汽輪機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上摘 要本設(shè)計(jì)是根據(jù)汽輪機(jī)的熱力性能試驗(yàn)的數(shù)據(jù)而進(jìn)行的初步核算的初步設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)遵循汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)的原則，對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的核查，力求清楚明了，簡單精確。本設(shè)計(jì)主要是從工程應(yīng)用方面闡明了汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)技術(shù)的原理和方法，對國際上通用的各類汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)規(guī)程或標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)的要求進(jìn)行簡單的說明，提出了對熱力性能試驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)和遇到的各種問題解決方法。關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn) 熱耗率 第一類修正 不確定度目 錄摘要Abstract附錄：表5-1計(jì)算用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表5-3計(jì)算數(shù)據(jù)匯總表專心-專注-專業(yè)第1章 緒論1.1 概述汽輪機(jī)是通過蒸汽在葉柵通道內(nèi)膨脹做功，將熱能轉(zhuǎn)

2、變?yōu)闄C(jī)械能的一種旋轉(zhuǎn)式原動機(jī)。根據(jù)熱力學(xué)原理，提高能量的轉(zhuǎn)換效率，始終是汽輪機(jī)設(shè)計(jì)和制造的技術(shù)研究的目標(biāo)。汽輪機(jī)的發(fā)展說明，用單純的理論和計(jì)算方法來提高計(jì)算汽輪機(jī)的性能是不可能的。理論研究和試驗(yàn)研究是密不可分的、相輔相成的。汽輪機(jī)試驗(yàn)就是來解決汽輪機(jī)設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)等的一種試驗(yàn)研究手段。汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)的研究對象就是汽輪機(jī)的熱力性能，包括熱耗率、熱效率、功率等。熱力性能試驗(yàn)研究是通過試驗(yàn)的方法對汽輪機(jī)組的熱力性能進(jìn)行研究和分析。同時(shí)熱力性能試驗(yàn)對汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步、汽輪機(jī)組的運(yùn)行優(yōu)化、狀態(tài)監(jiān)測及評估、技術(shù)改造、經(jīng)濟(jì)性和安全性評價(jià)等方面起到重要的作用。汽輪機(jī)熱力性能

3、試驗(yàn)對準(zhǔn)確掌握汽輪機(jī)熱力特性，促進(jìn)汽輪機(jī)技術(shù)的發(fā)展具有重要的作用。只要認(rèn)真研究和解決汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)出現(xiàn)的各種問題，才能提高試驗(yàn)的精確度，促進(jìn)熱力性能試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展。1.2 汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)的定義和目的汽輪機(jī)的熱力特性是指反映汽輪機(jī)在特定的熱力循環(huán)系統(tǒng)中能耗水平，以及附屬設(shè)備系統(tǒng)完善程度的一系列熱力學(xué)指標(biāo)。汽輪機(jī)組是有許多附屬設(shè)備及系統(tǒng)組成的有機(jī)整體，其熱力特性取決于熱力循環(huán)系統(tǒng)中各主、輔設(shè)備及系統(tǒng)熱力特性的綜合。這些主輔設(shè)備及系統(tǒng)包括：配汽機(jī)構(gòu)、通流部分、回?zé)嵯到y(tǒng)、凝汽器、各類泵等熱力循環(huán)設(shè)備及系統(tǒng)。汽輪機(jī)在特定的熱力循環(huán)中的熱力特性是通過一系列熱力學(xué)狀態(tài)參數(shù)和指標(biāo)表述的，如：壓力、溫度

4、、焓、流量、功率、內(nèi)功率、熱耗率、煤耗等。因此，試驗(yàn)也要求規(guī)定一些特殊的試驗(yàn)工況條件，如：負(fù)荷、參數(shù)變化、系統(tǒng)隔離、試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間、測量系統(tǒng)安裝與運(yùn)行等。試驗(yàn)?zāi)康暮头秶煌@些工況要求也不同，即使是對在線優(yōu)化試驗(yàn)，也要求試驗(yàn)參數(shù)變化控制在一定的范圍內(nèi)。 熱力性能試驗(yàn)是以工程熱力學(xué)、工程流體力學(xué)、熱工測量等工程科學(xué)及誤差理論等為理論基礎(chǔ)。因此，它的試驗(yàn)、測量計(jì)算、分析的方法必須遵循熱力學(xué)、流體學(xué)、誤差分析的基本原理。就是說，無論是試驗(yàn)的設(shè)計(jì)、測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和布置、測量儀表的選擇和安裝，還是試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算、修正和試驗(yàn)不確定度分析，都不能偏離這些學(xué)科的基本原理。在汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)的定義明確后，再來

5、談?wù)勗囼?yàn)的目的與范圍。熱力性能試驗(yàn)的目的，歸納起來有以下幾個方面：(1)獲取設(shè)計(jì)或保證條件下的汽輪機(jī)組熱力性能指標(biāo)，以鑒定或考核新投產(chǎn)整套汽輪機(jī)組設(shè)備是否達(dá)到設(shè)計(jì)或保證條件下的保證值。(2)獲取更新或改造主要設(shè)備后的汽輪機(jī)熱力性能指標(biāo)，以鑒定或考核這些設(shè)備是否達(dá)到設(shè)計(jì)或保證條件下的保證值。(3)獲取汽輪機(jī)維修、維護(hù)前后，或改造前后的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，以評價(jià)檢修或改造前后所取得的經(jīng)濟(jì)效益，為今后經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提出合理的建議和指出改進(jìn)方向。(4)獲取長期運(yùn)行后的汽輪機(jī)的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，以檢驗(yàn)設(shè)備的性能變化趨勢和劣化情況，作為分析和評價(jià)設(shè)備經(jīng)濟(jì)性的依據(jù)，并為此制定合理的運(yùn)行指導(dǎo)。(5)獲取不同邊界條件下運(yùn)行的汽

6、輪機(jī)組的熱力性能數(shù)據(jù)，尋求汽輪機(jī)組的最佳運(yùn)行條件和方式，優(yōu)化汽輪機(jī)組的運(yùn)行方式，確定氣輪機(jī)的最佳運(yùn)行條件。(6)長期跟蹤汽輪機(jī)運(yùn)行，獲取隨時(shí)間變化的機(jī)組熱力性能數(shù)據(jù)，總結(jié)和建立完善而全面的機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性檔案，為專家系統(tǒng)、壽命管理和狀態(tài)檢修建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。(7)通過首臺汽輪機(jī)樣機(jī)的熱力性能試驗(yàn)研究，對制造廠的新產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性和安全性進(jìn)行評估和分析，提出改進(jìn)的意見和建議，促進(jìn)汽輪機(jī)新技術(shù)的發(fā)展。1.3 汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)的現(xiàn)狀與發(fā)展汽輪機(jī)組熱力性能試驗(yàn)的目的是伴隨著汽輪機(jī)技術(shù)的發(fā)展不斷發(fā)展的，隨著測量技術(shù)、試驗(yàn)方法、誤差理論等科學(xué)的快速發(fā)展，汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)研究領(lǐng)域呈現(xiàn)出許多新的特點(diǎn)和趨勢。熱力性能

