燃气轮机现场性能测试概述

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图 １ 燃气轮机发电机组示意图及测点布皿图
（ 大气压力 （ 大气温度 （ 大气湿度 ４燃机进口 １ ） ２ ） ３ ） ） 压降 （ 燃机排气压降 （ 燃机排气温度 ５ ） ６ ） （ 发电机功率 （） ７ ） ８机组转速 （ 功率因数 （ ） ９ ） １ 燃料流ｆ １） ０ （１燃料压力 （ ） １ 姗料温度 ２
第７ 卷 第３ 期 ／ ４
燃气轮机发电技术
２０ 年 １ 月 ０５ ０
燃气轮机现场性能测试概述
徐建强，隋铭，王德春
（ 大庆石油管理局 电力总公司燃机 电厂，黑龙江 大庆 １３５ ） ６４ １
摘要 ： 燃气轮机安装完毕并完成整台机组的调试工作后， 合同双方即 供货商和用户应该对机组性能进行测 试，目 的是为了 确定该机组的出力、热耗率以及其它有关安全和经济运行的性能指标是否达到合同保证值。
性能测试时要求燃机必须在新的清洁的状态下 进行， 通常新的燃机运行不超过１０ ０ 个点火小时就可
３ 文件资料准备 ． １
测试前应完成文件准备，需要准备的文件资料
第３ 期 ／ ４
徐建强等：燃气轮机现场性能测试概述 表 １ 现场压力元件允许偏差
压力测点 允许偏差
以认为其处于新的状态 ；但即使燃机点火小时数没 有超过１０ ０ 小时， 通常在性能测试前一般也要按规范 进行压气机离线水洗； 燃机点火小时数超过１０ ０小时 则必须进行压气机离线水洗，保证机组处于清洁状 态。水洗前应进人进气道内检查空气通道内的污染
包括 ：
（ 相关温度元件校验 主要校验排气热电 １ ） 偶， 排气热电 偶输出信号直接参与到机组的温度控制， 其本身的功能以及信号传输处理的正确与否关系到
机组的负荷控制，所以除了在控制盘面检查其指示 正常外， 还要用热电 偶校验仪对热电偶进行校验， 确 保热电偶和其信号传输处理工作正常。
试期间已经投人使用或其原始的校验不满足接受的 标准， 则测试前应对其进行校验。 ３ 进口 ． ４ 导叶位里检查 进口 导叶的开度大小影响到进气流量，也就影 响到机组的出力，所以要对导叶的角度的正确性进 行检查，通常要求在导叶全开位置时用机械量角器 在导叶圆周方向量取至少 １ 片叶片的角度，然后取 ６ 平均值作为导叶的实际开度再同控制系统反馈的角 度值做比较，其偏差应在士０５之内， ． 。 否则该控制 信号反馈必须重新校验，如果一片以上的导叶实际 开度与测量结果的平均值不在士１的范围内，则设 。 备供应商应提出双方认可的修正方案。
