国家标准 GB/T8117.4一2017 汽轮机热力性能验收试验规程第4部分:方法D汽轮机及其热力循环简化性能试验 Rulesforsteamturbinethermalacceptancetest- Part4:MethodDSimmplifiedperformancetestrulesforsteam urhineanditsthermalcyele 2017-11-01发布 2018-05-01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/T8117.4一2017 23 7.5热效率和热力学效率的修正 7.6修正值的定义和应用 25 7 修正方法 225 7.8修正需考虑的参数 25 2 7.9试验允差 26 7.10汽轮机性能的老化 26 7.11保证值比较 27 附录A资料性附录汽轮机及其热力循环简化性能试验的基本原则 28 附录B(资料性附录选择试验类型的指导 33 附录C资料性附录多重测量的算例
GB/T8117.4一2017 前言 GB/T8117《汽轮机热力性能验收试验规程》分为以下部分 -第1部分:方法A大型凝汽式汽轮机高准确度试验; 第2部分:方法B各种类型和容量的汽轮机宽准确度试验; 第3部分:方法C改造汽轮机的热力性能验证试验; 第4部分:方法D汽轮机及其热力循环简化性能试验本部分为GB/T8117的第4部分本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本部分由电器工业协会提出本部分由全国汽轮机标准化技术委员会(SAC/TC172)归口本部分起草单位;上海发电设备成套设计研究院、两安热工研究院有限公司和上海明华电力技术工程有限公司等本部分主要起草人;刘向民、施延洲、叶奋、杨天海,付腿,朱幼君、刘伟、赵汉,陈鑫
GB/T8117.4一2017 汽轮机热力性能验收试验规程第4部分:方法D汽轮机及其热力循环简化性能试验范围与目的 1.1范围 GB/T8117的本部分适用于运行在过热蒸汽区或饱和燕汽区的宽准确度的汽轮机性能试验,适用于各种类型、容量等级和用途的汽轮机本部分主要用于汽轮机性能监测试验,可用于汽轮机检修前后试验,也可用于按照本部分实施的小型汽轮机的保证值验证,但不适用于大型汽轮机的热力性能验收试验本部分包括的各类热力性能试验如下: 整机循环热效率或者热耗率; aa b 最大出力或者在规定工况下的出力; 汽耗率; c d 缸效率; 压力和温度特性; 功率与蒸汽流量关系; 通流能力; g 给水加热器性能监谢 h 凝汽器性能监测(等本部分不包括对蒸汽品质测量的不确定度分析 1.2目的本部分的目的是给出具有不同准确度的简单实用的试验方法,为性能监测和诊断提供所需的试验结果如果采取了本部分强调的某些措施也可用于验证制造商的保证值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 GB/T8117.1一2008汽轮机热力性能验收试验规程第1部分;方法A大型凝汽式汽轮机高准确度试验 GB/T8117.2一2008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 GB/T8117.3一2014汽轮机热力性能验收试验规程第3部分:方法C改造汽轮机热力性能验证试验 GB/T10184一2015电站锅炉性能试验规程
GB/T8117.4一2017 GB/T18149一2000离心泵,混流泵和轴流泵水力性能试验规范精密级 easurementof 1sO5167(所有部分用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量(Mea fluidflowbymeansof differentialdevicesinsertedincircularcross=sectionconduitsrunning pressure full 天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法(Natural IS(O6976 Calculationof gaS alorificvalues,density,relativedensityandwobbeindexfromcomposition so9951封闭管道中气体流量的测量涡轮流量计(Measurementofgaslowinclosedcon- duitsturbinemeters sO12213-1天然气压缩因子的计算第1部分:导论和指南(Naturalgas-Caleulationofcom- Part1;lntroduction DreSsionfactor andgudlin ines 术语和定义、符号和定义 3.1术语和定义下列术语和定义适用于本文件 3.1.1 输出功率poweroutput 根据指定的热力边界或者合同中的定义来确定定义发电机净输出功率时,应考虑励磁功率和厂用电,并应在试验前由相关各方确定 3.1.2 热效率thermmalefficiency 对于具有给水回热系统的电站,热效率通常是主要的性能参数和测试数据热效率定义为输出功率与从外界加人循环系统的热量之比 P (mAh 式中 m -被加人热量的质量流量; 烙升 h 3.1.3 热耗率heatrate 热效率的倒数,单位是kW/kW,kJ/kWs),或者是常用的kJ/kWh) 3.1.4 热力学效率thermodynamieefficieney 对于汽轮机进汽全部在同一参数下并且排汽全部在更低的同一压力下(无回热和再热系统的凝汽式汽轮机或背压式汽轮机)的情况,热力学效率是最适合测量的性能参数热力学效率定义为输出功率与等饷做功能力(蒸汽质量流量与进汽参数和排汽压力间等嫡熔降的乘积)之比 2 d=！ mh 对于不带给水回热系统的抽汽式汽轮机或双压汽轮机,热力学效率应在合同中予以定义或者参照本部分的定义 3.1.5 汽耗率steamrate 对于不带给水回热系统或再热系统的凝汽式汽轮机和背压式汽轮机,汽耗率是指进人汽轮机的蒸
GB/T8117.4一2017 汽量与输出功率之比单位是kg/(kws)或者kg/(kW h). 3.1.6 缸效率eylinderisentropiceftieieney 汽缸内燕汽膨胀效率的可测量指标,是汽缸的实际熔降与等嫡熔降之比当汽缸进出口的蒸汽均为过热蒸汽时,对应的熔值可直接由压力,温度求得 3.1.7 最大蒸汽流量maximumsteamflowcapaeitty 在规定燕汽参数下所有调节阀全开或者其他阀点下的燕汽流量 3.1.8 通流能力low-passingeapaeity 通流能力在本部分定义为在某个阀位下,额定进汽参数时汽缸的通流量 1 FPC一 3 Vp/一p/p 关于通流能力也有很多其他适用的公式对于保证值验证的情况,通流能力的计算公式应根据合同中的规定 3.1.9 最大功率输出maximumpoweroutput 在最大蒸汽流量下的汽轮机最大输出功率可在规定的循环参数下确定,比如凝汽器冷却水流量和给水加热器参数 3.1.10 输送部件中的压损百分数pereentagepressurelossintransfercommponents 阀门、再热器等输送部件的压损对整机性能有显著影响应在阀门全开或者其他阀点、阀位下定义该压损,并以进口压力百分比来表示 3.2符号和定义 3.2.1符号和单位下列符号和单位适用于本文件(见表1) 表1符号和单位符号其他1s单位参数单位单位示例 W kW.MW 功率 n 质量流量 kg/s 绝对压力 Pa kPa bar 比容 m'/kg 比烙 J/kg k/kg 热力学温度平均重量干度饱和蒸汽的重量干度 r 加权系数 V" 置信区间比热容 k/(kgK
GB/T8117.4一2017 表1(续符号参数单位单位示例其他Iso单位 J/s 热流量通流能力 FPC m” 效率 CIPM和IS0接受并暂时用于流体测量 3.2.2定义下列定义适用于本文件(见表2). 表2定义位置或定义参数下标调节阀全开时主燕汽流量和输出功率 max 蒸汽参数和流量汽轮机人口处参数 in 汽轮机出口处参数 out 高压缸主汽阀和滤网上游参数高压缸排汽口参数试验结果和保证值修正值试验值 m 保证值效率热效率 tdl 热力学效率汽轮发电机组效率 sg 降等嫡降汽轮机循环的输人热量热流量汽轮机循环的排出热量进人汽轮发电机组的燃料热量 sg 凝汽器凝汽器相关试验值导则 4.1热力系统边界的建立建立包含试验主体部件在内的热力系统边界极为重要应识别和确定所有流经试验边界的质量流量、热流量和工质流量通常情况下,试验边界越大或者试验边界内包含的部件越多,则流经边界的各种流量就会越少,因此试验和修正方法会得以简化附录A给出了对试验准确度要求的基本原则附录B给出了部分部件性能对循环系统热耗率和功率的敏感系数为了推算非直接测量的流量或其他参数,在试验边界内或试验边界外的某些测量可能是必要的,并且也可能是修正所需要的
