電廠常規(guī)熱力試驗(yàn)技術(shù)交流講義2

電廠常規(guī)熱力試驗(yàn)技術(shù)交流山東電力研究院丁俊齊1.試驗(yàn)?zāi)康?.1通過測(cè)試機(jī)組的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，評(píng)價(jià)機(jī)組運(yùn)行狀況，為發(fā)電廠實(shí)行經(jīng)濟(jì)調(diào)度和制定生產(chǎn)指標(biāo)提供依據(jù)（電廠每次大修都要上報(bào)指標(biāo)）。1.2通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行中部分缺陷，為檢修工作提供參考(目前這一方面電廠要求較高）。1.3修前、修后試驗(yàn)進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)檢修效果（要求比較的平臺(tái)一致，主要表現(xiàn)在流量基準(zhǔn)一致）。 1.4通過定期試驗(yàn)，確定汽輪機(jī)性能的變化趨向，監(jiān)視和判斷通流部分的工作狀況，分析引起性能變化的原因，從而確定提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的措施（確定機(jī)組經(jīng)濟(jì)指標(biāo)范圍，超出此范圍就需要分析原因）。 2.關(guān)鍵參數(shù)的定義2.1熱耗率熱耗率的定義為汽輪機(jī)系統(tǒng)從外部熱源取得的熱量與其輸出功率之比，即：（循環(huán)凈熱量/功率）

式中：—質(zhì)量流量；—焓升

Ht=((Gms-Gss)*(ims-ifw)+Gch*(irh-ich)+Gss*(ims-iss)+Grs*(irh-irs))/PeHt=(Gms*ims+Grh*irh-Gfw*ifw-Gch*ich-Gss*iss-Grs*irs)/Pe2.關(guān)鍵參數(shù)的定義2.2汽耗率汽耗率的定義為進(jìn)汽流量與輸出功率之比，即：

2.3熱效率（汽輪發(fā)電機(jī)組絕對(duì)電效率）（由哪幾個(gè)效率組成？）（全廠效率？）熱效率的定義為：

2.4熱耗保證工況汽輪機(jī)在額定的主蒸汽參數(shù)及再熱蒸汽溫度、回?zé)嵯到y(tǒng)及汽動(dòng)(電動(dòng))給水泵正常投運(yùn)、背壓為額定背壓，補(bǔ)水率為0、發(fā)電機(jī)功率為額定功率時(shí)的工況稱為熱耗保證工況或額定工況（THA）（考核試驗(yàn)時(shí)定閥點(diǎn)，為了重復(fù)性好，減少了閥位對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響的不一致）。2.關(guān)鍵參數(shù)的定義2.5銘牌工況汽輪機(jī)在額定的進(jìn)汽參數(shù)、回?zé)嵯到y(tǒng)正常投運(yùn)、背壓11.8kPa、補(bǔ)給水率為3%、發(fā)電機(jī)功率為額定功率時(shí)的工況稱為機(jī)組的銘牌工況，此工況下的進(jìn)汽量稱為銘牌進(jìn)汽量。有時(shí)該工況也叫夏季額定工況（TRL）。（進(jìn)行此工況時(shí)可以補(bǔ)水，由于補(bǔ)水率不好控制，一般不補(bǔ)水，另外有時(shí)需要算熱耗率，循環(huán)凈熱量除以功率，必須進(jìn)行系統(tǒng)隔離）2.6最大連續(xù)出力工況汽輪機(jī)在額定的進(jìn)汽參數(shù)、回?zé)嵯到y(tǒng)正常投運(yùn)、額定背壓、補(bǔ)給水率為0%、進(jìn)汽量等于銘牌進(jìn)汽量時(shí)的工況稱為最大連續(xù)工況，此工況下發(fā)電機(jī)輸出功率稱為機(jī)組的最大連續(xù)出力（T-MCR）。3.試驗(yàn)主要參數(shù)測(cè)量與計(jì)算方法計(jì)算方法遵照GB8117.2-2008的規(guī)定進(jìn)行，包括電功率的計(jì)算、主給水流量計(jì)算、加熱器熱平衡和熱耗率的計(jì)算以及高、中壓缸效率的計(jì)算，主要計(jì)算過程如下：3.1電功率計(jì)算(考核試驗(yàn)時(shí)）如果采用兩瓦特表法測(cè)量三相功率（由電廠電器專業(yè)人員完成），計(jì)算方法如下：Pe=KW×Kpt×Kct×（W1+W2）kW式中：Pe—電功率；KW—儀表常數(shù)； Kpt—電壓互感器的變比； Kct—電流互感器的變比； W1、W2—功率變送器的實(shí)測(cè)值。采用三相功率表或三相功率變送器測(cè)量計(jì)算方法類似