ｏｎｔ ｏｓｅｎ ｍ ｓ ｆ ａｔｂ ｅ ｅｐ ｎ ｉａ ｗｌ ａ ｂ ｎ ｉ ｅｗｔｇ ｔｂ ｅ ｅ ｙ ｕ ， ｅ ｍ ｄ ｒ ｃｎｄｒｇ ｔ ｅ ｉ ｐｗｒ ｔｎ ｎ ｉｂｈｖ ｅ ｅ ｐ ｄ ａ ｉ ｏｈａ － ｔ ｓｇ ｓ ｆ ｅ ｏ， ｉ ｉ ｏ ｏｔ ｇ ｕ ｎ ｏ ｌ ｓ ｄ ｅ ｅ ｑ ｐ ｉ ｓ ｕ ｎ ｆ ｄｙ ｉ ｌ ｈ ｏ ｈ ｓ ｒ ａ ｌ ｅ ｕ ｈ ｒ ｖ ｎ ａ ｔ ，ｎ ｒ ｅ ｉ ｔｉｅ ａｏａｇｎｒ ｃｔｉ ｔ ｓ ｅｃｎｉｌｃｎｕｔ ａ ｍ ｒ ｐｒ ｒ ａｃ ｔ ｔ ｔｇ ｋ ｄ ａ ａｄ ｒｎ ｏ ｒ ｔｎｌ ｅ ｌ ｒ， ｐｐｒ ｃ ｅ ｏｄｃ ｄ ｍ ａ ｆ ｅ ｏ ｎｅ ｒａｎ ｔ ｓ ｏｇｓ ｅ ｒ ｇ ｎ ｎ ｉ ｆ ｔ ｅ ａ ｒｅａ ｈ ａ ｏ ｓｙ ｉ ｉ ｅ ｓ ｕ ｙ ｏ ｆｍ ｒ ｅ ｅ ｉ ｈ ｉ ｆ ｓ ｌ ｉ ｎ ｔｂ ｅ ｔｐ ｖ ｅ ｒ ｃｆ ｔ ｔ ｈｉａｓ ｒｓ ｒｔｔ ａ ｔｎ ｔ ｏ， ｍ ｌ ｅｔｉ ａｗｌ ｓ ｔｎ ｕ ｉ ｕｉｏ ｉ ｒｅ ｎｅ ｈ ｅ ｎ ｉ ｉｔｍ ｏｐ －ｓ ｒ ｒｉ ，ｓ ｅ ｄｔｔ ｅ ｎ ｔｎ ｅ ａａｅ ｉ ｓ ｒｎ ｎ ｒ ｄ ｅ ｅ ｏ ｅ ｃｎ ｎ ｆ ｅ ｐ ｐ ａｏ ｔ ｍ ｔ ｅ ｉｐ ｍ ａｏ ｓ ｌ ｔ ｏ ｔ ｏ ｆ ｒ ｃ ｅ ｅ ｅ ｅ ｈ ｓ ｔｎ
士３ ５ ａ ｐｉ ． ｋ （． ｓ ） ４ Ｐ ０ ｇ ５
燃机进气压降
燃机排气压降 气体燃料压力 气体燃料孔板差压 液体燃料压力
士７ Ｐ （３ ２） ５ ０ ｉＨ０ ａ ｎ ．
土２ ７ （．ｐｉ ． ｋ ａ ｓ ） ０ Ｐ ０ ３ ｇ
３ 仪器、 ． ３ 仪表测ｔ元件等检查校验 测试所需仪器仪表可以一部分采用专用仪器仪
２ 性能测试需要测最的参数
发电机的出力由在发电机端测得的功率确定， 热耗率是通过燃料的耗量，燃料的等压低热值和发
电机出力确定的。 为了准确测试机组的性能指标， 应 该测量的参数包括：大气压力、大气温度、大气湿 度、燃机进气压降、燃机排气压降、发电机出线端 功率、 机组转速、 发电机功率因数、燃料流量、燃料 压力、 燃料温度等。 以上是进行睦能计算时必须测量 的参数；另外还需要测量记录一些参数例如轮间温 度、排气温度、压气机排气压力及温度等，这些参 数不参与性能计算，但能为性能测试提供参考 ，以 便确认性能测试是否在允许的条件下进行的。 是 图１ 表示主要参数的测点位置示意图：
目前国内燃机电厂引进了一批单轴重型燃气轮机。本文参照国际通用的标准规范，就单轴重型燃气轮机现
场性能测试的准备工作、测试方法以及在测试过程中应注意的问 题等进行概述，供同行在新机组性能测试
时参考。
关键词：燃气轮机；性能测试；方法应用；
Ｇ ｓ ｒ ｉｅ ｌ Ｐ ｒ ｒ ｎｅ ｓＳ ｍｍａｙ ａ Ｔ ｂｎ Ｆｅ ｅｆ ｍａ ｃ Ｔ ｔ ｕ ｉ ｄ ｏ ｅ ｕ ｒ
３ 机组控制系统检查 ． ６ 检查的目的是确认机组的控制系统能够正常工