7、試驗(yàn)技術(shù)屬于傳統(tǒng)技術(shù)的范疇，技術(shù)創(chuàng)新和出現(xiàn)重大突破的機(jī)會比信息科學(xué)、生命科學(xué)等新興的學(xué)科多的多。但是，應(yīng)該看到，熱力性能試驗(yàn)技術(shù)與其他學(xué)科互相交叉和滲透的趨勢越來越明顯。ASME PTC6試驗(yàn)規(guī)程經(jīng)歷了80多年的發(fā)展，通過試驗(yàn)方法的不斷改進(jìn)已經(jīng)成為體系嚴(yán)密規(guī)程合理且精度較高的族標(biāo)準(zhǔn)。目前我國電力行業(yè)的試驗(yàn)研究機(jī)構(gòu)主要是側(cè)重于進(jìn)行新技術(shù)應(yīng)用后的機(jī)組性能測試，以及經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化試驗(yàn)研究，隨著合作研究和合作開發(fā)領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，相信不久的將來越來越多的介入新技術(shù)的研究和合作開發(fā)，新機(jī)型的研制、開發(fā)和完善過程中去。第2章 熱力性能試驗(yàn)方法2.1 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程對汽輪機(jī)組熱力性能試驗(yàn)十分重要，它

8、提供了開展熱力性能試驗(yàn)的策劃、準(zhǔn)備、實(shí)施、報(bào)告統(tǒng)一的規(guī)則。只有在統(tǒng)一的規(guī)則下實(shí)施熱力性能試驗(yàn)，才能準(zhǔn)確的獲取汽輪機(jī)組的熱力性能數(shù)據(jù)，保證試驗(yàn)結(jié)果對精度的要求，反映汽輪機(jī)組熱力性能的真實(shí)狀況。國內(nèi)外主要的汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程主要分為三類，包括美國ASME PTC6標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程族（包括ASME PTC61996、ASME PTC6.11984、ASME PTC 461996 、ASME PTC6等）；歐洲標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程，其中，以IEC 953標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程族為代表（包括IEC 9531、IEC 9532等）及德國的DIN 1943、英國的BS 752.等；我國的國家標(biāo)準(zhǔn)GB81171987等。我國的

9、國家標(biāo)準(zhǔn)，基本上是參照美國ASME標(biāo)準(zhǔn)族，并考慮到我國的實(shí)際情況制定的。ASME PTC61996試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和IEC9531試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)適用于對試驗(yàn)結(jié)果精確度要求高的場合。這些試驗(yàn)的目的主要是獲取汽輪機(jī)組的熱耗率、汽耗率，以及煤耗等能耗指標(biāo)。ASME PTC6.11984試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是ASME PTC61976試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的簡化版，其目的主要是在試驗(yàn)精度和成本之間選擇一個合理的結(jié)合點(diǎn)，其與ASME PTC61996試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別是該規(guī)程試驗(yàn)是基于直接測量最終給水流量和簡化了系統(tǒng)修正方法，使用較多的修正曲線。ASME PTC61996試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，是針對聯(lián)合循環(huán)發(fā)電場和大多數(shù)燃用化石燃料的朗肯循環(huán)發(fā)電廠提出的一個

10、新的標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)適用于對提供全部發(fā)電廠設(shè)備的總承包商的驗(yàn)收試驗(yàn)。它是通過測量所有進(jìn)入發(fā)電循環(huán)的熱量和輸出的靜電量，及其他的二次輸出，計(jì)算整個發(fā)電廠的熱耗率和輸出的發(fā)電量等性能指標(biāo)。它是同目前得到迅速發(fā)展的各種類型的聯(lián)合發(fā)電工程相適應(yīng)的。采用該試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)能避免因各種聯(lián)合循環(huán)共同存在而產(chǎn)生的一些復(fù)雜因素造成的計(jì)算困難和修正偏差。2.2 測量方法2.2.1 壓力測量常用的測壓儀表有彈簧管壓力表和壓力變送器等。隨著測量技術(shù)的發(fā)展無論是高壓或是低壓的測量，壓力變送器的使用越來越普遍。壓力變送器的輸出信號為標(biāo)準(zhǔn)420mA，這有利試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的自動化和減少人為讀數(shù)減少的誤差。試驗(yàn)所使用的壓力表計(jì)或變送器都經(jīng)過

11、權(quán)威的鑒定機(jī)構(gòu)進(jìn)行校準(zhǔn)，證明是合格的方可使用。壓力校驗(yàn)的量程應(yīng)將試驗(yàn)時(shí)的使用范圍包括在其中，至少取5個點(diǎn)進(jìn)行上下行程校驗(yàn)并出具校驗(yàn)報(bào)告和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，作為對測量值進(jìn)行儀表修正的依據(jù)。2.2.2 溫度測量汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)中都是用接觸式測溫元件進(jìn)行測量的，常用的接觸式測溫元件種類有：熱電偶、熱電阻和水銀溫度計(jì)。在熱力試驗(yàn)中普遍使用K型熱電偶和Pt100熱電阻。熱電偶和熱電阻輸出的是毫伏電壓信號和電阻信號，也可以將之做成溫度變送器，將溫度轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的420mA電流信號。在使用過程中，測溫元件在高溫下會引起特性發(fā)生變化，導(dǎo)致測量誤差變大。因此，試驗(yàn)中所使用的測溫元件試驗(yàn)前都應(yīng)經(jīng)權(quán)威的檢定機(jī)構(gòu)進(jìn)行校準(zhǔn)，證

12、明是合格方可使用，必要時(shí)，試驗(yàn)后應(yīng)立即進(jìn)行復(fù)校。校檢的溫度范圍應(yīng)將試驗(yàn)時(shí)的使用范圍包括在其中，至少取5個點(diǎn)進(jìn)行上下行程校驗(yàn)并出具校驗(yàn)報(bào)告和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，作為對測量值進(jìn)行儀表修正的依據(jù)。2.2.3 流量測量(1)主流量測量主流量是汽輪機(jī)熱力性能計(jì)算的基準(zhǔn)，是影響整個性能試驗(yàn)精度的關(guān)鍵。在主流量測量中，根據(jù)試驗(yàn)要求不同，主流量測量裝置可以安裝在凝結(jié)水管道或高加出口的主給水管道上。在精度要求比較高的試驗(yàn)中，推薦將主流量測量裝置安裝在進(jìn)入除氧器的凝結(jié)水管道上。主流量測量裝置的校準(zhǔn)一般在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)臺上進(jìn)行，必須對裝置進(jìn)行整體校準(zhǔn)。校準(zhǔn)時(shí)裝置的布置以及雷諾數(shù)、水溫和其他流動條件應(yīng)盡可能接近試驗(yàn)條件，為此 ，有條

13、件可以采用加熱裝置對流體進(jìn)行加熱，得到盡可能接近的雷諾數(shù)。(2)輔助流量的測量汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)中除了主流量外，還有許多輔助流量進(jìn)行測量。常用的的測量裝置有標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴等。用板孔和噴嘴測量流量時(shí)需要知道節(jié)流件上游流體的壓力、溫度和黏度。為了避免溫度套管對流量測量產(chǎn)生擾動，可一用下游測得的壓力、溫度計(jì)算流體焓值。對于保溫較好的測量管段，節(jié)流過程是一個等焓過程，根據(jù)上游壓力和下游焓值，可以計(jì)算出上游其他參數(shù)。除了孔板和噴嘴，另外還可以采用超聲波流量裝置稱重法流量測量等方法進(jìn)行部分輔助流量的測量。2.2.4 電功率測量發(fā)電機(jī)功率是汽輪機(jī)性能試驗(yàn)中的一個重要參數(shù)，發(fā)電機(jī)電功率測點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近發(fā)電

