Способ контроля концентрации частиц в потоке газа на входе в газотурбинную установку

 

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 гапрошедшего 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

Р:=СПУБЛИН (191 (11) (51)4 G 01 N 15 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСИСМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2l) 4022903/25-25 (22) 02.12.85 (46) 30.09.87. Бюл. № 36 (72) А.Г. Андриец, M.È. Корнеев и В.В. Черных (53) 543.275.3(088.8) (56) Петренчук О.П. Экспериментальные исследования атмосферного аэро— золя. Л.: Гидрометеоиздат, 1973, с. 63.

Рослик Л.Ф. и др. Определение содержания воздуха, поступающего в

ГТУ вЂ” 20. Судостроение, 1974, № 1, с. 27-29. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦ151

ЧАСТИЦ В ПОТОКЕ ГАЗА HA ВХОДЕ B ГАЗОТУРБИННУЮ УСТАНОВКУ (57) 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 неравно— мерности 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 И, расход газа g через ГТУ, перепад давления лР полного давления на входе в ГТУ и статического давления в ее переднем корпусе. Измеряют расход газа через группу пробоотборников.

Находят зависимости g от . Суммарное количество частиц М, прошедших через

ГТУ, определяют по формуле М = G m/g

К где G = 2.G;c; — суммарный расход га2 за, прошедшего в ГТУ за время ; к — суммарный расход газа, про(=1 шедшего через группу пробоотборников за время с.; m — количество уловленных сорбентами группы пробоотборников частиц за время С . 6 ил.

Изобретение относится к испытаниям и эксплуатации газотурбинных установок (ГТУ), преимущественно судовых, и может быть использовано при испыта5 ниях и эксплуатации стационарных ГТУ, на входе в которые рабочее тело со— держит тверды или жидкие частицы. держит твердые или жидкие частицы.

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

На фиг.l изображена схема соедине- 15 ния ГТУ с группой пробоотборников, объединенных общим коллектором; на фиг. 2 — график зависимости мощности

ГТУ от времени наработки ; на фиг.3 график зависимости расхода газа че — 2p рез ГТУ G от ; на фиг.. 4 — график зависимости перепада давления dP, полного давления на входе в ГТУ и статического давления в ее переднем корпусе от расхода газа через ГТУ; 25 на фиг. 5. — график зависимости расхода газа g через группу пробоотборников от bP; на фиг. 6 — график зависимости g от

Способ осуществляется следующим об — В0 образом1

За воздухоочистительными устройствами (ВОУ) непосредственно на входе в ГТУ устанавливают группу пробоотборников (не менее 15 — 20) с сорбен- 35 том, например, из триацетатного волокна или ткани ФПП и др., причем выходы всех пробоотборников группы (фиг. 1) объединяют общим коллектором 1, который соединяют трубопрово — pp дом 2 с полостью переднего корпуса

ГТУ 3, где статическое давление значительно меньше полного давления на входе в ГТУ. При этом каждый пробоотборник 4 в месте-его установки ориентируют навстречу потоку. Ориентацию в пространстве, а также количество и частоту устанавливаемых пробоотборников определяют в предварительньп: исследованиях поля скоростей на вход» 5р 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 устанавливают с такой частотой, чтобы весо— .вые коэффициенты при усреднении были одинаковыми.

46

2 (ТУ работает (и ходя из требований эксплуатации) в течение определенного периода (например, между двумя остановками), который характеризуется зависимостью мощности ГТУ (Б) 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 работы (фиг. 4) ° С учетом геометрических и аэродинамических характеристик группы пробоотборников с коллектором экспериментально определяют зависимость расхода пропущенного через группу пробоотборников газа g от перепада давлений (фиг. 5).

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

После остановки ГТУ снимают все пробоотборники с фильтрами для анализа, но для дальнейшего контроля ГТУ устанавливают пробоотборники с чистыми фильтрами на те же места. Анализ заключается в промывке снятых фильтров всей группы растворителем (или взвешиванием) с последующим пересчетом полученного количества уловленных фильтрами частиц (m) на суммарный расход пропущенного через все пробоотборники газа q, при этом о определяется из графика (фиг. 6), например, планиметрированием. Иэ выражения (1) вычисляют среднюю концентрацию частиц в потоке газа (P ), поступившего в ГГУ за период работы Г: (3 = m/q (1)

По графику на фиг. 3 определяют (планиметрированием) суммарное количество воздуха G>, прошедшего в ГТУ за

46! 3415 (2) частиц время (2) М Gе к где 0 =QG.

q e1 к д, (., =1

6 m/g

20 к где 6 =QG;

1 а 1 к

Кг= Я; за время . Затем из выражения вычисляют суммарное количество (М), попавших в ГТУ с газом за работы 7: суммарный расход газа, прошедшего в ГТУ за время с суммарный расход газа, прошедшего через группу пробоотборников за время г

15 количество уловленных сорбентами группы пробоотборников частиц за время .

Формула изобретения

Способ контроля концентрации частиц в потоке газа на входе в газотурбинную установку (ГТУ), включающий отбор пробы газа через сорбент, взвешивание или промывку сорбента растворителем с последующим определением искомого параметра, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьппения представительности путем учета неравномерности поля скоростей и точности путем обеспечения изокинетичности 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 б от, пР от G u g от пР, находят зависимость g от ., а суммарное количество частиц М, прошедших через ГТУ, определяют по формуле: суммарный расход газа, прошедшего в ГТУ за время с, суммарный расход газа, прошедшего через группу пробоотборников за время, количество уловленных сорбентами группы пробоотборников частиц за время С .

134154б

6 кг!с а,в г, час г аг

42ие. 3 аР

K/10

Составитель E. Карманова

Редактор Л. Повхан Техред И.Попович Корректор A.Èëüèí

Заказ 4430/48 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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