作，各控制常数要符合控制规范，例如温度控制常 数的检验就十分重要，如果温度控制常数设定的不 对，就可能使燃气初温比设计值高或低，就会使机 组能够发出的最大出力发生变化，显然这样测试出 的机组的性能指标是不准确的，所以要求在性能测 试前应该将温度控制常数打印记录下来并保存。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
主要包括 ：
・ 各方审批并认可的测试方案， 采用方法和标准； ・ 各方审批并认可的所有测试用仪器仪表的 校验报告 ； ・ 测试结果修正用数据和曲线的准备，包括压 力修正曲线、温度修正曲线、湿度修正曲线和功率 因数修正曲线等； ・ 各方认可的记录表格等的准备。
３ 压气机离线水洗 ． ２
料流量的流量孔板已经投人使用且没有经过校验， 应该将孔板取出校验，并检查孔板进气侧前缘锋利 清洁，孔板内径和标准设计相符，安装方向及同心 度正确等；如果孔板安装使用前已经经过校验，经 各方同意可以不再拆下孔板进行校验，原始的校验 报告应提供各方审查并作为性能计算时的依据。其 它类型的气体流量计、液体燃料流量测量装置在调
３ 性能测试的准备工作
燃气轮机的性能测试有不同的方法和标准，通 常用户会将性能测试工作委托给除设备供货商以外 有资质的第三方进行，因此在测试之前，第三方所 要采用的测试方法和标准应该得到用户及供货商双 方认可。 性能测试前要进行以下相应的准备工作， 使 测试前燃气轮机发电机组能够达到测试所要求的运 行工况， 控制系统及相关的仪器仪表能正常工作等。
表，一部分采用现场仪器仪表，所使用仪器仪表的 类型，数量、精度要求、安装位置和方法应得到各 方认可，所有的专用仪器仪表均由或已经经过各方 认可的有相关资质的权威机构校验，并有相应的校 验报告。调试期间对现场仪器仪表的校验和检查结
果通常满足不了性能测试的严格要求，因此现场仪 器仪表必须在测试前由负责测试的一方进行校验， 并出具校验报告，需校验的现场的仪器仪表主要
压气机排气压力
大气压力
士２ ７ （．ｐｉ ． ｋａ ｓ ） ０ Ｐ ０ ３ ｇ 士０ ３ ｋａ ｉＨ ） ． ９ （． ｎ ３ Ｐ ０ １ ｇ
压气机进气喇叭口 差压
Ｊ况， 清 包括喇叭口、 径向支撑板， 导叶、 进口 压气机 前几级叶片等，然后进行离线水洗，如果一次水洗 效果没有达到要求，则应该再进行水洗，对于在喇 叭口、进口导叶等处沉积的难以清洗掉的污垢可以
３ 燃料取样点的 ． ５ 检查
若燃机使用气体燃料，燃料取样方法和取样点 在测试进行前应得到各方的确认，通常取样点处于 终端过滤器或压缩机等装置的下游与流量测量点之 间且尽可能接近燃机的地方，以保证所取气样和进 入燃机的气样的一致性。液体燃料的取样点通常在 油滤网之后。
（ 相关 ２ ） 压力元件校验 要求对每个相关的 压力 元件到控制系统的回 路进行检查校验，检查控制系 统显示器上的压力值与压力校验装置显示的压力值 偏差不超过表 １ 的规定。 （ 流量测量装置的 ３ ） 检查 如果用于测定气体燃
进行人工清洗，直至满足要求，在水洗结束后的２ ４ 个点火小时内应该完成机组性能测试，否则机组的 清洁状态难以保证，必要时还需要进行离线水洗。