14、機(jī)出口。對于自勵發(fā)電機(jī)，電功率測量應(yīng)在勵磁機(jī)端子下游。發(fā)電機(jī)功率可用功率表測量。電功率測量可用試驗(yàn)專用電流、電壓互感器，也可利用現(xiàn)場儀用互感器，試驗(yàn)各方應(yīng)在試驗(yàn)前應(yīng)就互感器的精度等級以及規(guī)定事宜達(dá)成協(xié)議。除了發(fā)電機(jī)功率有時(shí)需要測量輔機(jī)的電功率。輔機(jī)電功率可以用上述的發(fā)電機(jī)功率測量方法進(jìn)行測量，有時(shí)也利用現(xiàn)場的電能表以及秒表，用電能表讀數(shù)差除以時(shí)間間隔來計(jì)算輔機(jī)功率。在汽輪機(jī)性能試驗(yàn)中除了測量壓力、溫度、流量、電功率等一些主要參數(shù)外，還有其他一些參數(shù)需要測量，如水位、時(shí)間、蒸汽濕度等。各參數(shù)測量儀表應(yīng)在試驗(yàn)前得到試驗(yàn)各方的認(rèn)可。2.3 全面性熱力性能試驗(yàn)汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)的范圍大到整個汽輪機(jī)組，

15、包括了汽輪機(jī)本體、回?zé)嵯到y(tǒng)、輔助熱力設(shè)備；小到單個設(shè)備或部件，如高壓調(diào)門、單個汽缸單個加熱器等。根據(jù)目的的不同，試驗(yàn)范圍也有所不同。在電力行業(yè)中常開展三種類型的汽輪機(jī)試驗(yàn)，即：性能驗(yàn)收試驗(yàn)、常規(guī)性能試驗(yàn)和電廠性能試驗(yàn)。性能驗(yàn)收試驗(yàn)是以獲取具有最小不確定度的熱力性能指標(biāo)為目的，其結(jié)果常用來與制造廠的性能保證值進(jìn)行比較。常規(guī)性能試驗(yàn)用于獲取不需要最小不確定度的熱力性能指標(biāo)為目的的場合，其結(jié)果廣泛用于對技術(shù)改造或運(yùn)行方式進(jìn)行指導(dǎo)。電廠性能試驗(yàn)一般使用現(xiàn)場儀表進(jìn)行，由于試驗(yàn)精度、校驗(yàn)等級決定了它所產(chǎn)生的結(jié)果具有較大的不確定度，屬一般性能試驗(yàn)。汽輪機(jī)組全面性熱力性能試驗(yàn)是所有熱力學(xué)試驗(yàn)中涉及面最廣、試驗(yàn)

16、精度要求最高、試驗(yàn)工況要求最嚴(yán)的試驗(yàn)。2.3.1 試驗(yàn)的策劃汽輪機(jī)組的熱力性能實(shí)驗(yàn)的策劃可劃分為：試驗(yàn)談判和協(xié)商階段、試驗(yàn)的設(shè)計(jì)階段、試驗(yàn)的前期準(zhǔn)備階段、試驗(yàn)的實(shí)施階段、試驗(yàn)的總結(jié)和收尾階段。2.3.2 試驗(yàn)實(shí)施(1)試驗(yàn)要求1)焓降試驗(yàn)已經(jīng)及時(shí)完成。2)試驗(yàn)方案及措施已經(jīng)審批。3)系統(tǒng)和設(shè)備檢查性試驗(yàn)全部完成并合格。4)全面檢查試驗(yàn)系統(tǒng)各閥門、管道泄露情況，包括鍋爐的部分閥門。5)按照隔離清單檢查與試驗(yàn)有關(guān)的閥門狀態(tài)是否正常。6)按照隔離清單進(jìn)行系統(tǒng)隔離。7)要求運(yùn)行人員試驗(yàn)期間維持高低壓加熱器水位基本不變，并記錄水位。汽包凝汽器熱井和除氧器水位自動投入。8)要求試驗(yàn)期間機(jī)組運(yùn)行工況基本穩(wěn)定

17、，機(jī)組負(fù)荷維持在規(guī)定負(fù)荷附近，補(bǔ)水率為0%。9)試驗(yàn)參數(shù)控制表和試驗(yàn)措施已經(jīng)分發(fā)到運(yùn)行人員。10)試驗(yàn)基準(zhǔn)為閥點(diǎn)基準(zhǔn)（所有調(diào)節(jié)閥全開，開度100%），調(diào)整負(fù)荷至規(guī)定負(fù)荷。11)試驗(yàn)開始前應(yīng)該穩(wěn)定2h，正式試驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)間為2h。12)試驗(yàn)期間凝泵應(yīng)維持正常水位運(yùn)行，定子冷卻水系統(tǒng)不進(jìn)行補(bǔ)水。13)試驗(yàn)前，試驗(yàn)人員準(zhǔn)備好試驗(yàn)器具，準(zhǔn)備進(jìn)行不明泄露量測量（高加保護(hù)水、凝泵、凝升泵、疏水泵密封水泄漏）。14)試驗(yàn)各有關(guān)方人員到齊并做好試驗(yàn)進(jìn)行的準(zhǔn)備。15)試驗(yàn)記錄人員檢查測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、試運(yùn)行系統(tǒng)超過10min，檢查系統(tǒng)。16)試驗(yàn)期間關(guān)閉所有鍋爐、汽機(jī)、發(fā)電機(jī)的取樣門，如果不能關(guān)閉必須測量。17)

18、要求運(yùn)行人員在試驗(yàn)前將汽輪機(jī)調(diào)門切換為所有調(diào)門全開、負(fù)荷調(diào)整至規(guī)定負(fù)荷，試驗(yàn)前一次性將水量補(bǔ)足。(2)試驗(yàn)步驟1)由試驗(yàn)總指揮發(fā)令，參數(shù)穩(wěn)定期間開始。2)試驗(yàn)開始前1h，對負(fù)壓變送器進(jìn)行放氣排水。操作完成后恢復(fù)變送器的原始狀態(tài)。3)關(guān)閉鍋爐定排、連排，切除常用汽，同時(shí)停止化學(xué)取樣。按照系統(tǒng)隔離清單對系統(tǒng)進(jìn)行隔離。4)關(guān)閉高加保護(hù)水等可能影響到機(jī)組安全的系統(tǒng)，試驗(yàn)期間注意嚴(yán)格監(jiān)視。5)試驗(yàn)前再次檢查所有測點(diǎn)狀態(tài)，確認(rèn)其正常。6)待機(jī)組參數(shù)穩(wěn)定后，由試驗(yàn)總指揮發(fā)令，試驗(yàn)正式開始，試驗(yàn)人員開始記錄數(shù)據(jù)。7)試驗(yàn)期間，試驗(yàn)人員負(fù)責(zé)汽包、凝汽器熱井、小機(jī)凝汽器熱井、凝水箱和除氧器水位的測量，并記錄試驗(yàn)數(shù)

19、據(jù)。8)由業(yè)主、試驗(yàn)方、制造廠、監(jiān)督方對于試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)簽字，并各持一份。9)通過初步計(jì)算，判定試驗(yàn)是否有效。10)試驗(yàn)結(jié)束后，機(jī)組恢復(fù)為試驗(yàn)前運(yùn)行狀態(tài)，恢復(fù)補(bǔ)水、定排、連排及廠用汽，化學(xué)集中取樣架汽水采樣投用。11)在第一次試驗(yàn)結(jié)束后，通過改變負(fù)荷和破壞系統(tǒng)隔離的方法，使機(jī)組在新的工況下穩(wěn)定運(yùn)行。12)按照以上步驟和要求進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，直至所有試驗(yàn)工況全部完成。(3)試驗(yàn)安全措施1)試驗(yàn)期間，所有人員必須遵守國家和業(yè)主制定的安全規(guī)定 ，不的隨意操作。2)所有試驗(yàn)人員必須聽從試驗(yàn)負(fù)責(zé)人統(tǒng)一指揮，不得隨意改變試驗(yàn)工況?，F(xiàn)場如遇事故，試驗(yàn)立即停止，試驗(yàn)人員撤離現(xiàn)場，由運(yùn)行有關(guān)人員按照有關(guān)規(guī)程進(jìn)

