【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)是根據(jù)汽輪機(jī)的熱力性能試驗(yàn)的數(shù)據(jù)而進(jìn)行的初步核算的初步設(shè)計(jì)。出了對(duì)熱力性能試驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)和遇到的各種問(wèn)題解決方法。

　　

【正文】 四低（低壓加熱器） 一除氧器 試驗(yàn)說(shuō)明 根據(jù)協(xié)議，試驗(yàn)依據(jù) ASME — 1996 規(guī)程進(jìn)行，以閥點(diǎn)下的熱耗值為考核指標(biāo)，并按 ASME 方法進(jìn)行系統(tǒng)的修正和參數(shù)修正。 汽 輪機(jī)高、中、低壓缸效率作參考。系統(tǒng)的不明泄漏率在 %以下試驗(yàn)有效。試驗(yàn)結(jié)果按 ASME 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行不確定度的評(píng)定。 試驗(yàn)測(cè)量?jī)x表說(shuō)明 流量測(cè)量：主凝結(jié)水流量測(cè)量裝置布置在除氧器的凝結(jié)水管道上，采用按照規(guī)程要求制造并在試驗(yàn)前經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的喉部取壓長(zhǎng)頸噴嘴測(cè)量。高壓門(mén)桿漏汽進(jìn)高排流量、高壓軸封漏汽進(jìn)聯(lián)箱流量、再熱器減溫水流量、過(guò)熱器減溫水流量、小機(jī)進(jìn)汽流量均采用標(biāo)準(zhǔn)孔板測(cè)量。給水泵密封 水進(jìn)水流量和出水流量用超聲波流量計(jì)測(cè)量。其他門(mén)桿、軸封汽量采用按設(shè)計(jì)比例分配或由熱平衡計(jì)算得到。 壓力、差壓測(cè)量：采用經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的 Rosemount 3051C 型壓力變送器（精度為%）測(cè)量，其中， 汽 輪機(jī)排汽壓力使用網(wǎng)籠式探頭測(cè)量，并配絕對(duì)壓力變送器；大汽壓力采用 DRUCK 生產(chǎn)的 DPI741 型數(shù)字式氣壓測(cè)量計(jì)測(cè)量，精度為 %。 溫度測(cè)量：采用精密級(jí)鎧裝熱電偶和 Pt100 熱電阻測(cè)量。工質(zhì)溫度 300C 以上的采用熱電偶， 300C 以下時(shí)采用熱電阻。熱電阻采用四線制接線，熱電偶由數(shù)據(jù)采集儀器自動(dòng)進(jìn)行冷端進(jìn)行補(bǔ)償。 電功率測(cè)量：采用 PA400 型功率分析儀。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為高精度分布式小型采集網(wǎng)絡(luò)。水、水蒸氣熱力學(xué)性質(zhì)表采用水和水蒸氣性質(zhì)表： IAPWSIF97 計(jì)算用水、水蒸氣熱力學(xué)性質(zhì)表采用水和水蒸氣性質(zhì)表：LAPWS— IF97。 試驗(yàn)運(yùn)行工況下性能計(jì)算 本節(jié)利用示例試驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行完整的熱力性能計(jì)算。首先，給出計(jì)算用試驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后按照實(shí)際計(jì)算過(guò)程進(jìn)行完整計(jì)算，得出試驗(yàn)性能結(jié)果。 計(jì) 算用試驗(yàn)數(shù)據(jù) 見(jiàn) 附錄 （表 51） 試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算 (1)給水流量計(jì)算 高壓給水系統(tǒng)的計(jì)算就是由已知的凝結(jié)水流量，通過(guò)除氧器、高壓加熱器系統(tǒng)的熱平衡計(jì)算得出給水流量，從而得出主蒸汽流量，其實(shí)質(zhì)是解聯(lián)立方程，如前所述采用迭代解法。