某電站汽輪機(jī)性能試驗(yàn)熱力計(jì)算研究

范帥+譚智華

摘要 測取汽輪發(fā)電機(jī)組的有關(guān)熱力參數(shù)，計(jì)算機(jī)組的熱耗率、汽耗率和高中壓缸內(nèi)效率，評(píng)價(jià)機(jī)組的運(yùn)行狀況以掌握機(jī)組大修后各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和設(shè)備運(yùn)行特性，為機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞 汽輪發(fā)電機(jī)；熱力計(jì)算；性能指標(biāo)

中圖分類號(hào)TK2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)2095—6363（2017）03—0049—02

1設(shè)備概述

汽輪發(fā)電機(jī)組是由哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N30016.7/537/537型亞臨界、一次中間再熱、雙缸雙排汽、高中壓合缸、單軸凝汽式汽輪機(jī)組，回?zé)嵯到y(tǒng)有3臺(tái)高加、1臺(tái)除氧器及4臺(tái)低加，汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)給水泵。

2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程規(guī)范

1）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：采用GB/T 8117.2-2008/IEC609532：1990《汽輪機(jī)熱力性能驗(yàn)收試驗(yàn)規(guī)程第2部分：方法B各種類型和容量的汽輪機(jī)寬準(zhǔn)確度試驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)。

2）水和水蒸汽性質(zhì)表：采用國際公式化委員會(huì)1997年工業(yè)用IAPWS水和水蒸汽狀態(tài)方程。

3試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析

3.1試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

選取數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄的每一工況相對(duì)穩(wěn)定的一段連續(xù)記錄（一般為1h）進(jìn)行平均值計(jì)算作為原始數(shù)據(jù)，此平均值經(jīng)過儀表校驗(yàn)值，零位、高差、大氣壓力等修正后進(jìn)行性能計(jì)算。對(duì)同一參數(shù)多重測點(diǎn)（左、右或前、后）測量時(shí)，取其算術(shù)平均值。

3.2流量計(jì)算

試驗(yàn)按照GB/T 8117.2-2008的要求采用凝結(jié)水進(jìn)除氧器的流量作為試驗(yàn)的基準(zhǔn)流量，給水流量則通過對(duì)1、2、3號(hào)高加及除氧器的熱平衡和流量平衡計(jì)算求得，再計(jì)入過熱器減溫水流量和不明漏量，按此求得主蒸汽流量和再熱蒸汽流量。高壓軸封漏汽、中壓軸封漏汽、高壓門桿漏汽流量根據(jù)制造廠家提供熱力計(jì)算書折算得出。各儲(chǔ)水容器水位變化量根據(jù)容器尺寸，記錄時(shí)間和介質(zhì)壓力及溫度將其換算成當(dāng)量流量。

3.3試驗(yàn)熱力性能計(jì)算

熱耗率計(jì)算公式如下：

HRt為試驗(yàn)熱耗率kJ/（kW.h）；Gms為主蒸汽流量t/h；Hms為主蒸汽焓kJ/kg；Grs為再熱蒸汽流量t/h；Hrs為再熱蒸汽焓kJ/kg；Gfw為最終給水流量t/h；Hfw為最終給水焓kJ/kg；Ggp為高壓缸排汽流量t/h；Hgp為高壓缸排汽焓kJ/k；Grhs為再熱器減溫水流量t/h；Hrhs為再熱器減溫水焓kJ/kg；Gmhs為過熱器減溫水流量t/h；Hmhs為過熱器減溫水焓kJ/kg；W為發(fā)電機(jī)有功功率MW。

缸效率計(jì)算公式如下：

式中：叩為高、中壓缸效率%；日。為高、中壓缸進(jìn)汽焓kJ/kg；H_c為高、中壓缸排kJ/kg；H_ct為高、中壓缸排汽等熵焓kJ/kg。

3.4試驗(yàn)結(jié)果的修正

按照GB/T 8117.2-2008的要求，對(duì)額定負(fù)荷試驗(yàn)工況計(jì)算結(jié)果進(jìn)行參數(shù)修正。參數(shù)修正主要包括以下各項(xiàng)的修正：

