機組性能試驗程序

包括準備工作、試驗過程、數(shù)據(jù)整理、結果計算和不確定度分析等幾個步驟。

一、準備工作

主要要有：商定試驗采用的標準方法；根據(jù)試驗項目在有關設備和熱力系統(tǒng)的合適部位安排測點并裝上精度合格的測試儀表；將被試驗的設備和熱力系統(tǒng)與其他系統(tǒng)隔離；準備試驗記錄表格、計算方法和計算程序等。

二、試驗過程

為保證試驗結果準確可靠，試驗過程的操作和測試有如下要求：①每次試驗的全過程中，力求使機組運行參數(shù)接近設計值，并保持穩(wěn)定；②每次試驗開始記錄之前機組已在試驗負荷工況下穩(wěn)定運行足夠長時間；③試驗時按規(guī)定的讀數(shù)周期進行記錄，試驗記錄時間為1～2 h。

此外，通常在難式試驗之前，應進行預備性試驗，以確定是否具備進行正式試驗的條件、及使試驗人員完全熟悉各種情況和條件。在正式試驗結束焉，根據(jù)需要確定疑否需要復校試驗儀表。

三、試驗數(shù)據(jù)整理和計算

試驗結束后，首先對觀觀測值進行真實性分析和取舍，然后計算讀數(shù)的算術平均值。再根據(jù)儀表校驗結果和環(huán)境條件進行修正。對于偏離設計工況的參數(shù)，要采用漸近計算法或給定的修正曲線進行修正。然后，根據(jù)整理后的試驗數(shù)據(jù)，進行包括汽水平衡在內的合理性分析，最后計算出試驗結果。

四、不確定度分析

這是對試驗結果精確度的估計。計算試驗結果的不確定度按下述步驟進行：①求出每一個單個參數(shù)測量的不確定度。一般單個參數(shù)測量的不確定度由儀表不確定度、測量參數(shù)隨時間變化引起的采樣不確定度及有限個測點產生的空間不確定度組成；②通過函數(shù)關系和誤差傳遞規(guī)律求出功率、流量、焓等間接測量值的不確定度；③求出測量值不確定度對試驗結果不確定度的影響系數(shù)；④計算修派和試驗結果的總不確定度。

綜合性能試驗按目的可分為常規(guī)性能試驗、性能考核試驗和性能鑒定試驗三大類。

一、常規(guī)性能試驗

尋求機組實際性能，為安全、經濟、低污染運行提供必要依據(jù)。試驗項目的多少取決于實際需要。一般在機組大修前后或有局部設備改造后或燃料性能有較大變化時進行。這種試驗的精度要求不高，可由電廠或試驗研究單位負責進行。

二、性能考核試驗

在新機組投運后的一定期限內，由電廠邀請權威的試驗研究單位負責進行。試驗按照商務合同所規(guī)定的性能試驗標準進行，主要考核賣方在商務合同中所規(guī)定的各項機組性能指標的保證值是否達到。這些保證值中又可分為罰款考核項目和非罰款的驗收項目，一般屬予前者的有機組熱效率、熱耗率和最大連續(xù)出力等。試驗時供貨方必須參加?？己嗽囼炓蟾摺⒇熑沃?，試驗結果具有仲裁效力，因此必須由國家認可的試驗單位和熟悉有關試驗標準的有資格的人員進行，并應得到負責雙方的同意。

三、性能鑒定試驗

新型機組投產后，按照現(xiàn)行的國家標準進行全面的運行性能試驗，為該型機組的設計與運行性能作出鑒定，作為該型機組定型生產或進一步改進的依據(jù)。

性能鑒定試驗與性能考核試驗相似，試驗范圍廣且要求高。這類試驗一般分為國家級、部級和地區(qū)級三檔，由相應的試驗研究單使和人員負責進行。對國家級或部級鑒定試驗，必須由國內認可的試驗單位和熟悉有關國家標準的有資格的技術人員進行，同時邀請制造商參加。

機組性能可歸結為設計性能和實際運行性能。機組性能試驗的目的是求得機組實際運行性能，主要是運行條件下對應于各負荷點的熱效率，作為校核設計性能，以及設備驗收、定型、改進和指導運行、進行經濟調度之用。機組性能試驗包括鍋爐機組性能試驗和汽輪發(fā)電機組性能試驗。按照試驗項目的內容和數(shù)謦，可把性能試驗分為單項性能試驗和綜合性能試驗。單項性能試驗一般是為了求得某項性能數(shù)據(jù)，進行單項性能評定，或為了解決某項性能的特殊問題而進行的，例如，為尋求過熱器超溫的原因麗進行的過熱器特性試驗，為消除汽輪發(fā)電機組過大振動而進行的軸承振動試驗。但通常的機組性能試驗都是指綜合性能試驗。