先假設(shè)給水流量的最大區(qū)間范圍（對(duì) 300MW 等級(jí)機(jī)組可假設(shè) 0~2020T/H，然后定 0~2020T/H 之間一個(gè)初值（例如 1000T/H）。根據(jù)給水流量初值進(jìn)行高壓加熱器、除氧器部分熱平衡計(jì)算，把計(jì)算得到的主凝結(jié)水流量和試驗(yàn)測(cè)量主凝結(jié)水流量進(jìn)行比較，若不滿(mǎn)足精度設(shè)定，重新迭代計(jì)算 ，若滿(mǎn)足精度要求，計(jì)算結(jié)束。給水流量迭代計(jì)算方法如下圖 51所示。 圖 51 給水流量迭代計(jì)算方法 3號(hào)高加進(jìn)氣量 2 號(hào)高加進(jìn)氣量 Dmin=Do Do=(Dmin+Dmax)/2 取定迭代區(qū)間 Dmin,Dmax假設(shè)迭代初值 Do=(Dmin+Dmax)/2 DnsDnso ABSL(DnsDnso)/Dnsoesp 計(jì)算參數(shù)初始化 3 號(hào)高加熱平衡 2 好高加熱平衡 1 號(hào)高加熱平衡 除氧器熱平衡 計(jì)算凝結(jié)水流量Dns 迭代結(jié)束參數(shù)輸出 1 號(hào)高加進(jìn)氣量 除氧器進(jìn)氣量 Dmax=Do Do=(Dmax+Dmin)/2 試驗(yàn)測(cè)量凝結(jié)水流量Dnso (2)加熱器、除氧器熱平衡計(jì)算 加熱器計(jì)算公式 2 1 1 3 4 3 6 42 54( ) ( ) ( )gsD H H D H H D H HD HH? ? ? ? ?? ? (51) 除氧器能量平衡 2 1 1 3 12 51( ) ( )? ? ?? ?csD H H D H HD HH (52) 質(zhì)量平衡 12ns cs swD D D D D? ? ? ?（除氧器水位 swD 下降為負(fù)） (53) cs g b m fs g js zjs g sD D D D D? ? ? ? (54) 圖 52 加熱器熱平衡計(jì)算框圖 軸封、門(mén)桿漏汽 1 進(jìn)汽溫度 6T 2 進(jìn)汽壓力 6P 3 進(jìn)汽焓 6H 4 進(jìn)汽量 3D 進(jìn)汽參數(shù) 1進(jìn)汽溫度 5T 2進(jìn)汽壓力 5P 3進(jìn)汽焓 5H 4進(jìn)汽量 2D 本級(jí)疏水 1疏水溫度 4T 2疏水焓 4H 3疏水壓力 4P 4P 上級(jí)疏水 1疏水溫度 3T 2疏水焓 3H 3疏水量 1D 出口參數(shù) 1 出水溫度 2T 2 出水壓力 2p 3 出水焓 2H 4 給水量 gsD 進(jìn)口參數(shù) 1 進(jìn)水溫度 1T 2 進(jìn)水壓力 1P 3D 3 進(jìn)水焓 1H 水位 swD (3)軸封、門(mén)桿漏汽 軸風(fēng)、門(mén)桿漏汽系統(tǒng)共安排 2 個(gè)流量測(cè)點(diǎn)，分別是高壓門(mén)桿漏汽進(jìn)高排流量和高壓軸封漏汽進(jìn)聯(lián)箱流量。其他流量或取設(shè)計(jì)值，或根據(jù)設(shè)計(jì)比例推算，或由熱平衡計(jì)算。具體見(jiàn)計(jì)算數(shù)據(jù)總匯表 52。 (4)熱耗率計(jì)算 主蒸汽流量 1 _ 1 1 _ 1(:zq g s X g js XD D D D D? ? ?爐側(cè)不明泄露量） (55) 其中 5921 14zqD ? 1_1 ? ? 得出 3621 14gsD ? 冷再熱蒸汽流量 : 1 _ _ 2l z z q g y m g g g q z f c g g h z f g g h z f g p g y m g g p cD D D D D D D D D? ? ? ? ? ? ? ? (56) 其中 ： 1 .5 0 4 8 5 2 8 3 5gympD ? ? 38 13 48 01gg hz fD ? 