ISO 2314:1973

NORME INTERNATIONALE 2314
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION .MEXLIYHAPOLIHAR OPrAHH3AUWR no CTAHLIAFTkf3AUHM -ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Turbines à gaz - Essais de réception
Première édition - 1973-03-01
~~~~~ ~ ~
Réf. NO : IS0 2314-1973 (F)
Descripteurs : turbine à gaz, acceptabilité, essai, mesure, calcul, compte-rendu.
Prix basé sur 20 pages
AVANT-PROPOS
IS0 (Organisation Internationale de Normalisation) est une fédération mondiale
d‘organismes nationaux de normalisation (Comités Membres ISO). L’élaboration de
Normes Internationales est confiée aux Comités Techniques ISO. Chaque Comité
Membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du Comité Technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les Projets de Normes Internationales adoptés par les Comités Techniques sont
soumis aux Comités Membres pour approbation, avant leur acceptation comme
Normes Internationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme Internationale IS0 2314 a été établie par le Comité Technique
lSO/TC 70, Moteurs a combustion interne.
Elle fut approuvée en septembre 1971 par les Comités Membres des pays suivants :
Afrique du Sud, Rép. d’ Irlande Royaume-Uni
Allemagne Italie Suède
Belgique Japon Suisse
Danemark Nouvel le-Zélande Tchécoslovaquie
Egypte, Rép. arabe d’ Pays-Bas Thaïlande
France Portugal U.R.S.S.
Inde Roumanie U.S.A.
Aucun Comité Membre n‘a désapprouvé le document.
La présente Norme Internationale est basée sur les Recommandations pour les
essais de réception des turbines à gaz du Congrès International des Machines a
Combustion.
O Organicition Intortutiode de Normdisation, 1973
Imprimé en Suisse
ii
SOMMAI RE
Page
1 Objet et domaine d'application . . . . . . . . . . . .
2 Références. . . . . . . . . . , . . . . . . . . .
3 Définitions générales, signification des termes, et symboles . . . 2
4 Préparation des essais . . . . . . . , . . . . . . . .
5 Conditions de fonctionnement pendant les essais . . . . . .
6 Instruments et méthodes de mesurage . . . . . . . . . .
7 Méthode d'exécution des essais . . . . . . . . . . . . . 12
8 Calculs des résultats . . . . . . . . . . . . . . . . 15
9 Rapport d'essai . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
III
~ ~~ ~~ ~~
NORM E I NTE R NAT1 ON ALE
Turbines a gaz - Essais de réception
1 OBJET ET DOMAINE D'APPLICATION b) du rendement thermique, des consommations
les
spécifiques de chaleur ou de combustible dans
conditions de marche spécifiées;
1.1 La présente Norme Internationale spécifie les
directives et les règles normalisées pour l'exécution des
c) du bon fonctionnement des appareils de protection
essais de réception et l'établissement du rapport d'essais
essentiels, tels qu'ils sont définis en 7.1.3.
correspondant, visant à la détermination etlou à la
vérification de la puissance, du rendement thermique et
d'autres caractéristiques de fonctionnement d'une
1.5 Essais facultatifs
installation de puissance à turbine a gaz. Elle définit les
conditions normales qui doivent être utilisées, à défaut
II peut être procédé en outre a des essais facultatifs, dans la
d'accord sur d'autres conditions, établi au moment de la
mesure où ils ont fait l'objet d'un accord entre les parties
commande1 ). Elle fournit également une méthode
lors de la commande. Ces essais peuvent, par exemple,
permettant de ramener aux conditions normales ou aux
porter sur l'un ou plusieurs des points suivants ou sur
conditions spécifiées, les résultats obtenus dans les
d'autres spécifiés par des autorités nationales ou locales :
conditions de fonctionnement réalisées en cours d'essais. La
a) caractéristiques de fonctionnement de la régulation
présente Norme Internationale n'a pas pour objet de fournir
et des appareils de protection mentionnés en 7.2.1 et
la conduite d'essais entrant dans un
des règles pour
7.2.2;
programme de recherches ou d'investigations.
b) souplesse de conduite (c'est-à-dire vitesse de
1.2 Les essais de réception satisferont aux règles si les
démarrage, temps de prise de charge, etc.);
essais obligatoires décrits en 1.4 ont été effectués
conformément aux prescriptions indiquées ci-après. c) amplitude et fréquence de vibrations;
Des essais facultatifs peuvent cependant être effectués, mais d) émission de fumées;
ne doivent être considérés comme nécessaires que dans la
e) détermination de la chaleur récupérable;
mesure où ils auront donné lieu à un accord entre les
parties, lors de la commande.
f) niveau de briit;
g) décharges thermiques.
1.3 La présente Norme Internationale est applicable aux
installations de puissance à turbines à gaz à cycle ouvert
utilisant un équipement de combustion normal, ainsi
qu'aux installations de puissance à turbines à gaz à cycle
fermé ou semi-fermé. Dans le cas de turbines à gaz utilisant
des générateurs de gaz à pistons libres ou une source de
2 RÉFÉRENCES
chaleur particulière (par exemple, un processus chimique,
ISOIR 495, Règles générales pour la rédaction des codes
un réacteur nucléaire, le foyer d'une chaudière
a la mesure du bruit émis par les machines.
d'essais relatifs
la présente Norme Internationale pourra être
suralimentée),
utilisée comme base de départ, mais devra être adaptée.
ISOIR 541, Mesure de débit des fluides au moyen de
diaphragmes et de tuyères.
1.4 Essais obligatoires
Publication CE1 34-2, Machines électriques tournantes.
