某電站汽輪機性能試驗熱力計算研究

范帥+譚智華

摘要 測取汽輪發(fā)電機組的有關熱力參數(shù)，計算機組的熱耗率、汽耗率和高中壓缸內效率，評價機組的運行狀況以掌握機組大修后各項經(jīng)濟指標和設備運行特性，為機組的經(jīng)濟運行提供依據(jù)。

關鍵詞 汽輪發(fā)電機；熱力計算；性能指標

中圖分類號TK2 文獻標識碼A 文章編號2095—6363（2017）03—0049—02

1設備概述

汽輪發(fā)電機組是由哈爾濱汽輪機廠生產(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、單軸凝汽式汽輪機組，回熱系統(tǒng)有3臺高加、1臺除氧器及4臺低加，汽輪機驅動給水泵。

2技術標準和規(guī)程規(guī)范

1）技術標準：采用GB/T 8117.2-2008/IEC609532：1990《汽輪機熱力性能驗收試驗規(guī)程第2部分：方法B各種類型和容量的汽輪機寬準確度試驗》標準。

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

3試驗結果及數(shù)據(jù)分析

3.1試驗數(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穩(wěn)定的一段連續(xù)記錄（一般為1h）進行平均值計算作為原始數(shù)據(jù)，此平均值經(jīng)過儀表校驗值，零位、高差、大氣壓力等修正后進行性能計算。對同一參數(shù)多重測點（左、右或前、后）測量時，取其算術平均值。

3.2流量計算

試驗按照GB/T 8117.2-2008的要求采用凝結水進除氧器的流量作為試驗的基準流量，給水流量則通過對1、2、3號高加及除氧器的熱平衡和流量平衡計算求得，再計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算書折算得出。各儲水容器水位變化量根據(jù)容器尺寸，記錄時間和介質壓力及溫度將其換算成當量流量。

3.3試驗熱力性能計算

熱耗率計算公式如下：

HRt為試驗熱耗率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)電機有功功率MW。

缸效率計算公式如下：

式中：叩為高、中壓缸效率%；日。為高、中壓缸進汽焓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試驗結果的修正

按照GB/T 8117.2-2008的要求，對額定負荷試驗工況計算結果進行參數(shù)修正。參數(shù)修正主要包括以下各項的修正：

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熱力性能試驗計算結果及分析

1）額定工況試驗熱力性能計算結果與設計值的比較見表1。

2）高、中壓缸內效率。機組設計高壓缸內效率為88.22%，中壓缸內效率為91.64%，在這次試驗中，機組高壓缸內效率為76.127%，比設計值低12.093%，中壓缸內效率為95.244%，比設計值高3.604%。機組中壓缸內效率偏高是由于高中壓缸之間的漏流量過大引起的。高壓缸內效率過低和高中壓缸之間的漏流導致機組熱耗率上升，對機組經(jīng)濟性不利。

3）機組流量。本次試驗以凝結水進除氧器流量作為基準流量進行測量，通過除氧器熱平衡、高壓加熱器組熱平衡和除氧器、凝汽器當量流量的計算得到主蒸汽流量、再熱汽流量、主給水流量等。

3.6結論

1）#2汽輪機組在270MW負荷工況下的試驗熱耗率為8828.727kJ/kW·h，修正熱耗率為8723.899kJ/kW·h，設計額定工況下的熱耗率為7954.9kJ/kW·h，修正熱耗比設計熱耗率高出768.999kJ/kW·h。

2）#2汽輪機組270MW負荷工況下的高壓缸內效率為76.127%，比設計值低12.093%，中壓缸內效率為95.244%，比設計值高3.604%。

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

4）機組排汽壓力比設計值偏高0.744kPa，使熱耗上升，對機組經(jīng)濟性不利。

3.7建議

為改善機組運行經(jīng)濟性，建議電廠從如下方面加以改進：1）機組高壓缸內效率過低，各段抽汽超溫也說明機組本體有了嚴重缺陷。建議電廠在大、小修的時候檢查高、中壓缸本體是否存在結垢、變形、動靜葉間隙是否合理，并與制造廠聯(lián)系，對機組高、中壓缸進行改造；2）高加疏水端差、出水端差都比設計值高，說明高加換熱效率下降，建議電廠檢查高加是否存在結垢等現(xiàn)象，提高高加換熱效率；3）提高真空，降低機組背壓，盡量使背壓達到設計值；4）軸封漏流超標，建議電廠在大、小修的時候減小軸封間隙，降低軸封漏流；5）在停機的時候對#6低加正常疏水管道進行檢查，解決疏水不暢的問題。