3.試驗(yàn)主要參數(shù)測(cè)量與計(jì)算方法3.2主給水(凝結(jié)水)流量測(cè)量與計(jì)算方法

（流出系統(tǒng)為迭帶后結(jié)果，并不是節(jié)流計(jì)算書的值，具體計(jì)算查看熱工儀表這本書）式中：C—噴嘴流出系數(shù)；ε—流體的膨脹系數(shù)；d—運(yùn)行狀態(tài)下的噴嘴喉部直徑，m； Δp—噴嘴差壓，Pa； ρf1—實(shí)測(cè)介質(zhì)密度，kg/m3；β—運(yùn)行狀態(tài)下的噴嘴喉部直徑與管道直徑之比；為簡(jiǎn)化起見（沒有計(jì)算書，又更換儀表的情況下），常規(guī)試驗(yàn)可以采取下述公式計(jì)算流量：式中：G設(shè)—流量噴嘴（孔板）的設(shè)計(jì)刻度流量t/h—試驗(yàn)時(shí)測(cè)量的差壓值

—流量噴嘴（孔板）設(shè)計(jì)刻度流量下對(duì)應(yīng)的差壓值v設(shè)—設(shè)計(jì)工況下的介質(zhì)比容m3/kgv試—試驗(yàn)工況下的介質(zhì)比容m3/kg3.2主給水(凝結(jié)水)流量測(cè)量與計(jì)算方法流量測(cè)量是通過差壓的測(cè)量得到的，所以差壓測(cè)量要特別注意。在一臺(tái)節(jié)流裝置上應(yīng)用兩套獨(dú)立的差壓測(cè)量系統(tǒng)，以確保主流量測(cè)量的準(zhǔn)確性，差壓測(cè)量系統(tǒng)的安裝要遵守下列注意事項(xiàng)：①?gòu)娜嚎字敛顗河?jì)的傳壓管的內(nèi)徑不得小于6mm，以減小阻尼作用。從節(jié)流裝置取壓孔開始，將傳壓管水平引出1m，而后連續(xù)傾斜向下直到差壓計(jì)，中間不得有起伏。傳壓管要嚴(yán)密。②節(jié)流裝置與差壓計(jì)之間的傳壓管總長(zhǎng)不宜超過7.5m，而且不應(yīng)保溫。③在敷設(shè)傳壓管時(shí)，要保證傳壓管中的水溫之差不超過2℃。一般是把兩根管子并在一起，同時(shí)盡量減小外部熱源的影響。④在接入差壓計(jì)之前，要很好地沖洗傳壓管。在沖洗以后必須有足夠的時(shí)間使傳壓管里形成水柱，且其溫度能達(dá)到平衡。⑤差壓計(jì)應(yīng)設(shè)在節(jié)流裝置的下方（真空時(shí)放在上方）。當(dāng)不可能時(shí)，必須在差壓測(cè)量系統(tǒng)的適當(dāng)位置裝設(shè)放氣閥，通常是在差壓計(jì)的上方裝設(shè)一只適當(dāng)大小的水罐，而在水罐的頂部裝有放氣閥，同時(shí)還要求在水罐與差壓計(jì)之間的傳壓管中灌滿冷水，以防高溫的汽、水直接沖擊差壓計(jì)。3.3汽輪機(jī)試驗(yàn)熱耗計(jì)算公式：

