ГОСТ 20440-75
Группа Е23
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
УСТАНОВКИ ГАЗОТУРБИННЫЕ
Методы испытаний
Gas turbines. Acceptance tests
Дата введения 1976-01-01
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 27 января 1975 г. N 194
ИЗДАНИЕ (октябрь 2001 г.) с Изменением N 1, утвержденным в апреле 1987 г. (ИУС 8-87)
Настоящий стандарт распространяется на стационарные энергетические и приводные газотурбинные установки, работающие по открытому циклу, а также на конвертированные судовые и авиационные газотурбинные двигатели, входящие в стационарную газотурбинную установку (ГТУ).
Стандарт устанавливает методы контрольных испытаний газотурбинных установок.
Стандарт не распространяется на газовые турбины парогазовых установок, установок со свободнопоршневыми генераторами газа, утилизационные, технологические, вспомогательные и установки специального назначения.
В стандарте учтены требования международного стандарта ИСО 2314.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Контрольным испытаниям должны подвергаться серийные образцы газотурбинных установок.
Испытания должны проводиться перед вводом ГТУ в эксплуатацию для проверки их соответствия требованиям государственных стандартов и технической документации, утвержденной в установленном порядке.
1.2. Испытания ГТУ должны проводиться в следующем объеме.
1) Проверка теплотехнических показателей - определение мощности, к.п.д. или удельного расхода тепла в установленных нормальных (рабочих) условиях.
2) Проверка рабочих характеристик:
а) комплексное опробование при длительной непрерывной работе с номинальной нагрузкой;
б) проверка работы защитных устройств;
в) проверка эффективности работы системы автоматического регулирования;
г) проверка вибрационных характеристик;
д) проверка надежности пусков;
е) определение характеристик пускового процесса;
ж) определение рабочих характеристик систем автоматического управления, регулирования и защиты;
з) определение характеристик основных элементов ГТУ: турбин, компрессоров, камер сгорания, теплообменных аппаратов;
и) определение вредных выбросов в окружающую среду;
к) определение шумовых характеристик;
л) определение тепловыделений;
м) проверка противообледенительной системы.
Испытания, указанные в подпунктах е-м, проводятся по согласованию между изготовителем и потребителем.
1.3. Испытания должны проводиться на месте эксплуатации ГТУ. Допускается проведение испытаний или их отдельных этапов на стендах предприятия-изготовителя. В этом случае объем и методы испытаний должны устанавливаться по согласованию между изготовителем и потребителем в соответствии с требованиями настоящего стандарта.
2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ
2.1. Схема работы ГТУ во время испытаний должна полностью соответствовать принятой для нормальной эксплуатации.
2.2. Перед началом испытаний должны быть произведены осмотр и очистка проточных частей, трубопроводов и прочих элементов газотурбинной установки.
2.3. Готовность газотурбинной установки к испытаниям и сроки их начала устанавливаются по согласованию между изготовителем и потребителем.
3. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
3.1. Проверка значений мощности и к.п.д. ГТУ должна производиться при нормальных условиях или при рабочих условиях, оговоренных по согласованию между изготовителем и потребителем.
3.2. Нормальные условия должны соответствовать следующим величинам:
а) для воздуха в срезе входного патрубка компрессора (компрессора низкого давления):
полная температура 15 °С,
относительная влажность 60%;
б) для уходящих газов в срезе выходного патрубка турбины (турбины низкого давления) или регенератора, если ГТУ работает по регенеративному циклу,
в) при охлаждении рабочего тела температура охлаждающей воды на входе в теплообменник должна быть равной 15 °С.
3.3. Испытания должны проводиться при внешних условиях, возможно более близких к нормальным (рабочим) условиям, чтобы поправки, которые нужно будет вводить для приведения результатов испытаний к нормальным условиям, были минимальными.
3.4. При испытаниях должно применяться топливо, на котором предусматривается эксплуатация ГТУ, или соответствующее ему по своим свойствам.
Испытания ГТУ, предназначенных для работы на двух видах топлива, по согласованию между изготовителем и потребителем могут проводиться на одном виде топлива.
3.5. Погрешности измерений при испытаниях не должны превышать значений, указанных в табл.1.
Таблица 1
|
|
|
Наименования измеряемых величин | Допустимые погрешности измерений | Допустимые отклонения отдельных отсчетов от средних значений |
Мощность, % | 0,5 | 1,0 |
Расход топлива, % | 1,0 | 2,0 |
Теплотворная способность, % | 0,4 | 2,0 |
Температура газов, % | 0,5 | 1,0 |
Частота вращения, % | 0,25 | 1,0 |
Барометрическое давление, % | 0,25 | 0,5 |
Температура воздуха перед компрессором, °С | 0,5 | 2,0 |
Относительная влажность воздуха, % | 5,0 | 10,0 |
Температура охлаждающей воды, °С | 0,2 | 2,0 |
Расход охлаждающей воды, % | 1,5 | 4,0 |
Разрежение в срезе входного патрубка компрессора, кгс/см | 0,0005 | 0,001 |
Избыточное давление или разрежение в срезе выходного патрубка турбины, кгс/см | 0,0005 | 0,001 |
Температура топлива, °С | 1 | 3 |
Примечание. В качестве контрольных при определении показателей ГТУ по согласованию между изготовителем и потребителем могут использоваться температуры газов, измеряемые в различных характерных сечениях: на входе в турбину, на выходе из турбины, на выходе из турбины высокого или среднего давления.
