Способ контроля концентрации частиц в потоке газа на входе в газотурбинную установку Советский патент 1987 года по МПК G01N15/02 

1

Изобретение относится к испытаниям и эксплуатации газотурбинш.1х установок (ГТУ), преимущественно судовых, и может быть использовано при испытаниях и эксплуатации стационарных ГТУ, на входе в которые рабочее тело содержит тверды или жидкие частицы, держит твердые или жидкие частицы.

Целью изобретения является повыше- ние точности путем учета неравномерности поля скоростей и обеспечение изокинетичности на входе и внутри пробоотборников.

На фиг.1 изображена схема соедине- ния ГТУ с группой пробоотборников, объединенных общим коллектором; на фиг. 2 - график зависимости мощности ГТУ от времени наработки на фиг.З график зависимости расхода газа че- рез ГТУ G от о;-на фиг.. 4 - график зависимости перепада давления АР, полного давления на входе в ГТУ. и статического давления в ее переднем корпусе от расхода газа через ГТУ; на фиг. 5.- график зависимости расхода газа g через группу пробоотборников от йР; на фиг. 6 - график зависимости g от .

Способ осуществляется следующим об-ЗО боты (фиг. 4). С учетом геометричесобразом

За воздухоочистительными устройствами (ВОУ) непосредственно на входе в ГТУ устанавливают группу пробоотборников (не менее 15-20) с сорбен-- том, например, из триацетатного волокна или ткани ФПП и др«, причем выходы всех пробоотборников группы (фиг, 1) объединяют общим коллектором I, который соединяют трубопроводом 2 с полостью переднего корпуса ГТУ 3, где статическое давление значительно меньше полного давления на входе в ГТУ, При этом каждый пробоких и аэродинамических характеристик группы пробоотборников с коллектором экспериментально определяют зависимость расхода пропущенного через 35 группу пробоотборников газа g от перепада давлений (фиг. 5).

Затем строят зависимость g от наработки на различных режимах (фиг.6).

После остановки ГТУ снимают все 40 пробоотборники с фильтрами для анализа, но для дальнейшего контроля ГТУ устанавливают пробоотборники с чистыми фильтрами на те же места. Анализ заключается в промывке снятых фильтотборник 4 в месте его установки ори- 45 Р° всей группы растворителем (или ентируют навстречу потоку. Ориентацию

взвешиванием) с последующим пересчетом полученного количества, уловленных фильтрами частиц (т) на суммарный расход пропущенного через все пробоотв пространстве, а также количество и частоту устанавливаемых пробоотборников определяют в предварительны : исследованиях поля скоростей на входе; в ГТУ на натурном или модельном ВПУ в условиях, полностью иммитирующих эк эксплуатационные. Так как средняя концентрация частиц определяется как средневзвешенная из всех проведенных замеров, то пробоотборники устанавивают с такой частотой, чтобы весовые коэффициенты при у среднении были одинаковыми.

462

ГТУ работает (ис;ходя из требований эксплуатации) в течение определенного периода (например, между двумя остановками), который характеризуется зависимостью мощности ГТУ (N) от времени наработки () (фиг. 2). В течение этого периода газ, оставляя в фильтрах частицы, проходит одновременно через все пробоотборники за счет перепада давлений на входе в ГТУ и ее переднем корпусе, причем расход газа через пробоотборники зависит от мощности и, следовательно, от расхода газа в ГТУ. В период эксплуатации ГТУ предлагаемый способ контроля не нуждается в обслуживании.

