汽轮机性能考核试验方法解答

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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、除氧器排氧门、凝结水补 水门等)。
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,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)。
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。
第二讲
汽轮机热力试验规程 (ASME PTC6)
ASME PTC6 简介
美国机械工程师协会认为:用ASME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
目的
本规程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。
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: 热耗率 发电机输出功率 蒸汽流量 汽耗率 给水流量
规程规定的两种试验方法
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。
机组通流部分改造前后考核试验是在老机组改造中的必做项目, 是对改造效果的评价和对改造厂商的考核,此类试验涉及高、中、 低压缸效率,通常有关各方都要求按ASME PTC6标准中的全面试验 方法进行,对试验结果也要求做不确定度分析。
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)
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。
试验的不确定度
全面试验
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%
试验的时间
系统内明漏量的测量:漏出和漏入试验热力系统的 无法隔离的明漏量,如凝结水泵和给水泵泄漏等用 秒表和量筒人工测量。
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
性能试验应尽可能早,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。
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,需对正式试验结果 进行老化修正。
温度测量:应采用精度不低于0.4%的热电偶或铂电 阻测量,补偿导线为精密级导线,冷端应作补偿, 测量值经热电偶校验值修正。
测量仪表及方法(续)
数据采集:主机采用微型计算机,数据采集系统能 够自动记录压力、差压、温度、电功率等值,并进 行数据处理。
储水箱水位变化量的测量:除氧器水箱、凝汽器热 井等系统内储水容器水位变化用就地水位计人工读 数,或从DCS中读数,标尺最小刻度为毫米。
系统的隔离
试验结果的精度取决于系统的隔离。系 统隔离对全面试验和简化试验同等重要。如 可能应将系统内外部的漏流量尽量隔离以消 除测量误差。任何与设计所规定的热力循环 无关的其他系统及进出流量都必需进行隔离, 对在试验中无法隔离的流量应能够有办法进 行测量。系统不明泄漏量不应超过额定负荷 下主蒸汽流量的0.1%。
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
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 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
各阶段工作
设计阶段
收集资料 编写试验大纲、确定试验用测点
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,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。
节流阀基准
对于单阀或多阀一致动作的机组,每一试验热耗与 设计热耗的比较都在负荷为阀门全开点负荷相同的百分数 时进行。
规定负荷基准
经修正后的负荷偏离规定负荷不超过5%。在此范围 内,将试验结果与规定负荷下的保证值加以比较。
试验报告包括的内容
前言(概述该项目的由来) 机组的主要设计参数及保证值 试验目的 试验项目 试验标准及基准 试验测点及测量方法 试验概况 试验结果的计算 试验结果的修正 结论
辅助流量测量:再热减温水流量、过热减温水流量、 给泵密封水进水流量、给水泵小汽轮机进汽流量 (由中压缸排汽供)及轴封系统泄漏量等辅助流量均 采用标准孔板测量。
试验测点的说明(续)
主蒸汽、高压缸排汽、再热蒸汽、中压缸 排汽及最终给水温度等重要测点采用双重 测点。
排汽压力采用网笼式探头测量,布置于凝 汽器与排汽缸接口的喉部,每一排汽通道 的探头个数不少于2个,但也不多于8个,应 分布于整个排汽通道截面且尽可能处于每 一等分面积的中心。
系统的隔离(续)
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
1.02
主要运行参数允许偏差和允许波动
运行参数
主蒸汽压力 主蒸汽温度 再热蒸汽温度 再热器压力降 抽汽压力 抽汽流量 排汽压力 最终给水温度
电功率 功率因数
转速
试验工况平均值与设计 值的允许偏差
3% 16℃ 16℃ 50% 5% 5% 2.5% 6℃
/ / 5%
单个测量值与平均值之 间的最大允许波动
水位的变化趋势
除氧器水位 (mm)
970
940
910
880
850
820
790
760 0.56 0.58
0.6 0.62 0.64 0.66 0.68 时间(hh:mm)
除氧器水位 (mm)
830 810 790 770 750 730 710 690 670 650
0.82 Baidu Nhomakorabea.84 0.86 0.88 0.9 0.92 时间(hh:mm)
0.25% 4℃ 4℃ / / / 1.0% /
0.25% 1.0% 0.25%
试验时仪表条件
所有试验仪表校验合格,工作正常。 测试系统安装及接线正确。 数据采集系统设置正确,数据采集正常。
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。
TPRI
汽轮机性能考核试验
西安热工研究院有限公司 2010年04月
第一讲 汽轮机热力性能试验概述
试验目的及类型
新机考核——要求最高,大多按ASME PTC6标准进行,试验测点与 运行测点分开,一般在设计阶段将测点加入。
主要受各发电公司、电厂委托,对汽机制造厂商(国内或国外) 的保证值进行考核。
试验热力系统及测点布置图
X D
L D
A
X F
L
B
D
D C
ASME NOZZLE
600MW超临界机组汽轮机性能考核试验测点布置图
D
D
D
CC
C
ABF X
G.R
C
D
温度 压力 流量
试验测点的说明
主流量测量采用ASME PTC6 标准推荐的高精度喉 部取压长径式流量喷嘴(按ASME PTC6标准校验合 格)测量主凝结水流量,流量测量管段安装在低加 出口至除氧器入口之间的凝结水管道上,流量差压 由两组互成180°的取压口双重取压。
除氧器水位 (mm)
780 775 770 765 760 755 750 745 740 735
0.69 0.7 0.71 0.72 0.73 0.74 0.75 时间(hh:mm)
除氧器水位 (mm)
710 700 690 680 670 660 650 640
0.94
0.96
0.98
1
时间(hh:mm)
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
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。
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%。
安装阶段
指导安装试验用测点 检查落实所有试验测点情况
商运阶段
对系统进行检查、摸底 现场安装测试系统 现场正式试验 试验数据的分析 编写试验报告
试验结果的比较
阀点基准法
若保证值是以阀点为基准的,则需通过各阀点分别给 出设计和试验出力与热耗曲线,将两条曲线进行比较,在 额定负荷处读取两条曲线的差值,作为比较的结果。
基建达标试验——按部颁新企规的要求,新机移交生产必须有达标 试验报告。
经济性评价或能耗诊断试验
不但要作额定工况,往往还要作各种不同负荷下的热耗和煤耗 值,摸清底数,要求分析经济性差的原因,以便制定改进方案。
对比试验——机组大修前后性能试验、机组通流部分改造前后考核 试验
大修前后对比性试验要求相对较低,多用运行表计。
对数据进行仪表校验值修正,对于压力测点还应 包括零位、水柱高差、大气压力的修正。
试验的次数
应在阀门全开或同一运行工况进行重复试验,以减 小不确定度中的随机误差。试验应在阀点进行,以 保证重复性试验能够在相同的条件下进行。
不能在不改变阀门位置和不破坏隔离的情况下连续 进行试验。负荷变化至少在15%以上。在负荷变化 期间可补水、排污。
同一工况点的两次试验,其修正后的热耗率相差应 在0.25%以内。如超过0.25%,需进行附加试验。在 继续试验前,应仔细检查试验仪器和试验方法,必 须找到原因并消除。
试验持续时间
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。
试验数据处理
计算平均值(按工况相对稳定的一段连续记录时 间进行)。
系统的隔离(续)
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。
系统的隔离(续)
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。
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