Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

66 страниц

Распространяется на газотурбинные силовые установки открытого цикла, а также на ГТУ замкнутого и полузамкнутого циклов. Стандарт также может применяться к газотурбинным двигателям в установках простого, комбинированного и регенеративного циклов, работающих в открытых циклах. Стандарт не распространяется на ГТД, используемые для приведения в движение летательных аппаратов, дорожно-строительных и передвигающихся по земле машин, а также тракторов сельскохозяйственного и промышленного применения и дорожных транспортных средств. Для установок, использующих особые источники тепла (например, химический процесс, ядерные реакторы, различного типа печи и котлы), настоящий стандарт может применяться в качестве базиса. Стандарт рассматривает требования пользователя к конструкции при комплектации пэкиджером газотурбинных установок и газотурбинных систем различного применения, включая ГТУ для систем комбинированного цикла и их вспомогательных агрегатов. Стандарт содержит техническую информацию и средства, которые следует использовать при закупке.

 Скачать PDF

Идентичен ISO 3977-3:2004

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Основные требования

     4.1 Общие положения

     4.2 Заданные местные условия

     4.3 Эксплуатационные требования

     4.4 Сервисные требования

     4.5 Требования к оборудованию с вращающимися частями

     4.6 Требования к другому оборудованию

     4.7 Вибрации и динамика

5 Комплектующее и вспомогательное оборудование

     5.1 Основное оборудование

     5.2 Вспомогательное оборудование

6 Система управления и контроля

     6.1 Системы управления

     6.2 Пуск

     6.3 Нагружение

     6.4 Разгрузка и останов

     6.5 Вентиляция и продувка

     6.6 Регулирование подачи топлива

     6.7 Регулирование и ограничение

     6.8 Регулирование вредных выбросов в атмосферу

     6.9 Защита от превышения числа оборотов

     6.10 Системы защиты

     6.11 Система промывки компрессора

     6.12 Выбор системы управления

     6.13 Установка панели управления

     6.14 Пригодность к эксплуатации и диагностика

     6.15 Передача данных

     6.16 Специальное применение

Приложение А (справочное) Карта данных

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов межгосударственным стандартам

Библиография

 

66 страниц

Дата введения01.06.2019
Добавлен в базу01.01.2019
Актуализация01.01.2019

Этот ГОСТ находится в:

Организации:

30.11.2017УтвержденМежгосударственный Совет по стандартизации, метрологии и сертификации52-2017
09.10.2018УтвержденФедеральное агентство по техническому регулированию и метрологии738-ст
ИзданСтандартинформ2018 г.
РазработанФГУП ЦИАМ им. П.И. Баранова

Gas turbines. Procurement. Part 3. Design requirements

Нормативные ссылки:
Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

ГОСТ

ISO 3977-3— 2017

(ISC)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТАНДАРТ

ТУРБИНЫ ГАЗОВЫЕ

Технические условия на закупку

Часть 3

Требования к проектированию

(ISO 3977-3:2004, ЮТ)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2018

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова» (ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 414 «Газовые турбины»

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 ноября 2017 г. № 52-2017)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004—97

Код страны по МК (ИСО 3166) 004—97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Азербайджан

AZ

Азстандарт

Армения

AM

Минэкономики Республики Армения

Беларусь

BY

Госстандарт Республики Беларусь

Грузия

GE

Грузстандарт

Казахстан

KZ

Госстандарт Республики Казахстан

Киргизия

KG

Кыргызстандарт

Молдова

MD

Институт стандартизации Молдовы

Россия

RU

Росстандарт

Таджикистан

TJ

Таджикстандарт

Туркменистан

TM

Главслужба «Туркменстандартлары»

Узбекистан

UZ

Узстандарт

Украина

UA

Минэкономразвития Украины

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 октября 2018 г. № 738-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 3977-3-2017 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июня 2019 г.

5    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 3977-3:2004 «Турбины газовые. Технические условия на закупку. Часть 3. Требования к разработке» («Gas turbines — Procurement — Part 3: Design requirements», IDT).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ГОСТ ISO 3977-3-2017

4 Основные требования

4.1    Общие положения

В настоящем стандарте представлены основные требования по приобретению покупателем у пэкид-жера газовых турбин и газотурбинных систем различного применения, включая системы комбинированного цикла и их вспомогательные агрегаты. Дополнительные требования к особым применениям газовых турбин описаны в ISO 3799-5. В нем приводятся техническая информация и средства, необходимые при закупке.

4.2    Заданные местные условия

4.2.1    Местные условия

Покупатель должен предоставить пэкиджеру точные данные по местным условиям в карте данных в соответствии с приложением А, указать вид предполагаемой установки узла: внутри или вне помещения.

4.2.2    Рабочая точка на месте эксплуатации

Покупатель должен указать в карте данных заданную рабочую точку (заданные рабочие точки) на месте эксплуатации (см. приложение А, таблица А.1). Если не задано иное, то конструкция ГТУ должна обеспечить номинальную мощность на месте эксплуатации без отрицательно влияющего допуска при ограничении по тепловой мощности (удельному расходу тепла).

4.2.3    Предварительный анализ конструкции

На характеристики места эксплуатации могут оказывать отрицательное воздействие следующие факторы: нагрузки на трубопроводы и каналы, регулировка в условиях эксплуатации, опорная конструкция и сборка на месте. Для уменьшения влияния этих факторов пэкиджер должен рассмотреть чертежи трубопроводов, каналов и фундамента, представленные покупателем.

4.3    Эксплуатационные требования

4.3.1    Эксплуатационные критерии

Пэкидждолжен быть испытан на испытательном стенде и/или по месту установки в эксплуатацию согласно заданным критериям приемки.

Механические характеристики пэкиджа газовой турбины (далее — пэкидж) должны обеспечивать непрерывную эксплуатацию при проектной мощности конструкции. Все элементы пэкиджа должны быть рассчитаны на эксплуатацию при максимально возможной мощности, соответствующей пиковой нагрузке, или в условиях низкой температуры окружающей среды. Механическая прочность элементов, таких как муфты, редукторы и приводимые устройства, не должна ограничивать выходную мощность установки.

Если установка будет работать на режиме выше пикового, то ее элементы должны быть рассчитаны на повышенные уровни мощности или иметь более короткий ожидаемый ресурс.

Покупатель должен указать в карте данных расходные комплектующие, а комплектовщик — необходимые требования к их использованию (см. приложение А, таблица А.1).

4.3.2    Ограничения по температуре и частоте вращения

В пределах допустимого температурного диапазона должны быть выполнены следующие требования.

При превышении допустимого числа оборотов из-за мгновенной потери максимально возможной нагрузки в условиях полностью работоспособной системы регулирования частоты вращения не должно произойти повреждения оборудования или возникнуть необходимость проверки.

Оборудование не должно отказывать при превышении допустимой частоты вращения, возникающем в результате мгновенной потери максимально возможной нагрузки:

a)    при отказавшем клапане регулирования подачи топлива в полностью открытом положении;

b)    в результате отказа основной приводящей муфты (например, муфты со срезным устройством фиксации на валу — штифтом, шплинтом и пр.).

Обо всех проверках, которые могут потребоваться после превышений допустимой частоты вращения, комплектовщик должен информировать покупателя.

Все соединенное оборудование (включая вспомогательные механизмы и др., электрически, механически и гидравлически соединенные) должно выдерживать соответствующее превышение частоты вращения.

4.3.3    Требования к пуску

Покупатель определяет все эксплуатационные требования, которые влияют на циклограмму пуска или его продолжительность.

7

Конструкция пэкиджа должна обеспечивать возможность незамедлительного повторного пуска из любого состояния (то есть горячие пуски, холодные пуски). Все ограничения должны быть определены в техническом предложении. Все устройства, имеющие вращающиеся части, которым необходимо выполнять это требование, должны быть указаны изготовителем (см. 6.2).

4.3.4    Требования к переходному процессу

Эксплуатационная стабильность в условиях неустановившихся нагрузок должна удовлетворять требованиям, заданным покупателем. Эти требования должны быть определены в соответствии с нагрузкой, частотой вращения и временными параметрами.

4.3.5    Требования к системе управления

Система управления пэкиджем ГТУ должна предусматривать последовательный пуск, стабильную работу, сигнализацию об аномальных условиях, постоянный контроль за работой и останов пэкиджа в случае угрозы повреждения установки устройства (см. раздел 6).

