Cách xác minh hiệu suất tuabin hơi 100 MW theo IEC 60953

Một tua-bin hơi nước 100 MW không thể được xem là đạt thử nghiệm nghiệm thu hiệu suất chỉ vì máy phát đạt 100 MW. Kết quả có cơ sở để bảo vệ là hiệu suất đo được, đã hiệu chỉnh về các điều kiện tham chiếu đã thống nhất và được so sánh với các bảo đảm theo hợp đồng bằng cách sử dụng ranh giới đo lường và phương pháp xử lý độ không đảm bảo đã xác định. Điều kiện hơi nước, áp suất khí thải, lưu lượng hơi trích và phụ tải phụ trợ đều có thể làm thay đổi ý nghĩa của cùng một mức công suất điện.

IEC 60953 cung cấp khuôn khổ cho thử nghiệm nghiệm thu nhiệt của tua-bin hơi nước. Tiêu chuẩn này cần được áp dụng theo quy trình thử nghiệm đã thống nhất, trong đó xác định phần và phiên bản áp dụng, thiết bị đo, điều kiện vận hành, phương pháp tính toán và quy tắc nghiệm thu. Báo cáo thử nghiệm hiệu suất hỗ trợ việc nghiệm thu theo hợp đồng; bản thân báo cáo không xác nhận tính an toàn tổng thể của thiết bị và cũng không phải là chứng nhận sản phẩm chung.

Thống nhất những nội dung thử nghiệm cần chứng minh

Bắt đầu từ bảng bảo đảm. Xác định công suất cam kết là công suất trục tua-bin, công suất đầu cực máy phát hay công suất thuần sau khi trừ mức tiêu thụ phụ trợ đã quy định. Số liệu máy phát và bảo đảm công suất thuần của nhà máy áp dụng các ranh giới khác nhau, vì vậy so sánh trực tiếp có thể dẫn đến kết luận đạt gây hiểu lầm.

Cũng cần xác định rõ bảo đảm hiệu suất. Suất tiêu hao nhiệt của chu trình tua-bin liên hệ năng lượng nhiệt được cấp qua ranh giới đã thống nhất với năng lượng điện tạo ra. Trong khi đó, suất tiêu hao nhiệt của toàn nhà máy có thể tính theo năng lượng nhiên liệu và bao gồm tổn thất của lò hơi hoặc các tổn thất khác trong nhà máy. Không thể thay thế đại lượng này bằng đại lượng kia.

Thỏa thuận thử nghiệm cần xác định các nội dung sau trước khi lắp đặt thiết bị đo:

• Công suất và suất tiêu hao nhiệt được bảo đảm, bao gồm ranh giới đo lường của chúng.
• Áp suất và nhiệt độ hơi tham chiếu, áp suất khí thải, cùng các điều kiện liên quan của hơi trích hoặc hơi công nghệ.
• Cấu hình van, chế độ vận hành và thiết bị nằm trong phạm vi thử nghiệm.
• Mức sai lệch vận hành cho phép, tiêu chí ổn định và thời lượng chạy thử hợp lệ.
• Phương pháp hiệu chỉnh, đánh giá độ không đảm bảo và quy tắc ra quyết định theo hợp đồng.

Chọn các điều khoản IEC 60953 áp dụng phù hợp với cấu hình tua-bin, mục đích thử nghiệm và độ chính xác đo lường yêu cầu. Công suất định mức 100 MW không tự xác định đầy đủ phương pháp thử nghiệm. Tổ máy ngưng hơi và tua-bin trích hơi cấp hơi công nghệ cần được xem xét khác nhau về các dòng năng lượng.

Thể hiện rõ ranh giới đo lường

Lập sơ đồ ranh giới thử nghiệm, thể hiện mọi dòng đáng kể đi qua ranh giới, gồm hơi chính, hơi tái nhiệt lạnh và nóng nếu có, hơi trích, nước cấp hoặc nước ngưng, đường xả, hơi chèn trục và các đường rò rỉ liên quan. Đánh dấu điểm đo điện và mọi phụ tải phụ trợ được khấu trừ khỏi công suất.

Sơ đồ này giúp phát hiện các hạng mục bị bỏ sót trước khi chúng ảnh hưởng đến kết quả. Ví dụ, đường xả không được đo hoặc lượng hơi công nghệ xuất đi thay đổi có thể làm mất cân bằng nhiệt, ngay cả khi công suất máy phát có vẻ ổn định. Mỗi dòng liên quan cần có phương pháp đo hoặc cách xử lý được lập hồ sơ phù hợp với quy trình thử nghiệm.

