【文章內(nèi)容簡介】 3)實(shí)驗(yàn)工況參數(shù)滿足已經(jīng)由試驗(yàn) 各 有關(guān)方通過協(xié)議的方式進(jìn)行確認(rèn)的參數(shù)控制表的要求。 4)試驗(yàn)基準(zhǔn)滿足規(guī)程或協(xié)議的要求。 5)系統(tǒng)隔離已經(jīng)嚴(yán)格按照系統(tǒng)隔離清單執(zhí)行，試驗(yàn)的不明泄漏量滿足規(guī)程或協(xié)議的要求。 6)試驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足采樣頻率、試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間 等要求。 7)試驗(yàn)次數(shù)滿足規(guī)程或協(xié)議的要求，有足夠多的正式試驗(yàn)和重復(fù)性試驗(yàn)滿足要求。 8)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容已經(jīng)全部完成。 9)經(jīng)試驗(yàn)不確實(shí)度評估，判定不確定度已滿足規(guī)程或協(xié)議的要求。 此外還有些常規(guī)性和特殊類型的熱力性能試驗(yàn)。 第 3 章 試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算和修正 概述 以常見的 中間再熱凝汽式汽輪機(jī)為對象，對其熱力性能進(jìn)行計(jì)算，得出的熱力性能指標(biāo)是熱耗率和汽輪機(jī)的缸效率。由于實(shí)際試驗(yàn)時(shí)不可能將全部運(yùn)行工況參數(shù)都控制在規(guī)定值因此在將試驗(yàn)結(jié)果與保證值比較之前，應(yīng)對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行修正，實(shí)驗(yàn)結(jié)果修 正到保證工況。這樣 對于試驗(yàn)的熱耗率、缸效率及發(fā)電機(jī)功率均有修正后的熱耗率、缸效率和發(fā)電機(jī)功率。 熱耗率 熱耗率的基本定義如下： ?? 進(jìn) 入 汽 輪 機(jī) 系 統(tǒng) 的 總 熱 量 離 開 系 統(tǒng) 的 總 熱 量熱 耗 率 發(fā) 電 機(jī) 輸 出 功 率 (31) 這里所說的汽輪機(jī)系統(tǒng)是包括回?zé)峒訜崞飨到y(tǒng)，因此，離開汽輪機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入鍋爐的給水及冷再熱蒸汽所含有的熱量必須計(jì)算，此外，出汽輪機(jī)系統(tǒng)的輔助熱量也要包括在內(nèi)。發(fā)電機(jī)輸出功率應(yīng)該是指發(fā)電機(jī)的凈輸出功率 。 對再熱回?zé)崾狡啓C(jī)，熱耗率的公式表示為 m m r h r fw fw c r c r s h s s h s r h s r h selD h D h D h D h D h D hHR N? ? ? ? ? ?? (32) 式中 ： HR—— 熱耗率， Kj/kwh； mD —— 主蒸汽流量， t/h； rD —— 再熱蒸汽流量， t/h； fwD —— 給水流量， t/h； crD —— 冷再熱蒸汽流量， t/h； shsD —— 過熱器減溫水流量， t/h； rhsD —— 再熱器減溫水流量， t/h； mh —— 主蒸汽焓， kj/kg； hrh —— 熱再熱蒸汽焓， kj/kg； fwh —— 給水焓， kj/kg； crh —— 冷再熱蒸汽焓， kj/kg； shsh —— 過熱器減溫水焓， kj/kg； rhsh —— 再熱器減溫水焓， kj/kg； elN —— 發(fā)電機(jī)功率， MW。 