Способ определения степени герметичности изделий

СОК 1СОИ ТСКИХ гОРЛПИСТИ ЕСКИХ ггспуглик я 15 6 0 ЕНИЯ(71) МосковскиИ М Губкина юл. Га 30и институт нефти и газ Б,П,Поршаковко СССР 1986. эобретехнике иеления вегенера И ной те опред циях рО ние то генер компр елью изочности иатаровессорныпособ опи изделий е- к Й чност разом Г г 1 СУЛЛРСт ВЕ ННЫИ КОМИТЕТ П) И:3 ОЬРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ гч иИ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС Г 72) Н,А.Тричус, Л.Г.Шэхова В И Никиш;1 н и В,П.Денисе (53) 620,16 29 (088.8) (56) Авторское свидетельст М. 1330481, кл, С 01 М 3/02(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНГЕРМЕТИЧНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ние относится к испытатель может быть использовано дл еличины утечки воздуха в сек торов,бретения является повыше ри контроле работающих р газотурбинных установо х станций.ределения степени гермети реализуется следующим об Способ основан на том, что в результате нарушения герметичности регенератора воздух иэ его воздушных каналов сдавлением более 0,35 МПа поступает через неплотности и щели в газовые каналы аппарата, по которым движется отработанный газ после турбины с давлением 0,105 МПа, и повышает содержание кислорода в газе,Сущность способа определения величины утечки воздуха иэ воздушных каналов регенератора поясняется расчетом процесЯ 21670446 А 1(57) Изобретение относится к контролю герметичности изделий, заполненных газом,и позволяет повысить точность при контроле работающих регенераторов газотурбинных установок компрессорных станций. Изделие - регенератор - размещено в потоке продукта сгорания и заполнено контрольной средой, содержащей кислород, Концентрацию кислорода в продукте сгорания измеряют в усредненном потоке, образованном путем отбора проб по всему сечению потока, Степень негерметичности изделия определяют по изменению концентрации кислорода,са горения топливного газа (в камересгорания ГТУ) с различным коэффициентом избытка воздуха а 1 зб = 4, б, 8 и 1 О и дальнейшего смешения полученных продуктов сгорания с воздухом, количество которого соответствовало бы различным О процентам утечки его из воздушных каналов 4 секции регенератора в газовые, Результаты С) вычисления молярных (объемных) концен граций кислорода в газе, выходящем из камеры сгорания и поступающем после 0 турбины в регенератор г 02 при ау = О), и в1потоке газа на выходе из регенератора с нарушенной герметичностью (го 2 ) для случаев, когда утечка воздуха из секции регенератора составляла аут = 2, 5, 10 и 15от общего расхода воздуха через секцию, приведены в таблице.Концентрация кислорода пересчитана нэ сухой гаэ. Следует отметить, что для топливного ээ различного состава, содержание мета.на в котором колеблется в пределах 96-98, изменение разности концентраций кислорода в отработанном газе до и после регенератора (Лго 2 = го 2 - гЬ 2) при рассмотренных величинах утечек воздуха иэ последнего оказались практически одинаковыми.Данные, приведенные в таблице, были обработаны на ЭВМ, Получено два уравнения,аиэб " 80,03 - 5,874 г 2 - 0,2284(42) + + 0,0217 (гЬ) - 0,000187 (гЬ 2)аут. = 17,54+ 3,152 (аиэб. -4)+ 0,1054 (аизб. - 4)Лго 2Первое уравнение позволяет по измеренной концентрации кислорода в потоке отработанного газа до регенератора го 2и пересчитанной на сухой газ(не содержащий водяных паров) вычислить коэффициент иэбЫтКа ВОЗДУХа аиэб. В КаМЕРЕ СГОРаНИЯ ГазО- турбинной установки. По второму уравнению можно вычиСлить при известных аиб,И РаЗНОСтИ КОНЦЕНтРаЦИй КИСЛОРОДа В газе до и после регенератора (Ь го 2) величину утечки воздуха в секции регенератора аПравомерность метода определения утечки воздуха иэ регенератора по концентрации кислорода в потоке газа до и после него была подтверждена результатами опытов. Отбор представительных проб газа на анализ во избежание случайного появления в потоке газа отдельных струй различного состава производился перед секцией регенератора и эа ним с помощью трех пробоотборных трубок диаметром 25 мм, вставленных в оба газохода, в которых навстречу потоку газа были просверлены отверстия диаметром 8 мм на расстоянии 25 мм друг от друга. Трубки были расположены на расстоянии 30 см друг от друга, полностью пересекали трубопроводы выхлопных газов по их диаметру и поэтому газ, поступающий в них, отбирался по всему сечению потока. Один конец каждой пробоотборной трубки заварен, а второй соединен с общим коллектором, иэ которого гаэ по медной трубке диаметром 8 и 1 мм, длиной 15 м поступал в газоанализатор ГХЛ, обеспечивающий измерение обьемной концентрации кислорода и углекислого газа с точностью до 0,05.