20、行處理。(4)判定試驗(yàn)是否有效的原則1)在試驗(yàn)各有關(guān)方都參與的前提下，對試驗(yàn)的有效性進(jìn)行初步判定。2)實(shí)驗(yàn)實(shí)施時(shí)間滿足8周內(nèi)進(jìn)行的條件，或試驗(yàn)因事故超出規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)間，但對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行初步計(jì)算分析后，通過與焓降試驗(yàn)的結(jié)果比較，可以判定機(jī)組未發(fā)生嚴(yán)重影響性能的情況，或雖然機(jī)組存在熱力性能的劣化，但各有關(guān)方以就如何處理這種熱力性能的劣化對試驗(yàn)結(jié)果的影響的方法達(dá)成一致意見。3)實(shí)驗(yàn)工況參數(shù)滿足已經(jīng)由試驗(yàn)各有關(guān)方通過協(xié)議的方式進(jìn)行確認(rèn)的參數(shù)控制表的要求。4)試驗(yàn)基準(zhǔn)滿足規(guī)程或協(xié)議的要求。5)系統(tǒng)隔離已經(jīng)嚴(yán)格按照系統(tǒng)隔離清單執(zhí)行，試驗(yàn)的不明泄漏量滿足規(guī)程或協(xié)議的要求。6)試驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足采樣頻率、試驗(yàn)持

21、續(xù)時(shí)間等要求。7)試驗(yàn)次數(shù)滿足規(guī)程或協(xié)議的要求，有足夠多的正式試驗(yàn)和重復(fù)性試驗(yàn)滿足要求。8)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容已經(jīng)全部完成。9)經(jīng)試驗(yàn)不確實(shí)度評估，判定不確定度已滿足規(guī)程或協(xié)議的要求。此外還有些常規(guī)性和特殊類型的熱力性能試驗(yàn)。第3章 試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算和修正3.1 概述以常見的 中間再熱凝汽式汽輪機(jī)為對象，對其熱力性能進(jìn)行計(jì)算，得出的熱力性能指標(biāo)是熱耗率和汽輪機(jī)的缸效率。由于實(shí)際試驗(yàn)時(shí)不可能將全部運(yùn)行工況參數(shù)都控制在規(guī)定值因此在將試驗(yàn)結(jié)果與保證值比較之前，應(yīng)對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行修正，實(shí)驗(yàn)結(jié)果修正到保證工況。這樣對于試驗(yàn)的熱耗率、缸效率及發(fā)電機(jī)功率均有修正后的熱耗率、缸效率和發(fā)電機(jī)功率。3.2 熱耗率熱耗率的

22、基本定義如下： (3-1)這里所說的汽輪機(jī)系統(tǒng)是包括回?zé)峒訜崞飨到y(tǒng)，因此，離開汽輪機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入鍋爐的給水及冷再熱蒸汽所含有的熱量必須計(jì)算，此外，出汽輪機(jī)系統(tǒng)的輔助熱量也要包括在內(nèi)。發(fā)電機(jī)輸出功率應(yīng)該是指發(fā)電機(jī)的凈輸出功率 。對再熱回?zé)崾狡啓C(jī)，熱耗率的公式表示為 (3-2)式中：HR熱耗率，Kj/kwh；主蒸汽流量，t/h；再熱蒸汽流量，t/h；給水流量，t/h；冷再熱蒸汽流量，t/h；過熱器減溫水流量，t/h；再熱器減溫水流量，t/h；主蒸汽焓，kj/kg；熱再熱蒸汽焓，kj/kg；給水焓，kj/kg；冷再熱蒸汽焓，kj/kg；過熱器減溫水焓，kj/kg；再熱器減溫水焓，kj/kg；發(fā)電機(jī)功率

23、，MW。以上公式著重從氣輪機(jī)的系統(tǒng)的角度考慮進(jìn)出熱量，即沒有計(jì)入泄漏流量帶出鍋爐的熱量，也有在式中全部用給水流量或主汽流量的，那樣則將泄漏量算在鍋爐出口或進(jìn)口，使系統(tǒng)吸收熱量發(fā)生變化。汽耗率是汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的另一重要性能指標(biāo)。他定義為汽輪機(jī)的進(jìn)汽量與電功率之比值。用符號SR表示，單位是Kg/kw。數(shù)學(xué)表達(dá)為 (3-3) 汽耗率只是用蒸汽的流量來表述汽輪機(jī)的性能，忽略了因參數(shù)不同而帶來的蒸汽品質(zhì)的差異，因此，汽耗率并不能直觀地反映蒸汽所含有的熱能在汽輪機(jī)中的有效利用程度。對再熱式汽輪機(jī)，在同樣的主蒸汽流量下，因再熱蒸汽流量的不同而表現(xiàn)的不同熱力性能，也無法由熱耗率來表述。但是，對于僅在一個壓力和

24、溫度條件下進(jìn)汽，并 在另一個壓力下排出全部蒸汽的汽輪機(jī)，如背壓式汽輪機(jī)，汽耗率是可以衡量熱量轉(zhuǎn)換程度的指標(biāo)。3.3 焓降效率大型汽輪機(jī)組一般均有高壓缸、中壓缸和低壓缸。各缸的效率反映了汽輪機(jī)的本體性能的優(yōu)劣程度，是表述汽輪機(jī)組性能的重要指標(biāo)。如本章中第一節(jié)所述，直接測量汽缸出口的壓力和溫度參數(shù)，根據(jù)公式 (3-4)即可求出，高、中壓缸的焓降效率。在測出調(diào)節(jié)閥門后的蒸汽參數(shù)后，還能進(jìn)一步求出汽缸的通流效率，從而更準(zhǔn)確的反映同缸通流部分的性能。但是，對于有些機(jī)組的高壓缸，因其各只調(diào)節(jié)閥門不是同步開啟的，面是按一定的重疊度順序開啟。在進(jìn)行汽缸效率計(jì)算時(shí)，要特別注意由于缸體造成的閥桿漏汽、軸封漏汽，或

25、缸內(nèi)漏汽對效率的影響。汽輪機(jī)各缸效率常常作為汽輪機(jī)熱力性能評價(jià)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。通常高、中壓缸的效率計(jì)算可以通過測量高、中壓缸進(jìn)出口的壓力、溫度等熱力參數(shù)，并由水蒸氣表查出相應(yīng)的焓熵值，即可計(jì)算得出。但由于低壓缸排汽處于濕蒸汽區(qū)，其壓力和溫度不再是相互獨(dú)立的參數(shù)，另外還需要蒸汽的干度才能確定低壓缸排汽焓。由于目前蒸汽的干度還難以在現(xiàn)場進(jìn)行精確的測量，低壓缸排汽的焓值還無法通過常規(guī)方法得到，故低壓缸效率也不易求得。3.3.1 低壓加熱器系統(tǒng)計(jì)算目前，汽輪機(jī)排汽焓的計(jì)算通常是按照ASME PTC6A一1982推薦的方法，即通過整個機(jī)組的質(zhì)量和能量平衡來確定汽輪機(jī)的排汽量和排汽焓(有用能終點(diǎn)焓UEEP

