燃气轮机热力性能试验

燃气轮机热力性能试验

国家标准 GB/T28686一2012 燃气轮机热力性能试验 Gasturhinesthermodynamieperformaneetests 2012-09-03发布 2013-01-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T28686一2012 目 次 前言 范围 规范性引用文件 术语和定义及符号 术语和定义 3.l 符号 3 .2 3.3下标 指导原则 4.1 试验大纲 4.2试验准备 4.3试验实施 4.4试验记录 4.5试验的有效性 1 4.6不确定度 仪表和测量方法 5.1总体要求 13 . 压力测量 5.3温度测量 1 5.！流量测量 15 5.5气体燃料测量 15 6 17 液体燃料测量 5 5.了电功率渊量 18 瓦. 转速测量 20 .9 5D 用热力学计算法确定功率 20 . 20 .10湿度测量 ,.11热损失 26 5. 12 燃气轮机控制参数 20 试验结果的计算 21 6.1电功率计算 21 22 6.2电功率换算为机械功率 耗热量、热效率及热耗率 2 6.3 试验结果的修正 基本性能公式 25 试验不确定度 29 7.1概述 29 30 7. 2 不确定度计算 附录A资料性附录计算示例 4C 51 * 参考文献
GB/T28686一2012 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由机械工业联合会提出 本标准由全国燃气轮机标准化技术委员会(SAC/TC259)归口 本标准起草单位:南京燃气轮机研究所、上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂、,东方汽轮机有 限公司、哈尔滨汽轮机厂有限责任公司、沈阳发动机设计研究所、航空工业新能源投资有限公司 本标准主要起草人:娄马宝、崔耀欣、赵世全、吴爱中欧永钢、陆培坚
GB/T28686一2012 燃气轮机热力性能试验 范围 本标准规定了燃气轮机发电装置的功率、热耗率(热效率)等主要性能参数的试验方法 其目的是 确定燃气轮机在试验条件下的热力性能及试验结果的修正 本标准适用于燃用气体或液态燃料(或在进人燃气轮机之前固态燃料转化成气体或液体燃料)的燃 气轮机试验 包括带排放控制和/或功率增大设备(如流体注人和进气处理)的燃气轮机试验 它可适 用于联合循环装置中的或带其他热量回收系统的燃气轮机 本标准不适用于正在研制中的燃气轮机 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 石油产品热值测定法 GB/T384一1981 (GB/T2624.1一2006用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第1部分;一般 原理和要求 用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第2部分;孔板 GB/T2624.22006 GB/T2624.3一2006用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第3部分;喷嘴 和文丘里喷嘴 G;B/T2624.4一2006用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第4部分:文丘 里管 GB/T14100-2009燃气轮机验收试验 GB/T15135一2002燃气轮机词汇 GB/T18345.12001燃气轮机烟气排放第1部分;测量与评估 燃气轮机烟气排放第2部分排放的自动监测 GB/T18345.22001 术语和定义及符号 3.1术语和定义 GB/T14100.,GB/T15135界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1.1 绝对性能absoluteperformaee 燃气轮机发电装置在特定条件下的性能(功率、热耗率、排气温度、排气流量/能量). 3.1.2 辅助用电asilarypower 燃气轮机发电装置需要的或由试验边界定义的其他场所需用的耗电功率
GB/T28686一2012 3.1.3 比较性能comparativeperformance 燃气轮机发电装置以差值或差率表达的性能参数变化 3.1.4 控制温度controlt temperature 由制造商确定的一定运行条件下用于控制燃气轮机的温度或温度曲线 该温度与燃气轮机排气温 度可能一致也可能不相一致 控制温度是试验边界的基本条件之一,与实际测量位置无关 3.1.5 oretedperfton 修正性能 "mance 按规定的参考条件进行修正的性能参数 3.1.6 emissions 烟气排放eshaust gas 试验运行条件下从燃气轮机排出的物质 3.1.7 排气能量exhaust energy gas 在试验边界定义的范围内,从燃气轮机排出的工质的能量 3.1.8 排气流量ehauwst识tsnow 在试验边界定义的范围内,从燃气轮机排出的工质的流量 3.1.9 排气温度exhausttemperature 在试验边界定义的范围内,从燃气轮机排出的工质的温度,它是用质量加权的平均温度 3.1.10 热耗率heatrate 在试验边界定义的范围内,测得的单位时间内输人的燃料能量与燃气轮机所产生功的比值 该值 -般应注明是按燃料的净比能或总比能 3.1.11 抽气extractionair 从试验边界内引出的专用空气 3.1.12 气体燃料gaseousfuel 含有或不含有惰性气体的各种可燃物的混合体 其中每一种成分在使用条件下均呈过热或饱和汽 化状态 3.1.13 热损失heatloss 排到试验边界出口外的能量 3.1.14 fuid 注入流体injeetionl 除气体燃料和液体燃料以外,进人试验边界内的气体或液体 3.1.15 进气处理inletairtreatment 在燃气轮机的压气机部件前,使用设备对进口空气进行冷却或加热 试验边界必须明确说明该设 备是在该试验范围内还是试验范围外
GB/T28686一2012 3.1.16 液体燃料liquidfuel 含有或不含有惰性成分的各种可燃物的混合体 几乎全由在使用条件下均呈液态的成分所组成 3.1.17 热效率thermalefrieiency 单位时间内燃气轮机所产生的功与所消耗的燃料能量的比率 热效率可按净比能或总比能来 表示 3.1.18 参数parameter 由单一仪表在某一位置直接测量的物理量值,或该同一物理量值若干次测量的平均值 3.1.19 功率输出 poweroutput 在试验边界上直接测到的电气或机械的单位时间输出功 3.1.20 规定参考条件speeifiedreferenceconditions 试验结果要按照它进行修正的所有条件值 3.1.21 试验tes 运行条件可能变化的一组试运行工作 3.1.22 试验边界testboundary 试验范围定义的、必须测定试验范围内的质量流和能量流的热力学控制空间 根据不同的试验要 求,可以使用不同的边界 试验边界的定义图是帮助理解该试验范围和测量要求的极为重要的直观 工具 3.1.23 试验读数testreading 所需的所有试验仪表的单次记录值 3.1.24 试验运行testrun 在保持工况恒定或接近恒定的运行条件下,在规定时间内采集数据组 3.1.25 试验不确定度testuneertainty 与修正试验结果有关的不确定度 3.1.26 测量不确定度measurementuncertainty 与过程参数或变量测量有关的估计的不确定度 对测量结果质量的定量表征 表征合理赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数 3.1.27 不确定度uncertainty 含有95%置信水平真值的测量或结果区间
