某電站汽輪機性能試驗熱力計算研究

范帥+譚智華

摘要 測取汽輪發電機組的有關熱力參數，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濟指標和設備運行特性，為機組的經濟運行提供依據。

關鍵詞 汽輪發電機；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

汽輪發電機組是由哈爾濱汽輪機廠生產的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技術標準和規程規范

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年工業用IAPWS水和水蒸汽狀態方程。

3試驗結果及數據分析

3.1試驗數據處理

選取數據采集系統記錄的每一工況相對穩定的一段連續記錄（一般為1h）進行平均值計算作為原始數據，此平均值經過儀表校驗值，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修正。參數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，對機組經濟性不利。

3.7建議

為改善機組運行經濟性，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。