4.3.6    Требования к оснащению контрольно-измерительной аппаратурой и передаче информации

Покупатель должен определить требования к оснащению контрольно-измерительной аппаратурой, сбору данных, передаче данных и взаимодействию системы со всем оборудованием (см. раздел 6).

4.3.7    Топлива

Топливная система должна быть пригодна к работе на основном и резервном топливе или на пусковом топливе, как указано в ISO 3977-4. Пэкиджер должен информировать покупателя о воздействии топлива на работу турбинного пэкиджа и на ресурс оборудования.

4.3.8    Эмиссия выхлопных газов

Эмиссия выхлопных газов (в основном NOx, СО, UHC, SOx, дым и твердые частицы) зависит от используемых топлив и условий эксплуатации ГТУ.

Если не оговорено иное, то должны быть соблюдены предельные значения, требуемые национальным законодательством, действующим в стране, где эксплуатируется ГТУ. Там, где нет национального законодательства, предельные значения должны быть согласованы совместно покупателем и пэкиджером.

В любом случае измерение эмиссии выхлопных газов должно проводиться в соответствии с ISO 11042-1 и ISO 11042-2. Методика управления выбросами выхлопных газов должна быть задана покупателем (см. 4.6.2 и 5.2.8.5).

4.3.9    Шумность

Если в технических условиях оговорен контроль шума, необходимо применить требования ISO 3977-4. Покупатель должен указать в карте данных допустимые уровни шума для звукового поля в дальней и ближней зонах и внутри помещений.

Определение значений шумовых характеристик проводят в соответствии с ISO 10494.

4.4 Сервисные требования

4.4.1    Расчетный срок службы

Если не оговорено иное, конструкция пэкиджа должна удовлетворять требованиям режима эксплуатации (соответствующим классу D, диапазону IV в соответствии с ISO 3977-2:1997):

-    расчетный срок службы — 20 лет или 100 000 ч работы (в зависимости от того, что наступит раньше);

-    периодичность осмотра горячего газового тракта — 8000 ч;

-    ресурс между капитальными ремонтами — 24 000 ч.

Более короткие интервалы между осмотрами и капитальными ремонтами могут быть в случаях:

-    работы на топливах, отличных от природного газа;

-    применения впрыска воды или пара;

-    эксплуатационных режимов, отличных от класса D, диапазона IV;

-    специальных проектов.

Пэкиджер является ответственным за идентификацию в его техническом предложении всего специального оборудования и процедур технологий технического обслуживания, необходимых для обеспечения указанных срока службы и периодичности обслуживания.

4.4.2    Ответственность за устройство

Пэкиджер должен отвечать за характеристики и за механическую прочность пэкиджа, обеспечивая сервисное сопровождение при эксплуатации.

8

ГОСТ ISO 3977-3-2017

4.4.3    Периодичность проверок

Пэкиджер должен установить вид и периодичность проверок и/или обслуживания в обычном объеме и в полном объеме при капитальном ремонте.

Все оборудование должно быть в состоянии готовности не менее четырех недель нахождения в состоянии простоя в оговоренных местных условиях, при этом не должны требоваться особые процедуры технического обслуживания (ТО).

4.4.4    Осмотры и техническое обслуживание

Конструкция пэкиджа должна обеспечивать свободный доступ при обслуживании и выполнении технического обслуживания, проводимого между осмотрами горячей части ГТД.

В руководстве по эксплуатации комплектовщик должен указать специальные инструменты и технологические операции при осмотрах.

Должно быть разработано положение по полной проверке всех вращающихся элементов горячей части и камеры сгорания ГТД, используя бароскопы и другие устройства, без капитальной разборки газовой турбины.

4.4.5    Эксплуатационная технологичность трансмиссии

Конструкция основного оборудования должна быть рассчитана на быстрое и экономичное техническое обслуживание. Элементы корпусов и корпуса подшипников должны обеспечивать точную регулировку в процессе повторной сборки (иметь центрирующие буртики или обеспечивать цилиндрическое сцепление шпонками). Конструкция сопловых лопаток, форсунок, уплотнений, подшипников, мембран, модулей и вращающихся элементов должна позволять осуществлять их замену на месте. Если при этом необходима специальная оснастка, в документации пэкиджера должно быть ее описание.

Если замена оборудования невозможна, то в руководстве по эксплуатации должны быть методики выполнения ремонта.

4.5    Требования к оборудованию с вращающимися частями

4.5.1    Соединительные муфты

Размеры муфт должны быть рассчитаны на максимально продолжительный крутящий момент, исходя из возможно максимальной мощности на выходе.

Для систем энергоснабжения размеры муфт привода электрогенератора должны выдерживать наихудший случай неисправного состояния электрогенератора (кроме муфт срезного типа).

Динамическая балансировка муфты осуществляется сначала по отдельным ее элементам, а затем собранной муфты в целом.

Соединение муфт с валами должно обеспечивать передачу мощности не меньше максимально продолжительного крутящего момента, передаваемого муфтой.

Длина промежуточного кольца (проставки) муфты должна обеспечивать съем и замену подшипников и уплотнений, не затрагивая основные корпуса оборудования и приводимое оборудование. Там, где это сделать сложно, съем элементов должен быть минимальным.

Муфты для передачи основной нагрузки должны соответствовать требованиям ISO 10441.

Изготовление муфт, их тип, схемы монтажа должны быть согласованы покупателем и пэкиджером.

Если не указано иное, то муфта должна быть выполнена с проставкой.

4.5.2    Вспомогательные редукторы

Вспомогательные редукторы могут быть использованы:

-    в приводном устройстве газовой турбины для пуска и поворота, насосах системы смазки и жидкого топлива, для откачки из маслосборника подшипника;

-    в редукторах основной нагрузки для передачи основной нагрузки, приводов насосов смазки, а также в цепях запуска и поворота.

Вспомогательные редукторы должны соответствовать требованиям действующей документации и быть рассчитаны на нагрузку не менее чем 110 % передаваемой максимальной мощности.

4.5.3    Редукторы для передачи нагрузки

Если не указано иное, то конструкция редукторов для передачи нагрузки, их испытания и применение должны соответствовать ISO 13691 и техническим условиям, определенным покупателем. Соответствующие данные по нагрузке на редукторы должны быть представлены покупателем.

Минимальные значения мощности редукторов для передачи нагрузки должны быть по крайней мере равны максимальной выходной мощности газовой турбины для заявленного покупателем диапазона температуры окружающей среды. Если это приводит к чрезмерно высокому значению мощности

9

редуктора, то пэкиджер и покупатель могут договориться о реальном значении мощности редуктора или об устройстве, ограничивающем мощность.

Минимальная нагрузка должна быть учтена при проектировании редуктора для передачи нагрузки, принимая во внимание критические частоты вращения и работоспособность подшипника. Покупатель должен задать минимальную нагрузку.

4.5.4 Приводимое оборудование

4.5.4.1    Общие положения

Оборудование, приводимое газовой турбиной:

a)    осевые компрессоры;

b)    центробежные компрессоры;

c)    центробежные насосы;

d)    генераторы переменного тока.

Также учитываются комбинации вышеназванных устройств.

4.5.4.2    Центробежные и осевые компрессоры

Конструкция центробежного и осевого компрессоров, их испытания и установка должны соответствовать требованиям ISO 10442 и документации покупателя.

Оборудование компрессора может иметь схемы с масляным или газодинамическим уплотнением.

Комбинированная система масляного уплотнения (масляной смазки) может быть использована только по согласованию с покупателем. Если заданы раздельные системы, то в документации пэкидже-ра должно быть описание средств по предотвращению попадания масла из одной системы в другую.

Покупатель должен предоставить требования к характеристикам компрессора, включая расходы газа, рабочее давление, диапазоны температур и состав газа.

4.5.4.3    Центробежные насосы

Конструкция центробежного насоса, его испытания и установка должны соответствовать требованиям ISO 13709 и документации покупателя.

Покупатель должен представить требования к характеристикам центробежного насоса, таким как показатели расхода, рабочие давления, диапазон температур и свойства жидкого топлива.

4.5.4.4    Поршневые компрессоры

Пэкиджер и покупатель должны совместно решать вопросы по конструкции поршневых компрессоров, крутильных колебаний и конкретной комплектации.

4.5.4.5    Электрогенераторы

Конструкция электрогенератора, его испытания и установка должны соответствовать требованиям IEC 60034-1 и документации покупателя.