以上公式著重從氣輪機(jī)的系統(tǒng)的角度考慮進(jìn)出熱量，即沒有計(jì)入泄漏流量帶出鍋爐的熱量，也有在式中全部用給水流量或主汽流量的，那樣則將泄漏量算在鍋爐出口或進(jìn)口，使系統(tǒng)吸收熱量發(fā)生變化。 汽耗率是汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的另一重要性能指標(biāo)。他定義為汽輪機(jī)的進(jìn)汽量與電功率之比值。用符號 SR 表示，單位是 Kg/kw。數(shù)學(xué)表達(dá)為 melDSR N? (33) 汽耗率只是用蒸汽的流量來表述汽輪機(jī)的性能，忽略了因參數(shù)不同而帶來的蒸汽品質(zhì)的差異，因此，汽耗率并不能 直觀 地反映蒸汽所含有的熱能在汽輪機(jī)中的有效利用程度。對再熱式汽輪機(jī)，在同樣的主蒸汽流量下，因再熱蒸汽流量的不同而表現(xiàn)的不同熱力性能，也無法由熱耗率來表述。但是，對于僅在一個(gè)壓力和溫度條件下進(jìn)汽，并 在另一個(gè)壓力下排出全部蒸汽的汽輪機(jī)，如背壓式汽輪機(jī)，汽耗率是可以衡量熱量轉(zhuǎn)換程度的指標(biāo)。 焓降效率 大型汽輪機(jī)組一般均有高壓缸、中壓缸和低壓 缸。各缸的效率反 映了汽輪機(jī)的本體性能的優(yōu)劣程度，是表述汽輪機(jī)組性能的 重要指標(biāo)。如本章中第一節(jié)所述，直接測量汽缸出口的壓力和溫度參數(shù)，根據(jù)公式 0000cTsHHHH???? (34) 001cTisHH? ?? ?即可求出，高、中壓缸的焓降效率。在測出調(diào)節(jié)閥門后的蒸汽參數(shù)后，還能進(jìn)一步求出汽缸的通流效率，從而更準(zhǔn)確的反映同缸通流部分的性能。但是，對于有些機(jī)組的高壓缸，因其各只調(diào)節(jié)閥門不是同步開啟的，面是按一定的重疊度順序開啟。在進(jìn)行 汽缸效率計(jì)算時(shí)，要特別注意由于缸體造成的閥桿漏汽、軸封漏汽，或缸內(nèi)漏汽對效率的影響。 汽輪機(jī)各缸效率常常作為汽輪機(jī)熱力性能評價(jià)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。通常高、中壓缸的效率計(jì)算可以通過測量高、中壓缸進(jìn)出口的壓力、溫度等熱力參數(shù)，并由水蒸氣表查出相應(yīng)的焓熵值，即可計(jì)算得出。但由于低壓缸排汽處于濕蒸汽區(qū)，其壓力和溫度不再是相互獨(dú)立的參數(shù)，另外還需要蒸汽的干度才能確定低壓缸排汽焓。由于目前蒸汽的干度還難以在現(xiàn)場進(jìn)行精確的測量，低壓缸排汽的焓值還無法通過常規(guī)方法得到，故低壓缸效率也不易求得。 低壓加熱器系統(tǒng)計(jì)算 目前，汽輪機(jī)排汽焓的計(jì)算通常是按照 ASME PTC6A 一 1982 推薦的方法，即通過整個(gè)機(jī)組的質(zhì)量和能量平衡來確定汽輪機(jī)的排汽量和排汽焓 (有用能終點(diǎn)焓 UEEP)，然后再進(jìn)行低壓缸效率計(jì)算。但這種方法需要大量準(zhǔn)確的原始數(shù)據(jù)，通常需按照 ASME PTC 6 試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行機(jī)組的全面性熱力試驗(yàn)獲取。但是，全面性熱力性能試驗(yàn)需安裝大量測點(diǎn)，而且需采用大量高精度的測量儀器，如一臺 300 MW 機(jī)組的全面性熱力性能試驗(yàn)約需布置的測點(diǎn)多達(dá) 130 個(gè)；其次，對主蒸汽流量測量的準(zhǔn)確度要求較高，如 ASME PTC 6 試驗(yàn)規(guī)程推薦使用 ASME PTC6 標(biāo)準(zhǔn)的高精度低值喉部取壓噴嘴來測量主凝結(jié)水流量；另外，在計(jì)算中還需進(jìn)行多次的迭代， 有了凝結(jié)水流量，從壓力最高一級的低壓加熱器開始，逐級向后計(jì)算 各個(gè) 加熱器的進(jìn)汽量。