GB/T8117.4一2017 4.2热力性能试验的类型 4.2.1试验类型的选择附录B给出了选择合适的试验类型的指导 4.2.2相对性能水平对于性能监测试验,性能的变化是常见参数,见7.1 与绝对性能相比,相对性能水平经常更容易被确定,并具有较高准确度在相对性能试验中,合理使用试验仪表(特别是流量测量装置),能够降低系统误差在运行中使用的流量装置的性能退化将增加系统误差但是,只有在相对性能试验时随机误差才为零在绝对性能试验中其他条件包括对系统隔离的要求,不必严格应用于相对性能试验,但应保证前、后试验间的隔离状态保持一致 4.2.3汽轮机整体循环热耗率试验(热效率》最常见的整体性能试验是循环系统热耗率试验热力系统边界包括试验所需的所有部件,通常有汽轮机、发电机、辅助汽轮机,也可能有给水加热器和凝汽器等边界处的热量或功都需要被修正,比如凝汽器压力,锅炉喷水量、给水加热器性能等具有较高准确度的绝对热耗率试验,特别对于老电厂而言,实施复杂、成本高对于定期监测热耗率相对变化的试验显然更为容易,但是要确保机组处于相似工况 4.2.4循环系统输入热量的测量传统方法是通过测量主水流量和汽轮机边界参数(压力、温度、品质)来确定输人汽轮机循环系统的热量这是最准确的计算方法,并且因为所有测点都在汽轮机循环系统内,所以也很简便对于简化试验还有另一个方法,可以由核电蒸汽发生器的输出热量或者由输人热量和蒸汽发生器的效率来确定循环系统的输人热量,计算方法见式(4) Q=Q. 4 对于使用燃气、燃油作为燃料的热力循环,可以通过合适的涡轮流量表、孔板和燃料热值测量质量流量或体积流量来确定输人热量孔板和涡轮流量表的规范参照IsO5167(所有部分)和IsO9951,而天然气的压缩因子,密度和热值的计算则参照IsO6976和IsO12213-1 使用热损失法可以确定具有合理准确度的锅炉效率,但需要燃料的化学分析,烟气中氧含量、二氧化碳含量的分析和烟气温度测量,具体参照GB/T10184一2015 4.2.5循环系统排出热量的测量循环系统的排出热量可以通过凝汽器冷却水确定,然后通过同时测量输出电功率,计算循环系统整体热耗率循环系统排出热量可以通过冷却水流量和温升来计算得到,如式(5)所示冷却水流量和温升的测量见5.3.6和5.5.4 Q=P十(mcAT. (5 除此之外,还需要考虑流经所选择的热力系统边界的其他热源,功、冷源,例如流经给水系、冷却器等 4.2.6最大出力试验确定汽轮机最大出力相对简单,但对于确定汽轮机的相对性能会特别有用试验时应将调节阀全
GB/T8117.4一2017 部打开或者依据其他阀点来测量电功率通常修正项目为凝汽器压力、汽轮机进口参数、再热减温水流量等如果出力试验显示汽轮机性能存在劣化,则建议通过缸效率试验或者全面性汽轮机热耗率试验来确定缺陷来源在规定工况下的汽轮机最大出力也可用作保证值 4.2.7汽耗率和最大出力试验一样,确定汽耗率就可以确定汽轮机的性能为与汽轮机性能作有效比较,在确定进人汽轮机蒸汽流量的同时边界参数应保持相似对于在同一主蒸汽参数下进汽并在较低压力下排出全部蒸汽的汽轮机(无回热与再热系统的凝汽式汽轮机或背压式汽轮机),确定汽耗率是最合适的 4.2.8缸效率试验 4.2.8.1在过热蒸汽区的膨胀测量完全在过热蒸汽区运行的汽缸等嫡效率相对简单,并且可以提供准确的汽缸性能为性能监测或保证值验证等目的,缸效率试验既适合确定绝对效率,也可以确定维修、改造后的相对变化为区分压损和缸效率,应在进口阀后测量汽缸进口处蒸汽参数以分清压损和缸效率应特别注意进口阀下游的压力测量,最好在阀门与汽轮机本体间的连接管上或者当汽轮机具有周向进口时在周向进口处测量应避免在阀体上测量压力实际测点位置将取决于汽轮机的具体设计对于喷嘴调节的汽轮机,应测量在阀点时的缸效率汽缸出口参数可能会包括返回的和混合后的平衡盘漏汽平衡盘漏汽应该单独测量其他稍复杂的情况,例如冷蒸汽注人和汽缸间轴封漏汽的影响通常不包括在效率计算中,可通过协商来适当修改效率计算公式注意,对于全周进汽的汽轮机,如果进口参数取自阀前参数,则计算得到的效率应与负荷有关,但如果进口参数取自阀后参数,则在一定负荷范围内缸效率基本恒定 4.2.8.2在湿蒸汽区的膨胀由于不能通过压力和温度测量得到湿蒸汽区的烙值,因此难以直接确定膨胀开始或结束于湿蒸汽区的汽缸的效率使用特殊技术例如示踪剂法可以确定蒸汽湿度并且计算熔值这些技术已经超出了本部分的范围,见5.6 但是一旦通过循环系统的质量平衡和能量平衡确定有用能终点,并且通过扣除排汽损失确定膨胀线终点,就可以通过计算得到湿蒸汽区的缸效率这需要进行全面性热耗率试验但应强调的是,热耗率试验中的测量不确定度几乎都将会累加在一起,并且将显著影响湿区缸效率的计算值如果需要湿区缸效率,则应采取措施降低测量不确定度,同时推荐对主要测点使用经校验后的仪表,特别是流量和功率 GB/T8117.32014中的附录I.1给出了在湿燕汽区的算例 4.2.8.3背压式汽轮机对于背压式汽轮机,在额定负荷下的汽轮机热力学效率可由嫦降法测得这种方法需要准确测量进汽参数和排汽参数对于这类试验,运行蒸汽参数和额定出力应与规定值保持一致另外,从主汽门到汽轮机排汽口得到的熔降与在规定工况下的参考值或设计值相差不应超过士5% 注意:在该试验中,准确测量排汽温度至关重要该测量可能受到与测量平面有关的流层效应的显著影响在工业应用中,由于空间限制,测量位置往往会不够理想
GB/T8117.4一2017 4.2.9压力和温度特性对于性能监测,汽轮机各级压力的测量值可提供汽轮机各级(或各级组)通流能力的重要信息通常地,为确定相对性能,要渊量并记录每级抽汽的压力各抽汽的温度也应被测量,其变化可以说明级组效率的变化通常测量的抽汽温度并不能代表该级内部流场的真实蒸汽温度,因此不能确定真实的级组效率 4.2.10功率与蒸汽流量的关系功率与蒸汽流量的关系图对于性能监测非常有用对于没有可调节抽汽的凝汽式汽轮机,将会是 -条与燕汽流量轴相交的直线(由于需要克服空载损失的最小流量) 假如无法测量流量,也可以建立进汽压力或调节阀后压力)与功率的关系图,见4.2.9. 4.2.11通流能力 4.2.11.1恒定的通流能力如果汽缸参数已知,则可用通流能力来估算进人汽缸的主流量通过原始保证值验证试验或者制造厂商的热平衡图可以计算出汽缸的原始通流能力或者设计通流能力通流能力的计算值还可用作验证一系列试验中的流量测量值 3.8中给出了计算通流能力的公式 4.2.11.2通流能力的变化如果已知进人汽缸的流量并计算得到通流能力,则可容易识别诸如堵塞、侵蚀等造成的通流变化给水加热器 4.2.12 给水加热器的性能通常取决于加热器端差和疏水端差但是试验过程中应该明确热负荷,这是因为上端差和疏水端差与热负荷有关另外,还应尽可能考虑到加热器的运行情况,比如考虑疏水冷却段的凝结水水位应稳定控制在设计值附近,同时应监测抽汽管道压降关于系性能试验参照GB/T181492000. 4.2.13凝汽器 4.2.13.1凝汽器性能试验凝汽器性能试验包括:热力性能试验和水动力性能试验 4.2.13.2冷凝管脏污冷凝器管束脏污是影响凝汽器性能的重要参数在实施凝汽器热力性能试验时,通过消除类似于空气泄漏等缺陷后,可确定凝汽器脏污情况对于性能监测,凝汽器清洁系数的相对变化值往往比绝对值更重要因此在某些情况下凝汽器性能试验应在管束清洁的条件下进行 4.2.13.3凝汽器严密性凝汽器漏空气后,由于管侧热阻增加而导致凝汽器压力升高,将影响凝汽器的热力性能泄漏点经常能够影响测量性能值的变化,比如在凝汽器底部靠近抽气区的泄漏与通过汽轮机轴封的过量泄漏就不同,见4.7.2.
