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DLT1426-2015 联合循环汽轮机性能试验规程

0.8560(0.60069) 91.71(0.600 69) = 0.604 5 (200.57) 3 8721700.75

代假设的流出系数和计算得到的流出系数之差为

这个结果可以接受JC／T 2238-2014 水泥制品用矿渣粉应用技术规程，则最终计算的流量为

0.60455 A ×66.487 = 66.485(kg/s 0.604.56

0.60455 ×66.487 = 66.485(kg/s dm 0.604.56

未经校验过的喷嘴流量计用于测量蒸汽流量。作为例子，仅使用一组取压孔的差压数据用于计算流 量。数据汇总于表E.3。 由于热膨胀，计算实际喷嘴尺寸：

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表E.3算例3流量计算用数据和特性汇总

对可压缩流体，可压缩系数?应计算得到，对喷嘴流量计采用下式计算：

对该流量计，压比为3556.9/3589.4=0.99095，

(0.990 95)" 1 (0.447 2) = (0.990 95).53*×4.333× 10.990 95

因为流出系数取决于雷诺数，而雷诺数依赖流量大小，所以需要迭代计算。初次送代时，假设喷嘴 流量计的流出系数为1.000。 ）送代

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4×14.602 3204164 元Dμ（元×0.30122×0.000019263) R, =3204 164/0.4472= 7164 946 B

依据ASMEPTC19.5流出系数为管道雷诺数函数的经验公式，可计算该雷诺数所对应的流出系数：

假设的流出系数和计算得到的流出系数之差为

这是不可接受的，应进行二次迭代。第二次迭代使用初次迭代得到的流出系 b）迭代2。 当流出系数0.99785时

当雷诺数为7149735时，流出系数！

0.99785 x14.602 =14.571(kg/s) 1.000 0

4.571 ×7 164 946 = 7149 735 4.602

本次选代假设的流出系数和计算得到的流出系数之差非常小，则最终计算的流量为

0.99784 x14.571=14.571(kg/s) 0.99785

F.1对高中压缸间汽封漏汽量的说明

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附录F （资料性附录） 确定高中压缸间汽封漏汽量的方法

F.1典型的合缸反向流动设计的汽轮机示意图

温度变动法是基于中压缸效率在运行范围内保持不变的假设。该方法基于 却对中压缸的测量效率（视在效率）的影响，通过改变主蒸汽温度和热再热温度来间接确定漏汽流量。 通过计算和工程判断来确定和试验数据较好吻合的泄漏流量。 如果蒸汽在中压缸的膨胀过程全部在过热蒸汽区域，通过测量进出口的压力、温度可容易地得到中 压缸膨胀效率。这对联合循环机组的高压缸和中压缸部分通常是可行的。对反流布置的机组，中压缸效 率可由热再热至联通管的测量计算得到，并且内部的漏汽量应适当考虑。从高压缸至中压缸的漏汽通常 比中压缸进汽腔室的蒸汽温度低，由此带米中压缸排汽恰降低，“视在”效率也相应发生变化。得到更 真实的中压缸效率需要对漏汽量和其焰值有·个很好的估算。 正如前面注意到的，如果不正确考虑从高压缸至中压缸的冷却蒸汽漏汽量的影响，将使中压缸测量

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图F.2高中压缸间汽封漏汽量占热再热蒸汽流量的百分比与中压缸效率的关系

F.2.1温度变动法的计算方法

解法见下面第1步至第4步： 第1步：根据上述数据计算恰值，见表F.2： 第2步：通过查阅热平衡数据，确定调节级的恰降，见表F.3： 第3步：在假设漏汽率为0.0%时，得到以下结果： 1）中压缸进汽腔室处的焰的计算公式如下：

