DL/T 2156-2020 火力发电机组整体性能试验规程.pdf

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  • DL/T 2156-2020  火力发电机组整体性能试验规程

    DL/T21562020

    4.1.1.1规定机组运行方式试验

    a)汽轮发电机组:在规定的阀点上进行的性能试验(包括最大能力试验)。 b)联合循环机组(有补燃或无补燃):在基本负荷或部分负荷下市政图纸、图集,确定修正后功率和修正后热耗 率的试验。

    4.1.1.2规定修正后功率下的试验

    a)汽轮发电机组:在规定修正后功率下的保证热耗率验收试验,或者是为绘制热耗率曲线而 的部分负荷下的试验。 b)联合循环机组(有补燃):功率设定值应使修正后功率等于设计值,确定修正后热耗率。

    4.1.1.3规定测量功率(未修正)下的试验

    联合循环机组(有补燃):在一定环境温度范围内的功率验收试验,确定未修正功率或修正后 修正后热耗率。

    应做好试验前的测量准备和试验预防措施。应选择合适的测量仪表和准确的测试方法。仪表 应预先确定,由试验各方达成一致,并在测试记录表中详细描述。对于那些容易出现故障或损 表,应提供经校准的备用仪表。

    1.3协议和遵守标准要求

    严格遵守本文件的要求,以获得机组性能结果最小不确定度的目标。

    4.1.4.1试验前协议

    试验前试验各方应就下列内容达成一致: a)试验计划得到试验各方的批准。 6) 各试验方应指定代表作为试验组的成员,确认试验是否按照试验要求进行。如有必要,在试验 期间,指定代表有权批准对试验要求进行各方商定的修改。 c)合同或规范的要求,包括运行条件、基准参考条件、性能保证、试验边界和环境的合规性。 d)满足本文件试验的要求,包括试验燃料供应及用户接受热负荷和电负荷的能力。 e)准备试验前的通知要求,以确保所有试验各方都有足够的时间参与试验。 f)适当的时机检查机组状态,并同意准备试验。 g)基于初步试验情况,对试验计划进行修改。 h)系统隔离和阀门隔离清单。 i)在供应商指示之外的设备操作。 现场条件超出表2中列出的限制时要采取的措施。

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    际读数,而非仪表校准后数据。试验日志应完整记录试验情况。不允许对试验日志或任何观察 据进行删除或破坏。如有更正,则应保持原始记录清楚,并作出解释。对于手工收集的数据, 应在原始数据表格上签名确认。对于自动收集的数据,电子文件的打印输出数据表应由试验负 试验各方代表签名确认。试验各方应事先对用于验证、再现和分发数据的方法达成一致。

    4.1.5.1在试验边界上,测量用于计算和修正试验结果所需的参数。参与计算的所有输入和输出能量都 应以试验边界点为参考来进行测量计算。除非用于确认运行条件或用于计算试验边界外的状态,在边 界内的参数可不必测量。 4.1.5.2试验边界可根据特定试验目标进行定义。对一些特殊的试验,试验边界应由试验各方共同确认。 4.1.5.3机组试验边界示意图如下:

    a)通用试验边界,见图1。 b)典型汽轮发电机组试验边界,见图2。 c)典型联合循环机组试验边界,见图3。

    图2典型汽轮发电机组试验边界

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    4.1.6主要测量参数和变量

    4.1.6.1机组热耗量

    图3典型联合循环机组试验边界

    机组热耗量(单位时间锅炉输入燃料热量)根据在试验边界上测量的燃科流量和热值来计算。通 常,试验边界位于燃料进入机组处,然而,如果有更好的测量点,并且该处的流量和燃料成分与边界 点上的相同,或可以准确地修正到试验边界上,则可将实际测量点定在试验边界点的上游或下游。机 且热耗量的确定方法取决于特定的燃料和机组类型: a)对气态和液态燃料的机组,机组热耗量由测量的燃料流量与平均热值和显热之和的乘积来 确定。 b)对一致的固态燃料(有时也用于气态和液态燃料)的汽轮发电机组,机组热耗量由锅炉输出热 负荷除以由能量平衡方法(也称为热损失法)确定的锅炉燃料效率得到。 注:推荐使用燃料的低位热值进行计算,但高位热值也可使用。在使用能量平衡法时,汽化潜热的处理应与使用 高位热值或低位热值一致。无论使用低位热值还是高位热值进行计算,第6章中的公式均适用。利用公式计 算时宜检查并证实所有热值的基准一致(或者全部采用低位热值,或者全部采用高位热值),且所有的修正曲 线和热平衡图均以此为基准给出。

