锅炉机组净出力净热耗和辅助功率保证值试验大纲.docx
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锅炉机组净出力净热耗和辅助功率保证值试验大纲
锅炉机组净出力净热耗和辅助功率保证值试验大纲
1.前言
2×50MW火力发电厂两台机组由工程有限责任公司承建。
1.1锅炉
1.1.1锅炉主要参数
锅炉出力T/h
过热器出口蒸汽压力MPa（a）
过热器出口蒸汽温度℃
空气预热器入口风温℃
1.1.2设计燃料特性
低位发热量kJ/kg
C（重量百分比）%
H（重量百分比）%
O（重量百分比）%
N（重量百分比）%
S（重量百分比）%
A（重量百分比）%
W（重量百分比）%
V（重量百分比）%
1.2汽轮
N57-5-8.83/535型汽轮机为汽轮机厂生产的高压、单缸、凝汽式机组。
其主要设计参数如下：
额定出力（THA）57.5MW
主汽压力8.83MPa（a）
主汽温度535℃
排汽压力4.9KPa（a）
转速3000rpm
1.3发电机
QF 型汽轮发电机由电机厂制造。
其主要设计参数如下：
额定容量MVA
额定功率MW
额定电压KV
额定电流KA
额定转速3000rpm
额定功率因数
额定频率50Hz
2.机组性能及保证值
性能试验在下述条件下进行:
a．设计煤种（见1.1.2节）
b．循环水温℃
c．功率因数
d．环境干球温度℃
e.环境湿球温度℃
f.相对湿度%
g.大气压力KPa
2.1锅炉性能
2.1.1锅炉蒸发量
在100%MCR工况下，其蒸发量不小于220t/h,即满足汽轮机阀门全开时（VWO）的最大进汽量。
2.1.2过热器出口蒸汽压力
在100%MCR工况下，其额定主汽压力应满足于9.9±3%MPa（a）。
2.1.3过热器出口蒸汽温度
在100%MCR工况下，其额定主汽温度应满足于540±5℃。
2.1.4锅炉效率
在设计工况THA（55MW）下，基于煤的低位发热量（LHV）计算的锅炉效率为90.5%。
2.1.5空气预热器漏风
在THA工况下，空气预热器漏风率应不高于10%。
2.2辅助功率
在THA工况下，机组总辅助功率应不大于4783Kw。
2.3性能保证值
2.3.1净输出功率
在THA工况下，承包人应保证在主变高压端测量的机组净输出功率（NUEO）不小于50000Kw。
2.3.2净热耗
在THA工况下，承包人应保证机组净热耗（NUHR）不大于11502KJ/KWh（基于燃料低位热值LHV）。
机组净热耗由如下公式计算:
kJ/kWh
式中:
THR------汽轮发电机组热耗。
kJ/kWh
ηc------修正后的锅炉效率（THA）%
GUEO------机组毛输出功率kW
NUEO------机组净输出功率kW
3.试验目的
验证机组在上述规定的条件下其性能是否达到中-马合同中所规定的保证值。
4.试验标准及法规
4.1ASME标准及法规
PTC4.1–1974锅炉
PTC6–1996汽轮机试验法规
PTC6S（reportl988）汽轮机常规性能试验简化规程
4.2水蒸汽性质图表（西德）1981
5.仪表标定
试验所需的主要仪器仪表应由中国国家法定授权单位标定，其标定证书应在试验前提交给业主并作为试验报告的附件。
6.试验方法
6.1试验工况
6.l.l预备性试验
正式试验前，应按正式试验要求做预备性试验，其目的如下：
a.确定机组是否具备正式试验条件。
b.检查所有与试验相关仪表。
c.培训试验人员。
预备性试验项目如下:
项目/负荷
THA
汽轮发电机组热耗
*
锅炉效率
*