L'objet principal des essais de réception est la $me partie : Détermination du rendement des machines
détermination :
électriques tournantes.
a) de la puissance, dans les conditions de marche
Publication CE1 46, Recommandations concernant les
spécifiées (puissance des gaz lorsque la fourniture ne turbines a vapeur. @me partie : Règles pour les essais de
comporte qu'un générateur de gaz); réception.
1 ) Les points au sujet desquels un accord doit etre réalisé entre les parties, lorsde la commande ou avant les essais, sont repérés par un trait
vertical sur la gauche du texte y relatif.
IS0 2314-1973 (FI
3 DÉFINITIONS GENERALES, SIGNIFICATION DES
Pour les installations à cycle fermé, les conditions normales
TERMES ET SYMBOLES le réchauffeur d'air sont 15 "C et 1,013 bar et se
pour
rapportent à l'air ambiant.
3.1 turbine à gaz : Machine transformant l'énergie
thermique en énergie mécanique; elle comprend un ou 3.4 Puissance
plusieurs compresseurs rotatifs, un ou plusieurs dispositifs
La puissance considérée peut être exprimée comme la
thermiques réchauffant le fluide moteur, une ou plusieurs
puissance au manchon d'accouplement de la turbine, la
turbines, un système de régulation, et les dispositifs
puissance électrique (voir 8.11 aux bornes de l'alternateur,
auxiliaires essentiels. Tout échangeur de chaleur (chaudières
ou la puissance des gaz, pour une turbine ou un générateur
de récupération exclues) se trouvant dans le circuit
de gaz produisant des gaz ou de l'air comprimé (air prélevé
principal du fluide moteur est considéré comme faisant
sur un compresseur du groupe à gaz.
partie de la turbine à gaz.
3.2 générateur de gaz : Terme communément utilisé pour
3.5 Rendement thermique et consommation spécifique de
désigner un groupe compresseur comportant un ou des
chaleur
compresseurs entraîné(s) par une turbine (ou des turbines)
Le rendement thermique ou la consommation spécifique de
avec sa chambre de combustion, l'ensemble fournissant du
chaleur doivent être rapportés au pouvoir calorifique
gaz chaud sous pression. Ce groupe peut entraîner une tur-
inférieur, à pression constante, et ceci quel que soit le
bine distincte qui n'a généralement ni compresseur, ni
combustible : liquide, gazeux ou solide.
chambre de combustion.
Le pouvoir Calorifique doit être rapporté à 1,013 bar et
3.3 Conditions normales de référence
15 OC. II doit être tenu compte de la chaleur sensible du
combustible au-dessus de 15 OC.
Au cas où la puissance, le rendement, la consommation de
chaleur ou la consommation spécifique se rapportent aux
conditions normales, ces conditions doivent être :
3.6 Repères du cycle
a) pour l'air, au droit de la bride d'entrée du La Figure 1 montre la numérotation utilisée dans la
compresseur (éventuellement en amont de la tuyère présente Norme Internationale. Les numéros se rapportent
aux emplacements de mesurage.
d'aspiration), comme indiqué en 6.6.2 - voir aussi
Figure 1 :
Les conditions ambiantes sont mesurées en 1). Les
- une pression totale de 1,013 bar (760 mmHg);
caractéristiques de l'air à l'entrée et à la sortie du
compresseur sont mesurées respectivement en 2) et 3). Dans
- une température totale de 15 OC;
le cas où l'installation comporte plusieurs sections de
- une humidité relative de 60 %; compresseur, le point de mesure des caractéristiques de l'air
à la sortie de la première section du compresseur est repéré
b) pour les gaz d'échappement, au droit de la bride de
par 2.1). et l'entrée de la deuxième section du compresseur
sortie de la turbine (ou de la bride de sortie du
est repéré par 2.2). Le repère 4) correspond à l'entrée à la
récupérateur, s'il existe) :
source de chaleur (après le récupérateur de chaleur, s'il
existe), le repère 5) correspond à la sortie de la source de
- une pression statique de 1,013 bar (760 mmHg).
et l'entrée dans la turbine est repérée par 6). Si
chaleur,
l'installation comporte plusieurs turbines, la sortie de la
Si le fluide moteur est refroidi à l'eau, la température
OC. Les effets de l'humidité première turbine sera repérée par 6.1). l'entrée dans la
normale de l'eau doit être de 15
peuvent en général être négligés, à l'exception des cas où il seconde turbine étant repérée par 6.21, etc. Au cas où le
y a réfrigération intermédiaire, ou s'il y a réfrigération par cycle comporterait un réchauffage du fluide moteur, la
évaporation d'eau. sortie de la première turbine serait désignée par 6.1).
Il 4\
FIGURE 1 - Repimr der emplacemenude mesurap du cycle
IS0 2314-1973 (F)
l'entrée dans le réchauffeur par 6.2), la sortie par 6.3). et 5 CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT PENDANT
l'entrée dans la seconde turbine par 6.4). Les LES ESSAIS
caractéristiques des gaz d'échappement quittant la turbine
5.1 Généralités
sont mesurées en 7) et à la sortie de la cheminée en 8). Pour
des installations avec récupération de chaleur les
5.1.1 Les essais doivent être effectués dans des conditions
caractéristiques à l'entrée du récupérateur seront mesurées
aussi proches que possible des conditions de référence
en 7.1) et celles à la sortie en 7.2).
(conditions normales ou toutes autres conditions spécifiées
dans le contrat au moment de l'achat). Le combustible
En plus des repères indiqués ci-dessus. les lettres suivantes servent à
utilisé doit être, dans la mesure du possible, celui spécifié
repérer les différents fluides intervenant dans l'installation :
un combustible différent est utilisé,
dans les garanties. Si
f = combustible;
ses caractéristiques doivent être similaires à celles du com-
g = gaz après la source de chaleur;
bustible spécifié. Si cela n'est pas possible, les parties
doivent convenir du combustible utilisé et se mettre
a = air (ou autre fluide moteur);
d'accord sur l'interprétation des résultats.
w = eau;
b = huile de graissage.
