CN110469372B - 一种汽轮机热力性能试验不确定度控制方法 - Google Patents

一种汽轮机热力性能试验不确定度控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽轮机热力性能试验不确定度控制方法，包括步骤：a、收集汽轮机热力性能试验主要测量参数使用的仪表数量、精度或校验报告；b、计算各测量参数的仪表测量不确定度Ui及对热耗率试验结果的敏感度系数
Figure DDA0002177761660000011
c、计算汽轮机热力性能试验热耗率整体不确定度Ut1～Uti；d、拟合汽轮机热力性能试验热耗率整体不确定度随时间的变化曲线fn(t)；e、计算fn(t)与预定试验不确定度θ的差值函数εn(t)结果；e、对差值函数εn(t)及试验进行时间T进行判断，验证试验是否可以结束；f、如果不满足结束条件，给出达到预定试验不确定度试验还需要继续进行的试验时长。本发明可有效控制汽轮机热力性能试验试验结果的时间不确定度，可用于指导汽轮机性能试验的进行。

Description

一种汽轮机热力性能试验不确定度控制方法
技术领域
本发明属于发电机组热力性能试验领域，尤其涉及一种汽轮机热力性能试验不确定度控制方法。
背景技术
按照多数发电企业新建机组的汽轮机设备采购合同及技术协议，汽轮机热力性能试验的试验结果不确定度应满足商务合同的约束要求。为了满足该要求，大多数汽轮机性能考核试验均按照ASME PTC6《汽轮机性能试验规程》执行，即采用满足该试验规程要求的仪器、仪表，并按照该试验要求的步骤进行。但由于在具体的试验过程中，除了测量仪器、仪表的影响外，机组主要热力参数的不稳定会直接影响试验结果不确定度中的时间不确定度分量。因此，有必要在试验进行过程中对时间不确定度分量进行有效控制，以使得最终试验结果不确定度满足商务合同的要求。
根据ASME PTC6《汽轮机性能试验规程》，汽轮机热力性能试验执行期间，对机组主要参数与设计值的偏差范围及试验期间参数的波动范围均有严格要求，见表1所示。然而，在试验实际执行过程中，受制于锅炉、其他辅助设备及电网侧的限制，往往某些参数的波动和偏差超出了试验规程的要求，这样就对试验结果产生了额外的附加时间不确定度。
为了控制试验不确定度，ASME PTC6《汽轮机性能试验规程》同样对试验的持续时长进行了规定，要求在试验参数满足表1要求的情况下，单次试验时长不能小于2小时。然而，试验规程并没有提供当某个或者某几个参数的偏差或波动不满足表1要求时的试验时长选择方法。因此，通常单个汽轮机热力性能试验工况持续时长均进行2小时。这就造成了试验结果不确定度中的时间不确定度分量有可能由于某个或多个参数的偏差和波动超限而显著增大。
表1汽轮机试验期间主要参数的稳定性要求
Figure BDA0002177761640000021
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽轮机热力性能试验不确定度控制方法，在汽轮机热力性能试验进行期间，利用该方法可以使试验结果不确定度得到有效控制。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种汽轮机热力性能试验不确定度控制方法，包括以下步骤：
A、收集汽轮机热力性能试验中，主要测量参数所使用的试验仪器、仪表数量、精度等级和校验报告；其中，采用经校验仪表测试的参数包括：主蒸汽压力、主蒸汽温度、高压缸排汽压力、高压缸排汽温度、热再热蒸汽压力、热再热蒸汽温度、最终给水温度、最后一级加热器进水温度、给水泵出水温度、除氧器出水温度、除氧器进水温度、ASME流量喷嘴处凝结水温度、汽轮机排汽压力及发电机功率；需要提供校验报告的测点包括：ASME流量喷嘴；需要提供精度等级的测点包括：再热器减温水流量、热器减温水流量、给水泵汽轮机进汽流量、发电机PT及CT互感器精度，进入步骤B；
B、根据ASME PTC6 Report-1985《汽轮机性能试验测量不确定度评价导则》的计算方法，结合各测量点所使用仪表校验报告、精度数据，计算各测量点的仪表测量不确定度Ui以及各测量参数对汽轮机热耗率试验结果的敏感度系数
Figure BDA0002177761640000033
进入步骤C；
C、汽轮机热力性能试验开始后，从起始时间0开始，每隔δt时间记录一组数据，当记录第i组试验数据时，利用第1～i组数据计算各测量参数的时间不确定度及汽轮机排汽压力的空间不确定度，并根据各测量参数的系统不确定度Ui，计算汽轮机热力性能试验第i个热耗率整体不确定度Uti，得到Ut1～Uti，进入步骤D；
D、当试验进行至已经记录第n组试验数据时，根据计算数据(Uti,i×δt)，i＝1,2,…,n，利用最小二乘法拟合汽轮机热力性能试验热耗率整体不确定度随时间的变化曲线fn(t)，进入步骤E；
E、当试验进行至已经记录第n组试验数据时，计算fn(t)与预定试验不确定度θ的差值函数εn(t)结果，进入步骤F；