鍋爐機組的試驗項目主要有：

①鍋爐效率，一般在100%、75%、50%的額定負荷下燃用規(guī)定燃料時的效率；

②鍋爐蒸發(fā)量與蒸汽參數(shù)的關系，即在50%~100%的額定負荷范圍內的蒸汽參數(shù)特性；

③鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量，即鍋爐在額定的蒸汽參數(shù)、給水溫度和使用設計燃料條件下，能安全連續(xù)運行的最 大蒸發(fā)量；

④鍋爐最低穩(wěn)燃負荷，即鍋爐能夠長期穩(wěn)定燃燒所能維持的最低蒸發(fā)量；對于燃煤鍋爐，為不必用氣體燃料助燃的最低穩(wěn)定燃燒蒸發(fā)量；

⑤汽水品質，是在額定工況下或不同負荷、不同鍋筒水位及壓力等工況下的汽水品質特性；

⑥汽水系統(tǒng)阻力和醫(yī)差；

⑦空氣預熱器漏風；

⑧煙風道靜壓差；

⑨過熱器、再熱器溫度特性（在考核試驗中只考察其在保證的負荷范圍內能否以預定的調溫方式達到正常的蒸汽溫度，在鑒定試驗時則必須詳細測定過熱汽溫、再熱汽溫隨負荷的變化特性，調溫特性，管壁溫度和熱偏差等）；

⑩水循環(huán)特性（一般只在鑒定試驗中進行）；

?鍋爐排煙中的

?煤粉制備系統(tǒng)主要特性參數(shù)，包括磨煤機出力、磨煤耗電量、磨煤機通風薰和煤粉細度。

汽輪發(fā)電機組的試驗項目主要有：

①汽輪機組的熱效率和熱耗率，除在額定負荷點外，還要選擇幾個負荷點進行試驗，求出機組的熱效率或熱耗率曲線；

②最大連續(xù)出力（MCR），是機組在額定蒸汽參數(shù)和背壓下，在通過夏季滿發(fā)時的蒸汽流量下的輸出功率；

③汽門全開時的出力（VWO），是在額定蒸汽參數(shù)和背壓下，調節(jié)汽門全開時的輸出功率；

④汽缸內效率；

⑤回熱系統(tǒng)性能；

⑥除氧器性能；

⑦調節(jié)系統(tǒng)性能；

⑧機組軸（承）振動；

⑨給水泵性能；

⑩凝汽器性能；

?最有利真空試驗等。 2100433B

對核蒸汽供應系統(tǒng)和汽輪發(fā)電機組等核電廠主設備的性能以及對核電廠滿功率運行時的關鍵運行指標進行考核，以檢驗核電廠建成后是否達到合同規(guī)定的性能保證值的試驗工作。當核電廠完成全部單系統(tǒng)試驗、預運行試驗、裝料、臨界和各臺階的功率試驗之后，若條件允許應及時進行核電廠的性能試驗。核電廠性能試驗要求機組在滿功率附近進行，而滿功率示范運行對機組功率有類似要求，所以核電廠性能試驗一般情況下可與滿功率示范運行結合起來做。一般情況下，性能考核應在商業(yè)運行日之前完成，性能考核試驗也是整個調試階段的一部分，但也有可能由于供貨商或業(yè)主的原因要將某項考核試驗予以推遲或在采取糾正行動后重復進行，為此要在供貨合同中規(guī)定相應條款。

試驗時的運行工況 在進行性能試驗時機組應已在額定功率下穩(wěn)定運行了若干小時，且機組功率穩(wěn)定在95%~100%額定功率范圍內。核電廠應保證正常運行時需投運的所有系統(tǒng)應均投入使用。蒸汽發(fā)生器排污和二回路補水等系統(tǒng)應暫停。電網頻率，發(fā)電機功率因數(shù)，一、二回路的溫度、壓力和流量以及蒸汽發(fā)生器水位、凝汽器真空等主要參數(shù)應盡可能保持穩(wěn)定不變。這樣可以減少對測定數(shù)據(jù)的修正。

