發電廠汽輪機熱力性能試驗期間系統隔離的重要性

吳 哲

(國家能源集團山東石橫熱電有限公司，肥城 271621)

0 引 言

汽輪機熱力性能試驗是電廠及時了解掌握設備運行狀態的重要手段，對機組的安全經濟運行起著非常重要的作用，一般分以下三種情況：

(1)汽輪機性能考核試驗。該種試驗以考核汽輪機制造性能或評價汽輪機本體改造效果為目的，需要重新在現場安裝一個凝結水流量測量噴嘴，并更換大量的、高精度的壓力、溫度等測點，對試驗熱耗率計算結果進行一類系統修正和二類參數修正，以考核該機組在設計系統、參數下的汽輪機性能水平。

(2)汽輪機性能診斷試驗。為提高機組的安全性和經濟性，電廠有時需對汽輪機組的設備、系統及運行方式等方面進行優化改進，為評價改進后效果和汽輪機組性能水平，需對汽輪機組(包括熱力系統)進行性能診斷試驗。該種試驗只需要重新在現場安裝一個凝結水流量測量噴嘴，更換少量的壓力、溫度等測點，只對試驗熱耗率計算結果進行二類參數修正。

(3)汽輪機常規熱力試驗。該種常規試驗是以現場的一次測量元件所測的流量、壓力、溫度等參數為依據，通過PI系統采集現場數據，不對試驗熱耗率計算結果進行修正。

以上三種試驗，雖然試驗的目的不同、儀器精度不同，但是均需要按照ASME PTC6-2004《汽輪機性能試驗規程》和GB/T 8117.1-2008《汽輪機熱力性能驗收試驗規程 第1部分：方法A—大型凝汽式汽輪機高準確度試驗》等有關試驗規程，對相關熱力系統進行嚴格隔離。

本文以某電廠#1汽輪機性能診斷試驗為例，談一下系統隔離的重要性。

1 汽輪機熱耗率試驗計算方法

試驗計算以實測除氧器入口凝結水流量為依據，以該凝結水流量為基準流量，通過#1、#2、#3三臺高壓加熱器的熱平衡，以及除氧器的熱平衡和除氧器的流量平衡，列出多個方程式，計算除氧器出口給水流量與各加熱器進汽流量，進而求得省煤器進口給水流量、主蒸汽流量及再熱蒸汽流量，最終計算求得汽輪機熱耗率。

(1)#1高加熱平衡方程式：

G給水·(h出水1-h進水1)=G進汽1·(h進汽1-h疏水1)

(2)#2高加熱平衡方程式：

G給水·(h出水2-h進水2)=G進汽2·(h進汽2-h疏水2)+G進汽1·(h疏水1-h疏水2)

(3)#3高加熱平衡方程式：

G給水·(h出水3-h進水3)=G進汽3·(h進汽3-h疏水3)+(G進汽1+G進汽2)·(h疏水2-h疏水3)

(4)除氧器熱平衡方程式：

G出水4·h出水4=G進汽4·h進汽4+G凝水·h進水4+(G進汽1+G進汽2+G進汽3)·h疏水3

(5)除氧器流量平衡方程式：

G出水4=G疏水1+G疏水2+G疏水3+G進汽4+G凝水=G進汽1+G進汽2+G進汽3+G進汽4+G凝水

(6)用下式計算給水流量：

G給水=G出水4-G過減-G再減

以上六個方程式中有G給水，G進汽1，G進汽2，G進汽3，G進汽4，G出水4共六個未知數，可聯立求解得到給水流量與各加熱器進汽流量。

(7)用下式計算主蒸汽流量：

G主汽=G給水+G過減

(8)用下式計算再熱蒸汽流量：

G再熱=G主汽-G進汽1-G進汽2+G再減

(9)用下式計算試驗熱耗率：

HR試驗=(G主汽·h主汽+G再熱·h再熱-G冷再·h冷再-G給水·h給水-G過減·h過減-G再減·h再減)/P

需要指出的是：采用以上公式(5)計算除氧器出水流量G出水4，適用于#1、#2、#3三臺高加的正常疏水均按照疏水逐級自流方式進入下一級加熱器內，最終全部進入除氧器的狀態；而且，#1、#2、#3三臺高加的事故疏水閥門(包括：電動門、手動隔離門)均關閉嚴密，無內漏現象。(注：見下面示意圖)

2 試驗期間系統隔離情況

系統隔離的優劣對試驗結果的準確度有著非常重大的影響，應特別予以重視，仔細隔離和嚴格檢查。根據實際情況，將需要隔離的閥門分為三類：A類是機組正常運行時可以長期隔離的閥門；B類是試驗期間(通常3天～5天)可以暫時隔離的閥門；C類是每個試驗工況前必須隔離，但試驗后要立即恢復的閥門，對C類閥門需要重點關注。

3 試驗情況

3.1 預備性試驗

按照試驗計劃，在進行正式試驗前必須進行預備性試驗，預備性試驗的要求與正式試驗完全相同。預備性試驗的目的是：確認機組是否具備試驗條件，檢查系統隔離并計算不明泄漏量；檢查所有試驗儀表；培訓試驗人員。

表 #1機組系統隔離清單

在預備性試驗開始之前，要求電廠方面嚴格按照上述隔離清單進行系統隔離。然后，研究院試驗人員再重點對以下對試驗影響最大的C類閥門隔離情況進行檢查確認。包括：#1、#2、#3三臺高加的事故疏水前、后手動隔離門，凝汽器補水手動隔離門，鍋爐本體吹灰、空預器吹灰汽源總門等。

經過檢查確認，研究院試驗人員發現#1、#2、#3高加事故疏水前、后手動隔離門均不同程度地存在內漏現象，這樣就導致#1、#2、#3高加有一部分疏水未進入除氧器內，而是通過事故疏水管道直接進入了凝汽器內。研究院試驗人員立即將此異常情況反映給電廠方面，電廠表示上述閥門內漏需要停機后才能處理。

于是，研究院試驗人員采集了有關試驗數據，并采用上述計算公式求得的額定負荷工況下的汽輪機熱耗率高達9 000 kJ/kWh。研究院和電廠技術人員一致分析認為，該熱耗率數據根本不能反映該汽輪機的實際熱耗水平，本次預備性試驗數據無效。因此，必須將上述閥門內漏消除后，方可進行下一步的試驗工作。

3.2 正式試驗

電廠方面經與調度協商，晚峰過后將該機組停運，更換了#1、#2、#3高加事故疏水手動隔離門，機組啟動后繼續進行試驗。同預備性試驗一樣，研究院試驗人員對C類閥門重點進行了檢查確認，沒有發現內漏的閥門。

于是，研究院試驗人員采集了有關試驗數據，并采用上述計算公式求得的額定負荷工況下的汽輪機熱耗率為8 100 kJ/kWh。研究院和電廠技術人員一致分析認為，該熱耗率數據代表了該汽輪機目前的實際熱耗水平，本次試驗數據有效。

4 結束語

通過以上數據可以看出，#1、#2、#3高加事故疏水手動隔離門嚴密與否，使得該汽輪機熱耗率計算結果竟然相差900 kJ/kWh，折合為煤耗率相差33 g/kWh。因此，在進行汽輪機熱力性能試驗時，電廠方面務必高度重視汽水系統隔離工作，并且研究院方面也需再次檢查確認C類重點閥門是否關閉嚴密，是否存在內漏現象。只有這樣，才能保證試驗數據準確有效。