1 ? 2 ? _ gpD ? _ gpD ? 得出 ? 再熱蒸汽流量 1 80 8. 05 04 79 4zr Z zjsDDD? ? ? 其中 ： 20381zjsD ? 熱耗率 1( ) ( ) ( ) ( )z q g s z q g s z r z js z r zelD D H H D D H H Kq N? ? ? ? ? ?? (57) 其中 ： 2 . 3 8 1 ( ) 9 . 9 5 6 ( )z r ZJ S z p g isk H H H H? ? ? ? ? ? 01854zpH ? 1783 35gisH ? ? 1 ? ? 得出 ? 式中 ： gymgD —— 高壓門(mén)桿漏汽總量 ， t/h； ggqzfD —— 高壓缸前軸封漏汽總量 ,t/h； gghzfD —— 高壓缸后軸封漏汽總量， t/h； _ggqzf gpD —— 高壓缸前軸封漏汽至高排流量， t/h； _gymg gpD —— 高壓門(mén)桿漏汽至高排流量， t/h； 12ccDD、 —— 一段抽汽、二段抽汽流量， t/h。 (5)低壓缸計(jì)算 1)低壓加熱器系統(tǒng)計(jì)算。根據(jù)測(cè)得的凝水流量，由高到低逐級(jí)計(jì)算各加熱器進(jìn)汽 量。 2號(hào)低壓加熱器的抽汽過(guò)熱度僅為 4C ，根據(jù)規(guī)程不能直接用壓力、溫度查焓，而應(yīng)由膨脹線確定。 1 號(hào)低壓加熱器的抽汽（ 8段抽汽）也是濕蒸汽，也要由膨脹線 確定 其焓值。如前所述，在確定七八段抽汽焓時(shí)，先由欲估的膨脹線終 點(diǎn)焓 （ ELEP），做一條光滑曲線，既為試驗(yàn)膨脹線。該曲線應(yīng)與制造廠提供的設(shè)計(jì)膨脹線相似。根 據(jù)這一原則，同時(shí)簡(jiǎn)化運(yùn)算，本例將連接六段抽汽點(diǎn)與欲估的 ELEP 點(diǎn)的直線，作為試驗(yàn)膨脹線。再利用實(shí)測(cè)的抽汽壓力，確定抽汽焓。最終完成低壓加熱器系統(tǒng)的計(jì)算。 2)膨脹過(guò)程線終點(diǎn) 焓 （ ELEP）的計(jì)算。在確定抽汽為濕蒸汽的蒸汽焓時(shí)，我門(mén)預(yù)先估計(jì)了一個(gè)膨脹終點(diǎn)焓（ ELEP）。為了使該值最終回歸實(shí)際值，必須算出 ELEP，修正初始值，如此反復(fù)計(jì)算直至 ELEP 達(dá)到預(yù)定的收斂程度。為了計(jì)算膨脹線的終點(diǎn)，必須分別求出 汽 輪機(jī)總的輸入能量和輸出能量。在輸出能量中應(yīng)包括發(fā)電機(jī)出力、發(fā)電機(jī)損失的熱當(dāng)量所帶出的能量，其中 8級(jí)抽汽能量 即由欲估的膨脹線定出的抽汽焓得出。 ??進(jìn) 入 凝 汽 器 的 熱 量 汽 輪 機(jī) 輸 入 的 能 量 汽 輪 機(jī) 輸 出 的 能 量 進(jìn) 入 汽 輪 機(jī) 的 能 量有 用 能 終 點(diǎn) UEEP=進(jìn) 入 汽 輪 機(jī) 的 蒸 汽 量 (58) 0 . 8 7 (1 )E LE P U E E P Y E L? ? ? 式中 ： Y— 膨脹線終點(diǎn)的濕度 EL— 排汽損失。 Y由欲估的 ELEP 和排汽壓力得到， EL 根據(jù)排汽容積流量查排汽損失曲線得到，試驗(yàn) 汽 輪機(jī)排汽損失曲線 ， 用計(jì)算算出的膨脹線終點(diǎn) ELEP，作為下次計(jì)算的計(jì)算的估計(jì)值 ，反復(fù)迭代直至 ELEP 的給定值與計(jì)算值之間的差值達(dá)到精度要求。 ELEP 計(jì)算的原則性框圖如 下 圖 53所示。 