3.6. Испытания должны проводиться на установившихся режимах.
Перед началом измерений ГТУ должна работать до полной стабилизации режима, которая считается достигнутой, когда отклонения основных величин, определяющих результат испытания, при длительной проверке не выходят за пределы, указанные в табл.1.
Для контроля стабильности режима рекомендуется в дополнение к приборам, по которым производятся отсчеты, устанавливать регистрирующие приборы.
3.7. При проверке теплотехнических показателей должно проводиться не менее пяти отсчетов на каждом опыте (режиме), установленном программой испытаний. Суммарное время опыта должно быть в пределах 15-60 мин.
Если в отдельных отсчетах отклонения каких-либо основных величин от их средних за время опыта значений будут выходить за пределы, указанные в табл.1, число отсчетов должно быть увеличено, а достоверность полученных средних величин специально обоснована.
3.8. При одновременном применении нескольких суммирующих приборов (например, счетчиков электроэнергии и мерных баков для определения расхода жидкого топлива) начальный и конечный отсчет по ним должен производиться одновременно.
3.9. Измерение параметров среды, которая транспортируется по нескольким параллельным трубопроводам, необходимо производить в каждом из них. В случаях, когда измеренные таким методом величины могут вызвать недопустимую погрешность при их усреднении, следует измерять расход (или долю) вещества в каждом трубопроводе и для расчетов принимать средневзвешенные значения параметров.
3.11. Результаты испытаний необходимо занести в бланки, подписанные испытателем. Полный комплект неисправленных бланков (или их копий) и лент самопишущих приборов по согласованию между изготовителем и потребителем передается представителям каждой из заинтересованных сторон.
3.12. Если при проведении опытов, обработке и анализе результатов испытаний будут допущены отступления от предварительно установленной программы и методики испытаний, последствия этих отступлений должны быть тщательно оценены, а их допустимость согласована между изготовителем и потребителем.
При невозможности достижения такого согласования результаты испытаний считаются недействительными.
3.13. Установка и тарировка измерительных приборов и устройств.
3.13.1. Измерительные приборы и устройства, устанавливаемые на оборудовании, не должны вызывать изменение показателей ГТУ или других ее характеристик, подлежащих проверке. Случаи, когда это требование не может быть выполнено в полной мере, должны быть специально рассмотрены и согласованы между изготовителем и потребителем.
3.13.2. Измерительные приборы должны быть подвергнуты тарировке непосредственно до и после испытаний.
3.14. Измерение мощности
3.14.1. Измерение механической мощности
а) Измерение крутящего момента
Для измерения крутящего момента следует применять тормозные динамометры (механического, электрического и гидравлического типа).
Прибор для измерения усилия на динамометре должен иметь погрешность, не превышающую 0,1% от величины максимального усилия, которое может быть получено при испытаниях.
б) Измерение частоты вращения
При проведении испытаний каждый вал газотурбинной установки должен быть оснащен устройством для измерения частоты вращения.
Суммарная ошибка в определении частоты вращения не должна превышать 0,25%.
3.14.2. Измерение электрической мощности
Для электрических генераторов трехфазного тока с заземленной нейтралью мощность должна измеряться методом трех ваттметров, для трехфазных генераторов с изолированной нейтралью - методом двух ваттметров.
Для измерения электрической мощности следует применять ваттметры класса точности не ниже 0,2, включенные при помощи трансформаторов тока и напряжения класса точности не ниже 0,5, либо переносные однофазные или многофазные счетчики наиболее высокого класса точности.
3.14.3. В случаях, когда мощность ГТУ невозможно определить с помощью электрических или механических измерений по пп.3.14.1 и 3.14.2, ее следует определять по внутренней мощности приводимых ГТУ агрегатов (насосов, компрессоров, нагнетателей). Для этого должны быть измерены параметры, расходы и составы рабочих сред этих агрегатов. Расчет мощности производится по формуле, приведенной в приложении 1. Вероятная погрешность определения мощности этим способом не должна превышать 4%.
3.14.4. Если внутренняя мощность приводимого ГТУ агрегата также не может быть определена с указанной в п.3.14.3 точностью (вследствие отсутствия надежных данных о термодинамических свойствах рабочих сред этих агрегатов, недостаточного для получения требуемой точности повышения температуры этих сред, а также сложности схемы и большого числа потоков рабочих сред в приводимых агрегатах), допускается определение мощности ГТУ методом балансов энергии. Примеры составления балансов энергии приведены в приложении 2.