Покупатель должен задать номинальную мощность электрогенератора, а также электрическое оборудование и контрольно-измерительные приборы, которые поставляет пэкиджер.

Пэкиджер должен обеспечить оборудование, указанное в карте данных (приложение А, таблица А.6). Покупатель и пэкиджер должны совместно определить и согласовать объем поставки и размещение требуемого оборудования.

Проверка и испытания должны проводиться в соответствии с ISO 3977-8 (когда это указано).

Конструкция пэкиджа должна выдерживать состояния короткого замыкания или неправильной синхронизации, без наступления неустранимого повреждения в оборудовании. Там, где эти требования не могут быть выполнены без устройств, ограничивающих крутящий момент (то есть срезных штифтов, полых валов и т. д.), это должно быть соответственно отражено в руководстве по эксплуатации пэкиджера.

4.5.5    Механические приводы (использование переменной частоты вращения)

Рабочий диапазон частот вращения выходного вала газотурбинных установок, предназначенных для механического привода, должен соответствовать всем условиям эксплуатации, указанным покупателем в карте данных. В тех случаях, когда для использования указывается только одно условие, диапазоном частот вращения для одновальных машин обычно составляет максимально 25 % (из значений от 80 до 105 % номинальной частоты вращения), а диапазон частот вращения для двух-или многовальных машин составляет обычно максимально 55 % (из значений от 50 до 105 % номинальной частоты вращения). Действительный диапазон частоты вращения должен быть совместно определен и согласован покупателем и пэкиджером. У турбины должны быть удовлетворительные механические характеристики во всех условиях эксплуатации, указанных в карте данных и в диапазоне между этими условиями. Устройство должно работать без повреждения при установленных при заводских испытаниях частотах вращения до настройки частоты вращения на экстренный останов при всех условиях эксплуатации.

10

ГОСТ ISO 3977-3-2017

Процедуры пуска и останова могут начинаться только тогда, когда удовлетворяются определенные предварительно установленные критерии безопасности, связанные с технологической установкой, которые должны быть согласованы между покупателем и пэкиджером. Кроме того, здесь предполагается, что клапаны управления установкой должны приводиться в действие в предварительно установленной последовательности. При установлении этих процедур должны приниматься во внимание механические ограничения и ограничения на технологический процесс (см. 6.2).

4.6 Требования к другому оборудованию

4.6.1    Закрытый контейнер

Для удовлетворения требований покупателя по шуму, защите от погодных воздействий и/или от пожара должен быть соответствующий(е) контейнер(ы). Контейнер(ы) должен(ны) быть спроектирован(ы) таким образом, чтобы пэкиджудовлетворял требованиям к функционированию, техническому обслуживанию, эксплуатационному ресурсу и безопасности.

4.6.2    Впрыск пара или воды

Конструкция ГТУ может обеспечить возможность впрыска пара или воды для повышения мощности устройства или управления выбросами. Необходимое качество и количество впрыскиваемой жидкости определяет пэкиджер (см. 5.2.8.5).

4.6.3    Резервуары масла и маслосборники

Конструкция резервуаров масла и маслосборников, закрывающих движущиеся смазываемые детали (такие как подшипники, уплотнения валов, полированные детали, аппаратура и элементы регулирования), должна обеспечивать минимизацию загрязнения влагой, пылью и другими посторонними веществами во время работы и при простое неработающей установки.

4.6.4    Электромоторы и электрические элементы

Конструкция электрогенератора, его испытания и установка должны соответствовать требованиям IEC 60079 и документации покупателя.

Электромоторы, электрические элементы и электрические устройства должны соответствовать требованиям IEC 60079. Для классификации опасности зоны оборудование, поставляемое пэкиджером, должно удовлетворять требованиям IEC 60079-10 или требованиям покупателя.

Примечание — Если обеспечивается эффективная и надежная изоляция легковоспламеняющихся веществ, можно считать, что установка будет безопасной при выключении и что незащищенное электрооборудование может быть использовано в этом случае.

4.6.5    Специальные инструменты и их поставка

Если для проведения разборки, сборки, обслуживания пэкиджа необходимы специальные инструменты и приспособления, то они должны быть включены в цену и в комплект первичной поставки пэкиджа. Покупатель и пэкиджер должны совместно определить и согласовать объем поставки (количество) требуемых специальных инструментов и приспособлений, которые будут использованы во время сборки оборудования в условиях цеха или разборки после проведенного испытания.

При поставке специальные инструменты должны быть упакованы в отдельные постоянные ящики для инструментов с пометкой «Специальные инструменты (кодовый номер/номер изделия)». Каждый инструмент должен иметь клеймо или металлическую бирку с указанием предполагаемого использования.

4.6.6    Сухая малоэмиссионная камера сгорания

Если предусмотрено покупателем, то газовая турбина ГТУ должна быть оборудована сухой малоэмиссионной камерой сгорания для управления снижением в выхлопных газах выбросов NOx и СО. Пэкиджер должен продемонстрировать покупателю, что эта камера не повреждается от воздействий тряски, акустического воздействия и выброса пламени.

4.6.7    Каталитические дожигатели выхлопных газов

Если предусмотрено покупателем, то газовая турбина должна быть снабжена каталитическими преобразователями выхлопных газов для выполнения требований (норм) по выбросам.

4.7    Вибрации и динамика

4.7.1 Общие положения

Настоящий раздел посвящен динамике роторов газовой турбины, а также связанному с ней приводимому оборудованию.

Вибрации влияют на готовность и безопасность оборудования и могут вызвать его повреждение. Вибрации обычно являются реакцией систем на возбуждающие факторы. Самым известным возбуж-

11

дающим фактором является дисбаланс, вызывающий поперечные колебания. Частота вращения ротора в состоянии резонанса также называется критической частотой вращения. Поперечные колебания могут быть измерены, а измеренные величины вибраций используются для постоянного контроля и с целью защиты оборудования. Балансировка уменьшает возбуждение из-за дисбаланса. Ее применяют во время сборки и технического обслуживания. При конструировании двигателя необходимо уделять внимание вопросу чувствительности к возбуждению из-за дисбаланса. Крутильные возбуждения вызывают крутильные колебания. Это явление намного труднее измерить, и ему необходимо уделять внимание на стадии проектирования валопровода (последовательно соединенных валов), так как формы крутильных колебаний имеют обычно легкое демпфирование.

Пэкиджер должен гарантировать, что каждый элемент удовлетворяет проектным требованиям по динамике ротора как отдельный единичный элемент в соответствии со стандартами, применимыми к элементу.

Оборудование с вращающимися частями может испытывать сильную вибрацию, когда элементы соединены через свои валы и фундаменты, даже если они работают удовлетворительно, когда разъединены. Системный анализ валопровода на стадии проектирования позволяет произвести корректирующие действия в отношении проблем вибрации во время работы.

Пэкиджер должен гарантировать, что резонансные частоты полной цепи передачи мощности (видов колебаний: поперечных для ротора, крутильных для системы, а также видов колебаний лопаток) находятся в приемлемых диапазонах. Сочетание должно соответствовать заданному диапазону рабочих частот вращения, включая требования к начальному этапу пуска в отношении частоты вращения для кинематической цепи. Покупателю должен быть предоставлен перечень всех нежелательных частот вращения, который должен быть включен в техническое руководство по эксплуатации. Рекомендуется также ввести его в программу системы управления для того, чтобы избежать нежелательных диапазонов частот вращения.

Пэкиджер может нести ответственность за анализ поперечных и крутильных колебаний системы в целом. Все критические частоты вращения валов, соответствующие виды частот возбуждения приводящего и приводимого оборудования на всем диапазоне частот вращения на пуске и стационарном режиме и внешние силы возбуждения, как определено покупателем, должны обеспечить заданные запасы по разнесению частот, чтобы предотвратить возбуждение одного вида другим. Все эти виды должны предусматривать необходимые диапазоны частот, в пределах которых могут быть рассчитаны собственные частоты опорного фундамента. Этот анализ проводят до проектирования монтажа пэкиджа.

4.7.2 Поперечные колебания (критические частоты вращения)

4.7.2.1 Общие положения

Анализ характеристик поперечных колебаний системы рекомендуется проводить, если:

-    ГТУ является первым образцом из данного типа установок;

-    изменена связь с нагрузкой;

-    применяются жесткие (глухие) муфты;

-    модифицирована опора подшипника.

