001-汽轮机热力性能试验方法_付昶

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2.15.1 系统修正
• 加热器进、出口端差 • 抽汽管道压损 • 过热器减温水流量 • 再热器减温水流量 • 给水泵和凝结水泵焓升 • 凝结水过冷度 • 系统贮水量变化
2.15.2 参数修正
• 主蒸汽压力 • 主蒸汽温度 • 再热蒸汽温度 • 再热汽压损 • 排汽压力（循环水入口温度）
2.1 目的及范围 • 目的
提供精确的汽轮机性能试验方法。用精密的仪器和最好的测试技 术来确定机组的性能。在试验的准备阶段和进行试验时，各方都必须 努力尽可能与本规程保持一致，以确保达到最低的不确定度。
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2 ASME PTC6 • 范围
用于主蒸汽具有较大过热度的过热蒸汽或者是主要在湿蒸汽 区的汽轮机的试验，并确定以下性能：
– 进行预备性试验。对于主要在湿汽区工作的汽轮机只能如此。 – 上述两项试验均无法实现时，由试验双方协商，可考虑对试验结果进行老
化修正。
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2.5 试验热力系统及测点布置
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2.6 测量仪表及方法
• 电功率测量：应采用瓦特表或功率表测量，精度不低于0.1%。 • 压力测量：应采用精度不低于0.1%的绝对压力及相对压力变送器测量，
量得出；
Hms–主蒸汽焓值；
Hffw–主给水焓值；
Fcrh–冷再热流量；
Hhrh–热再热焓值；
Hcrh–冷再热焓值；
Fshsp–过热减温水流量；
Hshsp–过热减温水焓值；
Frhsp–再热减温水流量；
Hrhsp–再热减温水焓值；
P–发电机输出功率（静态励磁时应当扣除励磁功率）。
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2.14 汽轮机缸效率的计算
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1.3 常用试验标准
美国机械工程师协会《汽轮机性能试验规程》ASME PTC6-2004 国际电工委员会《汽轮机热力验收试验规程》IEC 60953-1、
IEC60953-2 中国国家标准《电站汽轮机热力性能验收试验规程》GB8117.1/2-
2008 德国工业标准 DIN 1943 英国国家标准 BS 752-1974 日本工业标准 JIS B 8102-1977
• 改造试验——汽轮机部件的改造前或后进行的试验，包括汽轮机通流部分改造、 汽封改造、热力系统局部改造前、后进行的有针对性的试验等。
• 诊断试验——针对机组运行过程中发现的问题进行有针对性的查找。 • 运行优化试验——寻求不同运行工况下的经济运行方式的试验，包括调门优化、
定、滑压运行优化、冷端优化等。
在每一负荷点至少应做持续2小时的稳定工况试验。尽管采用高 速采集系统后，较短的稳定时间也可满足试验要求，但为了验证系统隔 离情况，规程推荐试验至少2小时。 • 有效的读数次数
读数平均分散度对试验结果的不确定度影响不大于0.05％时所要 求的读数次数。
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2.12 热耗率的计算
循环净吸热量：蒸汽在锅炉的总吸热量 出力：发电机的输出功率，减去静态励磁的耗功
汽轮机热力性能试验方法
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付昶 西安热工研究院有限公司
2018年4月
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主要内容
1、汽轮机热力性能试验简介 2、汽轮机性能试验方法（ASME PTC6） 3、汽轮机性能试验测点安装 4、流量测量 5、小结
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1.1 试验目的及类型
• 新机考核试验——要求最高，大多采用ASME PTC 6全面性试验标准，试验测点与 运行测点分开，一般在设计阶段将测点全部布置到系统设备及管道中。 主要考核汽轮机的热耗率、出力等保证值是否满足供货商的合同承诺 大修前、后对比试验——对比测试机组经过前、后的性能指标变化。
• 系统隔离符合试验要求。管道、阀门无异常泄漏，不明漏量损失 不超过额定工况主蒸汽流量的0.1%。
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2.10 试验时运行条件
• 主要运行参数尽可能达到设计值并保持稳定，其平均值偏差及波动 值应在一定的范围内。
• 凝汽器热井水位维持恒定，除氧器水箱水位稳定变化，无较大波动。 • 各加热器水位正常、稳定。 • 不投或尽量少投过热器减温水及再热器减温水，如果必须投减温水，