由加熱器進(jìn) 水焓 、出水焓、進(jìn)汽焓、疏水焓、一個(gè)熱平衡方程就能求出進(jìn)汽流量， 但是在額定工況，無法通過測量壓力喝溫度直接得出抽汽焓，因此第一級低壓加熱器進(jìn)汽量就不能求出。這就需要求出每個(gè)加熱器的抽汽流量，因此它的計(jì)算與低壓加熱器抽汽計(jì)算是密不可分的，往往與濕蒸汽抽汽焓的確定同時(shí)進(jìn)行，用迭代完成。以下是最常見的低壓加熱器系統(tǒng)的計(jì)算的通用方法： 4號低壓加熱器進(jìn)汽量 _ 4 _ 3_4_ 4 _ 4()ns djs s djs sdjjqdjj q djs sD h hD hh?? ? (35) 4號低壓加熱器疏水流量 _ 4 _ 4djss djjqDD? (36) 3號 低壓加熱器進(jìn)汽量 _ 3 _ 3 _ 4 _ 4 _ 3_3_ 3 _ 3( ) ( )? ? ?? ?ns djc s djj s djs s djs s djs sdjjqdjj q djs sD h h D h hD hh (37) 3號低壓加熱器疏水流量 d js s _ 3 d js s _ 4 d jjq _ 3D D D?? (38) 2號低壓加熱器進(jìn)汽量 _ 2 _ 2 _ 3 _ 3 _ 2_2_ 2 _ 2( ) ( )? ? ?? ?ns djc s djj s djs s djs s djs sdjjqdjj q djs sD h h D h hD hh (39) 2號低壓加熱器疏水流量 _ 2 _ 3 _ 2djss djss djjpD D D?? (310) 1號低壓加熱器進(jìn)汽量 _ 1 _ 1 _ 2 _ 2 _ 1_1_ 1 _ 1( ) ( )ns djc s djj s djs s djs s djs sdjjqdjj q djs sD h h D h hD hh? ? ?? ? (311) 1號低壓加熱器疏水流量 _ 1 _ 1 _ 2djs s djjq djs sD D D?? (312) 軸封加熱器熱平衡式 _2( ) ( ) ( )z jjq z jjq z js s n s d js s z jc s z jjsD h h D D h h? ? ? ? (313) 軸封加熱器疏水 流量 zjss zjjqDD? (314) 式中： djssD 表示低壓加熱器疏水流量 ， t/h； djsh 表示低壓加熱器疏水焓 ， kj/kg； djjqD 表示低壓加熱器進(jìn)汽流量 ， t/h； djqh 表示低壓加熱器進(jìn)汽焓 ， kj/kg； djcsh 表示低壓加熱器出水焓 ， kj/kg； djsh 表示低壓加熱器進(jìn)水焓 ， kj/kg； zjssD 表示 軸封 加熱器疏水流量 ， t/h； zjsh 表示低壓加熱器疏水焓 ， kj/kg； zjjqD 表示低壓加熱器進(jìn)汽流量 ， t/h； zjqh 表示低壓加熱器進(jìn)汽焓 ， kj/kg； zjcsh 表示低壓加熱器出水焓 ， kj/kg； zjjsh 表示低壓加熱器進(jìn)汽焓 ， kj/kg； nsD 表示凝水流量。 對于軸封加熱器，其進(jìn)口是汽氣混合物，所測壓力是混合壓力，計(jì)算焓值需要的是蒸汽的分壓力。下面介紹幾種簡化方法： (1)由所測壓力和溫度直接求焓。由于進(jìn)口蒸汽中所含空氣較少，用混合壓力代替蒸汽壓力。 忽略偏差。由于軸封汽本身對計(jì)算結(jié)果的影響較小，因焓值導(dǎo)致的微小汽量偏差，是可以接受的。 (2)也可不用計(jì)算直接測量軸加疏水的流量，得出進(jìn)汽流量。通過測量進(jìn)口壓力，得到疏水焓，再經(jīng)過熱平衡計(jì)算能求出軸加進(jìn)汽焓。同樣，由于對結(jié)果影響較小，可用一般的水表測量疏水流量。 (3)進(jìn)入軸加的各股流量可以通過計(jì)算、測量或根據(jù)設(shè)計(jì)值分配分別求出，這樣就無需對軸加進(jìn)行計(jì)算。 