汽机热力性能试验规程

中华人民共和国国家标准
电站汽轮机热力性能
验收试验规程
Rules for power plant steam turbine
thermal acceptance tests 国家机械工业委员会1987-08-13批准
1范围和目的
1.1范围
UDC621.165.018
∶621.311.22
GB8117—87 1988-01-01实施
本标准主要适用于火力发电厂的凝汽式汽轮机的热力性能验收试验。

有些条款也适用于其他型式和用途的汽轮机，如背压式、抽汽式汽轮机的热力性能验收试验。

假如出现了一些未被本标准条款所包罗的复杂或特殊情况，由买方和卖方在签订合同之
前协商确定解决方案。

1.2目的
制订本标准的目的是提出进行汽轮机热力性能验收试验的程序和原则，以使求得的试验
结果能够用来验证制造厂提供的下列保证：
a.汽轮机组的热耗率或热效率；
b.汽轮机组的汽耗率或热力效率；
c.最大主蒸汽流量和(或)最大输出电功率。

制造厂对上述保证及其条件要阐述完整、清晰而无矛盾。

2符号、单位、名词术语和定义
2.1符号、单位
本标准有关参量的符号、单位按表1 规定。

表1
注：表中方括号内系原使用单位，下同。

2.2下标、上标和定义
本标准有关参量符号的下标、上标及其定义按表2 规定。

表2
有关参量效率
注：1)参见 4.2.1 条。

2)符号和添标的解释用图见图 1。

图 1 符号和下标的解释用图
(a)再热回热凝汽式汽轮机；(b)没有给水加热的纯凝汽式或背压式汽轮机；
注：图中点的号码对其他各种类型汽轮机的相同项目而言都是相同的；例如，点 9 总是 表示给水泵的进口处。

点 8 可以是在点 9 的下游到点 11 之间的任意地点。

2.3 保证值和试验结果的定义
为了定量说明一台汽轮机或汽轮机组的热力性能，通常采用一些技术参量，保证值就是 这些参量值中的一个或几个。

据以提出保证值所相应的技术条件称为保证条件。

试验结果是 对应于保证条件下的这些参量的试验测定值。

注：这些参量的一般定义总是非常明确的，但其细节在不同场合下可以各不相同，因而 必须引起充分注意。

2.3.1 热耗率
对于一台带有给水回热系统的电站汽轮机组，热耗率是重要的考核指标。

热耗率的定义 为该汽轮机系统从外部热源取得的热量与其输出功率之比，即：
= Σ( M h j
)
式中 M j ——质量流量； Δh j ——焓升。

HR P
(1)
对于一台具体的汽轮机组，必须规定一个热力循环系统，以便用来作为提出性能保证及
进行试验评价的依据。

这个热力系统应尽量简单，而且要尽可能与试验时的热力循环系统相
同。

对于如图 1(a)所示的汽轮机组，其热耗率可定义为：
11+
)
HR =
M h
1
− h )
3
2
注：式中 P b (或 P g 或 P C )按合同规定。

P b
(或 或P g
P c
)
(2)
各种进、出系统的附加热量，例如补给水流量 M m 温水流量 M ir 、暖风器用的附加抽 气流量等所带的热量，在计算试验结果时必须予以考虑，其办法是对试验结果作适当的修正。

原因不明的漏泄损失，没有包括在本定义中，但需要按本标准 5.2.3.2 条处理。

2.3.2 热效率
对于 2.3.1 所述的汽轮机组，也可采用热效率作为性能考核指标。

热效率定义为：
ηt
= 3600
kcal
ηt
=
860 HR
(3)
注：原热耗率是使用 kW.h 表示的，
2.3.3 汽耗率
HR
如果一台汽轮机组是在某个进汽参数下接受全部蒸汽并在某个较低的压力下排出全部 蒸汽的(没有给水回热和中间再热的凝汽式汽轮机或背压式汽轮机)，汽耗率是恰当的性能考 核指标。

汽耗率定义为进汽流量与输出功率之比，即：
SR =
P
(4)
2.3.4 热力效率
对于 2.3.3 条中所述的汽轮机组，也可采用热力效率作为性能考核指标。

热力效率定义
为输出功率与等熵作功能力之比，即：
ηtd
=P
M h S
(5)
热力效率的数值并不取决于进汽参数和排汽参数的绝对量值，它只是一个度量膨胀性能 的指标。