Đối với hệ thống chu trình hỗn hợp, cần phân biệt ranh giới của tua-bin hơi nước với toàn bộ hệ thống phát điện. SINO-QNP cung cấp tua-bin hơi nước và các dòng sản phẩmTua-bin khí, nhưng việc xác minh hiệu suất vẫn phụ thuộc vào thiết bị cụ thể và ranh giới theo hợp đồng. Không thể xem nhiên liệu cấp cho tua-bin phía trước là đầu vào nhiệt của tua-bin hơi nước nếu chưa tính đến hệ thống thu hồi nhiệt nằm giữa chúng.

Đo các đại lượng quyết định kết quả

Thiết bị đo phải phù hợp để thử nghiệm nghiệm thu trong toàn bộ dải vận hành thực tế. Bộ truyền tín hiệu đáp ứng tốt yêu cầu điều khiển nhà máy có thể không đủ độ chính xác, được lắp đặt ở vị trí không phù hợp hoặc có đường xử lý tín hiệu chưa được lập hồ sơ cho mục đích thử nghiệm.

Duy trì hồ sơ hiệu chuẩn có khả năng truy xuất cho toàn bộ chuỗi đo. Đối với công suất điện, cần bao gồm sai số tỷ số và sai số pha của các máy biến áp đo lường liên quan, không chỉ công tơ điện. Khi đo áp suất, cần xem xét ảnh hưởng của độ cao và cột chất lỏng nếu phù hợp.

Cần đặc biệt chú ý đến phép đo lưu lượng. Thiết bị đo chênh áp phụ thuộc vào hình dạng lắp đặt, tính chất lưu chất và điều kiện vận hành. Khi sử dụng lưu lượng nước cấp hoặc nước ngưng để xác định lưu lượng hơi của tua-bin, cần tính đến thay đổi lượng lưu trữ, đường bypass, rò rỉ và các dòng nối khác theo cân bằng đã thống nhất.

Đồng bộ hóa dấu thời gian của dữ liệu đo. Kết hợp dữ liệu công suất của khoảng thời gian này với dữ liệu lưu lượng hơi của khoảng thời gian khác có thể tạo ra suất tiêu hao nhiệt có vẻ hợp lý nhưng không chính xác. Lưu giữ số liệu đo thô để người rà soát có thể truy vết từng giá trị trung bình được báo cáo về nguồn dữ liệu.

Tiến hành thử nghiệm trong điều kiện ổn định và an toàn

Đưa tổ máy về cấu hình vận hành đã quy định và chờ các điều kiện nhiệt ổn định. Công suất máy phát ổn định chỉ là một dấu hiệu: nhiệt độ hơi, áp suất khí thải, nhu cầu hơi trích, điều kiện nước cấp và các mức trong bồn liên quan cũng phải đáp ứng tiêu chí ổn định đã thống nhất.

Trong các khoảng đo hợp lệ, tránh thổi muội, vận hành bypass, chuyển đổi thiết bị hoặc các nhiễu động khác ảnh hưởng đến ranh giới thử nghiệm. Ghi lại các sự kiện vận hành và áp dụng quy tắc đã xác định trước để loại bỏ hoặc thử lại những lượt chạy bị ảnh hưởng. Chỉ chọn các khoảng thời gian có kết quả thuận lợi sau khi xem xét dữ liệu sẽ làm suy giảm tính đáng tin cậy của quyết định nghiệm thu.

Duy trì hoạt động của các hệ thống bảo vệ tua-bin. Bảo vệ quá tốc, giám sát rung động, các biện pháp bảo vệ hệ thống bôi trơn và giới hạn vận hành vẫn cần được duy trì trong suốt quá trình thử nghiệm. Mục tiêu thử nghiệm không phải là lý do để vượt quá giới hạn nhiệt độ, áp suất, rung động hoặc khí thải.

Việc lắp đặt thiết bị đo tạm thời cũng cần được kiểm soát. Các đầu nối hơi nóng, đầu lấy áp suất, mạch đo điện và công việc gần thiết bị quay đòi hỏi biện pháp cô lập và quy trình làm việc phù hợp. Cần xác định ai có quyền dừng thử nghiệm, điều kiện nào kích hoạt việc tạm ngừng và cách đưa tổ máy trở lại vận hành bình thường.