（拿出一本熱力計(jì)算書）3.3汽輪機(jī)試驗(yàn)熱耗計(jì)算公式：

Ht=((Gms-Gss)*(ims-ifw)+Gch*(irh-ich)+Gss*(ims-iss)+Grh*(irh-irs))/Pe其中：Gch=Gms-GB-GE-G1-G2-GL-GN-GMG1=Gfw*(hGout1-hGin1)/(he10-hGdrain1)G2=(Gfw*(hGin1-hGin2)-G1*(hGdrain1-hGdrain2))/(he20-hGdrain2)Gms-----主汽流量；ims-----主蒸汽焓；Grh-----再熱蒸汽流量；irh-----再熱蒸汽焓Gfw-----最終給水流量；ifw-----最終給水焓；Gch-----冷再熱蒸汽流量(高壓缸排汽)ich-----冷再熱蒸汽焓；Gss-----過熱器減溫水流量；iss-----過熱器減溫水焓Grs-----再熱器減溫水流量；irs-----再熱器減溫水焓Pe------發(fā)電機(jī)輸出功率；GB------蒸汽室至軸封加熱器漏汽量GE------高壓前軸封至中壓缸漏汽量；G1------#1高加進(jìn)汽量G2------#2高加進(jìn)汽量；GL------高壓后軸封至中排漏汽量GN------高壓后軸封至軸封加熱器漏汽量GM------高壓后軸封至軸封供汽聯(lián)箱供汽量3.3汽輪機(jī)試驗(yàn)熱耗計(jì)算公式：Ht為機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)下的實(shí)際熱耗率，為與制造廠設(shè)計(jì)值及各次熱力試驗(yàn)值比較，須將運(yùn)行狀態(tài)下的實(shí)際熱耗率修正到額定參數(shù)，即試驗(yàn)時(shí)各參數(shù)偏離設(shè)計(jì)值對(duì)試驗(yàn)熱耗率的修正。設(shè)計(jì)狀態(tài)下的熱耗率為：HR=Ht/（C1×C2×C3×C4×C5）式中：C1、C2、C3、C4、C5依次為主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、再熱溫度、再熱壓降、凝汽器排汽壓力對(duì)熱耗的修正系數(shù)。設(shè)計(jì)工況下的發(fā)電機(jī)功率為：Per=Pe/（K1×K2×K3×K4×K5）式中：K1、K2、K3、K4、K5依次為主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、再熱溫度、再熱壓降、凝汽器排汽壓力對(duì)功率的修正系數(shù)。以上各修正系數(shù)由制造廠給出的修正曲線查得。3.4汽輪機(jī)發(fā)、供電煤耗計(jì)算公式：機(jī)組發(fā)電煤耗率計(jì)算：（29.31？）Bf=HR/(29.31×ηg×ηd)機(jī)組供電煤耗率計(jì)算：Bg=Bf/(1-Φ)Bf――發(fā)電煤耗率；Bg――供電煤耗率；ηg――鍋爐效率，實(shí)測(cè)；ηd――管道效率，取0.99；Φ――廠用電率，實(shí)測(cè)。4.試驗(yàn)儀表及測(cè)量方法（原則上涉及到計(jì)算的都要更換）4.1電功率測(cè)量：在發(fā)電機(jī)的出線端接兩塊單相功率變送器（功率表）測(cè)量發(fā)電機(jī)功率，精度要求0.1級(jí)或0.2級(jí)。如果要求測(cè)量供電煤耗，測(cè)量高廠變有功功率或記錄電度表轉(zhuǎn)數(shù)和時(shí)間。4.2流量測(cè)量：4.2.1主給水流量：將現(xiàn)場(chǎng)給水流量差壓變送器拆卸后換接高精度差壓變送器，或從排污門處并聯(lián)測(cè)量給水流量，然后根據(jù)給水流量噴嘴設(shè)計(jì)尺寸和實(shí)測(cè)溫度、壓力、差壓計(jì)算給水流量，或根據(jù)簡(jiǎn)化公式計(jì)算給水流量。4.2.2輔助流量：過熱器和再熱器減溫水量及其它輔助流量從DCS中自動(dòng)采集打印，如果減溫水總管上有流量孔板，換接高精度差壓變送器進(jìn)行測(cè)量。軸封漏汽量取對(duì)應(yīng)主汽流量下的設(shè)計(jì)值（從熱力計(jì)算書上查看）。4.2.3儲(chǔ)水箱水位變化測(cè)量：除氧器、熱井等水位變化（計(jì)算不明漏率，當(dāng)用凝水計(jì)算時(shí)，需要除氧器、熱井尺寸），從DCS中自動(dòng)采集打印。4.2.5其它流量的測(cè)量：無(wú)法隔離的出入熱力系統(tǒng)的明漏量，由試驗(yàn)人員用容積法測(cè)量。4.3壓力測(cè)量：以下壓力用高精度壓力變送器測(cè)量：自動(dòng)主汽門前壓力、高排壓力、中壓主汽門前壓力、中排壓力、一抽壓力、凝汽器真空。大氣壓力用0.1級(jí)大氣壓力變送器測(cè)量。其它壓力從DCS中自動(dòng)采集打印。