中压缸进汽腔室处的焰： hHRH 热再热烩： L假设的漏汽率： HPIP 一高压缸至中压缸漏汽的恰值， 2）对于主蒸汽温度等于热再热温度的工况： h,= 3524.20.0%×(3524.2 3328.9)= 3524.2

e 中压缸效率： hcross 中压缸排汽熔： hcroslsn 中压缸排汽等炳熔。

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3524.2 3166.8

对假设漏汽率数值的其他试验点，漏汽率范围出0%至某个可获得漏汽率估算值的百分点， 十算结果见表F.4。 第4步：根据上面得到的数据表绘图，如图F.2所示。

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F.3中压缸效率与漏汽量的关系作图法

另一种确定高压缸至中压缸漏汽量的方法采用温度变动法相同的数据绘图，如图F.3所示。图F.3给出 了每次试验假设高压缸至中压缸漏汽率对应的中压缸效率，该效率是主蒸汽与热再热蒸汽温度之差的函数。 由图可知，当假设漏汽量为再热蒸汽流量的1.6%时，随着主蒸汽与热再热蒸汽温度之差增大，中压缸效率 降低。另外，当假设漏汽量为再热蒸汽流量的2.8%时，随着主蒸汽与热再热蒸汽温度之差增大，中压缸效 率也增大。然而，当假设漏汽量为再热蒸汽流量的2.3%时，随着主蒸汽与热再热蒸汽温度之差变化，中压缸 效率不变。考虑到中压缸效率在给定的运行范围内均保持不变，可以得出漏汽量应为再热蒸汽流量的23%

DL/T1426=2015

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F.4中压缸效率斜率比方法

图F.3中压缸效率与假设的漏汽率的关系曲线

对大部分反动式汽轮机（即蒸汽在喷嘴和动叶中的烩降 漏汽流的流动如下： a）漏汽流经过中压平衡盘进入中压缸进汽腔室： b）漏汽流经过低压平衡盘进入中压缸排汽区。 上述第一种漏汽是进入中压反动级叶片入口，而第二种漏汽是进入中压缸排汽区。这两种漏汽均会 使得联通管的蒸汽恰比没有漏汽时降低。因此，联通管蒸汽恰值的下降是与漏汽量的大小成比例关系的 （见中压缸蒸汽膨胀线上的两条等压线，如图F.4所示） 在不同的主蒸汽和热再热蒸汽温度下试验获得中压缸效率，通过假定不同的漏汽量，观察对试验中 压缸效率的变化量，并与在相似主蒸汽和热再热蒸汽温度条件下采用设计漏汽量（从制造厂提供的热平 衡图获得）预测（或计算）的中压缸效率变化量进行比较，可以确定高压缸至中压缸漏汽量。这就是中 压缸效率斜率比法原理 注意这个原理与上述温度变动法类似。

图F.4中压缸膨胀线

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F.4.1中压缸效率斜率比方法的计算方法

采用中压缸效率斜率比方法确定高压缸至中压缸漏汽量的计算步骤如下： 第1步：采用设计的高压缸至中压缸漏汽量（L）和设计的蒸汽参数（如主汽温度为565.56℃和再 热蒸汽温度为537.78℃）来进行热平衡计算，得到下列参数： 设计漏汽量和设计蒸汽参数时， hal一一热再热蒸汽烩减去主蒸汽熔： iPd1一中压缸效率。 第2步：采用设计的高压缸至中压缸漏汽量（L）和非设计工况的蒸汽参数（如主汽温度为537.78℃ 和再热蒸汽温度为565.56℃）来进行热平衡计算，得到下列参数： 设计漏汽量和非设计蒸汽参数时， Ahd2一热再热蒸汽烩减去主蒸汽烩： 中压缸效率。 第3步：计算在设计漏汽量（L。）下中压缸效率的敏感系数（S,）：

第7步：最后，确定试验的高压缸至中压缸漏汽量（L）：

F.5温度变动法、中压缸效率与漏汽量关系作图法和中压缸效率斜率比法的指导

温度变动法、中压缸效率与漏汽量关系作图法和中压缸效率斜率比法的指导原则

为了增加正述试验方法结果的准确性，重要的是要遵循一些原则。进行这些试验时宜遵循下列步骤： a 应在蒸汽的压力、温度和流量稳定时进行试验。调节级决定于调节级效率，而调节级效率高 度依赖于调节阀的阀位。因为当调节阀阀位变化时调节级效率会发生明显的变化，因此，为了 减小试验相关的误差，调节阀应保持在相同的阀位上，而对滑压运行的汽轮机来说，在每个试 验工况均须保持调节阀全开状态。 这些试验均要求机组在不同组合的汽轮机高、中压缸入口蒸汽温度下，尽量运行在其本负益险