GB/T8117.4一2017 4.2.13.4循环冷却水泄漏循环冷却水泄漏不会对凝汽器性能产生显著影响,但是会造成污染如果热效率试验中存在该泄漏,将会人为地降低不明泄漏损失具体见4.7.3.5 4.2.13.5凝结水过冷度凝结水过冷度是指凝汽器压力下对应的饱和水温度与凝汽器出口水温(经常在凝泵人口处测量)之差过冷度的影响因素包括凝汽器内部由于各种损失而产生的静压降和热井中凝结水实际带走的显热量凝汽器过冷度通常低于2C3C,并且在具有热井连通的双背压凝汽器中可能会为负值凝汽器过冷度与原始测量值一般不应有显著变化 4.3不确定度分析试验的设计应以在所有试验中尽可能获得最高准确度为目的,并兼顾简单实用但是,试验所用仪表总会产生一个总体试验不确定度每个参与试验结果计算的测量值都会有一定程度的误差试验结果取决于试验不确定度,而该不确定度与所有测量误差的综合影响有关试验仪表和试验大纲的测量不确定度应通过足够的基本信息得到明确证实如有必要还可以做专门计算这对于远程测量系统和自动数采系统尤其必要在计算相对性能的不确定度时,应清楚与所有仪表该数相关的随机误差和系统误差开展不确定度分析具有如下优点可以清楚了解每项测量的相对重要性以及分别对总体结果的影响 a b)根据所提出的试验大纲和仪表,估算试验前的总体不确定度如有必要,可以重新设计该试验依据所需要的不确定度要求,可以优化试验仪表的选择和校验要求,从而降低成本 c 不确定度分析可参照GB/T8117.22008和GB/T8117.32014,其中GB/T8117.32014的附录H对此有更进一步的说明,GB/T8117.3一2014的附录」给出了典型的火电机组和核电机组的不确定度计算方法 4.4试验前的计划由于本部分给予试验的灵活性会影响试验结果和准确度的匹配,因此使用本部分时应考虑以下事项: 实施试验的类型 a 热力系统边界,包括进出边界的热量和功以及边界条件 b c 期望的试验准确度; 测点数量、位置和布置,测量设备及校验，一份有用的测点布置图 d 对热力系统边界内未进行过试验的部件性能进行评估以及这些部件性能对试验结果的影响; e fD 需要进行隔离,测量和估算的流量; 试验结果的修正; 8 为了更好地利用机组性能的历史趋势,机组配置和运行条件应相似,特别是辅机、厂用蒸汽量 h 和排污问题等如有差别,应对试验结果进行修正对修正后试验结果的解释说明以及与基准性能或保证值的比较
GB/T8117.4一2017 试验大纲应包括对无法满足试验大纲要求时的条款和仪表故障等 k 数据采集系统; 试验成本 I m试验报告的格式和内容,至少应包括以下儿点日期、时间和试验持续时间; 与本部分、参考标准以及试验大纲的差别仪表及校验状况机组状况包括试验期间的隔离测量数据,计算和结果 4.5试验大纲应编制一份详细的试验大纲,其中包括4.4中所要求的各项内容对于性能监测试验,重要的是应在试验大纲中清楚、完整得描述试验工况,这样才可以进行有意义的比较,并且能够确定设备的缺陷或改进(例如维修后) 4.6试验时间按照本部分实施的试验可以在任何时间进行对于保证值验证试验,应及早实施,最好在机组并网或者首次运行后的8周内进行在过热区运行的汽缸的缸效率试验应在机组并网或者首次运行后尽快实施如果保证值验证试验被延迟,比如由于承包商等不可控原因而导致超出8周的时间,则可以对老化进行修正如果已经实施了缸效率试验,则宜使用测量的老化量进行修正如果因为未开展缸效率试验而缺少缸效率试验结果或者汽缸处在湿蒸汽区内运行,则7.10给出了对老化修正的相应指导可以对热耗和出力都进行该修正 4.7试验前的准备 4.7.1设备情况在试验开始前,应确认汽轮机及其被驱动设备以及包括在试验内的凝汽器和\或给水加热器等均应处于良好状态应确认凝汽器、给水加热器、管道和阀门等泄漏均已被消除对于性能监测试验,设备布置以及可能的运行工况应尽可能的与基准试验保持一致,参见7.1 对于保证值验证的情况,在试验开始前制造商或承包商应有机会检查设备状况,如有必要也可自行测量此时发现的任何缺陷均应予以消除 4.7.2凝汽器状况如果凝汽器包括在试验之内,应遵循以下几点: 除非已确定请洁情况或请诘系统的效果,否则凝汽器的请请情况应与基准试验值接近对于 a 保证值验证试验,清洁情况应尽量与合同值一致如果没有具体规定清洁情况,则推荐在试验前清洗凝汽器并检查冷凝管束试验前,可以在试验工况下实施真空严密性试验,如果必要,也可以在试验后实施需要注意的是,对于直接空冷凝器,任何冷凝管的泄漏将会影响机组总空气泄漏量在线清洗系统在试验期间应该退出如果连续运行》 d 如有必要,可实施4.2.13中列出的附加试验
GB/T8117.4一2017 4.7.3系统隔离 4.7.3.1系统隔离要求系统隔离应遵循以下几点: a 对于试验结果受到试验的水或蒸汽流量影响,系统参数应尽量与基准试验情况(或者保证工况要求)保持一致 b 基准试验应尽可能对不明的外部流量和不明的内部旁路进行隔离,应当对外部不明流量和不明内部旁路流量进行试验,确保后续性能试验在相同系统参数下能够获得高准确度应对设备处于期望的循环系统参数的要求与在后续试验期间不可测量流量大小应尽可能接近的需要进行平衡; 对于保证值验证试验,进出系统的外部流量和无法计量的内部流量旁路、系统中的部分部件或者质量流量测量设备,应尽可能被隔离并尽可能避免测量如果对在试验期间完全隔离这些流量存有疑问,则试验前应做好准备以测量或者估算这些流量无论任何情况,应就被隔离的设备和流量以及隔离方法达成一致,并在报告中予以描述推荐进行预试验来考虑已确定的实际不明泄漏量,参见6.2.3.4 4.7.3.2设备和流量的隔离对于所有性能试验及保证值验证试验,应对汽轮机及其循环系统隔离下列设备以及外部流量大容量储水箱; a 蒸发器及其配套设备,如蒸发器的凝汽器和蒸发器的预热器 b 与安全运行有关的启动用旁路系统和辅助蒸汽管路 c d 凝结水主流量测量装置旁路管; 汽轮机喷水; 主汽阀、再热汽阀和调节阀的疏水管; 与其他机组间的连接管; 日 h 除盐设备; 除盐设备的隔离,并不意味着将该设备从系统中切除,而是指与其他机组间的联系都应隔离、以及影响主流量测量的再循环管等设备应予隔离,或测量其流量用凝结水加化学剂的设备; 锅炉排空; j 蒸汽吹灰器; k 加热器的凝结水管和给水管路的旁路 m加热器疏水旁路; n 加热器壳体疏水; 加热器水室排空; o 启动抽气器; p 凝汽器水室启动注水口; g 电厂供热用蒸汽或水; 蒸汽发生器排污; 汽轮机蒸汽清洗或水清洗管 10
GB/T8117.4一2017 4.7.3.3如未能隔离,应予以确定的流量下列进出系统而引起流过汽轮机流量的测量误差的外界流量,应与系统隔离或予以测量锅炉炉门盘管冷却水流量和锅炉液态排渣口盘管冷却水流量 a b 减温水; 锅炉给水泵最小流量再循环管和平衡盘流量 c 下列密封和汽封用冷却水流量(供水和回水) d 1 凝结水泵; 22 锅炉给水泵; 3 锅炉水泵或反应堆循环水泵; ！无自密封加热器疏水泵; 5 汽动泵用的小汽轮机; 6 核反应堆控制棒的密封燃油雾化和加热用蒸汽 e 锅炉排污 f 锅炉上水管; g 汽轮机水封流量; h) 汽轮机冷却蒸汽的减温水; j 汽轮机轴封漏汽及密封系统紧急排放阀汽轮机水封溢流; k 除轴封泄漏蒸汽以外,供至汽封调节阀的其他蒸汽; 补充水(如有必要); m 除氧器低压运行时的备用蒸汽(例如在低负荷时切换到较高压力的抽汽):; n 应尽可能关闭加热器放空气阀,否则关至最小 o 除氧器溢流管; 任何水封法兰例如真空破坏门水封)的漏人水量; 离开系统的系用密封水泄漏; 工业用的自动抽汽; 气预热器用蒸汽(如果不可能隔离) 空" 汽和水取样设备如果无法隔离水和蒸汽取样装置,取样流量又很大,则应予以测量; u 除氧器排空; 反应堆堆芯喷水; W 汽水分离器或再热器疏水冷却用的过冷水 x 湿蒸汽汽轮机的缸体和连接管道的连续疏水(如果不包括在保证值内) y 射汽抽气器用蒸汽 4.7.3.4从汽轮机主给水循环系统中隔离设备的推荐方法及装置将各种设备,外界流量与汽轮机主给水循环系统进行隔离,并对隔离效果进行检查,建议采用如下方法双重阀,并在其间加装疏水管阀; a b)法兰堵板; 1