4.4溫度測(cè)量：以下測(cè)點(diǎn)試驗(yàn)前將現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量元件拆除換裝高精度熱電偶進(jìn)行測(cè)量：主蒸汽溫度、高排溫度、再熱蒸汽（中聯(lián)門前）溫度、中壓缸排汽溫度、一抽溫度、二抽溫度、給水溫度、#1高加進(jìn)水溫度、#1高加出水溫度、#2高加進(jìn)水溫度、#1、#2高加疏水等。其它溫度測(cè)點(diǎn)從DCS中自動(dòng)采集打印。5.試驗(yàn)注意事項(xiàng)常規(guī)試驗(yàn)的目的是了解機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，分析機(jī)組存在的缺陷，提出改進(jìn)措施。所以一定要保證參數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確性。常規(guī)試驗(yàn)應(yīng)注意以下問題：5.1系統(tǒng)隔離對(duì)于純凝機(jī)組，系統(tǒng)隔離好壞對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有著至關(guān)重要的影響。如果系統(tǒng)隔離不嚴(yán)，出現(xiàn)本機(jī)向其它機(jī)組“竄汽”的現(xiàn)象，將使測(cè)量出的熱耗偏高，反之將使測(cè)量出的熱耗偏低。有時(shí)會(huì)出現(xiàn)高負(fù)荷時(shí)本機(jī)向其它機(jī)組“竄汽”，低負(fù)荷時(shí)其它機(jī)組向本機(jī)“竄汽”，造成計(jì)算出的熱耗低負(fù)荷時(shí)比高負(fù)荷時(shí)低的現(xiàn)象。如果系統(tǒng)隔離不嚴(yán)，汽水進(jìn)出系統(tǒng)的位置、數(shù)量不同，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響也不同，會(huì)給試驗(yàn)人員分析機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性帶來(lái)很大困難。案例：某機(jī)組修前試驗(yàn)系統(tǒng)隔離不徹底，沒有做到單元制運(yùn)行，直觀表現(xiàn)是各工況除氧器水位和凝汽器水位出現(xiàn)同時(shí)升高的現(xiàn)象，說明系統(tǒng)內(nèi)的水量增大，具體數(shù)值見下表。造成這一現(xiàn)象的原因是廠用汽系統(tǒng)沒有隔離徹底，有其它機(jī)組向本機(jī)竄汽的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致270MW工況時(shí)計(jì)算出的熱耗率比318MW和300MW還低，使這一工況的計(jì)算出的熱耗率已不能代表本機(jī)的實(shí)際情況。同時(shí)由于沒有做到單元制運(yùn)行，已無(wú)法計(jì)算本機(jī)的泄漏情況。名稱單位時(shí)間數(shù)值時(shí)間數(shù)值時(shí)間數(shù)值318MW工況300MW工況270MW工況除氧器初始水位mm10:37294013:10299015:102995除氧器終點(diǎn)水位mm11:35300214:10299016:102997汽包初始水位mm10:37-0.313:1012.915:107.63汽包終點(diǎn)水位mm11:357.914:102.0616:103.31凝汽器初始水位mm10:3742813:1050815:10399凝汽器終點(diǎn)水位mm11:3574914:1080716:106525.試驗(yàn)注意事項(xiàng)5.2水位測(cè)量水位測(cè)量有時(shí)會(huì)被忽略，但只有測(cè)量除氧器、凝汽器熱井、汽包（一般汽包投自動(dòng)，水位變化不大，且尺寸較小，可以忽略）水位，才能計(jì)算出機(jī)組在試驗(yàn)過程中的泄漏量、泄漏率，了解機(jī)組在高負(fù)荷、低負(fù)荷及各種運(yùn)行工況下的泄漏情況，了解機(jī)組的隔離情況，為分析試驗(yàn)結(jié)果提供依據(jù)。5.試驗(yàn)注意事項(xiàng)5.3流量測(cè)量常規(guī)試驗(yàn)中給水流量測(cè)量是關(guān)鍵點(diǎn)也是難點(diǎn)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度起著決定性的作用。給水流量測(cè)量的難點(diǎn)在于：①大容量機(jī)組給水流量需要投自動(dòng)和保護(hù)，更換變送器需要提前辦理工作票解除自動(dòng)和保護(hù)。②排污門經(jīng)常被保溫層包裹不好確定具體位置。