1）主蒸汽壓力；2）主蒸汽溫度；3）再熱蒸汽溫度；4）再熱器壓損；5）排汽壓力。

3.5熱力性能試驗(yàn)計(jì)算結(jié)果及分析

1）額定工況試驗(yàn)熱力性能計(jì)算結(jié)果與設(shè)計(jì)值的比較見表1。

2）高、中壓缸內(nèi)效率。機(jī)組設(shè)計(jì)高壓缸內(nèi)效率為88.22%，中壓缸內(nèi)效率為91.64%，在這次試驗(yàn)中，機(jī)組高壓缸內(nèi)效率為76.127%，比設(shè)計(jì)值低12.093%，中壓缸內(nèi)效率為95.244%，比設(shè)計(jì)值高3.604%。機(jī)組中壓缸內(nèi)效率偏高是由于高中壓缸之間的漏流量過大引起的。高壓缸內(nèi)效率過低和高中壓缸之間的漏流導(dǎo)致機(jī)組熱耗率上升，對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性不利。

3）機(jī)組流量。本次試驗(yàn)以凝結(jié)水進(jìn)除氧器流量作為基準(zhǔn)流量進(jìn)行測量，通過除氧器熱平衡、高壓加熱器組熱平衡和除氧器、凝汽器當(dāng)量流量的計(jì)算得到主蒸汽流量、再熱汽流量、主給水流量等。

3.6結(jié)論

1）#2汽輪機(jī)組在270MW負(fù)荷工況下的試驗(yàn)熱耗率為8828.727kJ/kW·h，修正熱耗率為8723.899kJ/kW·h，設(shè)計(jì)額定工況下的熱耗率為7954.9kJ/kW·h，修正熱耗比設(shè)計(jì)熱耗率高出768.999kJ/kW·h。

2）#2汽輪機(jī)組270MW負(fù)荷工況下的高壓缸內(nèi)效率為76.127%，比設(shè)計(jì)值低12.093%，中壓缸內(nèi)效率為95.244%，比設(shè)計(jì)值高3.604%。

3）機(jī)組熱耗比設(shè)計(jì)值高，其主要原因如下：機(jī)組高壓缸內(nèi)效率比設(shè)計(jì)值低12.093%以及高、中壓缸之間的軸封漏流量過大，是機(jī)組熱耗偏高的主要原因；軸封間隙調(diào)整不合理，軸封漏流量過大，部分蒸汽沒有經(jīng)過汽輪機(jī)作功就從軸封漏入凝汽器，不僅增加了機(jī)組熱耗率，而且加大了凝汽器熱負(fù)荷，對(duì)機(jī)組真空也存在一定影響。無論從安全性還是從經(jīng)濟(jì)性看，都對(duì)機(jī)組不利。

4）機(jī)組排汽壓力比設(shè)計(jì)值偏高0.744kPa，使熱耗上升，對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性不利。

3.7建議

為改善機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，建議電廠從如下方面加以改進(jìn)：1）機(jī)組高壓缸內(nèi)效率過低，各段抽汽超溫也說明機(jī)組本體有了嚴(yán)重缺陷。建議電廠在大、小修的時(shí)候檢查高、中壓缸本體是否存在結(jié)垢、變形、動(dòng)靜葉間隙是否合理，并與制造廠聯(lián)系，對(duì)機(jī)組高、中壓缸進(jìn)行改造；2）高加疏水端差、出水端差都比設(shè)計(jì)值高，說明高加換熱效率下降，建議電廠檢查高加是否存在結(jié)垢等現(xiàn)象，提高高加換熱效率；3）提高真空，降低機(jī)組背壓，盡量使背壓達(dá)到設(shè)計(jì)值；4）軸封漏流超標(biāo)，建議電廠在大、小修的時(shí)候減小軸封間隙，降低軸封漏流；5）在停機(jī)的時(shí)候?qū)?6低加正常疏水管道進(jìn)行檢查，解決疏水不暢的問題。