对一台按图 1b 所示的纯凝汽式汽轮机组，其热力效率的计算公式为：
b
或 或g
P c
) ηtd
=P
(
P M 1
.∆h sl,4
式中 Δh
sl,4 ——点 1 处进汽参数与点 4 处压力之间的等熵焓降。

注：式中 P b (或 P g 或 P c )按合同规定。

2.3.5 最大主蒸汽流量
最大主蒸汽流量是汽轮机在规定的蒸汽参数、所有调节阀全开时的主蒸汽流量。

2.3.6 最大输出电功率
(6)
可以针对一种特定的热力循环系统，提出对应于最大主蒸汽流量下汽轮机输出电功率的
保证值，即最大输出电功率的保证值。

这一特定的热力循环系统，可以与确定热效率的保证
循环系统有某些不同。

对于抽汽供热汽轮机组等，以最大输出电功率作为保证值是适宜的。

3导则
3.1试验筹备会议
组织试验工作的第一步，是由有关领导机关或按合同规定单位主持召开试验筹备会议，试验有关各方均应参加。

3.1.1试验筹备会的任务
3.1.1.1明确试验任务，制订试验大纲
试验大纲的内容包括：
a.试验的目的；
b.试验项目、负荷工况；
c.试验运行的热力系统和测点布置图；
d.试验测量仪表及其安装要求、试验所需要的器材和设备等一览表；
e.试验运行方式和要求。

3.1.1.2成立试验小组并确定核心组成员和负责人。

3.1.1.3明确试验各方的任务和职责。

3.1.1.4确定试验的费用及其来源。

3.1.2筹备会的召开时间
筹备会应在电站管路系统设计之前召开，根据试验需要，提出测点布置和测量技术要求。

电站的管路设计及系统布置应满足这些要求，例如：
a.流量测量装置的位置及其管路布置；
b.为使机组能够实现单元制运行和机组内部汽、水系统的严格隔离而需要加装的阀门位
置和数量；
c.处理泄漏的措施；
d.关键性的温度和压力测点的位置和数量。

3.2试验工作会议
试验前通过专门会议，试验各方应达成下列协议：
a.试验工作计划；
b.对比性试验测量的方法；
c.试验各方对保证及其细节的解释，试验方法、运行方式和试验结果计算方法；
d.稳定蒸汽参数和输出电功率的方法；
e.检查泄漏和消除泄漏的方法；
f.对拟测的参数及其测量仪表、运行人员和记录人员的要求；
g.采用本规程以外的测量方法。