26、)，然后再進(jìn)行低壓缸效率計(jì)算。但這種方法需要大量準(zhǔn)確的原始數(shù)據(jù)，通常需按照ASME PTC 6試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行機(jī)組的全面性熱力試驗(yàn)獲取。但是，全面性熱力性能試驗(yàn)需安裝大量測點(diǎn)，而且需采用大量高精度的測量儀器，如一臺300 MW機(jī)組的全面性熱力性能試驗(yàn)約需布置的測點(diǎn)多達(dá)130個；其次，對主蒸汽流量測量的準(zhǔn)確度要求較高，如ASME PTC 6試驗(yàn)規(guī)程推薦使用ASME PTC6標(biāo)準(zhǔn)的高精度低值喉部取壓噴嘴來測量主凝結(jié)水流量；另外，在計(jì)算中還需進(jìn)行多次的迭代，有了凝結(jié)水流量，從壓力最高一級的低壓加熱器開始，逐級向后計(jì)算各個加熱器的進(jìn)汽量。由加熱器進(jìn)水焓、出水焓、進(jìn)汽焓、疏水焓、一個熱平衡方程就能求出進(jìn)汽流

27、量，但是在額定工況，無法通過測量壓力喝溫度直接得出抽汽焓，因此第一級低壓加熱器進(jìn)汽量就不能求出。這就需要求出每個加熱器的抽汽流量，因此它的計(jì)算與低壓加熱器抽汽計(jì)算是密不可分的，往往與濕蒸汽抽汽焓的確定同時(shí)進(jìn)行，用迭代完成。以下是最常見的低壓加熱器系統(tǒng)的計(jì)算的通用方法：4號低壓加熱器進(jìn)汽量 (3-5)4號低壓加熱器疏水流量 (3-6)3號低壓加熱器進(jìn)汽量 (3-7)3號低壓加熱器疏水流量 (3-8)2號低壓加熱器進(jìn)汽量 (3-9)2號低壓加熱器疏水流量 (3-10)1號低壓加熱器進(jìn)汽量 (3-11)1號低壓加熱器疏水流量 (3-12)軸封加熱器熱平衡式 (3-13)軸封加熱器疏水流量 (3-14

28、)式中：表示低壓加熱器疏水流量，t/h；表示低壓加熱器疏水焓，kj/kg；表示低壓加熱器進(jìn)汽流量，t/h；表示低壓加熱器進(jìn)汽焓，kj/kg；表示低壓加熱器出水焓，kj/kg；表示低壓加熱器進(jìn)水焓，kj/kg；表示軸封加熱器疏水流量，t/h；表示低壓加熱器疏水焓，kj/kg；表示低壓加熱器進(jìn)汽流量，t/h；表示低壓加熱器進(jìn)汽焓，kj/kg；表示低壓加熱器出水焓，kj/kg；表示低壓加熱器進(jìn)汽焓，kj/kg；表示凝水流量。對于軸封加熱器，其進(jìn)口是汽氣混合物，所測壓力是混合壓力，計(jì)算焓值需要的是蒸汽的分壓力。下面介紹幾種簡化方法：(1)由所測壓力和溫度直接求焓。由于進(jìn)口蒸汽中所含空氣較少，用混合壓力

29、代替蒸汽壓力。忽略偏差。由于軸封汽本身對計(jì)算結(jié)果的影響較小，因焓值導(dǎo)致的微小汽量偏差，是可以接受的。(2)也可不用計(jì)算直接測量軸加疏水的流量，得出進(jìn)汽流量。通過測量進(jìn)口壓力，得到疏水焓，再經(jīng)過熱平衡計(jì)算能求出軸加進(jìn)汽焓。同樣，由于對結(jié)果影響較小，可用一般的水表測量疏水流量。(3)進(jìn)入軸加的各股流量可以通過計(jì)算、測量或根據(jù)設(shè)計(jì)值分配分別求出，這樣就無需對軸加進(jìn)行計(jì)算。我們基于各缸的有效做功概念，從工程實(shí)用的角度探討低壓缸效率的改進(jìn)算法，計(jì)算過程較簡單，且不需進(jìn)行繁鎖的迭代來計(jì)算低壓缸排汽焓，計(jì)算精度完全能夠滿足工程要求。通過算例，驗(yàn)證了算法的合理性。該算法可用于汽輪機(jī)簡化熱力試驗(yàn)對低壓缸效率的計(jì)

30、算和汽輪發(fā)電機(jī)組的在線實(shí)時(shí)計(jì)算。本算法將各缸的抽汽、門桿漏汽、軸封漏汽等對做功有影響的成分綜合考慮，根據(jù)高、中、低壓缸的理想做功和實(shí)際做功，分別計(jì)算出各缸的有效做功系數(shù)。有效做功系數(shù)包含了抽汽、門桿漏汽、軸封漏汽等其它輔助漏汽對功率的影響，從而在功率計(jì)算中無需單獨(dú)考慮抽汽系數(shù)或漏汽系數(shù)等對功率的影響。根據(jù)設(shè)計(jì)熱平衡圖，將不同負(fù)荷下得出的各缸有效做功系數(shù)進(jìn)行擬合，得到各缸有效做功系數(shù)與汽輪機(jī)總軸功率的關(guān)系公式，在實(shí)際變工況計(jì)算中，只需根據(jù)總軸功率即可得出對應(yīng)負(fù)荷下的各缸有效做功系數(shù)，再由功率平衡方程即可計(jì)算出排汽焓。3.3.2 排入凝汽器蒸汽焓的計(jì)算一般都通過汽輪機(jī)能量平衡的迭代方程，通過加熱器

31、懂得熱平衡計(jì)算，求出進(jìn)入每個加熱器的蒸汽流量。排汽焓即有用能終點(diǎn)（UEEP）在所有其他項(xiàng)目已知時(shí)，有能量平衡方程可求出進(jìn)入凝汽器的總能量，再除以排入凝汽器的蒸汽流量，即得UEEP。排汽焓受到從膨脹線上讀到的任一使用濕蒸汽的加熱器的蒸汽焓值的影響。能量方程： (3-15)式中：汽輪機(jī)輸入熱量；汽輪機(jī)抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)帶走的熱量；其他系統(tǒng)和設(shè)備帶走的熱量；進(jìn)入排汽缸的熱量；不同單位之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)；發(fā)電機(jī)輸出功率；電氣損失；機(jī)械損失。把計(jì)算出的排入凝汽器的蒸汽焓減去排汽損失，就得到膨脹過程線的終點(diǎn)焓ELEP。該點(diǎn)的焓值應(yīng)與初試估計(jì)的膨脹線終點(diǎn)焓相符，兩者的誤差應(yīng)在一定的范圍內(nèi)，否則，應(yīng)迭代計(jì)算，方法如下：

32、如假定的初試ELEP值與計(jì)算的ELEP值的誤差超限，則以新的ELEP和原來的已知條件形成新的膨脹線，在此線上從新確定濕蒸汽抽汽焓。用該焓值和由他算出的抽汽量帶入汽輪機(jī)能量平衡方程，直至得出又一ELEP值，這一程序要反復(fù)進(jìn)行下去，直至確定的膨脹線重點(diǎn)焓與本次計(jì)算的初試值的 誤差在合理的范圍以內(nèi)。3.4 第一類修正在進(jìn)行熱力性能試驗(yàn)時(shí)，一般情況下不可能所有的工況參數(shù)和條件都滿足規(guī)定要求，這些工況參數(shù)和條件的偏差必然會對試驗(yàn)的結(jié)果產(chǎn)生影響。因此，在將試驗(yàn)結(jié)果與保證值進(jìn)行比較之前，必須對其進(jìn)行修正，消除偏差產(chǎn)生的影響。要修正的試驗(yàn)結(jié)果包括：熱耗率、發(fā)電機(jī)功率、主蒸汽流量、汽輪機(jī)缸效率等。3.4.1 第