Tính suất tiêu hao nhiệt và áp dụng các hiệu chỉnh có căn cứ

Tính đầu vào nhiệt bằng cân bằng khối lượng và năng lượng đã thống nhất, đồng thời sử dụng nhất quán phương pháp tính chất hơi nước. Với ranh giới đơn giản không có tái nhiệt, phép tính thường bao gồm lưu lượng hơi nhân với chênh lệch entanpi giữa hơi đầu vào được chỉ định và nước hồi. Tái nhiệt, hơi trích và nhiều dòng hơi cấp cần có các số hạng tính riêng.

Biểu thị suất tiêu hao nhiệt nhất quán. Nếu đầu vào nhiệt và công suất điện đều tính bằng kW, suất tiêu hao nhiệt tính bằng kJ/kWh bằng 3,600 × đầu vào nhiệt ÷ công suất điện. Phép tính số học rất đơn giản; nhiệm vụ khó hơn là xác định đúng ranh giới đầu vào nhiệt và đầu ra.

Hiệu chỉnh hiệu suất đo được về các điều kiện tham chiếu theo hợp đồng bằng các đường cong hiệu chỉnh hoặc phương pháp tính toán đã thống nhất. Điều kiện hơi chính và áp suất khí thải thường cần được xem xét, còn các hiệu chỉnh bổ sung tùy thuộc vào cấu hình tua-bin và nội dung bảo đảm.

Giữ các hiệu chỉnh trong phạm vi đã thiết lập và ghi rõ chiều hướng cũng như mức độ hiệu chỉnh. Mức hiệu chỉnh lớn có thể cho thấy điểm vận hành không phù hợp để so sánh có cơ sở. Hiệu chỉnh không thể bù đắp cho số liệu đo còn thiếu, vận hành không ổn định hoặc ranh giới không chính xác.

Sử dụng độ không đảm bảo để đưa ra quyết định nghiệm thu có cơ sở

Lập ngân sách độ không đảm bảo bao quát các đầu vào đo lường và ảnh hưởng của chúng đến kết quả tính toán. Bao gồm hiệu chuẩn, ảnh hưởng của lắp đặt, thu thập dữ liệu, độ lặp lại và các thành phần liên quan trong tính toán. Khi phù hợp, cần tính đến các sai số tương quan thay vì xem mọi đầu vào là độc lập.

Nếu kết quả gần mức bảo đảm, quy tắc ra quyết định cần được thống nhất trước khi thử nghiệm. Độ không đảm bảo đo lường không mặc nhiên là mức dung sai có thể cộng vào công suất hoặc trừ khỏi suất tiêu hao nhiệt. Việc nghiệm thu dựa trực tiếp trên giá trị đã hiệu chỉnh hay áp dụng cách xử lý khác đã thống nhất tùy thuộc vào hợp đồng và các điều khoản thử nghiệm áp dụng.

Khi kết quả chưa đủ rõ ràng theo quy tắc đó, hãy xác định các phép đo đóng góp nhiều nhất vào độ không đảm bảo. Cải thiện phép đo lưu lượng có ảnh hưởng lớn nhất hoặc khắc phục vấn đề ở cảm biến áp suất khí thải có thể mang lại giá trị cao hơn so với việc chạy lại thử nghiệm mà không thay đổi thiết bị đo.

Hoàn tất nghiệm thu bằng hồ sơ có thể tái lập

Báo cáo cuối cùng cần bao gồm cơ sở bảo đảm, sơ đồ ranh giới thử nghiệm, hồ sơ hiệu chuẩn, các khoảng vận hành hợp lệ, nhật ký sự kiện, tham chiếu dữ liệu thô, phương pháp tính toán, chi tiết hiệu chỉnh, ngân sách độ không đảm bảo và quyết định nghiệm thu. Ghi lại các sai lệch và cách xử lý đã được phê duyệt để một chuyên gia đủ năng lực khác có thể tái lập kết quả.

Trước khi ký nghiệm thu, hãy truy vết một giá trị được báo cáo từ các phép đo ban đầu qua cân bằng năng lượng, hiệu chỉnh về điều kiện tham chiếu và so sánh theo hợp đồng. Nếu chuỗi truy vết này đầy đủ, báo cáo sẽ cung cấp cơ sở đáng tin cậy cho việc nghiệm thu. Nếu chuỗi bị gián đoạn do bỏ sót dòng lưu chất, ranh giới công suất không rõ ràng hoặc hiệu chỉnh chưa được giải thích, hãy xử lý vấn đề đó trước khi dựa vào mức dư hiệu suất có vẻ đạt yêu cầu.