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9F燃机单循环性能试验方法及优化意见

摘要：通用公司9F改进型燃机单循环性能试验的方法与改进意见。对9F燃机单循环性能试验进行规范化、细节化发展方向的探索。对ASME标准下执行燃机性能试验的实践总结与优化。

关键词：燃机性能试验、不确定度、改进意见、实践总结

1.试验目的

业主方采购了一台通用公司9F改进型燃机，新机组安装完毕后，我方作为专业第三方进行考核性能试验，主要测试和评估的目的是根据采购合同衡量燃机发电机组单循环工况的性能。

1.设备简介

本文件介绍了某电厂4号机组，一台GE GT-9F-04改造型燃机发电机，目前运行方式为单循环运行，详细参数如下：

循环烘干机

额定参数表格

校正参数	100%工况	75%工况	50%工况
大气温度	35 ℃	35 ℃	35 ℃
大气湿度	98 %	98 %	98 %
大气压	1013 mbar	1013 mbar	1013 mbar
燃机转速	3000 rpm	3000 rpm	3000 rpm
发电机功率因数	0.8 (lagging)	0.8 (lagging)	0.8 (lagging)
燃机条件	全新清洁，200小时内和离线水洗后25小时	全新清洁，200小时内和离线水洗后25小时	全新清洁，200小时内和离线水洗后25小时
进口系统压降(@ 合同额定条件)	51.67 mm (2.04 in) H2O	41.28 mm (1.63 inH2O)	28.28 mm (1.11 in H2O)
排气系统压降(@合同额定条件)	114.27mm (4.5 in H2O)	90.72 mm (3.57 in H2O)	62.27 mm (2.45 in H2O)
燃料	天然气	天然气	天然气
燃料供应温度	27 ℃	27 ℃	27 ℃
燃料低位热值	49600 kJ/kg	49600 kJ/kg	49600 kJ/kg
燃料H/C比	3.934	3.934	3.934

1.试验前注意事项

1.燃料化验成分与低位发热值一般按照ISO6976标准下，基准温度一般为15℃，尤其在国外执行的情况下，需要优先联系好检测机构。

2.燃机的性能试验应在机组完成可靠性运行试验后6个月内执行。

3.现场实际安装情况与设备出厂情况会存在不一致产生变更，相对应的性能试验修正曲线也将会变更，试验执行前一个月，优先确认最终的修正曲线及修正曲线的配套计算公式，最终确认性能试验曲线提交业主。

4.试验开始前需确认燃机试验负荷下燃机运行控制模式。

5.加强性能试验边界概念，严格控制性能试验边界能量流损失，确保性能试验的高度准确性。

2.测量和仪器

1.测试数据将从临时精密测试仪器和燃机永久性测点及就地仪器测量数据中读取。

2.性能测试分为两类数据:

主要数据:用于性能测试计算的主要数据。

次要数据:不用于性能测试计算，但用于参考或诊断目的。

4.3.临时精密仪器经由CNAS认证的机构鉴定后的测量精度需满足ASME PTC 22的要求。

4.4.采用的试验仪器需要满足试验数学建模不确定度符合ASME PTC19.1的要求。

1.主要测点的特殊准备

1.天然气流量值采用最接近燃机的流量计进行测量，并与天然气调控站流量计进行对比，需要通过多点观察对比，判断燃机前置模块表计的准确性。

2.由于此燃机电厂设计有增压机系统，造成了天然气压缩增压同时被增温，所以选择前置模块温度测点为最终进入燃机天然气温度点。

3.在燃机进口管道上临时安装四至八个热阻，测量压缩机进口温度，通过空间及数量级上尽可能消除误差。

4.关于电厂净输出功率如何测量需与甲方试验前明确，其中关于发电机励磁损失如何统计需要提前明确。此电厂净功率测量点为主变高压侧输出功率。

5.天然气采样过程，需要加强安全防护防爆措施，配置采样瓶密封检测装置，确保采到的样品不泄露。

2.试验准备工作

1.进行测试前，燃机需进行离线水洗。应遵循与燃机设备一起提供的燃机发电手册中规定的水洗程序和指导方针。清洗前后，试验方和甲方将对压气机进气和进气滤网箱进行检查。如果性能工程师认为压气机在初次清洗后仍然很脏，性能工程师可能需要额外的压缩机清洗或手动擦拭，以确保压缩机的清洁。当压缩机进口温度低于4.4摄氏度时，压气机不清洗。对清洗完毕的水质进行化验，确保相关指标符合规定要求。

2.校准和控制系统的正确操作,相关测点仪器和测量设备,并记录系统将由实施方和见证方共同验证之前进行官方测试。

3.确认燃机排气热电偶信号准确，燃机排放扩散度符合规定要求。

4.临时精密仪器需与燃机原有测点对比。对临时精密仪器进行安装运行情况进行摸底，判断临时精密仪器的准确性。

5.入口IGV导叶进口角位置需通过量角器测量核查指定的位置偏差情况。

6.测试前燃料采样位置将共同确定。采样点将尽可能靠近进入燃机和计量站上游。应特别注意确保燃料取样位置尽可能地位于所有过滤器、烘干机、压缩机、洗涤器等的下游，以便这些样本是燃机实际消耗的燃料的真实表示。

7.试验开始前应，在三方的见证下对空气过滤系统，压气机等进行必要的清洗，确保燃机在执行时为新的和清洁的条件下。

3.试验方法

1.性能测试最好在燃机燃烧时间200小时内进行,否则退化校正将被应用。

2.性能测试开始当燃机是满负荷并达到热稳定性(燃机排气温度变化小于2.8℃/15分钟）

3.要求在数据采集期间，数据的最大允许标准差如下表所示:

试验参数的稳定性要求

参数	最大许用标准偏差
环境温度	0.7℃
环境压力	0.33%
输出功率	1.3 %
燃料进气压力	0.65%
燃料流量	1.3 %
燃机转速	0.65%
绝对排气背压	0.33%