吳 哲

(國(guó)家能源集團(tuán)山東石橫熱電有限公司，肥城 271621)

0 引 言

汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)是電廠及時(shí)了解掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的重要手段，對(duì)機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著非常重要的作用，一般分以下三種情況：

(1)汽輪機(jī)性能考核試驗(yàn)。該種試驗(yàn)以考核汽輪機(jī)制造性能或評(píng)價(jià)汽輪機(jī)本體改造效果為目的，需要重新在現(xiàn)場(chǎng)安裝一個(gè)凝結(jié)水流量測(cè)量噴嘴，并更換大量的、高精度的壓力、溫度等測(cè)點(diǎn)，對(duì)試驗(yàn)熱耗率計(jì)算結(jié)果進(jìn)行一類系統(tǒng)修正和二類參數(shù)修正，以考核該機(jī)組在設(shè)計(jì)系統(tǒng)、參數(shù)下的汽輪機(jī)性能水平。

(2)汽輪機(jī)性能診斷試驗(yàn)。為提高機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性，電廠有時(shí)需對(duì)汽輪機(jī)組的設(shè)備、系統(tǒng)及運(yùn)行方式等方面進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，為評(píng)價(jià)改進(jìn)后效果和汽輪機(jī)組性能水平，需對(duì)汽輪機(jī)組(包括熱力系統(tǒng))進(jìn)行性能診斷試驗(yàn)。該種試驗(yàn)只需要重新在現(xiàn)場(chǎng)安裝一個(gè)凝結(jié)水流量測(cè)量噴嘴，更換少量的壓力、溫度等測(cè)點(diǎn)，只對(duì)試驗(yàn)熱耗率計(jì)算結(jié)果進(jìn)行二類參數(shù)修正。

(3)汽輪機(jī)常規(guī)熱力試驗(yàn)。該種常規(guī)試驗(yàn)是以現(xiàn)場(chǎng)的一次測(cè)量元件所測(cè)的流量、壓力、溫度等參數(shù)為依據(jù)，通過(guò)PI系統(tǒng)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，不對(duì)試驗(yàn)熱耗率計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正。

以上三種試驗(yàn)，雖然試驗(yàn)的目的不同、儀器精度不同，但是均需要按照ASME PTC6-2004《汽輪機(jī)性能試驗(yàn)規(guī)程》和GB/T 8117.1-2008《汽輪機(jī)熱力性能驗(yàn)收試驗(yàn)規(guī)程 第1部分：方法A—大型凝汽式汽輪機(jī)高準(zhǔn)確度試驗(yàn)》等有關(guān)試驗(yàn)規(guī)程，對(duì)相關(guān)熱力系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格隔離。

本文以某電廠#1汽輪機(jī)性能診斷試驗(yàn)為例，談一下系統(tǒng)隔離的重要性。

1 汽輪機(jī)熱耗率試驗(yàn)計(jì)算方法

試驗(yàn)計(jì)算以實(shí)測(cè)除氧器入口凝結(jié)水流量為依據(jù)，以該凝結(jié)水流量為基準(zhǔn)流量，通過(guò)#1、#2、#3三臺(tái)高壓加熱器的熱平衡，以及除氧器的熱平衡和除氧器的流量平衡，列出多個(gè)方程式，計(jì)算除氧器出口給水流量與各加熱器進(jìn)汽流量，進(jìn)而求得省煤器進(jìn)口給水流量、主蒸汽流量及再熱蒸汽流量，最終計(jì)算求得汽輪機(jī)熱耗率。

(1)#1高加熱平衡方程式：

G給水·(h出水1-h進(jìn)水1)=G進(jìn)汽1·(h進(jìn)汽1-h疏水1)

(2)#2高加熱平衡方程式：

G給水·(h出水2-h進(jìn)水2)=G進(jìn)汽2·(h進(jìn)汽2-h疏水2)+G進(jìn)汽1·(h疏水1-h疏水2)

(3)#3高加熱平衡方程式：

G給水·(h出水3-h進(jìn)水3)=G進(jìn)汽3·(h進(jìn)汽3-h疏水3)+(G進(jìn)汽1+G進(jìn)汽2)·(h疏水2-h疏水3)

(4)除氧器熱平衡方程式：

G出水4·h出水4=G進(jìn)汽4·h進(jìn)汽4+G凝水·h進(jìn)水4+(G進(jìn)汽1+G進(jìn)汽2+G進(jìn)汽3)·h疏水3

(5)除氧器流量平衡方程式：

G出水4=G疏水1+G疏水2+G疏水3+G進(jìn)汽4+G凝水=G進(jìn)汽1+G進(jìn)汽2+G進(jìn)汽3+G進(jìn)汽4+G凝水

(6)用下式計(jì)算給水流量：

G給水=G出水4-G過(guò)減-G再減

以上六個(gè)方程式中有G給水，G進(jìn)汽1，G進(jìn)汽2，G進(jìn)汽3，G進(jìn)汽4，G出水4共六個(gè)未知數(shù)，可聯(lián)立求解得到給水流量與各加熱器進(jìn)汽流量。