При упругих муфтах и тонких промежуточных валах можно проводить анализ поперечных колебаний для каждого элемента отдельно.

Поперечные колебания необходимо измерять и постоянно контролировать во время работы. Требуемый тип и количество датчиков вибрации для валопровода ротора зависят от типа опоры машины. Измерение относительной вибрации валов или измерение вибрации подшипников может быть выбрано с учетом следующих конкретных прочностных характеристик машины:

a)    жесткая опора.

Если динамическая жесткость опоры существенно больше динамической жесткости масляной пленки, измерение относительной вибрации вала является более чувствительным и должно быть использовано в целях защиты машины;

b)    гибкая опора.

Если динамическая жесткость опоры существенно меньше динамической жесткости масляной пленки, измерение вибрации подшипника является более чувствительным и должно быть использовано в целях защиты машины.

В случае неопределенности в отношении этих двух вариантов для принятия решения можно использовать измеренные чувствительности обоих измерений на машине при работе на установившемся и неустановившемся режимах.

В ISO 10814 определены методы оценки модальной чувствительности машин к дисбалансу, и эти методы должны главным образом применяться на этапе анализа проекта. Газовые турбины в ISO 10814 упомянуты как машины типа II, в этом стандарте также приводятся требующиеся запасы по частотному

ГОСТ ISO 3977-3-2017

разнесению для максимальных значений вибрационных характеристик (также упоминаемых как «критическая частота вращения», «режим» или «резонанс»). Упомянутый стандарт используется применительно к поперечным колебаниям, основанным на расчетах реакции на дисбаланс или на измерениях на этой же или подобной машине. Высокая модальная чувствительность согласно этому методу (обозначенная в диапазоне как Д или Е) является предупреждающим сигналом, показывающим, что рекомендуется выполнить по крайней мере одно из нижеперечисленных действий:

-    сдвиг либо частоты возбуждения, либо критической частоты вращения;

-    увеличение демпфирования;

-    выполнение расчета отклика на нагрузку, демонстрирующего, что данный резонанс не оказывает отрицательного воздействия на какую-либо деталь в валопроводе.

Примечание 1 — В газовых турбинах с авиационной камерой сгорания обычно применяются антифрикционные шариковые и роликовые подшипники. Функции отклика на динамику ротора и соответствующие показатели амплитуд будут другими, чем у газовых турбин с гидродинамическими подшипниками.

Примечание 2 — В валопроводе с зубчатой передачей взаимодействие близких крутильных и поперечных критических частот может вызвать небольшие отклонения в собственных частотах, которые рассчитаны при использовании не соединенных разобщенных моделей.

47.2.2    Измерения

4.7.2.2.1 Общие положения

Измерения вибрации могут быть проведены на вращающихся или стационарных элементах. Пэкид-жер должен определить тип и место проведения измерений вибрации, наиболее подходящих для оборудования. Уровни вибрации для аварийной сигнализации (сигнал тревоги) и для вмешательства автоматической системы защиты должны быть указаны пэкиджером и запрограммированы в системе управления.

Во время заводского испытания или введения в эксплуатацию собранных газогенератора/газовой турбины необходимо измерять уровень вибрации (вибрацию вала или корпуса измеряют в обычных местах нахождения датчиков, определенных изготовителем). Вибрация не должна превышать 2/3 от установленного изготовителем значения точки настройки на выдачу сигнала тревоги при какой-либо установившейся частоте вращения в пределах заданного диапазона рабочих частот вращения. Это предельное значение может быть основано на фильтрованных или нефильтрованных данных.

Помимо рекомендаций, указанных в 47.2.2.2—47.2.2.4, рекомендуется, чтобы при любой частоте вращения вне заданного диапазона рабочих частот вращения вплоть до частоты вращения, требующей экстренного останова ротора, и включая ее, уровень вибрации не превышал 200 % от максимального значения, разрешенного при максимальной продолжительной частоте вращения.

Примечание — Конструктивные подробности, включая распределение массы и жесткости, а также доступность частей, определяют самые важные места, где следует проводить измерения вибрации.

47.2.2.2    Колебания относительных смещений валов

Измерения и оценку вибрации валов при передаче мощности определяют в соответствии с ISO 7919-1.

Оценку уровней вибрации электрогенераторов, приводимых газовой турбиной, проводят в соответствии с ISO 7919-2, если не оговорено иное.

Оценку и измерения относительных вибраций вала для газовых турбин (кроме малоразмерных ГТУ и ГТУ с конвертированными авиационными двигателями) проводят в соответствии с ISO 7919-4, если не оговорено иное.

Кроме того, рекомендуется следующее:

-    электрическое и механическое биение должно быть определено и зафиксировано при вращении ротора в обоймах подшипников, в колодках с V-образной выемкой или в другом подходящем устройстве, когда биение измеряется с помощью бесконтактного зондового вибродатчика и циферблатного индикатора при том же положении вала;

-    данные по электрическому и механическому биению на полные 360° для каждого местонахождения вибродатчика должны быть включены в отчеты по механическим испытаниям;

-    пэкиджер должен продемонстрировать, что электрическое и механическое биение соответствует ISO 7919.

Примечание 1 —Для получения эффективных амплитуд вибрации это биение можно вычесть векторной операцией из измеренных величин вибрации.

Примечание 2 — Если требование по биениям в соответствии с ISO 7919-1 не может быть соблюдено, причиной может быть отклонение в механической форме ротора или остаточный магнетизм.

13

4.7.2.2.3    Вибрации корпуса подшипника

Оценка механической вибрации машин измерением вибрационных характеристик опорных конструкций — «сейсмическое измерение» должно соответствовать ISO 10816-1.

Стандарт ISO 10816-2 должен быть основой для оценки уровней вибрации генераторов, приводимых газовой турбиной, если не оговорено иное.

Если нет другой договоренности, оценка уровней вибрации газовых турбин ГТУ должна соответствовать ISO 10816-4.

В случае, когда стандарты не полностью охватывают валопровод, должно быть найдено взаимное соглашение между покупателем и пэкиджером.

По газовым турбинам с динамическими системами корпусного крепления (сейсмическими) или не охваченным ISO 10816-4 изготовитель должен предоставить покупателю предельные допустимые значения вибрации, с учетом следующего:

a)    местонахождения и типов датчиков;

b)    фильтрации и формирования сигнала;

c)    рабочих условий;

d)    назначенных пределов;

e)    факторов опыта, накопленного в ремонтном цехе/на месте эксплуатации по предыдущим/по-добным установкам.

47.2.2.4 Колебания абсолютных смещений валов

Серия стандартов ISO 7919 также распространяется на вибрации абсолютных смещений валов. Данные вибрации могут быть определены путем векторного суммирования относительной вибрации, измеренной сейсмическим датчиком, но это обычно не используют. Если датчик установлен, то он применяется главным образом для диагностики. Установку таких датчиков могут делать по взаимному соглашению между покупателем и пэкиджером.

4.7.2.3    Балансировка

Балансировка окончательно собранных роторов уменьшает дисбалансное возбуждение. Основные роторы машины должны быть подвергнуты многоплоскостной динамической балансировке в машине и в специальной разгонной камере. В случае, когда несколько машин объединены в одну цепь, рекомендуется дополнительная балансировка после добавления не более чем двух главных элементов. Корректировка распределения массы для балансировки должна осуществляться только для добавленных элементов. Может потребоваться небольшая корректировка в процессе окончательной точной балансировки полностью собранного оборудования. На роторах с единичными шпоночными канавками шпоночная канавка должна наполняться полностью выпуклой полу-шпонкой.

Согласно ISO 1940-1 допустимым уровнем качества балансировки является уровень (степень) G 2.5. Требования к более высокому качеству балансировки могут быть при наличии взаимной договоренности между пэкиджером и покупателем.

При наличии взаимной договоренности между пэкиджером и покупателем можно использовать методы и критерии, приведенные в стандарте ISO 11342.

В случае блочной (секционной) сборки ротора, когда ротор собирается постепенно и не может быть снят как пэкидж, изготовитель должен разработать методику, чтобы достичь требуемого уровня качества балансировки.

Когда поставляются запасные роторы, они должны пройти динамическую балансировку с такими же допусками, как и основной ротор.

Остаточные окончательные уровни дисбаланса (грамм-миллиметры) необходимо регистрировать для каждого собранного ротора вместе с балансной частотой вращения и определениями местоположения фазовых углов дисбаланса (ротора при частотах вращения балансных и дисбалансных деталей под фазовыми углами).

