Лабораторная работа: Тепловое испытание газотурбинной установки

Ввиду уде отмеченного отсутствия в городской черте магистрального газопровода высокого давления в качестве пускового устройства применена паровая турбина построенная на основе штатного турбодетандера, переконструированного для работы на водяном паре.

После пускового устройства пар сбрасывался в атмосферу.

Проблема 4. Компоновки ГТУ на заводском стенде и на газокомпрессорной станции различны, поэтому воздухозаборное и выхлопное устройства имеют нештатную конфигурацию.

Соответственно этому величины гидравлических сопротивлении всасывающего и выхлопного патрубков не совпадают с паспортными значениями.

Проблема 5. Как известно, при работе ГТУ со стороны всасывающего и выхлопного патрубков излучается интенсивный шум.

Поскольку вблизи заводской площадки расположены жилые кварталы, возникла необходимость принять меры подавления этого шума.

Для этого были установлены щиты, отражающие шум на территорию завода, и усилена система шумоглушения.

Последняя из указанных мер привела к повышению гидравлических сопротивлений всасывающего и выхлопного патрубков.

Таким образом, вследствие рассматриваемой здесь и предыдущей проблем величины гидравлических сопротивлений всасывающего и выхлопного патрубков изменились по сравнению со штатными значениями, что вызвало искажение основных результатов испытаний – значений мощности и КПД. Эти погрешности корректируют введением поправок при расчете приведенных основных параметров ГТУ.

Проблема 6. Воздух в городской черте и, соответственно, на площадке завода более запылен, чем на территории газокомпрессорной станции, так как не реализованы меры по укреплению поверхности почвы (посадка травы, выкладывание плитами и т.п.).

Это обстоятельство могло бы потребовать большего внимания к состоянию воздухоочистительного устройства ГТУ или его усиления.

Однако, поскольку суммарное время работы агрегата при испытаниях невелико, то абсолютное количество пыли, попадающее с воздухом в тракты ГТУ, также невелико, поэтому дополнительных мер для решения данной проблемы не принимали.

Проблема 7. Штатная система маслоохлаждения ГТУ – воздушная, т.е. построенная на базе аппаратов воздушного охлаждения – устройств громоздких.

Ввиду ограниченности заводской площадки, система охлаждения масла ГТУ, ВНК и ДН была выполнена из гораздо более компактных водяных маслоохладителей. Охлаждение воды осуществлялось по оборотной схеме – в градирне, уже имеющейся на территории завода.

ОПИСАНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СХЕМЫ

Схема измерений образована совокупностью точек (сечений) по трактам ГТУ и ВНК, в которых определяют параметры рабочих тел.

В указанных точках устанавливают гильзы, зонды, штуцеры отборов, расходомерные устройства и т.п.

Измерительные приборы либо размещают в точках измерений непосредственно на узлах ГТУ, либо размещают их в специальных помещениях и соединяют с точками измерений импульсными линиями или проводами.

Схема измерений при тепловом испытании ГТУ представлена на рис. 1.

Рис. 1

На схеме представлены только те измерения, по которым при обработке результатов испытаний рассчитывают термодинамические и газодинамические параметры рабочих тел турбомашин и затем показатели ГТУ в целом.

Расход топливного газа измеряют с помощью стандартных расходомерных диафрагм в двух точках топливного тракта: до и после блока регулирования – точка 3а и 3б соответственно. Наличие двух замеров расхода топлива гарантирует надежность проведения испытания, поскольку при сбое в этом измерении невозможно оценить КПД ГТУ.

Полное избыточное давление за ТВД измеряется в пяти точках по высоте данного сечения тракта ГТУ – точки 13…17.

При обработке результатов испытаний используют осредненное значение этого параметра.

Температуру продуктов сгорания за КС не измеряют, так как измерение с требуемой точностью порядка 1000 ºC трудно осуществимо вследствие большого числа источников погрешностей. Оценочное значение указанной температуры может быть вычислено, например, по материальному и энергетическому балансу КС.

Полные избыточные давления продуктов сгорания в сечениях за ТВД и перед ТНД различны по величине, поскольку в переходном патрубке между ТВД и ТНД поток существенно перестраивается и, кроме того, здесь имеет место потеря полного давления вследствие гидравлического сопротивления патрубка. В связи с этим, давление за ТВД и перед ТНД измеряют независимо, соответственно точки 13…17 и точка 19.

Расходы воздуха (перед ОК – точка 10 и на входе ВНК – точка 24) измеряют с помощью сужающих устройств специального вида – торцевых диафрагм, установленных на срезе воздухозаборов.

Наряду с параметрами наружного воздуха – точки 1, 5 – измеряют и параметры воздуха на входе ОК – точки 17, 11 и ВНК – точки 21, 25.