3.3验收试验的时间
汽轮机的热力性能验收试验，应尽可能在第一次投入正常运行后八周内，或经一次停机检查并把影响热力性能的一切缺陷消除以后的八周内进行。

除非另有协议，在任何情况下，应在合同规定的保证期内完成。

3.4试验的准备
3.4.1检查机组状况
试验开始前的汽轮机组应处在正常商业运行状态。

试验前要对机组进行检查，应允许制造厂做一些测试。

若有缺陷，应予消除。

3.4.1.1汽轮机的状况
检查其通流部分是否异常，如积垢或局部损伤等。

通常采用对比试验法或解体检查法。

如果对比试验结果有较大偏差或无法解释的现象，可考虑对汽轮机或个别汽缸做解体检查。

试验前必须确认汽轮机状况正常。

3.4.1.2凝汽器的状况
当保证条件中规定的是冷却水量和水温时，凝汽器应清洁，真空系统的严密性必须达到规定的要求。

凝汽器状况，在停机状态下，可对凝汽器的水侧及汽侧做检查；在运行状态下，可由凝汽器的端差和温升来判别。

若有积垢或阻塞，应由用户负责清洗，或者由试验各方商定一个合适的修正值。

3.4.2系统隔离
为了保证试验结果的精度，试验系统要与外界隔离，机组按单元制方式运行。

在系统内，凡有可能出现的旁路或再循环流动都要切断，否则就要布点测量，所有不用的管道接口均应封死，否则应在适当地方卸开，以便观察。

需要隔离的设备和流量，以及实现隔离的方法应在汽轮机试运之前商定好。

热力系统的总泄漏量可由系统内所有贮水容器中水量的变化情况来确定，总泄漏量中一部分是可测定的，一部分是可估算的，剩余部分即称“原因不明”的泄漏。

如果“原因不明”
的泄漏量超过额定负荷下主蒸汽流量的0.3%～0.5%1)，试验双方要根据具体情况商定解决办法。

注：1)具体取值由试验双方在试验前确定。

3.4.2.1必须隔离的流量和设备
a.大容量的贮水箱；
b.蒸发器及其配套设备，如蒸发器的凝结器和预热器；
c.启动旁路系统及辅助蒸汽管道；
d.流量测量装置的旁路管道；
e.汽轮机排汽减温水；
f.主汽阀、再热汽阀及调节阀的疏水管；
g.与其他机组联通的管道；
h.除盐装置(所谓“隔离”除盐装置，并不是指必须把它从系统中切除，而是指必须把
它与其他机组严格分开)；
i.耗用凝结水的加药设备；
j.锅炉向空排汽；
k.锅炉定期排污；
l.蒸汽吹灰器；
m.加热器的水侧旁路流量；
n.加热器疏水旁路管；
o.加热器壳侧放水阀；
p.加热器水室放气阀；
q.射汽抽气器的用汽(根据合同决定)；
r.凝汽器水室灌水口；
s.厂用汽及厂用凝结水。

3.4.2.2若不隔离时必须测量的流量
下述流量，在进出循环时，有可能使通过汽轮机的流量产生偏差，因此必须从系统中隔离或测定。

a.锅炉炉门或排渣口冷却管的冷却水量；
b.在下列设备轴封中用作密封和冷却的流量(包括进、回水)：凝结水泵、锅炉给水泵、锅炉水循环泵、没有自密封的疏水泵、驱动泵的汽轮机；
c.锅炉部分用的减温水流量；
d.锅炉给水泵再循环和平衡盘的流量；
e.燃油雾化和加热用的蒸汽；
f.锅炉连续排污；
g.锅炉的上水管道；
h.汽轮机水封的流量；
i.汽轮机冷却蒸汽用的减温水量；
j.危急排汽阀或汽轮机汽封的漏气与供汽系统；
k.汽轮机水封的溢流；
l.汽轮机清洗用的汽、水管道；
m.除了汽封漏汽以外，送向汽封压力调节器的蒸汽；
n.补给水量；
o.低负荷下除氧器的备用汽源(指压力较高的汽轮机抽汽)；
p.加热器的放气阀尽量关小，若有可能，应该关死；
q.除氧器溢流管；
r.漏入水封法兰(例如水封真空破坏门)的水；
s.从泵轴封漏出系统的水；
t.工业用的自动抽汽；
u.暖风器用汽；
v.化学取样设备用的水和蒸汽(如果取样用的水和蒸汽不可能隔离，而且取样的流量相当
大，则应予测量)；
w.除氧器排气；
x.其他。

对泵内部的泄漏、轴封和阀杆的泄漏以及汽轮机内部的泄漏，若无法测量，可采用计算
值。

3.4.2.3隔离及其检查的方法
a.在管路上装双重阀，并在双重阀间装上监视装置；
b.装盲法兰或堵板；
c.把管件拆掉或把接口松开，以供观察；
d.肉眼检查排入大气的蒸汽(例如安全阀)；
e.把确信严密的阀门关紧，在试验前和试验过程中不再操作；
f.测量温度，用以判断在管路中有否泄漏；
g.监视那些已与系统隔离了的贮水箱的水位。

3.4.3检查凝汽器和给水加热器的泄漏
试验前必须检查凝汽器和给水加热器的泄漏情况，并设法消除较明显的泄漏。

若在试验过程中发现疑点，可在试验后复查。

3.4.4检查蒸汽滤网
蒸汽滤网必须清洁。

3.4.5检查试验测量设备
按照本标准第 4 章中对测量和仪表方面所规定的全部要求和注意事项进行检查，并证实
符合要求。

3.5对比试验
如果因汽轮发电机组以外的种种原因，导致不可能在本标准第 3.3 条所规定的期限内做
满负荷热力性能试验，应尽早在规定好的主蒸汽压力、温度、阀门开度等条件下取得下列基
本数据：
a.汽轮机各级段的压力；
b.汽轮机各级段的温度；
c.输出电功率；
d.调节阀的开度；
e.在过热蒸汽区各级段焓降效率；
f.汽耗量特性曲线，即主蒸汽流量与输出电功率的关系曲线；
g.轴封等处漏汽量。