GB/T8117.4一2017 两法兰间加堵板; c d 拆开连接短管供观察检查; e 观察检查排人大气的蒸汽(例如安全阀):; fD 已知关闭后无泄漏的阀(经双方试验证实),在试验前和试验过程中不对其进行操作对于排人凝汽器的蒸汽管道,管道表面温度的指示如果使用这个办法,宜特别小心对于短日的管道,隔离阀下游的表面温度高,可能是泄漏或者仅仅是热传导对于比较长的管道,表面温度低,可能是没有泄漏或者泄漏蒸汽在凝汽器压力下闪蒸的原因 h)对应该与系统隔离的任何水箱水位作准确测量; 应检查非常重要的隔离阀(例如高压和低压旁路阀),如有必要,在试验前予以封闭声学技术; k 失踪法标记泄漏 4.7.3.5给水加热器泄漏试验当汽轮机停运时,用凝结水泵或锅炉给水泵维持加热器水侧的压力,可检查加热器的泄漏情况热井或加热器壳侧有积水即表明存在泄漏,如果能保持正常运行时的水压,则可估算出泄漏量但是,应认识到泄漏量可能随加热器温度而变化测量的泄漏量只应视为加热器相对严密性的一个指标,而不宜作为修正主流量测量值的依据某些机组,只要该加热器抽汽能被彻底关闭而又无其他加热器疏水进人,就可以在汽轮机运行时检查加热器泄漏情况如果怀疑有泄漏,在实际运行中检查加热器泄漏的一个很实用的方法是;在任何怀疑有泄漏加热器前的凝结水管路中注人少量的水处理化学剂,检测该加热器疏水的导电率当化学剂通过时,如有泄漏则导电率会突然升高 4.7.3.6凝汽器循环水泄漏试验在汽轮机性能试验前和试验中,应对热井凝结水样和循环水样(被一定量的燕水稀释后)进行导电率实验,以检查凝汽器的严密性如有可能,可择机在汽轮机试验前或者试验刚结束后,进行水压试验,通过将凝汽器汽侧空间灌水到顶排冷凝管以上至少200mm处并检查水泄漏人进口水室和出口水室的情况也可以在维持真空情况下排掉水室里的水,用塑料薄膜或者纸覆盖在管板上进行泄漏试验如果有冷凝管泄漏,则塑料薄膜或纸片会被吸附在管板上如果设计和安全操作许可,则该试验可在汽轮机带负荷时进行另一种在汽轮机试验前后进行的试验方法是关闭所有空气和蒸汽通道,凝汽器和汽轮机处于全真空状态,通过循环水泵正常向凝汽器冷凝管供水观察进人热井的泄漏可用来衡量凝汽器的泄漏情况 4.8预备性试验实施预备性试验的目的是 a 确定设备是否处在适合试验的工况 D)检查所有仪表; 培训试验人员 c 对于保证值验证试验,在预备性试验完成之后,如果试验各方同意,预备性试验可作为保证值验收试验具体参见GB/T8117.2一2008中的4.5 12
GB/T8117.4一2017 4.9试验的整定 4.9.1试验整定的要求为了便于比较试验结果,汽轮机进口处的节流损失量应具有重现性一般推荐试验在阀全开或其他阀点下进行 4.9.2部分进汽的汽轮机试验应在阀点上进行,阀点的建立可以根据高压缸效率某些被测量的汽轮机压力或阀杆位置除了要求出力稳定,对于抽汽式汽轮机的压力调节阀,应尽可能通过调整抽汽流量办法使其调整到阀点或可重现的阀位上同样,双压汽轮机的二次新汽调节阀的阀点,也能够尽量通过调整二次新汽流量来获得如果出力或进口蒸汽流量由于运行条件所致而发生较大波动,则允许使用某种装置来限制调节阀进一步打开,使其保持在最佳阀点上在试验期间各阀的相对位置,应保持不变 4.9.3全周进汽的汽轮机对于性能监测试验,除了对保证值另有要求,无论滑压运行还是定压运行,试验应在阀门全开下进如果蒸汽发生器不能维持稳定压力,则可以降低压力来实施试验,可对试验结果进行修正行对于保证值验证试验,无论滑压运行还是定压运行,试验应在树门全开下进行如果汽轮机不能维持稳定压力,则可以降低压力来实施试验,可对试验结果进行修正但是,如果设备通流能力超出了保证值如有的话),允许偏差超出了4.10.2所述,试验可在阀门全开下进行并且降低压力,但压力修正要限制在4.10.2所述的偏差范围内 4.10试验工况试验工况的稳定性 4.10.1 在所有试验开始前,应有一段温度和流量的稳定时间,所需时间受汽轮机容量、内部条件及负荷变化量等影响而变化任何工况中的变化都会影响试验结果,应在试验开始前尽可能接近恒定,并且在试验期间保持稳定,使其波动不超过4.10.2所述为了维持节流的恒定,调节阀的行程应在开启方向上被限制在选定的位置上,并且调速系统也应对系统频率的正常波动不再作出反应 4.10.2试验条件工况的最大偏差与波动对于性能试验,除非试验双方另有协议,在试验期间试验工况的每一参数的平均值与额定值之间的最大允许偏差不能超过表3所给的极限值每项试验期间,除了出力可变化士3%外,各参数的最大允许波动不应超过表3最大允许偏差值的一半通常,即使达不到表3中的要求,也要在首次并网后及早进行试验在这种情况下,可使用修正曲线 4.10.3试验的持续时间和读数频率试验所需要的持续时间和试验工况的稳定性与试验数据的采集频率有关准确测量系统内储水的水位变化可能是一个制约因素推荐热耗试验时间为1h,但是也可以缩减至30min 所有其他类型试验的持续时间不宜少于 30 nmin 对于主要测量值,推荐在试验期间内取60组读数,次要测量值取15组至20组读数 13
GB/T8117.4一2017 4.10.4累积式仪器的读数输出电功率和质量流量的平均值,也可用积算式仪表在试验开始与结束时读数的差值除以相应的时间间隔来确定所有的积算式测量仪表宜同时读数,有关的指示仪表也宜同时或接近同时读数建议在试验过程中,以相等的时间间隔同时对所有的积算式仪表进行读数,如有需要,在试验结束后,可进行试验一致性的检查,还可调整试验取值的时间范围如果所有运行条件保持不变,所有观测值应在预定试验开始之前的一段时间就开始记录,并在预定试验结束之后再延续一段记录时间表3运行条件工况的最大偏差参数名称最大允许偏差主蒸汽压力土5% 主蒸汽温度士15K 干度士0,005 抽汽压力(如果可调节士5%" 抽汽压力供热汽轮机参见让排汽压力-背压式汽轮机士5%" 排汽压力-凝汽式汽轮机如凝汽器不包含在试验中) 士25% 士10% 抽汽量再热蒸汽温度士15K 士7% 绝热等嫡熔降出力或主蒸汽流量(修正到规定工况后士5% 冷却水流量(如凝汽器包含在试验中) 士15%" 冷却进口温度(如凝汽器包含在试验中) 士5K" 最终给水温度士10K 转速士2% ”所有这些项目所引起的熔降偏差不应大于士7% h与设计值相比,抽汽压力的较小偏离对机组整体性能的影响几乎可忽略不计如果抽汽量有较大的且不成比例的偏离,并且假如加热器工作不正常,则对总体性能所造成的影响可能会很严重此时应就下一步的处理方法达成一致如果排汽压力偏离过大,则排汽压力修正应由各方协商从试验或计算得到如果排汽压力过低,建议通过减少冷却水流量或引人空气来增大排汽压力,如果是直接空冷机组则减少运行风机数量 ”流量和温度的联合影响不能引起凝汽器压力的变化超过脚注c中的规定如果汽轮机和发电机的技术保证允许 4.10.5补充测量试验过程中,如果发现某个缺陷并且能在较短时间内消除该缺陷,则试验可继续进行在这种情况下,如有需要,应进行一些补充测量,其前提是可以足够准确地计算出有关的修正值(例如凝汽器端差的微小变化、一台加热器切除或测量仪器故障). 14
GB/T8117.4一2017 在试验的某段有限时间内,如果在试验负荷下本应关闭的某个控制阀,因负荷波动而打开,或者,试验工况出现不允许的大被动,假如在其余时间内能满足4I0.3中的要求,则事后经各方同意可制去前段时间,否则要重做试验建议在试验过程中对汽轮机一级或几级的压力和温度进行观测这些数据可以用来发现试验之间不一致的原因 4.10.6初步试验结果在试验结束后应立即计算初步试验结果及修正值,以便确定测量数据的有效性测量技术和测量仪表 5.1通则 5.1.1测试仪器对于性能试验的任何仪器,包括经过校验的商用或永久性安装的仪表都可以使用如有使用永久性安装测量仪表,建议检查整个仪表测量系统单个测量值的不确定度,应依据读数对试验结果的影响来合理选择推荐使用数据采集系统仪器的安装和布置要能够方便观测者准确读数典型的试验仪表布置图参见附录B 另外,对于保证值验证试验,试验各方应就仪器类型和位置、校验情况、双重测点数量和仅为参考用的仪表等达成一致建议对主要测量值应尽可能使用经校验的试验仪表校验环境应尽可能与试验期间仪表的工作环境一致,可以通过将仪表安装在可调节环境中实现 5.1.2仪器验证和校验对于这些试验,所有需要校验的仪器应在校验后使用根据具体情况,可能需要在试验后复校 5.1.3双重测量由于不如验收试验标准的要求那样严格,并且允许使用永久性安装的仪表,因此鼓励使用双重测量来确定同一参数双重测量的评估应根据6.2.3.,2所述 5.2功率测量 5.2.1汽轮机机械功率的确定汽轮机机械输出功率可通过以下四种方法之一来确定 a 测量发电机端处输出功率(见5.2.4),以及发电机的各种损失测量扭矩和转速只要在安装和使用中小心谨慎并确保其准确度,允许采用吸收式或扭矩式 b 测功器,其中包括电的或涡流测功器,它们的输人功率是通过静子的反作用来测定如果汽轮机辅助耗功,如调速器和润滑油泵是由外部能源供给,为了确定汽轮机在联轴器处的净输出功率,应从汽轮机联轴器处功率减去辅助耗功建立汽轮机的能量平衡围绕汽轮机划定能量平衡边界,由进出该边界所有能量流的代数和求出输出功率建立被驱动机械(例如压缩机、系)的能量平衡围绕被驱动机械划定能量平衡边界,由进出该边界所有能量流的代数和求出输出功率 5.2.2锅炉给水泵功率的测量给水泵功率测量的首选方法是测量扭矩和转速但是对于简化试验和未规定这些测量条款的情 15