F、对差值函数εn(t)及试验进行绝对时间T进行判断，如果T＜2小时，则试验继续进行，进入步骤D；如果T≥2且εn(t)＞0，进入步骤G；如果T≥2且εn(t)≤0，进入步骤H；
G、根据fn(t)与预定试验不确定度θ，计算得到试验进行至第n组数据时，要达到预定不确定度θ仍需进行的试验时间Tn，试验继续进行，返回步骤D；
H、汽轮机热力性能试验热耗率整体不确定度已达到预期要求，试验结束。
本发明进一步的改进在于，步骤D中，汽轮机热力性能试验热耗率整体不确定度随时间的变化曲线fn(t)为指数衰减函数，如公式(1)所示：
Figure BDA0002177761640000031
式中：fn0、An、tn0表示指数衰减函数的三个系数；t表示时间。
本发明进一步的改进在于，步骤E中，差值函数εn(t)，由公式(2)进行计算：
Figure BDA0002177761640000032
式中：fn0、An、tn0表示指数衰减函数的三个系数；t表示时间；θ表示预定的试验不确定度。
本发明进一步的改进在于，步骤G中，当试验进行至第n组数据时，要达到预计不确定度θ仍需进行的试验时间Tn，由公式(3)进行计算：
Figure BDA0002177761640000041
式中：fn0、An、tn0表示指数衰减函数的三个系数；t表示时间；θ表示预定的试验不确定度。
本发明具有如下有益的技术效果：
常规汽轮机热力性能试验方法，无法在试验期间准确控制试验结果的不确定度，试验结束后如果试验结果不确定度偏大，往往会导致试验结果不被试验各方所接受，甚至造成试验作废、需要重新试验。采用本发明提供的方法，能够在试验期间，实时准确了解试验结果的不确定度，并可根据本发明计算结果在试验期间实时获悉为了达到预定试验不确定度目标值仍需要持续的试验时长，避免了试验结束后试验作废的可能。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
图2为本发明所提供的汽轮机热力性能试验热耗率试验结果的时间不确定度控制方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明的一种汽轮机热力性能试验不确定度控制方法作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种汽轮机热力性能试验不确定度控制方法，包括以下步骤：
1、收集汽轮机热力性能试验中，主要测量参数所使用的试验仪器、仪表数量、精度等级和校验报告。需要采用经校验仪表测试的参数包括：主蒸汽压力、主蒸汽温度、高压缸排汽压力、高压缸排汽温度、热再热蒸汽压力、热再热蒸汽温度、最终给水温度、最后一级加热器进水温度、给水泵出水温度、除氧器出水温度、除氧器进水温度、ASME流量喷嘴处凝结水温度、汽轮机排汽压力及发电机功率；需要提供校验报告的特殊测点包括：ASME流量喷嘴；需要提供精度等级的测点包括：再热器减温水流量(可收集测量装置计算说明书)、热器减温水流量(可收集测量装置计算说明书)、给水泵汽轮机进汽流量(可收集测量装置计算说明书)、发电机PT、CT互感器精度。
2、根据ASME PTC6 Report-1985《汽轮机性能试验测量不确定度评价导则》的计算方法，结合各测量点所使用仪表校验报告、精度数据，计算各测量点的仪表测量不确定度Ui及各测量参数对汽轮机热耗率试验结果的敏感度系数
Figure BDA0002177761640000053
3、汽轮机热力性能试验开始后，从起始时间0开始，每隔δt时间记录一组数据，当记录到第i组数据时，利用第1～i组数据计算各测量参数的时间不确定度及汽轮机排汽压力的空间不确定度，并根据各测量参数的系统不确定度Ui，计算汽轮机热力性能试验第i个热耗率整体不确定度Uti，得到Ut1～Uti。
4、当试验进行至已经记录第n组试验数据时，根据计算数据(Uti,i×δt)(i＝1,2,…,n)，利用最小二乘法拟合汽轮机热力性能试验热耗率整体不确定度随时间的变化曲线fn(t)，拟合曲线函数类型为如下时所列的指数衰减函数：
Figure BDA0002177761640000051
5、当试验进行至已经记录第n组试验数据时，计算fn(t)与预定试验不确定度θ的差值函数εn(t)结果：
Figure BDA0002177761640000052
6、对差值函数εn(t)及试验进行绝对时间T进行判断，如果T＜2小时，则返回至步骤4继续进行试验；如果T≥2且εn(t)＞0，进入第7步；如果T≥2且εn(t)≤0，进入步骤8。
7、根据fn(t)与预定试验不确定度θ，利用如下公式，计算得到试验进行至第n组数据时，要达到预计不确定度θ仍需进行的试验时间Tn，见图2所示，返回步骤4继续进行试验：
Figure BDA0002177761640000061
8、汽轮机热力性能试验热耗率整体不确定度已达到预期要求，试验结束。