在具备条件可进行正式试验之前，按同样条件复测上述数据，并与原先的基本数据做比
较，以判别汽轮机的状况有否变化。

试验各方都应参加对比试验，其试验精度应与验收试验精度相同。

有关设备状况恶化的判别方法以及对试验结果的修正方法，试验各方要取得一致。

如果对比试验结果表明汽轮机可能有积垢，卖方可要求买方清洗汽轮机。

如果对比试验
结果一致，则验收试验可进行；如果对比试验结果不一致，试验双方可协商决定：消除缺陷
后进行试验或者直接进行试验。

在某些情况下，汽轮机经第一次大修检查后立即进行试验是恰当的，但要求在大修检查
期内，把凡是影响机组热力性能的一切缺陷予以彻底消除。

3.6试验的调整
3.6.1负荷调整
试验可在固定调节阀的开度下进行，也可在保持恒定的输出电功率下进行。

当以阀门开度不变条件下进行试验时，应尽可能使阀门开度保持在“阀点”上，试验负
荷与保证负荷之间允许有±5%的偏差。

当把试验负荷准确地调整到规定值有困难时，应允许在该规定负荷值的上、下各选一个
以上的负荷进行试验，然后用内插法求出对应于规定负荷下的试验结果。

3.6.2非常规调整
在任何一个试验负荷下，原则上不允许对汽轮机组做违反正常连续运行的非常规调整。

但试验必要时，当符合保证条件且在运行安全和技术方面又切实可行时，可以采用负荷限制器，放空气调整背压，或者其他调整措施，例如，通过关闭一些疏水阀或者其他阀门来隔离汽水系统。

在试验之前，应把汽轮机轴封调整到正常运行状态。

如果进出轴封的流量将影响试验结果，还要布点测量。

3.7预备性试验
预备性试验的目的：
a.确定汽轮机机组是否处在适于验收试验的状态；
b.检查系统中的流量平衡情况；
c.检查测量仪表的指示情况是否良好；
d.培训试验人员。

如果试验双方认可，预备性试验所获得的结果可作为正式试验结果。

3.8正式试验
3.8.1试验条件的稳定
在所有的试验之前，温度和流量都必须有一个稳定时间。

稳定时间由试验双方商定。

凡影响试验结果的任何条件，在试验开始之前就必须尽量保持稳定，而且在整个试验过程中必须保持在3.8.2 条中所规定的允许偏差范围内。

为了保持负荷的稳定，可在调节阀门的开启方向加以限制，再将同步器向增负荷方向摇数圈，使电网周波的正常波动不再影响阀门开度为止。

在试验过程中，除非发现危及机组安全情况，不允许运行人员随意调整机组的运行工况。

3.8.2试验运行参数的最大允差和波动
除另有协议外，每个运行参数的观测平均值与规定值间的最大允差以及单个观测值偏离观测平均值的最大允差，不得超过表 3 所列的范围。

表3 运行中参数的最大允差和波动
注：1)不能超出制造厂规定压力和温度的允许变化范围。

2)一般抽汽压力偏离设计值的百分之几对热耗率的影响是可以忽略的.如果由于加
热器等的原因造成抽汽流量偏差过大，则它对热耗率的影响可能很严重，就必须商定一个解
决的办法。

