浅谈发电厂汽轮机热力性能实验分析

翟磊 姜皓然

摘要：通过热力性能的试验方法，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，这种新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软件，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：汽轮机组；性能试验；热力性能

引言：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。在进行节能降耗的工作中，将不可避免的提到了热耗率这个表征机组经济性的最常用指标。

1汽轮机本体的热力性能

汽轮机的热应力控制是伴随着大容量以及经常启停或变工况的汽轮机的出现而发展起来的。这种控制是根据汽轮机转自热应力大小来控制汽机启动停止时转速和机组负荷的变化率。它的特点是控制过程需要大量复杂而且快速的计算。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、给水泵焙升取设计值等。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。参数修正根据修正衄线进行，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.可知热耗率就是額定工况下纯粹衡量汽轮机经济性指标。

2确定汽轮机热力性能的实验目的和范圈

通过试验测定汽轮机组对内效率，热消耗，汽耗率，为评价机组的运行状况提供依据。同时根据测定机组在各个工况下的热耗及气耗，绘制热力特性曲线，为机组效果作出评价。火力的发电机组主要就是为了测试高精度的汽轮机。无论是从节能的角度，还是在其他的角度，机组在投产之后需要进行大修，并且在大修之前需要进行热力的试验，这都是具有很重要的意义。汽轮机的热理性的试验目的就是能够在试验中验证汽轮机组的热耗率和效率，还包括汽轮机组的热耗率和热力效率。另外更重要的就是蒸汽流量和输出的最大功率。在试验的范围内部，主要就是包括汽轮机的试验项目和一些其他的工作，在试验的工作中，热力系统减和测点布置图、试验测量仪表以及相关的安装要求，以及需求的器材设备和试验的运行方式和要求。

3热力性能新试验方法的原理

在高压给水进入蒸汽发生器前都有流量测量装置来测量此高压给水的流量.即所谓的最终给水流量。对用相同的流量测量装置而言。因为测量高压高温水的流量没有低温低压水的流量准确，所以一般汽轮机全面性考核试验都要求在温度压力较低的凝结水段测工质流量作为计算的基准流量。而不是在高温高压的给水段测工质流量作为计算的基准流量。对于用凝结水流量作为计算的基准流量.为了防止工质在高压加热器和除氧器存在内、外漏。则要进行热力试验就必须进行严格的系统隔离。若能直接准确测量最终给水流量。以此给水流量作为计算的基准流量，对于热力性能试验来说则不必进行繁杂的系统隔离，机组处于正常的运行工况。这时得到的试验热耗率就反映了该工况下机组整体的热力性能。

4热力性能的试验和检测

汽轮机组的装置的热力性能主要就是用热耗率和热效率来表示。为了能够进行热力性能的计算，就需要列出各个部分的热力系统的平衡的公式。所以在热力性能计算的过程中，也是称为对汽轮机组热平衡的计算。在测量的过程中两个比较关键的仪表就是发电机电功率和主蒸汽流量测量的仪表，他们的误差相对来讲是比较小的，其中流量仪表在操作的过程中出现的问题是比较大的。在机组测试的过程中，汽缸同留效率要求进、排气压力以及温度比较高的精度，中压缸排汽压力较低，不作位差修正，往往就会造成通流效率的明显偏差。汽轮机的背压主要涉及到的就是比较大的热能的消耗，所以在对精度要求是比较高的。该试验方法是基于全面性热力性能试验的基础上，结合现场实际情况提出的，其精度也取决于前面进行的全面性热力性能试验。应该说该试验的难度大于全面性考核试验。特别是第三步的压红线运行工况试验，对运行人员的操作水平要求很高。所以在前期准备时，就应按照全面性热力性能试验的要求去准备，没有条件进行全面性热力性能试验的机组，就不能进行该试验。

5 汽轮机组的仪囊设置以及易出现的问置

在操作的过程中，经常会对一些常用的仪表的基本状态做出一些基本的分析。其一：高、中压缸进气温度普遍是偏高的，并且高压缸的排气温度是偏低，汽缸在同流的效率小的结果也是偏高的，在偏差比较大的时候，就需要仔细的查看两者之间的矛盾；其二汽轮机组的背压和排气的温度通常是不吻合的，因为背压在测量的过程中存在的问题比较多，所以在试验的过程中需要检测的东西也是比较多的；其三，加热器的出口的差距也是比较大的，这就很有可能给水温度造成一定的偏差，这也是比较重要的问题。其四，在中间需要加一组热机组，并且需要取消主气流量的流节流件，并且能够有效的调节一些参数的数据，这样的测量的结果，精度也是比较差，这样只是适合水流量的控制。其五，对减温水流量大并且能够负荷汽轮机的热耗结果并且有可能更低，此外在减温器前后，都有温度表，可以通过热平衡的计算方法来计算减温的水量；其六，主气流量和水温度都有较好的对应关系，在机组试验前，需要检查过热器减温水工作状态，并且要仔细的确认主气流量的结果是否可靠，若是遇到一些问题，需要根据实际的情况来进行解决

6 职员安全、职业健康、环境保护注意事项

实验人员应该认真负责，不得操作现场任何设备，在工作期间必须佩带相应防护装具以及工作服，试验结束后，机组恢复正常运行，按照三标一体的要求，保证工完、料净、场地清，材料垃圾必须堆放到指定垃圾场，对环境造成污染的废物必须按指定地点回收。

7 结束语

通过对发电厂机组整体热力性能试验方法的研究，本文提出的这种新的热力性能试验方法具有极强的实际应用价值，可以准确有效地测量机组的整体热力性能，为及时了解掌握设备状态、系统完善程度提供了一种有效的重要手段利用该方法进行压红线工况热力性能试验，可以方便地找到下一步节能工作的突破口。有效的提高机组经济性水平。

参考文献：

[1]卢承斌、张军政，汽轮机性能计算的若干问题讨论江苏电机工程，2004，1：53—55.

[2]西安热工研究所，汽轮机热力试验，北京电力工业出版社，1982.

[3]李勇、曹丽华、林文彬，等效热降法的改进计算方法[J].中国电机工程学报，2004年，12期