2号汽轮机试验方案.docx
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2号汽轮机试验方案
TPRI
鹤壁万和发电有限责任公司
2号汽轮机性能评估试验方案
批准：
审核：
编写：
崔来建
西安热工研究院有限公司
2010年6月
目录
1.前言1
2.汽轮机主要技术参数1
3.试验目的1
4.试验标准1
5.试验热力系统及测点布置1
5.1试验测点1
5.2流量测量1
6.试验仪表及测量方法2
7.试验方法和步骤2
8.试验结果计算3
9.汽轮机性能试验组织措施5
10.汽轮机性能试验安全措施5
11.汽轮机性能试验计划6
12.试验实施细节6
附件12号汽轮机性能诊断试验测点清单9
附件22汽轮机热力试验系统隔离清单12
1.前言
鹤壁万和发电有限责任公司2号汽轮机系N220-12.74/535/535超高压、一次中间再热、三缸三排汽、单轴凝汽式汽轮机。
为了掌握该机组目前的性能水平，鹤壁万和发电有限责任公司委托西安热工研究院有限公司对2号汽轮机进行性能评估试验。
2.汽轮机主要技术参数
汽轮机生产厂家
哈尔滨汽轮机厂（2004年进行通流改造）
汽轮机型号
N200-12.74/535/535型
汽轮机型式
超高压、一次中间再热、三缸三排汽、单轴、凝汽式
额定/最大功率
220/235MW
额定/最大蒸汽流量
638950/690000kg/h
TRL工况保证出力
220MW
T-MCR工况保证出力
229MW
THA工况出力及热耗率
220MW/8119.3kJ/kW.h
主蒸汽压力/温度
12.75MPa/535℃
热再热蒸汽温度
535℃
额定背压
5.3kPa
3.试验目的
3.1测定汽轮机在100%、80%和60%额定负荷下的高、中压缸效率、热耗率
3.2主要辅机（凝汽器、循环水泵、给水泵、凝结水泵、加热器）运行性能
4.试验标准
4.1试验标准：
美国机械工程师协会《汽轮机性能试验规程》（ASMEPTC6-2004）；
4.2水和水蒸汽性质表：
国际公式化委员会IAPWS-IF97公式；
4.3试验基准：
负荷基准。
5.试验热力系统及测点布置
5.1试验测点
试验测点按照ASMEPTC6-2004简化试验的要求布置和安装。
5.2流量测量
主流量测量：
以省煤器入口的主给水流量为试验基准流量。
本次试验以主给水流量作为基准流量。
辅助流量：
再热减温水流量、过热减温水流量、凝泵出口母管流量、均采用标准孔板测量。
6.试验仪表及测量方法
6.1电功率测量：
采用校验合格的WT2030型多功能标准表，三相两表测量方式，精度为0.08级。
该表接至发电机出口PT、CT的二次回路测量发电机输出电功率，信号由计算机自动记录存盘。
6.2压力测量：
采用0.075级高精度ROSEMOUNT3051型绝对压力及相对压力变送器测量，测量值经仪表零位、仪表校验值、大气压力及仪表水位高差修正（相对压力变送器）。
6.3主流量差压测量：
采用0.075级ROSEMOUNT3051差压变送器测量，测量值经仪表零位及仪表校验值修正。
6.4温度测量：
采用精密级ROSEMOUNT248温度变送器及配套热电偶测量，冷端在数据采集系统中自动补偿，测量值经热电偶校验值修正。
6.5数据采集：
采用英国Solarton公司生产的IMP分散式数据采集系统，自动记录压力、差压、温度等信号，进行数据自动存储和处理，采集系统精度为0.02级。
6.6试验仪表的校验，所有试验仪表在试验前均须经法定计量部门或法定计量传递部门校验，并具有合格证书。
试验前应校验的仪表如下：
功率变送器
压力、差压变送器
热电偶
6.7储水容器水位变化量测量：
水位的监视和记录通过现场的水位计和DCS系统的信号来实施，主要包括凝汽器水位和除氧器水位。
6.8系统泄漏流量测量：
试验热力系统无法隔离且可以测量的明漏流量由人工采用容积法测量。
7.试验方法和步骤
7.1机组运行参数调整到额定值并保持稳定，其偏差及波动符合表二中规定的要求；回热系统正常投入且各附属设备运行正常。
表二运行参数允许偏差和允许波动
运行参数
允许偏差
允许波动
主蒸汽压力
3%
0.25%
主蒸汽温度
16℃
4℃
再热蒸汽温度
16℃
4℃
再热器压力降