47.3    Крутильные колебания

47.3.1 Общие положения

Пэкиджер должен сделать расчет характеристик крутильного колебания полной системы. Рекомендуется 10%-ный минимальный запас по разнесению собственной частоты крутильных колебаний и какой-либо возможной частоты возбуждения крутильных колебаний. Если это не может быть выполнено, необходимо сделать расчет результирующих крутильных колебаний. Для всех приводов генератора должен быть сделан расчет реакции на возбуждение, вызванное неправильной синхронизацией и коротким замыканием.

14

ГОСТ ISO 3977-3-2017

Расчетами результирующих крутильных колебаний должно быть продемонстрировано, что все реакции на нагрузку находятся в безопасных пределах.

Примечание 1 — Источники возбуждения крутильных колебаний могут включать (но этим не ограничиваться) следующее:

-для последовательных соединений с генераторами или электромоторами рекомендуется, чтобы одинарная или двойная частота вращения рассматривалась в качестве частоты возбуждения. Если применяются электронные преобразователи частоты, то моды (пики) крутильных колебаний могут быть возбуждены также другими целыми кратными величинами от частоты вращения;

-дисбаланс или биение полюсной линии зубчатой передачи;

- резонанс замкнутой системы автоматического управления гидравлического регулятора.

Примечание 2 — Для расчетов реакции электрогенератора на возмущение пэкиджер должен руководствоваться соответствующей действующей документацией.

5 Комплектующее и вспомогательное оборудование

5.1    Основное оборудование

5.1.1    Основной объем поставки

Пэкиджер должен предоставить оборудование (далее — пэкидж), укомплектованное с учетом заданных условий эксплуатации. Это оборудование собирается (комплектуется) из соображений максимальной практичности. Рекомендуется, чтобы особые ситуации были согласованы между пэкиджером и покупателем.

Минимальный комплект оборудования следующий:

a)    опорная (фундаментная) плита (плиты);

b)    газовая турбина с системой сгорания или газогенератор;

c)    система управления и контрольно-измерительная аппаратура;

d)    муфты и ограждения;

e)    выхлопной коллектор и/или диффузор;

f)    топливная система (системы);

д)    масляная система (системы);

h)    силовая турбина (если отдельно от газогенератора);

i)    система запуска;

j)    система очистки или промывки газовой турбины;

k)    система постоянного контроля вибрации;

l)    пульт управления;

т) входное устройство;

п)    система входной фильтрации;

0)    входной шумоглушитель;

р)    система обеспечения горения и розжига; q) система защиты.

Для отдельных проектов пэкиджей некоторые из вышеприведенных изделий поставляются отдельно.

5.1.2    Оборудование, поставляемое по желанию покупателя

Любое другое требуемое оборудование должно быть указано покупателем и включено в объем поставки, осуществляемой пэкиджером.

К такому оборудованию может относиться:

a)    система регулирования выбросов вредных веществ;

b)    приводимое оборудование в соответствии с прилагаемыми техническими условиями;

с)    контейнер (контейнеры) для защиты от шума, погодных условий и/или пожара;

d) система выхлопа (включая температурные компенсаторы, шумоглушители, конструкции);

е)    системы кондиционирования топлива;

f) входной воздухоохладитель испарительного типа или комбинация «холодильная камера — охладитель адсорбционного типа»;

д) входная противообледенительная система; h) подъемное оборудование для ТО;

1)    подъемное оборудование для погрузочно-разгрузочных работ;

j)    центр управления электродвигателем;

k)    рекуператор или регенератор для улучшения технических характеристик газовой турбины;

15

I) вспомогательные агрегаты системы запуска;

т) система кондиционирования текучих сред впрыском пара или воды;

п)    оборудование контроля состояния линии передачи мощности турбины;

о) источник бесперебойного питания для системы управления, контрольно-измерительных приборов и работы;

р)    системы утилизации тепла и соответствующие шиберы;

q) анкерные болты для фундамента;

г) фиксирующее оборудование.

Это оборудование должно быть собрано (укомплектовано) с максимальной степенью удобства пользования.

Пространственная организация пэкиджа, включая трубопроводы, охладители, насосы и систему управления, должна обеспечивать адекватные внутренние пространства и безопасный доступ, необходимые для эксплуатации и проведения технического обслуживания.

5.1.3    Материалы для сборки пэкиджа

5.1.3.1    Общие положения

Материалы, используемые для сборки пэкиджа, должны соответствовать документации изготовителя для конкретных местных окружающих и рабочих эксплуатационных условий. Особое внимание должно быть уделено выбору материалов и защитных покрытий с целью предупреждения:

a) коррозии;

b)    трещинообразования от коррозии под напряжением;

с)    электрохимической коррозии;

d) хрупкого разрушения.

Материалы применительно к использованию высокосернистого (кислого) газа должны соответствовать рекомендациям NACE MR-0175 или соответствующим международным и межгосударственным стандартам.

Материалы должны быть указаны в техническом предложении.

Конструкционная сталь и трубопроводы должны быть указаны в техническом предложении.

У второстепенных деталей, которые не идентифицированы (такие как гайки, пружины, шайбы, прокладки и клинья), коррозионная стойкость должна быть по крайней мере равна коррозионной стойкости заданных деталей в такой же среде.

5.1.3.2    Неметаллические материалы

Неметаллические материалы, такие как эластомеры (резины, прокладки, герметики и пр.), должны быть совместимы с рабочим процессом или движущимися жидкостями, с которыми они могут оказаться в контакте в процессе функционирования или же технического обслуживания.

5.1.4    Сварка

Сварку деталей, работающих под давлением, а также сварку разнородных металлов и сварочные ремонты необходимо выполнять и проверять в соответствии с методом, квалифицированным в соответствии с параграфом VIII, разделом 1 и параграфом IX «Свода правил по паровым котлам и сосудам высокого давления» (Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII, Division 1, and Section IX) Американского общества ин-женеров-механиков (ASME) или в соответствии с международными и межгосударственными стандартами.

Сварка трубопроводов должна проводиться в соответствии с ISO 15649 или соответствующими международными и межгосударственными стандартами.

Приваривание к опорным (фундаментным) плитам, трубопроводам, не находящимся под давлением, обшивкам и пультам управления должно производиться в соответствии с нормативным документом AWS D 1.1 Американского общества специалистов по сварке (American Welding Society) или соответствующими международными или межгосударственными стандартами.

Пэкиджер несет ответственность за проверку всех ремонтов и ремонтных сварных швов на предмет их правильной термообработки и проверки методами неразрушающего контроля на прочность и соответствие применимой аттестационной методике.

Ремонтные сварочные швы должны пройти неразрушающий контроль тем же методом, который был использован для обнаружения первоначального дефекта.

5.1.5    Фланцевые соединения

Пэкиджер должен представить информацию о всех подсоединениях к пэкиджу, а также указать допустимые силы и моменты, которые эти соединения выдержат. Допустимое нагружение на соединительные детали к подсоединяемому оборудованию (компрессорам, насосам или паровым турбинам) должно быть меньше, чем оно задано в соответствующих стандартах для этих изделий.

ГОСТ ISO 3977-3-2017

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© ISO, 2004 — Все права сохраняются © Стандартинформ, оформление, 2018

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

III

ГОСТ ISO 3977-3-2017

5.1.6    Болтовое крепление

Качество болтового крепления для соединений под давлением, включая трубопроводы, должно определяться по реальной температуре болтового крепления, как определено в ISO 15649 или в соответствующих международных или межгосударственных стандартах.

Гайки должны соответствовать документу Американского общества по материалам и их испытаниям ASTM А-194, класс 2 или 2Н — для А-193 болтового крепления и ASTM А-307, класс В, поверхностно-закаленный — для А-307 болтового крепления или соответствующим международным или межгосударственным стандартам.

5.1.7    Паспортные таблички

Паспортная табличка должна быть изготовлена из стойкого к коррозии материала и надежно прикреплена в удобно-доступном месте на пэкидже и на основных агрегатах и узлах оборудования внутри пэкиджа.

Сведения на табличке должны включать как минимум следующие данные: номер изделия, присвоенный покупателем, товарный знак изготовителя, серийный номер машины, размер и тип машины. Дополнительная информация может включать минимальные и максимальные допустимые проектные ограничения и номинальные данные (включая давления, температуры, частоты вращения и мощность), максимальные допустимые рабочие давления и температуры, давления при гидростатических испытаниях и критические частоты вращения. Должны быть использованы единицы физических величин системы СИ.