試驗方法和要求 性能試驗一般由業(yè)主組織進行，設備供應商可以參與性能試驗的全過程，性能試驗的全部或部分也可以由業(yè)主與供貨商雙方認可的獨立第三方進行。在核電廠的供貨合同中一般都規(guī)定了有關性能試驗的試驗方法、試驗標準和考核要求。根據(jù)這些試驗方法、標準和要求，業(yè)主編寫或委托編寫全部性能試驗的試驗程序，經設備供貨商審核同意并由業(yè)主最終批準后實施。試驗結束后完成試驗報告，給出試驗結果是否滿足合同要求的分析結論。

試驗儀表 性能試驗所用儀器儀表可以由業(yè)主提供，供貨商認可，也可以由供貨商提供，業(yè)主認可。試驗儀表必須符合合同規(guī)定的對試驗儀表的技術要求，尤其是精確度要求。試驗儀表在試驗前應由業(yè)主和供貨商雙方認可的獨立第三方進行標定，且雙方均可對標定過程進行見證。

試驗項目 核電廠性能試驗按照合同規(guī)定一般需進行核蒸汽供應系統(tǒng)輸出熱功率及其出口端蒸汽濕度、機組電功率、機組熱耗率、廠用電消耗、機組噪聲、振動等各項性能試驗。每項試驗可以單獨進行，也可以插在滿功率示范運行過程中進行。單獨試驗時，應在機組連續(xù)運行24h之后進行。

核蒸汽供應系統(tǒng)輸出熱功率及其出口端蒸汽濕度 通過核蒸汽供應系統(tǒng)輸出端蒸汽參數(shù)的測量，可得到其輸出熱功率。對于采用自然循環(huán)式蒸汽發(fā)生器的壓水堆和沸水堆而言，其輸出端為飽和蒸汽。為確定其焓值，除測量出口端的蒸汽壓力外還必須測定其相對濕度，而且相對濕度本身也往往就是合同規(guī)定所要考核的輸出端蒸汽品質的指標。測量相對濕度的辦法一般是在給水中加入一定濃度的放射性示蹤元素(一般為24Na)或穩(wěn)定化學元素(一般為銫)，通過測量輸出端蒸汽凝結水中所含添加元素的濃度即可推算出蒸汽的相對濕度。

在考核試驗之前，一般先在低于額定功率的工況下通過測定輸出端熱功率來標定反應堆的核測量儀表(輸出端的熱功率要扣減反應堆冷卻劑泵的熱功率份額和穩(wěn)壓器電加熱份額才是反應堆的熱功率)。然后才能按照標定后的核測量儀表指示把反應堆功率提升并穩(wěn)定在額定值，并在此額定功率水平下測定輸出端蒸汽參數(shù)。對于壓水堆核蒸汽供應系統(tǒng)，合同所保證的輸出端參數(shù)一般都考慮了蒸汽發(fā)生器的堵管率和污垢系數(shù)，在對實測數(shù)據(jù)分析時要扣除新蒸汽發(fā)生器對蒸汽參數(shù)帶來的附加裕量。

機組電功率 指汽輪機在規(guī)定的終端參數(shù)下運行時通過發(fā)電機輸出端測得的發(fā)電機輸出電壓和電流計算的發(fā)電機輸出電功率。機組最大連續(xù)功率(MCR)是由供貨商給定的當汽輪機運行在額定參數(shù)條件下的汽輪發(fā)電機組輸出端的電功率。在發(fā)這一功率時，機組能在規(guī)定的終端參數(shù)下，在不超過設計壽命的條件下可無限期地運行。該功率通常對應有一熱耗率保證值，這時汽輪機調節(jié)閥不一定要全部開啟。最大連續(xù)功率也稱額定功率、額定出力或額定負荷。

機組熱耗率 指機組發(fā)出單位電量(kW·h)所消耗的核蒸汽供應系統(tǒng)熱功率(kJ)，其計算公式是：機組熱耗率=機組額定熱功率(MW)×3600/機組額定電功率(MW)。由于機組熱耗率是衡量機組整個熱力系統(tǒng)熱效率的參數(shù)，整個熱力系統(tǒng)中的相關熱力設備的性能要求都應在合同中加以規(guī)定，作為機組熱耗率保證值測量所依據(jù)的條件。如果給水回熱加熱器不包括在汽輪機供貨商的合同范圍，買方最好在其技術條件中提供附有充分數(shù)據(jù)的給水加熱系統(tǒng)圖，以便于計算出整個裝置的熱耗率保證值，否則供貨商應在合同中闡明計算保證熱耗率時采用的給水加熱器數(shù)目和分布、各給水加熱器的端差和汽輪機到各加熱器之間的壓降。汽水分離再熱器若不包括在汽輪機供貨合同中則也應采取同樣方法進行處理。如果汽輪機供貨合同包括了給水回熱加熱系統(tǒng)，則應將給水抽汽回熱級數(shù)、加熱器數(shù)目和分布、給水泵在給水加熱系統(tǒng)中的位置、供貨終端所要求的給水溫度及其允許偏差、加熱器的端差等技術要求在合同中加以規(guī)定。如果有些裝置不屬于供貨商的范圍，如加熱器、閥門、管道或泵，而其性能與保證值所依據(jù)的條件有所不同，則在合同階段汽輪機供貨商應有機會或者調整其保證值，或者對熱力驗收試驗結果按商定辦法進行修正。

