ISO 2314:2009
(Main)Gas turbines — Acceptance tests
Gas turbines — Acceptance tests
This International Standard applies to open-cycle gas-turbine power plants using combustion systems supplied with gaseous and/or liquid fuels as well as closed-cycle and semi-closed-cycle gas-turbine power plants. It can also be applied to gas turbines in combined cycle power plants or in connection with other heat-recovery systems. In cases of gas turbines using free-piston gas generators or special heat sources (for example synthetic gas of chemical processes, blast furnace gas), this International Standard can be used as a basis but suitable modifications are necessary. Acceptance tests of gas turbines with emission control and/or power augmentation devices that are based on fluid injection and/or inlet air treatment are also covered by this International Standard and it is necessary that they be considered in the test procedure, provided that such systems are included in the contractual scope of the supply subject to testing. This International Standard does not apply to emission testing, noise testing, vibration testing, performance of specific components of the gas turbine, performance of power augmentation devices and auxiliary systems, such as air inlet cooling devices, fuel gas compressors, etc., conduct test work aiming at development and research, adequacy of essential protective devices, performance of the governing system and protective systems, and operating characteristics (starting characteristics, reliability testing, etc.).
Turbines à gaz — Essais de réception
L'ISO 2314:2009 est applicable aux installations de puissance à turbine à gaz à cycle ouvert utilisant un équipement de combustion alimenté en combustibles gazeux et/ou liquides ainsi qu'aux installations de puissance à turbine à gaz à cycle fermé ou semi-fermé. Elle peut également s'appliquer aux turbines à gaz des installations de puissance à cycle combiné ou à celles connectées à d'autres systèmes de récupération de chaleur. Dans les cas de turbines à gaz utilisant des générateurs de gaz à pistons libres ou une source de chaleur particulière (par exemple le gaz synthétique d'un processus chimique, des gaz de haut fourneau), l'ISO 2314:2009 peut être utilisée comme base de départ mais une adaptation appropriée est nécessaire. Les essais de réception des turbines à gaz équipées de dispositifs de lutte contre la pollution et/ou d'augmentation de puissance basés sur l'injection de liquide et/ou le traitement de l'air entrant sont également couverts par l'ISO 2314:2009 et il est nécessaire de les prendre en compte dans le mode opératoire d'essai, à condition que ces systèmes soient compris dans le contrat de fourniture soumise à essai. L'ISO 2314:2009 ne s'applique pas aux essais d'émission, aux essais de bruit, aux essais de vibration, à la performance des composants spécifiques de la turbine à gaz, à la performance des dispositifs d'augmentation de puissance et des systèmes auxiliaires, tels que les dispositifs de refroidissement de l'air entrant, les compresseurs de combustible gazeux, etc., à la conduite des essais visant au développement et à la recherche, au bon fonctionnement des dispositifs de protection essentiels, à la performance du système de régulation et des systèmes de protection, ni aux caractéristiques de fonctionnement (par exemple vitesse de démarrage, essai de fiabilité, etc.).
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 2314
Third edition
2009-12-15
Gas turbines — Acceptance tests
Turbines à gaz — Essais de réception
Reference number
©
ISO 2009
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope .1
2 Normative references .2
3 Terms and definitions .3
4 Test boundary .6
5 Symbols .8
6 Preparation for tests.12
6.1 General.12
6.2 Test procedure.13
6.3 Test preparation.14
6.4 Instruments and measuring methods.16
7 Conductance of test .29
7.1 Specified reference conditions .29
7.2 Preliminary checks .32
7.3 Starting and stopping of tests.32
7.4 Operation prior and during test.33
7.5 Duration of tests .35
7.6 Maximum permissible variations in operating conditions .35
7.7 Test records .36
7.8 Test validity .37
8 Computation of results .37
8.1 Performance test results.37
8.2 Correction of test results to reference conditions.40
8.3 Other gas turbine performance parameters .46
9 Test report .55
Annex A (informative) Uncertainty .56
Annex B (informative) Example calculation of exhaust mass flow rate and turbine inlet
temperature energy balance calculation.68
Bibliography .106
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 2314 was prepared by Technical Committee ISO/TC 192, Gas turbines.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 2314:1989), which has been technically
revised. It also incorporates the Amendment ISO 2314:1989/Amd.1:1997 and the Technical Corrigendum
ISO 2314:1989/Cor.1:1997.
iv © ISO 2009 – All rights reserved
Introduction
This International Standard specifies guidelines and procedures for preparing, conducting and reporting
thermal-acceptance tests in order to determine and/or verify electrical power output, mechanical power,
thermal efficiency (heat rate), turbine exhaust gas energy and/or other performance characteristics of gas-
turbine power plants and gas turbine engines, in this International Standard referred to as “gas turbines”. It is
necessary that such performance test results be determined with a high level of accuracy using best
engineering knowledge and industry practice in measurement technique and method.