我們基于各缸的有效做功概念，從工程實(shí)用的角度探討低壓缸效率的改進(jìn)算法，計(jì)算過程較簡單，且不需進(jìn)行繁鎖的迭代來計(jì)算低壓缸排汽焓，計(jì)算精度完全能夠滿足工程要 求。通過算例，驗(yàn)證了算法的合理性。該算法可用于汽輪機(jī)簡化熱力試驗(yàn)對低壓缸效率的計(jì)算和汽輪發(fā)電機(jī)組的在線實(shí)時(shí)計(jì)算。 本算法將各缸的抽汽、門桿漏汽、軸封漏汽等對做功有影響的成分綜合考慮，根據(jù)高、中、低壓缸的理想做功和實(shí)際做功，分別計(jì)算出各缸的有效做功系數(shù)。有效做功系數(shù)包含了抽汽、門桿漏汽、軸封漏汽等其它輔助漏汽對功率的影響，從而在功率計(jì)算中無需單獨(dú)考慮抽汽系數(shù)或漏汽系數(shù)等對功率的影響。根據(jù)設(shè)計(jì)熱平衡圖，將不同負(fù)荷下得出的各缸有效做功系數(shù)進(jìn)行擬合，得到各缸有效做功系數(shù)與汽輪機(jī)總軸功率的關(guān)系公式，在實(shí)際變工況計(jì)算中 ，只需根據(jù)總軸功率即可得出對應(yīng)負(fù)荷下的各缸有效做功系數(shù)，再由功率平衡方程即可計(jì)算出排汽焓。 排入凝汽器蒸汽焓的計(jì)算 一般都通過汽輪機(jī)能量平衡的迭代方程，通過加熱器懂得熱平衡計(jì)算，求出進(jìn)入每個(gè)加熱器的蒸汽流量。排汽焓即有用能終點(diǎn)（ UEEP）在所有其他項(xiàng)目已知時(shí)，有能量平衡方程可求出進(jìn)入凝汽器的總能量，再除以排入凝汽器的蒸汽流量，即得 UEEP。排汽焓受到從膨脹線上讀到的任一使用濕蒸汽的加熱器的蒸汽焓值的影響。 能量方程： 1 ()E A c g g mQ Q Q Q K N N N? ? ? ? ? ? ? ? (315) 式中： 1Q —— 汽輪機(jī)輸入熱量； EQ —— 汽輪機(jī)抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)帶走的熱量； AQ —— 其他系統(tǒng)和設(shè)備帶走的熱量； cQ —— 進(jìn)入排汽缸的熱量； K —— 不同單位之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)； gN —— 發(fā)電機(jī)輸出功率； gN? —— 電氣損失； mN? —— 機(jī)械損失。 把計(jì)算出的排入凝汽器的蒸汽焓減去排汽損失，就得到膨脹過程線的終點(diǎn)焓ELEP。該點(diǎn)的焓值應(yīng)與初試估計(jì)的膨脹線終點(diǎn)焓相符，兩者的誤差應(yīng)在一定的范圍內(nèi)，否則，應(yīng)迭代計(jì)算，方法如下： 如假定的初試 ELEP 值與計(jì)算的 ELEP 值的誤差超限，則以新的 ELEP 和原來的已知條件形成新的膨脹線，在此線上從新確定濕蒸汽抽汽焓。用該焓值和由他算出的抽汽量帶入汽輪機(jī)能 量平衡方程，直至得出又一 ELEP 值，這一程序要反復(fù)進(jìn)行下去，直至確定的膨脹線重點(diǎn)焓與本次計(jì)算的初試值的 誤差在合理的范圍以內(nèi)。 第一類修正 在進(jìn)行熱力性能試驗(yàn)時(shí)，一般情況下不可能所有的工況參數(shù)和條件都滿足規(guī)定要求，這些工況參數(shù)和條件的偏差必然會(huì)對試驗(yàn)的結(jié)果產(chǎn)生影響。因此，在將試驗(yàn)結(jié)果與保證值進(jìn)行比較之前，必須對其進(jìn)行修正，消除偏差產(chǎn)生的影響。要修正的試驗(yàn)結(jié)果包括：熱耗率、發(fā)電機(jī)功率、主蒸汽流量、汽輪機(jī)缸效率等。 第一類修正 第一類修正又稱系統(tǒng)修正，主要是對影響給水加熱系統(tǒng)的變量進(jìn)行修正， 以消除試驗(yàn)循環(huán)與規(guī)定循環(huán)的偏差產(chǎn)生的影響。