Πώς να επαληθεύσετε την απόδοση ενός ατμοστροβίλου 100 MW σύμφωνα με το IEC 60953

Μια ατμοστρόβιλη μονάδα 100 MW δεν περνά μια δοκιμή αποδοχής επιδόσεων απλώς και μόνο επειδή η γεννήτρια φτάνει τα 100 MW. Το τεκμηριωμένο αποτέλεσμα είναι η μετρούμενη επίδοσή της, διορθωμένη στις συμφωνημένες συνθήκες αναφοράς και συγκρινόμενη με τις συμβατικές εγγυήσεις, με βάση ένα καθορισμένο όριο μέτρησης και την αντιμετώπιση της αβεβαιότητας. Οι συνθήκες ατμού, η πίεση εξαγωγής, οι παροχές ατμού για εξαγωγή και τα βοηθητικά φορτία μπορούν να αλλάξουν το τι σημαίνει η ίδια ηλεκτρική ισχύς.

Το IEC 60953 παρέχει ένα πλαίσιο για δοκιμές θερμικής αποδοχής ατμοστροβίλων. Θα πρέπει να εφαρμόζεται βάσει συμφωνημένης διαδικασίας δοκιμής, η οποία προσδιορίζει το εφαρμοστέο μέρος και την έκδοση, τα όργανα μέτρησης, τις συνθήκες λειτουργίας, τις μεθόδους υπολογισμού και τους κανόνες αποδοχής. Η έκθεση δοκιμής επιδόσεων υποστηρίζει τη συμβατική αποδοχή· από μόνη της, όμως, δεν τεκμηριώνει τη συνολική ασφάλεια του εξοπλισμού ούτε συνιστά γενική πιστοποίηση προϊόντος.

Συμφωνήστε τι πρέπει να αποδείξει η δοκιμή

Ξεκινήστε από τον πίνακα εγγυήσεων. Καθορίστε αν η εγγυημένη ισχύς αφορά την ισχύ στον άξονα του στροβίλου, την ισχύ στους ακροδέκτες της γεννήτριας ή την καθαρή ισχύ μετά την αφαίρεση της συμφωνημένης κατανάλωσης των βοηθητικών συστημάτων. Η ένδειξη της γεννήτριας και η εγγύηση καθαρής ισχύος της μονάδας αφορούν διαφορετικά όρια, επομένως η άμεση σύγκρισή τους μπορεί να οδηγήσει σε παραπλανητικό αποτέλεσμα αποδοχής.

Ορίστε εξίσου προσεκτικά την εγγύηση απόδοσης. Ο θερμικός ρυθμός κατανάλωσης του κύκλου του στροβίλου συσχετίζει τη θερμική ενέργεια που παρέχεται εντός ενός συμφωνημένου ορίου με την παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια. Ο θερμικός ρυθμός κατανάλωσης ολόκληρης της μονάδας μπορεί, αντίθετα, να βασίζεται στην ενέργεια του καυσίμου και να περιλαμβάνει τις απώλειες του λέβητα ή άλλες απώλειες της εγκατάστασης. Αυτά τα μεγέθη δεν είναι εναλλάξιμα.

Η συμφωνία δοκιμής θα πρέπει να καθορίζει τα παρακάτω πριν από την εγκατάσταση των οργάνων μέτρησης:

• Την εγγυημένη ισχύ και τον θερμικό ρυθμό κατανάλωσης, συμπεριλαμβανομένων των ορίων μέτρησής τους.
• Τις πιέσεις και θερμοκρασίες ατμού αναφοράς, την πίεση εξαγωγής και τις σχετικές συνθήκες εξαγωγής ή ατμού διεργασίας.
• Τη διαμόρφωση των βαλβίδων, τον τρόπο λειτουργίας και τον εξοπλισμό που περιλαμβάνεται στη δοκιμή.
• Τις επιτρεπόμενες αποκλίσεις λειτουργίας, τα κριτήρια σταθεροποίησης και τη διάρκεια έγκυρης δοκιμαστικής λειτουργίας.
• Τις μεθόδους διόρθωσης, την αξιολόγηση αβεβαιότητας και τον συμβατικό κανόνα λήψης απόφασης.

