IEC和ASME试验标准的比较完整版.docx
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IEC和ASME试验标准的比较完整版
IEC和ASME各自所制定的
汽轮机热力试验规程的比较
1概述
目前世界上生产汽轮机的主要国家，几乎都制定了短文适应其本国科技生产水平的热力试验的国家标准。
但国际上普遍采用的是以下二套标准。
（1）国际电子委员会（IEC）制定并颁发的两种汽轮机验收标准《RxlesForSteamTurbineThermalAceeptencesTests》，两种标准的编号分别为：
（a）文件953-1（方法A）——简称方法A，其原编号为5（Dontraloffice）23——1984（DOCUMANTA）。
它是一种最高精度等级的试验方法。
（b）文件953-2（方法B）——简称方法B，其原编号为5（Dontraloffice）24——1984（DOCUMANTB）。
它是一种允许一定的测量误差、精度范围较高的试验方法。
（2）美国机械工程师协会（ASME）制定，由美国国家标准局（ANSI）发布的《SteamTurbinePerformanceTestCode》两种标准，一个报告，它们是：
（c）ANSI/ASMEPTC6——1976，在1985年得到重新确认为ANSI/ASMEPTC6——1976（凡1985）——简称方法PTC6，它同方法A一样，是一种最高精度等级的试验方法。
（d）ANSI/ASMEPTC6.1——1984，简称方法PTC6.1，它是一种比PTC6精度稍低，测量总数和高精度测量数减少的一种试验方法。
（e）ANSI/ASMEPTC6——1985，它没有包含所有的试验方法，就其实质是一个相对于PTC6——1976补充性质文件，它不能和PTC6规程结合起来使用。
TPC6——1976结合PTC6报告——1985（简称方法PTC6报告）是一种有一定精度又易实施的试验方法。
引进机组在我厂已是主要的生产机组，随着竞争的激烈，机组的经济性已处于突出地位。
在签定的订货合同中，对机组的验收试验（或考核试验）已是必不可少的项目。
为此，我们收集了有关资料，就学习所得，试图对二套标准作一比较，以便在验收试验项目的谈判中有所权衡。
2适用范围及测量结果的不确定度
汽轮机组热力验收试验选用何种规程，一方面要考虑该规程的测量结果精度，另一方面试验的目的及所需的费用亦是不可忽视的因素，而且往往是决定性的因素。
虽然方法A，方法PTC6是一种高精度的热力验收试验规程，但是，该规程对试验系统的严密性要求高，也就是制造厂必须有高的科技生产水平与之相适应。
这点不是所有的制造厂家都能达到的。
同时试验中需大量的高精度的测量仪器，这相应要增加购买高精度测量仪器的费用和在量校验仪器的费用。
在资料中叙述了在美国对一台1000MW额定功率的汽轮机组的一次满足PTC6规程的热力试验，以考核其经济性。
当时试验的耗资约500,000美金（1980年物价）。
尽管通过验收试验有可能证明机组的热力性能未满足保证值而获得可观的罚款，但其试验费用仍是高昂的。
因此在美国在新装机组中按PTC6规程做验收试验的仅占10%左右。
若采用PTC6.1规程，其试验费用将是PTC6的1/10，各试验规程的适用范围列举如下：
2.1方法A和方法PTC6的适用范围及不确定度
（1）适用于大容量凝汽式汽轮机或首台样机的高精度的验收试验。
（2）试验结果的不确定度。
（a）方法A的不确定度：
对火电机组≯0.3%，对核电机组≯0.4%。
（b）方法PTC6的不确定度：
对火电机组≯0.25%，对核电机组稍高≯0.4%。
2.2方法B和方法PTC6.1的适用范围及不确定度。
（1）方法B适用于各种类型、容量和用途的汽轮机的较大精度范围的热力验收试验。
（2）方法PTC6.1的适用范围基本上同于方法PTC6。