GB/T28686一2012 3.1.28 偏差 tolerance 偏离合同性能指标的商业允差 3.1.29 imeasurablevariable 不可测变量 无法直接测量,但可从其他测量参数进行计算的量 3.2符号 本文件中使用符号的说明(见表1) 符号定义 表1 号 称 单位(国际单位制 系统误差 燃烧比 ExcL.oss 励磁机功率 kW FC 励磁电流 FDA 干空气分 Fv 励磁电压 重力常数 只 kgm/s H 排气炫 k/k8 比熔 kJ/kg HHIV 燃料总比能 kJ/kg HIR 热耗率 k/kWh 电流 .HHV 燃料净比能 kJ/kg ME 摩尔分数 Mw 相对分子质量 kg/kgma P 压力 功率 kW,Mw 质量流量 kg/S 摩尔流量 kgml/h 功率因数 PF kw,Mw 能量流 标准偏差 U 不确定度 电压 W 湿度比 kg(水/kg(干空气 WF 重量分数 用于功率的乘法修正系数
GB/T28686一2012 表1(续 符 名 称 单位国际单位制 用于热耗率的乘法修正系数 用于功率的相加修正系数 4H 生成热 /mol 用于排气温度的乘法修正系数 用于排气能量的乘法修正系数 用于排气流量的乘法修正系数 用于不确定度计算的灵敏系数 3.3 下标 本文件中使用下标的说明见表2 表2下标定义 下标 名称 大气 atm 平均 aVg 计算 cale 修正 corr 排 exh 抽气 ext 组分 im 注人流体 燃料组分 非水排气组分 K 开氏温标 测量 meas 排气成分组分 sat 饱和 指导原则 4.1试验大纲 4.1.1试验计划 试验开始前,试验承担方应向委托方提供试验计划 试验计划应由委托方批准 试验计划的内容 至少应包括;试验目的、试验对象、试验边界的划分、试验的组织和人员职责、试验准备、试验步骤、试验 仪表的型式和校准要求,测量点布置、燃机性能保证值的参考条件、完成试验前的测量系统的不确定度
GB/T28686一2012 分析,试验状态及稳定性要求、燃料的采样、燃气轮机清洁度的检查、试验数据的采集和资料的保管、试 验最终报告的格式和内容 4.1.2试验准备 4.1.2.1仪表的校验 试验前应对使用仪表的精度、校准及永久或临时安装的仪表位置进行检查 试般中听他用的所有仪表都应符合第了都有美用于主要试脸测服仪表的婴求 所使用的仪表应由 有资质的计量检定部门出具检定合格报告,燃气轮机热力性能试验的实施时间应在仪表计量检定合格 报告的有效期内 4.1.2.2仪表的安装 对流量仪表建议使用差压式和涡轮流量计,流量测量设备应安装在水平管段 流量元件的安装应 在管道酸洗和(或)冲洗之后进行 试验仪表所需的接管和管段诸如压力接管,温度计套管,流量计管段和临时试验仪表的电气计量连 接应在装置设计阶段统一考虑 仅表的安装数量初位置应符合试脸大糊的爱求 所有临时安装的仪表都应能够方便接近.容易隔岗 使用仪表变压器时应有足够的线径以降低电压降;使用精确的三相功率表测量电功率时应提供中 性点电缆 净功率 燃料 注入 进气 抽气 排气 热输入 输出 流体 燃料 热损失 预热器 用电 空气过滤器 排放 空气处理 燃烧器 透平 压气机 负有 热平衡边界 硬件范围边界y 说明 参数、,? ,@用于功率和热耗率计算 参数D,,,,,@,用于排气流量,排气能量和排气温度计算 在进行任何计算时都不要求进行排放测量 进口温度测量位置需要各方商定 图1通用试验边界
GB/T28686一2012 4.1.3通用试验边界(图1通用试验边界 4.1.3.1两种典型的试验边界为: 测量边界范围内设备的性能(功率和热耗率或热效率)是使用硬件范围边界 a b热平衡边界用来计算排气质量流量和能量 该边界是包围燃气轮机装置的更为严密的一种 边界 典型的边界位置如图1所示 其中 4.1.3.2 空气温度测量必须在进气口(或压气机人口),具体由双方商定 a b实线箭头指示的是用于计算功率和热耗率和/或计算跨过试验边界的排气流量参数;排气能量 和排气温度及某些或全部质量流量、热力学条件和化学分析 虚线箭头指示的是不必确定用于计算试验结果的参数 4.1.4所需测量的量(见表3) 表3所需测量的量 能量和流体 功率和热耗 排气流量、能量和温度 进口空气 压力,温度,湿度 压力、温度、湿度 燃料 温度,流量、组分,压力 温度,流量,组分,压力 温度,流量,压力 温度,流量、压力 注人流体 排气 压力、温度 温度 功率 净功率输出、功率因数 总功率输出、功率因数 抽气 流量 温度,流量 热损失 流量、温度 注1:热损失:只有在进行排气流量或能量计算的试验时,才需要测量跨越试验边界的发电机、润滑油冷却器、透 平罩壳、转子空气冷却器等的热损失 可使用估算值代替实际测量 注2排放;排放测定不在本标准范围内,因而没有规定排放限值或测量的要求 但是,排放极限可能对试验结果 有影响,故该试验计划应将规定排放水平或限值作为对试验运行条件的要求 4.2试验准备 4.2.1在试验之前 按事先约定,及时通知试验各方,使其有必需的时间来作出响应,并准备人员,设备或文件 试验承 担方应及时提供更新的信息 4.2.2试验前的记录 试验前应记录;燃气轮机的型号、序列号和铭牌数据,测量仪表的序列号和型号及其计量检定 文件
GB/T28686一2012 4.2.3仪表不确定度的控制 用于数据采集的仪表应至少与试验前不确定度分析中规定的仪表同精度 该仪表可为永久性设置 仪表或临时试验用仪表 在试验之前应对所有仪表的校准进行充分检查,并必须提供这些记录和校准报告 试验后,对任何 -方观察到的记录不一致的仪表需进行重新校准或检定 4.2.4设备检查和清洁度 试验前,被试机组应处于可靠的运行状态,制造商的代表应按自己的判断,确定被试机组是否处于 可靠运行状态 被试机组应在新的,清洁的状态下进行试验,制造商的代表应按自己的判断,确定被试机组是否处 于新的、清洁的状态 如果制造商的代表依自己的判断,认为被试机组未处于新的清洁的状态,应采用相应的措施恢复 到新的、清洁的状态 必须指出,任何燃气轮机的性能都会随时间的增长而衰减,其程度取决于燃料,空气质量,水质、运 行调度方法以及燃气轮机操作和维修时的精心程度 建议试验各方应商定有关全新清洁机组的定义以 及相应性能修正曲线的应用方法 4.2.5初步运行和调整 在开始试验之前,燃气轮机应运行足够长的时间,以验证燃气轮机的运行可靠性和稳定性,而且控 制变量在表4中所示偏差范围内 在这个阶段,应对仪表进行检查 4.2.6预试验 在开始总体性能试验之前应进行充分的预试验,并留有时间对初步试验结果进行计算,以审核实测 数据的数量和质量,揭示存在的问题 最终进行调整并修改试验要求和/或试验设备 4.3试验实施 4.3.1规定的参考条件 这些条件是确定保证值的依据,它们是功率和热耗率的修正基础 应尽一切努力尽可能接近规定 的参考条件来进行该试验,以减少修正偏差 4.3.2开始和停止试验和试运行 4.3.2.1 开始条件 试验协调员负责确保在约定的试验开始时收集所有数据,并确保通知试验各方开始的时间 在开始性能试验之前,必须满足下列条件 a)最大允许偏差 使用的燃料,设备运行状态和运行参数满足4.3.5的要求 b)稳定性 在开始试验之前,应使燃气轮机运行到稳定状态 在连续监测时,稳定状态的读数在 制造商确定的最大许可变动范围内 数据收集 数据采集系统开始工作,试验人员就位可收集样本或记录数据