Claims (4)

1.一种汽轮机热力性能试验不确定度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、收集汽轮机热力性能试验中，主要测量参数所使用的试验仪器、仪表数量、精度等级和校验报告；其中，采用经校验仪表测试的参数包括：主蒸汽压力、主蒸汽温度、高压缸排汽压力、高压缸排汽温度、热再热蒸汽压力、热再热蒸汽温度、最终给水温度、最后一级加热器进水温度、给水泵出水温度、除氧器出水温度、除氧器进水温度、ASME流量喷嘴处凝结水温度、汽轮机排汽压力及发电机功率；需要提供校验报告的测点包括：ASME流量喷嘴；需要提供精度等级的测点包括：再热器减温水流量、热器减温水流量、给水泵汽轮机进汽流量、发电机PT及CT互感器精度，进入步骤B；
B、根据ASME PTC6 Report-1985《汽轮机性能试验测量不确定度评价导则》的计算方法，结合各测量点所使用仪表校验报告、精度数据，计算各测量点的仪表测量不确定度Ui以及各测量参数对汽轮机热耗率试验结果的敏感度系数
Figure FDA0003358027760000011
进入步骤C；
C、汽轮机热力性能试验开始后，从起始时间0开始，每隔δt时间记录一组数据，当记录第i组试验数据时，利用第1～i组数据计算各测量参数的时间不确定度及汽轮机排汽压力的空间不确定度，并根据各测量点的仪表测量不确定度Ui，计算汽轮机热力性能试验第i个热耗率整体不确定度Uti，得到Ut1～Uti，进入步骤D；
D、当试验进行至已经记录第n组试验数据时，根据计算数据(Uti,i×δt)，i＝1,2,…,n，利用最小二乘法拟合汽轮机热力性能试验热耗率整体不确定度随时间的变化曲线fn(t)，进入步骤E；
E、当试验进行至已经记录第n组试验数据时，计算fn(t)与预定试验不确定度θ的差值函数εn(t)结果，进入步骤F；
F、对差值函数εn(t)及试验进行绝对时间T进行判断，如果T＜2小时，则试验继续进行，进入步骤D；如果T≥2且εn(t)＞0，进入步骤G；如果T≥2且εn(t)≤0，进入步骤H；
G、根据fn(t)与预定试验不确定度θ，计算得到试验进行至第n组数据时，要达到预定不确定度θ仍需进行的试验时间Tn，试验继续进行，返回步骤D；
H、汽轮机热力性能试验热耗率整体不确定度已达到预期要求，试验结束。
2.如权利要求1所述的一种汽轮机热力性能试验不确定度控制方法，其特征在于，步骤D中，汽轮机热力性能试验热耗率整体不确定度随时间的变化曲线fn(t)为指数衰减函数，如公式(1)所示：
Figure FDA0003358027760000021
式中：fn0、An、tn0表示指数衰减函数的三个系数；t表示时间。
3.如权利要求1所述的一种汽轮机热力性能试验不确定度控制方法，其特征在于，步骤E中，差值函数εn(t)，由公式(2)进行计算：
Figure FDA0003358027760000022
式中：fn0、An、tn0表示指数衰减函数的三个系数；t表示时间；θ表示预定的试验不确定度。
4.如权利要求1所述的一种汽轮机热力性能试验不确定度控制方法，其特征在于，步骤G中，当试验进行至第n组数据时，要达到预计不确定度θ仍需进行的试验时间Tn，由公式(3)进行计算：
Figure FDA0003358027760000023
式中：fn0、An、tn0表示指数衰减函数的三个系数；θ表示预定的试验不确定度。
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