预备性试验如果符合正式试验的全部技术要求，其结果经中-马双方认可，可以作为性能试验的一部分。
6.1.2正式试验
正式试验的内容和工况安排如下:
项目/负荷
THA
100%MCR
锅炉效率
*
锅炉出力
*
汽轮发电机组热耗
*
汽轮发电机组输出功率
*
净功率输出
*
主蒸汽压力
*
*
主蒸汽温度
*
*
空气预热器漏风率
*
汽轮机排汽压力
*
6.2测量项目
6.2.1锅炉主要测量项目
6.2.1.1煤取样
在给煤机前原煤管道上每隔30分钟取一次煤样，经混合、缩分后，将样品分成三份装入密闭容器中，一份送当地实验室进行分析，一份给业主，另一份密封留存。
6.2.1.2烟气成分分析
按照网格法测量原理，将烟道测量横截面分成若干个相等的小截面，在每个小截面的中心抽取烟气样品。
用烟气分析仪分析空气预热器入口和出口烟道烟气中的CO2,O2和CO百分比含量。
6.2.1.3烟气和空气温度的测量
按照上述网格法测量原理，测量空气预热器入口和出口的烟气温度；测量送风机出口和一次风机出口的空气温度。
6.2.1.4飞灰取样
在空气预热器出口烟道抽取飞灰样品，实验室分析含碳量。
6.2.1.5渣取样
试验结束后，在渣井收取渣样，实验室分析含碳量。
6.2.1.6省煤器和空气预热器灰斗灰取样
用收集器收取省煤器和空气预热器灰斗灰，实验室分别分析各自的含碳量。
6.2.1.7环境温度测量
用干湿球温度计测量环境温度。
6.2.2汽轮机主要测量项目
6.2.2.1压力测量
压力测量采用0.1和0.25级GP及AP变送器。
冷凝器压力取压装置采用网笼探头。
6.2.2.2温度测量
温度测量采用0.4级的E型铠装热电偶。
6.2.2.3流量测量
A.主凝结水流量采用ASME低β比、喉部取压流量喷嘴装置进行测量。
该装置包括前后直管段，稳流栅及喷嘴，并经整体标定。
B.补给水流量采用孔板测量。
C.下述流量采用制造厂提供的设计值计算：
a.主汽阀阀杆漏汽；
b.轴封供汽及轴封漏汽量；
c.主抽汽器及轴封抽汽器用汽量。
6.2.2.4水位测量
除氧器和热井水位采用标尺测量。
6.2.3发电机电功率测量
6.2.3.l发电机输出功率测量
汽轮发电机输出功率采用三表法测量，电压和电流信号分别采自布置在发电机端的电压和电流互感器。
6.2.3.2净功率测量
机组净功率采用三表法测量，信号采自主变高压端。
6.2.3.3辅助功率测量
辅助功率等于发电机输出功率与机组净功率之差。
6.3试验仪表
6.3.1锅炉试验仪表清单见表1；
6.3.2汽轮发电机试验仪表清单见表2。
6.4测点布置
6.4.1锅炉测点布置示意图见附图1；
6.4.2汽水系统测点布置示意图见附图2；
6.4.3发电机电功率测量接线图见附图3。
表l锅炉试验仪表清单
序号
试验项目
仪表
精度
1
烟气温度
E型热电偶
0.75
2
烟气中CO2,O2和CO的分析
Testo300M型烟气分析仪
±0.2%
3
烟气中飞灰取样
动压平衡型等速取样仪
/
4
送风机出口空气温度
E型热电偶
0.75
5
一次风机出口空气温度
E型热电偶
0.75
6
原煤分析
实验室
7
灰渣碳含量
实验室
8
主汽压力PX102
EJA变送器
0.1
9
主汽温度TW102A;TW102B
E型热电偶
0.4
10
给水温度TW310A;TW310B
E型热电偶
0.4
11
相对湿度
干湿球温度计
表2汽轮发电机组试验仪表清单
序号
试验项目
数量
测点编号
仪器仪表
精度
1.
主汽压力
1
PX101
EJA变送器
0.1
2.
主汽温度
2
TW101A,B
E型热电偶
0.4
3.