GB/T28686一2012 4.3.2.2停止条件 试验协调员核实在4.3.3中规定的试验过程中的运行模式和全部试验运行要求(4.3.4)已得到满 足,试验协调员可以要求停止试验 如果这些试验要求未完成,试验协调员可延长或终止该试验 4.3.3预)试验之前和试验过程中的运行 4.3.3.1通则 在试验和校验运行中,所有设备都应该在规定条件下,正常稳定的运行 在试验边界内设备的间断 运行应得到试验各方的同意 4.3.3.2运行模式 燃气轮机应以符合设计依据或保证值的方式运行,并且允许试验运行条件修正至规定的参考条件 燃气轮机运行模式应在符合开始试验前提供的修正曲线的范围内 4.3.3.3辅助设备运行 在规定的参考条件下,燃气轮机运行所需的辅助设备都必须运行,并统计其用电负荷 辅助设备间 歇负荷也应同样计人功率消耗 例如:加热器和伴热是间歇负荷 4.3.3.4进气处理(蒸发冷却器,冷却器、雾化器,加热器 由于进气处理设备有效性是变化的,导致了试验的不确定度增加,建议燃气轮机试验要在这些设备 不投运的情况下进行 对性能结果用不投运进气处理设备的适当的设计修正曲线进行调整 如果规定 进气处理设备运行作为性能试验范围的一部分,则该燃气轮机可在进气处理设备投运的情况下进行试 验,使用适当的修正曲线调整性能结果 因为加水或排水(排污)的热熔差很小,所以在用冷却器试验时 不需要修正 4.3.3.5试验前和试验过程中的调整 在开始实际试验运行之前,允许进行调整,达到4.3.2.1的规定 一旦开始试运行,则不允许进行 调整,除非试验各方同意 4.3.4试验运行持续时间和读数频率 要求的稳定运行状态建立后进行读数 每个试验点由4组测量数据组成,每组测量数据间隔 10 min,共计30min 机组稳定运行状态表现为在测取数据前,透平叶轮间温度的变化15min内小于3C(5下 经验表明,燃气轮机试脸点测试时间如超过3min,进气温度一般会发生变化;由此引起运行工况 的变化,进而使试验精度受到影响 4.3.5运行条件下最大允许变化 数据样本的计算标准偏差不得超过表4中所给值 如果任何试验运行过程中的运行条件超出表4 中规定的极限,则应废弃该试验运行的结果
GB/T28686一2012 运行条件下最大允许测量标准偏差 变 量 相对标准偏差 功率输出电气 1.3% 扭矩 1.3% 大气压 0.33% 空气进气温度 0.7C" 0.65% 气体燃料供给燃气轮机时的压力 1.3% 燃料流量 排气绝对压力 0.33% 转速 0.65% 总体标准偏差; 此处是测量偏差 4.4试验记录 4.4.1试验读数 在可行的情况下,应利用数据采集系统来记录试验读数 全套完整的未经修改的数据采集表和记 录图表、电子文件或其传真在试验结束时应成为试验各方的资料 数据应包括日期和时间 它们应是 未采用任何修正的实际读数 日志,图表和所有记录图表构成完整的记录 4.4.2直接读数 在试验过程中,以相同的时间间隔人工记录的仪表读数 4.4.3检定的数据 对于特别重要的数据建议由第二观测员进行确认 4.4.4试验日志 对试验中发生的任何事件都应记录在试验日志上 同时记录的应有:事件发生的时间,观测员的姓 名 对试验中任一设备的任何调整应予专门记录,不论是在任何时间发生,各次调整的原因都应在试验 记录上说明 4.4.5记录错误的改正 记录的读数出现错误时,应用墨水笔划掉不正确的数据,并用墨水笔在原不正确处的上方记录正确 的读数,在该试验记录的适当位置加以说明 应尽快对这些读数进行比较,并在试验结束前纠正错误 4.5试验的有效性 4.5.1结果的有效性 如果在进行试验的过程中或在对读数的后续分析或解释过程中,出现矛盾影响这些数据的有效性 则各方应努力达成协议来调整或消除矛盾 未能达成一致将认为该运行或试验无效 1o
GB/T28686一2012 4.5.2结果报告 在任何情况下,都应报告试验结果 试验结果应包括: 依据经过校验的仪表的试验读数进行计算得出的结果; a b修正试验条件与规定的参考条件的偏差 4.5.3 读数作废 在试验进行过程中或试验完成后,应审核这些试验数据,以确定在进行试验结果计算之前是否应舍 弃某些数据 如果发现这些结果存在严重矛盾,则该试验应完全无效 4.6不确定度 4.6.1目的 按标准试验采用不确定度分析有四个目的 a)表明试验规程符合本标准不确定度要求; b 在评估结果时,减少作出错误决定的风险; c 说明各次测量对总体不确定度的贡献 d提供改进试验质量的途径 4.6.2不确定度计算 本标准提供达到最低实际不确定度结果的试验规程 但是任何测量都是有误差的各次测量的不 确定度应由各方进行评估 已确定的和同意的所有不确定度值应包括在报告中(见第6章) 本标准规定了用于功率输出、热耗率试验的不确定度的计算方法(见第7章). 4.6.3试验前后的不确定度计算 在试验前应进行不确定度分析,以使该试验设计满足规范要求 使用表5的测量参数不确定度限 值和测试仪表的灵敏度来计算最大不确定度 它将成为该试验的不确定度的规定极限 应恰当的选择 仪表的型式和数量,使其不确定度小于或等于所需的试验不确定度 试验后应进行不确定度计算来证明试验的实际质量 如果试验后的分析显示,某些测量的不确定 度超过规定极限,但超过规定极限的测量不会导致总体试验不确定度大于表5中的规定极限,则该试验 应视为有效 一旦试验后的结果超出规范极限,将需要各方决定是接受还是拒绝该试验 仪表和测量方法 5.1总体要求 说明 5.1.1 本章对热力性能试验所用的测量仪表提出了相应要求,对数据的测量方法作了说明和规定 本章 中未涉及的其他仪器及测量方法如能满足本标准规定的最大许用不确定度要求的,也可以用于替代本 标准推荐的相应仪表及测量方法 本标准采用国家法定计量单位 5.1.2最大不确定度 本标准规定了每个试验测量值应满足的特定的不确定度极限,见表5 这些强制性不确定度极限代表各具体测量值的总不确定度(包括所有系统和随机效应) 在实际不 1l
