（大唐东北电力试验研究所有限公司）
摘要：本文主要对汽轮机热力性能测试有关的基本知识进行了简要介绍，通过对考核试验与常规试验的区别进行分析，概括了热力性能在试验中出现的困难以及会出现的其他影响因素。本文以某国产机组为例，阐述了热力性能考核试验的方法以及试验过程以及试验要求并对试验结果进行说明。
关键词：汽轮机；热力性能；试验；常见问题
前言：随着时代的发展，社会的进步，在火力发电厂机轮组的运行中人们越来越重视其带来的经济效益。在火力发电厂运行过程中，为了研究汽轮机本体及各系统的运作情况，对300MW等级机进行性能试验，以达到了解机组效率、热耗率、出力、缸效率等数值，以达到提高经济效益的目的。
一、对汽轮机热力性能的试验
如今我国燃煤厂进行汽轮机性能测试主要可分为按照ASME PTC6或者GB/T8117.1为标准的汽轮机热力性能考核测验和按照GB/T8117.2为标准进行的汽轮机常规热力性能测验，标准适用范围不同，如下所示：
汽轮机热力性能考核试验的适用于新机组投产、重大技术改造或者其他考核目的的试验，以及适用重点更加侧重于数据考核。汽轮机热力性能考核试验的参照标准为ASME PTC6或者GB/T8117.1，一般试验采用ASME PTC6较多。其不确定度要求为ASME标准不确定度≤0.25％，对机器仪精确度要求较高。而GB/T8117.1则要求不确定度≤0.3％。汽轮机热力性能考核试验的基准为阀点基准，测点要求多，对系统隔离要求为严密性要高，不明泄露量≤满负荷时主气流量的1％；内部隔离项目多，对试验参数稳定性要求也很高，数据修正方法一般采用一类修正和二类修正，采用的主要流量测量元件为低β值喉部取压喷嘴，不采用现场流量原件测量。
汽轮机常规热力性能试验一般用于汽轮机常规热力性能试验，侧重点在于提供参考数据，参考标准为GB/T8117.2，其不确定度要求为≤1.2％。试验基准一般采用规定负荷基准，试验测点要求少，对系统隔离的严密性和试验参数稳定性要求低，数据修正方法为二类修正，主要测量元件可采用尖锐边缘孔板，管壁取压喷嘴，喉部取压喷嘴测量，一般在试验时采用现场流量原件测量[1]。
二、热力机性能考核试验中的常见问题
（一）缸效率低于设计值
通过试验可以看出，汽轮机高中压缸效率与设计值差异较大，通常比设计值偏低。除不能处于经济工况外，汽轮机动静部分间隙较大，存在蒸汽泄漏问题，除此之外存在流通部分缺陷也是引发汽轮机高中压缸效率偏低的原因。其中汽轮机动静部分间隙偏大会导致蒸汽减少，从而引发蒸汽流动混乱导致效率降低。而蒸汽泄漏则会让中压缸效率结果偏高，让实验结果失去参考性。流通部分的缺陷主要在于高压缸喷嘴磨损严重、叶片损毁等，容易增加蒸汽摩擦损失，导致效率降低。
（二）加热器端差增大
加热器端差主要为上端差以及下端差，上端差是加热器进行汽压力下的饱和温度与加热器侧出水口温度的差异数值。加热器端差与设计值有差异的情况下加热端差一半都大于设计值，这样会增加不必要的冷源损失，降低了经济效率。
现今我国火力发电机组加热器多为卧室内置三段式：过热蒸汽冷却段、蒸汽凝结段、疏水冷却段。根据加热器构造及原理，造成差异的原因主要如下：污垢堵塞；运行时间过长；加热器汽侧折流板缺少损坏；在检修停用过程中造成的空气残留；运行过程中水位降低。
（三）主流测量准确率降低
通过试验数据可以看出，机组在经过一段时间的运行，其给水流量、凝结水流量等都会产生数值偏差。试验表明造成此类情况的主要原因在于节流元件在不理想的环境下持续运行导致机组磨损变形，造成节流件差压值变化，引发数值过高[2]。
（四）部分级段抽汽温异常平偏高
在试验过程中有时会出现温度较高的状况，高温蒸汽向夹层内泄漏，例如汽缸间隙过大、高压主汽进汽管与汽缸间隙过大、汽缸中分面间隙过大、调节级蒸汽向汽封泄漏、高压内缸疏水管破裂，这些因素会导致与之直接连接的抽汽温度升高，这种个情况在一抽温度偏高时会经常遇见。抽汽对应级段之前流通部分窜汽严重主要原因在于隔板间隙大、叶顶汽封破损、叶片损坏等引起，引发蒸汽在疏通过程中出现短路，使抽汽温度升高，遇到这种情况，一般下一级抽汽温度也会提高。
（五）轴封漏汽量大