5.1.2 Pour des raisons de facilité, dans les machines a deux
combustibles, les essais peuvent être effectués avec un seul
Exemple ;La température du combustible a l'entrée de la source de
combustible, après accord entre les parties.
chaleur s'écrira Tf,.
e,
II est toutefois admis d'utiliser des repères différents de ceux de la 5.1.3 Des réglages non conformes à ceux correspondant au
Figure 1.
fonctionnement normal de l'installation nécessitent un
accord écrit entre les parties.
3.7 Symboles (Voir Tableau 1 page 4).
5.1.4 Les relevés effectués pendant les essais doivent être
consignés sur des feuilles d'essais soigneusement préparées
qui constituent l'original des feuilles de mesure
authentifiées par la signature de l'opérateur. Les feuilles
4 PRÉPARATION DES ESSAIS
originales et les enregistrements doivent permettre la
reproduction, par exemple par copies au carbone ou par un
4.1 Les essais de réception doivent normalement être
procédé de photocopie.
effectués immédiatement après la période de mise au point
La copie manuscrite de ces documents n'est pas autorisée.
déterminée par le constructeur et, en tout cas, dans les trois
Pour les essais de réception, un jeu complet de feuilles de
mois suivants, sauf accord spécial entre les parties. Dans
relevés non modifiées et d'enregistrements deviendra la
tous lescas, avant les essais, le groupe à gaz doit être mis à la
propriété de chacune des parties. Elles doivent correspondre
disposition du constructeur pour examen et nettoyage.
aux lectures réelles, sans application de corrections. Elles
doivent comporter la date et l'heure d'exécution de l'essai.
4.2 Lorsque des tuyauteries ou des conduits sont installés
Les feuilles de mesure et les enregistrements doivent
en vue de contourner un élément, ou si de l'air comprimé
constituer un recueil complet des relevés d'essai.
est prélevé, toutes les vannes situées sur ces circuits doivent
L
être mises dans les positions réalisant les conditions
5.1.5 Si, pendant les essais ou lors du dépouillement et de
spécifiées dans le contrat.
l'interprétation des mesures, apparaît une incohérence
évidente qui affecte la validité des résultats, tout effort
4.3 Les dimensions ou les conditions physiques de
raisonnable doit être fait pour corriger ou éliminer cette
certaines parties devant être connues pour permettre les
incohérence, par accord mutuel. Si un accord ne peut être
calculs ou pour toute autre raison se rapportant aux essais,
obtenu, le mesurage ou l'essai sera annulé.
doivent être déterminées avan? les essais. Les numéros de
série et les caractéristiques se trouvant sur les plaques
5.2 Conditions de fonctionnement
signalétiques doivent être relevés, afin d'identifier la turbine
à gaz essayée et ses équipements auxiliaires.
5.2.1 Certains essais, comme par exemple ceux des
paragraphes 1.4 a), b) et 1.5 c), e), f), doivent normalement
4.4 II peut être procédé a des essais préliminaires pour des
être effectués en régime stable.
raisons de
5.2.2 Avant chaque essai, la turbine à gaz doit fonctionner
a) vérification de l'installation pour effectuer les essais
jusqu'à ce que des conditions de fonctionnement stables
de réception dans les conditions requises.
soient atteintes. Le régime stable est atteint lorsque les para-
mètres essentiels pour les essais en cours ont été stabilisés.
b) vérification du bon fonctionnement des instruments
de mesurage;
Un paramètre est dit stable lorsque le relevé continu de ce
paramètre donne des valeurs dont les variations sont dans
c) familiarisation du personnel à la pratique des essais.
les limites admises indiquées au paragraphe suivant et dans
le Tableau 2, pendant une durée sur laquelle les parties se
Des essais préliminaires peuvent, après accord entre les
seront mises d'accord.
parties, être retenus comme essais de réception.
IS0 2314-1973 (FI
TABLEAU 1 - Symboles
Symbole Définition Unité
Paragraphe
chaleur massique du fluide de refroidissement kJ/(kg.KI 8.5.7
cPc
8.5.1
enthalpie massique de l'air a la température normale de référence kJ1kg
ha0
8.6.1
enthalpie massique de l'air à la température Tal, entrant dans le volume
"ai
kJ1kg
8.5.1
de contrôle
enthalpie massique de l'air à la température Ta3, quittant le compresseur kJ1kg 8.6.3
ha3
enthalpie massique de l'air 3 la température Ta4, entrant dans la source
ha4
8.6.1
kJ1kg
de chaleur (chambre de combustion) et après l'échangeur (s'il existe)
enthalpie massique de l'air a la température Te, s'échappant du volume
hae
kJ/kg 8.5.1
de contrôle
enthalpie massique du combustible à la température T+4 entrant dans la source 8.2.1
hf4
kJ1kg
de chaleur (chambre de combustion) 8.5.1
enthalpie massique des produits de combustion a la température normale
hg0
kJlkg 8.5.1
de référence
enthalpie massique moyenne des gaz à Tg6, entrant dans la turbine kJ1kg 8.6.1
hg6
a la température Tg6.1, quittant la turbine
enthalpie massique des gaz
hg6.1
kJ1kg 8.6.3
entraînant le compresseur
enthalpie massique des gaz à la température Tg6.2, entrant dans la turbine
hg6.2
kJ/kg 8.5.12
de puissance
enthalpie massique des gaz a la temperature Tg7, quittant la turbine