No.1高加加热蒸汽压力
1
PX211
EJA变送器
0.1
4
No.1高加加热蒸汽温度
1
TW211
E型热电偶
0.4
5
No.2高加加热蒸汽压力
1
PX212
EJA变送器
0.1
6
No.2高加加热蒸汽温度
1
TW212
E型热电偶
0.4
7
除氧器加热蒸汽压力
1
PX213
EJA变送器
0.1
8
除氧器加热蒸汽温度
1
TW213
E型热电偶
0.4
9
汽轮机排汽压力
2
PX207A,B
EJA变送器
0.1
10
.最终给水压力
1
PX30l
1151GP变送器
0.25
11
最终给水温度
2
TW301A,B
E型热电偶
0.4
12
No.1高加出口水温
1
TW302
E型热电偶
0.4
13
No.2高加出口水温
1
TW303
E型热电偶
0.4
14
No.2高加入口水温
1
TW304
E型热电偶
0.4
15
No.2高加入口水压
1
PX304
1151GP变送器
0.25
16
除氧器入口水温
1
TW401
E型热电偶
0.4
17
除氧器入口水压
1
PX40l
1151GP变送器
0.25
18
除氧器出口水温
2
TW305A,B
E型热电偶
0.4
19
主凝结水流量差压
2
FE402A,B
流量喷嘴
0.15
20
喷嘴入口水压
1
PX402
1151GP变送器
0.25
21
喷嘴入口水温
1
TW402
E型热电偶
0.4
22
热井出口水温
1
TW408
E型热电偶
0.4
23
补给水压力
1
PX409
1151GP变送器
0.25
24
补给水温度
1
TW409
E型热电偶
0.4
25
补给水流量
1
EF409
孔板
标准孔板
26
No.1高加疏水温度
1
TW501
E型热电偶
0.4
27
No.2高加疏水温度
1
TW502
E型热电偶
0.4
28
轴封及阀杆漏汽压力
（除氧器进口）
1
PX208
1151GP变送器
0.25
29
轴封及阀杆漏汽温度
（除氧器进口）
1
TW208
E型热电偶
0.4
30
除氧器水位
1
LE40l
标尺
1mm
31
热井水位
1
LE409
标尺
1mm
32
大气压力
1
PX601
1151AP变送器
0.25
33
环境温度
1
TW603
E型热电偶
0.4
34
发电机出力
1
W701
2533功率表或变送器
0.2
35
电流互感器
3
W702A,B,C
LMZB-105000/5A
（运行仪表）
0.2
36
电压互感器
3
W703A,B,C
JDZJ-10
0.3
37
净功率
1
W801
2533功率表或变送器
0.2
38
电压互感器
3
W802A,B,C
JDCF-l45THW（运行仪表）
0.2
39
电流互感器
3
W803A,B,C
LB-145THW2x600/IA20VA
（运行仪表）
0.2
6.5试验条件
6.5.1试验系统隔离
试验系统必须为独立的热力循环系统。
从试验负荷稳定开始直至试验结束期间，与试验无关的汽水系统必须隔离，须隔离的主要系统如下：
a.旁路系统；
b.给水再循环管道；
c.HP和LP加热器旁路管道；
d.给水加热器放汽和事故放水阀；
e.其它与试验无关的汽水系统。
6.5.2试验期间应燃烧设计煤种。
6.5.3试验期间锅炉应停止吹灰和排污。
6.5.4运行条件稳定的要求
a.试验时，各运行参数应尽量调整到设计值，并维持稳定，其最大允差和波动量应符合下表规定：
参数名称
允差
允许波动量
主汽压力
±3%（abs）
±0.25%（abs）
主汽温度
±5℃
±4℃
排汽压力*
±2.5%（abs）
±1.0%（abs）
电功率
±5%
±0.25%
功率因数
±1%
*如果无法达到设计或额定的排汽压力，可按协议在另一排汽压力下进行试验，其值由制造厂提供的修正曲线进行修正。
b.试验时除出现危及设备及人身安全的情况外，不得对机组进行会导致影响试验结果准确性的任何操作。
c.为获得稳定的凝结水流量，除氧器水箱水位应手动调节。
6.6试验持续时间及读数频率
6.6.1试验持续时间
负荷
试验时间
THA
稳定–1小时;读数-2小时;稳定–1小时