3)合理的范围可按锅炉的运行要求决定。

3.8.3试验的持续时间和读数周期
试验所需的持续时间，与运行条件的稳定情况和读数周期有关，系统内贮水容器中水位
变化的精确测定也是一个考虑的因素。

一个验收试验工况的持续时间可定为2h；主流量的差压流量计的指示值，输出电功率
表的指示值，每1min 读取一次；压力表和温度计的指示值，每5min 读取一次。

在波动剧
烈的运行条件下，为取得有代表性的平均值，必须相应缩短表计指示值的读取周期或加长试
验的持续时间。

反之，若试验各方都同意，试验的持续时间可缩短到不少于1h。

3.8.4积算式仪表的读数
也可以利用积算式仪表测定电功率和流量的平均瞬时值，它等于从试验开始到结束时表
计指示值的差值除以相应的时间间隔。

试验过程中，应当以均等分割的时间间隔多次同时地读取所有积算式仪表的指示值，而
与其相关的瞬时指示仪表的读数应同时进行。

这样，试验结束以后，可分段检查试验记录，以证实各测量值的一致性，并且使之有可能对试验取数的起止时间加以合理的选定，从而据以对机组的性能作出正确的估计。

3.8.5试验记录
应如实地记录读数。

试验后将试验记录复印成册，试验双方各一份。

3.8.6初步计算
为了确定所得试验数据的正确与否，在试验之后应立即进行试验结果的初步计算。

3.8.7试验的一致性
如果在同一个负荷下的几组试验值修正到相同的运行条件后，各试验结果间的偏差大于1%，则应认为这些试验是不一致的。

在试验过程或试验结果计算过程中，如果发现确实不一致，整个试验或其中有关部分应
予作废或双方协商确定解决办法。

3.8.8重做试验
当验收试验的结果不满意时，应允许制造厂对设备进行调整，然后重做试验，费用由制造厂承担。

如果合同双方的某一方有充分理由对试验结果表示怀疑时，也可以要求重做试验。

若制造厂因其本身的原因，在验收试验之后对设备作了更改，只要买方提出要求，就应重做验收试验。

4测量方法和仪表
4.1总论
4.1.1测量仪表
4.1.1.1汽轮机原则性热力系统及其测点布置
汽轮机原则性热力系统及其测点布置见图2。

4.1.1.2汽轮机热力试验常用仪表
汽轮机热力试验常用仪表按表 4 规定。

表4 汽轮机热力试验常用仪表
若经试验双方协商同意，可尽量采用电子技术的仪表系统代替表 4 中规定的仪表，但其使用精度要与表4 中要求的相符合。

根据试验结果精度的要求，选择测量方法及其仪表。

4.1.1.3仪表安装和更换
在使用中容易失灵或损坏的仪表，应备有校验过的仪表，一旦需要，即可投入使用。

在
试验过程中，若有仪表更换，必须在记录纸上注明。

仪表的布置要便于正确读数。

4.1.1.4仪表校验
所有仪表在试验前必须经过校验，必要时在试验后立即复校。

在试验期间，凡经公认的
权威机构签发的仪表检验证明书均可接受。

4.1.1.5仪表用的水银
仪表用的水银必须纯净，不得混入杂物，纯水银在0℃时的密度为13600kg/m3。

水银蒸汽有毒，在使用中必须采取安全措施。

4.1.2测量误差
供试验结果计算的每一参量的测量总有一些误差，试验结果的误差则为所有参量测量误
差的综合。

热耗率或汽耗率试验结果的综合误差，则为热耗率或汽耗率计算值中，由每个测
量误差所导得的误差的综合，其值等于这些导得误差的平方和的平方根。

按本标准要求进行
试验，对于大型凝汽式汽轮机组，热耗率测定的综合误差约为1%。

4.2电功率测量
4.2.1电功率确定法
汽轮发电机的净电功率为：
P g= P b−P a(7)
图2 汽轮机原则性热力系统及试验测点布置
1—主汽阀；2—调节阀；3—再热联合汽阀；4—高压缸；5—中压缸；6—低压缸；7—发电
机；
8—凝汽器热井；9—凝结水泵；10—轴封蒸汽冷却器；11—低压加热器；12—疏水泵；13—除氧器；14—轴封供汽均压箱；15—给水泵；16—高压加热器；17—锅炉及过热器；
18—再热器—流量测量节流装置；
×\u8212X热电偶或热电阻等温度
计；
—网笼探头；○—标准压力表；U—玻璃U 形管；—功率表或电度表；—电流表；—电压表
当辅助设备是由电动机驱动时，P
a中应包括电动机的输入功率。

