摘要：目前, 随着国家提出的建设节约性社会以及电厂成本核算要求的不断加强, 无论是火电厂还是核电站, 都将节能工作当作一项极其重要的工作来抓。通过热力性能试验的方法，可以找到热力系统中最薄弱、对机组性能影响最大且有改进空间的环节方便进行节能工作，这种热力性能试验方法是电厂节能工作的一种切实有效的手段。编写完成汽轮机热力性能试验计算程序，提供一个汽轮机热力系统的构建平台，以满足不同机组、不同工况试验结果处理之需。汽轮机热力性能试验是在特定的热力循环系统中，用热工测量的方法获取汽轮机在规定运行工况下热力特性的一种工业试验。
关键词：汽轮机；性能试验；热力性能计算
在火力发电厂运行过程中，为摸清汽轮机本体及辅助系统的运行情况，需进行汽轮机热力性能试验，由于在制造的过程或是在运行和维护的过程中水平不是相同的，相同机组的热力性能是不同的，可以说是相差甚远。对于汽轮机组的一些热能的试验主要就火力的发电机组对其性能的一种评测手段。然而热力系统在运行的过程中存在着一定的复杂性和多样性，这一点就能够表明汽轮机的热力性能在试验的过程是相当的复杂，并且数据处理的过程也是很复杂的。
一、汽轮机本体的热力性能
热耗率是纯粹衡量汽轮机本体热力性能的指标, 通过全面性热力试验可以得到。我们从他的计算方法可以知道, 热耗率的计算需要进行一类系统修正, 即根据系统质量和能量平衡通过迭代计算将试验系统修正到设计条件, 主要包括: 给水流量等于试验时主蒸汽流量: 各储水容器水位变化为零: 各抽汽管道压损及加热器进、出口端差取设计值、给水泵焓升取设计值等。然后还要进行二类参数修正, 对于试验时汽轮机运行参数偏离设计值的情况, 进行参数修正。参数修正根据修正曲线进行, 修正项目包括: 主汽压力、主汽温度、再热器压损、再热汽温、排汽压力等。经过以上两类修正, 可知热耗率就是额定工况下纯粹衡量汽轮机经济性指标。
二、汽轮机热力性能考核试验常见问题
1、缸效率低于设计值。大量汽轮机热力性能考核试验数据显示，汽轮机高中压缸效率与设计值相比偏低的情况普遍存在。汽轮机动静部分间隙偏大，如隔板与转子间隙、页顶汽封间隙等，间隙过大导致蒸汽短路，形成所谓的“窜汽”现象，造成做功蒸汽减少，同时引起蒸汽流动混乱，从而造成缸效率降低。存在蒸汽泄漏，如主汽进汽口漏汽进入内外缸夹层、高压调节级蒸汽通过高中压缸汽封漏入中压缸等，均会增加做功蒸汽损失，导致缸效率实际降低，同时，高压调节级蒸汽通过高中压缸汽封漏入中压缸还会导致中压缸效率试验值偏高，降低试验数据的可参考性。存在通流部分缺陷，如高压缸喷嘴磨损严重、部分级叶片损毁等，会增加蒸汽摩擦损失，从而导致蒸汽流动紊乱，引起效率降低。
2、加热器端差增大。加热器端差分为上端差和下端差，上端差为加热器进汽压力饱和温度与加热器水侧出口水温的差值，下端差也称为疏水端差，是加热器疏水温度与加热器水侧入口水温的差值。加热器端差偏于设计值，一般是大于设计值，说明加热器换热效率降低，增加了热交换的不可逆性，产生了额外的冷源损失，降低了装置的热经济性。通常，无过热蒸汽冷却段时，上端差为3～6 ℃；有冷却段时，上端差为-1～2℃，一般加热器下端差为5～10℃。根据加热器结构及换热原理，造成加热器上下端差增大的原因主要有几个方面。
1）由于污垢或者其他原因，造成换热器水侧堵管，或者造成换热管汽侧和水侧表面污垢沉积，两种现象均会造成换热器实际换热器面积减少，引起换热器上下端差增加，导致上一级加热器抽汽增加，造成蒸汽做功损失。
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2）由于运行时间长，加热器水室隔板常由于腐蚀、脱焊等原因，造成给水在进水口和出水口之间形成短路。同时由于给水压力较大，运行时间的积累，隔板短路现象会逐渐加剧，高加出口温度便会缓慢下降，进而导致加热器端差增大。