在汽轮机停止运行或者维修的阶段，往往会形成汽轮机轴端和汽封碰撞，从而引发汽封间隙过大导致轴封漏汽量增加。值得注意的是高中压过桥汽封由于条件不稳定，有时会出现漏汽量增加。其表现为中压缸效率时使用的再热蒸汽温度测点在漏汽混合点前，是因为再热蒸汽温度较高造成。轴封漏汽量增大的话会增加汽轮机油系统带水风险，不利于安全运行。
三、某国产300MW机组性能考核试验
（一）试验简介
300MW亚临界机组，形式是单轴、双杠、双排气、一次中间再热凝汽式汽轮机，额定进汽压为16.67MPa，额定主汽压温度是538℃，额定进气量为913.147t/h，设计工况下净热耗率是7904.5kJ/kW.h，回热级数为“三高、四低、一除氧”。为了找到机组经济状况的真实水平，进行了机组热力性能考核试验。采用的试验标准为ASME PTC6-2004，热耗率考核工况为5VWO基准，其他工况采用的是定负荷基准。
（二）试验仪表及测量方法
用发电机有功率用0.02级288520功率变送器测量电功率，流量测量、主凝结水流量则采用经过校检的ASME PTC6喉部取压长颈式喷嘴测量主凝结的水流量。流量测量旁安装于5号低加出口到除氧器入口间的管道上，流量差压可以精确到0.1级。主要压力可以用0.1级压力变送器检测，主要温度可以用工业I级E型热电偶测量。
（三）试验机组系统隔离
单元制是运行机组的方式，把机组隔离进行排污、疏水和放汽等。在这个基础上要特别检查系统的隔离。可以采用机组单元制运行方式，关闭对外汽水门；生活供暖用汽和仪表伴热用汽或用水进行停止。高、低压加热器旁路门、危急疏水门要保证严密无泄漏。凝结水再循环门、除氧器再循环门要进行关闭。在试验期锅炉不进行任何运作，回热系统应按照设计要求，各加热器疏水按照等级回流，并且保持加热器水位。还应关闭一切应关闭的疏水，重点检查锅炉和排污管道。试验期应暂停向系统内补水，关闭补水的电动门以及手动门。试验期间也应暂停向锅炉供暖，隔离化学取样水管路，将除氧器水位调节为手动控制，关闭各级抽汽间联络门及除氧器排氧门。
（四）试验工况及数据
5号机组热力性能考核试验以5VWO工况为基准，测得机组高中低压缸效率分别是82.23%，89.63%、84.77%，试验热耗率为8062.88KJ/kWh，一类修正后热耗为8012.44kJ/kW.h二类修正后热耗率为8053.16kJ/kW.h，二类修正后电功率为305070.26kW，修正后电功率为305070.26kW，修正后主汽流量为965.44t/h[3]。
（五）试验结果分析
将机组主要设计参数与试验值列举，如下表一所示。
由此表可以看出，机组主要经济技术指标均低于设计值，其中高、中、低压缸效率分别比设计值偏低2.59%、2.29%和3.39%，对于该型机组分别影响热耗39.1 kJ/kW.h、28.4 kJ/kW.h和118.7 kJ/kW.h。各加热器端差基本正常，只有 2号和3号高加上端差高于设计值，3号高加下偏离设计值，利用等效热降法计算对经济性影响较小。
从以上分析可以看出，本台机组热耗偏离设计值的最大影响因素为各缸效率偏低，建议机组通过大修检查叶片积盐结垢情况，检查汽封间隙情况；另外建议在运行过程中调整加热器水位，保证加热器端差在合理的范围内。
结语：
此次试验阐述了热力性能考核试验和常规试验的关联以及区别，对两种试验分别进行了介绍，分析结果表明国内在进行常规热力性能试验时一般采用CB/T811.2标准，在进行热力性能考核试验时一般采用ASME PTC6标准，通过对国产某机组的试验数据分析，对热力性能考核试验中出现的常见问题进行分析。
参考文献：
[1]郝玉振,郑威,王学栋等汽轮机热力性能试验常见问题分析[J].山东电力技术，2013,05(05):63-67.
[2]郭江龙,姚力强,王兴国等.汽轮机组常规热力性能试验的研究[J].河北电力技术，2010，03(01):4-6+15.
[3]华敏,李平.汽轮机热力性能试验测量不确定度的分析研究[J].浙江电力,2015,(11):20-23+88.
作者简介：康剑南（1986-），男，黑龙江省庆安人，职称：工程师，从事汽轮机设计、热力性能试验及热经济性分析方面工作
论文作者:康剑南
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/13
标签：汽轮机论文; 热力论文; 机组论文; 性能论文; 加热器论文; 疏水论文; 蒸汽论文; 《电力设备》2017年第29期论文;