hg7
kJlkg 8.5.12
de puissance
8.5.1
enthalpie massique des gaz d'échappement à la température Tg8 kJ/kg
enthalpie massique du gaz à la temperature Tg a la pression pg entrée
et
hg entrée
kJ/kg 8.5.1 1
entrant dans le dispositif entrainé
enthalpie massique du gaz à la température Tg et à la pression pg
hg sortie
8.5.1 1
kJ/kg
quittant le dispositif entraîné
8.5.1
enthalpie massique du combustible à 15 "C kJ1kg 8.2.1
h0
8.3.3 e)
m consommation spécifique de combustible kgls 8.2.1
débit-masse de l'air entrant dans le volume de contrôle kgls 8.5.1
mai
débit-masse de l'air entrant dans la chambre de combustion kgls 8.6.1
"'a4
8.5.1
débit-masse du fluide de refroidissement circulant dans l'échangeur kgls
mC
8.5.7
8.5.1
débit-masse des gaz de fuite etlou d'air prélevé quittant le volume
"'e
kgls 8.5.2
de contrôle
8.6.3
8.5.1
débit-masse du combustible entrant dans le volume de contrôle kgls
mf4
8.6.1
8.6.1
débit-masse du gaz quittant la chambre de combustion kgls
mg5
8.6.3
8.5.12
débit-masse du gaz quittant la turbine kgls
"'97
gaz d'échappement quittant le volume de contrôle 8.5.1
débit-masse des kgls
"' 98
kgls 8.5.1 1
débit-masse des gaz entrant dans le dispositif de charge
"'entrée
consommation spécifique de combustible, mesurée kgls 8.3.3 e)
"'m
I
IS0 2314-1973 (FI
TABLEAU 1 - Symboles (suite)
Symbole Définition Unité Paragraphe
masse du combustible utilisé pendant une période T
8.2.1
mT kg
M couple kN.m
8.1.1
n vitesse de rotation trlmin 8.1.1
vitesse de référence trlmin 8.3.3 a)
"O
vitesse d'essai
tr/min 8.3.3 a)
"t
8.2.2
P puissance nette sur l'arbre KW
8.2.3
puissance nette sur l'arbre, corrigée kW
8.3.3 cl
PC
puissance brute sur l'arbre kW 8.1.1
Pgr
puissance sur l'arbre, mesurée kW 8.6.2
Pm
8.5.1
puissance sur l'arbre kW 8.5.1 1
ps
8.5.1 2
I
8.3.3 c)
puissance nette sur l'arbre, relevée à l'essai kW
pt
8.3.3 e)
8.2.2
consommation de chaleur kW
8.2.3
{
chaleur spécifique 8.2.3
kWchaleur
9P
kWpuissance
consommation spécifique de chaleui kW 8.2.1
qr
8.3.3 e)
pouvoir calorifique inférieur du combustible à 15 OC et à pression constante kJ/kg 8.5.1
%O
8.2.1
I
pertes mécaniques
kW 8.5.1
Qm
pertes mécaniques du compresseur entraîné, à l'exclusion des pertes 8.5.1 1
kW
dans le réducteur (s'il existe) 8.6.3
{
pertes mécaniques de la turbine de puissance, y compris les pertes 8.5.12
Qmt
kW
dans le réducteur (s'il existe) 8.6.3
pertes de chaleur par rayonnement et convection du volume de contrôle kW
8.5.1
Qr
pertes de chaleur par rayonnement et convection de l'enveloppe
Qrc
kW 8.5.1 1
du compresseur entraîné
pertes de chaleur par rayonnement et convection de l'enveloppe de la turbine
art
kW 8.5.12
de puissance entre les emplacements de mesurage de température T6.2 et T7
température moyenne de l'air à l'entrée du volume de contrôle K 8.5.1
Ta 1
température de l'air à l'entrée de la source de chaleur (chambre de combustion) K 8.6.1
Ta4
température du fluide de refroidissement entrant K 8.5.1
Tent rée
température du fluide de refroidissement sortant K 8.5.1
Tsortie
élévation de température du fluide de refroidissement circulant dans l'échangeur d'huil K 8.5.7
Tsortie- Tentrée
température du combustible K 8.6.1
Tf4
température du gaz à l'entrée de la turbine K 8.6.1
Tg6
température moyenne du gaz à la sortie du volume de contrôle K 8.5.1
's8
T
température absolue aux conditions de référence K 8.5.3.3 t
K 8.3.3 b)
température absolue d'essai
Tt
Q,C
IS0 2314-1973 (FI
TABLEAU 1 - Symboles (fiin)
Unité
Symbole Définition Paragraphe
6 rapport de la pression ambiante absolue d'essai 5 la pression ambiante
8.3.3 cl
absolue de référence
8.2.2
rendement thermique
'It
8.3.3 e)
8.5.1
rendement de la chambre de combustion
'Itc
8.6.1
e rapport de la température ambiante absolue d'essai à la température
a)
8.3.3
ambiante absolue de référence
8.2.1
7 durée de l'essai S
radls
W vitesse angulaire 8.1.1
TABLEAU 2 - Variations maximales admissibles des conditions de fonctionnement
Variation de chaque lecture
Paramètre considéré par rapport à la moyenna
de CBS lectures pendant l'essai
1. Vitesse de rotation de la turbine de puissance +1%
2. Pression atmosphérique sur le lieu des essais +1%
3. Température du fluide moteur à l'entrée du compresseur f 2°C
4. Pouvoir calorifique du combustible liquide, par kilogramme (pouvoir calorifique
f2%
supérieur et inférieur)
5. Pouvoir calorifique du combustible gazeux par mètre cube (pouvoir calorifique
supérieur et inférieur provenant d'un calorimètre continu)') t2%
'1%
6. Pression du combustible gazeux, tel qu'il est fourni à l'installation
de la valeur absolue moyenne
7. Température du combustible tel qu'il est fourni à l'installation') f 3°C
8. Pression d'échappement des gaz tl%
de la valeur absolue moyenne
9. Pression d'entrée du fluide moteur Il%
de la valeur absolue moyenne
IO. Température du fluide de refroidissement a l'entrée*) f 3°C
I 2°C
11. Échauffement du fluide de refroidissement')
11) Pour des combustibles gazeux autres que le gaz naturel, les variations maximales admises doivent être définies par un accord préalable.
