Способ определения степени герметичности изделий

 

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.

слнл соп(тских гniрллисти гских ггспуг.лик (л1) G 01 М 3/02

«сvÄËÐ :1 ГтГННЫЙ КОМИТЕТ

I1 :> и:«т(,г(тг ниям и QTKpblTMRM

f l . и сссг

1.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 4

С)

1,), (21) 4716573/28 (22) 11.07,89 (46) 15.08.91. Бюл. li. 30 (71) Московский институт нефти и газа им.

И M.Ãóáêèèà (72) Н.А.Т ричус, Л.Г. LLlaxoaa, Б.П,Поршаков, В.И.Никиш;1н и В.П.Денисенко (53) 620.16 29 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1330481, кл, G 01 M 3/02, 1986. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ

ГЕРМЕТИЧНОСТИ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения величины утечки воздуха в секциях регенераторов, Целью изобретения является повышение точности при контроле работающих регенераторов газотурбинных установок компрессорных станций.

Способ определения степени герметичности изделий реализуется следующим образом.

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 процес„„Я „„1670446 А1 (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 иэделия определяют по изменению концентрации кислорода. са горения топливного газа (в камере сго-. рания ГТУ) с различным коэффициентом избытка воздуха а за = 4, б, 8 и 1О и дальнейшего смешения полученных продуктов сгорания с воздухом, количество которого соответствовало бы различным процентам утечки его из воздушных каналов секции регенератора в газовые. Результаты вычисления молярных (объемных) концен граций кислорода в газе, выходящем из камеры сгорания и поступающем после турбины в регенератор (rm при а„, = О), и в

I потоке газа на выходе из регенератора с нарушен4ой герметичностью (го2") для случаев, когда утечка воздуха из секции регенератора составляла аут = 2, 5, 10 и 15 $ от общего расхода воздуха через секцию. приведены в таблице.

Концентрация кислорода пересчитана нэ сухой гаэ.

Следует отметить, что для топливного ээээ различного состава, содержание мета1670446 на в котором колеблется в пределах 96-98

7;, изменение разности концентраций кислорода в отработанном газе до и после регенератора (ЛГо2 = го2 — rb ) при рассмотренных величинах утечек воздуха иэ последнего оказались практически одинаковыми.

Данные, приведенные в таблице, были обработаны на ЭВМ. Получено два уравнения, а„б - 80,03 — 5,874 rb — 0,2284 (rb ) +

+ 0,0217 (rgb — 0,000187 (rQ аут. = (17,54+ 3,152 (аида. — 4)+

0,1054 (аизб. — 4) 1 . bros

Первое. уравнение позволяет по измеренной концентрации кислорода в потоке отработанного газа до регенератора rbq $ и пересчитанной на сухой газ(не содержащий водяных паров) вычислить коэффициент избытка воздуха аиэб. в камере сгорания гаэотурбинной установки. По второму уравнению можно вычиСлить при известных аиб,и разности концентраций кислорода в газе до и после регенератора (Л гор) величину утечки воздуха в секции регенератора а„,, Правомерность 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 Sx1 мм, длиной 15 м поступал в газоанализатор ГХЛ-1, обеспечивающий измерение обьемной концентрации кислорода и углекислого газа с точностью до 0,05ф.

Первая серия опытов проводилась при режиме работы гаэотурбинной установки, близком к номинальному. Результаты десяти параллельных анализов газа, отобранного до и после регенератора, обработаны

55 методами математической статистики.

Средняя концентрация кислорода в газе до регенератора составляла 17,85 + 0.08, а после регенератора 18,09 0,075 . Вычисленный по этим данным показатель существенной разницы t по Стьюденту определил достоверность различия (P < 0,05) в укаэанных концентрациях (P — вероятность различия). С помощью вышеприведенных уравнений было установлено, что в процессе опытов газотурбинная установка работала с коэффициентом избытка воздуха аи,б. = 6,6, а утечка воздуха из испытуемой секции регенератора составляла ay> = 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

4,0 от 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 и величина утечки воздуха из секции регенератора с абсолютной погрешностью

0,5ф .

Ниже приведен пример конкретной реализации способа.

Утечка воздуха определялась в правой секции регенератора газотурбинной уста1670446

Молярные концентрации кислорода в газе до (rQ) и после регенератора (42), $ $, Составитель Л.Вихляев

Редактор В,Трубченко Техред M,Ìîðråíòàë Корректор М.Демчик

Заказ 2740 Тираж 345 ° Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 новки ГТ-750-6, газовые патрубки которой были оборудованы пробоотборными трубками для отбора пробы по сечению потока.

Анализы газа до и после регенератора проводились на гаэоанализаторе ГХЛ-1 при 5 температуре в измерительной бюретке,равной 18 C (упругость водяных паров, численно равная их молярной концентрации, составляла Ру = 0,0208 ат), барометрическое давление В = 748 мм рт.ст, (1,017 ат). Прове- 10 дены шесть параллельных анализов. Среднее значение концентрации кислорода в потоке отработанного газа перед регенератором оказалось равным rbz = 17,55, а после

15 регенератора r3 = 17,74. Пересчет этих концентраций на сухой гаэ (без водяных паров) производился умножением вышеприведенных значений концентрации кислорода на коэффициент = 1,0209 ат и соответВ

 — Р„ ствовали rb = 17,92 и го2 = 18,13. а разность этих конц".íòðàöèé составила Alps = 0,21, Corftnñío вышеприведенным формулам коэффициент избытка воздуха равен ииэб. = 6,85, а величина утечки воздуха а„,, = 5,75.

Способ позволил повысить точность в условиях нестационарного IloToK3 продукта горения эа счет отбора проб по всему сечению потока с последующим смещением всех проб и оборудованием усредненного потока.

Формула изобретения

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, отличающийся 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.