Стрелки — указатели направления вращения должны быть изготовлены из стойкого к коррозии материала и отлиты или прикреплены к каждому основному узлу вращающегося оборудования.

5.2 Вспомогательное оборудование

5.2.1 Системы пуска

Пэкиджер должен предоставить тот тип пусковой системы, который указан покупателем. Типичными пусковыми устройствами являются электрические двигатели, турбодетандеры, паровые турбины, гидравлические двигатели, двигатели внутреннего сгорания, воздушные/газовые пневматические индукторные двигатели, небольшие газовые турбины и генераторы в режиме электродвигателя. Все пусковые устройства должны быть пригодны к удовлетворительной работе с заданными характеристиками электрической мощности, давлением и температурой пара на входе и выходе, с воздухом/газом или топливом.

Если установка спроектирована с учетом возможности пуска из обесточенного состояния, рекомендуется, чтобы она имела свои собственные источники питания: аккумуляторные батареи, дизель или другие альтернативные устройства.

Пусковые устройства и соответствующее оборудование для передачи мощности должны быть пригодны для разгона всей линии «газовая турбина/приводимое оборудование» и для расширенной операции в течение продувки и очистки компрессора. Пэкиджер определяет режимы работы, которые должны быть не менее 110 % пускового и разгонного момента, требуемого для газовой турбины (и для линии приводимого оборудования для одновальных машин), начиная с остановки и до частоты вращения «самоходности» в заданном диапазоне окружающих температур.

Приспособления, требуемые для системы пуска, определяются пэкиджером в его техническом предложении. Покупатель указывает для одновальных газовых турбин предполагаемые изменения режима, которые могут оказать влияние на размеры стартера (такие как изменения давления, температуры или свойств текучих сред и особые условия пуска установки). В отношении одновальных турбин для привода механического оборудования ГТД, предназначенных для применения в качестве механического привода, пэкиджер строит кривую значений крутящего момента для турбины и приводимого оборудования с наложенным крутящим моментом пускового привода. Конструкция газовых турбодетандеров, использующих воспламеняемый газ в качестве движущей силы, должна обеспечивать нулевую утечку из уплотнений в окружающее пространство. Любой пусковой привод должен автоматически отсоединяться и выключаться до достижения его максимальной допустимой частоты вращения. Пусковые устройства обычно отсоединяются при достижении регулируемой частоты вращения турбины и на холостом ходу, малом газе, то есть находятся в неподвижном состоянии во время работы. При отказе отсоединения пускового привода автоматически прерывается последовательность запуска (см. раздел 6).

Пусковые системы с электрическим приводом должны быть способны к пуску газовой турбины, когда напряжение источника питания падает до минимального уровня, взаимно согласованного пэкиджером и покупателем.

17

ГОСТ ISO 3977-3-2017

Содержание

1    Область применения..................................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................................1

3    Термины и определения...............................................................3

4    Основные требования.................................................................7

4.1    Общие положения................................................................7

4.2    Заданные местные условия........................................................7

4.3    Эксплуатационные требования......................................................7

4.4    Сервисные требования............................................................8

4.5    Требования к оборудованию с вращающимися частями.................................9

4.6    Требования к другому оборудованию................................................11

4.7    Вибрации и динамика.............................................................11

5    Комплектующее и вспомогательное оборудование........................................15

5.1    Основное оборудование..........................................................15

5.2    Вспомогательное оборудование....................................................17

6    Система управления и контроля.......................................................29

6.1    Системы управления.............................................................29

6.2    Пуск...........................................................................30

6.3    Нагружение.....................................................................30

6.4    Разгрузка и останов..............................................................30

6.5    Вентиляция и продувка...........................................................32

6.6    Регулирование подачи топлива.....................................................32

6.7    Регулирование и ограничение......................................................33

6.8    Регулирование вредных выбросов в атмосферу.......................................34

6.9    Защита от превышения числа оборотов..............................................35

6.10    Системы защиты................................................................35

6.11    Система промывки компрессора...................................................38

6.12    Выбор системы управления......................................................38

6.13    Установка панели управления.....................................................39

6.14    Пригодность к эксплуатации и диагностика..........................................39

6.15    Передача данных...............................................................40

6.16    Специальное применение........................................................40

Приложение А (справочное) Карта данных.................................................41

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

межгосударственным стандартам..........................................57

Библиография........................................................................59

IV

ГОСТ ISO 3977-3-2017

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ТУРБИНЫ ГАЗОВЫЕ Технические условия на закупку Часть 3 Требования к проектированию

Gas turbines. Procurement. Part 3. Design requirements

Дата введения — 2019—06—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на газотурбинные силовые установки (далее — ГТУ) открытого цикла, а также на ГТУ замкнутого и полузамкнутого циклов. Настоящий стандарт также может применяться к газотурбинным двигателям (далее — ГТД) в установках простого, комбинированного и регенеративного циклов, работающих в открытых циклах.

Настоящий стандарт не распространяется на ГТД, используемые для приведения в движение летательных аппаратов, дорожно-строительных и передвигающихся по земле машин, а также тракторов сельскохозяйственного и промышленного применения и дорожных транспортных средств.

Для установок, использующих особые источники тепла (например, химический процесс, ядер-ные реакторы, различного типа печи и котлы), настоящий стандарт может применяться в качестве базиса.

Настоящий стандарт рассматривает требования пользователя к конструкции при комплектации пэкиджером газотурбинных установок и газотурбинных систем различного применения, включая ГТУ для систем комбинированного цикла и их вспомогательных агрегатов. Настоящий стандарт содержит техническую информацию и средства, которые следует использовать при закупке.

Примечание — Дополнительные требования для специальных применений ГТУ описаны в стандарте ISO 3977-5.

2    Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных — последнее издание (включая все изменения к нему).

ISO 1940-1:200s1), Mechanical vibration — Balance quality requirements for rotors in a constant (rigid) state — Part 1: Specification and verification of balance tolerances [Вибрация механическая. Требования к качеству балансировки роторов в устойчивом положении (жестких). Часть 1. Технические требования и проверка допусков на балансировку]

ISO 3448, Industrial liquid lubricants; ISO vicosity classification (Материалы смазочные жидкие индустриальные. Классификация ISO по вязкости)

ISO 3977-1:1997, Gas turbines — Procurement — Part 1: General introduction and definitions (Турбины газовые. Технические условия на закупку. Часть 1. Общее введение и определения)

11 Действует ISO 21940-11:2016. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

Издание официальное

ISO 3977-2:1997, Gas turbines — Procurement — Part 2: Standard reference conditions and ratings (Турбины газовые. Технические условия на закупку. Часть 2. Стандартные условия и номинальные характеристики)

ISO 3977-4:2002, Gas turbines — Procurement — Part 4: Fuels and environment (Турбины газовые. Технические условия на закупку. Часть 4. Топливо и условия окружающей среды)

ISO 3977-7:2002, Gas turbines — Procurement — Part 7: Technical information (Турбины газовые. Технические условия на закупку. Часть 7. Техническая информация)

ISO 3977-8:2002, Gas turbines — Procurement — Part 8: Inspection, testing, installation and commissioning (Турбины газовые. Технические условия на закупку. Часть 8. Контроль, испытания, монтаж и ввод в эксплуатацию)

ISO 3977-9:1999, Gas turbines — Procurement — Part 9: Reliability, availability, maintainability and safety (Турбины газовые. Технические условия на закупку. Часть 9. Надежность, эксплуатационная готовность, ремонтопригодность и безопасность)

ISO 7919-1 ЧЭЭб1), Mechanical vibration of non-reciprocating machines — Measurements on rotating shafts and evaluation criteria — Part 1: General guidelines (Вибрация механическая машин без возвратно-поступательного движения. Измерения и оценка вибрации вращающихся валов. Часть 1. Общее руководство)

ISO 7919-2:20012\ Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on rotating shafts — Part 2: Landbased steam turbines and generators in excess of 50 MW with normal operating speeds of 1500 r/min, 1800 r/min, 3000 r/min and 3600 r/min (Вибрация механическая. Оценка вибрации машин методом измерения вращающихся валов. Часть 2. Крупные паровые турбины и генераторы наземные мощностью свыше 50 МВт с нормальной рабочей скоростью 1500, 1800, 3000 и 3600 об/мин) ISO 7919-4:19963), Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on rotating shafts — Part 4: Gas turbine sets with fluid-film bearings (Вибрация механическая. Оценка вибрации машин методом измерения вращающихся валов. Часть 4. Газотурбинные агрегаты с гидродинамическими подшипниками)