2) Applicable pour les installations avec prérefroidisseur, échangeur intermédiaire ou refroidisseur final.
IS0 2314-1973 (FI
d) Appareils permettant la détermination de la masse
5.2.3 Lors du contrôle des performances, dans des
volumique du combustible.
conditions stables quelconques, la détermination de la
puissance et du rendement doit être effectuée trois fois
En variante, des échantillons de combustible doivent être
consécutives. La durée de chaque essai ne doit pas être
prélevés, et les contrôles effectués dans un laboratoire
inférieure à 5 min et ne doit pas dépasser 20 min
agréé par les parties.
(c'est-à-dire une période totale comprise entre 15 et
e)Manomètres pour le mesurage des pressions et des
60 min). Si la quantité de combustible consommé est
pressions différentielles en des points de mesure
mesurée par pesée, la durée d'essai pourra être supérieure a
appropriés du système de turbine a gaz (pour les mesures
20 min, afin d'atteindre la précision requise.
de pression affectant la détermination des performances,
Lors de chaque série de relevés, la charge doit être
des manomètres à liquide seront utilisés de préférence).
maintenue constante à ? 1 % pendant l'exécution des
f) Baromètre
mesurages. Si cela n'est pas possible, au moins cinq séries de
relevés doivent être effectuées pendant la période
g) Instruments nécessaires à la détermination indirecte
susmentionnée et la moyenne des résultats obtenus doit
de la température d'entrée des gaz à la turbine (excepté
être faite. Si les fluctuations maximales de charge dépassent
pour les turbines à cycle fermé).
2 %, les essais ne doivent être acceptés que par accord entre
h) Instruments permettant la détermination de la
les parties.
température a l'entrée du compresseur.
Pendant toute la durée de l'essai, chaque lecture d'une
I L-
i) Thermomètres pour la détermination des
grandeur caractéristique de fonctionnement ne doit différer
du combustible dans les réservoirs de
températures
de la moyenne des mesures de cette grandeur de plus de la
mesure et de l'eau de circulation dans les échangeurs
valeur indiquée dans le Tableau 2, à moins d'un accord écrit
refroidisseurs.
entre les parties.
j) Indicateurs de vitesse de rotation et compte-tours
NOTE - Si les grandeurs a mesurer subissent des variations rapides
manuels ou électroniques.
et irrégulières, l'utilisation d'un enregistreur adéquat doit &re
préférée à la mesure directe. II est nécessaire d'exécuter des
k) Horloge-mère avec système de signalisation
ou des enregistrements dans les cas où chaque
mesurages simultanés
synchronisé ou, si cela n'est pas possible, montres ou
série de lectures est utilisée pour le calcul des résultats, et où l'on
fait la moyenne de ces résultats. Lorsque les mesures doivent servir
horloges synchronisées.
au calcul de sommes ou de différences, l'heure exacte des mesurages
doit être connue.
I) Instruments pour la détermination de l'humidité
atmosphérique.
6.3 Mesurage de la puissance
6 INSTRUMENTS ET MÉTHODES DE MESURAGE
6.3.1 Mesurage de la puissance mécanique
6.1 Généralités
Cette section décrit les instruments de mesurage, les mé-
6.3.1.1 Mesurage du couple
thodes de mesurage et les précautions à prendre lors des
Pour la détermination de la puissance mécanique fournie
essais d'une installation de puissance à turbine à gaz et
par la turbine à gaz, l'un des appareils suivants peut servir a
de ses accessoires en conformité avec la présente Norme
la détermination du couple.
Internationale. Dans tous les cas où aucune précision n'est
donnée dans cette section concernant les appareils ou les
1 ) Frein dynamométrique du type mécanique,
méthodes de mesurage, ceux-ci doivent faire l'objet d'un
électrique, à fluides divers ou toute combinaison de
accord entre les parties intéressées.
ceux-ci
doit être choisi de façon que le couple
Le dynamomètre
6.2 Liste des instruments et appareils de mesurage
minimal mesuré, quelle que soit la vitesse, représente au
nécessaires à la réalisation des essais obligatoires
moins 20% de son couple nominal. Le frein
pour le mesurage de la puissance sur dynamométrique doit être construit de telle façon que le
a) Instruments
l'arbre de la turbine à gaz. fluide de refroidissement y entre et en sorte dans un plan
son axe, afin d'éviter les composantes de
passant par
b) Appareils pour le mesurage de la consommation de
vitesse tangentielles. Des précautions semblables doivent
combustible de la turbine à gaz ou de l'énergie
être prises en ce qui concerne la ventilation extérieure. Les
thermique qui lui est fournie.
conduites flexibles ne doivent pas introduire d'efforts
tangentiels sensibles. Si des amortisseurs (dash pots) sont
c) Appareils permettant la détermination du pouvoir
utilisés afin de réduire les oscillations, s'assurer qu'ils
calorifique, de la teneur en cendres et de la composition
opposent une résistance identique au déplacement dans
du combustible.
les deux directions. Le bras de levier effectif du
En variante, des échantillons de combustible doivent être dynamomètre doit être mesuré avec une erreur ne
prélevés, et les analyses effectuées dans un laboratoire dépassant pas 2 0,l %. Un certificat du constructeur
I agréé par les parties. peut être considéré comme acceptable.