3）在运行过程中，加热器水位过低，会导致疏水冷却段水封缺失，会在蒸汽凝结段和疏水冷却段之间形成蒸汽断路，造成疏水带汽，使疏水温度提高，从而导致疏水端差增大。加热器长时间低水位或者无水位运行，还可能造成疏水冷却段的汽侧挡板损坏，进一步加剧疏水带汽及疏水端差增大。
3、轴封漏汽量大。在汽轮机组启停或者检修过程中，会造成汽轮机轴端与汽封碰撞，引起汽封间隙过大而导致轴封漏汽量增加。其中，高中压过桥汽封由于运行条件恶劣，常会出现漏汽量增加现象，具体表现为中压缸计算效率高于设计效率，这主是由于计算中压缸效率时使用的再热蒸汽温度测点在漏汽混合点之前，再热蒸汽温度虚高造成的。轴封漏汽量大的情况下，为满足低压缸轴端汽封温度要求，需提高轴封调节器喷水量，同时会增加轴封漏汽至凝汽器溢流，从而导致冷源损失增加。另外，轴封漏汽量增加，会提高汽轮机油系统带水的风险，为安全运行埋下隐患。
三、汽轮机组的热力性能试验和检测
一般在表示汽轮机组的热力性能时都会用热耗率和热功效来表示。热耗率和功效所表示的东西是不一样的，为了能够使汽轮机组更好地进行工作，在装置的安装上都会采用输出功率来计算，计算时需要列举出大量的公式来满足大量的数据，但是从效能上讲，它的主要目的还是为了更好地计算出有关热力性能的数据。有测试就会用到一些辅助性的工具或器械，在这里的测量中最常用的就是流量仪表，根据多次的试验，流量仪表的工作效能还是不错了，它能够检测出更精确的问题，所以在进行汽轮机组的热能性检测时都会使用流量仪表。在进行检测的过程中，汽缸、排气压力和中压缸的排气数据都要详细精准的记录，有时它们的一些偏差都会造成流通效率的数据变化。汽轮背压是为了能够精确的测量出一些大能量的消耗数据，在测试中，水温是需要特别重要的地方，很多时候大型的机组都会利用水温测量，通过多种方法的测量和比较就能够最大限度地减少数据之间存在的误差。一般在测量的过程中，都会在汽轮机的内部抽取一部分蒸汽，这样做的目的是为了增加热效能的循环率，所以会将抽出的部分热蒸汽送往加热器的内部。在输送的过程中，低压加热器的作用就是加强它的低压水承受能力。送完蒸汽就要把它送到锅炉，这时工人往往会采用高压的加热器，它的工作原理就是利用凝结水进行升压，然后从水泵的水管中用喷水的方式把它送到锅炉中。在加热高压的过程中，需要把抽取来的热蒸汽输相互输送，主要就是从压力高的加热器中抽取，然后送到压力低的加热器中，使用过后就会把这些废蒸汽传输到氧气中，最后会被传输到凝器中。
在发展试验技术中，需要采用高精度、自动化的方法和技术，检测时使用的仪器也要不断的提高，在测量的过程中要把新研发的技术和物理效应运用到试验中。经过长期的试验可以发现，只要能够合理地选择机型、安装机器和围护机器就能够不断地提高运用仪表的技术，并且这种技术还会越来越精确，越来越成熟。对于汽轮机的不断测试和研发，其实就是在提高我国能源的利用率，在这之前国家的方法和技术都不到位，大量的煤炭使用使环境遭受了严重污染，而汽轮机热力性能试验的一次次研发，都会对我国能源的利用和技术的完善有着重要的推动作用。
参考文献：
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论文作者:高睿鸿
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
标签：汽轮机论文; 加热器论文; 热力论文; 疏水论文; 蒸汽论文; 性能论文; 机组论文; 《电力设备》2019年第4期论文;