(7)用下式計(jì)算主蒸汽流量：

G主汽=G給水+G過(guò)減

(8)用下式計(jì)算再熱蒸汽流量：

G再熱=G主汽-G進(jìn)汽1-G進(jìn)汽2+G再減

(9)用下式計(jì)算試驗(yàn)熱耗率：

HR試驗(yàn)=(G主汽·h主汽+G再熱·h再熱-G冷再·h冷再-G給水·h給水-G過(guò)減·h過(guò)減-G再減·h再減)/P

需要指出的是：采用以上公式(5)計(jì)算除氧器出水流量G出水4，適用于#1、#2、#3三臺(tái)高加的正常疏水均按照疏水逐級(jí)自流方式進(jìn)入下一級(jí)加熱器內(nèi)，最終全部進(jìn)入除氧器的狀態(tài)；而且，#1、#2、#3三臺(tái)高加的事故疏水閥門(包括：電動(dòng)門、手動(dòng)隔離門)均關(guān)閉嚴(yán)密，無(wú)內(nèi)漏現(xiàn)象。(注：見(jiàn)下面示意圖)

2 試驗(yàn)期間系統(tǒng)隔離情況

系統(tǒng)隔離的優(yōu)劣對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度有著非常重大的影響，應(yīng)特別予以重視，仔細(xì)隔離和嚴(yán)格檢查。根據(jù)實(shí)際情況，將需要隔離的閥門分為三類：A類是機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)可以長(zhǎng)期隔離的閥門；B類是試驗(yàn)期間(通常3天～5天)可以暫時(shí)隔離的閥門；C類是每個(gè)試驗(yàn)工況前必須隔離，但試驗(yàn)后要立即恢復(fù)的閥門，對(duì)C類閥門需要重點(diǎn)關(guān)注。

3 試驗(yàn)情況

3.1 預(yù)備性試驗(yàn)

按照試驗(yàn)計(jì)劃，在進(jìn)行正式試驗(yàn)前必須進(jìn)行預(yù)備性試驗(yàn)，預(yù)備性試驗(yàn)的要求與正式試驗(yàn)完全相同。預(yù)備性試驗(yàn)的目的是：確認(rèn)機(jī)組是否具備試驗(yàn)條件，檢查系統(tǒng)隔離并計(jì)算不明泄漏量；檢查所有試驗(yàn)儀表；培訓(xùn)試驗(yàn)人員。

表 #1機(jī)組系統(tǒng)隔離清單

在預(yù)備性試驗(yàn)開(kāi)始之前，要求電廠方面嚴(yán)格按照上述隔離清單進(jìn)行系統(tǒng)隔離。然后，研究院試驗(yàn)人員再重點(diǎn)對(duì)以下對(duì)試驗(yàn)影響最大的C類閥門隔離情況進(jìn)行檢查確認(rèn)。包括：#1、#2、#3三臺(tái)高加的事故疏水前、后手動(dòng)隔離門，凝汽器補(bǔ)水手動(dòng)隔離門，鍋爐本體吹灰、空預(yù)器吹灰汽源總門等。

經(jīng)過(guò)檢查確認(rèn)，研究院試驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)#1、#2、#3高加事故疏水前、后手動(dòng)隔離門均不同程度地存在內(nèi)漏現(xiàn)象，這樣就導(dǎo)致#1、#2、#3高加有一部分疏水未進(jìn)入除氧器內(nèi)，而是通過(guò)事故疏水管道直接進(jìn)入了凝汽器內(nèi)。研究院試驗(yàn)人員立即將此異常情況反映給電廠方面，電廠表示上述閥門內(nèi)漏需要停機(jī)后才能處理。

于是，研究院試驗(yàn)人員采集了有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并采用上述計(jì)算公式求得的額定負(fù)荷工況下的汽輪機(jī)熱耗率高達(dá)9 000 kJ/kWh。研究院和電廠技術(shù)人員一致分析認(rèn)為，該熱耗率數(shù)據(jù)根本不能反映該汽輪機(jī)的實(shí)際熱耗水平，本次預(yù)備性試驗(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)效。因此，必須將上述閥門內(nèi)漏消除后，方可進(jìn)行下一步的試驗(yàn)工作。

3.2 正式試驗(yàn)

電廠方面經(jīng)與調(diào)度協(xié)商，晚峰過(guò)后將該機(jī)組停運(yùn)，更換了#1、#2、#3高加事故疏水手動(dòng)隔離門，機(jī)組啟動(dòng)后繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。同預(yù)備性試驗(yàn)一樣，研究院試驗(yàn)人員對(duì)C類閥門重點(diǎn)進(jìn)行了檢查確認(rèn)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)內(nèi)漏的閥門。

于是，研究院試驗(yàn)人員采集了有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并采用上述計(jì)算公式求得的額定負(fù)荷工況下的汽輪機(jī)熱耗率為8 100 kJ/kWh。研究院和電廠技術(shù)人員一致分析認(rèn)為，該熱耗率數(shù)據(jù)代表了該汽輪機(jī)目前的實(shí)際熱耗水平，本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)有效。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上數(shù)據(jù)可以看出，#1、#2、#3高加事故疏水手動(dòng)隔離門嚴(yán)密與否，使得該汽輪機(jī)熱耗率計(jì)算結(jié)果竟然相差900 kJ/kWh，折合為煤耗率相差33 g/kWh。因此，在進(jìn)行汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)時(shí)，電廠方面務(wù)必高度重視汽水系統(tǒng)隔離工作，并且研究院方面也需再次檢查確認(rèn)C類重點(diǎn)閥門是否關(guān)閉嚴(yán)密，是否存在內(nèi)漏現(xiàn)象。只有這樣，才能保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確有效。