1/8/2019
摘要
而通流能力则要求最佳匹配。 汽轮机特征通流面积具有两个重要特点 :只要相应级段的几何参数不变， 特征通流面积在不同工况下保持常数，且有较高的精确度；反之，如果特征 通流面积改变，原因一定来自级段几何参数的变化，采用特征通流面积可对 汽轮机通流部分进行性能分析，建立机组的精确热力性能档案和实现精确的 变工况计算，还可将其用于汽轮机的运行监测与诊断等。 我下面分别五个部分分别介绍我们的研究工作。
1/8/2019
1.核电厂特征面积法计算及应用
清华大学的江宁博士提出了通流能力的概念，从弗 留格尔公式出发推导出下式，作为通流能力的特征表达 式：
文献基于大量的核电汽轮机设计数据，对弗留格尔 公式在变工况时的稳定性进行了验证.事实证明，其稳 定性非常有限，尤其是高压级段和低压高湿度区，且负 荷越低、变化越大，不能满足工程要求，为此，尝试将 弗留格尔公式中的T0以p0和v0替换，得到式
1/8/2019
1.核电厂特征面积法计算及应用
然后，代入大量的设计数据进行验算.计算结果表 明，上式在级段变工况时稳定性良好。该概念称为特征 通流面积（简称CFA），将其作为通流级段性能的表征 并用于运行监测与诊断。 通过国内多家核电站汽轮机性能试验进行验证表明， 该方法计算结果精确、可靠。 本研究成果对国内外汽轮机性能试验及计算方法的 原有理论进行了发展，为汽轮机运行阶段的性能监测和 故障诊断奠定了基础。 本研究成果不仅适用于核电厂汽轮机组热力性能试 验，也可推广至火电机组。
1/8/2019
0.概述
大型机组的通流故障诊断具有强烈的时间性和准确 性要求，但是目前在火电机组方面还没有一个经过验证 的可以应用到工程实际的特征值作为机组故障的判据。 我们在徐院士研究的基础上，验证了“特征通流面 积”的概念应用于火电机组的精度，并通过进行汽轮机 通流能力试验、机组的精确热力性能档案（性能试验）， 综合考虑相对内效率和特征通流面积两个特征值，进行 机组实际运行状态判断，并应用于实际火电机组。对于 汽轮机通流能力的表征及汽轮机运行时的安全即时监视 具有重要的意义。
1/8/2019
0.概述
大型汽轮机组通流部分的故障诊断研究，我国 从上个世纪80年代末就开始了。结垢、磨损、汽封 漏汽是汽轮机通流部分最常见的故障，这些故障发 生时总是会引起一些热力参数的变化，因而可以通 过监视热力参数的变化，利用热力参数变化与通流 部分故障之间的关系，进行汽轮机通流部分的故障 诊断。 上海交通大学的忻建华、叶春等人1997年对电 站汽轮机通流部分故障特征规律进行了研究，提出 了热力参数故障诊断，并分析了热力参数诊断的方 法，给出了高压缸通流部分的部分故障与热力参数 的对应关系。
基于特征通流面积法的汽轮机故障诊断研究
尹金亮，陈长利， 高文松，潘富亭，王晓峰，邓德兵
2015年7月
摘要
结垢、磨损、汽封漏汽等是汽轮机通流部分最常见的故障，这些故障发
生时总是会引起一些热力参数的变化，因而可以通过监视热力参数的变化， 利用热力参数变化与通流部分故障之间的关系，进行汽轮机通流部分的故障 诊断。 汽轮机级组的特征通流面积在通流部分尺寸不发生变化时数值保持不变， 可以作为机组通流能力及通流部分故障诊断的准则参数，为机组通流部分的 状态监测与故障精确诊断提供依据。 通过汽轮机通流能力（ VWO）试验和计算，比较特征通流面积的设计工 况理论值、性能考核工况试验值和机组运行工况实际值，并且综合考虑相对 内效率和特征通流面积两个特征值，进行机组实际运行状态判断，将其进行 分析对比，就可得出解决问题。 通过实际火电机组案例验证了特征通流面积理论的正确性，计算结果满足 工程计算精度和大型机组故障诊断具有强烈时间性和准确性的要求，对于汽 轮机通流能力的表征及汽轮机运行时的安全即时监视有重要的意义。
1/8/2019
0.概述ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
华北电力大学杨勇平教授在1999 年提出过一个 “当量通流面积”的概念，可以通过监测某级组的“当 量通流面积”的变化，诊断出其通流面积的改变。 利用“当量通流面积”进行汽轮机通流部分的故障 诊断时，可以直接得出到底通流面积是增加(磨损)还是 减少(结垢)。并通过一个实例计算了“当量通流面积” 的值。 清华大学的江宁博士2004年提出了通流能力的概念 和公式。 中国广东核电集团有限公司的徐大懋院士，结合多 年的实践经验，2010年在弗留格尔公式的基础上提出 了“特征通流面积”的概念，并提出了如何利用“特征 通流面积”的概念去检测和诊断汽轮机故障的设想。
1/8/2019
1.核电厂特征面积法计算及应用
目前国内核电厂汽轮机热力性能试验多采用ASME PTC-6简化规程试验方法，但存在以下技术难题：蒸汽 湿度无法测量或抽汽焓值不能精确确定；机组实际热平 衡计算有困难；汽轮机通流能力特性不能量化，无法获 得汽轮机实际特性。针对上述技术难题提出解决方案， 必须另辟蹊径寻找汽轮机通流的其他特征量。ASME PTC6标准中用以下式来描述过热蒸汽区通流级段在变 工况时的恒定特性： 以式（2）来描述湿蒸汽区通流级段变工况时的 特性：
汽轮机的热力性能有两大重要指标:效率和通流能力，效率要求越高越好；
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目
录
0 概述 1.大型汽轮机通流部分典型故障介绍 2.特征通流面积法在常规汽轮机故障诊断研究 3.特征通流面积法在运行监测与诊断中的应用研究 4.特征通流面积在某135MW汽轮机故障诊断中应用 5.特征通流面积在某600MW汽轮机故障诊断中应用 6.初步的结论
1/8/2019
0.概述
特征通流面积理论是在弗留格尔公式的基础上推导 而来的，它的提出能很好的解决相对内效率、火用效率 等单独作为热力判据在诊断方面存在的弊端，基于特征 通流面积的汽轮机通流部分故障诊断方法的提出，经过 徐大懋、邓德兵团队的研究和工程应用，主要表现在汽 轮机机组的运行性能分析、建立机组热力性能数据库、 机组运行监测与诊断，在核电行业得到广泛的应用，徐 院士在核电汽轮机组的热力性能试验中进行了验证，在 机组性能偏离分析方面取得了良好效果。但在火电机 组方面还没有验证。