GB/T28686一2012 确定度乘以相对灵敏系数以计算试验参数(功率、热耗、排气流量/能量或排气温度)的总不确定度之前， 应与每个测量的实际不确定度进行比较 如果符合表中所列的不确定度要求,从满足测量不确定度要 求的角度来说,此规范试验当属有效 表5允许最大测量不确定度 参数或变量 不确定度 参数或变量 不确定度 交流电功率(电压互感器、电流互感器和计 气体燃料热量输人 0.25% 量仪表的系统相对灵敏度) 节流系数(孔板流量计 0.4% 0.5% 质量流量(涡舵流量计) 辅助耗功 5% 直流电功率 0.5% 组分容积百分率 0.33% 扭矩 1.5% 燃油热量输人: 转速 质量流量 0.5% 0.1% 比能 0.4% 0.05% 时间 进口空气温度 0.6c 气体燃料温度(用于显热计算) 2.8C 大气压力 0.075% 心 燃油温度(用于显热计算 2.8 湿度:湿球温度或 相对湿度 2% 进口总压降 10% 抽出/注人流量(水,燕汽、氮气、转子冷却介质 2% 排气静压降 10% 抽出/注人温度 排气温度 2.8 5.6 仪表校准 5.1.3 校准的定义 5.1.3.1 被校准仪表及参考标准仪表在同一过程条件下,以参考标准仪表的输出读数为依据来调整被校准 仪表的输出读数 也可以用记录这两个仪表的读数差,并把此差值考虑进被校准仪表的读数内(用于难 以改变其输出数据的仪表) 5.1.3.2参考标准 凡参与试验测量的仪表均需经符合相应国家标准要求的参考标准仪表或公认的物理常数予以校 准 所有参考标准仪表也需按制造厂的规定按相应的国家标准予以校准 参考标准仪表的不确定度应至少小于所校准的试验仪表的不确定度的四分之一 如果用被校准仪 表获得的所有测量值均在本标准规定的强制性不确定度极限内,则允许参考标准具有较高的不确定度 灵敏度系数较低的仪表可以依据经过校准、符合本标准规定的强制性不确定度极限的其他仪表予以 校准 5.1.3.3校准期限 尽可能在接近试验日期之前对测量仪器进行校准,在确定为使校准漂移量保持最小的最佳校准时 间时,应以仪表制造厂的要求和指示作为依据 如果所记录的数据显示有可能出现仪表误差情况,则在 试验后应立即进行仪表校准 如用户具有可支持延长校准期的相应数据,即足以证明校准漂移量始终 处于参考标准仪表规定校准期的精度范围内,也可以按其他周期进行校准 12
GB/T28686一2012 5.1.3.4校准漂移量 校准修正时的校准漂移量用读数的百分率表示 当试验后的校准显示漂移量低于仪表基本误差 时,这种漂移量是允许的 试验前的校准可作为判定试验结果的依据 当校准漂移量和参考仪表精度 的平方和的平方根超过仪表所要求的仪表精度时,则是不可接受的 如果出现校准漂移量不合格,则须 由相关技术部门来判断校准是否正确 如仪表经校准后在运输安装后的试验前后进行单点检查,便可 查出是否出现漂移量 冗余配置的仪表应分析校准漂移量,以确定利用哪一个校准数据 如有疑问可 向仪表制造厂咨询 5.1.3.5数据采集和处理 试验时应具备数据采集系统及数据计算系统 来自仪表的讯号输人应予以存储,以便在试验后进 行数据修正时作新的校准修正 如需利用电站的测量和控制系统时,必须满足本标准的误差要求 5.2压力测量 5.2.1通则 压力测量应使用经过校准的液体压力计(U形管式、单管式等)、静重仪、弹簧管式压力计或其他弹 性类型压力计及压力传感器等 安装压力仪表时,应在仪表前的接人段配置一个隔离阀,可根据需要关 闭和开启压力仪表及进行放气 5.2.2变送器和传感器 对采用的每个仪表量程进行校准 对压力变送器应进行温度补偿或把试验期间测量部位的环境温 度和校准期间的温度进行对比来实现补偿,或确定测量精度的降低是否可以接受 变送器的安装方位 应与它们进行校准时一致 在变送器和记录仪之间最好采用数字信号,如需通过模拟信号转换,则其电 缆应有接地屏蔽,以释放来自附近电气设备的感应电流 因此,模拟信号电缆的安装应尽可能远离其他 电气设备 5.2.3液体压力计 可采用U形管式或单管式液体压力计来测量压力,其管子内径应在8mm以上,以防止出现毛细 管现象 5.2.4弹性压力计 压力大于1个大气压时,可使用弹性压力计测量压力 在测试前必须用静重仪对它们进行校准 在校准时的温度与试验时的平均温度之差不超过11C,弹性压力计量程内的读数误差应满足表5的 要求 大气压力 5.2.5 可采用绝对压力变送器或电子式测压仪或其他误差不超过33.33Pa的仪器测量大气压 气压表 应设置在室外稳定的环境中,其压力表安装位置(垂直)与校准时相同,并处于燃气轮机主轴中心线同一 标高(此标高应记录在试验报告内) 如采用当地气象站的测量值,则应进行高度修正 5.2.6压气机进口总压 当无进气管道、消声器、进气过滤器时,压气机进口压力即为压气机进口处的大气压,亦即进口处之 13
GB/T28686一2012 总压,即为压力表静压和动压的代数和,即 P总=(空气密度流速?/2g十静压值 式中的为重力加速度 动压是用测量静压所在截面的平均流速来计算,平均流速是根据该截面 的面积和相应的流量计算出的 也可以直接进行总压测量,但需考虑总压的分布情况,以便提高总压平 均值的精度,即用皮托管在多个等面积中心处读取,但由于具体布置所限,很难采集到进口处的总压 读数 5.2.7流道中的静压 按相应的压力测量要求进行测量 流道中的静压测点部位的流速在20m/s以下时,可取一个静压 测点;流速在20m/s以上时,在垂直于流线的截面上对称地取4个测点,将其算术平均值作为静压 应 当与用液体压力计来测量此种静压 静压测孔应与流道壁面垂直,内侧孔口边缘不得倒角且无毛刺,靠近 测量部位的壁面应平滑而平行的 5.2.8压气机排气压力 在压气机排气口截面上对称布置的4个测点处测得的算术平均值作为静压值,再根据相应截面上 估算的平均流速计算其动压 需要测量时,透平进口压力亦可按此原则在透平进口截面上测得 5.2.9透平排气压力 透平排气压力是指透平排气法兰处的静压(U形管压差加上大气压) 如无排气管道和排气消声 器,则此排气出口压力(静压)即为大气压力 测量透平排气压力的方法与测量压气机进口压力的方法 相同 5.3温度测量 5.3.1概述 温度测量应符合国家标准有关规定,测量仪器使用前应逐个进行校准 测温用仪器可采用水银温 度计,带电位计的热电偶或类似仪器、电阻温度计等 5.3.2压气机进气温度 压气机进气温度宜使用热电阻(或热敏电阻)测量,不宜使用热电偶 因为热电偶生成的电压信号 与其测量端和基准端之间的温差成正比.在测量进口空气温度时.两端的温度差接近相等,电压信号很 小,会导致测量误差增大 所用测温仪表的灵敏度为0.2C,精度为0.5C 空气进口温度在规定的界限处测量,可在空气混合较均匀的进气口流道内侧进行温度测量,也可在 经商定的部位测量 测量后的温度总不确定度不得超出表5的要求 在横截面上的测温传感器不少于 4个 5.3.3透平排气温度 透平排气温度应在靠近排气法兰处进行测量,并有绝热层保温及在温度梯度最小的截面处测量 为保证足够的精度,必须用4个以上传感器分别布置在同一截面上的各等分面积的中心处,把所测得的 温度读数的平均值作为排气温度 如测量区附近有比燃气排气温度高15C以上的高温部件的热辐射 则应对每个传感器加以遮热,以减少热辐射引起的测量误差 测量透平排气温度仪器的灵敏度为1C 精度为3.0C 14