Επιλέξτε τις εφαρμοστέες διατάξεις του IEC 60953 ανάλογα με τη διάταξη του στροβίλου, τον σκοπό της δοκιμής και την απαιτούμενη ακρίβεια μέτρησης. Η ονομαστική ισχύς των 100 MW από μόνη της δεν καθορίζει την πλήρη μέθοδο δοκιμής. Μια μονάδα συμπύκνωσης και ένας στρόβιλος με εξαγωγή ατμού για την τροφοδοσία διεργασιών απαιτούν διαφορετική αντιμετώπιση των ενεργειακών ροών τους.

Αποτυπώστε με σαφήνεια το όριο μέτρησης

Σχεδιάστε ένα διάγραμμα ορίου δοκιμής που να δείχνει κάθε σημαντική ροή που το διασχίζει: κύριο ατμό, ψυχρό και θερμό επαναθερμασμένο ατμό όπου εφαρμόζεται, ατμό εξαγωγής, νερό τροφοδοσίας ή συμπύκνωμα, αποστραγγίσεις, ατμό στεγανοποίησης και σχετικές διαδρομές διαρροής. Σημειώστε το σημείο ηλεκτρικής μέτρησης και τυχόν βοηθητικά φορτία που αφαιρούνται από την ισχύ εξόδου.

Το διάγραμμα συμβάλλει στον εντοπισμό παραλείψεων πριν επηρεάσουν το αποτέλεσμα. Για παράδειγμα, μια μη μετρημένη αποστράγγιση ή μια μεταβολή στην εξαγωγή ατμού διεργασίας μπορεί να διαταράξει το θερμικό ισοζύγιο, ακόμη κι όταν η ισχύς της γεννήτριας φαίνεται σταθερή. Για κάθε σχετική ροή απαιτείται μέθοδος μέτρησης ή τεκμηριωμένος χειρισμός σύμφωνος με τη διαδικασία δοκιμής.

Για εγκαταστάσεις συνδυασμένου κύκλου, διαχωρίστε το όριο του ατμοστροβίλου από το ευρύτερο σύστημα παραγωγής. Η SINO-QNP προμηθεύει ατμοστροβίλους και μια σειρά αεριοστροβίλων, αλλά η επαλήθευση επιδόσεων εξακολουθεί να εξαρτάται από τον συγκεκριμένο εξοπλισμό και το συμβατικό όριο. Η είσοδος καυσίμου στον ανάντη στρόβιλο δεν μπορεί να θεωρηθεί θερμική είσοδος του ατμοστροβίλου χωρίς να ληφθεί υπόψη το ενδιάμεσο σύστημα ανάκτησης θερμότητας.

Μετρήστε τα μεγέθη που καθορίζουν το αποτέλεσμα

Τα όργανα μέτρησης πρέπει να είναι κατάλληλα για δοκιμές αποδοχής σε όλο το πραγματικό εύρος λειτουργίας τους. Ένας μεταδότης που λειτουργεί επαρκώς για τον έλεγχο της μονάδας μπορεί να μην έχει την απαιτούμενη ακρίβεια, να μην είναι τοποθετημένος κατάλληλα ή να διαθέτει μη τεκμηριωμένη διαδρομή επεξεργασίας σήματος για τη δοκιμή.

Τηρείτε αρχεία ιχνηλάσιμης βαθμονόμησης για ολόκληρη την αλυσίδα μέτρησης. Για την ηλεκτρική ισχύ, αυτό περιλαμβάνει τα σφάλματα λόγου και φάσης των σχετικών μετασχηματιστών οργάνων μέτρησης, όχι μόνο τον μετρητή ισχύος. Στις μετρήσεις πίεσης, όπου εφαρμόζεται, λάβετε υπόψη το υψόμετρο και τις επιδράσεις της στήλης υγρού.

Η μέτρηση παροχής απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή. Οι συσκευές διαφορικής πίεσης εξαρτώνται από τη γεωμετρία εγκατάστασης, τις ιδιότητες του ρευστού και τις συνθήκες λειτουργίας. Όταν η παροχή νερού τροφοδοσίας ή συμπυκνώματος χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της παροχής ατμού του στροβίλου, λάβετε υπόψη τις μεταβολές αποθηκευμένων ποσοτήτων, τις παρακάμψεις, τις διαρροές και άλλες συνδεδεμένες ροές σύμφωνα με το συμφωνημένο ισοζύγιο.

