[發明專利]汽輪機通流葉片粗糙度造成的功率損失的測量及計算方法

有效

• 申請號: 201110153998.5
• 申請日: 2011-06-09
• 公開（公告）號: CN102331319A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 楊海生;常澍平
• 申請（專利權）人: 河北省電力建設調整試驗所
• 主分類號: G01L3/24
• 分類號: G01L3/24
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 董金國

技術領域

本發明涉及一種汽輪機通流葉片粗糙度造成的功率損失的測量及計算方法。

背景技術

隨著電力機組向大容量高參數發展，電廠中汽輪機通流效率對電廠的經濟性影響越來越大。以某一亞臨界300MW機組為例，如高壓缸、中壓缸、低壓缸通流效率各降低1％，則將分別影響電廠發電煤耗約0.611g/kW.h、0.884g/kW.h、1.427g/kW.h，每年將分別多消耗標煤約1100t、1600t及2600t。目前國內大型汽輪機，尤其是國內制造汽輪機普遍存在著汽缸通流效率偏低的問題，另外對于投運初期汽缸通流效率達到設計值的機組在運行一段時間后通流效率會降低。但是對于汽缸通流效率降低的原因，尤其是通流部分葉片表面粗糙度的變化因素，長期以來無法進行定量的評估和評價，尤其是在機組大修及小修期間。

大多數汽輪機內的損失可以歸為兩種類型，即表面粗糙度損失或泄漏造成的損失。根據相關文獻，表面粗糙度損失約占機組熱耗損失的36％，泄漏損失約占50％。造成葉片表面粗糙度損失的主要因素如下：（1）表面沉積物；（2）由于固體顆粒侵蝕造成的葉片表面粗糙；（3）汽輪機通流區域損壞（焊渣、扳手、厚的沉積物、型線損失等）。

汽輪機運行中，其內部各項通流葉片表面粗糙度狀態的變化，會影響汽輪機通流效率及運行經濟性。但其對汽輪機通流效率影響的定量數據，一般無法獲得。目前電廠常規的檢修方法是對通流葉片進行宏觀檢查，并進行葉片的清理等工作內容，但這些工作的具體效果無法進行定量的評價。

發明內容

????本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠定量評估汽輪機通流效率及運行經濟性的汽輪機通流葉片粗糙度造成的功率損失的測量及計算方法。

本發明解決其技術問題采用如下技術方案：

本發明方法步驟如下：

（1）利用表面粗糙度測量比對裝置測量汽輪機開缸后的各級通流葉片的表面粗糙度k_s；

（2）利用公式（A）計算由于葉片表面粗糙度造成的機組功率損失P：

P?=?C_BL×（C_SL/C_BL）×C_LC×C_LF×P_S??????????????????（A）

上式中，P為機組功率損失，單位kW；C_BL為葉片損失系數；C_SL為級損失系數；C_LC為局部粗糙度修正系數；C_LF為汽輪機通流級的損失系數；P_S為評估級的設計功率，單位kW，所述評估級的設計功率P_S由下述公式（B）計算：

???????????????????????????????????（B）?????

N為汽輪機汽缸內級的數量；w_T為通過汽輪機汽缸的蒸汽流量，單位kg/s；UE為單位流量汽輪機焓降，單位kJ/kg；

（a）由下述公式（C）計算葉片損失系數C_BL

?C_BL?=?C_srd?-?C_sra???????????????????????????????????????（C）_{???????????????????????????????????????????????????????????}

式中，C_sra為實際狀態粗糙度葉片效率修正系數，C_srd為設計狀態粗糙度葉片效率修正系數；實際狀態和設計狀態的粗糙度葉片效率修正系數C_sra、C_srd為k_s/W_b的函數，即：C_sra、C_srd由k_s/W_b確定；其中k_s為葉片表面粗糙度，單位mm；W_b為待評估葉片寬度，單位mm?；

（b）確定（C_SL/C_BL）的取值

（b1）對于50％反動度的反動式汽輪機，動葉及靜葉（C_SL/C_BL）均取0.5；