33、一類修正第一類修正又稱系統(tǒng)修正，主要是對影響給水加熱系統(tǒng)的變量進(jìn)行修正，以消除試驗(yàn)循環(huán)與規(guī)定循環(huán)的偏差產(chǎn)生的影響。還包括對發(fā)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)的修正。第一類修正包括以下變量的修正：(1)給水加熱器的端差。(2)抽汽管道的壓降和散熱損失。(3)系統(tǒng)給水量的變化。(4)給水經(jīng)過凝結(jié)水泵和給水泵的焓升。(5)凝汽器中凝結(jié)水的過冷度。(6)補(bǔ)充水流量。(7)鍋爐減溫水流量。(8)功率因數(shù)。(9)電壓。(10)發(fā)電機(jī)氫壓。(11)轉(zhuǎn)速。(1) (11)項(xiàng)主要是修正發(fā)電機(jī)的效率，在工程應(yīng)用中，也可以直接用額定效率來代替各單項(xiàng)修正。第一類修正計(jì)算的主要原則是以氣輪機(jī)調(diào)節(jié)閥開度不變（保持試驗(yàn)值）為基礎(chǔ)，保持汽輪機(jī)（

34、相對回?zé)嵯到y(tǒng)）的試驗(yàn)性能不變，即計(jì)算中汽輪機(jī)內(nèi)效率 不變，以及影響它的各參數(shù)不變。3.4.2 第一類修正計(jì)算做第一類修正時(shí)，汽輪機(jī)的自身特性如高壓缸、中壓缸、低壓缸內(nèi)效率，軸封漏汽量、級的通流能力、做功的能力保持不變。修正計(jì)算按以下步驟進(jìn)行。(1)由試驗(yàn)循環(huán)下的各級抽汽量，算出各抽汽口的級后流量與抽汽壓力的比值。(2)計(jì)算規(guī)定循環(huán)的各級抽汽量。計(jì)算時(shí)遵循以下規(guī)定條件：1)主蒸汽流量取為試驗(yàn)主蒸汽流量。2)給水流量等于主蒸汽流量加上或減去合同中規(guī)定的有關(guān)氣量。3)凝汽器熱井、除氧器及系統(tǒng)中其他儲水容器中水量無變化，即系統(tǒng)外泄漏量為0。4)減溫水為0。5)抽汽管道無散熱損失。6)抽汽管道壓損取設(shè)計(jì)

35、值。7)各加熱器端差取設(shè)計(jì)值。8)最低壓力加熱器的進(jìn)水溫度取試驗(yàn)排汽壓力下的飽和溫度，減去規(guī)定的凝汽器過冷度，再加上規(guī)定的凝結(jié)水泵溫升。9)除了規(guī)定循環(huán)中的流量外，沒有額外的流量流入、流出循環(huán)系統(tǒng)。(10)通過水泵的焓升取設(shè)計(jì)值。在計(jì)算中，軸封漏汽、閥桿漏汽及軸封供汽參數(shù)保持不變。各加熱器進(jìn)、出水焓，疏水焓由相應(yīng)的溫度決定。(3)計(jì)算新的抽汽壓力。抽汽參數(shù)的確定是一個不段逼近的迭代計(jì)算過程。重復(fù)迭代停止的條件是全部抽汽壓力相鄰兩次迭代間的誤差小于1%或7.0kpa。(4)如果第一次得出的抽汽壓力不滿足偏差要求，進(jìn)行第二次近似計(jì)算。(5)確定修正后的排汽焓。迭代計(jì)算的各級抽汽壓力達(dá)到要求后，用修

36、正后的抽汽量確定新的汽輪機(jī)排汽量。然后根據(jù)曲線求出相應(yīng)的排汽損失。修正后的排汽焓式中：ELEP試驗(yàn)值； Y該點(diǎn)濕度； EL根據(jù)修正后的容積流量查圖得到的排汽損失。(6)確定修正后的發(fā)電機(jī)功率。(7)確定修正后的熱耗。用修正后的再熱汽流量、再熱汽焓，給水焓、冷再熱汽焓，以及發(fā)電機(jī)功率，主參數(shù)保持不變，算出修正后的熱耗。通過以上的各步計(jì)算，得到了第一類修正后的所有系統(tǒng)數(shù)據(jù)。這是將試驗(yàn)循環(huán)修正到規(guī)定循環(huán)后的數(shù)據(jù)，所有的設(shè)備性能、系統(tǒng)條件均達(dá)到設(shè)計(jì)工況，同時(shí)保持了汽輪機(jī)性能為試驗(yàn)值，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)的修正，即第二類修正。3.5 第二類修正第二類修正又稱系數(shù)修正，是對汽輪機(jī)性能有重要影響的運(yùn)行參

37、數(shù)的修正。它包括以下內(nèi)容：(1)汽輪機(jī)的主蒸汽壓力。(2)汽輪機(jī)的主蒸汽溫度。(3)再熱蒸汽溫度。(4)汽輪機(jī)排汽壓力。(5)再熱器壓降。這些參數(shù)對熱耗率和處理影響的修正，一般利用制造廠提供的修正曲線或圖表進(jìn)行。第二類修正是通常由制造廠計(jì)算的曲線對影響汽輪機(jī)組性能的主要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行修正。這些參數(shù)包括：主蒸汽壓力、溫度，再熱氣溫度、再熱器壓降，以及排汽壓力。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，在查圖求再熱汽溫度和再熱器壓降的修正系數(shù)時(shí)，必須用第一類修正后的數(shù)據(jù)。所有的修正系數(shù)將用于先前按規(guī)定循環(huán)運(yùn)行時(shí)計(jì)算的熱耗率和功率的數(shù)值。對于主蒸汽溫度、壓力與規(guī)定值的偏差， 主蒸汽流量的修正公式為 (3-16)式中：、設(shè)計(jì)工況時(shí)

38、的主蒸汽流量、壓力和比容； 、試驗(yàn)時(shí)的主蒸汽流量、壓力和比容。通過查修正曲線可以查出的為變化的百分?jǐn)?shù)。修正系數(shù)為()熱耗率或功率的綜合修正系數(shù)等于各分項(xiàng)修正系數(shù)的乘機(jī)。最終修正結(jié)果為： (3-17) (3-18)從影響的因素看，第一類修正是為了消除給水加熱系統(tǒng)和輔機(jī)設(shè)備對汽輪機(jī)熱力性能的影響，而第二類修正則是對運(yùn)行參數(shù)的修正。經(jīng)過上述兩類修正后，試驗(yàn)性能就不再受蒸汽參數(shù)和系統(tǒng)循環(huán)參數(shù)的影響，從而使汽輪機(jī)的試驗(yàn)性能與規(guī)定工況的性能可以在相同的條件基礎(chǔ)上進(jìn)行比較，兩者的差別只反映了汽輪機(jī)的效率水平。第4章 試驗(yàn)結(jié)果的不確定度4.1 概述誤差是不可避免性決定了誤差與測量始終同時(shí)存在，正是誤差的不可避

39、免性，導(dǎo)致測量結(jié)果的不確定度。從理論和實(shí)踐上研究測量不確定度，通過對不確定度的分析，認(rèn)識影響不確定度的因素、表現(xiàn)形式及性質(zhì)，選用正確的測量方法，設(shè)計(jì)合理的測量 方案，選擇合適的儀表，在測量中采用相應(yīng)的措施來減少、抵償甚至消除誤差，達(dá)到以最經(jīng)濟(jì)的投入獲得最可靠的測量結(jié)果。汽輪機(jī)的熱力性能指標(biāo)，如：熱耗率、內(nèi)效率、通流效率等，是通過組織汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)，測取各種有關(guān)的參數(shù)試驗(yàn)值，如壓力溫度、電流、電壓等，經(jīng)過計(jì)算而確定的。由于錯綜復(fù)雜的原因，每個試驗(yàn)測量值都有存在有不確定度，而利用相關(guān)測量試驗(yàn)值進(jìn)行計(jì)算所的汽輪機(jī)熱耗率、汽耗率、內(nèi)效率、通流效率等試驗(yàn)結(jié)果，也必然存在某中程度的不確定度。由于各種原