It is necessary that a detailed, project-specific or test-equipment-specific test procedure be prepared by the
party executing the performance test, based on the recommendations and guidelines given in this
International Standard as well as considering contractual obligations. It is necessary that any deviations from
this International Standard be mutually agreed upon by the involved parties prior to the start of the test.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 2314:2009(E)
Gas turbines — Acceptance tests
1 Scope
This International Standard applies to open-cycle gas-turbine power plants using combustion systems
supplied with gaseous and/or liquid fuels as well as closed-cycle and semi-closed-cycle gas-turbine power
plants. It can also be applied to gas turbines in combined cycle power plants or in connection with other heat-
recovery systems.
In cases of gas turbines using free-piston gas generators or special heat sources (for example synthetic gas
of chemical processes, blast furnace gas), this International Standard can be used as a basis but suitable
modifications are necessary.
Acceptance tests of gas turbines with emission control and/or power augmentation devices that are based on
fluid injection and/or inlet air treatment are also covered by this International Standard and it is necessary that
they be considered in the test procedure, provided that such systems are included in the contractual scope of
the supply subject to testing.
Comparative testing can be subject to many different scenarios, depending on the purpose of the conducted
measures. This International Standard can also be applied to comparative tests designed to verify
performance differentials of the gas turbine, primarily for testing before and after modifications, upgrades or
overhaul, although no special reference is made to these topics.
This International Standard also includes procedures for the determination of the following performance
parameters, corrected to the reference operating parameters:
a) electrical or mechanical power output (gas power, if only gas is supplied);
b) thermal efficiency or heat rate;
c) turbine exhaust energy (optionally exhaust temperature and flow).
It is necessary that any other performance parameters defined in the contract between equipment supplier
and purchaser be considered accordingly in the specific test procedure as well as in the supplier's standard
manufacturing test procedure.
This International Standard describes measurement methods and corresponding instruments employed and
their calibration arrangement and handling. It includes provisions for preparing and conducting a performance
test, defines operating conditions of the gas turbine, boundary conditions and their limits as well as standard
conditions (3.9) that should be used as a reference if no other conditions are agreed at the time of purchase.
Furthermore, it contains provisions for the measurement data recording and handling, methods for the
calculation and correction of the test results as well as the development of the uncertainty thereof.
Test tolerance is not addressed in this International Standard, because it is considered a commercial term not
based on statistical analysis of measurement results. It is necessary that the methodology on how to apply
tolerances for the demonstration of compliance with the guaranteed values be defined in the contract.
For the optional test to determine exhaust energy and/or flow, these values are determined from an energy
balance around the gas turbine. Uncertainty values can be minimized by achieving the limits defined in this
International Standard for the key parameters in the energy balance.
This International Standard does not apply to the following:
a) emission testing;
b) noise testing;
c) vibration testing;
d) performance of specific components of the gas turbine;
e) performance of power augmentation devices and auxiliary systems, such as air inlet cooling devices, fuel
gas compressors, etc.;
f) conduct test work aiming at development and research;
g) adequacy of essential protective devices;
h) performance of the governing system and protective systems;
i) operating characteristics (starting characteristics, reliability testing, etc.).