Συγχρονίστε τις χρονικές σημάνσεις των μετρήσεων. Ο συνδυασμός δεδομένων ισχύος από ένα χρονικό διάστημα με δεδομένα παροχής ατμού από άλλο μπορεί να δώσει έναν εύλογο αλλά λανθασμένο θερμικό ρυθμό κατανάλωσης. Διατηρήστε τις αρχικές μετρήσεις, ώστε οι αξιολογητές να μπορούν να ιχνηλατήσουν κάθε αναφερόμενο μέσο όρο έως την πηγή του.

Εκτελέστε τη δοκιμή σε σταθερές και ασφαλείς συνθήκες

Φέρτε τη μονάδα στην καθορισμένη διαμόρφωση λειτουργίας και αφήστε τις θερμικές συνθήκες να σταθεροποιηθούν. Η σταθερή ισχύς της γεννήτριας είναι μόνο ένας δείκτης: η θερμοκρασία ατμού, η πίεση εξαγωγής, η ζήτηση ατμού εξαγωγής, οι συνθήκες του νερού τροφοδοσίας και οι στάθμες των σχετικών δεξαμενών πρέπει επίσης να πληρούν τα συμφωνημένα κριτήρια σταθερότητας.

Κατά τις έγκυρες περιόδους μέτρησης, αποφύγετε την εκφύσηση αιθάλης, τη λειτουργία παράκαμψης, την εναλλαγή εξοπλισμού ή άλλες διαταραχές που επηρεάζουν το όριο δοκιμής. Καταγράψτε τα λειτουργικά συμβάντα και χρησιμοποιήστε προκαθορισμένους κανόνες για την απόρριψη ή την επανάληψη των επηρεαζόμενων δοκιμών. Η επιλογή μόνο ευνοϊκών χρονικών διαστημάτων αφού εξεταστούν τα αποτελέσματα υπονομεύει την απόφαση αποδοχής.

Διατηρείτε ενεργά τα συστήματα προστασίας του στροβίλου. Η προστασία από υπερτάχυνση, η παρακολούθηση κραδασμών, οι ασφαλιστικές διατάξεις λίπανσης και τα όρια λειτουργίας εξακολουθούν να είναι απαραίτητα σε όλη τη διάρκεια της δοκιμής. Οι στόχοι της δοκιμής δεν δικαιολογούν την υπέρβαση των ορίων θερμοκρασίας, πίεσης, κραδασμών ή εξαγωγής.

Η προσωρινή εγκατάσταση οργάνων μέτρησης απαιτεί επίσης ελεγχόμενες διαδικασίες. Οι συνδέσεις ατμού υψηλής θερμοκρασίας, οι λήψεις πίεσης, τα κυκλώματα ηλεκτρικής μέτρησης και οι εργασίες κοντά σε περιστρεφόμενο εξοπλισμό απαιτούν κατάλληλη απομόνωση και διαδικασίες εργασίας. Ορίστε ποιος έχει την εξουσία να διακόψει τη δοκιμή, ποιες συνθήκες ενεργοποιούν την αναστολή της και πώς η μονάδα επανέρχεται στην κανονική λειτουργία.

Υπολογίστε τον θερμικό ρυθμό κατανάλωσης και εφαρμόστε τεκμηριωμένες διορθώσεις

Υπολογίστε τη θερμική είσοδο χρησιμοποιώντας το συμφωνημένο ισοζύγιο μάζας και ενέργειας και μια συνεπή διατύπωση των ιδιοτήτων του ατμού. Για ένα απλό όριο χωρίς επαναθέρμανση, αυτό περιλαμβάνει συνήθως τον πολλαπλασιασμό της παροχής ατμού επί τη διαφορά ενθαλπίας μεταξύ της καθορισμένης εισόδου ατμού και της επιστροφής νερού. Η επαναθέρμανση, οι εξαγωγές και οι πολλαπλές ροές εισαγωγής απαιτούν τους δικούς τους όρους.

Εκφράστε τον θερμικό ρυθμό κατανάλωσης με συνεπή τρόπο. Αν τόσο η θερμική είσοδος όσο και η ηλεκτρική ισχύς εξόδου εκφράζονται σε kW, ο θερμικός ρυθμός κατανάλωσης σε kJ/kWh ισούται με 3,600 × θερμική είσοδος ÷ ηλεκτρική ισχύς εξόδου. Η αριθμητική είναι απλή· το πιο απαιτητικό έργο είναι ο καθορισμός του σωστού ορίου θερμικής εισόδου και ισχύος εξόδου.