40、因，如：試驗(yàn)技術(shù)條件，或經(jīng)濟(jì)性方面的考慮，任何試驗(yàn)都可能存在對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求的偏差，正式這些偏差對試驗(yàn)結(jié)果的不確定度產(chǎn)生了附加的影響，故需要對這些影響進(jìn)行分析、計(jì)算及評價(jià)。4.2 測量不確定度的評價(jià)原則汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)不確定度主要源于計(jì)劃采用的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)方法，測量系統(tǒng)及儀表儀器，試驗(yàn)系統(tǒng)范圍，試驗(yàn)工況的控制，計(jì)算方法等方面。我國是將不確定度分為A類和B類不確定度，A類不確定度用統(tǒng)計(jì)的方法評定，使用的條件是取得了一批重復(fù)測量數(shù)據(jù)，即樣本，故A類不確定度用樣本的標(biāo)準(zhǔn)差和自由度表示。B類不確定度用統(tǒng)計(jì)方法以外的方法得到，它沒有關(guān)于自由度、分布置信概率等統(tǒng)計(jì)方法上的信息常用工程經(jīng)驗(yàn)和分析誤差來

41、源的不確定度來評定。(1)A類不確定度評定。先用背塞爾公式求出樣本的標(biāo)準(zhǔn)差S，在確定置信系數(shù)。對于小樣本場合，根據(jù)樣本數(shù)n（或自由度v）和置信概率確定置信系數(shù)，則測量結(jié)果的不確定度；對于大樣本場合，確定正太分布的置信系數(shù)Z，則測量結(jié)果的不確定度。(2)B類不確定度的確定。由誤差來源的不確定度評定；根據(jù)儀表的精度登記和量程評定；數(shù)字儀表截尾誤差產(chǎn)生的不確定度評定；根據(jù)規(guī)定試驗(yàn)方法的國家標(biāo)準(zhǔn)或類似技術(shù)文件中給出的重復(fù)性限r(nóng)或復(fù)現(xiàn)性限R進(jìn)行不確定度評價(jià)。測量的不確定度的分析和評價(jià)，對于汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)的開展十分有用。出于工程實(shí)踐的可行性和經(jīng)濟(jì)性等方面的原因，選用與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和要求有偏差的測量儀器

42、設(shè)備和方法的情況是經(jīng)常存在的。所以試驗(yàn)前，試驗(yàn)各有關(guān)方應(yīng)對這些偏差的影響程度進(jìn)行分析評估，進(jìn)行不確定度分析評估時(shí)，將作如下假定：1)試驗(yàn)?zāi)康囊衙鞔_。2)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)選定。3)測量系統(tǒng)，測量儀器、儀表已經(jīng)確定。4)測量儀器、儀表已經(jīng)校準(zhǔn)，對校準(zhǔn)偏差的修正已經(jīng)完成。5)試驗(yàn)有關(guān)事項(xiàng)已明確規(guī)定，包括工況穩(wěn)定性判據(jù)、參數(shù)允許波動范圍、試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間、采樣頻率及數(shù)量、不明泄漏量等。6)測量值呈正太分布。7)試驗(yàn)結(jié)果總不確定度的置信概率為P=95%。8)不確定度的合成采用幾何相加的方法，即方和根合成的方法。4.3 不確定度數(shù)值分析計(jì)算方法試驗(yàn)結(jié)果的不確定度取決于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的不確定度的綜合影響，下面介紹如何將各

43、個試驗(yàn)數(shù)據(jù)的不確定度，合并成試驗(yàn)結(jié)果總的不確定度的方法，一般分四步進(jìn)行。4.3.1 確定每一測量參數(shù)的測量不確定度一般來說一個測量值的不確定度應(yīng)考慮來自三個方面的不確定度的貢獻(xiàn)。(1)源自測量儀器的不確定度。它是測量不確定度的主要來源。如果被測量參數(shù)由相同類型和精度等級的數(shù)臺儀器的測量讀數(shù)平均值確定的，怎該平均值的不確定度是單臺儀器的不確定度除以所使用的相同儀器臺數(shù)的平方根。 (4-1)式中：M所用儀器的臺數(shù)；單臺儀器的不確定度；儀表造成的測量平均值的不確定度。(2)采樣時(shí)間不同使被測量參數(shù)出現(xiàn)差異造成的不確定度。實(shí)驗(yàn)采納書的變化隨時(shí)間而異，其幅值的大小及頻率取決與被測量參數(shù)自身的特性和試驗(yàn)方

44、法。如樣本數(shù)量大于10個，則用試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)S表征測量結(jié)果的分散性，即 (4-2)所以，因采樣時(shí)間變化差異導(dǎo)致測量的不確定度可用下式表示 (4-3)v=N-1式中：因采樣時(shí)間變化造成的讀數(shù)平均值的不確定度；自由度為v置信概率為95%的t-分布數(shù)；v自由度。 (3)采樣位置不同 使被測量參數(shù)出現(xiàn)差異造成的不確定度。如樣本數(shù)量大于10個，可以采用上面介紹的方法計(jì)算因測量位置不同產(chǎn)生的不確定度。如樣本數(shù)量小于10個，可以采用樣本數(shù)值范圍R和替代t-分布數(shù)計(jì)算。 (4-4)需要說明的是，有些看起來是由安裝位置不同造成的差異，實(shí)際上由測量儀器本身的不確定度造成的。除非在一個測量位置使用多臺儀器進(jìn)行測量。(4)

45、測量不確定度的合成。一旦確定了源自這三個方面的不確定度貢獻(xiàn)，就可以通過合成的方法計(jì)算被測參數(shù)總的測量不確定度，由下式給出: (4-5)4.3.2 確定用來計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果的各種計(jì)算變量的不確定度性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算公式中，有些計(jì)算變量（如：流量、電功率、焓等）是由若干測量參數(shù)計(jì)算而得到的，它們的不確定度是用方根個的方法和將這些相關(guān)測量的不確定度合成確定的。若計(jì)算變量R是由k個測量參數(shù).計(jì)算得出的，怎該計(jì)算變量R的不確定度： (4-6)式中：影響因子，即計(jì)算變量R對測量參數(shù)變化的敏感性； 測量參數(shù)的總不確定定度。(1)確定每個計(jì)算變量的不確定度對試驗(yàn)結(jié)果的影響。由于汽輪機(jī)熱力性能固有的特點(diǎn)，使諸如流量

46、和功率等計(jì)算變量對試驗(yàn)結(jié)果的影響是1：1，也就是說，如果流量和功率等計(jì)算變量的不確定度為1%，將導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果1%的不確定度。(2)將各個計(jì)算變量的不確定度合成為試驗(yàn)結(jié)果總的不確定度與測量參數(shù)的不確定度一樣，取置信概率為95%時(shí)試驗(yàn)結(jié)果總的不確定度由下式給出： (4-7)式中：確定試驗(yàn)結(jié)果各計(jì)算變量的不確定度。本章開始就表明，試驗(yàn)各有關(guān)方在試驗(yàn)前應(yīng)就同標(biāo)準(zhǔn)存在的偏差對試驗(yàn)的不確定度影響達(dá)成一致，使用以上方法可以預(yù)先確定測量儀器帶來的不確定度，但有些情況下，測量位置和采樣時(shí)間不同對試驗(yàn)結(jié)果帶來的不確定度仍無法計(jì)算，盡管如此，只要按照標(biāo)準(zhǔn)的要求，采用盡可能長的試驗(yàn)時(shí)間和盡可能多的樣本數(shù)量，就可以將它