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 2533, Standard atmosphere
ISO 3733, Petroleum products and bituminous materials — Determination of water — Distillation method
ISO 5167 (all parts), Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular
cross-section conduits running full
ISO 6245, Petroleum products — Determination of ash
ISO 6974-1, Natural gas — Determination of composition with defined uncertainty by gas chromatography —
Part 1: Guidelines for tailored analysis
ISO 6975, Natural gas — Extended analysis — Gas-chromatographic method
ISO 6976 Natural gas — Calculation of calorific values, density, relative density and Wobbe index from
composition
ISO 9951, Measurement of gas flow in closed conduits — Turbine meters
ISO 10715, Natural gas — Sampling guidelines
ISO 12213-2, Natural gas — Calculation of compression factor — Part 2: Calculation using molar-composition
analysis
ISO 14596, Petroleum products — Determination of sulfur content — Wavelength-dispersive X-ray
fluorescence spectrometry
ISO 20846, Petroleum products — Determination of sulfur content of automotive fuels — Ultraviolet
fluorescence method
ASTM D4629 Standard Test Method for Trace Nitrogen in Liquid Petroleum Hydrocarbons by Syringe/Inlet
Oxidative Combustion and Chemiluminescence Detection
ASTM D5291, Standard Test Methods for Instrumental Determination of Carbon, Hydrogen, and Nitrogen in
Petroleum Products and Lubricants
DIN 51451, Testing of petroleum products and related
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 2314
Troisième édition
2009-12-15
Turbines à gaz — Essais de réception
Gas turbines — Acceptance tests
Numéro de référence
©
ISO 2009
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Publié en Suisse
ii © ISO 2009 – Tous droits réservés
Sommaire Page
1 Domaine d'application.1
2 Références normatives .2
3 Termes et définitions.3
4 Limite d'essai .6
5 Symboles .9
6 Préparation des essais .14
6.1 Généralités .14
6.2 Mode opératoire d'essai.15
6.3 Préparation des essais.16
6.4 Instruments et méthodes de mesurage.18
7 Mode opératoire de l'essai.32
7.1 Conditions de référence spécifiées .32
7.2 Contrôles préliminaires.35
7.3 Démarrage et arrêt des essais.35
7.4 Fonctionnement avant et pendant l'essai .36
7.5 Durée des essais.38
7.6 Variations maximales admissibles dans les conditions de fonctionnement .38
7.7 Enregistrements des essais.39
7.8 Validité des essais.39
8 Calcul des résultats.40
8.1 Résultats des essais de performance .40
8.2 Correction des résultats d'essai pour tenir compte des conditions de référence .43
8.3 Autres paramètres de performance relatifs aux turbines à gaz .49
9 Rapport d'essai .58
Annexe A (informative) Incertitude.59
Annexe B (informative) Exemple de calcul du débit-masse des gaz d'échappement et de calcul du
bilan énergétique de la température à l'entrée de la turbine.71
Bibliographie .110
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 2314 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 192, Turbines à gaz.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 2314:1989), qui fait l'objet d'une révision
technique. Elle incorpore également l'Amendement ISO 2314:1989/Amd.1:1997 et le Rectificatif technique
ISO 2314:1989/Cor.1:1997.
iv © ISO 2009 – Tous droits réservés
Introduction
La présente Norme internationale spécifie des lignes directrices et des modes opératoires pour la préparation
et l'exécution des essais thermiques de réception et l'établissement du rapport d'essai correspondant, visant à
la détermination et/ou à la vérification de la puissance électrique, de la puissance mécanique, du rendement
thermique (rendement énergétique), de l'énergie des gaz d'échappement de la turbine et/ou d'autres
caractéristiques de fonctionnement des installations de puissance à turbine à gaz et des turbines à gaz, ci-
après désignées «turbines à gaz». Il est nécessaire de déterminer les résultats de ces essais de performance
avec un haut niveau d'exactitude en employant les meilleures connaissances en ingénierie ainsi que la
meilleure pratique industrielle des techniques et méthodes de mesurage.
Il est nécessaire de mettre au point un mode opératoire d'essai détaillé et spécifique au projet ou aux
équipements d'essai par la partie chargée de l'essai de performance, s'appuyant sur les recommandations et
lignes directrices spécifiées dans la présente Norme internationale et prenant en compte les obligations
contractuelles. Il est nécessaire que tout écart par rapport à la présente Norme internationale fasse l'objet
d'un accord entre les parties concernées avant le début de l'essai.
NORME INTERNATIONALE ISO 2314:2009(F)
Turbines à gaz — Essais de réception
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale est applicable aux installations de puissance à turbine à gaz à cycle ouvert
utilisant un équipement de combustion alimenté en combustibles gazeux et/ou liquides ainsi qu'aux
installations de puissance à turbine à gaz à cycle fermé ou semi-fermé. Elle peut également s'appliquer aux
turbines à gaz des installations de puissance à cycle combiné ou à celles connectées à d'autres systèmes
de récupération de chaleur.