近。典型的试验要求在三种不同的温度条件下进行，这三种温度条件可分类如下： 1）主蒸汽温度和再热蒸汽温度相等（如，552℃和552℃）； 2）主蒸汽温度比再热蒸汽温度高约28℃（如，552℃和524℃）； 3）再热蒸汽温度比主蒸汽温度高约28℃（如，524℃和552℃）。 c）每次试验持续时间至少为30min，但工况之间可能需要长得多的时间用来改变主蒸汽和再热蒸 汽温度并达到稳定状态。 d）上面提及的温度差通常可通过使用减温水调节主蒸汽和再热蒸汽温度来达到。 e） 对这些试验并不要求系统隔离，然而，进入汽轮机的低压补汽应通过低压旁路改道排入凝汽器 在进行每一试验时，机组都应按照这种模式运行。 f 燃气轮机宜在整个漏汽量试验期间，都在稳定负荷下运行。 g 漏汽量试验宜尽可能地紧着基准试验进行，这样漏汽量试验的结果能指示试验时高压缸至中 压缸的汽封状态。 h 这个试验程序是基于测量的效率变化。任何仪表测量误差或运行工况的变化均会对试验结果产 生相对较大的影响。因此，为了获得最准确的结果，使用符合本规程准确度要求的仪表并在进 行这些试验时保持非常稳定、可重复的工况是非常重要的

F.5.1获取主汽温度和热再热蒸汽温度的温差幅度

E.5.2高压缸至中压缸的漏汽烩值

各种试验方法（温度变动法、中压缸效率变化作图法和中压缸效率斜率比法）中的一个要点就是假 设高压缸至中压缸漏汽焰值为已知。上述各种方法用来确定高压缸漏至中压缸的总漏汽量，而不仅仅是 它们之间汽封的漏汽量。如果漏汽除了该汽封的漏汽外还有其他通过缸体的漏汽，那么混合漏汽焰就难 以确定；然而，当仅用于确定漏汽量，也就是本标准所述的这些试验的目标时，这些方法对假设的漏汽 焰并不很敏感。确定漏汽熔的一种方法是绘制高压缸部分的蒸汽膨胀线，并根据调节级压力与膨胀线的 交点来确定漏汽恰值。另外，在相同的主蒸汽流量比或相同的调节级与主蒸汽的压力比时，假设调节级 烩降与设计热平衡中的恰降相同也是合理的。

一种使用汽轮机紧急排放系统确定汽封漏汽流量和内部汽封间隙大小的方法可用来确定汽封漏汽 流量。排放系统是连接高中压缸间汽封至凝汽器的一套安全装置。这种方法可以获得实际的高中压缸间 汽封流量，而并不包括其他任何高中压缸之间的漏汽流量。 日常运行时，该排放阀关闭，没有蒸汽流量通过排放管道至凝汽器。对排放系统进行改造并安装仪 表，以使通过排放系统的蒸汽流量可调节并可进行测量。高中压缸间汽封（N，）测量系统如图F.5所示。

图F.5高中压缸间汽封（N，）测量系统

排放试验方法用来间接确定内部汽封间隙。排放试验可通过控制一定量的泄漏蒸汽经排放系统到凝 汽器来进行。当已知排放管道环形面积和中压缸进汽腔室处蒸汽参数，测量的排放蒸汽温度和流量，以 及测量的调节级出口压力，即可计算出内部汽封的间隙。 一旦内部汽封间隙确定后，在正常运行工况（没有排放流量）下，可以通过测量的调节级出口压力 和中压缸进汽腔室处的压力计算得出通过内部汽封的蒸汽流量。

F.6.1排放试验法的计算方法

典型的高中压缸反向流动布置机组的内部汽封布置如图F.6所示。压力和流量标注在图中，以下公 式中的参数说明如下： 排放口环面的压力P可根据排汽环面到安装在尽量接近汽轮机壳体的取压口之间的压降计算得到。 蒸汽从汽封区域到排放管和旁路系统的压力损失估计如图F.7所示。从汽封区域到取压口的总压力损失 约为4.5速度头。在正常试验运行下，蒸汽流速应较低，因此确定流速的准确性并不是决定性的。如果 对Px的准确性有怀疑，可制定个试验和误差系统来进行检查。当汽封间隙增大时，由于px的出现显 著变化，需要增大旁路流量以提供足够的灵敏度。例如，在旁路流量为13608kg/h时，当间隙从0.889mm 变化至1.778mm时，px变化了大约40%，约16.9kg/cm²（1.655MPa），当对仪表和计算误差予以考虑后， 可提供满意的精度。 在两个计算点（W，和W²）上，宜采用旁路蒸汽来计算蒸汽的比体积。虽然意识到旁路蒸汽 恰值由于旋转损失和喷嘴箱热传导等因素可能偏高，但该恰值在确定调节级出口蒸汽条件时也有一 些价值

