汽輪機(jī)主蒸汽流量計算方法探討

關(guān)勝濤

(國家電投西寧發(fā)電分公司，青海 西寧 810000)

其它

汽輪機(jī)主蒸汽流量計算方法探討

關(guān)勝濤

(國家電投西寧發(fā)電分公司，青海 西寧 810000)

大容量機(jī)組主蒸汽流量的測量大部分采用弗留格爾公式，即通過汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級壓力加溫度修正間接換算法來得到主蒸汽流量，當(dāng)調(diào)節(jié)級溫度測量不準(zhǔn)確時，利用不同級段參數(shù)分別計算主蒸汽流量。通過應(yīng)用探討分析，利用其它級段參數(shù)計算的主蒸汽流量與調(diào)節(jié)級參數(shù)計算出的主蒸汽流量接近，可以用于在調(diào)節(jié)級參數(shù)發(fā)生異常時取代其進(jìn)行計算，或者是當(dāng)計算得到的主蒸汽流量差別較大時,可以判斷機(jī)組通流部分發(fā)生變化。

汽輪機(jī)組；弗留格爾公式；主蒸汽流量

火電廠屬于高能耗企業(yè)，對機(jī)組的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行在線監(jiān)測尤為重要，其中熱耗率是機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)之一。對于小型汽輪機(jī)組，主蒸汽流量測量通常采用流量噴嘴(或孔板)方案，這種方法簡單、準(zhǔn)確，但會造成節(jié)流損失。目前大型汽輪機(jī)組主蒸汽流量大，運行參數(shù)高，該節(jié)流損失已經(jīng)不容忽視。因而，現(xiàn)今大容量機(jī)組主蒸汽流量的測量，大部分采用弗留格爾公式計算主蒸汽流量[1-4]，即通過調(diào)節(jié)級后壓力加溫度修正的間接換算法來得到主蒸汽流量。但由于調(diào)節(jié)級溫度在缸體內(nèi)，不能更換試驗測點，當(dāng)溫度測點不準(zhǔn)確后不能及時更換。本文考慮是否采用一段抽汽、高壓缸排汽以及三段抽汽來代替調(diào)節(jié)級壓力和溫度計算主蒸汽流量。

1 弗留格爾公式

假設(shè)機(jī)組內(nèi)有足夠多的級數(shù)，蒸汽流速為亞音速，且通流面積不變，級組前后參數(shù)與流量之間的關(guān)系可表達(dá)為如下的弗留格爾公式：

(1)

式中：G為主蒸汽流量，t/h；T為級組溫度，℃；P為級組壓力，MPa；下標(biāo)0表示已知的標(biāo)準(zhǔn)工況參數(shù)，下標(biāo)1表示級組前參數(shù)，下標(biāo)2表示級組后參數(shù)。

在工況變化前后，調(diào)節(jié)級后的通流部分面積不變，抽汽流量與主蒸汽流量為線性關(guān)系，且所取的級組較多且含凝汽式級組的末級時，由于排汽壓力值與級組進(jìn)汽壓力值相比很小，式(1)可以寫為

(2)

將式(2)簡化可得主蒸汽流量與壓力的關(guān)系式如下：

G=C×K×P

(3)

進(jìn)一步簡化可得：

G=C×P修

(4)

式中：P修為經(jīng)過溫度修正系數(shù)修正后的壓力，MPa。

式(4)說明主蒸汽流量與經(jīng)過溫度系數(shù)修正后的壓力呈線性關(guān)系，可以利用試驗得到的主蒸汽流量和溫度系數(shù)修正后的壓力進(jìn)行擬合，給出主蒸汽流量與所選壓力參數(shù)的一次方程。

2 應(yīng)用探討

某電廠300 MW 1號機(jī)組主蒸汽流量是由調(diào)節(jié)級后壓力測量參數(shù)經(jīng)過模塊化計算求得的，經(jīng)過3年的運行試驗，電廠技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)給水流量與主蒸汽流量偏差比較大。說明原先的主蒸汽流量公式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的要求，需要重新對主蒸汽流量模型進(jìn)行修改。因而進(jìn)行了6種工況的試驗，具體測量數(shù)據(jù)和計算如表1所示。

表1 試驗測量數(shù)據(jù)及計算

由表1可見，DAS中主蒸汽流量與試驗主蒸汽流量最高偏差達(dá)9%，已不能滿足工程需要。根據(jù)弗留格爾公式，利用表1中各工況試驗主蒸汽流量與經(jīng)過溫度修正后的抽汽壓力擬合后，可以計算出主蒸汽流量，如表2所示。

表2 計算主蒸汽流量

由表2可見，利用調(diào)節(jié)級蒸汽壓力和一段抽汽壓力計算得到的主蒸汽流量與試驗主蒸汽流量偏差都控制在1%范圍內(nèi)，而采用高壓缸排汽壓力和三段抽汽時，計算主蒸汽流量與試驗值有超過1%的偏差[5-6]。目前電廠DAS系統(tǒng)中的主蒸汽流量指示值已具有較高準(zhǔn)確度，完全可以滿足電廠運行性能監(jiān)視和管理工作需要。

3 結(jié)束語

本文利用弗留格爾公式，計算得到了不同級段壓力下的主蒸汽流量，并與試驗主蒸汽流量進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)利用調(diào)節(jié)級壓力以及各段抽汽計算得到的主蒸汽流量誤差都比較小，其中調(diào)節(jié)級壓力與主蒸汽流量關(guān)系是工程中常用的，其它各級壓力可以用于對比分析，如果兩者計算得到的主蒸汽流量偏差大，就說明汽輪機(jī)通流部分發(fā)生變化，可為存在類似問題的電廠提供參考。

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Calculation Method Research on Main Steam Flow for Turbine

GUAN Shengtao

(State Power Investment Corporation Xining Power Branch Company, Xining,Qinghai 810000,China)

This paper uses the Friuli Siegel formula to calculate the main steam flow of large capacity units. The main steam flow value by other stages parameter calculation is similar to the main steam flow value by governing stages parameter calculation through analysis. This is useful for calculation in place of governing stages parameter generating the exception or judge the change of unit flow passage when the difference of the main steam flow is remarkable.

steam turbine sets; Friuli Siegel formula; main steam flow

TK262

A

1004-7913(2017)02-0047-02

關(guān)勝濤(1984)，男，學(xué)士，工程師，從事大型發(fā)電企業(yè)運行工作。

2016-11-18)