ISO 10441:19994 5), Petroleum, petrochemical and natural gas industries — Flexible couplings for mechanical power transmission — Special-purpose applications (Нефтяная, нефтехимическая и газовая промышленность. Подвижные муфты для передачи механической энергии специального назначения) ISO 10442:2002, Petroleum, chemical and gas service industries — Packaged, integrally geared centrifugal air compressors (Промышленность нефтяная, нефтехимическая и газовая. Центробежные воздушные блочные компрессоры с встроенным редуктором)

ISO 10494:1993, Gas turbines and gas turbine sets — Measurement of emitted airborne noise — Engineering/survey method (Турбины газовые и газовые турбоагрегаты. Измерение шума, распространяемого по воздуху. Метод экспертизы/контрольный метод)

ISO 10814:1996s), Mechanical vibration — Susceptibility and sensitivity of machines to unbalance (Вибрация. Подверженность и чувствительность машин к изменению дисбаланса)

ISO 10816-1:19956), Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on nonrotating parts — Part 1: General guidelines (Вибрация механическая. Оценка состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 1. Общие руководящие указания)

ISO 10816-2:20017\ Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on nonrotating parts — Part 2: Land-based steam turbines and generators in excess of 50 MW with normal operating

ГОСТ ISO 3977-3-2017

speeds of 1500 r/min, 1800 r/min, 3000 r/min and 3600 r/min (Вибрация механическая. Оценка состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 2. Паровые турбины и генераторы наземные мощностью свыше 50 МВт с нормальной рабочей частотой вращения 1500,1800, 3000 и 3600 об/мин)

ISO 10816-4:19988), Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on nonrotating parts — Part 4: Gas turbine sets with fluid-film bearings (Вибрация механическая. Оценка состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 4. Газотурбинные установки с гидродинамическими подшипниками)

ISO 11086:1996, Gas turbines — Vocabulary (Турбины газовые. Словарь)

ISO 11042-1:1996, Gas turbines — Exhaust gas emission — Part 1: Measurement and evaluation (Установки газотурбинные. Выбросы отработавшего газа. Часть 1. Измерение и оценка)

ISO 11042-2:1996, Gas turbines — Exhaust gas emission — Part 2: Automated emission monitoring (Установки газотурбинные. Выбросы отработавшего газа. Часть 2. Автоматизированный мониторинг выбросов)

ISO 13691:2001, Petroleum and natural gas industries — High-speed special-purpose gear units (Промышленность нефтяная и газовая. Высокоскоростные зубчатые передачи особого назначения)

ISO 13709:20039 10), Centrifugal pumps for petroleum, petrochemical and natural gas industries (Насосы центробежные для нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности)

ISO 15649:2001, Petroleum and natural gas industries — Piping (Нефтяная и газовая промышленность. Системы трубопроводов)

IEC 60034-1, Rotating electrical machines — Part 1: Rating and performance (Машины электрические вращающиеся. Часть 1. Номинальные значения и эксплуатационные характеристики)

IEC 60079 (all parts) Electrical apparatus for explosive gas athmospheres [(все части) Оборудование электрическое для взрывоопасных газовых сред]

ASME, Boiler and Pressure Vessel Code Section IX (Свод правил по паровым котлам и сосудам высокого давления. Параграф IX. Требования к сварке и пайке)

ASTM А-194, Standard specification for carbon and alloy steel nuts for bolts for high-pressure or high-temperature service or both (Технические условия на гайки из углеродистой и легированной стали для болтов, работающих в условиях высокой температуры и/или высокого давления)

ASTM А-307, Standard specification for carbon steel bolts and studs, 60 000 PSI tensile strength (Технические условия на болты и шпильки из углеродистой стали. Предел прочности на разрыв 60 000 фунтов на квадратный дюйм).

NACE MR-0175/ISO 15156, Sulfide Stress Cracking Resistant Metallic Materials forOilfiels Equipment (Нефтяная и газовая промышленность. Материалы для применения в средах, содержащих сероводород, при нефте- и газодобыче)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    конвертированный авиационный ГТД (aeroderivative): ГТД силовой установки самолета или вертолета, адаптированный для привода механических, электрических и судовых силовых установок.

3.2    противообледенительная система (anti-icing system): Система для подогрева воздуха, поступающего в воздушный фильтр воздухоочистительного устройства ГТУ или компрессор ГТД, для предотвращения образования инея или льда на фильтрах или входе в компрессор.

3.3    классификация зон (area classification): Классификация зон в зависимости от степени вероятности повышения концентрации опасных веществ, газов, паров и др.

3.4    распыляемый воздух (atomizing air): Сжатый воздух, используемый, например, для образования мелкодисперсного распыла из форсунок жидкого топлива газовых турбин.

3.5    работа на двух топливах (bi-fuel operation): Работа ГТД одновременно на двух различных видах топлива (без предварительного смешения), например газ и дистиллят.

3.6    шибер (заслонка) обратного потока (back draft damper): Устройство в виде лопасти (лопастей) с эксцентрично (смещенным центром) расположенной точкой вращения на выходе из вентилятора, расположенное параллельно, как запасное, для предотвращения обратного потока от герметизированных оболочек через вентилятор.

3.7    поглощающий элемент (coalescing element): Волокнистый материал со специальными свойствами, который накапливает, захватывает и дренирует влагу от основного потока воздуха.

3.8    возведение колонн (column mounting): Сооружение, посредством которого базовая плита монтируется на раздельные точки опор.

3.9    период охлаждения (cooling period): Период времени, непосредственно следующий за остановом ГТД, в течение которого должны быть предприняты меры предосторожности, направленные на защиту устройства от повреждений, например консервация и прокрутка.

3.10    критическая частота вращения (critical speed): Частота вращения, соответствующая резонансным частотам системы и резонансным частотам, усиливающим явления.

Примечание — Если частота какой-либо гармоники периодического усиливающегося явления равна или приближается к частоте какого-либо вида вибрации ротора, то может иметь место условие резонанса; если резонанс происходит при определенной частоте вращения, эта частота вращения называется критической.

3.11    приводимое устройство (driven unit): Компоненты установки, приводимые ГТД, например электрогенератор, насос или компрессор.

3.12    система двойного топлива (dual fuel system): Система, предусматривающая работу ГТД отдельно на двух видах топлива.

3.13    электрические и механические отклонения (electrical and mechanical run out): Общее показание индуктивного датчика по измерению зазора, предназначенного для отслеживания контроля вибрации ротора, когда ротор вращается с очень малой частотой (медленное вращение) в газовой турбине или поворачивается на блоках, опираемых на его несущую поверхность. Сюда входят механические (эксцентричность, овальность или какая-либо поверхностная неправильность) и электрические (остаточный магнетизм и неравномерность электрических свойств поверхностного материала ротора) действия.

3.14    контейнер (enclosure): Укрытие вокруг газовой турбины для шумоглушения и/или локализации пожара. Контейнер может предусматривать встраивание системы охлаждения ГТД и позволяет оградить травмоопасную зону размещения ГТУ.

Примечание — Комплект оборудования, поставляемый пэкиджером, может также размещаться в зависимости от требований покупателя в стационарных помещениях либо под навесом и пр.

3.15    аварийный останов (emergency shutdown): Безотлагательный ручной или автоматический останов ГТУ для предотвращения/минимизации риска, опасности в отношении персонала или возможных повреждений.

3.16    ступень фильтра (filter stage): Часть системы фильтра, предназначенного для удаления местных загрязнений с заданными эффективностью и падением давления. Ступенью может быть конкретная среда, инерционный сепаратор, устройство удаления влажности или самоочищающийся участок. Многоступенчатые фильтры представляют собой комбинации различных фильтровых ступеней.

3.17    повреждение посторонними предметами (foreign object damage): Повреждение компонента, деталей и узлов ГТД в результате прохождения предмета, не принадлежащего ГТД.

3.18    каскад высокого давления (high-pressure spool): Ступени компрессора и турбины высокого давления, приводимые турбиной высокого давления независимо от ступеней низкого давления.

3.19    температура газов (hot gas path temperatures): Температура газообразных продуктов сгорания в любом сечении горячей части ГТД, обычно измеряемая за камерой сгорания.

