CN102680223A - 汽轮机中间分隔轴封漏汽率的测算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种汽轮机中间分隔轴封漏汽率的测算方法，该方法包括如下步骤：步骤1：利用测量仪表得到两组蒸汽测量参数：第一组为改变过热和再热汽温前工况下的过热、再热、调节级后、中低压缸连通管中的蒸汽压力和温度；第二组为改变过热和再热汽温后工况下的过热、再热、调节级后、中低压缸连通管中的蒸汽压力和温度；步骤2：然后根据现场实际运行情况，当改变过再热汽温前和改变过再热汽温后，各级组压比不变、级效率与缸效率不变。本发明避免了传统变汽温法拟合曲线时带来的误差，提高了结果的精确性，便于现场实际应用。
Description
技术领域
本发明涉及汽轮机热力系统分析测算领域。
背景技术
火力发电是我国乃至全世界的发电主力军。火力发电不仅对人类的日常生活有较大影响，同时，火电厂燃烧化石燃料后产生二氧化碳等气体，对环境有较大的不良影响。因此，分析汽轮机热力系统各参数间的关系，提高系统的整体效率是很有必要的。
现代大型汽轮机组通常采用高中压合缸和通流部分反向布置结构，在这种结构下，调节级喷嘴或动叶后会有蒸汽通过高中压缸中间分隔轴封漏入中压缸，降低了中压缸进汽部分及转子表面的温度，此股汽流即为中间轴封漏汽，在反动式汽轮机中又被称为高中压缸平衡盘漏汽。这虽然对保证机组安全和延长设备寿命有较为积极的意义，但是这股漏汽没有经过高压缸与再热器而直接进入中压缸，会影响中压缸的测试效率及机组热耗率计算值的精确度。目前，国内外学者对许多类型汽封内工质的三维流动及传热特性进行了研究，并建立了数学模型，但对中间分隔轴封的研究相对较少。
中间分隔轴封位于高中压转子中部,此处转子的挠度最大,一般机组在经过多次起停后,其汽封片会有较大的磨损,因此在实际运行中漏汽量一般高于设计值，甚至能达到设计值的数倍。诸如通用（GE）、西屋等公司的汽轮机在运行中都出现了中间分隔轴封漏汽量增大的情况，文献讨论了这股漏汽增大的原因、症状及识别方法。当这股漏汽量增大时，机组做功发生变化，循环效率降低，机组热耗率、中压缸的测量效率偏差增大，计算得到的机组经济性数据可信度变低，因此对这股漏汽进行研究，得到较为精确的漏汽率是很有必要的。
发明内容
技术问题：为了解决现有技术存在的中间分隔轴封漏汽率结果精度不够的缺点，本发明提供了一种汽轮机中间分隔轴封漏汽率的测算方法。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供了一种汽轮机中间分隔轴封漏汽率的测算方法， 该方法包括如下步骤：
步骤1：利用测量仪表得到两组蒸汽测量参数：
第一组为改变过热和再热汽温前工况下的过热、再热、调节级后、中低压缸连通管中的蒸汽压力和温度；
第二组为改变过热和再热汽温后工况下的过热、再热、调节级后、中低压缸连通管中的蒸汽压力和温度；
步骤2：然后根据现场实际运行情况，当改变过再热汽温前和改变过再热汽温后，各级组压比不变、级效率与缸效率不变；得到中间分隔轴封漏汽的数值模型 ，式中：
x为中间分隔轴封漏汽率，表示漏汽量占中压缸进汽量的百分数；
h R、h c、h reg、Δh t分别为改变过再热汽温前工况下的再热蒸汽焓、调节级后蒸汽焓、中压缸排汽焓、再热蒸汽与中间分隔轴封漏汽混合后的蒸汽在中压缸内的理想焓降；
h ’ R、h ’ c、h ’ reg、Δh ’ t分别为改变过再热汽温后工况下的再热蒸汽焓、调节级后蒸汽焓、中压缸排汽焓、再热蒸汽与中间分隔轴封漏汽混合后的蒸汽在中压缸内的理想焓降；
将步骤1测量得到的两组蒸汽参数带入所述中间分隔轴封漏汽的数值模型，得到中间分隔轴封的漏汽率。
有益效果：
1. 之前对于中间分隔轴封漏汽率的常用测量计算方法是变汽温法。此方法需要作图，通过曲线的交点得到漏汽率，此时，由于曲线是通过数据点拟合而成的，拟合公式的不同所得到的交点也有可能不同，进而影响了结果的精确性。而本发明则采用数值测算法，通过迭代计算得到漏汽率，避免了变汽温法中可能出现的误差，保证了结果的精确性。
2. 汽轮机组投入运行后会发生老化现象，效率下降。利用本发明模型得到准确的中间轴封漏汽率，可以得到机组运行后汽轮机通流部分与轴封部分的变化情况，为电厂运行决策系统和检修诊断系统提供了理论依据。
附图说明
图1是实例中中间分隔轴封漏汽率试验测点分布示意图。
X－温度测点，O－压力测点，1－主蒸汽，2－再热蒸汽，3－高中压缸平衡盘漏汽，4－高压缸排气管，5－中低压连通管，6－四号抽汽。
具体实施方式
以下通过实例进一步说明本发明。
本发明提供的汽轮机中间分隔轴封漏汽率的测算方法，包括如下步骤：
