GB T 14100-1993 燃气轮机验收试验.pdf
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1、中华人民共和国国家标准燃气轮机验收试验Gas turbines-Acceptance tests 本标准等究竟采用阔际标准ISO2314-1989燃气轮机验收试验儿童屈内容与适用范围GB/T 14100 93 本标准规定了燃气轮机动力装置的验收试验方法,以确定戒检验燃气轮机动力装置的功率、热效率等主要性能参数及其它性能。本标准土改用于常规燃烧系统的开式循环燃气轮机功力装置,也适用于闭式循环和半闭式循环燃气轮机动力辈革蟹。给过适当的修改也可通用于其它热糠的燃气轮机动力接景。本标准不滔用于航空燃气轮机和正在研制中的燃气轮机。2 51用棉准GB 384 石油产品热值测定法GB 2624 流量测量节流
2、装置G日2900.47电工名词术语燃气轮机GB 8117 电站汽轮机热力性能脸收试瞌规程3 术语3. 1 标准参:考条件燃气轮机动力装置的功率、热效率、热棉里韩或燃料消耗率,如需按标准参考条件进行修正,则标准参考条件为:3. 1. 1 压气机进气条件全压:101. 3 kPa; 全温:15 C; 相对眼皮:60%; 除了果用中间冷邮器或嘀水冷却器外,工质醒度一艘可以忽略。具体部位见6.6.2条。3. 1.2 进平排气条件静压:101.3 kPa。具体部位见6.6.3 段。3.1.3 冷却水条件工质冷相帮进口水瓶:15CC。3.1.4 空气加热器环境条件在闭式循环中,空气加热苦苦的环墙条件为:大
3、气压力:101. 3 kPa; 大气掘度:15C。国藏技术监督局1993-01-13批准1993-0弘01实施GB/T 14100-93 3.2 功率功率可用选平联轴节处的输出功率、发电机出线端的电功率(见8.1条)或产生燃气或压缩空气(从主流道中压气机放气)的燃气轮机或燃气发生器的气功率表示。3.3 热效率和热耗旦在计算热效率和热耗率时,不论采用何种燃料,均应按燃料的等压净比能(低热值)来计算。比能(热值)是在压力为101.3 kPa和温度为15C条件下的测定值。燃料撒度偏离15C,其显热应当计及,见8.2.1条。3. 4 必做试验1)在规定的运行条件下,用来确定功率、热耗率、热效率或燃料消
4、辑事以及宠要保护装置工作可靠性而进行的试验。3.5 选做试验1)经合同双方商定,认为有必要进行的试验项目。例如可以包括调速系统的特性;必做试验中未包含的其他保护装置的工作可靠性;操纵特性;振动测量;排气释放物的测定;噪声级的测定、排热及余热回收的评定等。注:1)在制造厂戚在现场所进行的试验项目的划分,由合同t).方商定。3.6 测城位置命名法3.6. 简单循环简单循环测点位置命名,按图l示例用数字表示。热目(燃烧窒)图1简单循环测点位置命名示例1白-白J 5一热摞(燃烧室出口),6一避斗咯巳进口;7一避平出口,8排在吨飞出口3.6.2 复杂循环复杂循环测点位置命名按图2$例用数字表示(其他类型
5、的复杂循环以此类推)。负荷GB/T 1410。一938 /3 因2复杂循环测点位置命名例2.1第一台气机出口;2.2一中间冷却器进口;2.3一中间冷却器出口;2.4一第二台压气机进口,3.1一回热器进口(工质加热);3.去一回热桥出口;6.1一第台选平出口$6.2一再热寰进口,6.3一再热窜出口;6.4一第二台透平进口;7.1回热器进口(排气放热);7.2回热器出口(排气放热)性z复杂循环中辛苦压气机和滋平均为两台,而且还使用中间冷却吉普利再热茧,满点位置的敷字符号见圈2.如果测点位置采用其他命名法时,在合同中应另加说明。3. 7 流体种樊命名循环中各部分流体种类用下列字母表示:f燃料;g-通
6、过热惊(燃烧室加热的气体pa-一空气(或真他工质); w一一水Fb一一润滑油。例如:燃烧章进口燃料温度记为Tf4.4 试验准备工作4. 1 除非双方另有协议,验收试验通常应在安装阶段结束之后,或即由制造厂执行,光论如何诙试验也三个月内执行。燃气轮机在试验前应按制造厂的规定进行检验和清挠。.t1.? 相思为了帝通某个部件而安装了管道,或者为了某种用途提供放气,则应调黯上述管道上的所有G/T 14100 93 阀门,使之符合保证书上所规定的条件。4.3 为了计算或其他特殊的试验目的所需要的燃气轮机各零部件的尺寸和结构参数,应在试验前进行测定并记录下来。应当将试验时燃气轮机辅机各铭牌上的编号和数据记