GB/T28686一2012 5.3.4透平进气温度 直接测量透平进气温度十分困难,可采用间接测量方法来确定透平进口的平均温度,其中有 在已知透平(多变或等饷)效率时,可根据透平进、出口的压力测量值及透平排气温度测量值来 a 确定透平进气温度的参考值(应考虑冷却空气的影响) b)在已测得透平总功率(轴端功率和压气机消耗功率)及排气温度时,求出透平进排气温差,即可 得出透平进气温度参考值 利用燃烧室热平衡方程可确定透平进气温度的参考值,为此需要先确定空气、燃气的流量,空 气、燃料和燃气在各分界点的比熔,燃料单位发热量及燃烧室的热效率 5.3.5压气机排气/燃烧室进气温度 当需测定压气机排气、燃烧室进气平均温度并估算燃烧室温升时,其温度测量方法根据压气机排气 缸(机匣),燃烧室结构确定,测量时应采取措施防止热辐射引起的测量误差 5.3.6其他温度 为了间接求出输出功率,需要测量从滑油冷却器,中间冷却器、抽气口处等带走的热量或注人流体 的温度(如水、蒸汽、氮气、空气、燃料等)以确定流体的含热量 5.4流量测量 工质流量 5.4.1 当采用热力学计算方法来确定燃气轮机透平进气初温和输出功率时,需测量工质的流量 工质流 量可用符合相关规定要求的孔板或喷嘴来测量,当不可能用此二者测量时,经有关方商定可采用动压管 皮托管)或其他已校准的设备测出该测量截面上的流速分布,以计算流量 所用压力测量设备的精度 应在压差读数的士0.5%之内 5.4.2燃料流量 见5.5.2及5.6.2 5.4.3其他流量 其他流量包括冷却介质,润滑油等流量测量可用以下方法: a)孔板 b 正排量流量计 c)经商定的其他方法(如称重法、容积法等. 5.5气体燃料测量 5.5.1概述 为了确定燃用气体燃料时的输人热量,需确定下列参数;质量流量、组成成分(包括含水量,比能、 显热 5.5.2 质量流量 流量测量可用容积式流量计,涡流式流量计,也可采用孔板、喷咀等流量计,均应按5.1.3规定进行 校准、安装和使用 对含尘量较高的气体燃料应注意其含尘量对流量测量所产生的误差,此时宜用正排 15
GB/T28686一2012 量容积式流量计测量流量 可以用水或天然气对流量计进行校准 容积流量应该根据不少于4min的 连续时间内测得的气体燃料总流量加以确定,并且应使用精确的秒表或电子计时器来测量时间 在使 用压差计的质量流量计算公式及容积式流量计的质量流量计算公式时,按GB/T2624.1、GB/T2624.2、 GB/T2624.3、GB/2624.4的要求进行流量的测量和计算 燃料密度 每种燃料样品的密度应根据在相同位置记录的气体燃料的压力,温度、压缩因子和成分计算而得 5.5.4燃料成分 气体燃料的成分是确定热耗的重要因素之一 在试验室中使用符合国家标准或国际标准的方法对 气体燃料样品进行分析,可在多个试验室中进行测定,以降低测量误差的修正量 增加燃料样品采集的 频率,可进一步降低随机误差 应把试验室分析结果中具有重复性和再现性的推荐值作为偏差的上限 如果试验室能验证分析结果的质量,则允许使用经校准的在线气相色谱仪进行成分分析 在使用管道天然气作燃料时,其水分很低,因此对燃料的比能和成分影响很小,这时其水分含量可 取自燃料供方的记录 如有必要可按规定的标准来确定气体燃料中的含水量,此时应根据含水量的大 小对燃料比能进行调整 5.5.5气体燃料的比能 燃料的比能应根据其成分确定,根据已测定的燃料成分,按各成分在气体特性表中相应的比能查明 其净比能和总比能 5.5.6气体燃料的显热 在试验边界处测量的燃料温度与用户所选的热嫦参考温度不同所产生的嫦差,决定了燃料的显热 由显热的计算公式(l)可求出具体的数值 H一 一4( 一hRe 式中: H -为气体燃料的显热,单位为千焦每秒(kJ/s); 为实际的燃料流量,单位为千克每秒(kg/s) g h 为流动实际温度下的气体燃料比熔,单位为千焦每千克(k/kg): -为参考温度下的气体燃料比烙,单位为千焦每千克(k/kg) hRd 注:用于确定热耗的参考温度是指在规定参考条件下的燃料温度 在热平衡计算时的参考温度是用户规定的热烙 参考温度 在进行热耗试验时,如果规定热耗应包含潜热和显热,则必须确定显热,以便考虑在试验边界处的 实测燃料温度与规定的参考温度的差别 如果规定热耗仅包含潜热,则可通过对热耗使用一个通过显 热计算确定的修正系数(或由生产厂家提供的修正系数)来考虑与规定的参考温度的偏差 5.5.7气体燃料采样 采样点应尽可能靠近试验边界,设在计量点的上游,并且采样位置应尽可能在处于边界以外的会改 变气体燃料成分的设备(如过滤器、滤网、调节器等)的下游,从而使燃料样品能够代表通过流量测量装 置的气体燃料 每次试验开始和结束时应分别采取一组(至少由2个样品组成)燃料样品 燃料采样次 数可较频繁些(特别是在所提供燃料特性不稳定时),但不能影响燃料流量的测量 每组燃料样品中的 一个样品送至有资质的试验室进行分析,其余样品保留作复查备用 试验分析的燃料特性值应根据每 次实验前后采取的燃料样品特性的平均值予以确定 16
GB/T28686一2012 5.6液体燃料测量 5.6.1概述 为了确定燃用液体燃料时的热量输人,需确定下列参数;质量流量,热值和显热 5.6.2质量流量 液体燃料的流量可采用按相关标准规定的喷嘴、孔板、文丘里流量计或直接称重方法进行 测量仪 器在使用前应进行校准 液体燃料质量流量的不确定度不得超过表5所列数值 当使用精度符合要求 的正排量容积式流量计或涡轮式流量计时,被测液体燃料的粘度应处于流量计生产厂规定的范围内 在使用容积流量计时,应在同一部位测量液体燃料的温度和流量,容积流量应按不少于10min的连续 时间内,测得的液体燃料总流量加以确定 并且应使用精确的秒表或电子计时器来测量时间 在使用 压差计的孔板流量计的质量流量计算公式及容积式流量计的质量流量计算公式时,按GB/T2624.1、 GB/T2624.2,GB/T2624.3、GB/T2624.4的要求进行流量的测量和计算 5.6.3燃料密度和动力粘度 在计算液体燃料的质量流量时,需确定燃料的密度和动力粘度 液体燃料的密度和动力粘度均与 温度有关,由液体燃料生产厂提供该液体燃料的密度对于温度的变化曲线和动力粘度对于温度的变化 曲线,以此作为计算液体燃料质量流量的依据 5.6.4比能 通则 5.6.4.1 确定比能时的不确定度不得超过表5所列要求值 5.6.4.2等容燃烧时的比能 等容燃烧时的总比能应以如下方式确定 通过称重后的一定数量的滚休燃料放人一个具有相定容 积的充氧的量热器中燃烧.然后测量其释放热量 得到等容燃烧时的总比能 所有比能均以标准温度 15C为基准,从恒定容积时的总比能HHVv)中减去在同一基准温度(15)下冷凝的水汽潜热即得 恒定容积时的净比能(LHVv) 5.6.4.3定压燃烧时的比能 在燃气轮机的燃烧室中的燃烧是一种定压下完全绝热燃烧过程,故燃料的总比能和净比能也应在 定压下予以确定 定压下燃烧的总比能和净比能的计算方法见附录A 每个燃料样品的含氢量应按相应国家标准规定的规程来确定 5.6.5液体燃料的显热 在试验边界处测量的燃料温度与用户所选的燃料温度不同所产生的熔差决定了燃料的显热 由显 热的计算方法(2)可求出具体的数值 H，=g.(h一h 2 式中 为液体燃料的显热,单位为千焦每秒(J/s); H， 为实际的燃料流量,单位为千克每秒(kg/s); q 17