47、們帶來的不確定度減至最小。第5章 300MW機(jī)組熱力性能試驗(yàn)計(jì)算5.1 實(shí)驗(yàn)概述現(xiàn)以某廠國產(chǎn)引進(jìn)型300MW機(jī)組的熱力性能試驗(yàn)為例，進(jìn)行實(shí)際計(jì)算，力求展示一個完整的試驗(yàn)過程，進(jìn)一步說明所用的計(jì)算方法。5.1.1 試驗(yàn)機(jī)組的技術(shù)規(guī)范型號：N300-16.7/538/538型式：亞臨界 一次中間再熱 高中壓合缸 雙缸雙排汽 單軸 凝汽式汽輪機(jī)組額定功率：300MW額定轉(zhuǎn)速：3000r/min主蒸汽壓力（主汽門前）：16.7MPa主蒸汽溫度（主汽門前）：538再熱蒸汽壓力：（中壓主汽門前）：3.23Mpa再熱蒸汽溫度：（中壓主汽門前）：538額定蒸汽流量：916.007t/h排汽壓力：5.95kPa

48、配汽方式：噴嘴配汽回?zé)嵯到y(tǒng)：三高（高壓加熱器） 四低（低壓加熱器） 一除氧器5.1.2 試驗(yàn)說明根據(jù)協(xié)議，試驗(yàn)依據(jù)ASME PTC6.01996規(guī)程進(jìn)行，以閥點(diǎn)下的熱耗值為考核指標(biāo)，并按ASME PTC6.0方法進(jìn)行系統(tǒng)的修正和參數(shù)修正。汽輪機(jī)高、中、低壓缸效率作參考。系統(tǒng)的不明泄漏率在0.3%以下試驗(yàn)有效。試驗(yàn)結(jié)果按ASME標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行不確定度的評定。5.1.3 試驗(yàn)測量儀表說明流量測量：主凝結(jié)水流量測量裝置布置在除氧器的凝結(jié)水管道上，采用按照規(guī)程要求制造并在試驗(yàn)前經(jīng)過校準(zhǔn)的喉部取壓長頸噴嘴測量。高壓門桿漏汽進(jìn)高排流量、高壓軸封漏汽進(jìn)聯(lián)箱流量、再熱器減溫水流量、過熱器減溫水流量、小機(jī)進(jìn)汽流量均采

49、用標(biāo)準(zhǔn)孔板測量。給水泵密封水進(jìn)水流量和出水流量用超聲波流量計(jì)測量。其他門桿、軸封汽量采用按設(shè)計(jì)比例分配或由熱平衡計(jì)算得到。壓力、差壓測量：采用經(jīng)過校準(zhǔn)的Rosemount 3051C型壓力變送器（精度為0.075%）測量，其中，汽輪機(jī)排汽壓力使用網(wǎng)籠式探頭測量，并配絕對壓力變送器；大汽壓力采用DRUCK生產(chǎn)的DPI741型數(shù)字式氣壓測量計(jì)測量，精度為0.02%。溫度測量：采用精密級鎧裝熱電偶和Pt100熱電阻測量。工質(zhì)溫度300以上的采用熱電偶，300以下時(shí)采用熱電阻。熱電阻采用四線制接線，熱電偶由數(shù)據(jù)采集儀器自動進(jìn)行冷端進(jìn)行補(bǔ)償。電功率測量：采用PA400型功率分析儀。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為高精度分

50、布式小型采集網(wǎng)絡(luò)。水、水蒸氣熱力學(xué)性質(zhì)表采用水和水蒸氣性質(zhì)表：IAPWS-IF97計(jì)算用水、水蒸氣熱力學(xué)性質(zhì)表采用水和水蒸氣性質(zhì)表：LAPWSIF97。5.2 試驗(yàn)運(yùn)行工況下性能計(jì)算本節(jié)利用示例試驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行完整的熱力性能計(jì)算。首先，給出計(jì)算用試驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后按照實(shí)際計(jì)算過程進(jìn)行完整計(jì)算，得出試驗(yàn)性能結(jié)果。5.2.1 計(jì)算用試驗(yàn)數(shù)據(jù)見附錄（表5-1）5.2.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算 (1)給水流量計(jì)算高壓給水系統(tǒng)的計(jì)算就是由已知的凝結(jié)水流量，通過除氧器、高壓加熱器系統(tǒng)的熱平衡計(jì)算得出給水流量，從而得出主蒸汽流量，其實(shí)質(zhì)是解聯(lián)立方程，如前所述采用迭代解法。先假設(shè)給水流量的最大區(qū)間范圍（對300MW等

51、級機(jī)組可假設(shè)02000T/H，然后定02000T/H之間一個初值（例如1000T/H）。根據(jù)給水流量初值進(jìn)行高壓加熱器、除氧器部分熱平衡計(jì)算，把計(jì)算得到的主凝結(jié)水流量和試驗(yàn)測量主凝結(jié)水流量進(jìn)行比較，若不滿足精度設(shè)定，重新迭代計(jì)算，若滿足精度要求，計(jì)算結(jié)束。給水流量迭代計(jì)算方法如下圖5-1所示。 Dmax=DoDo=(Dmax+Dmin)/2迭代結(jié)束參數(shù)輸出試驗(yàn)測量凝結(jié)水流量Dnso計(jì)算凝結(jié)水流量Dns除氧器進(jìn)氣量1號高加進(jìn)氣量1號高加熱平衡除氧器熱平衡2好高加熱平衡3號高加熱平衡計(jì)算參數(shù)初始化3號高加進(jìn)氣量2號高加進(jìn)氣量Dmin=DoDo=(Dmin+Dmax)/2取定迭代區(qū)間Dmin,Dma

52、x假設(shè)迭代初值 Do=(Dmin+Dmax)/2Dns>DnsoABSL(Dns-Dnso)/Dnso<esp圖5-1給水流量迭代計(jì)算方法(2)加熱器、除氧器熱平衡計(jì)算加熱器計(jì)算公式 (5-1)除氧器能量平衡 (5-2)質(zhì)量平衡（除氧器水位下降為負(fù)） (5-3) (5-4)出口參數(shù)1出水溫度2出水壓力3出水焓4給水量水位進(jìn)口參數(shù)1進(jìn)水溫度2進(jìn)水壓力3進(jìn)水焓軸封、門桿漏汽1進(jìn)汽溫度2進(jìn)汽壓力3進(jìn)汽焓4進(jìn)汽量進(jìn)汽參數(shù)1進(jìn)汽溫度2進(jìn)汽壓力3進(jìn)汽焓4進(jìn)汽量本級疏水1疏水溫度2疏水焓3疏水壓力上級疏水1疏水溫度2疏水焓3疏水量圖5-2加熱器熱平衡計(jì)算框圖(3)軸封、門桿漏汽軸風(fēng)、門桿漏汽系統(tǒng)共安排2個流量測點(diǎn)，分別是高壓門桿漏汽進(jìn)高排流量和高壓軸封漏汽進(jìn)聯(lián)箱流量。其他流量或取設(shè)計(jì)值，或根據(jù)設(shè)計(jì)比例推算，或由熱平衡計(jì)算。具體見計(jì)算數(shù)據(jù)總匯表5-2。(4)熱耗率計(jì)算主蒸汽流量爐側(cè)不明泄