    4.1.6.2辅助输入热负荷

    负荷可能包括供热蒸汽凝结回水、补水和回收外

    4.1.6.3进口空气参数

    进口空气参数包括进入燃烧和排热系统中的空气压力、温度和湿度等参数。应在空气进入每个燃 烧器和排热系统的代表平面上进行测量。需要测量进口空气参数的主要设备可能有燃气轮机、冷却 塔、空冷凝汽器和锅炉。

    因为硫吸附剂或其他化学添加剂会影响热耗率或功率,应确定它们的质量、成分和数量,并修正

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    设计条件下。对吸附剂注入量的修正仅限于由于试验和设计的燃料或吸附剂特性之间的差异弓 化,或是由于环境条件引起的变化。

    的电功率是指在试验边界上的电功率输出。当试验边界位于升压变压器的高压侧时,可直接 测量得到,或者可通过测量发电机端输出电功率和辅助功率,并根据变压器效率测试修正升 损耗,以及修正测量点和试验边界之间的任何重大线路损耗计算得到。

    4.1.6.6辅助输出

    应确定用于结果计算的辅助非电力输出。

    4.1.6.7冷源参数

    参数测量应根据试验边界和冷源情况来确定: 当试验边界包括排热系统时,对于湿冷系统,冷源测量参数为循环水温度和流量;对于空冷系 统,冷源测量参数为空气参数(即大气压力、干球温度和湿球温度,如适用)。 当试验边界不包括排热系统时,冷源测量参数为汽轮机排汽压力。

    4.1.7测点位置的选择准则

    4.1.8特殊要求的测量

    式验特殊要求的测量应根据具体机组的设计类型和满足特定 试验内容的试验边界来确定。

    4.1.9修正系数的运用

    本文件使用加法修正量和乘法系数来修正电功率和热耗率。通用公式如下:

    Por =(Pmes + )a (Omeas + 0) QHRCor (Pmcas + 4) Ceor QHRcor Peor Ocon =(Omeas +C) β F=B

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    如果使用一些永久安装的机组设备进行主要参数测量,在设计阶段应考虑这个间题。如果将其作为本文件规定 的一类主要参数测量仪表,或者可接受准确度要求较低的二类主要参数测量仪表,那么它们应满足第5章中的 要求。用于试验的所有永久安装的机组测量仪表都应进行相应的校验并有校准证书,并应有标准中规定的试验 后检查或复校的能力。通常,在考虑了这些要求后,就可以决定在原先使用永久安装的机组测量仪表的某些地 方使用替换临时测量仪表。同样,也可以在原先使用临时测量仪表的地方替换使用永久安装的机组测量仪表。 这些都最好在设计阶段就确定下来。 D 用于类主要参数测量的临时性试验仪表的传压管、温度套管、流量测量管段和电气测量接头需满足第5章中 对测量仪表的要求,这些都宜在设计阶段予以考虑。 · 在机组设计和施工阶段,若有管道中的测量管路改变,应有文件记录。任何影响试验不确定度的因素都宜在合 同和规程限定的范围内标明和复查,例如,在系统管道上的移动流量装置测量位置等。 例如,重新敷设的凝结回路。 测量最符合试验热力过程的值。注意记录的值是瞬时值还是平均值,注意试验要求有记录历史数据的能力。 要求有便于仪表检查、校准以及临时仪表安装和拆除的可接近仪表的方法。 仪表的电磁感应最小、振动和冲击最小、测量回路最短,确保仪表回路和数据采集系统的正确接地。 为减少不确定度和防止意外的数据采集故障,考虑用于同一位置上仪表和测量接口的数量。例如,测量关键温 度时,可在同一点使用两个或多个热电偶, 为减少测量误差采用合理的仪表回路管线布置。注意事项在本文件第5章中叙述。如果使用仪用互感器,宜使 用合适的导线尺寸以减少压降,在使用三相瓦特表时宜有中线。 允许对测量值的验证,包括对试验测点故障的预案,宜确定一个独立的测量装置用于试验仪表的应急和备用。 流量测量元件的安装应考虑酸洗和蒸汽吹扫的时间。例如,不宜在酸洗和蒸汽吹扫之前安装已校准的流量测量 元件。 流量测量元件的上下游有一定长度的直管段以减少不确定度。由于上下游直管段长度影响测量的不确定度,因 此长度宜越长越好。 m 为获得精确的测量值要进行水柱修正。流量测量取压口之间的高度差将改变在零流量下测得的差压值。流量测量装 置宜安装在水平管段上。 能对水柱进行检查并确认水柱的高度。 能对冷凝罐进行检查或能将变送器的传压管重新注满凝结水, P 伴热安装确认。为防止冷凝水沸腾,宜根据制造厂的说明进行传压管水柱伴热检查。

