10萬(wàn)空分裝置多級(jí)凝汽式汽輪機(jī)現(xiàn)場(chǎng)性能分析

柏燕 馬曉飛 陳鋒

摘? ?要：本文詳細(xì)闡述了杭州汽輪機(jī)股份有限公司10萬(wàn)空分汽輪機(jī)在某公司400萬(wàn)t/年煤炭間接液化項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)性能試驗(yàn)的情況。本文列舉了試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)工況、試驗(yàn)儀器、儀表及試驗(yàn)方法，分析并給出了汽輪機(jī)在空壓機(jī)正常工況下耗汽量性能試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果表明汽輪機(jī)耗汽量修正到設(shè)計(jì)蒸汽參數(shù)后，耗汽量為208.4t/h，滿足技術(shù)協(xié)議中蒸汽耗量不超出209.9t/h的汽耗要求，汽輪機(jī)實(shí)際做功超出設(shè)計(jì)值。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)? 汽耗? 性能試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TH47? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）05（b）-0099-02

10萬(wàn)空分裝置汽輪機(jī)系杭州汽輪機(jī)股份有限公司生產(chǎn)的HNKS71/3.0型多級(jí)冷凝式工業(yè)汽輪機(jī)。為了驗(yàn)證汽輪空壓機(jī)組性能是否能達(dá)到設(shè)備技術(shù)合同中規(guī)定的性能指標(biāo)，特進(jìn)行本次試驗(yàn)，對(duì)汽輪機(jī)在空壓機(jī)正常工況下的蒸汽消耗進(jìn)行測(cè)試。

2018年4月，項(xiàng)目業(yè)主與壓縮機(jī)廠商、杭汽共同開展了現(xiàn)場(chǎng)汽輪空壓機(jī)組性能測(cè)試工作，依據(jù)GB/T 8117.2-2008/IEC 60953-2：1990/ ASME PTC6-2004等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，三方根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試條件，通過(guò)友好協(xié)商制定了汽輪機(jī)性能測(cè)試大綱，并根據(jù)大綱進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集和分析工作。

2018年4月18日星期三，在用戶現(xiàn)場(chǎng)，分1：45～3：45時(shí)段、4：30～5：30時(shí)段兩個(gè)時(shí)段對(duì)汽輪機(jī)耗汽量進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣。試驗(yàn)儀表為采用現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)儀表。試驗(yàn)結(jié)果反映了機(jī)組當(dāng)前的性能。

1? 汽輪機(jī)技術(shù)規(guī)范

汽輪機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù)，如表1所示。

2? 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

驗(yàn)證汽輪機(jī)在空壓機(jī)正常點(diǎn)下的汽耗量。

3? 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及基準(zhǔn)

3.1 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 8117.2-2008/IEC 60953-2：1990? 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);

美國(guó)ASME PTC6-2004《汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)規(guī)程》。

3.2 水和水蒸汽性質(zhì)

國(guó)際公式化委員會(huì)1997年工業(yè)用IFC水和水蒸汽狀態(tài)方程。

3.3 試驗(yàn)基準(zhǔn)

按空壓機(jī)正常負(fù)荷基準(zhǔn)進(jìn)行。

4? 試驗(yàn)儀表及測(cè)點(diǎn)布置

由于現(xiàn)場(chǎng)條件所限，不能停機(jī)更換儀表，只能用隨機(jī)儀表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但所有隨機(jī)儀表在發(fā)運(yùn)前均經(jīng)過(guò)廠家校驗(yàn)，并具有合格證書。

5? 試驗(yàn)方法和步驟

（1）按試驗(yàn)要求進(jìn)行系統(tǒng)隔離，并進(jìn)行檢查，滿足要求后開始試驗(yàn);

（2）凝汽器補(bǔ)水至較高水位，以維持試驗(yàn)進(jìn)行中不向系統(tǒng)補(bǔ)水;

（3）調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，使之盡可能達(dá)到設(shè)計(jì)值，并維持參數(shù)穩(wěn)定，偏差及波動(dòng)值符合試驗(yàn)規(guī)程要求;

（4）調(diào)整主汽調(diào)節(jié)閥的閥位，使閥位、負(fù)荷及各參數(shù)滿足試驗(yàn)規(guī)定值，并記錄油動(dòng)機(jī)升程;

（5）機(jī)組設(shè)備及系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行0.5h～1h;

（6）檢查數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及一、二次儀表，確認(rèn)工作正常，試驗(yàn)記錄人員進(jìn)入指定位置;

（7）按規(guī)定時(shí)間統(tǒng)一開始試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和記錄;

（8）試驗(yàn)結(jié)束，由試驗(yàn)負(fù)責(zé)人匯總試驗(yàn)采集數(shù)據(jù)及人工記錄數(shù)據(jù)，確認(rèn)有效，試驗(yàn)各方代表會(huì)簽;

（9）在進(jìn)行正式試驗(yàn)前先進(jìn)行預(yù)備性試驗(yàn)。預(yù)備性試驗(yàn)后，需有時(shí)間整理數(shù)據(jù)，初步計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果和系統(tǒng)不明漏量，在預(yù)備性試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)所有條件已滿足正式試驗(yàn)要求后，方可進(jìn)行正式試驗(yàn)。如果預(yù)備性試驗(yàn)滿足正式試驗(yàn)要求，經(jīng)試驗(yàn)各方同意，可以作為一次正式試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算。

