关于汽轮机热力试验的分析

关于汽轮机热力试验的分析

陈立明

（杭州意能电力技术有限公司浙江杭州310014）

摘要:汽轮机在实际中的运用变的越来越普遍，使用单位对汽轮机的了解与要求也越来越高，而最快了解汽轮机工作原理的方法便是对汽轮机进行热力性能试验研究。接下来，本文通过对汽轮机热力性能试验简单介绍,分析常规试验、考核试验之间的区别与联系,归纳总结热力性能试验中出现的主要问题及其原因。

关键词:汽轮机；热力性能；常规试验；考核试验

前言：在汽轮机的实际运用过程中，为了弄清楚汽轮机本体与辅助系统的相互运行状况，我们便会需要对汽轮机进行热力性能试验，在实验的过程中，我们便会掌握汽轮机各个机组的出力分配、作用效率、热损耗率、缸效率与不明漏率等主要技术的参考参数，为汽轮机的实际运行提供参数参考。并且，通过对汽轮机热力性能试验过程与结论的分析，也为提高汽轮机实际运用的经济作用提供了方法，让汽轮机在日常运行中出现故障的时候有参考依据，更让汽轮机在技术更新方面有了知道基础。

一、汽轮机热力性能试验介绍

目前国内大部分汽轮机使用单位进行的汽轮机热力性能实验大致分为两种。一种是汽轮机热力性能考核试验，另一种是汽轮机常规热力性能试验。

汽轮机热力性能考核试验主要运用在使用单位新机组投入使用、汽轮机机组要进行重大规模技术改革或者是进行其他考核目的的状况下，此试验方法的侧重点在指定数据指标的考核上。试验对仪表仪器的精确度要求高、采用伐点基准，试验测点要求多，对实验隔离系统要求严密性高、不明漏量要极少，系统内部的隔离项目多，对实验所需的参数稳定性要求高，数据修正要经过一类修正和二类修正两种，主要采用低β值喉部取压喷嘴，不采用试验现场流量原件测量。

而汽轮机常规热力吸能试验者大部分运用于汽轮机常规热力吸能测试，重点在提供参考数据。试验对仪表仪器要求精确度比汽轮机热力性能考核试验要求第，采用规定负荷为基准，测点要求少，对汽轮机系统隔离严密性和试验参数的稳定性要求低，试验时一般仅进行二流数据修正，采用尖锐边缘孔板，壁管取压喷嘴、喉部取压喷嘴测量，试验要求采用现场试验流量原件测量。

二、汽轮机热力性能试验分析

1．汽轮机缸效率值低于设计值

在大量的汽轮机热力性能考核试验过程中我们发现，汽轮机中缸压效率与设置标准值比较出现偏低的情况经常发生。在排除汽轮机运行无法处在正常状态情况外，我们分析导致汽轮机高中缸压偏低的原因可分为以下几点

(1)汽轮机隔板与转珠或页顶汽封之间的间隙过大，即汽轮机动态部分与静态部分的间隙过大，导致蒸汽运行短路，造成蒸汽做有效功率减少，引起蒸汽气流混乱，从而导致汽轮机缸效率降低。

(2)汽轮机运行过程中蒸汽泄露。如主气进气口的气体发生漏气进入内外缸的夹层、高压调节部分的蒸汽通过高中压缸汽封进入到中压缸等现象都会造成做有用工的蒸汽减少导致缸效率降低，并且高压调节部分的蒸汽通过高中压缸汽封进入到中压缸还会导致中压缸效率试验值增高，使试验的数据参考性降低。

(3)汽轮机机组通流存在缺陷。因汽轮机的长时间使用，导致高压缸喷嘴的磨损，部分叶片损坏同样的会增加蒸汽的磨损损失，造成蒸汽流混乱，引起汽轮机缸效率降低。

2．汽轮机加热器上下端端差增大

汽轮机的加热器端差分为上端差和下端差。上端差为加热器进汽压力饱和温度与侧出口的差值。下端差也称疏水端差，是加热器疏水温度与侧入口水温的差值。加热器上下端端差值与设计参考值有偏差，一般是大于设计参考值，表明汽轮机加热器的换热效率降低，加热器的热交换不可逆性增加，增加了多余的冷源损失，从而使汽轮机加热器的经济效率降低。而通过对国内主要运用与实际的汽轮机结构的分析我们得出，汽轮机加热器上下端端差增大主要有以下原因：