步骤1：利用测量仪表得到两组蒸汽测量参数：
第一组为改变过热和再热汽温前工况下的过热、再热、调节级后、中低压缸连通管中的蒸汽压力和温度；
第二组为改变过热和再热汽温后工况下的过热、再热、调节级后、中低压缸连通管中的蒸汽压力和温度；
步骤2：然后根据现场实际运行情况，当改变过再热汽温前和改变过再热汽温后，各级组压比不变、级效率与缸效率不变；得到中间分隔轴封漏汽的数值模型
，式中：
x为中间分隔轴封漏汽率，表示漏汽量占中压缸进汽量的百分数；
h R、h c、h reg、Δh t分别为改变过再热汽温前工况下的再热蒸汽焓、调节级后蒸汽焓、中压缸排汽焓、再热蒸汽与中间分隔轴封漏汽混合后的蒸汽在中压缸内的理想焓降；
h ’ R、h ’ c、h ’ reg、Δh ’ t分别为改变过再热汽温后工况下的再热蒸汽焓、调节级后蒸汽焓、中压缸排汽焓、再热蒸汽与中间分隔轴封漏汽混合后的蒸汽在中压缸内的理想焓降；
将步骤1测量得到的两组蒸汽参数带入所述中间分隔轴封漏汽的数值模型，得到中间分隔轴封的漏汽率。
参见图1，实例：计算中间分隔轴封漏汽率
附图是中间分隔轴封漏汽率试验测点分布示意图。
步骤1：利用测量仪表分别在改变过再热汽温前、改变过再热汽温后的工况下，测量得到以下两组蒸汽参数：
数据1，主汽压力23.564MPa，主汽温度558.351℃，热再压力3.682MPa，热再温度531.085℃，中压缸排汽压力0.895MPa，中压缸排汽温度328.714℃，调节级后压力16.574MPa，调节级后温度508.71℃；
数据2，主汽压力22.922MPa，主汽温度529.790℃，热再压力3.745MPa，热再温度564.097℃，中压缸排汽压力0.915MPa，中压缸排汽温度355.107℃，调节级后压力16.166MPa，调节级后温度478.301℃。
步骤2：根据中压缸效率不变的假设，将两个工况下的中压缸效率表达式联立求解，得到漏汽率的数值计算式：
，式中：
x为中间分隔轴封漏汽率，表示漏汽量占中压缸进汽量的百分数；
h R、h c、h reg、Δh t分别为改变过再热汽温前工况下的再热蒸汽焓、调节级后蒸汽焓、中压缸排汽焓、再热蒸汽与中间分隔轴封漏汽混合后的蒸汽在中压缸内的理想焓降；
h ’ R、h ’ c、h ’ reg、Δh ’ t分别为改变过再热汽温后工况下的再热蒸汽焓、调节级后蒸汽焓、中压缸排汽焓、再热蒸汽与中间分隔轴封漏汽混合后的蒸汽在中压缸内的理想焓降。
将步骤1测量得到的两组蒸汽参数带入所述中间分隔轴封漏汽的数值模型，进行迭代求解。第一次迭代计算时，Δh t和Δh′ t取再热蒸汽的理想焓降，此后每次迭代计算取再热蒸汽与中间分隔轴封漏汽混合后的蒸汽的理想焓降。经过多次迭代，x的变化小于10-7，认为已经收敛，迭代结束，计算结果为x=1.655%。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (1)
1. 一种汽轮机中间分隔轴封漏汽率的测算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤1：利用测量仪表得到两组蒸汽测量参数：
第一组为改变过热和再热汽温前工况下的过热、再热、调节级后、中低压缸连通管中的蒸汽压力和温度；
第二组为改变过热和再热汽温后工况下的过热、再热、调节级后、中低压缸连通管中的蒸汽压力和温度；
步骤2：然后根据现场实际运行情况，当改变过再热汽温前和改变过再热汽温后，各级组压比不变、级效率与缸效率不变；得到中间分隔轴封漏汽的数值模型 
，式中：
x为中间分隔轴封漏汽率，表示漏汽量占中压缸进汽量的百分数；
h R、h c、h reg、Δh t分别为改变过再热汽温前工况下的再热蒸汽焓、调节级后蒸汽焓、中压缸排汽焓、再热蒸汽与中间分隔轴封漏汽混合后的蒸汽在中压缸内的理想焓降；
h ’ R、h ’ c、h ’ reg、Δh ’ t分别为改变过再热汽温后工况下的再热蒸汽焓、调节级后蒸汽焓、中压缸排汽焓、再热蒸汽与中间分隔轴封漏汽混合后的蒸汽在中压缸内的理想焓降；
将步骤1测量得到的两组蒸汽参数带入所述中间分隔轴封漏汽的数值模型，得到中间分隔轴封的漏汽率。
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| CN202024886U (zh) * | 2011-01-21 | 2011-11-02 | 安徽泰坦联成能源技术有限公司 | 一种汽轮机低压缸效率测量装置 |
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