（3）试验结果的不确定度。
（a）方法PTC6.1的不确定度：
对于大容量凝汽式机组≯0.34%，核电机组稍高。
（b）方法B的不确定度：
对于大容量凝汽式火电机组在0.9%-1.2%以内，核电机组在1.1%-1.6%之内。
2.3方法PTC6（结合报告）适用于商业性的验收试验，而且试验双方在试验前就与PTC6相违背的所有方面达成书面协议的情况下，进行试验，其试验结果的不确定度及与保证值的比较都要在试验前达成协议。
3四种试验规程的主要差异
从汽轮机的验收试验规程制定的历史过程来看，上述四种试验规程既有着亲缘关系，又有着各自的特点。
在IEC二种试验规程的制定中，IEC秘书处的工作指定由美国ASME承担，由六个国家举行了多次会议，确定了方法A、方法B。
由于上述二规程在使用过程中发现了需待修正和澄清的差异及含混之处，所以进行了对1941年版规程的1949年修订版的工作，并经ASME理事会的批准采用。
编写定为PTC6-1949。
其后根据汽轮机发展的需要，IEC和ASME都各自进行了修订工作，最后分别确定了现今所见的最新版本（如“1概述”中所列）。
正由于二种规程有着亲缘关系，所以它们的目的，指导性原则，测试仪表和测量方法。
试验结果的计算等基本点是基本相同的。
但是，彼此根据汽轮机发展所出现的问题，在各自所作的修订工作，侧重点不同，因而出现了差异，主要差异在下面列出：
3.1方法A和方法B的主要差异在检测试验方法，测量仪表的精度以及试验结果对保证值的比较上。
在二规程的第4条款“测度技术和测试仪表”中，所提出的试验测点及所需的仪表基本上是相同的（方法PTC6亦有类似的规定）。
方法A、B的不同在于：
（a）方法A使用的是专门经过校验的仪表和现有最好的测量方法。
测试技术的说明详细，不需过多的有足够经验的专家参加试验，通常在试验结果和保证值进行比较时不考虑不确定度。
（b）方法B使用的是合适的仪表和适当的试验方法，有些试验措施要由试验人员自己决定，因此需要有足够经验的专家参加试验，在试验结果和保证值进行比较时应考虑不确定度以及老化修正。
3.2方法PTC6和方法PTC6.1主要差异在于试验测点和所需的高精度的数量上。
方法PTC6.1的采用在于减少试验费用和试验的复杂性，其方法的基本点在于直接测量最终给水流量和简化系统的修正方法，这就使得试验的测点数减少，所需用的高精度仪器亦较PTC6少，并可使用经过校验的电厂仪器。
美国曾在一台额定功率为570MW的中间再热凝汽式汽轮机上同时按PTC6和PTC6.1方法做试验，该机组高中压缸是合缸布置，二个双流低压缸共有四个排汽口，有二个高压加热器，四个低压加热器和一个除氧器组成的七级回热系统，按PTC6的要求需温度测点66个，压力测点47个，流量差压测点18个，共计131个。
如果按PTC6.1，仅要求温度测点18个，压力测点13个，流量差压测点7个，共计38个测点，其测点总数仅为PTC6测点总数的29%。
按PTC6，对试验结果要考虑回热系统的影响，做逐步逼近计算，作出修正，计算步骤较国复杂（规程中的第一类修正），按PTC6.1，由于减少了许多测点，不能应用上述方法作修正计算，必须借助于试验前待测系统准备好的各种修正曲线对一些对系统有较大影响的因素进行修正，使计算工作大为减少。
2.3方法A与方法PTC6的差异在于对规程中的要求有违背时，能否通过协商在双方均同意的情况下，该试验被接受。
（a）方法A要求试验期间总的不明泄漏量≯0.1%，否则，仅在双方同意的情况，该试验才能被接受，但其对试验时间的安排没作出可协商的条款，因为在条款中强行规定了机组热耗试验结果不考虑启动焓降效率或老化影响的修正。
（b）方法PTC6中，严格规定了不明泄漏等应小于偏负荷试验主蒸汽流量的0.1%，未立可变通的条款，但其对试验时间的安排都作了补充规定，在PTC6的3.04条款“除非另有不同的书面协议，在任何情况下，试验应在合同的保证期内进行”。