50%
/
抽汽压力
5%
/
抽汽流量
5%
/
排汽压力
2.5%
1.0%
最终给水温度
6℃
/
电功率
/
0.25%
功率因数
/
1.0%
转速
5%
0.25%
7.2根据试验工况（负荷）的要求，调整高压调节阀阀位（顺序阀执行），在试验过程中保持阀位不变。
7.3机组单元制运行，严格按照系统隔离清单隔离系统，试验系统隔离清单见附件3。
热力系统应按照设计热平衡图所规定的热力循环进行，任何与该热力循环无关的其它系统及进、出系统的流量都必须进行隔离，无法隔离的流量要进行测量，系统不明漏量不应超过额定工况主蒸汽流量的0.3%。
7.4向系统补水，调整除氧器水箱水位、热井水位至较高值，保持各加热器水位正常、稳定，停止补水。
试验期间，保持除氧器水箱水位、热井水位稳定变化，避免出现剧烈波动。
7.5不投或少投过热器减温水及再热器减温水，且保持减温水流量在试验持续时间内稳定；
7.6机组稳定运行半小时以上，并确认试验仪表及数据采集系统工作正常后，开始试验记录，每一工况试验持续时间1~2小时。
数据采集装置采集频率为每30秒钟记录一次，人工记录的各参数，读数频率为5分钟。
7.7正式试验前先进行预备性试验，预备性试验在额定主、再热蒸汽参数的条件下进行，试验基准为负荷基准（220MW），其要求与正式试验相同。
同一工况进行重复试验时，必须调节高压主汽调节阀，同时系统恢复补水、排污等，再调整到前一工况相同的条件下进行试验。
特别指出：
在试验进行中，除影响机组安全的因素外，不得对机组设备及热力系统作任何操作，停止向系统外排污、排水、排汽。
8.试验结果计算
8.1试验数据处理
选取数据采集系统记录的每一工况相对稳定的一段连续记录数据（一般为一小时及以上）进行平均值计算和仪表校验值、零位、高差、大气压力等的修正，作为性能计算的依据。
8.2流量计算
凝结水流量、最终给水流量、过热器减温水流量、再热器减温水流量和轴封漏汽流量等，用测量的差压值和介质压力及温度，根据采用的节流元件按流量计算公式来计算。
以主凝结水流量喷嘴为例，按下式计算（见ASMEPTC6-2004及GB/T2624-93）。
式中：
C—喷嘴流出系数（该系数经校验得到）；
ε—流体的膨胀系数；
d—试验状态下的喷嘴喉部直径，m；
Δp—试验测量的喷嘴前后的差压，Pa；
ρf1—实测介质的密度，kg/m3；
β—试验状态下喷嘴喉部直径与管道内径之比。
人工记录的各储水容器水位变化量根据容器尺寸、记录时间和介质压力及温度将其换算成当量流量。
8.3热耗率计算
试验热耗率及高、中缸效率计算，按照ASMEPTC6-2004方法计算。
根据测量的凝结水流量计算得出各高压加热器和除氧器的抽汽量和最终给水流量，再由计算出的过热减温水流量得到主蒸汽流量。
从而计算试验热耗率。
热耗率计算公式为：
式中：
—机组试验热耗率，kJ/（kw.h）；
，
—主蒸汽流量，t/h；主蒸汽焓，kJ/kg；
，
—再热蒸汽流量，t/h；再热蒸汽焓，kJ/kg；
，
—给水流量，t/h；给水焓，kJ/kg；
，
—高压缸排汽流量，t/h；高压缸排汽焓，kJ/kg；
，
—过热减温水流量，t/h；过热减温水焓，kJ/kg；
，
—再热减温水流量，t/h；再热减温水焓，kJ/kg；
—机组实测输出功率，kw。
8.4第一类修正（系统修正）计算
第一类修正（系统修正）计算按照ASMEPTC6A-2000的方法，将试验热力系统修正到设计额定条件。
修正项目包括：
最后一级高加抽汽管道压损；
最后一级高加出口端差；
再热减温水流量；
过热减温水流量；
凝结水过冷度。
8.5第二类修正（参数修正）计算
第二类修正（参数修正）计算采用制造厂提供的修正曲线进行。
参数修正包括：
主蒸汽压力；
主蒸汽温度；
再热蒸汽温度；
再热蒸汽压损；
排汽压力。
9.汽轮机性能试验组织措施
为了保证汽轮机性能考核试验的顺利进行，应专门成立由电厂相关部门人员、试验单位和制造商代表参加的试验领导小组，电厂负责总体指挥、协调，试验单位人员为技术负责。
试验总指挥：
试验副总指挥
试验技术负责人：
崔来建
试验联络人：
汽机负责人：
热工负责人：
电气负责人：
运行负责人：
10.汽轮机性能试验安全措施