Погрешность при определении мощности методом балансов энергии не должна превышать 5%.
По согласованию с потребителем допускается использовать другие методы определения мощности. При этом погрешность определения должна быть не более 5%.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3.15. Измерения, относящиеся к жидкому топливу
3.15.1. Для жидкого топлива должны быть определены следующие величины:
плотность;
теплотворная способность;
вязкость;
температура.
Методика взятия проб топлива для анализа и испытаний должна быть согласована между изготовителем и потребителем.
3.15.2. Определение плотности жидкого топлива - по ГОСТ 3900-85, теплотворной способности - по ГОСТ 21261-91.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3.15.3. Для определения расхода жидкого топлива должны применяться тарированные дроссельные устройства.
В случаях, когда возможно применение расходомеров объемного или турбинного типов либо тарированных мерных баков, точность измерений должна быть в пределах 0,2-0,5%.
3.16. Измерения, относящиеся к газообразному топливу
3.16.1. Для газообразного топлива должны быть определены следующие величины:
плотность;
теплотворная способность;
температура;
давление.
3.16.2. Определение теплотворной способности высококалорийных газов - по ГОСТ 10062-75.
Теплотворная способность низкокалорийных газов должна определяться по их составу.
3.16.3. При использовании в качестве топлива доменного газа или других газов, состав которых изменяется во время испытаний, отборы проб должны производиться не менее двух раз за время опыта или отбираться представительная средняя проба.
3.16.4. По согласованию между изготовителем и потребителем теплотворная способность и плотность газообразного топлива могут быть приняты по данным организации - поставщика топливного газа при условии, что применяемая этой организацией методика обеспечивает требования к точности, указанные в табл.1, а время, для которого определены эти данные, совпадает со временем проведения испытаний.
3.16.5. Расход газообразного топлива следует определять с помощью нормальных дроссельных устройств либо с помощью скоростных расходомеров турбинного типа.
Точность определения расхода газообразного топлива должна быть не менее 1%.
3.17. Измерение температуры
3.17.1. Для непосредственного измерения основных температур по тракту ГТУ должны применяться термопары и термометры сопротивления со вторичными приборами, обеспечивающими измерение температур по классу точности 0,35, а также ртутные лабораторные термометры.
3.17.2. Температура на входе в компрессор должна быть измерена с точностью, указанной в табл.1.
При испытаниях должно быть установлено не менее двух датчиков, по которым делается отсчет, а затем берется средняя величина.
3.17.3. При измерениях температуры газов на выходе из турбины количество датчиков, которые должны располагаться в центрах равновеликих площадей, должно выбираться с учетом неравномерности температур таким образом, чтобы погрешность усреднения не приводила к увеличению общей погрешности измерения температуры сверх указанной в табл.1 допустимой величины.
3.17.4. Если температура газов перед турбиной необходима для определения показателей ГТУ и не может быть прямо измерена с требуемой точностью, ее следует определять косвенным путем с использованием метода балансов энергии.
Примеры составления балансов энергии для этой цели приведены в приложении 3. Вероятная погрешность определения температуры газов перед турбиной этими методами должна быть в пределах 0,5-1,0%.
3.17.5. В случаях, когда для определения косвенными методами температуры газов перед турбиной, мощности ГТУ или внутренней мощности приводимых ГТУ агрегатов требуются дополнительные измерения температуры рабочего тела (воздуха на выходе из компрессора и регенератора, газов на выходе из регенератора ГТУ, рабочего тела на входе и выходе из приводимого агрегата, воды на выходе из промежуточных воздухоохладителей), эти измерения должны производиться с точностью, обеспечивающей определение разности температур рабочего тела в компрессоре, теплообменном аппарате или приводимом агрегате с погрешностью не более 1%.
Количество датчиков следует выбирать в соответствии с п.3.17.3; их число не должно быть менее двух в каждом измерительном сечении.
3.17.6. Измерения температур, необходимых для оценки компонентов, каждый из которых составляет в уравнениях балансов менее 2% мощности ГТУ (отводов тепла от маслоохладителей, тепловыделений в окружающую среду), следует производить с точностью, обеспечивающей определение соответствующих тепловых потоков с погрешностью не более 10%.
3.18. Измерение давления
3.18.1. Для измерения давлений по тракту ГТУ рекомендуется применять жидкостные или пружинные манометры класса точности не ниже 0,4.
Измерение барометрического давления должно производиться с точностью не ниже 0,25 мм рт.ст.
3.18.2. На входе в компрессор должно определяться статическое давление.
За статическое давление принимается среднеарифметическое значение давлений, измеренных в четырех точках, расположенных симметрично и плоскости, перпендикулярной скорости потока.
3.18.3. Давление на выходе из турбин определяется как статическое давление на фланце выхлопного патрубка турбины (или на выпускном фланце регенератора для ГТУ, работающей по регенеративному циклу).
За статическое давление принимается среднеарифметическое значение давлений, измеренных в четырех точках, расположенных симметрично в плоскости, перпендикулярной скорости потока.
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.