GB/T8117.4一2017 况,测量给水泵功率的另一个最佳方法是通过给水熔升乘以质量流量来确定由于经过泵的给水温升很小,因此需要高准确度的温度测量可接受的其他方法包括测量输人电功率以及估算马达和变速箱的损失(如有的话); a b)如果排汽具有一定过热度并且已知汽轮机机械损失,可以通过汽轮机能量和质量平衡得到功率应安装比较准确的蒸汽流量测量装置,比如孔板或喷嘴,来测量进人锅炉给水泵用汽轮机的蒸汽流量在很多情况下,可以通过不同的测量锅炉给水泵功率方法来验证试验测量的一致性 5.2.3电功率的测量对于中线直接接地(地面)或四线制的三相发电机,机组功率应采用三功率表法测量对于中线通过电阻电抗或变压器加电阻接地(地面)的三相发电机,机组功率可采用两功率表法,但推荐使用三功率表法测量试验中应按一定时间间隔读取电度表(推荐至少每隔5mnm),参见4.10.4 任何情况下功率表都可用来代替电度表,便携或永久安装的仪表均可使用单相或多相仪表或功率分析仪均可使用电功率尽可能用双重表测量,包括双重的电压和电流互感器,这有利于提高测量准确度对任何测量间最大差别超过0.5%的情况,应检查其原因,参见6.2.3.2 5.2.4电气仪表的连接推荐并尽可能遵循如下要求,同时保证值验证试验的各方应就此达成一致仪用互感器应接在尽可能靠近发电机出线端子上,而且处在电能进、出发电机回路的任何外部 a 连接的发电机侧 b 仪表引线的布置不应产生电感应或其他类似原因而影响表计读数把从仪表接出的各组导线编成辫子形状,其长度至少1m,这样可消除电感应的影响最好检查仪表导线以及其他干扰源对整个表计布置区是否有干扰磁场互感器的校验应尽可能与在试验时同样的仪器和导线阻抗下进行 d 因为测量的输出功率是要与保证值进行比较,所以,电压回路中导线的影响不应对输出功率测量造成显著的误差选择导线的横截面时,应考虑到导线的长度、电压互感器以及回路中保险丝电阻的影响由导线(包括保险丝)电阻引起的误差总是应考虑在内 5.2.5仪用互感器宜采用试验专用的.合适规格和准确度的仅用电流和电压互感器等效于试验期同仅表和导线的负载条件所用的变比和相角修正值,应由覆盖电流、电压试验值范围的公认的校验方法得到对于仪用互感器,除了试验仪表和导线外,不应有其他负载,否则,要证实其负载未超过允许值当使用数字功率分析仪时,如果回路负载对全部试验都是相同,电流和电压互感器负载不用修正但是应适当考虑在回路加负载,尤其当高阻抗功率分析仪接人试验电流互感器和电压互感仪时可加适当的负载到回路中 5.3流量测量 5.3.1流量的分类流量可分为两类主流量;与输出功率有直接关系,并且要有相应的准确度测量主流量可以是水或者蒸汽 a b 辅助流量;是机组运行所必需的,并且为确定汽轮机主燕汽和再热蒸汽流量,对主流量测量值进行修正时予以考虑的流量 16
GB/T8117.4一2017 5.3.2主要水流量的测量 5.3.2.1测量方法推荐采用差压流量装置来测量如果需要更高准确度,可使用2组取压口并且每组取压口安装一个差压表 5.3.2.2主要水流量测量装置可以从以下推荐装置选择; 尖锐边缘孔板(参考IsO5167所有部分). a 管壁取压喷嘴(参考ISO5167所有部分); b 椭圆喉部取压喷嘴(参考GB/T8117.2一2008的附录B); c 如果满足准确度要求,其他类型仪表也可以使用,并且要考虑防侵蚀和防污染等问题 d 可使用标准的或经校验过的仪表装置有关差压装置的校验具体参见GB/T8117.12008中的 5.3.2.2. 5.3.2.3注意事项在选择主凝水测量的位置和安装时应考虑以下因素在不同位置的流量测量可能会受到加热器泄漏和再循环流量的影响; a 测量装置位置的系统有效压头将足以消除测量装置引起的净压头损失 b 当水流过孔板和喷嘴时,其压力应保持在至少大于所测温度对应的饱和压力250kPa,或者其温度应保持小于所测的最低绝对压力对应的饱和温度15C 关于上、下游直管段长度以及整流器使用应遵循ISo5167的要求任何不合要求的差异应协商并达成一致,并且记人试验大纲和试验报告中当流量测量装置位于系统的高温点时,应多考虑温度影响、热膨胀和主元件的变形建议流量装置的管道和法兰使用和主元件相同热膨胀系数的耐腐材料考虑到在高雷诺数的校验问题,有可能需要对流出系数曲线做更大外推; 对于保证值验证试验,所有差压装置及其管段部分要在试验前或试验后的短时间内进行检查以了解其状况、尺寸和与相应标准的总体一致性; 只有当流量稳定或随时间略有变化时,才能对其进行测量差压计上的阻尼件并不能消除脉 g 动引起的误差,因而不应使用测量装置不宜位于泵出口推荐差压读数的最大允许平均波幅在频率高出读数频率一半时为满负荷读数的1%,而在频率低出读数频率一半时为满负荷读数的5% 5.3.2.4系统中流量元件的位置因为系统设计、管道布置和安装费用的变化很大,所以不推荐单一固定的测点位置下列任何水流量的测量位置均可作为准确测定汽轮机主流量的基准可使用多重流量测量点,比如一个在给水系统而另一个在凝结水系统如果任何测量间的最大差别超过0.5%,应对此进行调查,参见6.2.3.2; 主流量元件可位于给水系统中的最高一级高压加热器出口和蒸汽发生器给水人口之间由于给水压力较高,可能需要将主流量测量元件焊接到给水管道系统上此时流量装置上需要 -个法兰探视孔以便试验前后的检查,同时也可供需要时进行试验前的清理另一个可接受的选择是在组装件煤接至管路后,当试验不需要时,该组装件可以移除其中的流量元件如果没有探视孔,则推荐多重流量测量; 主流量元件可以位于凝结水系统中的凝结水泵出口和给水泵人口之间因为凝结水压力较 17
GB/T8117.4一2017 低,通常可使用法兰连接的流量元件以方便移除来检查和复校因此,该法兰连接的流量测量段可仅为试验而安装,并在正常连续运行时移除如果只用一个单独的主流量剥点,则推荐这个位置如果在除氧器前安装流量测量元件,则应测量或者计算高压加热器的疏水流量如果流量测量元件安装在除氧器水箱和给水泵人口之间,则应考虑所有再循环流量,比如给水泵平衡盘回水流量、给水泵再循环流量或者高压加热器泄漏量 5.3.3蒸汽流量测定如果不能测量水流量,则另一种可选方法是测量燕汽发生器出口至汽轮机进口之间的蒸汽流量与测量水流量相比,该方法的不确定度更高,但是对于特定情况比如用永久性安装的流量喷嘴测定过热蒸汽流量具有良好的重现性流出系数可以从设计规范得到或根据用水校验的结果来确定如果在喷嘴或孔板的最小截面处的过热度小于15C,则不应试图进行这类测量见5.3.2.3b),d),)和g). 对于非冷凝式或背压式汽轮机,排汽温度具有15以上的过热度时,可以选用熔降法来确定蒸汽流量该方法基于通过测量所有进出汽轮机蒸汽的压力,温度来建立的能量平衡以计算蒸汽流量,同时也考虑了泄漏蒸汽量、发电机出力、电气损失、机械损失和辐射损失等 5.3.4差压测量推荐使用经校验过具有高准确度的差压变送器来测量主流量元件的差压 5.3.5辅助流量测量除主要流量测量外,还有许多辅助流量需要测量应尽可能测量这些流量,但允许使用计算的方法来代替测量由于机组布置不同和流量测量装置位置不同,因而不可能对每个测量所要求的准确度进行规定试验各方应针对当前这种汽轮机型式决定应测量的辅助流量,然后对每个测量装置规定相应的准确度，以便使所有辅助流量测量的综合误差与试验结果的误差成一适当的比例也可以使用累积式仪器测量辅助流量 5.3.6大的水流量的测定比如凝汽器冷却水流量和区域供热的水流量就属于大的水流量由于技术难度大,在许多情况下直接测量往往是不可能的或不实际的对这类情况,可以使用热平衡计算来确定水流量如果需要测量,可以使用以下测量方法: 管路中安装标准或经校验的喷嘴或孔板; a b 流速表化学药品或放射性示踪剂的稀释法; c d 超声波技术; 磁力流量计; e fD 某些情况下凝汽器冷却水流量可以根据循环水泵特性试验或计算来估算得到尽管该方法对性能监测试验非常有用,但受系统阻力不变及梨运行状况的限制,并不够准确该方法不宜用于保证值验证试验 5.4压力测量 5.4.1待测压力试验期间所测的压力均是静压力如果是大体均匀的层流,可在管道或烟道上的某一点处测量静压如果流动不均匀,需要在流动区域多布置几个点来测量 18