10.1参与试验的人员应严格遵守电力部、电力公司制订的《安全规程》及相关规定，工作时注意个人人身安全及设备安全。
10.2在进行试验及试验准备工作时，应注意脚下孔洞、沟道，避免跌落受伤。
10.3非工作需要尽量避免在主汽管道、高压给水管道、抽汽管道、疏水等高温、高压管道的法兰、阀门及压力容器的水位计等处长期停留，避免烫伤。
必须在以上等处工作时，应加快速度，尽快离开。
10.4在进行标准仪表更换和校验工作时，应注意更换及校验的仪表是否带有自动或保护功能，对带有自动或保护功能的仪表除不得已，不要触动，以免保护误动，引起停机事故。
试验测试工作完成后，应对更换的各个仪表逐个恢复，并确认仪表工作正常后，方可离开。
10.5更换压力变送器时，应确认二次门关严后，才能卸开接头，压力变送器量程应与所测压力相符，避免压力变送器损坏。
10.6试验仪器用电源，应由专业电气人员接取，并应有接地线，在测量电压正常后，才能打开仪器电源开关。
仪器电源应在检修电源或照明电源盘接取，不得在运行设备、阀门的专用盘上接取，以免引起事故。
10.7试验人员不得触动运行设备，尽量远离旋转设备，记录时应注意避近免无意触动控制开关或按钮。
试验时如发现设备故障或异常情况，应立即报告运行人员，尽早处理。
10.8试验期间如机组发生异常，运行人员按运行规程进行相应处理，必要时终止试验；试验期间任何引起机组工况变化的操作（如加热器的投、退，水泵的切换，再循环门的开启等）均应及时通知西安热工研究院有关试验负责人员。
11.汽轮机性能试验计划
本次试验工作的初步安排如下：
2010/6/28～2010/6/29：
仪表安装、调试
2009/6/30-2010/7/01：
进行各项试验
时间
试验工况
试验条件
记录数据持续时间
2010/6/29
预备性试验
试验负荷约为220MW
18:
30-20:
00
2010/6/30
100%额定负荷
试验负荷约为220MW
10:
00-12:
00
80%额定负荷
试验负荷约为176MW
14:
00-16:
00
60%额定负荷
试验负荷约为132MW
17:
00-19:
00
若计划有变，则按时间顺延。
12.试验实施细节
12.1预备性试验
试验目的：
检查整个热力系统泄漏量（流量平衡）和测试数据采集系统
试验要求：
●按照系统隔离清单进行热力系统隔离；
●主汽调节阀为顺序阀运行方式；
●试验负荷220MW；
●向系统补水，调整除氧器水箱、凝汽器热井水位至较高值，保证试验期间不向系统补水。
然后将除氧器上水调整门切换为手动，以保证试验期间凝结水流量的稳定，除氧器水箱、凝汽器热井水位因系统的状况稳定变化，避免出现剧烈波动；
●主汽压力、温度、再热蒸汽温度、排汽压力等参数调整到尽量接近设计值，并保持稳定，如下表所要求；
运行参数
允许偏差
允许波动
主蒸汽压力
±3%
±025%
主蒸汽温度
±16K
±4K
排汽压力
±25%
±104%
最终给水温度
±6K
/
电功率
/
±0254%
功率因数
/
±104%
●工况稳定后连续记录各项试验参数1-2个小时。
试验结束，进行下一工况的调整；若当天不再进行试验，则恢复系统。
12.2100%额定负荷试验
试验目的：
测试汽轮机在200MW负荷下的热力性能
试验要求：
●按照系统隔离清单进行热力系统隔离；
●主汽调节阀为顺序阀运行方式；
●试验负荷220MW；
●向系统补水，调整除氧器水箱、凝汽器热井水位至较高值，保证试验期间不向系统补水。
然后将除氧器上水调整门切换为手动，以保证试验期间凝结水流量的稳定，除氧器水箱、凝汽器热井水位因系统的状况稳定变化，避免出现剧烈波动；
●主汽压力、温度、再热蒸汽温度、排汽压力等参数调整到尽量接近设计值，并保持稳定，如下表所要求；
运行参数
允许偏差
允许波动
主蒸汽压力
±3%
±025%
主蒸汽温度
±16K
±4K
排汽压力
±25%
±104%
最终给水温度
±6K
/
电功率
/
±0254%
功率因数
/
±104%
●工况稳定后连续记录各项试验参数1-2个小时。
●试验结束，进行下一工况的调整；若当天不再进行试验，则恢复系统。
12.380%额定负荷试验
试验目的：
测试汽轮机在150MW负荷下的热力性能
试验要求：
●按照系统隔离清单进行热力系统隔离；