GB/T28686一2012 -为流动的实际温度下的液体燃料比熔,单位为千焦每千克(k/kg); h -为参考温度下的液体燃料比熔,单位为千焦每千克(k/kg) hRd 注:用于确定热耗的参考温度是指在规定参考条件下的燃料温度 热平衡计算时的参考温度使用用户规定的热熔 参考温度 在进行热耗试验时,如果规定热耗应包含潜热和显热,则必须确定显热,以便考虑在试验边界处的 实测燃料温度与规定的参考温度之差 如果规定热耗仅包含潜热,则可通过对热耗使用一个通过显热 计算确定的修正系数(或由生产厂家提供的修正系数)来考虑与规定的参考温度的偏差 5.6.6液体燃料的采样 采样点应尽可能靠近试验边界,设在计量点的上游,并且采样位置应尽可能在处于边界以外的会改 变液体燃料成分的设备(如过滤器、干燥器、压缩机和洗涤器等)的下游,以使燃料样品能够代表通过流 量测量装置的液体燃料 每次试验开始和结束时应分别采取一组(至少由2个样品组成)燃料样品 燃 料采样次数可较频繁些(特别是在所提供燃料特性不稳定时),但不能影响燃料流量的测量 每组燃料 样品中的一个样品送至有资质的试验室进行分析,其余样品保留作复查备用 试验分析的燃料特性值 应根据每次实验前后采取的燃料样品特性的平均值予以确定 5.7电功率测量 5.7.1概述 评定燃气轮机性能要求的电参数包括:总的电功率、功率因数、励磁机功率和其他辅助电负荷等 在测量多相交流电时可以使用各种不同的一次测量元件连接方式,本标准所推荐的连接方式将适用于 3线或4线类电力系统,并应符合所要求的不确定度和可能存在的不平衡度 用于这些类型电力系统 的测量方法最低要求如下 a)对于3线发电机连接系统 2个单相仪表或1个两相仪表; b对于4线发电机连接系统--3个单相仪表或1个三相仪表 通过电压互感器和电流互感器测量功率和能量,并用无功伏安类型的计量仪表来测量无功功率,以 确定其功率因数 具体测量应按常规的电功率测量标准要求进行 测量的功率,功率因数等计算见 第6章 5.7.2 仪用互感器 5.7.2.1 通则 使用仪用互感器的目的是:;降低电压和电流值,以便于测量 可分别降至120V和5A 测量时应 与可能存在的高电压隔离 互感器电路中的阻抗在试验时应保持恒定 保护继电器或电压调节器不得 与试验所用的仪表用互感器相连 正常的电站仪表可以与试验用的互感器相连,但必须知其总的合成 负荷,并在校准数据范围内 仪用互感器的连接及使用时的注意事项应按测量仪表的标准、规范执行 5.7.2.2电压互感器 电压互感器用于测量相间电压或相对中性点电压,该互感器可以将线路电压或一次侧电压转换至 较低电压或二次侧电压 以确保测量的安全性(通常降低到120V--对于相间系统;或69V-对于 中性点系统) 为此用电压互感器测得的二次电压必须乘以匝数比,才能得到发电机的实际一次侧电 压 电压互感器的精度等级至少为0.3%,并在预期的电压电流全量程内对互感器进行校准,应保证校 验期有效 18
GB/T28686一2012 5.7.2.3电流互感器 电流互感器用于把线路电流或一次侧电流转换至较低的二次侧电流,以确保测量的安全性 应把 测得的二次侧电流乘以匝数比,才能得到发电机输出线路的实际一次侧电流 应使用精度等级至少为 0.3%的电流互感器进行测量,并在其测量全程范围内进行校准,应保证校验期有效 5.7.3电站用仪表的利用 5.7.3.1通则 有以下一些电站用电气测量装置可用于电能测量;有功功率表,有功电度表,无功功率表、无功电度 表和功率因数表 上述各电器测量仪表在试验使用前均需按相应的使用规范及制造厂要求和相关标准进行校准 5.7.3.2有功功率表 功率表用于测量瞬时有功功率 在试验时应频繁测量瞬时有功功率,并取它们的平均值来确定试 验时的平均功率 如需确定总的有功电能,则应将平均功率乘以运行持续时间小时数 测量发电机功 率的功率表的系统不确定度应小于或等于读数的0.1% 而且在试验期间应至少每分钟测量一次 5.7.3.3有功电度表 电度表用于测量一个试验期的累计有功电能,为了确定试验期的平均有功功率,应将实测的电度数 除以试验持续时间小时数 电度表的不确定度应小于或等于读数的0.1% 5.7.3.4无功功率表 无功功率表用于测量瞬时无功功率 在试验期间应频繁测量瞬时无功功率,并取其在整个试验期 的平均值,来确定试验期的平均无功功率 如需确定总的无功电能,应将平均无功功率乘以试验持续时 间小时数 无功功率表的系统不确定度应小于或等于读数的0.5% 在试验期间应至少每分钟测量 -次 5.7.3.5无功电度表 无功电度表用于测量试验期的无功电能 为了确定试验期的平均无功功率,应将实测的无功电能 除以试验持续时间小时数 其测量系统不确定度应小于或等于读数的0.5% 5.7.3.6功率因数表 功率因数表用于测量功率因数 应在负荷和频率平衡状态下,用三相功率因数传感器进行测量,功 率因数传感器的不确定度应小于或等于功率因数值的0.01 5.7.4励磁功率测量 如果供给励磁机的电流来自位于总电功率测量装置后面的发电机母线段,则应确定供给励磁机的 功率 有两种方法确定励磁功率 利用断路器电流确定:励磁机的功率可根据输人励磁机功率变压器或断路器的电流和电压进 a 行计算,其计算公式见第6章 b励磁机电压和电流确定;供给励磁机的功率可以通过计算励磁机输出的功率,并经交直流转换 效率修正的方法进行估算,其计算公式见第6章 19
GB/T28686一2012 5.7.5辅助负载的测量 燃气轮机发电机组输出总功率后,尚需由此提供电能给其他辅助设备之用 如励磁机、泵类、压缩 机等辅机所需 可用电站中的电气仪表来测量相应耗功设备的电流电压,以求得所需消耗之负荷值 升压或降压变压器的功率损失可根据制造厂提供的在变压器功率为0和100%及其他中间功率下 的功率损失数据来确定,也可用其他计算方法来确定 5.8转速测量 转轴转速可利用燃气轮机控制系统中的转速传感器测量 对驱动交流发电机的燃气轮机,可利用 在发电机出线端子处测得的电网频率来代替轴转速 多轴燃气轮机通常测量与发电机相连的轴转速 为了监视试验期间燃气轮机转速的恒定性,可采用指示式转速表,也可采用电子脉冲计数式转速 表 转速测量精度应符合表5要求 5.9用热力学计算法确定功率 当不能用上述方法测定输出功率时,可根据工质的质量流量、空气和燃气的温度、热耗、轴承摩擦损 失和机组向周围的散热损失的测量值来计算输出功率,计算方法见GB/T14100-2009中的8.6 5.10湿度测量 在热平衡计算中需考虑湿度影响的修正系数 进人压气机的空气湿度应该用湿度计直接测量或通 过绝热湿球温度表间接测量 测量位置应在空气处理装置的上游,并紧靠着干球温度测点,而且应避免 阳光直射 如果在试验时存在冰冻状态,应使用直接测量法,即利用电容性湿度计,需具有相应的现场校准标 准或有效的计量检定合格证 如果不存在冰冻状态,通过用一个湿棉套紧裹着温度传感器元件,即可测得湿球温度 5.11热损失 燃气轮机的热损失系指穿过试验边界的所有系统的损失,这些损失对最终的排气能量影响很小 可 利用制造厂提供的数据,不一定要进行直接测量 主要热损失有以下几种 发电机损失;通常包括发电机、励磁机、集电器的损失和鼓风损失 在试验中难于直接测量这 a 些损失,应利用制造厂提供的曲线予以确定 通常发电机的损失为其总功率的1%一2% b)齿轮箱损失;当燃气轮机和发电机转子之间要求配置减速齿轮箱时,就必须确定齿轮箱的损 失 通常利用齿轮箱制造厂所提供的数据加以确定,其损失一般为轴输出功率的1%一2% 固定损失;固定损失包括轴承的机械损失及被驱动设备的机械损失 这种损失应由制造厂提 供数据 一些固定损失可通过测量润滑油冷却器进出口流量和温度的方式算出 可变损失;可变损失包括燃气轮机转子冷却系统的热损失、向外漏泄的空气或燃气及气缸的热 D 辐射等 确定这些损失的计算方法应由制造厂提供 5.12燃气轮机控制参数 5.12.1通则 通过控制燃气轮机的某些参数来调整燃料流量,从而保持稳定的负荷 在试验期间应测量这些控 制参数 典型的燃气轮机控制参数有:可调导叶的位置,透平控制温度、压气机排气压力及燃料流量 基准 20