100%MCR
稳定–0.5小时;读数-0.5小时
6.6.2读数频率
温度5分钟
压力5分钟
凝结水流量1分钟
辅助流量5分钟
烟气中的CO2,O2和COl5分钟
飞灰取样60分钟
原煤取样30分钟
灰、渣取样30分钟
水位15分钟
电功率1分钟
大气压力15分钟
环境温度15分钟
相对湿度15分钟
6.6.3一经宣布试验结束，其后未出现双方共同认为必须否定的理由，试验数据是有效的。
7.试验结果的计算及修正
7.l试验数据处理
将试验期间记录的有效数据作算术平均，并进行各项修正，修正的项目包括：
仪表标定偏差；水柱标高；大气压力和环境温度。
7.2.1锅炉热效率计算
式中:
ηg.------锅炉热效率%
LHV------燃料低位热值kJ/kg
L------锅炉总的热损失kJ/kg
Lp------排渣热损失%
Lp=0.03
L=Luc+Lg+Lmf+Lh+Lβ+Lma+LCO
7.2.1.1Luc------总的干灰渣中未燃尽碳热损失kJ/kg
Luc=33727*Wdp*Cav
式中:
33727------灰渣中所含碳的热值kJ/kg
Wdp------入炉燃料总的干灰渣量kg/kg
A------入炉燃料的灰分含量kg/kg
Cav------总干灰渣中平均碳含量kg/kg
Cav=0.10Cs+0.82Cf+0.03Ceco+0.05Cah
0.1;0.82;0.03;0.05------分别为单位干灰渣中大渣、飞灰、省煤器灰斗灰和空预器灰斗灰所占的份额kg/kg
Cs-----大渣的碳含量kg/kg
Cf------飞灰的碳含量kg/kg
Ceco------省煤器灰斗灰的碳含量kg/kg
Cah------空预器灰斗灰的碳含量kg/kg
7.2.1.2Lg------干烟气热损失
Lg=Wg*Cpg*（Tg--Tra）kJ/kg
式中:
Wg------干烟气量kg/kg
Cpg------干烟气的平均比热kJ/kg℃
Tg-------排烟温度℃
Tra------参照温度℃
CO2;O2;N2;CO-----分别为干烟气中CO2;O2;N2;CO组分的体积百分含量%
N2=100－CO2－O2－CO
S------燃料中硫的含量kg/kg
Cb------每千克入炉燃料燃尽碳的重量kg/kg
Cb=C–Wdp*Cav
C-----燃料中碳的含量kg/kg
Tpa------一次风机出口空气温度℃
Wpa------一次风机流量NM3/h
Tfa------送风机出口空气温度℃
Wfa------送风机流量NM3/h
7.2.1.3Lmf------燃料中水分引起的热损失
kJ/kg
式中:
W------燃料中水分含量kg/kg
Hrv------参照温度下的饱和蒸汽焓kJ/kg
Hg------在分压力Pmg和排烟温度Tg下的蒸汽焓，参见水蒸汽表kJ/kg
PA*Wmg.（CO2+CO）
Pmg=kgf/cm2
150Cb+Wmg.（CO2+CO）
PA-------大气压力kgf/cm2
Wmg------烟气中水分含量kg/kg
Wmg------8.936H+W+Wma*Wa
8.936------每千克氢燃烧生成8.936千克水
H------燃料中氢的含量kg/kg
Wma------每千克入炉干空气中水分的含量kg/kg
φ------相对湿度
Ps------参照温度Tra下的饱和蒸汽压力kgf/cm2
Wa------干空气量kg/kg
0.7685------每千克标准空气氮的重量kg/kg
N------燃料中氮的含量kg/kg
7.2.1.4Lh------氢燃烧生成水引起的热损失
Lh=8.936*H*（Hg–Hrv）kJ/kg
式中:
H------燃料中氢的含量标kg/kg
7.2.1.5Lβ------散热损失
Lβ=β*HHV
式中:
β------由ASMEPTC4.1图8确定的散热损失系数%
HHV------燃料的高位热值kJ/kg
7.2.1.6Lma------空气中水分引起的热损失kJ/kg
Lma=Wma*Wa*（Hg–Hrv）
7.2.1.7Lco------由于CO引起的热损失kJ/kg
