发电厂汽轮机热力性能试验期间系统隔离的重要性

吴 哲

(国家能源集团山东石横热电有限公司，肥城 271621)

0 引 言

汽轮机热力性能试验是电厂及时了解掌握设备运行状态的重要手段，对机组的安全经济运行起着非常重要的作用，一般分以下三种情况：

(1)汽轮机性能考核试验。该种试验以考核汽轮机制造性能或评价汽轮机本体改造效果为目的，需要重新在现场安装一个凝结水流量测量喷嘴，并更换大量的、高精度的压力、温度等测点，对试验热耗率计算结果进行一类系统修正和二类参数修正，以考核该机组在设计系统、参数下的汽轮机性能水平。

(2)汽轮机性能诊断试验。为提高机组的安全性和经济性，电厂有时需对汽轮机组的设备、系统及运行方式等方面进行优化改进，为评价改进后效果和汽轮机组性能水平，需对汽轮机组(包括热力系统)进行性能诊断试验。该种试验只需要重新在现场安装一个凝结水流量测量喷嘴，更换少量的压力、温度等测点，只对试验热耗率计算结果进行二类参数修正。

(3)汽轮机常规热力试验。该种常规试验是以现场的一次测量元件所测的流量、压力、温度等参数为依据，通过PI系统采集现场数据，不对试验热耗率计算结果进行修正。

以上三种试验，虽然试验的目的不同、仪器精度不同，但是均需要按照ASME PTC6-2004《汽轮机性能试验规程》和GB/T 8117.1-2008《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》等有关试验规程，对相关热力系统进行严格隔离。

本文以某电厂#1汽轮机性能诊断试验为例，谈一下系统隔离的重要性。

1 汽轮机热耗率试验计算方法

试验计算以实测除氧器入口凝结水流量为依据，以该凝结水流量为基准流量，通过#1、#2、#3三台高压加热器的热平衡，以及除氧器的热平衡和除氧器的流量平衡，列出多个方程式，计算除氧器出口给水流量与各加热器进汽流量，进而求得省煤器进口给水流量、主蒸汽流量及再热蒸汽流量，最终计算求得汽轮机热耗率。

(1)#1高加热平衡方程式：

G给水·(h出水1-h进水1)=G进汽1·(h进汽1-h疏水1)

(2)#2高加热平衡方程式：

G给水·(h出水2-h进水2)=G进汽2·(h进汽2-h疏水2)+G进汽1·(h疏水1-h疏水2)

(3)#3高加热平衡方程式：

G给水·(h出水3-h进水3)=G进汽3·(h进汽3-h疏水3)+(G进汽1+G进汽2)·(h疏水2-h疏水3)

(4)除氧器热平衡方程式：

G出水4·h出水4=G进汽4·h进汽4+G凝水·h进水4+(G进汽1+G进汽2+G进汽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进汽4+G凝水=G进汽1+G进汽2+G进汽3+G进汽4+G凝水

(6)用下式计算给水流量：

G给水=G出水4-G过减-G再减

以上六个方程式中有G给水，G进汽1，G进汽2，G进汽3，G进汽4，G出水4共六个未知数，可联立求解得到给水流量与各加热器进汽流量。

(7)用下式计算主蒸汽流量：

G主汽=G给水+G过减

(8)用下式计算再热蒸汽流量：

G再热=G主汽-G进汽1-G进汽2+G再减

(9)用下式计算试验热耗率：

HR试验=(G主汽·h主汽+G再热·h再热-G冷再·h冷再-G给水·h给水-G过减·h过减-G再减·h再减)/P

需要指出的是：采用以上公式(5)计算除氧器出水流量G出水4，适用于#1、#2、#3三台高加的正常疏水均按照疏水逐级自流方式进入下一级加热器内，最终全部进入除氧器的状态；而且，#1、#2、#3三台高加的事故疏水阀门(包括：电动门、手动隔离门)均关闭严密，无内漏现象。(注：见下面示意图)

2 试验期间系统隔离情况

系统隔离的优劣对试验结果的准确度有着非常重大的影响，应特别予以重视，仔细隔离和严格检查。根据实际情况，将需要隔离的阀门分为三类：A类是机组正常运行时可以长期隔离的阀门；B类是试验期间(通常3天～5天)可以暂时隔离的阀门；C类是每个试验工况前必须隔离，但试验后要立即恢复的阀门，对C类阀门需要重点关注。

3 试验情况

3.1 预备性试验

按照试验计划，在进行正式试验前必须进行预备性试验，预备性试验的要求与正式试验完全相同。预备性试验的目的是：确认机组是否具备试验条件，检查系统隔离并计算不明泄漏量；检查所有试验仪表；培训试验人员。

表 #1机组系统隔离清单

在预备性试验开始之前，要求电厂方面严格按照上述隔离清单进行系统隔离。然后，研究院试验人员再重点对以下对试验影响最大的C类阀门隔离情况进行检查确认。包括：#1、#2、#3三台高加的事故疏水前、后手动隔离门，凝汽器补水手动隔离门，锅炉本体吹灰、空预器吹灰汽源总门等。

经过检查确认，研究院试验人员发现#1、#2、#3高加事故疏水前、后手动隔离门均不同程度地存在内漏现象，这样就导致#1、#2、#3高加有一部分疏水未进入除氧器内，而是通过事故疏水管道直接进入了凝汽器内。研究院试验人员立即将此异常情况反映给电厂方面，电厂表示上述阀门内漏需要停机后才能处理。

于是，研究院试验人员采集了有关试验数据，并采用上述计算公式求得的额定负荷工况下的汽轮机热耗率高达9 000 kJ/kWh。研究院和电厂技术人员一致分析认为，该热耗率数据根本不能反映该汽轮机的实际热耗水平，本次预备性试验数据无效。因此，必须将上述阀门内漏消除后，方可进行下一步的试验工作。

3.2 正式试验

电厂方面经与调度协商，晚峰过后将该机组停运，更换了#1、#2、#3高加事故疏水手动隔离门，机组启动后继续进行试验。同预备性试验一样，研究院试验人员对C类阀门重点进行了检查确认，没有发现内漏的阀门。

于是，研究院试验人员采集了有关试验数据，并采用上述计算公式求得的额定负荷工况下的汽轮机热耗率为8 100 kJ/kWh。研究院和电厂技术人员一致分析认为，该热耗率数据代表了该汽轮机目前的实际热耗水平，本次试验数据有效。

4 结束语

通过以上数据可以看出，#1、#2、#3高加事故疏水手动隔离门严密与否，使得该汽轮机热耗率计算结果竟然相差900 kJ/kWh，折合为煤耗率相差33 g/kWh。因此，在进行汽轮机热力性能试验时，电厂方面务必高度重视汽水系统隔离工作，并且研究院方面也需再次检查确认C类重点阀门是否关闭严密，是否存在内漏现象。只有这样，才能保证试验数据准确有效。