廠用電消耗 一般是通過實際測量在機組正常運行時需連續(xù)運行或運行時間超過50%的電機負荷，或測量廠用變壓器的負荷，再進行計算的。對廠用電各項負荷，在合同中均按項列出。

其他考核項目 有些合同中規(guī)定，要考核運行能力，如最大負荷變化率、甩負荷不停堆能力、甩負荷不停機能力等。有些合同還規(guī)定要考核機組噪聲、振動和發(fā)電機溫升、發(fā)電機漏氫率等。具體項目與數(shù)據(jù)，均在合同中列出。對于循環(huán)水泵流量的測量一般在循環(huán)水系統(tǒng)調試結束時就可進行，類似這樣的性能試驗可在機組性能試驗之前進行。

性能試驗結果的處理 由于性能試驗不一定是在合同規(guī)定的試驗條件下進行的，因此考核其出力、效率的保證性能時，應對實測結果以適當?shù)男拚€加以修正。其中對試驗結果影響最大的是循環(huán)冷卻水的溫度。試驗時的溫度如與設計溫度有偏離，則應按給定曲線進行修正。對廠用電要進行電壓、溫度、濕度和取水水位等修正。

滿功率示范運行 目的是考驗核電廠能在設計的額定功率下安全可靠地連續(xù)運行。一般要求按核電廠正常運行工況連續(xù)滿功率穩(wěn)定運行100~120h，功率波動應保持在 0~-5%范圍內，不能發(fā)生功率降低或中斷運行的情況。試驗過程要由記錄儀監(jiān)測發(fā)電機總電功率、反應堆熱功率水平、蒸汽發(fā)生器的給水流量和水位以及主蒸汽流量等。每班必須對運行情況，包括負荷變化的原因和設備不正常情況等做好詳細記錄。在滿功率示范運行過程中可以結合進行性能測定試驗，因為核電廠已經處于較長時間的滿功率穩(wěn)定工況下運行，對于進行性能測定試驗是十分有利的。當連續(xù)100~120h滿功率運行結束，達到了考驗目的，并且核電廠的主要系統(tǒng)和部件以及輻射防護方面均未發(fā)生不可接受的異常情況時，核電廠將投入商業(yè)運行，同時業(yè)主將開始與設備供貨商著手設備的驗收工作。有些合同規(guī)定，在性能試驗前，進行四個星期或700h的試運行作為示范運行。試運行時的功率不低于滿功率的80%，并包括100h的連續(xù)滿功率運行。

當核電廠完成機組調試、性能試驗和示范運行，核電廠的系統(tǒng)和設備經試驗考核全部達到其技術性能和要求時，核電廠投入正常運行。這時，核電廠的管理由業(yè)主的工程建設部門移交給業(yè)主的生產運行部門，核電廠正式投入商業(yè)運行。2100433B

中文名稱

鍋爐性能試驗

英文名稱

boiler performance test

定　　義

新機組投運后一定期限內，按合同規(guī)定的試驗規(guī)程(標準)進行的，考核賣方在商務合同中所規(guī)定的鍋爐各項性能指標是否達到保證值的試驗。針對罰款保證值項目進行的稱“性能考核試驗(guaranteed performance test)”；針對非罰款保證值項目進行的稱“性能驗收試驗(performance acceptance test)”。

應用學科

電力（一級學科），鍋爐（二級學科）

中文名稱

發(fā)電機組負載試驗

英文名稱

load test for generator set

定　　義

為檢查船舶發(fā)電機及其原動機的組裝質量和發(fā)電機組的負載性能而在各種工況下進行一小時超載10％試驗。

應用學科

船舶工程（一級學科），船舶工藝（二級學科）