    试验前应准备一个详细的试验计划,列出所有试验项目,并给出详细的试验方案。试验计戈 试验时间表、内容名称、试验团队的职责说明、试验方案和结果报告。

    试验计划宜包括详细的试验方案,包括以下内容: a)试验目的。 b)运行方式。 c) 试验验收标准。 d) 基准参考条件。 e) 确定试验边界,明确输入和输出量的测点位置。 f 完成试验前不确定度分析,对每个测量建立系统不确定度和随机不确定度的估计 g)所有仪表的具体类型、位置和校准要求,以及数据测量采集系统的采集频率。 h)燃料、吸附剂、灰分等的采样、收集、处理和分析方法以及取样频率。

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    i)机组运行模式。 j)确定用于燃料、吸附剂和灰分分析的检测实验室。 k)所有对测试结果有重大影响的内部热量和辅助能量消耗进行必要的运行配置或计量。 1)要求的设备清洁程度和检查程序。 m)如果适用,则说明性能劣化的计算方法。 n)阀门状态要求。 0)预备性试验要求。 P)试验前稳定性准则。 Q)要求在这些限制内保持运行条件的稳定性准则和方法。 r)允许的偏离基准参考条件的大小,以及在这些限制内设定和维持运行条件的方法。 s)试验次数和试验持续时间。 t)试验开始和结束要求。 u)数据接受和舍弃准则。 v)燃料条件的允许范围,包括成分和热值。 W)修正曲线拟合公式、表格数据或热力模型。 x)算例或详细程序:试验工况数据整理和计算,并将试验结果修正到基准参考条件下。 y)综合各次试验结果,计算最终试验结果的方法。 z)对数据存储、文档保存和测试报告分发的要求。 aa)测试报告的格式、目录和内容。

    4.3.1.1数据采集系统仪表的准确度至少应与试验前不确定度分析中的仪表准确度相同,所用仪表既可 以是永久安装的机组仪表,也可以是临时性的试验仪表。 4.3.1.2宜根据需要使用多重仪表来测量以减少试验总不确定度。宜至少采集30次读数以最大限度地 减小随机误差对试验不确定度的影响,推荐使用自动数据采集系统以采集足够数量的数据。 4.3.1.3在试验前,应对所有仪表进行校准或检查,应有记录和校准报告。试验后也可要求再次校准或 检查确认。

    4.3.3仪表的位置和标识

    4.3.3.1应选择合适的仪表安装位置,使温度或温度变化等环境条件对仪表的不确定度影响最小。 4.3.3.2应谨慎布置数据采集系统的信号线,以防止信号的电子噪声干扰。 4.3.3.3就地仪表的位置应方便试验记录人员准确地读数。 4.3.3.4所有的仪表应有唯一编码标识。

    应有足够多的试验人员和专家共同完成试验。机组运行人员应熟悉试验要求,并根据要求接

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    4.3.5设备的检查和清洁

    处于清洁和良好功能状态的设备的性能影响进行修正。宜对设备清洁度达成一致,否则宜完成设备 清洁。 4.3.5.2应对设备进行检查,确保设备和子系统按照其设计安装和运行。 4.3.5.3当制造商或供应商参加试验时,宜允许有合理的机会检查设备和纠正缺陷,使设备处于合适的 试验状态。然而,制造商或供应商不得为了试验目标对设备进行调整,以防止在所有负荷和规定的运 行条件下出现不可靠的运行。所采取的任何调整都应形成文件,并立即报告给所有参与试验的各方。

