (ав) "вг (2121 -Ко")кОв95 ОЛ05, с" where о; - coefficient of excess air in exhaust gases;
Ко» - концентрація кисню у вихлопних газах.Ko" - oxygen concentration in exhaust gases.
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. "Газотурбиннье установки. Конструкция и расчет" Справочное о пособие. - Ленинград: Машиностроение, -1978, - С. 28-29). ко Масу газоповітряної суміші, що надходить в силову турбіну, визначають з відомого співвідношення: бстпрсво ж1)- А ст бо де Ост - витрата газоповітряної суміші в силовій турбіні;The calculation of the coefficient of excess air in the exhaust gases is made by the computing unit of the gas analyzer. The amount of air required for the combustion of a unit of fuel gas is determined by the composition of the fuel components in the fuel gas (see "Gasoturbine installations. Construction and calculation" Reference manual. - Leningrad: Mashinostroenie, -1978, - pp. 28-29). ko The mass of the gas-air mixture entering the power turbine is determined from the known ratio: bstprsvo zh1)- A st bo de Ost - consumption of the gas-air mixture in the power turbine;
Сп - витрата паливного газу; о, - коефіцієнт надлишку повітря; о - необхідна кількість повітря для згоряння паливного газу;Sp - consumption of fuel gas; o, - coefficient of excess air; o - the necessary amount of air for the combustion of fuel gas;
Абст - витрата повітря, що надходить для охолодження частин силової турбіни, яка визначається за бо характеристикою ГТУ.Abst - the flow of air supplied for cooling parts of the power turbine, which is determined by the characteristics of the gas turbine.
Масу газоповітряної суміші, що надходить з камери згоряння в турбіну компресора визначають з співвідношення:The mass of the air-gas mixture entering the compressor turbine from the combustion chamber is determined from the ratio:
Стк ост аотк, де Отк - витрата газоповітряної суміші, що надходить з камери згоряння в турбіну компресора (турбіну, що є приводом компресора);Stk ost aotk, where Otk is the consumption of the gas-air mixture entering from the combustion chamber into the compressor turbine (the turbine that is the drive of the compressor);
Сст - витрата газоповітряної суміші в силовій турбіні;Sst - consumption of the gas-air mixture in the power turbine;
АСбтк - витрата повітря, що надходить для охолодження частин турбіни компресора, яка визначається за характеристикою ГТУ.ASbtk - the flow of air supplied for cooling parts of the compressor turbine, which is determined by the characteristics of the gas turbine.
Масу повітря, що надходить на вхід компресора ГТУ визначають з балансу витрат в ГТУ за формулою: сі ЗткоОпрйзст я АОтТК А ут, де Ск - витрата повітря, що надходить на вхід компресора ГТУ;The mass of air entering the GTU compressor inlet is determined from the flow balance in the GTU according to the formula: si ZtkoOprizst i AOtTK A ut, where Sk is the flow of air entering the GTU compressor inlet;
Стк - витрата газоповітряної суміші, що надходить з камери згоряння в турбіну компресора;Stk - consumption of the air-gas mixture entering the compressor turbine from the combustion chamber;
Сдг - витрата паливного газу; 19 Абрст - витрата повітря, що надходить для охолодження частин силової турбіни;sdg - consumption of fuel gas; 19 Abrst - flow of air supplied for cooling parts of the power turbine;
Астк - витрата повітря, що надходить для охолодження частин турбіни компресора;Astk - flow rate of air supplied for cooling parts of the compressor turbine;
Абут - втрати повітря через протікання в тракті ГТУ.Abut - air loss due to leakage in the gas turbine section.
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.Thus, thanks to the method of measuring fuel gas and determining the composition of exhaust gases, the coefficient of excess air and the required amount of air for the combustion of fuel gas, it becomes possible to determine the consumption of the working substance in the turbines and compressors of the GTU.