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2.16.4 国际电工委员会IEC标准
• 2-12个月 • 12-24个月
0.1 150 P
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2.16.5 西安热工研究院对老化试验研究的结果
时间 月 7 10 14 26
实测热耗上升 %
0.604 0.705 0.810 0.894
焓降试验虽是个好办法，但往往在机组初次并网时，没有条件进行试验。
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2.16.3 ASME标准中推荐的老化修正方法
按照ASME PTC6R-1985中的老化修正曲线及公式进行 运行N个月后，热耗率恶化百分数的估计值 热耗率老化百分数的估计值=
其中：MW － 汽轮机功率；
P0 － 初压力； f － 对石化燃料机组取1.0，对核电机组取0.7； BF － 基本系数，按照机组投入运行的月数来查取
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2.7 系统的隔离（2）
在机组正常投运后，应当进行一次详细的机组运行 状况调研和系统流量平衡试验，检查和分析机组主、辅设 备，运行参数和热力系统等是否满足试验要求，特别是热 力系统阀门泄漏和不明漏泄量的情况，必要时应停机消缺。
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2.7 系统的隔离（3）
制定《隔离清单》 运行人员必须熟悉《系统隔离清单》中需隔离的阀门名称、编号和所在位
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对于过热蒸汽 h=f(p，t)
高、中压缸进出口均为过热蒸汽，因此可直接通 过测量进出口的压力和温度得出缸效率。
对于湿蒸汽 h=f(p，t，x)
低压缸排汽为湿蒸汽，不能直接通过测量进出 h’o 口的压力和温度得其焓值，还需知道湿度x，x的直
接测量存在较大难度。
2.15 试验结果的修正
通常汽轮机的所有运行参数不会都与规定值（设计值）相同，这 些偏差会对试验结果产生影响，因此必须予以修正，以保证在相同的 热力循环条件下的试验结果与规定值进行比较。 • 第一类修正（系统修正）
热平衡计算或查修正曲线 • 第二类修正（参数修正）
查修正曲线 • 老化修正（双方协商一致原则）
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置。完成阀门隔离操作后，试验人员在现场进行检查，试验各方并签字确认。
试验时应隔离的阀门通常分三组： • 第一组：机组正常运行时可以长期隔离的阀门（如：汽机本体和各加热器疏
放水、管道、阀门启动疏水，高、低压旁路等）。 • 第二组：试验期间(通常为3-5天)可以暂时隔离的阀门（如：加热器危急疏水、
凝结水、给水旁路等）。 • 第三组：试验前必须隔离，试验后立即恢复的阀门（如：炉连续、定期排污、
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2.16 关于老化修正
规程规定新机的考核试验应尽可能在机组首次并网运 行后的八周内进行，如电厂条件限制，不能进行试验，可以 将试验推迟到首次内部大检查，排除任何影响汽轮机性能的 故障后进行。
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2.16.1 汽轮机性能老化的修正方法
• 焓降法 • 德国DIN标准 • 国际电工委员会IEC标准 • ASME标准
化石燃料再热循环机组：<0.25% 在湿蒸汽区运行的机组：<0.34%
• 简化试验
化石燃料再热循环机组：<0.37% 在湿蒸汽区运行的机组：<0.50%
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2.4 试验的时间
性能（考核）试验应尽可能早，最好在汽轮机首次带负荷运行后的8周 内进行，以确保机组没有结垢和损坏等。
– 对过热汽的汽轮机，将初次启动后立即进行的焓降效率试验与验收试验前 再次进行的焓降效率试验结果进行比较。
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2.16.2 焓降法
• 初次启动后尽快进行焓降效率试验。 • 试验时需将阀门全开，若汽轮机在首次启动后不能立即带满负荷，则通
过把主汽压力降低到调节阀全开而又不超过出力限制来进行内效率试验。 • 利用小偏差法计算出缸效率变化对机组热耗率影响。
如某型300MW机组 • ηHP↓1％ HR↑ 0.2065％ • ηIP↓ 1％ HR ↑0.2995％ • ηLP↓ 1％ HR ↑0.4510％
2018/源自文库/12