IS0 2314-1973 (F)
Le dispositif de mesurage de la force doit être vérifié Lorsque la vitesse moyenne de rotation influence les
avec des poids certifiés, en augmentant puis en résultats des essais, un compte-tours intégrateur entraîné
par l'arbre doit être utilisé. La précision du comptage du
diminuant la charge. L'erreur, positive ou négative, ne
temps doit être telle que l'erreur sur la vitesse moyenne ne
doit pas dépasser 0.1 % de la charge maximale mesurée
dépasse pas k 0,25 %. Lorsque des compteurs d'impulsions
pendant les essais. La moyenne des valeurs retenues en
électroniques sont utilisés pour la détermination de la
charge croissante et décroissante ne doit être acceptée
puissance et du rendement, la cadence des mesurages doit
pour étalonnage qu'à condition que la différence reste
être telle que la moyenne de toutes les lectures ne diffère
inférieure à 0.3 % de la charge maximale durant les
plus de
pas des moyennes des lectures paires et impaires de
essais.
0.25 %.
Avant et après les essais de réception, le dynamomètre
doit être examiné soigneusement, et tout déséquilibre
dans les bras doit être déterminé. Les essais ne sont pas
6.3.2 Mesurage de la puissance électrique
acceptables si le dynamomètre présente un
Ces essais doivent être effectués en conformité avec la
fonctionnement irrégulier, tel que pompage cyclique de
publication 46 de la Commission Electrotechnique
la charge, qui peut apparaître sous l'effet de l'eau ou des
Internationale, (CEI).
conditions de résonance produisant des oscillations de
couple dépassant 2 2 %.
6.3.3 Mesurage de la puissance dans les autres cas
2) Torsiomètre
Lorsque la puissance fournie n'est pas électrique et lorsqu'il
n'est pas possible de la mesurer au manchon
Le torsiomètre doit être étalonné avant les essais. Si le
d'accouplement lui-même (par exemple, pompes,
système est sensible à la température, il doit être
réétalonné après les essais, à la température atteinte compresseurs, etc.), se référer à un code d'essai approprié se
rapportant à la machine entraînée. L'utilisation de tels
pendant ceux-ci. L'étalonnage doit être effectué sans que
codes d'essais n'est admise qu'après accord entre les parties.
le dispositif de mesuragedu couple soit modifié, de l'essai
préliminaire à l'essai final. De toute façon, l'étalonnage
doit être effectué avec une série croissante de charges
6.3.4 Détermination de la puissance par des calculs
jusqu'à une valeur supérieure à la valeur maximale
thermodynamiques
relevée pendant les essais, suivie d'une série décroissante
de charges. Les charges doivent toujours être modifiées
Lorsque les méthodes de détermination de la puissance
dans le même sens, sauf à la valeur maximale. La
indiquées précédemment (voir 6.3.1, 6.3.2 et 6.3.3) ne
moyenne des valeurs obtenues en charge croissante et
peuvent être utilisées, il est possible de déterminer celle-ci,
décroissante ne doit être acceptée pour étalonnage, qu'a
avec une erreur maximale de 5 %, par la mesure du débit
condition que la différence reste inférieure à 1,0 % de la
de fluide moteur, de la temperature de l'air et du gaz, de la
charge maximale durant les essais.
consommation de chaleur, des pertes par frottement dans
les paliers et des pertes de chaleur par la turbine à gaz au
Les lectures au dynamomètre ou au torsiomètre doivent
profit de l'environnement. Cette méthode peut être utilisée
être effectuées à une cadence telle que la moyenne de
lorsque des mesures des grandeurs nécessaires ne peuvent
toutes les lectures ne diffère pas des moyennes des
être effectuées sur la machine entraînée, et ceci pour des
lectures paires et impaires de plus de 0.2 %.
raisons telles que :
a) connaissance insuffisante des propriétés du fluide
utilisé dans la machine réceptrice;
6.3.1.2 Mesurage de la vitesse de rotation
b) élévation de température, dans la machine
réceptrice, trop faible pour être mesurée;
Un tachymètre peut être utilisé pour le réglage de la
machine et afin de vérifier la constance de la vitesse
c) emploi, dans la machine réceptrice, de différents flux
pendant la période d'essai. Chaque arbre d'une machine à
de fluides, d'extraction, etc.
plusieurs arbres doit être muni d'un indicateur de vitesse.
Les procédés de calcul thermodynamique sont décrits en
Pour vérifier la constance de la vitesse pendant la période
8.5.
d'essai, des tachymètres enregistreurs sans échelle sont
recommandés, tant pour le mesurage que pour
l'enregistrement. Grâce à une vérification périodique à 6.3.5 Mesurage de la puissance d'un générateur de gaz
l'aide de compteurs d'impulsions électroniques de haute
La puissance d'un générateur de gaz peut être déterminée
precision, ces appareils donnent une précision élevée.
en remplaçant la turbine de puissance par une tuyère de
Des tachymètres à entraînement mécanique ou des section (ouverture) équivalente à celle de la turbine à pleine
tachymètres sans contact doivent être utilisés pour le charge. La puissance est définie comme celle résultant d'une
mesurage de chaque vitesse de rotation. Les tachymètres détente isentropique depuis les conditions mesurées à la
tenus à la main ne sont pas recommandés, à cause de la sortie du générateur (pression et température totales)
possibilité de glissement. jusqu'à la pression atmosphérique.

I
IS0 2314-1973 (F)
6.4 Mesurage du combustible Dans chaque cas, au-dessus de 15 "C, les corrections de
chaleur sensible du combustible doivent être faites, selon 3.5.
En l'absence de mesures spécifiques, les valeurs suivantes
6.4.1 Mesurage du combustible liquide
les chaleurs massiques du combustible peuvent être
pour
employées :
6.4.1.1 Caractéristiques du com bustible liquide
- pour du gas-oil de viscosité
Les parties doivent se mettre d'accord sur le mode
d'échantillonnage du combustible.