●主汽调节阀为顺序阀运行方式；
●试验负荷176MW；
●向系统补水，调整除氧器水箱、凝汽器热井水位至较高值，保证试验期间不向系统补水。
然后将除氧器上水调整门切换为手动，以保证试验期间凝结水流量的稳定，除氧器水箱、凝汽器热井水位因系统的状况稳定变化，避免出现剧烈波动；
●主汽压力、温度、再热蒸汽温度、排汽压力等参数调整到尽量接近设计值，并保持稳定，如下表所要求；
运行参数
允许偏差
允许波动
主蒸汽压力
±3%
±025%
主蒸汽温度
±16K
±4K
排汽压力
±25%
±104%
最终给水温度
±6K
/
电功率
/
±0254%
功率因数
/
±104%
●工况稳定后连续记录各项试验参数1-2个小时。
●试验结束，进行下一工况的调整；若当天不再进行试验，则恢复系统。
12.460%额定负荷试验
试验目的：
测试汽轮机在100MW负荷下的热力性能
试验要求：
●按照系统隔离清单进行热力系统隔离；
●主汽调节阀为顺序阀运行方式；
●试验负荷132MW；
●向系统补水，调整除氧器水箱、凝汽器热井水位至较高值，保证试验期间不向系统补水。
然后将除氧器上水调整门切换为手动，以保证试验期间凝结水流量的稳定，除氧器水箱、凝汽器热井水位因系统的状况稳定变化，避免出现剧烈波动；
●主汽压力、温度、再热蒸汽温度、排汽压力等参数调整到尽量接近设计值，并保持稳定，如下表所要求；
运行参数
允许偏差
允许波动
主蒸汽压力
±3%
±025%
主蒸汽温度
±16K
±4K
排汽压力
±25%
±104%
最终给水温度
±6K
/
电功率
/
±0254%
功率因数
/
±104%
●工况稳定后连续记录各项试验参数1-2个小时。
●试验结束，进行下一工况的调整；若当天不再进行试验，则恢复系统。
2号汽轮机性能评估试验测点清单
一．压力测点
序号
测点名称
备注
压力测点
P1
甲侧自动主汽门前压力
P2
乙侧自动主汽门前压力
P3
甲侧高压缸排汽压力
P4
乙侧高压缸排汽压力
P5
甲侧再热汽门前压力
P6
乙侧再热汽门前压力
P7
甲侧中压缸排汽压力
P8
乙侧中压缸排汽压力
P9
低压缸排汽压力1
P10
低压缸排汽压力2
P11
一段抽汽压力
P12
1号高加进汽压力
P13
2号高加进汽压力
P14
3号高加进汽压力
P15
除氧器进汽压力
P16
最终给水压力
串信号
P17
凝泵出水压力1
P18
凝泵出水压力2
P19
再热减温水压力
串信号
P20
轴封一漏至五抽压力
P21
大气压力
温度测点
T1
甲侧自动主汽门前温度
T2
乙侧自动主汽门前温度
T3
乙侧高压缸排汽逆止门前温度
T4
甲侧高压缸排汽逆止门前温度
T5
甲侧再热汽门前温度1
T6
甲侧再热汽门前温度2
T7
乙侧再热汽门前温度1
T8
乙侧再热汽门前温度2
T9
甲侧中压缸排汽温度
T10
乙侧中压缸排汽温度
T11
1号高加进汽温度
T12
2号高加进汽温度
T13
蒸冷器进汽温度
T14
3号高加进汽温度
T15
除氧器进汽温度
T16
轴封一漏至五抽温度
T17
最终给水温度1
T18
最终给水温度2
T19
蒸冷器出水温度
T20
1号高加出水温度
T21
1号高加疏水温度
T22
2号高加出水温度
T23
2号高加疏水温度
T24
2号高加进水温度
T25
疏水冷却器疏水至除氧器温度（2号高加疏水温度）
T26
3号高加出水温度
T27
3号高加疏水温度
T28
3号高加进水温度
T29
除氧器下水温度A
T30
除氧器水箱温度
T31
5号低加出水温度
T32
热井出水温度
流量测点
F1
最终给水流量差压
串信号
F2
主凝结水流量差压
串信号
F3
甲侧再热器减温水差压
串信号
F4
甲侧再热器事故喷水差压
串信号
F5
乙侧再热器减温水差压
串信号
F6
乙侧再热器事故喷水差压
串信号
F7
甲侧一级过热减温水差压
串信号
F8
乙侧一级过热减温水差压
串信号
F9
甲侧二级过热减温水差压
串信号
F10
乙侧二级过热减温水差压
串信号
F11
轴封一漏至五抽流量
功率测点
W1
发电机有功功率
WT2030
水位测点
L1
除氧器水箱水位
运行数据
L2
凝汽器热井水位
运行数据
附件22号汽轮机热力试验系统隔离清单
序号
阀门名称
类别
备注
主汽再热蒸汽系统
1.