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主要内容
1、汽轮机热力性能试验简介 2、汽轮机性能试验方法（ASME PTC6） 3、汽轮机性能试验测点安装 4、流量测量 5、小结
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2 ASME PTC6
美国机械工程师协会认为：采用ASME PTC性能试验规程会 得出与最先进的工程技术相一致的，精度等级最高的结果。
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1.2 描述汽轮机热力性能的重要指标
• 汽轮机组的热耗率、汽耗率(包括机组本身和热力循环整体两种) • 蒸汽的流量、给水的流量 • 汽轮机各缸的效率 • 发电机出力(包括有功、无功和功率因数) • 汽轮机各轴封泄漏量、系统各部分内、外漏流量以及热力系统中工
质在各部位的参数等 • 各主要辅机及系统的状态（能耗诊断项目）
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2.2 两种试验方法 • 全面性试验
对热力系统全面测试和计算，以提供汽轮机高、 中、低压缸全面情况，并能够得出具有最小不确定度的 结果。
• 简化试验
用少量的测量值而大量使用循环修正和加热器性 能的修正曲线进行修正，节省试验费用，但不确定度略 有增大。
2018年4月12日
2.3 试验的不确定度 • 全面试验
则应保持减温水在试验持续时间内恒定。 • 发电机氢冷系统的氢压及氢纯度调整在额定值。 • 在试验进行中，除影响机组安全的因素外不得对机组设备及热力系
统作任何操作。
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2.11 观测频率和试验持续时间
• 观测频率 对于汽耗率或热耗率试验，从指示仪表观测读数取的功率值和主
流量的差压值，其读数间隔不得大于1分钟。其它重要读数间隔不得大 于5分钟。累计式表计和水位的读数间隔不大于10分钟。 • 试验持续时间
热耗率 发电机输出功率 蒸汽流量 汽耗率 给水流量
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2.2 两种试验方法
• 全面试验
对热力系统全面测试和计算，以提供汽轮机高、中、低压 缸全面情况，并能够得出具有最小不确定度的结果。
• 简化试验
用少量的测量值而大量使用循环修正和加热器性能的修正 曲线进行修正，节省试验费用，但不确定度略有增大。
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2.13 再热机组热耗率计算
HRt Fms Hms H ffw
Fcrh
H hrh Hcrh
Frhsp H hrh H rhsp P
Fshsp H ffw H shsp
式中：Fms–主蒸汽流量，由实测的主凝结水流量经除氧器和高压加热器热平衡计算出高加出口给水流
除氧器排氧门、凝结水补水门等）。
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2.8 试验时设备条件
• 汽轮机、锅炉及辅助设备运行正常、稳定、无异常泄漏 • 轴封系统运行良好 • 真空系统严密性符合要求 • 高压主汽调节阀能够调整在试验规定负荷的阀位上
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2.9 试验时系统条件
• 试验热力系统应严格按照设计热平衡图所规定的热力循环运行并 保持稳定。
为精密级导线，冷端应作补偿，测量值经热电偶校验值修正。
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2.7 仪表的校验
所有试验仪表在试验前均须经法定计量部门或法 定计量传递部门校验，并具有有效的合格证书。
试验前应校验的仪表如下： • 功率变送器 • 压力、差压变送器 • 热电偶/铂电阻 • 主凝结水流量喷嘴
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2.7 系统的隔离（1）
• 以下是典型的试验时必须隔离的系统和流量： – 主蒸汽、再热汽、抽汽系统各管道、阀门疏水 – 主、再热蒸汽的高、低压大旁路及旁路减温水 – 加热器疏水旁路、疏水直排凝汽器及危急疏水 – 各加热器壳侧放水、放汽，水侧放水放气 – 汽轮机辅助抽汽(厂用汽) – 水和蒸汽取样 – 除氧器放水、溢流、排氧 – 补水，化学加药 – 锅炉连排、定排、吹灰、放汽、疏水
测量值经仪表零位、仪表校验值，大气压力及仪表位差修正(相对压力)。 • 主流量差压测量：应采用精度为0.05%差压变送器测量，测量值经仪表
零位及仪表校验值修正。 • 辅助流量差压测量：应采用精度不低于0.1%差压变送器测量，测量值经
仪表零位及仪表校验值修正。 • 温度测量：应采用精度不低于0.4%的热电偶或铂电阻测量，补偿导线