Διορθώστε τη μετρούμενη επίδοση στις συμβατικές συνθήκες αναφοράς, χρησιμοποιώντας τις συμφωνημένες καμπύλες διόρθωσης ή τη μέθοδο υπολογισμού. Οι συνθήκες κύριου ατμού και η πίεση εξαγωγής απαιτούν συνήθως προσοχή, ενώ οι πρόσθετες διορθώσεις εξαρτώνται από τη διάταξη του στροβίλου και την εγγύηση.

Διατηρήστε τις διορθώσεις εντός του καθορισμένου εύρους και τεκμηριώστε την κατεύθυνση και το μέγεθός τους. Μια μεγάλη διόρθωση μπορεί να υποδεικνύει ότι το σημείο λειτουργίας δεν είναι κατάλληλο για τεκμηριωμένη σύγκριση. Οι διορθώσεις δεν μπορούν να αντισταθμίσουν ελλείπουσες μετρήσεις, ασταθή λειτουργία ή λανθασμένο όριο.

Χρησιμοποιήστε την αβεβαιότητα για να τεκμηριώσετε την απόφαση αποδοχής

Καταρτίστε προϋπολογισμό αβεβαιότητας που καλύπτει τις μετρούμενες εισόδους και την επίδρασή τους στο υπολογιζόμενο αποτέλεσμα. Συμπεριλάβετε τη βαθμονόμηση, τις επιδράσεις της εγκατάστασης, τη συλλογή δεδομένων, την επαναληψιμότητα και τις σχετικές συνεισφορές των υπολογισμών. Όπου ενδείκνυται, λάβετε υπόψη συσχετισμένα σφάλματα αντί να θεωρείτε κάθε είσοδο ανεξάρτητη.

Για ένα αποτέλεσμα κοντά στην εγγύηση, ο κανόνας λήψης απόφασης πρέπει να έχει συμφωνηθεί πριν από τη δοκιμή. Η αβεβαιότητα μέτρησης δεν αποτελεί αυτομάτως περιθώριο που προστίθεται στην ισχύ εξόδου ή αφαιρείται από τον θερμικό ρυθμό κατανάλωσης. Το αν η αποδοχή βασίζεται απευθείας στη διορθωμένη τιμή ή σε άλλη συμφωνημένη αντιμετώπιση εξαρτάται από τη σύμβαση και τις εφαρμοστέες διατάξεις δοκιμής.

Όταν το αποτέλεσμα είναι ασαφές σύμφωνα με αυτόν τον κανόνα, εντοπίστε τις μετρήσεις που συνεισφέρουν περισσότερο στην αβεβαιότητα. Η βελτίωση μιας κυρίαρχης μέτρησης παροχής ή η διόρθωση ενός προβλήματος ανίχνευσης της πίεσης εξαγωγής μπορεί να έχει μεγαλύτερη αξία από την επανάληψη μιας δοκιμής με αμετάβλητα όργανα μέτρησης.

Ολοκληρώστε την αποδοχή με αναπαραγώγιμη τεκμηρίωση

Η τελική έκθεση θα πρέπει να περιλαμβάνει τη βάση των εγγυήσεων, το διάγραμμα ορίου δοκιμής, τα αρχεία βαθμονόμησης, τα έγκυρα χρονικά διαστήματα λειτουργίας, το ημερολόγιο συμβάντων, τις αναφορές στα αρχικά δεδομένα, τη μέθοδο υπολογισμού, τις λεπτομέρειες των διορθώσεων, τον προϋπολογισμό αβεβαιότητας και την απόφαση αποδοχής. Τεκμηριώστε τις αποκλίσεις και τον εγκεκριμένο τρόπο αντιμετώπισής τους, ώστε ένας άλλος εξειδικευμένος αξιολογητής να μπορεί να αναπαράγει το αποτέλεσμα.

Πριν υπογράψετε την αποδοχή, παρακολουθήστε ένα αναφερόμενο μέγεθος από τις αρχικές μετρήσεις, μέσω του ενεργειακού ισοζυγίου και των διορθώσεων στις συνθήκες αναφοράς, έως τη συμβατική σύγκριση. Αν αυτή η αλληλουχία είναι πλήρης, η έκθεση παρέχει αξιόπιστη βάση για την αποδοχή. Αν διακόπτεται λόγω παράλειψης ροής, ασαφούς ορίου ισχύος ή ανεξήγητης διόρθωσης, επιλύστε το ζήτημα πριν βασιστείτε στο φαινομενικό περιθώριο επίδοσης.