7、录下来,以便确认。4.4 为了以下目的,可以进行预试验:4.4.1 确定燃气轮机及有关设备是否适宜于进行验收试验p4.4.2 检查测试仪器;4.4.3 熟悉试验做法。在进行了预试验之后.经合同双方同意,预试验可以承认为验收试验。5 试验运行条件5.1 说明5. 1. 1 应当尽可能使试验条件接近标准参考条件或购货合同规定的条件。在整个试验过程中所用的燃料,应是保证书规定的燃料,或是在性质上基本接近保证书规定的燃料;否则合同双方应就试验所用燃料和试验结果的解释事先达成协议。5.1.2 为方便起见.在采用双燃料系统的装置中,热效率试验可以仅用一种燃料来进行,但应经合同双方达成协议。5.1.3 燃气
8、轮机的控制整定值应在试验前调定。对于不适合于燃气轮机正常运行的特殊调整,合同双方应达成书面协议。5. .4 试验观测记录应使用指定的表格,成为原始记录。观测记录应写明年、月、日和读数时间.并应经观测者签字后才能生,效。原始记录和记是图表应当能复制,例如复印或照相,不允许重抄。合同双方应各拥有一套全部的未经修正的原始仪表读数记录和记录图表。5. ,. 5 在试验进行的过程中或试醒后,对己班测到的数据进行分析或解释时,如果发现有明显的矛盾.以致影响试验结果的有效性,应经合同双方商定,用各种合理的方法去减小或消除矛盾。如未能达成协议,则试车或试验无效。5.2 运行条件5.2.1 某些试验,例如确定功
9、率、热槌率、余热回收的评定和噪声级的测定等项试验,应在稳态条件下进行。5.2.2 燃气轮机应在达到稳态条件以后进行试验,当与试验项目有关的主要参数处于稳定时,就认为稳态已建立。如果连续监测表明,在合同双方所商定的时间间隔内,读数不超过5.2.3条和表1所允许的最大变动量,则认为已达到稳态。表1在运行条件下的最大允许变动量。序号变量每次试验的任何一次读数与报告给出的平均运行值之偏差1 输出轴转速士1%2 试验现场大气压力士1%3 压气机进口处工质温度土20C4 液体燃料的比能总比能(高热值)和净比能士2%GB/T 14100-93 结表1序号变量每次试验的任何一次读数与报告给出的平均运行值之偏差
10、气体燃料的比能(用连续量热计得到的总比能和士2%5 净比能)白6 气体燃料的供气压力士1%平均绝对压力)7 燃料供给温度2)士3C8 排气压力土1%平均绝对压力)9 工质进口压力土1%平均绝对压力10 冷却介质进口温度3)士3C11 冷却介质温牙3)士2C12 透平排气温度士2C 注:1)对于作为船用动力装置的燃气轮机,如果在船舶交接期间作验收试验,双方可商定专门的运行条件。2)除天然气以外的其他气体燃料的最大允许变动范围应事先商定。3)适用于采用预冷器和中间冷却器的复杂循环。5.2.3 在任何条件下确定额定性能时,为了求出功率和效率的数值,试验应连续进行三次。每次试验持续时间不少于5min,
11、不超过20min(即总时间不少于15min,不超过60min)。如果用称重法测量燃料流量,为了获得足够的精度,试验时间可超过20min。在测试期间,取读数时应保持负荷稳定在士1%以内。如果做不到这一点,每作一次测定时至少在上述规定时间范围以内取五组读数,并将结果取平均值。当负荷的最大波动超过:!:2%时,只有经过合同双方商定后才能接受该次试验。在整个试验期间内,每种运行状态的每个观测值与报告给出的平均运行值偏差不应超过表1所示的偏差范围,否则应由合同双方达成书面协议。注2如果被测值是快速变化和不规则的,则应使用适当的仪表进行测量。若要求用每组观测数据去计算某个结果,再对结果取平均值,则必须用同
12、一时间的读数。如果观测的目的是用和或差来确定变化率,则必须记录观测的准确时间。6 测量仪器和测量方法6. 1 说明本章对进行燃气轮机动力装置和部件试验所用的仪器、测量方法及预防措施作了说明和规定。本章中未规定的其他仪器及测量方法的使用,应由合同双方另行商定。6.2 必做试验所需的仪器和设备a. 测量燃气轮机输出功率的仪器设备;b. 测量燃气轮机燃料消耗值或输入热量的仪器设备;c. 测定燃料的比能、密度、成分及灰分的仪器设备(也可取样后在双方商定的试验室内进行测定); d. 测定燃气轮机各适当的压力和压差的压力计或压力表(对性能计算有影响的压力测量,使用液体冠力计或较为精密的仪器。); 牵.气压