6? 采樣數(shù)據(jù)概述

2018年4月18日星期三，在用戶現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)汽輪機(jī)耗汽量進(jìn)行了測(cè)量。先后采樣了兩組數(shù)據(jù)，分別為：

（1）1：45～3：45時(shí)段，新汽壓力均值11.07 MPa（A）與考核值11.1MPa（A）偏差-0.27%，波動(dòng)范圍為<2%;新汽溫度均值522.32℃與考核值520℃偏差2.32℃，波動(dòng)范圍為<1℃;排氣壓力均值21.7kPa（A）與設(shè)計(jì)值20kPa（A）偏差8.5%，波動(dòng)范圍最大值為8.8%。凝結(jié)水量通過(guò)水流量計(jì)監(jiān)測(cè)取均值與凝結(jié)水總量差值兩種方法監(jiān)測(cè)，兩種方法測(cè)的水量偏差為2%。

（2）4：30～5：30時(shí)段，新汽壓力均值11.02MPa（A）與考核值11.1MPa（A）偏差0.72%，波動(dòng)范圍為<2%;新汽溫度均值522.32℃與考核值520℃偏差2.32℃，波動(dòng)范圍為<1℃;排氣壓力均值17.02kPa（A）與設(shè)計(jì)值偏差-14.9%，波動(dòng)范圍最大值為5.2%。凝結(jié)水量通過(guò)水流量計(jì)監(jiān)測(cè)取均值與凝結(jié)水總量差值兩種方法監(jiān)測(cè)，兩種方法測(cè)的水量偏差為0.3%。

（3）現(xiàn)場(chǎng)熱井水位采用百分比表示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)前后熱井水位變化，由熱井總?cè)萘?7.22m3，可得實(shí)驗(yàn)前后熱井中存儲(chǔ)水量變化。

以上兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，第二組數(shù)據(jù)因?yàn)橛?jì)時(shí)較短，經(jīng)多方協(xié)商，其記錄數(shù)據(jù)不予采用，后面分析將以第一組數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

7? 數(shù)據(jù)計(jì)算與分析

7.1 測(cè)試主蒸汽流量計(jì)算公式及說(shuō)明

式中F熱井─凝汽器熱井水位變化折算當(dāng)量流量;

F封汽─根據(jù)西安熱工院性能測(cè)試報(bào)告8.1[1]，取值0.163t/h;

F射汽─根據(jù)西安熱工院性能測(cè)試報(bào)告8.1[1]，取值0.787t/h;

F水─凝結(jié)水量取凝結(jié)水總量差值;

F汽─新汽流量。

7.2 蒸汽參數(shù)修正

參數(shù)修正計(jì)算采用制造廠提供的修正曲線進(jìn)行。參數(shù)修正包括：

主蒸汽壓力修正：由設(shè)計(jì)值11.1MPa（A）、實(shí)際值11.07 MPa（A），查曲線得修正率-0.02%。

主蒸汽溫度修正：由設(shè)計(jì)值520℃、實(shí)際值522.32℃，查曲線得修正率0.02%。

排汽壓力修正：由設(shè)計(jì)值20kPa、實(shí)際值21.7kPa查曲線得修正率-1%。

轉(zhuǎn)速修正：由設(shè)計(jì)值3400RPM、實(shí)際值3401RPM查曲線得修正率0。

7.3 老化修正

由于時(shí)間推移而導(dǎo)致汽輪機(jī)性能的下降，采用IEC汽輪機(jī)熱力驗(yàn)收規(guī)程953-2（方法B）中第6.9款按時(shí)間給出的修正量如下：

2個(gè)月內(nèi)不計(jì)老化;2～12個(gè)月內(nèi)0.1%/月;13～24個(gè)月內(nèi)? 0.06%/月。

本項(xiàng)目汽輪機(jī)于2017年4月底進(jìn)入用戶現(xiàn)場(chǎng)開始調(diào)試，調(diào)試時(shí)間近兩個(gè)月，7月19開始正式投產(chǎn)，距2018.4.18為9個(gè)月7天，共計(jì)11月，老化修正量為（11-2）×0.1%=0.9%。

8? 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)本次現(xiàn)場(chǎng)性能試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)文件，汽輪機(jī)耗汽量修正到蒸汽參數(shù)考核值11.1MPa（a）/520℃下，耗汽量為208.4t/h，對(duì)應(yīng)汽輪機(jī)軸功率為61378kW;空壓機(jī)實(shí)測(cè)耗功為61516kW，二者偏差0.2%，汽輪機(jī)實(shí)際做功略高于設(shè)計(jì)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 裴東升，趙鵬程，劉雨佳，等.沈陽(yáng)透平機(jī)械股份有限公司10萬(wàn)空分裝置多級(jí)凝汽式汽輪機(jī)性能試驗(yàn)報(bào)告.TPRI/TH-RB-xxx-2015.

[2] 周良茂，楊建宏，趙新源.大型汽輪機(jī)性能老化的實(shí)驗(yàn)研究[J].熱力發(fā)電，1997（2）：29-37.