    通过分析预备性试验结果,以确定设备是否处于合适的试验状态。检查仪表和测量方法,检查试 验组织机构和试验方案是否完善,以及培训试验人员。如果预备性试验符合试验标准的所有必要要 求,则可作为正式试验。进行预备性试验的目的如下: a)确定机组设备是否合适进行试验。 b)检查所有仪表、控制系统和数据采集系统的工作状态。 c)检查整个系统,确保试验前估计的不确定度的合理性。 d)确认设备能维持在稳定状态下运行。 e) 确认燃料特性、成分和热值在允许范围内,并有足够的燃料供应量以避免试验中断。 f 确保试验边界上的输入和输出参数满足试验要求。 g)使试验人员熟悉其职责。 h)如果需要,可以微调控制系统。

    4.4.1试验的开始和结束

    4.4.1.1开始试验的准则

    试验开始之前,应满足下列条件: a)运行状况、系统配置和机组运行方式均达到试验要求,包括: 1)设备运行和控制方式: 2)系统设置,如供热抽汽量满足要求; 3)阀门状态和系统隔离; 4)试验燃料成分在允许范围内,热值稳定; 5)机组运行参数偏差满足要求; 6)设备在允许的范围内运行; 7)对重复性试验,完成试验重复性要求的内部调整。 b)机组应在规定的试验负荷下运行足够长时间,稳定性满足4.4.2 c)数据采集系统已启动目工作正常,试验记录人员已就位。

    4.4.1.2结束试验的准则

    a)当4.4.4和4.4.5的条件均已满足, 个工况的试验可以正常结束。 b)试验负责人宜根据4.4.2的规定,确认试验期间的运行方法是否满足要求,否则,可以延

    中止试验。 c)宜检查数据记录以确保试验数据的完整性,且满足试验不确定度的要求

    4.4.2试验期间的运行方法

    4.4.2.1设备投运或停运

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    在试验期间,所有要求正常运行或连续运行的设备都应投入运行,否则应说明原因并进行修正。 在试验边界内停运设备宜经试验各方同意。典型的非连续运行的设备,包括但不限于:燃料处理设 备、燃气轮机压气机进口冷却器或蒸发冷却器、增压机、水处理设备和排污设备等。

    4.4.2.2运行模式

    5)排放大气时的视觉检查,例如,在安全阀、启动排气阀和排污罐排放口等处; 6)对已知不漏的阀门(双方已见证),关闭后试验期间不再操作: 7温度检测。 6)如果阀门泄漏不能消除,则可通过商定的方法来量化泄漏量大小。一些非接触式的方法(女 谱分析等)可用于测量阀门的泄漏量。 c)宜测量热力循环中各种储水罐(如热井、汽包等)的液位,以估算系统不明泄漏量。

    4.4.2.4设备运行

    a)机组正常运行所需投运的设备,应按照相应设备供应商的说明书进行运行操作。在基准参

    考条件下,这些设备应正常投运,以确定辅机功率。设备投运清单应包括所有可能使机组 电功率修正超过0.05%的电力和非电力的内部能源消耗设备,以及说明试验期间设备的实际 投运状态。 b)任何影响试验结果超过0.25%的设备投运状态变化都会使试验工况无效。允许切换到亢余设备 运行,如备用泵。间歇性非电力内部能量消耗和辅机功率均应以公平的方式予以考虑(如按比 例分配),并由此计算整个试验期间设备运行周期的功耗。例如,水处理再生、井泵、物料处 理、吹灰、排污、伴热和空气预热等。

    4.4.2.5运行参数

    4.4.2.6机组电功率

    a)对于在规定的修正后功率或试验功率下进行的试验,在设定机组试验电功率时,宜使修正后 率与设计值之差小于1%。 b)对于在规定机组运行方式下进行的试验,试验电功率不需要设定。但不宜超过制造厂家提供自 任何设备额定值