13、计租温度计zGB/T 1母100-93 r. 间接翻定透平进口燃气温度的仪器(匍式锤环的燃气轮祝踪外h,g. 攒i定击力机进气温度的支器1h. 测定计量油箱中燃油温度和冷却器中循环水温度的握度计FL 转速萄示器和电子式转速表;j. 带!可步信号系统的主时钟若不能提供,则可用同步表或同步钟);k 樱定燃气轮机排气温度的测试技器。6.3 功率割量6. J. 1 机械功率的现量6.3.1.1 扭矩酒量为了计算燃气轮机的轴端输出功率需要i跑得输出轴的捏捏。6.3.1.1. 1或6.3.1.1. 2条既述设备均可用来是行扭矩测量z6.3. ,. ,. 1 吸收式测功器(机械式、电气式、水力式或组合式费用
14、费i功器量程的选择,要求在任何转速下,最小到量担起至少为该拥功器正常最大扭矩的20%0吸按式髓功器在结构上应当使冷却琉摔在一个通过轴线的平面内混入和流出测功器,以免切i句速度分量对担琵拥量产生影响。应采取措施预防外部风阻的影响。各种外部连接软营、接线不应对槌功器产生切向的阻力。采用减震器来衰减横j功器的摆动时,应预先确证减震器对两个方向的理力梧等。费J功器酒量臂有效半径的割量误差不得超过士。.1%(制造厂的合格证可作为充分的嵌据。使JIH建功器时.应预先在增加和减少负荷两个方向上南经过检定的硅码来校准割力装置.正负误差不应超过试验中要读出的最大负荷的0.1%。如果增负荷和减负荷的法数差在最大试
15、验负荷的0.3%以内时,应取其平均值作为标定值。,拴歧试验前后均要仔摇栓查费i功器,并测定出测量臂的不平衡量。若测功器在使用过程中出现集荷周期性波动(剖如由其内部水的作用所影成或某些共振状态使捏短指示值产生超过土2%的脉动这类无规赔不稳定现象,则认为试验结果不符合要求。6.3.1. 1. 2 转轴担短计每组试验前,应对转轴捏矩t进行标定。如果所采用的捏短计系统受到温度的影盹.在试验后,应按试验中所经受的盟度重薪加以标定,标走时,扭短指示装置应处于从试验前flJ试验结束后的整个黯定过程中未受干拔的状态。对转轴担短计进行标定时,必须单i句撞增加负荷,直到超过最大试验负荷,然后再单向地减少负荷。当增
16、负荷与减负荷读数差不超过最大试验负荷的1.0%时,应取其平均值作为标定锺。应当以足够多前次数读取测功器的读数.lV-使所有读数平均值与交替读敦的平均值奇次读数和鹊次读敦的平均值)梧差不大于0.2%。6. 3. 1.2 转速费i量a. 为了试验转速的裙始整定及监视试验黯间燃气轮扭转速的垣定性,可采用指示式转速表。b. 多轴燃气轮杉L每根轴都应装备一个转速指示装置。C. 试验时为了监翻转速恒定性,建议采南电子黠冲计数式转速表进行读数显示和记录。d. 对于所有转速黯量都应使用直接驱动(无滑动)式或非接触式转速表。手持式转速表可能产生靖君主,不宜采用。e. 当平均转速影响试验结果时,应使用直接驱动(无
17、滑动)的积分式转速计数器。记数和记时的精度应使平均转速的误差不超过士0.25%。f. 凡在试验中采用电子频率诗来测量转速,议确定功率和效率时,应以足够多的次数取读数,使GB/T 14100-93 全部读数的平均值与交替读敬的平均值相盖不大于0.25%0 6.3.2 电功率的测量发电机出钱端电功率的测量按GB8117的规定进行。6. 3- 3 其他情况下的功率测量当功率不是以电的形式输出,且又无法在轴上测量时(例如直接驱动泵、服气帆等),1=可参照边当的用于被驱动机械进行试验的标准问最功率,但需结合间双方共向商定。6. 3. 4 用热力学计算法确定输出功率当不能用上述方法(6.3.1,6.3.2
18、和6.3. 3条)测量输出功有g_.且功率最大误差允许在士5%内时,在限定的条件下可根据工质的质黯流盘、空气和燃气的温度、热税、轴承摩擦损失以及机组向周围的散热损失的测最值来计算输出功率。在负荷设备上,因下列原因不能进行实际测量时,可采用热力学计算法:a. 对被驱动机械的工质性质不完全了解;b. 负荷设备上温升太小,无法测出;C. 负荷设备上布几股流体流动或多次抽取等情况。热力学计算法见8.5条。6. 3. 5 燃气发生器的气功事测量测定燃气发生器的气功率时,盯在满负荷下用啧嘴就等效孔口来代替动力避平。燃气发生器的气功率是指从被测的发生器出口状态(全温、金压)等情膨胀到外界大气压力所产生的功率