7.2.2修正到标准或保证值条件
偏离保证值条件按ASMEPTC4.1进行修正，修正后的锅炉效率为ηc。
7.2.3空气预热器漏风率按下式计算
式中:
AL------空气预热器漏风率%
CO2’;CO2”------分别为空气预热器入口和出口烟气中CO2的百分含量%
7.3汽轮发电机组试验数据的计算和修正
7.3.1试验工况热耗率计算公式
式中:
THRt.----汽轮发电机组热耗（试验工况）kJ/kWh
Gms----主蒸汽流量kg/h
Hms----主蒸汽焓kJ/kg
Gfw----最终给水流量kg/h
Hfw----最终给水焓kJ/kg
KW1---发电机端子输出电功率（试验工况）kW
7.3.2.最终给水流量
根据凝结水流量，对高压加热器、除氧器进行热平衡计算得出各级抽汽量及最终给水流量。
7.3.2.1No.1高加热平衡方程
Gfw*（Ho1–Hi1）=G1*（Hs1–Hd1）
式中:
Gfw------最终给水流量,kg/h
G1------No.1高加抽汽量,kg/h
Ho1-------No.1高加出口水焓,kJ/kg
Hi1-------No.1高加入口水焓,kJ/kg
Hs1------No.1高加入口蒸汽焓,kJ/kg
Hd1------No.1高加疏水焓,kJ/kg
7.3.2.2No.2高加热平衡方程
Gfw*（Ho2–Hi2）=G2*（Hs2–Hd2）+G1*（Hd1–Hd2）
式中:
G2-------No.2高加抽汽量,kg/h
Ho2------No.2高加出口水焓,kJ/kg
Hi2-----No.2高加入口水焓,kJ/kg
Hs2------No.2高加入口蒸汽焓,kJ/kg
Hd2------No.2高加疏水焓,kJ/kg
7.3.2.3除氧器热平衡方程
G3*Hs3+Gve*Hve+（G1+G2）*Hd2+Gc*Hc=Gfw*Hd3+Ggs*Hgs+Gej*Hgs
式中:
G3------除氧器抽汽量,kg/h
Gve------主汽阀杆漏汽量,（设计值）kg/h
Gc------凝结水流量,kg/h
Ggs------轴封供汽量（设计值）,kg/h
Gej------抽汽器用汽量（设计值）,kg/h
Hs3------除氧器入口抽汽汽焓,kJ/kg
Hve------主汽阀杆漏汽焓,kJ/kg
Hc------除氧器入口凝结水焓,kJ/kg
Hd3------除氧器出口水焓，kJ/kg
Hgs------除氧器饱和汽焓kJ/kg
7.3.2.4除氧器流量平衡方程
式中:
Gds.------除氧器水箱水位变化的当量流量，水位下降为正，反之为负Kg/h
上述四个方程联立，可求出最终给水流量及各级抽汽量。
7.3.3主蒸汽流量计算
式中:
Gun------系统不明泄露量kg/h
Ght------冷凝器热井水位变化的当量流量，水位下降为正，反之为负。
kg/h
7.3.4发电机输出功率计算
发电机输出功率采用三表法测量，三相荷载应保持稳定。
发电机输出功率计算公式为：
式中:
KWl----发电机输出功率（试验工况）kW
kW
kW
kW
式中:
KWa,KWb,KWc----分别为a,b,c相发电机输出功率；
KCTa,KCTb,KCTc----分别为a,b,c相电流互感器变比；
KPTa,KPTb,KPTc----分别为a,b,c相电压互感器变比，以线对中性电压为准。
Wa,Wb,Wc----分别为a,b,c相瓦特表示值。
7.3.5机组净输出功率的计算
机组净输出功率按如下公式计算：
KW3=KWNa+KWNb+KWNc
式中:
KW3------机组净输出功率（试验工况）kW
KWNa,KWNb,KWNc----分别为a,b,c相净输出功率；
KCTNa,KCTNb,KCTNc.----分别为a,b,c相电流互感器变比；
KPTNa,KPTNb,KPTNc----分别为a,b,c相电压互感器变比；
WNa,WNb,WNc.----分别为a,b,c相电功率（仪表示值
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