汽輪機主蒸汽流量計算方法探討

關勝濤

(國家電投西寧發電分公司，青海 西寧 810000)

其它

汽輪機主蒸汽流量計算方法探討

關勝濤

(國家電投西寧發電分公司，青海 西寧 810000)

大容量機組主蒸汽流量的測量大部分采用弗留格爾公式，即通過汽輪機調節級壓力加溫度修正間接換算法來得到主蒸汽流量，當調節級溫度測量不準確時，利用不同級段參數分別計算主蒸汽流量。通過應用探討分析，利用其它級段參數計算的主蒸汽流量與調節級參數計算出的主蒸汽流量接近，可以用于在調節級參數發生異常時取代其進行計算，或者是當計算得到的主蒸汽流量差別較大時,可以判斷機組通流部分發生變化。

汽輪機組；弗留格爾公式；主蒸汽流量

火電廠屬于高能耗企業，對機組的經濟指標進行在線監測尤為重要，其中熱耗率是機組的經濟性指標之一。對于小型汽輪機組，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、準確，但會造成節流損失。目前大型汽輪機組主蒸汽流量大，運行參數高，該節流損失已經不容忽視。因而，現今大容量機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]，即通過調節級后壓力加溫度修正的間接換算法來得到主蒸汽流量。但由于調節級溫度在缸體內，不能更換試驗測點，當溫度測點不準確后不能及時更換。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節級壓力和溫度計算主蒸汽流量。

1 弗留格爾公式

假設機組內有足夠多的級數，蒸汽流速為亞音速，且通流面積不變，級組前后參數與流量之間的關系可表達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0表示已知的標準工況參數，下標1表示級組前參數，下標2表示級組后參數。

在工況變化前后，調節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系式如下：

G=C×K×P

(3)

進一步簡化可得：

G=C×P修

(4)

式中：P修為經過溫度修正系數修正后的壓力，MPa。

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

2 應用探討

某電廠300 MW 1號機組主蒸汽流量是由調節級后壓力測量參數經過模塊化計算求得的，經過3年的運行試驗，電廠技術人員發現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不能滿足現在的要求，需要重新對主蒸汽流量模型進行修改。因而進行了6種工況的試驗，具體測量數據和計算如表1所示。

表1 試驗測量數據及計算

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9%，已不能滿足工程需要。根據弗留格爾公式，利用表1中各工況試驗主蒸汽流量與經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，利用調節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，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系統中的主蒸汽流量指示值已具有較高準確度，完全可以滿足電廠運行性能監視和管理工作需要。

3 結束語

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行對比，發現利用調節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，其中調節級壓力與主蒸汽流量關系是工程中常用的，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，就說明汽輪機通流部分發生變化，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

關勝濤(1984)，男，學士，工程師，從事大型發電企業運行工作。

2016-11-18)