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图F.6典型的高中压反向流动机组的内部汽封布置

从汽封环到取压口的压降

蒸汽从汽封区域进入排放管和旁路系统的压

式中： A 泄漏面积，cm2： D 汽封直径，cm，本例中为63.5cm： C 汽封间隙，cm； P 从调节级到排放口环面之间的内部汽封齿数量和压力比的函数，例子中这段汽封有16个齿； 从排放口环面到中压缸进汽腔室处之间的内部汽封齿数量和压力比的函数，例子中这段汽圭 有30个齿； P 从调节级到中压缸进汽腔室之间的内部汽封齿数量和压力比的函数，例子中这段汽封有4 个齿：

P.一排放口环面压力，kg/cm²； P—调节级压力，kg/cm²; 一中压缸进汽腔室压力，kg/cm²。 使用马丁公式（见参考文献）和质量平衡关系，可得到W、W,和W，的表达式。见公式（F.5）、公 式（F.6）和公式（F.7)。

式中： W,一一从高压缸泄漏至中间汽封的蒸汽流量，kg/h； W，一从中间汽封泄漏至再热蒸汽腔室的蒸汽流量，kg/h； W一流入排放系统的蒸汽流量，kg/h： V一一调节级蒸汽比体积，cm/kg V一一排放口环面蒸汽比体积，cm/kg： k汽封类型和状态的系数，本例中内部汽封系数取值为3.80。 假设整个汽封内的间隙是均匀的（对全部齿环均如此），公式（E.8）可用来确定内部汽封间隙

从确定的内部汽封间隙和已知的蒸汽参数，汽封蒸汽泄漏量可由一个排放口环面压力P的函数计算 得到。 下面的例子，蒸汽参数为P,=136.7kg/cm²（13.403MPa），V,=24360cm/kg，P2=33.0kg/cm²（3.237MPa）， 式验得到汽封间隙为0.089cm。当内部汽封间隙和排放口环面的压力p.已知时，内部汽封漏汽量W，和 W可由公式（F.5）和公式（F.6）计算得到。当流入排放系统的蒸汽流量W增大时，排放口环面的压 力P.减小，结果见表F.5和图F.8

表F.5排放口环面处压力和汽封泄漏量

T／CIS 47001-2018 船舶气象仪通用技术规范.pdf图F.8泄漏流量特性曲线

在零排放（正常运行）时，W，［公式（F.5）」应等于W²L公式（F.6）」。因为P,和P2已知，Px也就 可以确定。上述例子中，Px为112.6kg/cm²（11.04MPa），调节级至排放口环面的压降是调节级至中压缸 进汽腔室压降的23%。 对某些设计来说，很重要的一点是在各次试验时要避免主蒸汽温度发生变化。过去的研究表明，当 主蒸汽温度变化时，可能会引起汽封间隙的变化。（参见ASME论文，“高中压缸间汽封蒸汽泄漏量的测 量：比较”，作者Staggers和Priestley）。

E.6.3排放试验法的指导性原则

a） 计流量的一半。 b） 在旁路流量为零时，也宜记录旁路管道的压力值。 所有试验计算的间隙结果宜一致。如果计算的间隙存在明显偏差，需增加试验工况以确定引起 偏差的原因（例如主蒸汽温度、再热蒸汽温度、调节级温度等）。 d） 旁路流量宜设定，并有足够的时间来建立稳定工况。虽然仔细观察可确定何时确实达到了稳定 状态，但建议需要30min。在记录数据之前，系统各部件已达到热平衡状态是非常重要的。 e） 汽轮机宜保持在固定的阀位运行。这可以减小温度波动带来的误差。 f 建议试验数据记录时间为30min。

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SL 221-2019 中小河流水能开发规划编制规程本标准章条编号与ASMEPTC6.2一2004章条编号结构性差异对照

表G.1本标准章条编号与ASMEPTC6.2一2004章条编号结构性差异对照