超超临界机组汽轮机带双列高压加热器热力性能试验的测量计算方法

　　我国新投产的超超临界1 000 MW机组的给水加热系统均采用双列高压加热器(高加)布置型式,即每一号高加由50%容量、并行布置的两台高加组成,每列高加水侧分别设有大旁路。这种布置可以在并列的任何一列高加停用时,使最终给水温度不会下降太多,满足汽轮机热力系统对性能和设备长期正常运行的要求。

　　根据ASME PTC6试验标准,为了减少试验结果的不确定度,采用经过校验的高精度的ASME标准喉部取压长径流量喷嘴,安装在5号低压加热器(低加)出口至除氧器之间的凝结水管路上测量主凝结水流量,通过高加和除氧器热平衡计算得到最终给水流量,而并不推荐直接测量给水流量的方法。因此,不同于单列高加布置的机组,采用双列高加布置的机组性能试验的难点在于最终给水流量的计算,由于不知道双列高加分别流过的给水流量,每列高加的抽汽流量无法计算,这也给试验测点的设计和试验结果计算带来一定困难。

　　德国工业标准DIN1943和国际电工委员会标准IEC60953-2中采用冗余测量流量方法,经过质量流量平衡及其测量不确定度计算,并进行相容性检查来确定双列高加定最终给水流量。但是,该方法需要安装大量的流量孔板,包括测量每列高加上的疏水流量,增大了试验的不确定度。理论计算分析表明,当双列高加运行正常时,采用加热器热平衡方法计算时,即使假设双列高加水侧存在较大流量偏差,对热力性能计算结果的影响也很小,能够满足机组性能考核试验的要求。这一点,为今后同类型机组的性能考核试验的测点布置和热力计算提供了依据。

　　1　最终给水流量的计算

　　在汽轮机性能考核试验的热力计算中,最终给水流量的确定最为关键。对于双列高加机组,由于增加了一个未知变量,即各列高加给水流量与最终给水流量之比值,如果按照ASME PTC6标准方法,则无法通过解联立方程计算得到。

　　增加新的流量测点是解决上述问题的方法之一,但是试验测量的不确定度也随之增大。如果理论上证明两列高加给水流量的比值对计算结果影响很小,并满足试验对不确定度的要求,那么就不需要增加新的流量测点。图1为双列高加布置系统简图,每一号并列的两台高加抽汽均引自同一个抽汽管道,两列高加逐级疏水至除氧器,给水泵密封进出水和给水泵抽头再热减温水均设为零,系统无泄漏。

　　双列高加热平衡方程如下:A列各号高加抽汽流量为:

　　h;mf,mA,mB分别为最终给水流量、A列和B列高加给水流量,t/h;mCND,ms4分别为除氧器进口凝结水流量和除氧器进汽流量,t/h;hs1,hs2,hs3分别为1、2和3号高加抽汽比焓,kJ/kg;hA1,hA2,hA3,hA4分别为A列各号高加进、出口给水比焓,kJ/kg;hB1,hB2,hB3,hB4分别为B列各号高加进、出口给水比焓,kJ/kg;hAd1,hAd2,hAd3分别为A列各号高加疏水比焓,kJ/kg;hBd1,hBd2,hBd3分别为B列各号高加疏水比焓,kJ/kg;hs4,hCND,hDA分别为除氧器抽汽、除氧器、出口水比焓,kJ/kg。