GB/T28686一2012 5.12.2可调导叶位置 改变压气机可调导叶角度来控制流过燃气轮机的空气量 燃气轮机的基本负荷点对应可调导叶的 某一角度值 试验前应测量每个导叶的角度位置,以确保其平均角度值与制造厂的技术规范和燃气轮 机控制系统所示值一致 5.12.3透平控制温度 透平控制温度是用于控制计算程序的一个关健参数,以确定燃气轮机负荷和透平进口温度 因为 很难对透平进口温度进行直接的可靠测定,故制造厂家将透平控制温度测量装置选择在一个较低的温 度区,而透平控制温度和透平进口温度之间的关系由制造厂确定的控制计算程序予以规定 5.12.4压气机排气压力 除上述两个参数外，一般尚需把压气机的排气压力或燃烧室压力)作为控制计算程序的一个输人 量 由压气机的排气压力就可估算出透平的膨胀比 一个或多个静压传感 制造厂家应在相应部位布置 器,来测量压气机的排气压力(或燃烧室压力 试验结果的计算 电功率计算 6 功率因数的计算 6.1.1 6.1.1.1 概述 评定燃气轮机性能所需的电气参数主要包括总电功率输出、功率因数、励磁机功率和其他辅助载荷 等,参数具体的测量要求见5.7条,本章主要对这些测量值计算方面提出相关要求 6.1.1.2三线电力系统功率因数计算 当使用三线电力系统的测量方法进行电气参数测量时,功率因数可使用式(3)来确定 was PF 十Vars" Wa 式中: PF -功率因数; -实测的三相总有功功率,单位为千瓦(kw) Watts 实测的三相总无功功率,单位为千乏(kVar) Vars 也可根据实际测量方式使用式(4)来确定 was土Was PF= 2wWW W atts1-2× 式中 PF 功率因数 Watts1， 实测的有功功率功率第一相至第二相,单位为千瓦(kW) 实测的有功功率功率第三相至第二相,单位为千瓦(kw). Watts一， 21
GB/T28686一2012 3 6.1.1. 四线电力系统功率因数计算 当使用四线电力系统的测量方法进行电气参数测量时,功率因数可使用式(5)来确定 Watts PF (5 /Watts十Vars 式中: PF -功率因数 watts -实测的三相总有功功率,单位为千瓦(kw); 实测的三相总无功功率,单位为千乏(kVar) Vars 功率因数也可借助下列方程式.通过测量各相电压和电流(伏特-安培)使用式(6)来确定 wats ..( PF= 习V,I 式中: -功率因数 PF Wa 为实测的三相总有功功率; atts 三相各相的相电压; V 三相各相的相电流 6.1.2励磁功率计算 6.1.2.1概述 如果供给励磁机的电流来自位于总电功率测量装置后面的发电机母线段,则应确定供给励磁机的 功率计算,励磁机的功率计算一般利用断路器电流方法计算、利用励磁机电压和电流计算以及利用供应 商资料确定三种方式 6.1.2.2利用断路器电流计算 励磁机的功率可根据输人励磁机功率变压器或断路器的电流和电压进行计算,这是确定励磁机功 率的首选方法 计算公式见式(7) xxxPE ExcLos= 1000 式中: ExcLoss 励磁机功率,单位为千瓦(kw):; 实测的平均相电压,单位为伏(V); -实测的平均相电流,单位为安(A); PF 实测或计算的功率因数; 1000 -由w转换成kw的换算系数 注:如果测量点在降压变压器的下游,则应计人变压器的损失 6.1.2.3利用励磁机电压和电流计算 供给励磁机的功率可以通过计算励磁机输出的功率,并经交直流转换效率修正的方法进行估算,其 计算公式见式(8): 22
GB/T28686一2012 FV×FC 8 Excloss 1000又ACDC 式中: Exel.oss -励磁机功率,单位为千瓦(kw): FV 实测的直流励磁电压,单位为伏(V); F 实测的直流励磁电流,单位为安(A)5 -由w转换成kw的换算系数; 1000 ACDC 交直流转换效率因数(一般为0.975,假设值. 6.1.2.4利用供应商资料确定 励磁功率也可以根据实际情况利用供应商的资料来确定 互感器 6.1.3 6.1.3.1概述 在从高的一次电压(电流)至低的二次电压(电流)转换时使用互感器会引人误差 这些误差导致互 感器实际变比标称变比的差异,同时还导致相位角偏离理想相位角(掌位》 在实际一次功率的计算 时,这些误差的大小取决于负荷(与互感器相连的仪表类型和数量、二次侧的电流(对于互感器而言)以 及被测量的功率因数(在测量功率的情况下) 其修正方法可参见附录A 6.1.3.2电压互感器 电压互感器高侧的一次电压为电压互感器测得的二次电压乘以电压互感器标称变比(VvTR)并乘 以变比的校正系数(VTRCFe) 电压互感器需在预期的电压全量程内对互感器进行校准 在使用电压 互感器测量电压时,二次侧的负荷可以假设接近于零 因此可以假设在零负荷下的校准数据上加 0.0005，得出估算的不确定度0.05% 6.1.3.3电流互感器 电流互感器高侧的一次电流为互感器测得的二次电流乘以电流互感器标称的变比并乘以变比的校 正系数 电流互感器需在预期的电流全量程内进行校准,见5.7.2 一次功率的校正计算 6.1.3.4 每 -相的功率应该利用来自互感器和功率计的校准数据进行修正,计算公式见式(9): ×VTR×cTR×MCF×VTCFe×CTRCF ×PACF ×VTVDC 功率 =功率 一次鹤 二次丽 (9 式中: 功率 -互感器一次侧功率; 一次侧 功率二次倒 -互感器二次侧功率; VTR 电压互感器标称变比 CTR -电流互感器标称变比 MCF -仪表校正系数; VTRCFe 电压互感器变比校正系数; 23
GB/T28686一2012 CTRCF 电流互感器变比校正系数; PACF 相角校正系数 VTVDC -电压互感器电压降校正 仪表校正系数(MCF)由校准数据确定,校准数据是二次电流的函数 该仪表的每一相都应该进行 校准,该过程应在起码两个不同的二次电压和两个不同的功率因数下进行,然后可内插得到试验条件时 的实际(MCF) 每一相的相角校正系数(PACFe)计算发生在电压互感器相位移(),电流互感器相位 移(9)和功率计中的相位移(a) 相角校正系数的计算公式如下,按照式(10)进行内插计算可提供足够 精确的校正 oe0-"土月一 cos0二a十二2 (10 PACFc= os/ 式中: PACF 相角校正系数; 功率计相角位移 -电流互感器相角的位移; 电压互感器相角的位移; -功率因数的反余弦 注:近似的算法是假设功率因数为1时,相角校正系数也将等于1 电功率换算为机械功率 如果燃气轮机通过齿轮箱驱动发电机时,则输出轴端的机械功率等于电功率除以发电机效率和齿 轮箱效率 利用制造厂提供的性能资料可以确定不同负荷与相应的功率因数下的发电机效率以及齿轮 箱效率 根据这些资料绘制出发电机效率和齿轮箱效率随输出电功率变化的曲线 如果没有发电机性能资料,则发电机的各项损失可参考公认的有关资料计算得出 耗热量、热效率及热耗率 6.3.1耗热量 6.3.1.1燃料流量的计算 按GB/T2624.1、GB/T2624.2、GB/T2624.3、GB/T2624.4的要求进行燃料流量的测量和计算 6.3.1.2燃料比能的计算 按GB384一1981及相应标准来测定和计算,或通过协商由燃料生产厂提供 6.3.1.3燃料的显热 燃料的显热的计算公式见式(11): (11) H,=q(h -/hRw 式中: H 燃料的显热,单位为千焦每秒(kJ/s)3 -实际的燃料流量,单位为千克每秒(kg/s); g -进人燃烧室的燃料比熔,单位为千焦每千克(kJ/kg); h 一般为15C)的燃料的比特,单位为千焦每千克(ke) 基准温度下( Aed 24
