Измерение мощности гту тепловыми методами

1. Измерение мощности ГТУ по мощности приводимого агрегата – приводимый агрегат – нагнетатель.

Мощность ГТУ: Nгту = ΔNмех.н + ΔNтеплот + Nн , где

- Nн - внутренняя мощность поглощаемая ЦН: Nн= Gтг*Δiг ; Δi_г= i_г^// - Δi_г^/ = Ср(tн^// - tн^/ ) –

можно определить по разности энтальпий или температур;

- ΔNмех.н – мощность поглощаемая подшипниками и т.д.: ΔNмех.н = А ^. n³ , коэф-т А различен для разных машин, обычно берут ΔNмех.н = 1,5 - 2,0% ;

- ΔNтеплот – теплота, отводимая от поверхности нагнетателя : пренебрегаем (т.к менее 1%);

Хотя в соответствии с ГОСТом необходимо обеспечить погрешность определения мощности δN = 0,5%, из-за большого кол-ва параметров допускается погрешность до 2%

2. Определение мощности ГТУ методом баланса

Сущность метода: вокруг ТА строится контрольный объем внутрь которого входит все оборудование ТУ и граница проходит по выходному валу –см. рис.1.

Энергия входная: G_{В ,} i_В – воздух ;

G_Т , Q^Р_Н , i_Т (i_Т- энтальпия топлива учитывается, когда есть подогрев топлива –

чтобы не выпадал газовый конденсат, экономия топлива).

Потери энергии: ΔN_ТЕПЛ- тепловые потери в окр. среду (излучение, конвекция);

ΔN_МЕХ- мех. потери отводятся с теплотой масла в окр. среду;

ΔN_УТ - утечки РТ (через уплотнения, неконтролируемые утечки, щели на фланцах);

G_{Г ,} i_Г – потери энергии с выхлопными газами.

Тогда мощность ГТУ: N_ГТУ = G_В i_В + G_Т(Q^Р_Н + i_Т) - ΔN_ТЕПЛ - ΔN_МЕХ - ΔN_УТ - G_Г i_Г ;

Недостатки:

- точность определения мощности очень низкая (погрешность до 7%);

- трудно определить величину теплоотдачи конвекцией: ΔN_ТЕПЛ = ∑α_i ^. F_i ^. (t_{i КОЖ} - t_ОКРУЖ),

где i – относится к участкам корпуса, т.е. необх. промерять темп. поле);

- трудно определить величину мех. потерь: ΔN_МЕХ = G_М ^. С_РМ ^. (t_М^/ - t_М^//), G_М-расход масла;

- очень трудно определить расход утечек, чтобы определить ΔN_УТ ;

- очень сложно определить расход на выхлопе -нужно разбивать на большое кол-во участков и вычис

лять: G = ∑ F_i C_i ρ_i , существуют большие перекосы поля скоростей (могут быть обратные токи).

Заводы при отработке мощности ГТУ могут вычислять мощность этим методом т.к.:

- возможна организация таких измерений (имеются средства, люди, оборудование, время);

- могут проводиться комплексно, т.е. параллельно определяется множество других параметров.

3. Модификация метода баланса - метод частичного баланса

Сущность метода: контрольный объем захватывает только СТ – рис. 3 - уменьшается объем побочных измеряемых параметров и погрешность метода до 4%

Измерение по топливу

При исследованиях ГТУ необходимо знать :

- расход;

- давление и температуру;

- состав, теплотворную способность, плотность и др. теплофизические характеристики.

Измерение теплотворной способности :

- если известен компонентный состав (перечень компонентов с их долями, с учетом теплотворной

способности отдельных компонентов: СН₄, С₂Н₆, С₃Н₈ ,С₄Н₁₀), то по их теплотворной способности

можно определить теплотворную способность топлива. При грубых расчетах можно оценивать

природный газ как состоящий из одного метана);

- экспериментальный метод с помощью калориметров (калориметрические бомбы , герметичный

сосуд) по ГОСТу 10062-62;

- для технических оценок можно применять расчетные формулы: Q^Р_Н = 23780 + 17540 Δв , где

Δв - относительная плотность топлива по воздуху: Δв = ρ_{ТОПЛ Н} / ρ_{В Н} (плотности топлива и воздуха

при н. у.) ρ_{В Н}=1,205кг/м³; ρ_{ТОПЛ Н} –ориентировочные данные диспетчеров (Q_Р^Н = кДж / н.м³, для

пересчета теплотворной способности на весовые единицы необходимо поделить полученный

результат на плотность топлива при н. у. (кДж/н.м³/кг/ н.м³ = кДж/кг).

Измерение расхода топливного газа.

Это делают с помощью нормальных дроссельных расходомерных устройств: - диафрагмы;

- сопла;

- трубы Вентури.

Диафрагма: схема – рис.1.

Расход определяется из зависимости: G ~

Точность измерения расхода топлива диафрагмы 1-2 %.

Недостатки:

- требуют больших приёмных участков трубы до и после диафрагмы для стабилизации потока. Должны

отсутствовать повороты, колена, фланцевые соединения;

- диафрагмы теряют точность по мере эксплуатации за счёт уменьшения остроты кромки (износ);

- необходима высокая квалификация персонала при изготовлении и монтаже;

- диафрагма создаёт определённую гидравлическую потерю.