③此處屬于高溫高壓部分，更換變送器時(shí)需要先關(guān)一次門，由于長(zhǎng)年不用，有時(shí)一次門的位置不好確定或已不嚴(yán)。④個(gè)別電廠給水流量噴嘴（孔板）原始資料丟失，現(xiàn)場(chǎng)顯示的流量不合理，很難確定機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。建議各廠利用大修或小修機(jī)會(huì)加裝專門的流量測(cè)量接口，并在前面加裝閥門。⑤個(gè)別機(jī)組由于運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)流量噴嘴（孔板）長(zhǎng)期沖刷已變形，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。建議電廠大修時(shí)將噴嘴（孔板）拆卸實(shí)際測(cè)量或更換噴嘴。電廠減溫水流量一般在支管上測(cè)量，由于支管較細(xì)，加之長(zhǎng)期沖刷，造成減溫水量測(cè)量誤差大，建議電廠在總管上加裝孔板并預(yù)留熱力試驗(yàn)專用接口。5.3流量測(cè)量舉例：某次試驗(yàn)是以給水流量為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算的。原計(jì)劃從給水流量差壓變送器排污門處用金屬軟管并聯(lián)換接電力研究院高精度差壓變送器，并將輸出信號(hào)送入熱效率測(cè)試儀中進(jìn)行測(cè)量。由于受現(xiàn)場(chǎng)條件所限，無(wú)法并聯(lián)測(cè)量，采取從現(xiàn)場(chǎng)DCS中人工記錄的方法，記錄頻率為每1分鐘記錄一次。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，盡管試驗(yàn)前由熱工部門對(duì)兩個(gè)給水流量差壓變送器進(jìn)行了校驗(yàn)，兩個(gè)給水流量差別仍然較大，具體數(shù)值見下表（可能由于噴嘴變形引起，或中間傳壓管，或量程設(shè)置）。序號(hào)名稱單位318MW工況300MW工況270MW工況1給水流量1t/h1024.295972.769828.4382給水流量2t/h966.380913.303763.5173兩個(gè)流量差t/h57.91659.46664.9215.試驗(yàn)注意事項(xiàng)5.4試驗(yàn)時(shí)間由于給水流量有時(shí)波動(dòng)較大，如果試驗(yàn)時(shí)間短，其間流量波動(dòng)大，會(huì)造成試驗(yàn)結(jié)果偏差較大。建議試驗(yàn)穩(wěn)定、記錄時(shí)間不少于1.5小時(shí)。并且不推薦串接毫安表測(cè)量給水流量差壓的方法。5.5真空和大氣壓力的測(cè)量由于背壓對(duì)功率和熱耗修正量較大，所以真空和大氣壓力的測(cè)量必然非常重要。按照規(guī)程要求，真空測(cè)量的傳壓管應(yīng)傾斜向上，不能有積水的地方，但個(gè)別電廠為了美觀或便于布置傳壓管，真空變送器安置在取壓口下方，人為制造了測(cè)量誤差，如有這種情況，建議改進(jìn)或加裝熱力試驗(yàn)專用接口。大氣壓力的測(cè)量有時(shí)被忽略，大氣壓力表有時(shí)已超出了校驗(yàn)期，影響背壓的計(jì)算。5.6標(biāo)高的準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)于200MW、135MW及部分300MW機(jī)組，中排壓力較低，中壓缸排汽壓力對(duì)計(jì)算中壓缸效率特別敏感，所以標(biāo)高的誤差對(duì)熱耗沒有影響，但對(duì)計(jì)算中壓缸效率的計(jì)算結(jié)果影響較大（可從水和水蒸汽表中看出，壓力越高越緊，越低越松，相應(yīng)的影響就大）。5.試驗(yàn)注意事項(xiàng)5.7了解所做機(jī)組經(jīng)濟(jì)性水平試驗(yàn)完成后最好立刻處理數(shù)據(jù)，計(jì)算出試驗(yàn)結(jié)果，判斷試驗(yàn)是否可以結(jié)束。應(yīng)該充分了解所做機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的大體水平，如果試驗(yàn)結(jié)果偏差很大，請(qǐng)仔細(xì)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出偏差的原因，決定是否重新進(jìn)行試驗(yàn)。由于設(shè)備、運(yùn)行調(diào)整、發(fā)電量、負(fù)荷率、管理水平、數(shù)據(jù)誤差等原因，同等容量的機(jī)組完成的供電煤耗差別較大，個(gè)別同等容量的機(jī)組差別甚至達(dá)到20g/kW.h左右。5.試驗(yàn)注意事項(xiàng)5.8大修前后經(jīng)濟(jì)性