GB/T8117.4一2017 5.4.2仪表推荐用已教验过的压力变送器对于要求高准确度地测量压力的情况,宜在试验前校验,并且如有需要,在试验后也要校验其他设备比如静重式压力计,试验用弹簧管压力表或水银压力计也可用于测量压力但应明确使用这些设备的不确定度和校验要求 5.4.3取压孔和传压管取压孔应与管道内壁垂直内孔口边缘应是尖锐直角且无毛刺,在至少2倍孔径长度内,孔应笔直 12 且孔径不变取压孔的内径宜在6mm 2mm之间除非仪表和取压口位于同一高度,否则连接管应连续倾斜向上或向下,避免形成水桂或汽柱如果仪表在取压点之上可通过在取压点处设置密封环使传压管内处于满水但是对于低于大气压的测点位于取压口上方时,需要有排气办法以避免凝结水聚积在取压管中产生静压头的情况 5.4.4大气压力除非所有的压力变送器都是绝压表,否则应在试验中记录大气压力建议用高准确度的压力变送器或者膜式压力表来测量同时,应仔细考虑所选仪表对总体试验不确定度的影响,这将可能会出现在不同热力系统边界下同一设备的试验需要不同准确度仪表的情况 5.4.5凝汽式汽轮机的排汽压力测量试验仪表应测量每个低压缸的每个排汽口的平均静压力由于不同的凝汽器设计和结构,本部分仅给出如下通用指导可在凝汽器的任何平面选择测点,除非对保证值验证试验另有规定 a b 壁面取压可用于性能监测试验如果各方同意也可以用于保证值验证试验由于凝汽器布置或者其他原因而不能使用壁面取压时,可安装比如网笼探头或导流板等内部 c 装置具体参见GB/T8117.12008的5,5.3和GB/T8117.,2-2008的5.5.3 对于保证值验证试验,推荐在汽轮机排汽环形面积中每1.5m设置一个测点总数量最少 d 个,最多8 2 尺如果使用均压管,要使用尺寸足够大的均压管以避免回流影响只要能够满足总体试验不确定度要求,任何具有一定准确度的可靠仪表都可使用推荐使用低量程绝压传感器来测量不建议使用测量温度来得到排汽压力的方法 8 h 传压管应满足5.4.3的要求要注意保证传压管可以自排污,以免因传压管内少量积水而产生读数上的显著误差试验期间可使用可控低流量空气吹扫装置来清除传压管中的积水应检查测量系统的严密性,在规定的真空下,当关闭靠近取压孔的阀门时,仪表读数的下降速度在5min内不宜大于0.8kPa 在保持系统严密性的方面,橡皮隔膜阀比旋塞更有效 5.5温度测量 5.5.1温度测点温度测点应布置在温度均匀分布并尽可能接近相应压力测点的下游位置不能将温度套管安装在流动死区对试验结果有直接影响的温度测点,应该在附近的不同位置读数,取平均后作为流体的温度 5.5.2仪表可以使用热电阻,热电偶或者水银玻璃温度计对于较高温度测量和准确度，给出如下建议 19
GB/T8117.4一2017 校验过的热电阻连同校验过的数字电压表; a b)校验的精密级热电偶连同校验过的数字电压表当要求高准确度测量时,建议采用连续的补偿导线到冷端应准确测量冷端温度测量点的温度测量准确度与已知冷端温度的准确度相匹配(一致),尽可能使用冰块来保持冷端温度恒定 5.5.3给水加热系统温度的测量包括进汽侧如果选择需要计算单独加热器传热量的热力系统边界,宜通过测量每台加热器进、出口温度来进行热平衡计算当用热平衡计算得到进汽流量可用于计算最终给水和/或再热流量时,温度测量应满足所需的总体准确度如果没有泵人加热器疏水或者加热器旁路等影响,则加热器的进口温度测量值可作为上一级加热器的出口温度 5.5.4凝汽器冷却水温度的测量进水温度通常沿管截面是相同的,除非有理由怀疑有流动分层现象发生,否则每个进水管测量- 温度即可受流动分层影响,在管道内不同位置的凝汽器冷却水出口温度会有不同对于用凝汽器排出热量计算循环系统性能或者对温度有要求的其他原因等情况,测量仪器应具有合适的准确度应注意温度分层现象和负荷有关为了获得具有代表性的平均出口温度,可接受使用热电阻堆的平均测量和多孔取样测量等直接测量方法如果可能,温度可以在混合后的出水槽内测量,再考虑合适的温降每个出水管上安装4个或5个热电阻,应位于等分管截面的中心热电阻应由沿着传感段布置的 -根连续电阻丝制成宜在每个出口处至少两个直径方向上安装温度取样探针并呈直角布置管截面的每0.2m'不应少于一个取样孔 5.5.5温度计套管温度计套管的材料应与所测量的温度相适应套管壁应尽可能的薄,应力应在安全范围内,内径应尽可能的小重要的是套管应清洁,无腐蚀或氧化现象温度计套管内最好是干燥的,尤其是高温测点,应采用适当材料精心予以覆盖和密封,以减小空气对流和热损失套管插人管道或烟道内应有足够的深度,这样可忽略热传导引起的误差套管外露部分及其附近的管道或烟道的外表面应予以保温当测量小的温度差时,两个套管应有相似的结构和尺寸 5.6蒸汽品质测量由于测量复杂的原因,具体测量方法不在本部分内蒸汽品质的测量参见GB/T8117.2一2008的 5.7,并且更详尽的内容参见GB/T8117.32014的附录K 5.7转速测量转速测量可以用计数器和时钟、闪光测速仪、测频仪(机械式或电子式)或转速表也可用信号变送器和信号转换器被使用仪器的可靠性和准确度应得到验证如果设备安装有足够准确度的转速仪比如数字系统)也可使用 5.8时间测量积算式仪表需要高准确度的时间测量应采用单独的秒表或电子计时装置应特别注意保持积算式仪表和计时装置读数同步 20
GB/T8117.4一2017 试验结果的计算 6.1计算前的准备用试验得到的仪表读数计算试验结果计算试验结果之前,应从整个读数期间选取一时间间隔作为正式试验时间,该时间段不能少于 4.10.3所规定的时间间隔在选定的这段时间内,运行工况与保证工况的参数偏差以及参数波动应满足4.10.1和4.10.2的规定在选择的试验期间的开始与结束时刻,所有仪表的读数,包括一些积算式仪表,和相应的计时读数都应有效(参见6.2.1) 如果试验期内发生一段扰动,则可删除扰动期内的所有读数但是要提供证据证实扰动前、后存在稳定的工况如果分别计算扰动前和扰动后数据,则试验结果的不确定度不应除以、/n(n为试验段数) 如果在试验过程中偶尔有扰动情况,则可经双方同意,在扰动期间所有仪表的读数按4.10.5所述予以删除剩余试验时间的总长度应满足4.10.3中的规定如有必要,可将一个试验分为几段试验并单独计算求值如果在试验过程中某个测量仪表临时故障,该仪表丢失的读数可由各方协商,可以从其他相关的仪表推定,或者,如果设备的运行工况相当稳定,则该仪表读数也可用故障开始之前或故障结束之后的仪表读数平均值来代替 6.2结果的计算 6.2.1仪表读数平均值的计算为进一步计算需要,在按6.1规定的时间段内,计算每一测量仪表读数的平均值以线性关系影响测量结果的变量,取算术平均值对于流量测量装置的差压读数,理论上正确的计算方法是读数平方根的算术平均值但是,如果读数间的偏差小于10%,而且不采用读数平方根的算术平均值来计算,由此引起的最大可能误差小于 0.1% 如果将积算式仪表的读数与指示仪表读数的平均值作比较,则要确保读数取在同一段时间内在计算平均值时指示仪表的第一个和最后一个读数只能取半权 6.2.2平均值的修正和换算建议在修正和转换时要保存原始数据以防丢失由读数的平均值换算到所需单位的计算值时,要对仪表引起的所有影响进行修正,这些修正包括仪表常数和零位修正; aa b 校验修正; c 仪表读数的基准值(例如大气压力,环境温度); d)任何附加影响例如水柱,尤其是低压的情况). 6.2.3测量数据的检查 6.2.3.1 相容性对测量数据如压力、温度和流量,在计算之后应做一次彻底检查,检查有无严重的错误、不符物理定律和总体不相容的现象如果发现有重大偏差,其原因和范围又不明,则该项试验应全部或部分重做为了澄清事实,应做适当的附加测量对那些明显不正确的仪表读数应予以删除经试验有关各方商定,这些数据可由其他仪表的读数代替,或用适当的计算值或估算值代替 21