不论电源来自发电机出线端P 测点下游，或来自其他外部电源，式(7)都是适用的。

当以其他手段驱动辅助设备时，例如用某种原动机驱动励磁机、泵等，P
a中应包括联轴
器或离合器传递的功率。

当励磁设备是在测点P
b的下游获得电源或由其他电源供电时，P a中应包括输入励磁设
备的功率。

当保证的是汽轮发电机组、凝汽设备和给水加热设备等组成的联合特性时，凝汽器和给水加热辅助设备的耗功必须按合同条款的规定处理。

总之，P
a应按合同规定的条款处理。

4.2.2电功率的测量
对发电机输出的电功率，应以图 3 所示的三瓦特表法测量，若中线通过阻抗接地时，可按图 4 所示的两瓦特表法测量，但最好还是用三瓦特表法测量。

在上述两种情况下，均可用
电度表代表瓦特表。

图3 在三相电路中用三瓦特表法测量电功率的仪表布置和接线图V—电压表；A—电流表；W—瓦特表；Wh—电度表；
CT—电流互感器；PT—电压互感器
图4 在三相电路中用两瓦特表法测量电功率的仪表布置和接线图V—电压表；A—电流表；W—瓦特表；Wh—电度表；
CT—电流互感器；PT—电压互感器
若每相电功率均用两只瓦特表测量时，为提高测量精度，最好也配两套电流、电压互感器。

4.2.3电气仪表接线
仪表接到发电机输出线上时，应尽可能靠近发电机的出线端，并位于发电机与外界发生
电力往来的任何连接件的发电机侧。

接到仪表的导线不能因电磁感应或别的类似原因而影响仪表的读数。

从仪表处引出的导
线，把每对进、出线合并编成辫子，其长度至少为1m，这样可以消除电磁感应作用。

必须从仪表导线方面和其他电磁源方面仔细检查整个布置中可能出现的离散电磁场。

校验互感器时，必须与验收试验时所用的仪表及其接线相同。

否则，在电压回路中导线
电阻的变化不得造成电功率测量有可观的误差。

当给定导线长度和电压互感器的负载时，应适当考虑电压回路中所用保险丝的电阻后确
定导线的截面积，因为导线电阻(包括保险丝)引起的误差是必须考虑的。

4.2.4电气仪表
测量电功率要用高精度的便携式瓦特表或电度表，并配以相应精度的电流和电压互感
器。

为了测定电流、电压和功率因数并确定在试验过程中的发电机负荷是否符合规定条件，
在测量电路中应有便携式电流表、电压表。

当用电度表测量输出电功率时，必须在实验室中校验和调整电度表，使其在试验读数范
围内具有最佳的工作特性。

计时器的精度应达到0.03%。

4.2.5仪用互感器
务必使用精度与倍率都符合试验要求的专用的电流、电压互感器。

校验互感器时，电流、电压的取值范围根据试验值而定。

与试验过程中所用仪表和导线相当的负载条件下相对应的
变比和相角修正值，应按公认的校验方法获得。

互感器的负载不能多于试验仪表和导线所组
成的负载，否则必须确认没有超过允许负载。

如果利用电站仪用互感器、事先应就它们的精度等级和校验事宜达成协议。

4.2.6仪表和仪用互感器的复校
若每相只有一只瓦特表或电度表测量电功率，则所有的瓦特表或电度表在每次试验后应
立即复校。

当发现在某刻度点处，前后两次校验所得的修正值之差大于瓦特表量程或电度表
读数的 0.3%时，则应立即在这个点上再校一次或多次，所得该点的各校正值之差不超过仪
表量程或电度表读数的0.1%，可认为仪表是正常的，但应取这些校正值的平均值作为该点
的校正值。

反之，若各校正值之差超过仪表量程或电度表读数的0.1%，这时应取新校正值的平均值作为该点的修正值，同时对所有试验工况进行分析，研究可能由该刻度点引起的误差。

当每相用两只或多只仪表测量电功率时，各表之间可相互校对，取其平均值以供计算用。

如果各表间的差值大于0.3%，则要按上述规定校核仪表。

除对互感器的可靠性有重大怀疑外，对电流、电压互感器进行复校是没有必要的。

校验
互感器时，要注意导线接头、导线接触电阻等不能断路。

4.3流量测量。