某电站汽轮机性能试验热力计算研究

范帅+谭智华

摘要 测取汽轮发电机组的有关热力参数，计算机组的热耗率、汽耗率和高中压缸内效率，评价机组的运行状况以掌握机组大修后各项经济指标和设备运行特性，为机组的经济运行提供依据。

关键词 汽轮发电机；热力计算；性能指标

中图分类号TK2 文献标识码A 文章编号2095—6363（2017）03—0049—02

1设备概述

汽轮发电机组是由哈尔滨汽轮机厂生产的N30016.7/537/537型亚临界、一次中间再热、双缸双排汽、高中压合缸、单轴凝汽式汽轮机组，回热系统有3台高加、1台除氧器及4台低加，汽轮机驱动给水泵。

2技术标准和规程规范

1）技术标准：采用GB/T 8117.2-2008/IEC609532：1990《汽轮机热力性能验收试验规程第2部分：方法B各种类型和容量的汽轮机宽准确度试验》标准。

2）水和水蒸汽性质表：采用国际公式化委员会1997年工业用IAPWS水和水蒸汽状态方程。

3试验结果及数据分析

3.1试验数据处理

选取数据采集系统记录的每一工况相对稳定的一段连续记录（一般为1h）进行平均值计算作为原始数据，此平均值经过仪表校验值，零位、高差、大气压力等修正后进行性能计算。对同一参数多重测点（左、右或前、后）测量时，取其算术平均值。

3.2流量计算

试验按照GB/T 8117.2-2008的要求采用凝结水进除氧器的流量作为试验的基准流量，给水流量则通过对1、2、3号高加及除氧器的热平衡和流量平衡计算求得，再计入过热器减温水流量和不明漏量，按此求得主蒸汽流量和再热蒸汽流量。高压轴封漏汽、中压轴封漏汽、高压门杆漏汽流量根据制造厂家提供热力计算书折算得出。各储水容器水位变化量根据容器尺寸，记录时间和介质压力及温度将其换算成当量流量。

3.3试验热力性能计算

热耗率计算公式如下：

HRt为试验热耗率kJ/（kW.h）；Gms为主蒸汽流量t/h；Hms为主蒸汽焓kJ/kg；Grs为再热蒸汽流量t/h；Hrs为再热蒸汽焓kJ/kg；Gfw為最终给水流量t/h；Hfw为最终给水焓kJ/kg；Ggp为高压缸排汽流量t/h；Hgp为高压缸排汽焓kJ/k；Grhs为再热器减温水流量t/h；Hrhs为再热器减温水焓kJ/kg；Gmhs为过热器减温水流量t/h；Hmhs为过热器减温水焓kJ/kg；W为发电机有功功率MW。

缸效率计算公式如下：

式中：叩为高、中压缸效率%；日。为高、中压缸进汽焓kJ/kg；H_c为高、中压缸排kJ/kg；H_ct为高、中压缸排汽等熵焓kJ/kg。

3.4试验结果的修正

按照GB/T 8117.2-2008的要求，对额定负荷试验工况计算结果进行参数修正。参数修正主要包括以下各项的修正：

1）主蒸汽压力；2）主蒸汽温度；3）再热蒸汽温度；4）再热器压损；5）排汽压力。

3.5热力性能试验计算结果及分析

1）额定工况试验热力性能计算结果与设计值的比较见表1。

2）高、中压缸内效率。机组设计高压缸内效率为88.22%，中压缸内效率为91.64%，在这次试验中，机组高压缸内效率为76.127%，比设计值低12.093%，中压缸内效率为95.244%，比设计值高3.604%。机组中压缸内效率偏高是由于高中压缸之间的漏流量过大引起的。高压缸内效率过低和高中压缸之间的漏流导致机组热耗率上升，对机组经济性不利。

3）机组流量。本次试验以凝结水进除氧器流量作为基准流量进行测量，通过除氧器热平衡、高压加热器组热平衡和除氧器、凝汽器当量流量的计算得到主蒸汽流量、再热汽流量、主给水流量等。

3.6结论

1）#2汽轮机组在270MW负荷工况下的试验热耗率为8828.727kJ/kW·h，修正热耗率为8723.899kJ/kW·h，设计额定工况下的热耗率为7954.9kJ/kW·h，修正热耗比设计热耗率高出768.999kJ/kW·h。

2）#2汽轮机组270MW负荷工况下的高压缸内效率为76.127%，比设计值低12.093%，中压缸内效率为95.244%，比设计值高3.604%。

3）机组热耗比设计值高，其主要原因如下：机组高压缸内效率比设计值低12.093%以及高、中压缸之间的轴封漏流量过大，是机组热耗偏高的主要原因；轴封间隙调整不合理，轴封漏流量过大，部分蒸汽没有经过汽轮机作功就从轴封漏入凝汽器，不仅增加了机组热耗率，而且加大了凝汽器热负荷，对机组真空也存在一定影响。无论从安全性还是从经济性看，都对机组不利。

4）机组排汽压力比设计值偏高0.744kPa，使热耗上升，对机组经济性不利。

3.7建议

为改善机组运行经济性，建议电厂从如下方面加以改进：1）机组高压缸内效率过低，各段抽汽超温也说明机组本体有了严重缺陷。建议电厂在大、小修的时候检查高、中压缸本体是否存在结垢、变形、动静叶间隙是否合理，并与制造厂联系，对机组高、中压缸进行改造；2）高加疏水端差、出水端差都比设计值高，说明高加换热效率下降，建议电厂检查高加是否存在结垢等现象，提高高加换热效率；3）提高真空，降低机组背压，尽量使背压达到设计值；4）轴封漏流超标，建议电厂在大、小修的时候减小轴封间隙，降低轴封漏流；5）在停机的时候对#6低加正常疏水管道进行检查，解决疏水不畅的问题。