士８ Ｐ （３ ｉＨＯ ７ ０ ５ ２） ａ ｎ ． 士２ Ｐ （１ ２） ５ ０ ｉＨＯ ａ ｎ ． 士２ Ｐ （１ ２） ５ ０ ｉＨ０ ａ ｎ ．
Ｘ Ｊ ｎｇ ｎ Ｓ Ｉ ｇ Ａ Ｇ － ｕ Ｕ － ａｇ Ｍｉ Ｗ Ｎ Ｄ ｃ ｎ ｉ ｉ ａ Ｕ ｎ ｅｈ
（ａｉ Ｇ Ｔ ｒｎ Ｐｗ ｒ ｔ ｌ ｔｃ ｅＨ ａ－ ｍ ａｙ Ｄ ｑ ｇ ｉｎｊｎ １３５） Ｄ ｇ ｇ ｂ ｅ ｅＰａ Ｏ Ｅｅ ｒ Ｐｗ ｒ ｄ ｏ ｐｎ， ｉ Ｈ ｌ ｇａｇ ４１ ｎ ａ ｕｉ ｏ ｓ ｌ ｆ ｉ ｏ ｎ ｃ ｅ ｃ ａ ｎ ｅｏ ｉ ６ Ａ ｓ ａｔＵ ｏ ｔ ｃｍ ｌｉ ｏｉ ｔｌｉ ａｄ ｒｌ ｍｓｏｉ ｏｇ ｔ ｂ ｅ ， ｒ ｒ ａｃ ｔ ｔ ｌｂ ｃｎｕｔ ｔ ｂｔ ｃ ｐｎ ｏ ｐ ｔｎ ｎ ａａｏ ｎ ｏｅ ｌ ｏ ｉｉ ｎ ｆ ｉ ｕｉａ ｆ ｍ ｎｅ ｓ ｕ ｅ ｄｃ ｄ ｒ ： ｈ ｅ ｅｏ ｆ ｌｔｎ ｖ ａ ｃｍ ｓ ｎ ｇ ａ ｕ ｎ ｎ ｐ ｏ ｓ ｓ ｒ ｔ ｅ ｅ ｈ ｄ ｏ ｓ ｏ ｅｏ ｅａ ａ ｗ ｅ ｅｔ ｍ ａ ｒ ｕｉ ｅｏ ａｃｐｒ ｅ ｒｓ ｈ ｕ ｕａｄ ｔ ａ ｉｃｍ ｌｎｅ ｔ ｃｎ ａ ｕｌ ａｔ ｖｌ ｔ ｈｔ ｒ ｅ ｕ ｄ ｔ ｒ ｎｅ ｍ ｔｓ ａｏｔ ｔ ｈａｒｅ ｎ ｐａｃ ｗｔ ｈ ｏｔｃ ａｇａ ｎ ｅ ｕ ｅ ｈ ｈ ｓ ｅ ｎ ｐｒ ｍ ｅ ｆ ａ ｅ ｕ ｓ ｐ ｎ ｅ ａ ｒ ｏ ｉ ａ ｃ ｔ ｅ ｉ ｅ ｒ ｔ ｕｒ ｅ ｈ
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１ 性能测试的内容和目的
同规定的燃料） 。 性能测试的目的是为了确定该机组的出力 （ 或净 出力） 、热耗率等性能指标是否达到合同保证值。合 同中包括供货商对所供设备在设计工况下的出力和
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燃气轮机发 电技术
第７ 卷
热耗率性能指标保证值 ，由于性能测试时机组的运 行工况常常与设计工况有差别，所以供货商会提供 对设备性能有影响的各种参数修正曲线或修正值 ， 将实际测试到的机组的性能值经过相应修正便会得 到该机组在相当于设计工况下的性能值，然后通过 比较就会知道机组的性能是否满足合同要求。
燃气轮机现场性能测试的内容包括 发电机出力 （ 或净出力） ； 热耗率 （ 或热效率、耗油率） ； 透平排气温度测定 ； 透平排气流量测定 ； 透平排气能量测定； 排气释放物测定；
噪音测定。
多数情况下， 燃气轮机发电 机组性能测试的主 要指标只有２ 即在简单循环、 项， 基本负荷工况下的 燃气轮机发电机的出力 （ 或净出力） 和热耗率。试验 时所用燃料限定为天然气或轻油燃料 （ 或性质接近合