（广州恒运热电（D）厂有限责任公司）
摘要：提出了一种满足工程实用需要的汽轮机低压缸效率的计算方法，为汽轮机效率实时监测及热经济性诊断提供一种实用手段。算例表明该计算方法完全可以满足电厂运行的精度要求。
关键词：汽轮机；低压缸；效率；在线计算
1.引言
汽缸效率是表现汽轮机运行状态的重要技术经济指标。依据热力学理论，汽缸效率定义为缸内实际焓降Δh与理想焓降Δht之比：η=Δh/Δht，各个缸的实际焓降Δh通过可测参数（如温度、压力等）在焓熵图上或计算机软件求得，但是，在对汽轮机低压缸的焓降进行计算时，由于其排汽工作于湿蒸汽区，需要干度及温度或干度及压力两种参数组合才能确定低压缸排汽焓，而低压缸排汽干度（或湿度）目前还难以实现在线测量，排汽的焓值无法通过常规方法得到，使汽轮机组整体实时性能计算、在线效率分析难以实现。许多科研人员曾针对这个问题作过不少研究，目前广泛使用的是参考文献：[1]给出的一个迭代算法。在这个算法中，利用已知的机组负荷和排汽压力，估计排汽焓初值，通过机组变工况计算，从末级逐级算到中压缸最前一级，判断该级级前温度是否等于再热蒸汽温度，如不符合计算精度要求，则调整排汽焓值，重复迭代计算，直至满足精度要求为止。该方法的排汽焓估计值经验随意性较大，程序实现存在困难，计算过程实时性无法保证，不适合于火电机组实时运行优化的工程处理。本文利用现场实际的可测参数，从工程实用的角度提出了一种低压缸效率的计算方法，算法复杂程度在原来基础上有所减少，计算精度满足工程要求，通过算例计算验证了它的合理性，计算方法可用于汽缸效率实时在线计算。
2.低压缸效率计算
由于低压缸排汽是湿蒸汽，其压力和温度是饱和对应关系，因此先参考排汽干度设计值假定一个排汽干度值，再从测点中获得排汽温度，就能求出排汽焓，再应用能量平衡的方法推算出发电机功率，若此功率值与电能表读数接近，则假定值准确，从而便能够求出低压缸效率。若推算功率值与电能表读数相差较大，则另假定干度值，按此方法进行迭代计算，最终求得低压缸效率。应用能量平衡方法计算发电机功率P’：
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（MW）
式中，h0、hrh、hc分别为主蒸汽焓、再热蒸汽焓和排汽焓（假定值）；αrh、αi、αc分别为再热蒸汽份额、各段抽汽份额（包括供热、汽动给水泵驱动汽轮机抽汽和厂用汽等）和排汽份额，取设计值；D0为主蒸汽流量；ηm、ηg分别为汽轮机机械效率和发电机效率，均取0.99。
3.算例分析
为了验证本算法的可信性，采用此算法对恒运电厂#8机组的4个不同负荷工况分别进行计算，并与性能试验值做了比较，其计算比较结果见表1。
表1 恒运电厂#8机组低压缸效率计算结果
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从表中可以看出，对于该机组而言，额定负荷工况下低压缸相对内效率计算值与性能试验值的误差为1.24%，各个工况假定功率与发电机电能表读数误差均不超过1%，都在电厂运行的误差许可范围之内。需要说明的是，本算例计算所采用的再热蒸汽份额、排汽份额和各段抽汽份额按设计值计算，其误差在运行分析允许范围之内，当然也可以通过详细热力计算获得实际各段抽汽份额，但这将使计算过程复杂程度大大提高，况且由于测点读数直接来源于DCS，容易发生各种读数误差叠加，反而使计算结果误差更大。
4.结论
从满足工程应用需要出发提出了利用能量守恒定律简化汽轮机末级排汽焓及低压缸相对内效率的确定过程，为实现汽轮机效率实时计算提供了可能性，同时也对建立和完善汽轮机技术档案创造了条件。通过对恒运电厂#8机组不同运行工况进行计算，表明本算法满足实际工程计算的精度要求，可供电厂实时经济性诊断应用。
参考文献：
[1]张建等.汽轮机相对内效率的计算机在线监测及其数值特性分析[J].中国电机工程学报，1992.
[2]贺晓怡，刘一凡.火电厂汽轮机组节能影响因素分析及其降耗对策[J].山东工业技术，2019（11）：169.
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