Первая серия опытов проводилась при режиме работы гаэотурбинной установки, близком к номинальному, Результаты десяти параллельных анализов газа, отобранного до и после регенератора, обработаны 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 методами математической статистики. Средняя концентрация кислорода в газе до регенератора составляла 17,85 + 0,08, а после регенератора 18,090,075 . Вычисленный по этим данным показатель существенной разницы 1 по Стьюденту определил достоверность различия (Р0,05) в указанных концентрациях(Р - вероятность различия). С помощью вышеприведенных уравнений было установлено, что в процессе опытов газотурбинная установка работала с коэффициентом избытка воздуха аиб. = 6,6, а Утечка воздУха из испытУемой секции регенератора составляла ау = 6,2 %Во второй серии опытов была определена минимальная 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 4,0от расхода газа через секцию, При каждом режиме подачи воздуха в отработанный гаэ производились анализы газа до и после регенератора. Повышение средней разности концентраций кислорода в этих газах отмечались в опытах, в которых в гаэ добавлялся воздух в количествах, соответствующих утечке 2,1 и более, Однако достоверные различия в концентрациях 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 проведения опытов коэффициент избытка воздуха в газах равнялся 7,3, что было выше его номинального значения.Таким образом, результаты проведенных опытов доказали возможность определения величины утечки воздуха из секций регенератора по разности концентраций кислорода в потоке газа до и после регенератора в тех случаях, когда величина фактической утечки превышает 2,5 ,Способ позволяет оценить значение коэффициента избытка воздуха в камере сгорания ГТУ с абсолютной погрешностью 0,2 ф 6 и величина утечки воздуха из секции регенератора с абсолютной погрешностью 0,57 ь.Ниже приведен пример конкретной реализации способа,Утечка воздуха определялась в правой секции регенератора газотурбинной уста1670446 Молярные концентрации кислорода в газе до го 2) и после регенератора (гб 2),, Составитель Л,Вихляев Редактор В,Трубченко Техред М,Моргентал Корректор М.ДемчикЗаказ 2740 Тираж 345ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 новки ГТ-6, газовые патрубки которойбыли оборудованы пробоотборными трубками для отбора пробы по сечению потока,Анализы газа до и после регенератора проводились на гаэоанализаторе ГХЛпри 5температуре в измерительной бюретке,равной 18 С (упругость водяных паров, численно равная их молярной концентрации,составляла Р= 0,0208 ат), барометрическоедавление В = 748 мм рт.ст, (1,017 ат). Проведены шесть параллельных анализов. Среднее значение концентрации кислорода впотоке отработанного газа перед регенератором оказалось равным го 2 = 17,55,а после15регенератора го 2 = 17,74, Пересчет этих концентраций на сухой гаэ (без водяных паров)производился умножением вышеприведенных значений концентрации кислорода накоэффициент = 1,0209 ат и соответВствовали го 2 = 17,92 и го 2 = 18,13, а разностьэтих концентраций составила Ьго 2 = 0,21,Согласно вышеприведенным формуламкоэффициент избытка воздуха равенйиэб. = 6,85,а величина утечки воздухааут, = 5,75,Способ позволил повысить точность в условиях нестационарного потока продукта горения эа счет отбора проб по всему сечению потока с последующим смещением всех проб и оборудованием усредненного потока.Формула изобретен ия Способ определения степени герметичности изделий, заполненных контрольной средой, путем размещения изделия в потоке технологического газа, измерения концентрации контрольной среды в потоке до и после изделия и определение степени негерметичности изделия по изменению этой концентрации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности при контроле работающих регенераторов газотурбинных установок компрессорных станций, в качестве технологического газа используют продукт сгорания, в качестве контрольной среды - кислород, а измерение концентрации кислорода осуществляют в усредненном потоке, образованном путем отбора проб по всему сечению потока.