[发明专利]一种高中压缸合缸汽轮机缸间汽封漏汽量的测试方法及装置

摘要

本发明专利公开了一种高中压缸合缸汽轮机缸间汽封漏汽量的测试方法及其装置，其中方法包含如下步骤步骤一、测定高中压缸合缸汽轮机试验工况下的蒸汽参数；步骤二、计算两种试验工况（即降汽轮机进口主蒸汽温度试验及降中压缸进口蒸汽温度试验）下的中压缸通流效率曲线；步骤三、计算汽封漏汽量与中压缸进口蒸汽流量之比LR及实际漏汽量FL；本发明的有益效果在于测试方法及装置所采集的数据容易测量，结构简单，且可将现场采集的数据经无线网络远程传输给计算机，便于实施。

主权项

一种高中压缸合缸汽轮机缸间汽封漏汽量的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、测定高中压缸合缸汽轮机试验工况下的蒸汽参数：(1)降汽轮机进口主蒸汽温度试验，机组在100％负荷基本运行方式下，解除机组一次调频及AGC功能，降低汽轮机进口主蒸汽温度至低于额定值20℃，中压缸进口蒸汽温度保持额定值，并保持机组汽轮机进汽阀位一定，机组运行稳定后采集机组在这一稳定状态下的汽轮机调节级后蒸汽参数p1和t1、中压缸主汽门前蒸汽参数p2和t2、中低压缸之间联通管上蒸汽参数p3和t3、中压缸通流级前蒸汽参数p4；符号p表示压力，单位MPa；t表示温度，单位℃；下标数字代表不同测量位置；(2)降中压缸进口蒸汽温度试验，机组在100％负荷基本运行方式下，解除机组一次调频及AGC功能，降低中压缸进口蒸汽温度至低于额定值20℃，汽轮机进口主蒸汽温度保持额定值，并保持机组汽轮机进汽阀位一定，机组运行稳定后采集机组在这一稳定状态下的汽轮机调节级后蒸汽参数p′1和t′1、中压缸主汽门前蒸汽参数p′2和t′2、中低压缸之间联通管上蒸汽参数p′3和t′3、中压缸通流级前蒸汽参数p′4；符号p表示压力，单位MPa；t表示温度，单位℃；下标数字代表不同测量位置；上标“＇”表示降中压缸进口蒸汽温度试验测量的参数；步骤二、计算降汽轮机进口主蒸汽温度及降中压缸进口蒸汽温度两种试验工况下的中压缸通流效率曲线：(1)计算降汽轮机进口主蒸汽温度试验的中压缸通流效率曲线：a)将步骤一采集的数据带入公式(1)～(8)计算出以下状态点热力参数：调节级后蒸汽焓值为h1＝f1(p1、t1)   公式(1)调节级后蒸汽熵值为s1＝f2(p1、t1)   公式(2)中压缸主汽门前蒸汽焓值为h2＝f1(p2、t2)   公式(3)中压缸主汽门前蒸汽熵值为s2＝f2(p2、t2)   公式(4)中低压缸之间联通管上蒸汽焓值为h3＝f1(p3、t3)   公式(5)中低压缸之间联通管上蒸汽熵值为s3＝f2(p3、t3)   公式(6)中压缸通流级前蒸汽焓值为h4＝(h2+LR×h1)/(1+LR)   公式(7)中压缸通流级前蒸汽熵值为s4＝f4(p4、h4)   公式(8)公式(1)～(8)中，函数f1为国际水和水蒸汽特性协会根据压力及温度求焓值的蒸汽焓值计算公式；函数f2为国际水和水蒸汽特性协会根据压力及温度求熵值的蒸汽熵值计算公式；函数f4为国际水和水蒸汽特性协会根据压力及焓值求熵值的蒸汽熵值计算公式；其中，h为蒸汽焓值，单位kJ/kg；s为蒸汽熵值，单位kJ/kg.K；LR为汽封漏汽量与中压缸进口蒸汽流量之比；b)按照公式(9)计算出LR＝0时的中压缸通流效率ηL0；在公式(9)中，各符号下标中最后一位数字“0”仅代表LR＝0时的计算值，各参数计算时仍可根据上述热力参数计算公式(1)至公式(8)计算；h40表示LR＝0时中压缸通流级前蒸汽焓值，单位kJ/kg；h40可由公式(7),代入LR＝0后求得，即h40＝h4；h30表示LR＝0时中低压缸之间联通管上蒸汽焓值，单位kJ/kg，h30＝h3；hs0表示LR＝0时中压缸通流等熵排汽蒸汽焓值，单位kJ/kg；hs0采用公式(10)计算：hs0＝f3(p3、s40)   公式(10)在公式(10)中，s40表示LR＝0时中压缸通流级前蒸汽熵值，单位kJ/kg；s40可据公式(8)求得，即s40＝f4(p4、h40)；函数f3为国际水和水蒸汽特性协会的蒸汽焓值计算公式，可根据蒸汽压力及熵值计算出蒸汽焓值；c).按照公式(11)计算出LR＝10％时的中压缸通流效率ηL10；在公式(11)中，各符号下标中最后两位数字“10”仅代表LR＝10％时的计算值，各参数计算时仍可根据上述热力参数计算公式(1)至公式(8)计算；h410表示LR＝10％时中压缸通流级前蒸汽焓值，单位kJ/kg；h410可由公式(7),代入LR＝10％后求得，即h410＝(h2+0.1×h1)/1.1；h310表示LR＝10％时中低压缸之间联通管上蒸汽焓值，单位kJ/kg；h310＝h3；hs10表示LR＝10％时中压缸通流等熵排汽蒸汽焓值，单位kJ/kg；hs10采用下式计算：hs10＝f3(p3、s410)   公式(12)在公式(12)中，s410表示LR＝10％时中压缸通流级前蒸汽熵值，单位kJ/kg；s410可据公式(8)求得，即s410＝f4(p4、h410)；函数f3为国际水和水蒸汽特性协会的蒸汽焓值计算公式，可根据蒸汽压力及熵值计算出蒸汽焓值；d).