这点在ANSI/ASMEPTC6报告-1985中作了补充说明。
PTC6报告-1985中的3.07条款规定了经协商，双方均同意的条件下，老化修正系数的计算法。
3.4在简化试验方法方面，PTC6.1明显优于方法A、方法B以及方法PTC6.1（包括PTC6.1（结合报告）的方法），当汽轮机组热力系统的不明泄漏量和运行满足PTC6的要求时，采用PTC6.1是适宜的，因简单可行但有高的精度。
但在国内迄今尚未见采用PTC6.1的先例，究其原因可能是，过去相当长的时间内，这一方法未被有关人员掌握，或者是在高压给水管道中的流量测量装置的设计、制造、安装方面，电力设计院设计时，无人统筹、协调。
电力设计院只是按常规设计，一但机组安装完成交付使用，这时若再想把流量测量装置嵌入或并联于高压给水管道中，由于事前没有规划，很可能难以满足流量喷咀前后直管较最小长度的要求。
若改装管道系统，可能出现添置高压阀门、管、各焊缝作探伤检查等一系列麻烦事。
所有这些因素影响了PTC6.1在我国的推广。
4系统的隔离
试验结果的精度取决于对系统的有效隔离：
（1）方法A与方法PTC6对系统不明泄漏量规定十分严格。
其泄漏量不应超过满负荷试验时主蒸汽流量的0.1%，若超过0.1%，方法A还有变通的余地，经协商双方同意的情况下，该试验可接受，在商定中，还要指明汽机、锅炉对泄漏量的分配，而方法PTC6未见有变通的条款。
（2）方法PTC6.1对系统隔离的要求同于PTC6。
（3）方法B对系统不明泄漏量的规定较宽，其不明泄漏量不大于试验结果相对测量不确定度（以前百分比表示）的0.4倍，否则经协商在以方均同意的情况下承认这次试验。
综合上述，按方法A、方法PTC6、方法PTC6.1一台300MW火电机组的不明泄漏量不允许超过0.92t/h，按方法B可放宽到不超过44t/h。
为了减小不明泄漏量，系统中各阀门必须严密。
在试验前必须采取各种有效方法检查其严密性，从国内已有的经验来看，要做到满足方法A、方法PTC6等的要求是困难的，经过努力做到满足方法B的要求是可能的。
5对运行工况的要求
对运行工况的要求，方法A、方法PTC6、方法PTC6.1较方法B严格。
除另有协议外，试验工况的每一参数的平均值与额定值间的最大允许偏差及其最大允许波动不得超过表1、2所给的极限。
表1运行工况时平均值与额定值间的最大允许偏差
参数
方法A等
方法B
主蒸汽压力
绝对压力的3%
（0.5MPa）
绝对压力的5%
（0.85MPa）
主蒸汽温度
再热汽温度
过热度<25K时，8K
过热度>25K时，15K
（15K）
15K
15K
（15K）
主蒸汽流量
未加限定
修正到额定工况的5%
湿蒸汽汽轮机进汽千度
0.005
0.005
排汽压力
给水温度
（凝汽式汽轮机）
绝对压力的2.5%
（0.1225kPa）
8K
5%
（0.1225kPa）
10K
功率
5%
1500kW
修正到额定工况的5%
电压
5%
未作规定
功率因素
可在1和（额定值-0.05）间变
未作规定
注：
表中括号内数字为火电机300MW机组的数值。
表2运行工况时，运行参数的测量值及对平均值允许的最大快速波动
参数
方法A等
方法B
主蒸汽压力
绝对压力的0.5%
（0.0835MPa）
绝对压力的2.5%
（0.0420MPa）
主蒸汽温度
再热汽温度
过热度25K时，2K
过热度>25K时，1K
（1K）
7.5K
7.5K
（7.5K）
主蒸汽流量
在额定读数频率一半以上的高频波动时最大允许波幅的平均值为满负荷时读数的1%
修正到额定工况的2.5%
湿蒸汽汽轮机进汽千度
0.001
0.0025
排汽压力
绝对压力的5%
（0.25kPa）
绝对压力的12.5%
（0.588kPa）
给水温度
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