    4.4.2.7机组供热负荷

    对于热电联产机组,应按规定的要求对外供热。如果在自动控制下供热参数不能稳定和达不到 计值,则可能需要手动控制或排空方式来调整。

    4.4.2.8燃料和辅助燃料

    燃料的特性和辅助燃料(如石灰石)的消耗宜尽可能保持基本稳定。各种类型燃料特性的允许 差见表2。

    虽然在合同中可能会对排放有特定的要求,但是环保排放标准不是本文件的内容。

    4.4.2.10在线清洗

    锅炉传热表面和燃气轮机压气机的在线清洗间

    4.4.3试验前和试验期间的调整

    4.4.3.1在试验前或两次试验工况之间的允许调

    允许对设备和运行参数做调整,但应满足试验稳定性的要求。典型调整,如改变自动给煤机 料分配、纠正故障控制或仪表,或者对当前运行条件下机组性能进行优化调整。

    4.4.3.2在试验期间允许的调整

    期间允许的调整包括纠正故 设备稳定性所需的调整。在测 应避免从自动切换到手动控制,以及避免调整仪表或设备的运行限值和设定值。

    4.4.3.3不允许的调整

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    任何会导致设备运行超出制造 不充许对主要测量参数的稳定性 也不允许对仪表进行重新校准。

    4.4.4试验持续时间、试验次数和读数次数

    4.4.4.1试验持续时间

    表4中给出了典型的试验前状态稳定时间和推荐的最短试验持续时间。试验负责人可根据实际情 况决定是否需要延长试验时间。如锅炉烟气的流速和温度测量,或采用高速热电偶探头来确定氧气和 温度分布时,试验工况宜足够长,以完成两个完整的横截面测量。如果使用燃料成分变化很大的混合 掺烧燃料进行试验,可能需要更长的时间。

    典型的试验前状态稳定时间和推荐的最短试验

    4.4.4.2试验次数

    宜对同一试验目标分几次测试。每次测试都是在稳定运行条件下对机组进行的一组完整观察

    4.4.4.3试验测量结果的评价

    a)当对两次测试结果(X和X2)及其不确定度区间进行比较时,宜考虑图4中的三种情形: 1)情形1:不确定度区间之间不重叠,很明显存在问题。可能是对不确定度区间总体估计不 足,也可能是测量中存在误差,或者是真值不稳定。调查以识别异常读数,判断是否忽略 或过低估算系统不确定度等,这都对消除偏差很有必要。 2)情形2:不确定度区间完全重叠,这种情况下,可以确信所有主要不确定度的分量都进行 了适当的计算。 3)情形3:不确定度区间有部分重叠,这是最难分析的情况。对两个测试结果和两个不确定 度区间都要校核,其真值位于不确定度区间重叠的区域。因此,重叠部分越多,测量值的 有效性和不确定度区间估计值的可信度就越高。 b)如果出现情形1或情形3的情况,宜检查所有测试结果,找出并解释偏差过大的原因。如果不 能确定变化的原因,那么,或者增加不确定度,以便把试验结果包含在内使其有重复性,或者 增加更多的测试工况,以便能直接由试验结果计算出正确的不确定度分量。

    4.4.4.4读数的次数

    应采集足够数量的读数,总不确定度应满足表5的要求。对于采用非积算式仪表测量主要参数,

    DL/T 21562020

    DL/T 2156=2020

    宜至少采集30组读数。对于采用积算式仪表测量次要参数,读数次数没有具体的要求。

    市政工程施工组织设计4.5试验条件的稳定性

    评判试验条件稳定的主要依据是试验数据的平均值,平均值反映了燃料的能量输入与对外供热和 输出电功率的能量输出之间的平衡。影响试验运行条件稳定的主要不可控参数通常是环境参数,因 此,试验过程中环境参数的变化应保持最小。

    图4两次测试结果的不确定度区间比较

    服务质量标准表5最大允许的试验不确定度

    对于以燃气轮机为基础的机组, 上述最大允许的不确定度是基于燃气轮机在制造商定义的条件下运行时; 对于汽轮发电机组,上述最大允许不确定度是基于汽轮发电机组在满负荷或接近满负荷下运行时。 如果机组设计的类型不能明确属于本表中的某个类型,则试验不确定度可能会更高。在任何情况下,试验 前不确定度分析检查尤为重要,以确保按照第5章所述的测量方法可达到的最低不确定度。 修正后功率和热耗率以净值为基础。

    1.5.1.1宜对试验期间采集的数据进行检查,如果有不符合试验稳定性要求的数据,则应将其全部或部

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