GB/T28686一2012 液体燃料和气体燃料的比烙应根据其组分,通过双方协商确定的公认的参考资料来计算或燃料生 产厂提供 6.3.1.4耗热量的计算 计算公式见式(12) HI=4×HV十H 12) 式中 H -单位时间耗热量,单位为千焦每秒(k/s); 单位时间的实际燃料流量,单位为千克每秒(kg/s); g -燃料在15C时的等压净比能,单位为千焦每千克(J/kg); HV H -燃料的显热,单位为千焦每秒(kJ/s). 6.3.2热效率 对应于净机械功率的热效率计算公式见式(l3): )=P/H 13 式中 热效率; 7 P -净机械功率,单位为千瓦(kw); H 单位时间耗热量,单位为千焦每秒(kJ/s) 6.3.3热耗率 计算公式见式(14): 3600×HI 3600 HR-" l4) 式中: 热耗率,单位为千焦每千瓦时kJ/(kwh); HR HI -单位时间耗热量,单位为千焦每秒(k/s); -净输出功率,单位为千瓦(kw) 试验结果的修正基本性能公式 当制造厂提供燃气轮机发电装置的性能修正曲线时,各种修正系数可以使用由修正曲线所得到的 数值 用于按规定的参考条件修正计算试验值的下列基本性能公式适用于本标准论及的任何型式燃气 轮机 修正功率表达见式(15): na十 ？ (15 or l-,aa 修正热耗率表达见式(16) HR ma HR (16 IA 25
GB/T28686一2012 修正排气流量表达见式(17) m1ex (17) mlesheor I--X 修正排气能量表达见式(18) 18 Q.heom 修正排气温度表达见式(19) 19) texeor=le十 连乘修正系数a.、8、Y，和e，以及累加修正系数，和o，用于将实测结果修正到规定的基准条件 这时应注意实测的功率和热耗率是净值还是毛值,确保修正曲线使用相同的基准 表6是用于功率的基本性能公式的累加修正系数 表7汇总了用于所有基本性能公式的修正 系数 表6用于功率的基本性能公式累加修正系数一览表 功率 说 明 不可控的外界条件所要求的修正 在功率测量位置实测 发电机功率因数 发电机励磁功率 励磁功率在功率测量后提供 辅助负荷 如果试验边界要求 变压器损失 如果试验边界要求 表7所有基本性能公式的修正系数一览表 功率 热耗率 排气温度 不可控的外界条件所要求的修正 排气能量 排气流量 心 大气温度 大气压力 1 d 大气湿度 0g 3 d o 燃料成分 B 3 o 注人流体流量 注人流体焰 心 3. 注人流体成分 C 排气压力损失 轴转速 月 d 透平抽气 1 o Bo E10 燃料温度 3 E1 om l B o. 进气压力损失 Y2 E12 26
GB/T28686一2012 在利用这些修正系数来计算与规定的参考条件有偏离时,性能可能会受到编写本标准时未预见到 的某些过程或条件的影响 在这种情况,将需要另外的累加修正系数或连乘修正系数 当这些修正系数不适用于所测试的特定型式的燃气轮机配置时,可以根据它们是连乘修正系数还 是累加修正系数,分别简单的设置为1或零,如果所有试验条件与规定的参考条件完全相同,所有累加 修正系数应是零 所有连乘修正系数应是1 某些修正系数只有在与规定的参考条件偏离很大时才有 例如,燃料成分的修正 如果试验前的不确定度分析表明其修正量并不大 意义,否则可以忽略不计 则可以略去不计 修正量不大是指修正量小于0.05% 在具体的试验情况下,适用于基本性能公式的修正取决于所测试的燃气轮机型号以及试验目的 用于不同型号燃气轮机和试验边界条件的基本性能公式的示例,可参见附录A 6.5 修正系数的应用 6.5.1基本计算公式的格式允许将实测的主参数,如功率,热耗率、排气流量或排气能量和排气温度等 的修正效应(环境条件、注人流体等)予以分解,以便实测性能可按规定的参考条件进行修正 不同于规 定的参考条件的试验边界,其参数的修正会影响试验性能的结果 对每台燃气轮机来说,功率,热耗率,排气流量或排气能量和排气温度都随各种外部条件变化而变 化 制造商可在试验之前生成一套适用于现场具体试验规程的修正曲线 每个修正系数都是通过只有 个参数的变化来计算,这个参数在偏离基本参考条件的可能范围内变化 某些修正系数是一些较小 修正的总和或需要一个曲线族 例如,燃料成分的修正可分成对两个或多个成分的修正,以更好地体现 燃料成分对燃气轮机性能的影响 在这种情况下， 制造商有时提供的是标准条件下的修正曲线,而不是规定参考条件下的修正曲线 对实测试验条件和特定的参考条件的相对修正应按式(20)和式(21)进行计算 a" 20 Q a1D o=[o 一] . 式中下标 从实测点修正到标准条件; 从规定的参考条件修正到标准条件 作为取代应用计算公式和修正曲线的方式,也可以在试验后应用制造厂提供的燃气轮机模拟模型 以及相应的试验数据和边界条件,这样可以对具体的试验结果同时进行所有修正计算 对不同的燃气 轮机环使用性能曲线和计算公式代替的模拟模型的的研究表明,由于修正系数之同的相互作用,产生 的差异通常小于0.3% 而应用试验后的模型模拟的优点是,减少或消除生成修正曲线数量和采用修 正曲线处理实际试验数据的工作量 根据环境温度和其他外部特性,使用下列的连乘和累加修正系数可以将燃气轮机的功率,排气能 量,排气流量和排气温度修正到规定的参考条件 6.5.2大气温度修正(a;B?8,8, 依据穿过试验边界的大气温度对燃气轮机性能进行修正 该进气温度测量应按照5.3所述 6.5.3大气压力修正(a&?最. 依据现场大气压力(或经过试验各方同意的其他压力测点)进行燃气轮机性能的修正 此时大气压 力测量应如5.2所述 27

燃气轮机热力性能试验GB/T28686-2012

燃气轮机是利用燃料燃烧产生高温、高压气体驱动涡轮机转子旋转，进而带动发电机产生电能的一种设备。随着节能降耗的要求不断提高，燃气轮机的热力性能也成为了衡量其效率和经济性的重要指标。

为了规范燃气轮机热力性能试验的方法和要求，国家标准化管理委员会制定了燃气轮机热力性能试验标准GB/T28686-2012。

GB/T28686-2012标准规定了燃气轮机热力性能试验所需的设备、环境条件、试验方法等内容。其中，对于燃气轮机的负荷特性试验、燃气轮机热力性能试验和燃气轮机性能试验数据的处理与分析等方面都进行了详细的规定。

在实际生产过程中，按照GB/T28686-2012标准进行燃气轮机热力性能试验，不仅可以保证测试结果的准确性和可靠性，还可以提高燃气轮机的效率和经济性，从而降低能源消耗和环境污染。

总之，燃气轮机是一种重要的发电设备，其热力性能是评估其效率和经济性的重要指标。通过遵守GB/T28686-2012标准进行热力性能试验，可以进一步提高燃气轮机的效率和经济性，为节能降耗作出贡献。

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