19、。6.4 燃料测6.4.1 榄体燃料的测量6.4. ,., 版体燃料的特性a. 被体燃料特性的测定应包括密度、比能、粘度(需要时)和温度(需要加热时)。燃料取样方法应由合同双方商定;b. 密度可用液体比壤计或直接称壤法测得;C. 比能可由下述方法取得:等容总lt能相等睿净比能的确定按GB384的规定进行。然后计算出燃料等压净比能。比能的确定应在合同双方认可的实验室进行。如果不能接GB384的规定测定,蛙合同双方同意可利用图3曲线按测得的密度查出带压净比能,此法精皮与燃料性质有关,其精庶约为士1%。燃料偏离150C时,应按3.3条进行显热修正。在未进行专门测量的情况下,可捞不问袖樊分别作下列侍应
20、:较油:当20.C时粘度小于9.5 X 10-6m2角时,偏离150C,每升高(降低)1 C,比能增加(减少)1. 88 k/k鼠;轻燃油:当20.C的粘度小于49X 106m2/S时,偏离15C,每升高(降低)1C,比能增加(减少)1. 76 kJ/kg; 中燃油zi结50.C的粘度小于1l0X106m2/S时,偏离15C,每升高(降低)1C,比能增加减少)1. 63 k/kg; 重燃油或特囊燃油:当50C的粘度小于380X10-6mz/s时,偏离15C,每升高(降低)1C,比能增加(减少)1. 59 kJ /kg GB/T 14100- 93 、队、 h 、阳、 飞 、43。42。4100
21、0 国搁浅吃领远处1000 950 900 850 4000u 800 15C下的密度,kg/m液体燃料净比能与宿度的关系6.4.1.2 破体燃料流量的测量a. 为了确定燃气轮机的热耗率,必须准确地测量实际供给燃气轮机的燃料盐,如燃料调节阀或燃袖喷嘴的回袖及泄漏最不回到测量装置tl:l口管道内,则应测最并予以扣除。b. 流量测量可采用啧嘴、孔板、文杜利流量计、液体流最计或直接称重方式进行。孔板啧峭的制造、安装与使用按GB2624的规定进行,其他应按有关标准的规定。c. 所用流量测最装置在使用前都应进行校准或标定,以保证最大误撞小于燃气轮机最大燃油流量的土0.5%。d. 当使用已校准测最精度为士
22、0.5%的容积测最精时,应使测最箱的形状有利于减少测景时间的棋笼。图3e. 称摸箱系统应自由地放在中心轴上,不受任何诸如设计不当或放置不当的管道连接部件可能施加的外力约束。使用前应对称重精加上已知的震最进行标定,给制出增负荷和减负荷曲钱,试验前对两条曲线的任何经别必须聋明原因作出解释。测量的最大误差应小子最大燃油流量的土0.5%。f. 当使用精度符合要求的正排最式或叶轮式液体流最计时,被测燃料的粘度自处于液体流最计制造厂所规定的班回内。6.4.2 气体燃料的测量6.4.2.1 气体燃料的特性a. 气体燃料特性的测定应也插密度、比能、含尘盘(需要时)和温度。b. 根据合同双方的协议,密度与比能可
23、以由计算得到,或者取自气体燃料供应单位的记录,记录的日期和时间必须与试验日期和时间一致。应在试验报告中详细写明所用数值的依据。对于组成成分不断变化的高炉煤气、炼油厂的石油气及其他气体燃料,在试验期间应增多取怦次数,使宾在取平均值府能得到有代表性的气体比能,建议在整个试验期间使用连搜旧录式最热计句密度汁。利用气体燃料各组成成分的等Jli净比能和官们所占的比例,通过计算可以确定气体燃料的净比能。也可以使用有足够准确度的容克式撞热计或其他典型的量热计进行测量。所用确定比能的方法应由合间政方预先商定。在任何情况下,应根据3.3条对偏离15C的燃料显GB/T 4OO-93 热进行惨正。 某些气体燃科(铜
24、如高炉煤气的含尘量影响到燃气凌量流量的洒走,因此不可,忽视,应予割量。含尘量测量方法由合同政方听取专家意见后商定。6.4.2.2 气体燃料流量的测量a. 流量制量可用正肆量容积式流量计、叶轮式流量计、孔援、喷嘴及文桂和j流量计进行穰量。孔援和喷嚼的最l造、安装和使用应按GB2624的规定进行。其他j主按有关标准的规定。b. 所用流量漫量;装置使用前均应按准,使其误差在燃气轮机燃科最大琉量的士1.0%之内。c 对含尘量较高的气体燃料,应注意到含尘量对波量接IJ量所产生的误差。宜采用正排量容棋式i(量计酒量荒量。6.4.3 固体燃料的费量(特别是对于离式捶环装置应使用适当的标准。6.5 温度费i量
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