3.20    инерционный отделитель (сепаратор) водных частиц (влажности) (inertial mist eliminator): Устройство вертикально-хордовых искривленных дефлекторов с козырьками захвата на задней кромке с повышенным давлением, которое отделяет посредством инерции, захватывает и дренирует влагу из основного потока воздуха.

3.21    входная камера (inlet plenum): Отсек перед входом в компрессор. Обычно применяется для конвертированных ГТД, для которых требуется создание равномерного потока на входе в компрессор.

4

ГОСТ ISO 3977-3-2017

3.22    работа на газе из органических отходов (landfill gas operation): Работа ГТД на горючей газообразной смеси, которая производится посредством процесса естественного расщепления материала отходов.

3.23    нагружение (loading): Нагружение ГТД подсоединенным приводимым устройством (электрогенератором, насосом или компрессором).

3.24    каскад низкого давления (low-pressure spool): Ступени компрессора и турбины низкого давления, приводимые турбиной низкого давления независимо от ступеней высокого давления.

3.25    бедная граница воспламенения (lower explosion level): Наименьшая концентрация горючего газа или его паров в воздухе, при которой возможно воспламенение и горение распространяется по смеси без подачи внешней энергии.

3.26    неправильная синхронизация (mal-synchronization): Подсоединение генератора переменного тока к электрической системе, когда фаза напряжения генератора не согласуется с системой.

3.27    максимальная продолжительная частота вращения энергетических ГТУ (maximum continuous speed): Частота вращения, соответствующая установленной верхней частоте электрической системы.

3.28    максимальная продолжительная частота вращения приводных ГТУ (maximum continuous speed): Частота вращения, равная 105 % наибольшей частоты вращения, необходимой для условий эксплуатации приводимой машины.

3.29    динамическая балансировка по многим плоскостям симметрии (multiplane dynamic balancing): Балансировка путем раскрутки ротора на подшипниках с корректировками в плоскостях балансировки вдоль его длины.

3.30    полезная удельная энергия (net specific energy): Минимальная энергия горючей газообразной смеси с имеющимися постоянными составляющими без скрытой теплоты от конденсации воды в результате горения.

Примечание 1 — Выражается в Дж/м3 [15 °С и 101,3 кПа (101 325 бар)] или Дж/кг.

Примечание 2 — Полезная удельная энергия известна также как низшая теплотворная способность или низшая теплота сгорания топлива.

3.31    промывка компрессора на неработающем ГТД (off-line compressor washing): Технологический процесс очистки компрессора посредством впрыска очищающей жидкости во вход компрессора при медленном проворачивании или холодной прокрутке ротора ГТД.

3.32    промывка компрессора на работающем ГТД (on-line compressor washing): Технологический процесс очистки компрессора посредством впрыска жидкости во вход компрессора при работающем ГТД на дроссельном режиме (обычно малом газе).

3.33    рабочий диапазон частот вращения (operating speed range): Диапазон от минимальной до максимальной продолжительной частоты вращения, установленный в соответствии с требованиями применения, ограниченный конструкцией ГТД.

3.34    пэкиджер (packager): Поставщик, на котором лежит ответственность за координацию технических вопросов, связанных с оборудованием, а также ответственный за все вспомогательные системы, предусмотренные поставкой.

Примечание — Ответственность распространяется также на требования к мощности, частоте вращения, общим устройствам, соединениям, динамическим характеристикам, шуму, смазке, системе уплотнений, отчетности по испытанию материалов, контрольно-измерительным приборам, трубопроводам и испытаниям компонентов.

3.35    возможная максимальная мощность (potential maximum power): Предполагаемая возможная мощность, когда ГТД работает при максимальной допустимой температуре газа, установленной частоте вращения или других ограничивающих условиях, определенных изготовителем, и в пределах диапазона предусмотренных значений.

3.36    контроллер (регулятор) режима (process controller): Контроль изменяемого процесса, например давления на всасывании приводимого насоса, посредством контроля частоты вращения газовой турбины.

3.37    «гибкий» полый вал (quill shafts): Вал с участком пониженной прочности, спроектированный для обеспечения гибкости на скручивание и в боковом направлении.

Примечание — Также может предусматриваться его поломка, когда превышается предварительно установленное значение приводного вала.

5

3.38    восстановление исходного состояния (reset): Действие, обычно ручное, направленное на подготовку системы управления к последующей попытке запуска после останова из-за неисправности или неуспешного запуска.

3.39    остаточный магнетизм (residual magnetism): Намагничивание магнитного материала под воздействием магнитных полей в процессе изготовления или эксплуатации.

3.40    ленточная кабельная электропроводка (ribbon cable wiring): Многочисленные провода, изолированные друг от друга, параллельно расположенные в плоском кабеле.

3.41    лопатка ротора (rotor blade): Лопатка, устанавливаемая на роторе, в отличие от лопаток, устанавливаемых на статоре [известных как статорные спрямляющие (направляющие) лопатки для компрессора или сопловые — для турбины].

3.42    динамика ротора (rotor dynamics): Анализ движения системы опоры ротора с подшипниками с точки зрения боковых и крутильных возмущений.

3.43    безопасная зона (safe area): Зона, в которой не может образовываться взрывоопасная газовая смесь в объеме, требующем специальных мер защиты против возникновения источников воспламенения.

3.44    режим частоты вращения «самоходности» (self-sustaining speed): Минимальная частота вращения ротора газовой турбины при обычной эксплуатации, когда для поддержания устойчивой работы не требуется подачи мощности от стартера.

3.45    срок службы (service life): Продолжительность времени, в течение которого компонент выполняет свою функцию в условиях эксплуатации.

3.46    соединение срезного типа (shear type coupling); срезной штифт (shear pin): Соединение, которое осуществляет привод через болт(ы), имеющий(е) уменьшенное поперечное сечение в плоскости сопряжения поверхностей (фланец), которое разрушается, когда приводной крутящий момент превышает допустимое значение.

3.47    автоматический останов (shutdown, automatic): Останов ГТУ, полностью осуществляемый системой управления от одного воздействия оператора.

Примечание — Этот тип останова является нормальным и не требует обычно приостановки повторных запусков и действий по восстановлению исходного состояния.

3.48    останов (ручной) (shutdown, manual): Останов ГТУ, который осуществляется вручную или управляется на каждом этапе.

Примечание — Этот тип останова является нормальным и не требует обычно приостановки повторных запусков и действий по восстановлению исходного состояния.

3.49    останов (полуавтоматический) (shutdown, semi-automatic): Останов ГТУ, который частично осуществляется вручную или системой управления.

Примечание — Этот тип останова обычно не требует приостановки повторных запусков и действий по восстановлению исходного состояния.

3.50    запуск (starting): Действие запуска ГТУ через все этапы цикла запуска в контейнере.

3.51    скрученные (многожильные) провода (stranded conductors): Кабель, имеющий множество электрических проводов, образующих сердечник проводника.

3.52    постоянный (бесперебойный) источник питания (un-interruptible power supply): Источник электроэнергии, который действует в течение установленного периода времени в условиях неисправной основной энергетической системы.

3.53    число Воббе (Wobbe index, WI): Теплотворная способность топлива, деленная на корень квадратный удельного веса (относительно воздуха) (ISO 3977-4).

Примечание 1 — Подвод тепла от горячей газообразной смеси через клапан регулятора расхода топлива в определенных условиях прямо пропорционален числу Воббе.

Примечание 2 — Существуют альтернативные определения числа Воббе, но способ определения числа Воббе для газов рекомендуется согласовывать с покупателем и пэкиджером.

3.54    зона 1/участок 1 (Zone l/Div I): Область, в которой при нормальной работе возможно возникновение взрывоопасной среды.

3.55    зона 2/участок 2 (Zone I l/Div II): Область, в которой при нормальной работе маловероятно возникновение взрывоопасной среды, а если она появляется, то будет существовать только короткое время.

6

1

)    Действует ISO 20816-1:2016. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

2

)    Действует ISO 20816-2:2017. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

3

)    Действует ISO 7919-4:2009. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

4

)    Действует ISO 10441:2007. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

5

)    Действует ISO 21940-31:2013. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

6

)    Действует ISO 20816-1:2016. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

7

^ Действует ISO 20816-2:2017. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

2

8

)    Действует ISO 10816-4:2009. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

9

)    Действует ISO 13709:2009. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

10