将步骤二(1)b)和步骤二(1)步骤c)得到的结果带入公式(13)中计算降汽轮机进口主蒸汽温度试验的中压缸通流效率η0曲线函数：中压缸通流效率η0随汽封漏汽比值LR呈线性变化，其线性函数为：在公式(13)中，LR为汽封漏汽量与中压缸进口蒸汽流量之比；(2)计算降中压缸进口蒸汽温度试验的中压缸通流效率曲线：a)将步骤一采集的数据带入公式(1‑1)～(8‑1)计算出以下状态点热力参数：调节级后蒸汽焓值为h1′＝f1(p′1、t′1)   公式(1‑1)调节级后蒸汽熵值为s1′＝f2(p′1、t′1)   公式(2‑1)中压缸主汽门前蒸汽焓值为h′2＝f1(p′2、t′2)   公式(3‑1)中压缸主汽门前蒸汽熵值为s′2＝f2(p′2、t′2)   公式(4‑1)中低压缸之间联通管上蒸汽焓值为h′3＝f1(p′3、t′3)   公式(5‑1)中低压缸之间联通管上蒸汽熵值为s′3＝f2(p′3、t′3)   公式(6‑1)中压缸通流级前蒸汽焓值为h′4＝(h′2+LR×h1′)/(1+LR)   公式(7‑1)中压缸通流级前蒸汽熵值为s′4＝f4(p′4、t′4)   公式(8‑1)公式(1‑1)～(8‑1)中，函数f1为国际水和水蒸汽特性协会根据压力及温度求焓值的蒸汽焓值计算公式；函数f2为国际水和水蒸汽特性协会根据压力及温度求熵值的蒸汽熵值计算公式；函数f4为国际水和水蒸汽特性协会根据压力及焓值求熵值的蒸汽熵值计算公式；其中，h为蒸汽焓值，单位kJ/kg；s为蒸汽熵值，单位kJ/kg.K；LR为汽封漏汽量与中压缸进口蒸汽流量之比；b)按照公式(9‑1)计算出LR＝0时的中压缸通流效率η′L0；在公式(9‑1)中，各符号下标中最后一位数字“0”仅代表LR＝0时的计算值，各参数计算时仍可根据上述热力参数计算公式(1‑1)至公式(8‑1)计算；h′40表示LR＝0时中压缸通流级前蒸汽焓值，单位kJ/kg；h′40可由公式(7‑1),代入LR＝0后求得，即h′40＝h′4；h′30表示LR＝0时中低压缸之间联通管上蒸汽焓值，单位kJ/kg，h′30＝h′3；h′s0表示LR＝0时中压缸通流等熵排汽蒸汽焓值，单位kJ/kg；h′s0采用公式(10‑1)计算：h′s0＝f3(p3′、s′40)   公式(10‑1)在公式(10‑1)中，s′40表示LR＝0时中压缸通流级前蒸汽熵值，单位kJ/kg；s′40可据公式(8‑1)求得，即s′40＝f4′(p′4、h′40)；函数f3为国际水和水蒸汽特性协会的蒸汽焓值计算公式，可根据蒸汽压力及熵值计算出蒸汽焓值；c).按照公式(11‑1)计算出LR＝10％时的中压缸通流效率η′L10；在公式(11‑1)中，各符号下标中最后两位数字“10”仅代表LR＝10％时的计算值，各参数计算时仍可根据上述热力参数计算公式(1‑1)至公式(8‑1)计算；h′410表示LR＝10％时中压缸通流级前蒸汽焓值，单位kJ/kg；h′410可由公式(7‑1),代入LR＝10％后求得，即h′410＝(h′2+0.1×h′1)/1.1；h′310表示LR＝10％时中低压缸之间联通管上蒸汽焓值，单位kJ/kg；h′310＝h′3；h′s10表示LR＝10％时中压缸通流等熵排汽蒸汽焓值，单位kJ/kg；h′s10采用下式计算：h′s10＝f3(p′3、s′410)   公式(12‑1)在公式(12‑1)中，s′410表示LR＝10％时中压缸通流级前蒸汽熵值，单位kJ/kg；s′410可据公式(8‑1)求得，即s′410＝f4(p′4、h′410)；函数f3为国际水和水蒸汽特性协会的蒸汽焓值计算公式，可根据蒸汽压力及熵值计算出蒸汽焓值；d).将步骤二(2)b)和步骤二(2)步骤c)得到的结果带入公式(14)中计算降汽轮机进口主蒸汽温度试验的中压缸通流效率η0′曲线函数：中压缸通流效率η0′随汽封漏汽比值LR呈线性变化，其线性函数为：在公式(14)中，LR为汽封漏汽量与中压缸进口蒸汽流量之比；步骤三、计算汽封漏汽量与中压缸进口蒸汽流量之比LR及实际漏汽量：令η0′＝η0   公式(15)将公式(13)及公式(14)代入公式(15)，并变换后，可以得到LR如下：实际漏汽量用公式(17)进行计算：FL＝LR×FD2   公式(17)在公式(17)中，FL为高中压缸间汽封实际漏汽量，单位t/h；FD2为设计状态下中压缸进口蒸汽流量，单位t/h，由厂家设计资料查得。