< 9,5 X 10" m2-s' à 20°C : pour chaque 1 "C
au-dessus de 15 "C, ajouter 1.88 kJ/kg
Les caractéristiques du combustible à déterminer sont
- pour du fuel-oil léger de viscosité
a) la masse volumique (masse par unité de volume);
< 49 X 10" rn2.s4 à 20 "C : pour chaque 1 "C
b) le pouvoir calorifique;
au-dessus de 15 OC, ajouter 1.76 kJ/kg;
c) la viscosité, le cas échéant;
- pour du fuel-oil moyen de viscosité
d) la température, si un réchauffage est nécessaire.
<11OX lo4 m2.s4 à 50°C: pour chaque 1°C
La masse volumique peut être déterminée à l'aide d'un au-dessus de 15 "C, ajouter 1.63 kJ/kg;
hydromètre, ou par pesée.
- pour du fuel-oil lourd ou extra-lourd de viscosité
Le pouvoir calorifique peut être déterminé par l'une des
< 380X 10" m'.si à 50 "C : pour chaque 1 "C
deux méthodes suivantes.
au-dessus de 15 OC, ajouter 1.59 kJ/kg.
- Le pouvoir calorifique supérieur à volume constant
peut être déterminé à l'aide d'une bombe calorimétrique.
Le pouvoir calorifique inférieur à volume constant en
sera déduit par soustraction de la chaleur latente de la
quantité de vapeur d'eau calculée à partir de la mesure 6.4.1.2 Mesurage du débit
de la teneur en hydrogène du combustible. Le pouvoir
calorifique inférieur à pression constante en sera déduit
II est nécessaire de mesurer avec précision le débit de
par calcul. La détermination précédente doit être
combustible pénétrant dans l'installation, afin de
effectuée par un laboratoire de chimie ou de physique
déterminer la consommation spécifique de la turbine.
agréé par les parties.
L'emploi de tuyères, de diaphragmes, de tubes de Venturi,
- Lorsqu'il n'est pas possible d'utiliser la détermination
de compteurs ou encore la pesée directe, est recommandé.
par bombe calorimétrique, et par accord entre les
Lorsque des tuyères, des diaphragmes ou des tubes de
parties, le pouvoir calorifique à pression constante peut
Venturi sont utilisés, ceux-ci doivent être construits,
être déterminé à partir du mesurage de la masse
montés et équipés d'instruments conformes à une norme
volumique (hydromètre) à l'aide de la courbe de la
reconnue, par exemple ISO/R 541, En tout cas, le dispositif
Figure 2. Le pouvoir calorifique est alors estimé avec une
de mesurage du débit de combustible doit être étalonné de
f 1 %, dépendant des propriétés
précision minimale de
façon à limiter l'erreur maximale à ? 0,5 %.
du combustible.
Des réservoirs de mesure étalonnés peuvent être utilisés
également, pour autant qu'il soit possible de démontrer que
la précision de ? 0.5 % est assurée.
Y m
Un bac de pesée doit pivoter librement; il ne doit pas être
.
-I Y soumis à des forces extérieures telles que celles qui
i
pourraient être appliquées du fait de tuyauteries mal conçues
ou mal installées. Ce réservoir doit être étalonné avant
ï 42
E
l'essai en y ajoutant des poids croissants, puis décroissants,
.-
et en portant les résultats sur un graphique. II est nécessaire
les raisons de toute différence entre ces deux
de déterminer
courbes avant de passer 3 l'essai. L'erreur globale maximale
de mesurage ne doit pas dépasser f 0,5 56 de la quantité
mesurée.
Toute fuite provenant des vannes de régulation ou des
brûleurs doit être soit introduite en aval du système de
mesurage du débit de combustible, soit mesurée
800 850 900 950 lo00
séparément, et déduite du débit mesuré. Si des débitmètres
volumétriques ou à turbine, de précision et de fiabilité
Masse volumique à 15 "C, kg/m3
connues sont employés, la viscosité du combustible dans
l'appareil de mesurage doit se trouver dans les limites
FIGURE 2 -Pouvoir colorifiquo infirieur d'un combustible liquide
en fonction de sa masse volumique
exigées par le constructeur de cet appareil.
IS0 2314-1973 (FI
6.4.2 Mesurage du combustible gazeux construits, montés et équipés d'instruments conformes à
une norme reconnue, par exemple ISO/R 541. Si le gaz
6.4.2.1 Caractéristiques du combustible gazeux
combustible contient beaucoup de poussières, celles-ci
peuvent introduire des erreurs dans le mesurage du débit.
Les caractéristiques du combustible gazeux à déterminer
sont
6.4.3 Mesurage des combustibles solides (spécialement
a) la masse volumique;
pour installation en circuit fermé)
b) le pouvoir calorifique;
Les normes nationales ou les Normes Internationales
c) la teneur en poussières, le cas échéant;
appropriées doivent être utilisées.
d) la température.
6.5 Mesurage des températures
Après accord entre les parties, le pouvoir calorifique et la
masse volumique peuvent être calculés à partir des valeurs Chaque appareil de mesurage de température doit être
relevées par le fournisseur du combustible, à condition que étalonné ou comparé à un instrument de précision garanti
les dates et heures des relevés coïncident avec les dates et par un organisme reconnu.
heures de l'essai, et que l'origine des valeurs utilisées soit
Les instruments recommandés pour la détermination
complètement décrite dans le rapport d'essai.
directe de la température sont :
Pour les gaz de haut fourneau ou de raffinerie et pour les
a) les thermomètres à mercure;
autres gaz dont la composition varie continuellement, des
échantillons doivent être prélevés pendant toute la durée
b) les thermocouples avec potentiomètre, ou dispositifs
des essais, à une fréquence telle que la moyenne des
équivalents;
résultats représente le pouvoir calorifique réel moyen. Dans
c) les thermomètres à résistance.
la mesure du possible, l'emploi d'un calorimètre et d'un
densimètre continus est recommandé pendant toute la
Lorsque la composante dynamique de la température
durée de l'essai.
dépasse 0,5 OC, un appareil donnant la température d'arrêt
Pouvoir calorifique (totale) doit être utilisé ou la correction adéquate effectuée
avec un thermomètre normal.