圖 53 膨脹線終點(diǎn)計(jì)算流程圖 Hc=Hcoo 根據(jù) 6抽參數(shù)（ h,p） ,Hc,排汽 壓力在焓 熵圖上得出連接兩點(diǎn)的直線方程 根據(jù) 7 抽， 8抽的壓力在直線上得出 7抽 8抽的焓 H7,H8 2號(hào)低加熱平衡計(jì)算出 7抽流量， 2號(hào)低加疏水量 1號(hào)低加熱平衡計(jì)算出 8抽流量 計(jì)算有效終能點(diǎn) UEEP,膨脹終點(diǎn) ELEP Fabs(ELEPHc)eps Hc=ELEP,的出最終膨脹線終點(diǎn)，有用能終點(diǎn) Hco = ELEP 計(jì)算初值，假設(shè) 初值排汽 焓 Hco 3)低壓缸效率計(jì)算 對(duì)有用能終點(diǎn)（ UEEP （ 92 53 48 32iLP iSH U E E PHH? ???? (59) 對(duì)膨脹線終點(diǎn)（ ELEP） LP iSH EL EPHH? ???? (510) 式中 ： iH s、 H —— 低壓缸 、 排汽壓力下的等熵焓。 (6)高壓排汽焓的確定 如 下 圖 54 所示，高壓缸排汽的測(cè)點(diǎn)位于前軸封漏汽、高壓門(mén)桿漏汽 A 至高壓缸排汽混合點(diǎn)之后。圖中 A為實(shí)測(cè)值，前軸封漏汽至高壓缸排汽取設(shè)計(jì)值， M 也是實(shí)測(cè)值，根據(jù)設(shè)計(jì)值比例分配，得到 L 的流量。而 L匯入四抽除氧器。四抽管道中有抽汽和除氧器兩處測(cè)得點(diǎn)因此在除氧器進(jìn)汽量已知時(shí)，通過(guò)熱平衡計(jì)算可得到 L 的焓，這就是實(shí)際的高壓缸排汽焓。 圖 54 高 壓缸排氣圖 N M L A H 高排測(cè)量點(diǎn) 冷再 二抽 (7)均壓箱計(jì)算 均壓箱接受高壓軸封的的來(lái)汽，混合后供低壓軸封，過(guò)量蒸汽返回凝汽器?；旌虾蟮撵矢鶕?jù)熱平衡計(jì)算，而供低壓軸封的流量取設(shè)計(jì)值。 如圖 55所示 ： 圖 55 均壓箱計(jì)算示意圖 P+M+S=W+S (511) 3 1 1 3 . 3 7 0 1 + 7 2 7 3 0 2 9 . 4 + 0 = 4 3 0 2 7 1 6 . 2 + 5 6 7 h + 9 4 0 415? ? ? ? ? /kgh ? (8)高壓缸、中壓缸效率計(jì)算 由計(jì)算的高壓缸排汽焓，和測(cè)得的高壓缸排汽壓力和溫度，按定義求出高壓缸效率（門(mén)前）。 9 7 6 .2 5 9 2 3 3 9 7 .2 ( 1 1 .2 2 2 1 6 .9 9 4 9 7 3 .7 5 8 8 ) 3 0 9 4 .6 0 .8 2 5 59 7 6 .2 5 9 2 3 3 9 7 .2 9 7 3 .7 5 8 8 3 0 9 4 .6octoo s oHHHH? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? 中壓缸效率由測(cè)量數(shù)據(jù)得出。 試驗(yàn)結(jié)果修正到設(shè)計(jì)運(yùn)行狀態(tài) 第一類(lèi)修正（系統(tǒng)修正） 第一類(lèi)修正是將回?zé)嵯到y(tǒng)偏離設(shè)計(jì)條件對(duì)性能造成的影響，通過(guò)計(jì)算進(jìn)行修正。 (1)計(jì)算初始條件 1)進(jìn)行第一類(lèi)修正的初始條件有如下： 2)回?zé)嵯到y(tǒng)處于設(shè)計(jì)條件下，加熱器上下端差、管道壓降取 設(shè)計(jì)值。 3)汽輪機(jī)效率取為不經(jīng)過(guò)修正的試驗(yàn)缸效值。 4)主蒸汽流量取為試驗(yàn)主蒸汽流量。 . 5)無(wú)抽汽管道散熱損失。 6)系統(tǒng)內(nèi)個(gè)容器儲(chǔ)水量不變，系統(tǒng)泄露量為 0。 W S 軸封調(diào)節(jié)器 P H M 7)無(wú)減溫水、無(wú)補(bǔ)給水。 8)凝結(jié)水泵和給水泵的焓升取設(shè)計(jì)值。 9)修正計(jì)算時(shí)，軸封、門(mén)桿系統(tǒng)各供、漏 汽 量取為試驗(yàn)值。 10)軸加進(jìn)水溫度取為試驗(yàn)排汽壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度（凝泵溫升、凝器過(guò)冷度均為零） 。 11)凝結(jié)水、給水壓力 取 試驗(yàn)值。 12)發(fā)電機(jī)