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 сч ря 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 (о) 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 с зо передбачає трудомістких операцій і може бути застосований в різних галузях промисловості і транспорту, де випробовуються ГТУ в експлуатаційних умовах. (ав)The technical result of the application of the proposed method consists in simplifying the process of determining the consumption of the working substance in the HTU tract and increasing the accuracy of determining the flow during tests of the HTU in operational conditions in comparison with known methods. Increasing the accuracy of determining the flow rate of the working medium of the substance in the GTU tract is achieved thanks to the possibility of determining the percentage of excess air in the exhaust gases with an accuracy of fractions at a high degree of mixing of gases in the GTU tract. The advantage (o) of using the proposed method is that this method can be fully applied in operational conditions at compressor stations of gas pipelines without structural interventions and installation of flow-measuring devices in the GTU tract, which require an increase in the cost of diagnostic tests. The method does not involve time-consuming operations and can be applied in various industries and transport, where gas turbines are tested in operational conditions. (av)
ІФ)IF)
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA99105813A UA54503C2 (en) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | Method for determining working substance flow rate in the gas-turbine unit line by composition of the exhaust gases at diagnostic tests |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA99105813A UA54503C2 (en) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | Method for determining working substance flow rate in the gas-turbine unit line by composition of the exhaust gases at diagnostic tests |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA54503C2 true UA54503C2 (en) | 2003-03-17 |
Family
ID=74320285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA99105813A UA54503C2 (en) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | Method for determining working substance flow rate in the gas-turbine unit line by composition of the exhaust gases at diagnostic tests |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA54503C2 (en) |
-
1999
- 1999-10-26 UA UA99105813A patent/UA54503C2/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3699814A (en) | Gas sampler | |
| RU2403393C2 (en) | Testing device of instruments and elements of systems of air-and-gas and dust control of well atmosphere | |
| US6959590B2 (en) | Emission sampling apparatus and method | |
| US6200819B1 (en) | Method and apparatus for providing diluent gas to exhaust emission analyzer | |
| Foote et al. | Evaluation of partial flow dilution methodology for light duty particulate mass measurement | |
| US9863850B2 (en) | Method and system for measuring the mass flow by means of dilution of an exhaust gas from internal combustion | |
| UA54503C2 (en) | Method for determining working substance flow rate in the gas-turbine unit line by composition of the exhaust gases at diagnostic tests | |
| RU2848614C1 (en) | Stand for studying combustion processes of reactive fuel samples | |
| Petrović et al. | The design of a full flow dilution tunnel with a critical flow venturi for the measurement of diesel engine particulate emission | |
| JP2001159587A (en) | Gas analyzer | |
| RU2826328C1 (en) | Gas turbine engine combustion chamber testing unit | |
| RU92535U1 (en) | GAS-DYNAMIC INSTALLATION | |
| CN100470017C (en) | A method for determining the operating state of a gas turbine | |
| WO2023015888A1 (en) | Scr catalyst performance evaluation system for marine engine | |
| Markowski et al. | Evaluation of relations operating and ecological parameters of turbine engines | |
| CN209148289U (en) | Measure the experimental rig of each cylinder EGR uniformity | |
| Stuhldreher et al. | Emission Screening Test for Marine Outboard Engines | |
| RU60724U1 (en) | GAS SAMPLING DEVICE | |
| Mossbeck et al. | Examination of Combustion Processes Using a Rankine Cycler | |
| McKee | Effects of engine parameters and catalyst composition on vehicle sulfate emissions | |
| Thiel et al. | Problems of partial sample systems for modal raw exhaust mass emission measurement | |
| SU294099A1 (en) | TESTS OF SUPER-SOUND AIR-REACTIVE ENGINES | |
| SU1059489A1 (en) | Material for corrosion rate determination method | |
| RU2411518C1 (en) | Method of analysing substances in gas and device for realising said method | |
| JP2003299938A (en) | Apparatus for mixing gas and method for mixing gas |