GB/T8117.4一2017 6.2.3.2多重测量数据的整理当同一变量由数台相互独立的仅表测量时,应以一适当的方法求其平均值.这种方法用加权系数来考虑各独立测量值r的相对可靠性加权平均值工即代表几个不同测量值r，的最可能平均值,计算方法见式(6). 习每个加权系数是根据r的置信区间V见第8章)由式(7)计算得到为了检查同一变量的几个测量值的相容性,并考虑其各自计算或估算的不确定度,以及确认使用上述办法计算平均值的合理性时,统计方法是一种有用的工具,详见GB/T8117.2一2008附录C所述具体内容和算例参见附录C 6.2.3.3质量流量平衡如果在试验过程中,在主汽水回路中布置几个质量流量测点,通过建立质量流量平衡方程式,对于主回路中的某一特定质量流量例如主蒸汽流量)可计算出几个流量值为了建立这些流量平衡方程,还需测量某些辅助质量流量以及系统中储水箱的水位变化质量流量平衡的建立及结果的计算详见附录C和GB/T8117.2一2008附录D. 6.2.3.4泄漏如果试验需要测定主蒸汽流量,应尽可能的在试验前确定泄漏并予以消除如果不能及时消除已发现的任何泄漏,则应测量或估算这些流量在主流量或辅助流量的计算中应包括这些估算值不明泄漏会引起工质的损失,也应估计其流量和位置,在主流量或辅助流量的计算中予以考虑应尽可能的减少不明泄漏量,但是在不明泄漏量小于满负荷下主汽流量的0.6%时,试验仍可进行如果超过0.6%,则建议调查泄漏源引起系统损失的不明泄漏应根据试验准备期间的观测来分配到机组的各个设备,可根据一般经验或表4中所给值对再热汽轮机组,可假定有一半的泄漏发生在再热器前,另一半发生在再热器之后(其中一半在再热器热端，一半在低压连通管》对于存在缺陷的汽水循环系统(如有不明辅助流量、隔离不完全等),在主流量不确定度或者平均主流量的平均不确定度上加人附加允差,该附加允差的量相当于参加主蒸汽流量计算的不明泄漏量的50% 表4机组设备的不明泄漏量分配化石燃料机维核电机组分配的不明漏量蒸汽发生器 40 20 30 进汽管道(包含旁路汽轮机 40 70 6.2.4蒸汽和水的热力特性用于保证值和试验结果计算的汽水性质应由采购商和供货商协商,并在合同中予以规定推荐根据国际水和水蒸汽性质协会1997年发布的水和水蒸汽热力性能的工业用公式(IAPwSIF97 或由IAPwS-IF97导出的表和图表计算 IAPwS-IF97已代替1967年国际公式化委员会(IFC)工业 22
GB/T8117.4一2017 用公式对与以前结果的任何比较,应使用相同来源的工质性质,以获得有意义的资料 6.2.5试验结果的计算对于性能监测试验,计算方法因试验的热力系统边界不同而异对于保证值验证试验,热效率、主蒸汽流量和出力应按照保证值定义来计算按照6.1和6.2,每个参数应有一个确定值作为以后的计算用测量不确定度的具体参见GB/T8117.2一2008的第8章和6.2.5 试验结果的修正及与基准性能或保证值的比较 7.1基准性能对于性能监测试验,应选用一个参考值作为当前试验的基准点基准试验可以是原始保证值验证试验、随后的其他任何试验或制造厂提供的热平衡图等为了进行有意义的比较,试验的测量边界条件应相同如果有不同,则要进行修正性能监测的修正方法与保证值验证试验的修正方法相同 7.2保证值和保证工况使用与验证试验结果比较的保证值表明汽轮机性能水平因为系统边界参数和条件及给水加热系统参数对保证值具有决定性的影响,所以所有这些内容都要完全.清楚地在合同文本中予以定义,并形成规定的保证工况大多数情况下,建议将这些数据以标有相关数据的完整热平衡图的形式给出试验结果同样取决于这些条件与参数,因此任何与保证循环的偏离都应在试验后予以修正如果保证系统中已包括了汽和(或)水的抽出或加人,这就是一个另加规定的保证工况 7.3主蒸汽流量的修正对于将主蒸汽流量修正到基准工况和保证值验证工况,可使用以下基于通流能力(见3.8)的公式来计算 n” ,g ,1 U1m 71,maX,C=771maX,m" ,mg1g m 对于使用其他通流能力计算公式的情况,修正公式相同 7.4最大出力的修正将最大输出功率P、修正到保证工况时,应考虑所有影响主蒸汽流量、烙降及其分布和汽轮机不同部分效率的运行条件对所有参数的修正可用适当的修正曲线进行修正对热力系统进行适当的复算,可实现完整修正 7.5热效率和热力学效率的修正 7.5.1修正的一般要求按照7.1和7.2所述,试验过程中,如果有任何运行工况偏离保证工况,则热效率,热耗率或汽耗率在与基准值或保证值进行比较之前要进行修正为了保持较小的修正量,在试验过程中,运行工况应尽可能接近规定的基准工况或保证工况一些最重要的运行参数最大允许偏差参见4.10.2中的规定 23
GB/T8117.4一2017 偏离规定保证工况的修正可分为三类所用修正项与所选的热力系统边界、性能试验类型和基准试验或保证值试验 7.5.2第1类修正包括汽轮机本身边界运行条件偏离基准工况或规定的保证工况的修正,这一类的修正项目有: 主蒸汽压力; a b 主蒸汽温度; 再热蒸汽温度 c d 主蒸汽品质; 主燕汽流量; e 再热器压降汽轮机排汽压力或凝汽器冷却水温度和流量; g 汽水分离器效率; h 转速; 最终给水温度; 汽水分离器出口蒸汽品质; k 再热器端差; 汽水分离器和再热器压降; m 节流或不同阀点如果可能)下的调阀压降 n 7.5.3第2类修正包括主要影响给水加热系统的变量,这一类的修正项目有 a 给水加热器端差; b 抽汽管道压降; 系统储水量变化和补水量; d 通过凝泵和给水泵的熔升; 凝汽器中凝结水过冷度; 锅炉减温水流量给水加热系统的不同运行方式(例如加热器停用) g 射汽抽汽器流量; h 给水泵汽轮机蒸汽流量和蒸汽参数空预器和燃烧器等的蒸汽流量; k 其他输人和抽出热量 7.5.4第3类修正包括有关发电机运行条件修正,这些与机组的其余部分是独立的,而且容易确定但是,如果发电机损失的那部分热量传递至给水系统,则影响会较大并且最好归人第2类来处理,这一类的修正项目有发电机功率因数; a b 电压; 氢压; d) 变压器损耗 24
GB/T8117.4一2017 7.6修正值的定义和应用为了便于修正,一般假定各种运行参数对试验结果的影响是相互独立的,因此根据各个运行参数的偏差分别确定它们的修正值,然后综合成总的修正量对于所有的参数,如果其修正与负荷有关,则各参数修正系数要根据每一基准负荷点或保证负荷点来确定也可以对汽轮机及其热力系统进行全面的复算,将试验结果修正到规定的基准工况或保证工况通常是考虑到汽轮机和机组各部件的特性以及试验期间的运行条件并借助于计算机程序来完成这种方法直接给出总的修正量而不必使用单独的修正系数,并且在很大程度上考虑了不同变量之间的相互影响由于第2类参数的修正曲线不易得到,采用复算法仅可以方便地得到第2类参数的修正量第 1类修正和第3类修正使用修正曲线完成 7.7修正方法 7.7.1修正方法的确定修正方法及其必要的数值和曲线的确定取决于与基准值或保证值的比较方法,具体如下如果以主蒸汽流量不变的情况下进行与基准值或保证值比较,则修正时要分别考虑每个参数 a 对热效率或热力学效率的影响如果在固定阀点下进行与基准值或保证值比较,则要确定每个参数对效率和输出功率的 b 影响试验各方应在试验前尽早就修正和比较方法取得一致意见,以便完成必要的准备工作修正曲线宜在试验前准备好 7.7.2用热平衡计算进行修正用热平衡计算进行修正是很有用,特别是对于具有复杂系统的汽轮机和具有大量循环系统修正的汽轮机宜用热平衡计算将试验系统和试验运行工况修正到保证系统和保证运行工况,也就是将汽轮机试验结果修正到规定工况修正后的试验结果与基准值或保证值进行比较或者,也可用热平衡计算将保证系统和保证运行工况修正到试验系统和试验运行工况汽轮机的基准值或保证值可按照试验工况进行修正(如果需要,可就运行工况的影响进行修正) 可用已经修正的试验结果来计算“修正后的基准或保证”系统,该系统能够与试验系统进行比较对于过热燕汽汽轮机,通常用第一种方法;对于湿蒸汽汽轮机,用第二种方法更易正确实施 7.7.3用修正曲线进行修正可以使用制造厂提供的修正曲线或者以不同变量为函数对效率(或出力)的通用修正曲线效率修正的通用曲线参见GB/T8117.,22008附录E 7.8修正需考虑的参数对于保证值验证试验,试验结果的修正项可仅限于与经商定的热力系统边界条件下保证工况偏离的参数修正试验允差对于保证值验证试验,在试验前应就偏差或允差达成一致在协商允差时,应了解最可能的性能试 25
GB/T8117.4一2017 验水平,因此允差不必等于总体测量不确定度如果合同中没有规定允差,可以假定允差等于根据不确定度分析(见4.3)所计算的试验不确定度,由试验各方协商确认该值 7.10汽轮机性能的老化对于保证值验证试验,应按照以下执行试验应在第一次启动(见4.6)或检修(当机组内可能影响性能的任何缺陷都已消除)之后应尽快进行如果这些条件不能满足,并且也无法对汽轮机状况作对比测量,则就无法确定实际的整体老化程度如果有理由确定机组无部分损伤或结垢,则试验各方可商定一个由于老化引起的性能劣化平均值并在试验结果与保证值比较时予以考虑如果没有专门协议,则可根据表5给出的指导来确定表5老化修正指导初次启动和试验之间的时间汽轮机额定功率P %/月 MW 0<2个月 <12个月 12<<24个月 <150 不考虑 o 0,06 5 5 >150 不考虑 0.1 0.06 7.11保证值比较对于保证值验证试验,应根据下述进行合同中规定的性能保证值应清楚并无歧义地说明与保证值验证试验工况的有关内容如果经完全修正(包括任何商定的允差)后的试验值达到合同保证值,则应认为已履行合同 26