（1.）汽轮机机体内部存在污垢或其他原因造成换热器水侧管道堵塞，或者换热管汽侧和水侧的污垢沉淀，这两种原因均会造成换热器的实际换热面积减少，引起换热器的上下端端差增加，从而导致此步上一级的加热器工作增加，使蒸汽做功降低。

（2）因汽轮机长时间工作，汽轮机加热器水室隔板被腐蚀、脱焊等，使水流的给水在进水口和出水口间形成短路。而因为给水压力大和机体长时间的运行积累，隔板的短路现象会越来越严重，所以高温出口的温度便会下降，导致汽轮机加热器上下端端差增大。

（3）汽轮机加热器汽侧折流板损坏或缺失造成加热器汽侧局部形成短路，部分减少了加热器汽和水的换热面积，同样会使汽轮机加热器上下端端差增大。

（4）汽轮机在加热器检修和停用的时候在加热器内部特别是汽侧残留空气，而此部分的空气因无法凝结便提高了汽和水之间的换热阻力，导致汽轮机加热器换热出现问题，增加汽轮机加热器上下端端差。

（5）汽轮机加热器运行过程中水位较低，导致疏水冷却段的水封消失，导致汽在蒸汽凝结段和疏水冷却段形成蒸汽的断开，使疏水带汽，疏水温度增高便会引起汽轮机加热器上下端端差增大。

3．汽轮机主要流量测量精确度降低

试验数据表明，汽轮机机组在运行一点时间后，机组的主要流量便会出现与实际标准流量偏差变大的情况，如给水流量、凝水流量。主要是因为汽轮机的节流原件长时间的在恶劣的工作环境下工作，出现磨损或变形，造成节流原件差压值变化，引起流量测量值偏差。

4.汽轮机部分阶段抽汽温度出现异常增高，原因如下：

（1）在汽轮机热力性能试验中，经常会出现部分监控阶段抽汽增高的情况。汽轮机高温蒸汽向夹层发生泄漏的情况通常在第一级一抽温度偏高的时候比较常见，像高压主汽管与汽缸之间间隙太大、汽轮机高压内缸疏水管道破裂或者汽轮机的汽缸中分间隙过大等。

（2）汽轮机抽汽对应阶段之前的通流部分发生窜汽。因为汽轮机是叶片损坏、隔板间隙变大、页顶汽封破坏等因素，引起蒸汽在通流部位形成短路，蒸汽发生没有做功或者做功不充分的情况，这样的蒸汽再进入到抽汽管道便会使抽汽温度升高。当发生这些状况的时候，经常便会伴随这下一级的抽汽温度同样增高。

5.汽轮机轴端和气封漏气增大

因汽轮机机组在检修或者启停的时候造成汽轮机轴端与汽封发生碰撞，而碰撞后便会引起气封之间间隙增大而漏气量随之增大。而高中压过桥汽封因在恶劣环境下长时间运行同样会增加漏气量。因为汽轮机汽封漏气量增大，低压缸为了满足轴端汽封温度要求，便会增加轴封调节器的喷水量，伴随的便是轴封漏汽到凝汽器溢流增大，最终导致冷源流失增大。

结语：

汽轮机热力性能试验的目的便是为了提高汽轮机的实际经济作用，提高能源的转换率，从而能更好的服务于使用单位。而对实验过程与实验数据的解剖与分析，让我们能方便的掌握汽轮机的系统构造，为我们能更好的改善汽轮机的运作性能提供参考，找到下一步优化工作的突破口。

参考文献：

[1]沈士一，庄贺庆，康松，等.汽轮机原理.北京：水利电力出版社，2015

[2]黄嘉驷,安敏善.汽轮机热力性能试验前后的不确定度分析方法研究.热力发电，2004(8)：22-24

[3]阳虹,陈学文,王兴平，等.吴泾600MW汽轮机热力性能试验分析.上海汽轮机，2010(4)：41-46

[4]沈士一，庄贺庆，康松，等．汽轮机原理．北京：中国电力出版社，2012：214-216