Dans les cas de turbines à gaz utilisant des générateurs de gaz à pistons libres ou une source de chaleur
particulière (par exemple le gaz synthétique d'un processus chimique, des gaz de haut fourneau), la présente
Norme internationale peut être utilisée comme base de départ mais une adaptation appropriée est
nécessaire.
Les essais de réception des turbines à gaz équipées de dispositifs de lutte contre la pollution et/ou
d'augmentation de puissance basés sur l'injection de liquide et/ou le traitement de l'air entrant sont également
couverts par la présente Norme internationale et il est nécessaire de les prendre en compte dans le mode
opératoire d'essai, à condition que ces systèmes soient compris dans le contrat de fourniture soumise à essai.
Des essais comparatifs peuvent être soumis à de nombreux scénarios, dépendant de l'objectif des mesures
prises. La présente Norme internationale est également applicable aux essais comparatifs conçus pour
vérifier les différentiels de performance de la turbine à gaz, principalement en ce qui concerne des essais
réalisés avant et après des modifications, des mises à niveau ou des remises en état bien qu'il ne soit fait
aucune mention à ces sujets.
La présente Norme internationale inclut également les procédures de détermination des paramètres de
performance suivants, corrigés pour tenir compte des paramètres de fonctionnement de référence:
a) la puissance électrique ou mécanique (puissance des gaz lorsque la fourniture ne comporte qu'un
générateur de gaz);
b) le rendement thermique ou le rendement énergétique;
c) l'énergie des gaz d'échappement de la turbine (facultativement, la température et le débit des gaz
d'échappement).
Il est nécessaire de prendre en compte tout autre paramètre de performance défini dans le contrat entre le
fournisseur et l'acheteur de l'équipement, conformément tant au mode opératoire d'essai spécifique qu'au
mode opératoire standard du fournisseur.
La présente Norme internationale décrit les méthodes de mesurage et les instruments correspondants
employés, ainsi que leur mode d'étalonnage et leur manipulation. Elle inclut des dispositions pour la
préparation et l'exécution d'un essai de performance, définit les conditions de fonctionnement de la turbine à
gaz, les conditions aux limites et leurs limites ainsi que les conditions normales (3.9) qu'il convient d'utiliser en
tant que référence à défaut d'un accord sur d'autres conditions établi au moment de la commande. En outre,
elle contient des dispositions pour l'enregistrement et le traitement des données de mesurage, les méthodes
de calcul et de correction des résultats d'essai ainsi que la mise au point de l'incertitude.
La tolérance d'essai n'est pas traitée dans la présente Norme internationale, puisqu'elle est considérée
comme une condition commerciale indépendante de l'analyse statistique des résultats de mesurage. Il est
nécessaire de définir dans le contrat la méthode d'application des tolérances visant à démontrer la conformité
avec les valeurs garanties.
Afin que l'essai facultatif détermine l'énergie et/ou le débit des gaz d'échappement, ces valeurs sont
déterminées à partir d'un bilan énergétique de la turbine à gaz. Les valeurs d'incertitude peuvent être réduites
le plus possible en atteignant les limites définies dans la présente Norme internationale des paramètres clés
dans le bilan énergétique.
La présente Norme internationale ne s'applique pas:
a) aux essais d'émission;
b) aux essais de bruit;
c) aux essais de vibration;
d) à la performance des composants spécifiques de la turbine à gaz;
e) à la performance des dispositifs d'augmentation de puissance et des systèmes auxiliaires, tels que les
dispositifs de refroidissement de l'air entrant, les compresseurs de combustible gazeux, etc.;
f) à la conduite des essais visant au développement et à la recherche;
g) à l’adéquation des dispositifs de protection essentiels;
h) à la performance du système de régulation et des systèmes de protection;
i) aux caractéristiques de fonctionnement (par exemple vitesse de démarrage, essai de fiabilité, etc.).
2 Références normatives
Les documents référencés ci-après sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document référencé (y compris les éventuels amendements) s'applique.
ISO 2533, Atmosphère Type
ISO 3733, Produits pétroliers et bitumineux — Dosage de l'eau — Méthode par distillation
ISO 5167 (toutes les parties), Mesure de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes insérés dans
des conduites en charge de section circulaire
ISO 6245, Produits pétroliers — Détermination de la teneur en cendres
ISO 6974-1, Gaz naturel — Dé
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.