Le pouvoir calorifique inférieur du combustible gazeux
peut être déterminé par calcul, en utilisant les pouvoirs
6.5.1 Température à Iéntrée du compresseur
calorifiques à pression constante des constituants et leur
proportion dans le combustible. Un calorimètre de Junkers
La température à l'entrée du compresseur doit être
ou tout autre type de précision éprouvé peut également être
déterminée avec une précision telle que l'erreur maximale
utilisé.
ne dépasse pas 1.0 OC. L'instrument utilisé doit posséder
une sensibilité de 0,2 "C et une précision de 0.5 OC.
Les parties doivent s'entendre au préalable sur la méthode à
utiliser. En tout cas, une correction de chaleur sensible pour
Généralement, deux sondes doivent être utilisées et la
les températures supérieures à 15 OC doit être effectuée
moyenne des lectures doit être effectuée simultanément.
(voir 3.5).
Si, pour une raison quelconque, les parties décident
Teneur en poussières
d'effectuer les mesurages dans une région différente de celle
spécifiée en 3.3, elles doivent s'accorder sur les corrections
Dans certains gaz combustibles, tels que les gaz de haut
à appliquer.
fourneau, la quantité de poussières sera importante et doit
être mesurée. Les poussières peuvent avoir une influence
sur le mesurage du débit massique du gaz. Cependant, en
6.5.2 Température a la sortie de la turbine
raison de la grande variété de poussières, de concentration,
sur le
etc., les parties doivent s'accorder au préalable
L'appareil utilisé pour mesurer la température à la sortie de
processus du mesurage qui devra être confié à un opérateur
la turbine doit avoir une sensibilité égale ou supérieure à
qualifié ayant l'expérience de ce genre de travail.
i,~ "C et une précision égaie ou supérieure à 3 OC.
L'enveloppe et la conduite entre la bride de sortie de la
6.4.2.2 Mesurage du débit
turbine et la sonde de température doivent être bien isolées
thermiquement.
La consommation de combustible peut être déterminée à
L'endroit où se trouvera la sonde doit être choisi de facon à
l'aide de compteurs volumétriques ou de débitmètres 6
réduire les gradients de vitesse et de température. Quatre
turbine. Les débitmètres doivent être étalonnés
sondes doivent être placéesau centre de surfaces égales. Pour
individuellement, de manière à réduire l'erreur maximale de
les turbines à cycle fermé, deux sondes suffisent.
à tr 1 %.
mesurage de la consommation de combustible
La température à la sortie de la turbine doit être déduite de
Si une telle méthode n'est pas praticable, la consommation
la moyenne des valeurs des quatre mesures. (Si, pour des
de gaz peut être déterminée par des mesurages de débit de
qui doivent être raisons pratiques, il est nécessaire de placer les sondes à
tuyères, diaphragmes ou tubes de Venturi,
I
IS0 2314-1973 (FI
Vérification doit être faite de l‘étanchéité des tuyauteries
proximité ou dans la bride de sortie de la turbine, plus de
de liaison dans les conditions de fonctionnement
quatre sondes peuvent être nécessaires pour atteindre la
à celles de l’essai. Si une pression varie,
précision requise. Dans ce cas, la position et le nombre des correspondant
utiliser un dispositif d’amortissement adéquat placé dans les
sondes doivent faire l’objet d‘un accord entre les parties.)
tuyauteries de raccordement.
Chaque sonde doit être protégée, afin de réduire l’erreur
due aux radiations si la sonde est exposée sous un angle
6.6.1 Pression atmosphérique
important aux radiations d‘éléments portés a une
température qui diffère de celle du gaz de plus de 15 OC.
La pression atmosphérique doit être déterminée à l‘aide de
n’importe quelle méthode donnant une erreur maximale
inférieure à 0.25 mmHg. Un baromètre doit être placé dans
6.5.3 Température à l‘entrée de la turbine
un environnement stable sur le lieu de l’essai. Par accord
Exception faite des cas particuliers tels que les turbines en
entre les deux parties, la pression atmosphérique
cycle fermé, le mesurage direct de la température moyenne
communiquée par un organisme local agréé peut être
à l’entrée de la turbine est très difficile. II est généralement
utilisée après lui avoir apporté la correction d‘altitude.
nécessaire de la déterminer par des moyens indirects, tels
que ceux décrits en 8.6. Pour les installations à cycle
6.6.2 Pression à l’entrée du compresseur
fermé, deux sondes suffisent.
La pression d‘entrée au compresseur est définie comme la
pression totale régnant à l’entrée du compresseur. C’est la
6.5.4 Température de lhir à l‘entrée de la chambre de
pression absolue basée sur la somme algébrique de la
combustion
pression atmosphérique, de la pression statique effective et
Il peut être nécessaire (voir 8.6) de déterminer la
de la pression dynamique, lorsque ces quantités sont
température totale moyenne à l‘entrée de la chambre de
mesurées séparément. La pression dynamique est en général
combustion et d‘estimer l’élévation de température dans
calculée à partir de la vitesse moyenne dans la section de
celle-ci. Les méthodes de mesurage de la température
mesure de la pression statique. La vitesse moyenne est
moyenne à l’entrée de la chambre de combustion varieront
déterminée à partir de la surface de c
...