甲侧电动主汽门前疏水电动阀
A
2.
乙侧电动主汽门前疏水手动阀
A
3.
甲侧电动主汽门后疏水电动阀
A
4.
乙侧电动主汽门后疏水电动阀
A
5.
高排逆止门前后疏水电动阀
A
6.
高旁边后疏水电动阀
A
7.
高旁边前疏水手动阀
A
8.
甲侧再热热段疏水手动阀
A
9.
乙侧再热热段疏水手动阀
A
10.
凝结水至高旁减温水手动阀
A
11.
凝结水至低旁减温水
A
12.
低旁后放水手动阀
A
13.
高压中缸疏水至高扩手动阀
A
14.
高缸内部疏水至高扩手动阀
A
15.
高缸后部疏水至高扩手动阀
A
16.
#1号高压调门疏水至高扩手动阀
A
17.
#2高压调门疏水至高扩手动阀
A
18.
#3号高压调门疏水至高扩手动阀
A
19.
#4号高压调门疏水至高扩手动阀
A
20.
#1号高压缸导汽管疏水至高扩手动阀
A
21.
#2号高压缸导汽管疏水至高扩手动阀
A
22.
#3号高压缸导汽管疏水至高扩手动阀
A
23.
#4号高压缸导汽管疏水至高扩手动阀
A
24.
#1高压进汽短管疏水
A
25.
#1高压进汽短管疏水
A
26.
#2高压进汽短管疏水
A
27.
#1号中压导汽管疏水至高扩手动阀
A
28.
#2号中压导汽管疏水至高扩手动阀
A
29.
#3号中压导汽管疏水至高扩手动阀
A
30.
#4号中压导汽管疏水至高扩手动阀
A
31.
中缸疏水手动阀
A
汽机抽汽系统
1.
一抽逆止门前疏水至疏扩手动门
A
2.
一抽逆止门后疏水至疏扩手动门
A
3.
二抽逆止门前疏水至疏扩手动门
A
4.
二抽逆止门后疏水至疏扩手动门
A
5.
三抽逆止门前疏水至疏扩手动门
A
6.
三抽逆止门后疏水至疏扩手动门
A
7.
四抽逆止门前疏水至疏扩手动门
A
8.
四抽逆止门后疏水至疏扩手动门
A
9.
五抽至热网
B
10.
厂用五抽逆止门前疏水手动门
A
11.
厂用五抽电动门后疏水手动门
A
12.
五抽逆止门前疏水手动门
A
13.
五抽逆止门后疏水手动门
A
14.
六抽逆止门前疏水手动门
A
15.
六抽逆止门后疏水手动门
A
16.
七抽逆止门前疏水手动门
A
17.
七抽逆止门后疏水手动门
A
18.
冷再至8ATA蒸汽联箱
B
轴封系统
1.
主蒸汽供轴封手动门
B
2.
轴封二漏疏水手动门
A
3.
除氧器蒸汽至轴封母管电动门、手动门
C
视负荷
而定
4.
轴封回汽至八段抽汽电动门
C
5.
厂用蒸汽母管供轴封电动门
C
6.
轴封高温蒸汽疏水手动门
A
7.
轴封四漏疏水
A
疏水扩容器系统
1.
冷段至8ata电动门前疏水
A
2.
汽封调整门前疏水
A
3.
汽封联箱疏水
A
4.
夹层加热联箱疏水
A
5.
法螺加热联箱疏水
A
6.
法螺回汽联箱疏水
A
7.
门杆漏汽管道疏水
A
8.
水压逆止门回水
A
凝结水系统
1.
凝泵再循环电动门
C
2.
凝结水泵密封用水
C
3.
凝结水至给水泵前置泵机械密封用水
C
升级会员 