Исходя .из зависимости мощности ГТУ от расхода газа на разных режимах, приведенной в формуляре на установку, строят зависимость расхода газа через ГТУ (G) от времени ее наработки (фиг. 3) в соответствии с графиком, приведенным на фиг. 2. Предварительно при определении режимной характеристики ГТУ определяют зависимость перепада полного давления на входе в установку и статического давления в ее переднем корпусе (р) от режима ра45 Р° всей группы растворителем (или

взвешиванием) с последующим пересчетом полученного количества, уловленных фильтрами частиц (т) на суммарный расход пропущенного через все пробоот50 борники газа q., при этом д определяется из графика (фиг. 6), например, планиметрированием. Из выражения (1) вычисляют среднюю концентрацию частиц в потоке газа ( р), посту55 пившего в за период работы

m/q . (1) По графику на фиг. 3 определяют (планиметрированием) суммарное количество воздуха G, прошедшего в ГТУ з

за время Т. Затем из выражения (2) вычисляют суммарное количество частиц (м), попавших в ГТУ с газом за время работы с :

М G. G m/q (2)

Gj G;-c:; - суммарньм расход

газа, прошедшего в ГТУ за время t ; gg- ZIS; ; суммарный расход газа, прошедшего через группу пробоотборников за время .

m - количество уловленных сорбентами группы пробоотборНИКОВ частиц за время f.

Формула изобретения

Способ контроля концентрации частиц в потоке газа на входе в газо- турбинную установку (ГТУ), включающий отбор пробы газа через сорбент, взвешивание или промьшку сорбента растворителем с последующим определением искомого параметра, отличающийся тем, что, с целью повьш1е- ния представительности путем учета неравномерности поля скоростей и точ

ности путем обеспечения изокинетич- ности на входе пробоотборников, газ пропускают одновременно через группу объединенных общим коллектором пробоотборников сорбентами, измеряют время наработки ГТУ , мощности N, расход газа через ГТУ G, перепад ЛР полного давления на входе в ГТУ и статического давления в ее переднем корпусе и измеряют расход газа g через группу пробоотборников, затем строят зависимости G от о , йР от G и g от дР, находят зависимость g от t., а суммарное количество частиц М, прошедших через ГТУ, определяют по формуле:

М G -m/g.

где Gy. ZlG;

m суммарный расход газа, прошедшего в ГТУ за время суммарный расход газа, прошедшего через группу пробоотборников за время С; количество уловленных сорбентами группы пробоотборников частиц за время t ,

Изобретение относится к испытаниям и эксплуатации газотурбинных установок (ГТУ), преимущественно судовых, и может быть использовано при испытаниях и эксплуатации стационарных ГТУ, на входе в которые рабочее тело содержит твердые или жидкие частицы. Целью изобретения является повышение точности путем учета неравномерности поля скоростей и обеспечения изокинетичности на входе и внутри пробоотборников. За воздухоочистительными устройствами (ВОУ) непосредственно на входе в ГТУ устанавливают группу пробоотборников с сорбентом, причем выходы всех пробоотборников группы объединяют общим коллектором, который соединяют трубопроводом с полостью переднего корпуса, где статическое давление значительно меньше полного давления на входе в ГТУ. Каждый пробоотборник ориентируют навстречу потока. Количество устанавливаемых пробоотборников определяют в предварительных исследованиях поля скоростей на входе в ГТУ на натурном или модельном ВПУ в условиях, полностью имитирующих эксплуатационные. Измеряют время наработки Г ГТУ, мощность N, расход газа g через ГТУ, перепад давления дР полного давления на входе в ГТУ и статического давления в ее переднем корпусе. Измеряют расход газа через группу пробоотборников. Находят зависимости g от i. Суммарное количество частиц М, прошедших через ГТУ, определяют по формуле М G-m/g-., к где G 2I-Gjt ;- суммарньй расход га- прошедшего в ГТУ за время g jg ЖЕЭ WKsra за, к суммарный расход газа, проi l шедшего через группу пробоотборников за время m - количество уловленных сорбентами группы пробоотборников частиц за время D . 6 ил. 00

О

Q

(pue. /

tpuz.Z

(pye.J

Г.чае

АР кПо

(рав. 6

Редактор Л, Повхан

Составитель Е. Карманова

Техред И.Попович Корректор А.Ильин

Заказ 4430/48 . Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г. Ужгород, ул. Проектная, 4