汽轮机热力性能试验规程GB/T8117.4-2017方法D简析

一、试验内容

方法D是对已安装或未安装在发电站的汽轮机进行热力性能试验的方法。试验范围包括单背压汽轮机和双背压汽轮机（含再热）。

二、试验前准备

1. 准备好试验所需的仪器设备，包括流量计、压力计、温度计、功率计等。

2. 检查汽轮机的运行状况，确认其满足试验条件。

3. 检查热力循环系统的运行状况，确保其正常工作。

4. 根据试验要求设置试验参数，包括进汽压力、进汽温度、抽汽比等。

三、试验步骤

1. 对汽轮机进行预热，使其达到稳定工况。

2. 记录各测点的温度、压力等数据。

3. 改变试验参数，如改变进汽压力、进汽温度等，记录相应数据。

4. 根据记录的数据计算汽轮机的性能参数，包括功率、热效率、热耗等。

5. 根据试验要求进行数据处理，并生成试验报告。

四、总结

方法D是一种简化的汽轮机热力性能试验方法，适用于已安装或未安装在发电站的汽轮机。试验前需要做好准备工作，包括准备试验设备、检查汽轮机和热力循环系统的运行状况等。试验过程中需要记录各测点的数据，并根据数据计算汽轮机的性能参数。最后根据试验要求进行数据处理，并生成试验报告。