電站汽輪機(jī)性能檢測(cè)不確定度評(píng)定
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一、概 述
1.1 目 的
評(píng)定汽輪機(jī)熱耗率測(cè)量的不確定度。
1.2 檢測(cè)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)
ANSI/ASME PTC6-1996《Steam Turbines Performance Test Code》
GB 8117-1987《電站汽輪機(jī)熱力性能驗(yàn)收試驗(yàn)規(guī)程》
1.3 檢測(cè)使用的儀器設(shè)備
(1) 壓力測(cè)量設(shè)備：根據(jù)測(cè)量介質(zhì)及試驗(yàn)要求，可采用壓力變送器、靜重式壓力計(jì)或彈簧管壓力表等，測(cè)量裝備不確定度與具體設(shè)備有關(guān)；
(2) 溫度測(cè)量設(shè)備：根據(jù)測(cè)量介質(zhì)及試驗(yàn)要求，可采用電阻溫度計(jì)、熱電偶等，測(cè)量裝備不確定度與具體設(shè)備有關(guān)；
(3) 差壓測(cè)量設(shè)備：采用差壓變送器，測(cè)量裝備不確定度與具體設(shè)備有關(guān)；
(4) 功率測(cè)量設(shè)備：根據(jù)測(cè)量介質(zhì)及試驗(yàn)要求，可采用功率表、電度表等，測(cè)量裝備不確定度與具體設(shè)備有關(guān)；
(5) 流量測(cè)量設(shè)備：根據(jù)測(cè)量介質(zhì)及試驗(yàn)要求，可采用噴嘴、孔板、超聲波流量計(jì)等，測(cè)量裝備不確定度與具體設(shè)備有關(guān)；
1.4 檢測(cè)程序
(1) 明確試驗(yàn)范圍、試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)等試驗(yàn)要求；
(2) 安裝試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)，并調(diào)試；
(3) 對(duì)檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行隔離，確保檢測(cè)對(duì)象符合試驗(yàn)要求；
(4) 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員對(duì)檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行運(yùn)行調(diào)整，確保檢測(cè)對(duì)象各參數(shù)波動(dòng)符合試驗(yàn)要求；
(5) 采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)。測(cè)量與檢測(cè)對(duì)象計(jì)算有關(guān)的熱力特性參數(shù)，并計(jì)算各單項(xiàng)測(cè)量參數(shù)的不確定度（如主蒸汽壓力、溫度等）；計(jì)算與被檢測(cè)對(duì)象計(jì)算有關(guān)的間接測(cè)量參數(shù)的不確定度。這些間接參數(shù)是指流量、功率、比焓等通過(guò)其他參數(shù)進(jìn)行計(jì)算而得出的參數(shù)；確定各參數(shù)對(duì)被檢測(cè)對(duì)象的影響。一般可采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、解析微分法或能耗局部定量分析法計(jì)算；計(jì)算檢測(cè)對(duì)象的不確定度，即把每個(gè)參數(shù)的不確定度進(jìn)行合成；
(6) 試驗(yàn)結(jié)束，恢復(fù)檢測(cè)對(duì)象至正常運(yùn)行狀態(tài)；
1.5 不確定度評(píng)定結(jié)果的應(yīng)用
符合上述條件或十分接近上述條件的同類測(cè)量結(jié)果，一般可以參照本例的評(píng)定方法。
二、 數(shù)學(xué)模型
典型一次再熱式凝汽汽輪機(jī)熱耗率計(jì)算模型為：
式中：
— 熱耗率，；
— 發(fā)電機(jī)功率，；
、— 主蒸汽流量、焓，、；
、— 給水流量、焓，、；
、— 再熱熱段蒸汽流量、焓，、；
、— 再熱冷段蒸汽流量、焓，、；
、— 過(guò)熱減溫水流量、焓，、；
、— 再熱減溫水流量、焓，、；
三 不確定度評(píng)定
3.1 直接測(cè)量值的不確定度
一般而言，直接測(cè)量參數(shù)P的不確定度是由測(cè)量裝置本身的儀表不確定度、隨時(shí)間變化的測(cè)量參數(shù)而引入的采樣不確定度，以及有限個(gè)讀數(shù)和采樣點(diǎn)產(chǎn)生的空間不確定度三部分組成。
3.1.1 測(cè)量裝置的不確定度
測(cè)量裝置的不確定度通常是不確定度的主要來(lái)源，如果被測(cè)量參數(shù)是由相同類型和精度等級(jí)的數(shù)臺(tái)測(cè)量裝置的測(cè)量讀數(shù)平均值確定的，則該平均值的不確定度是單臺(tái)測(cè)量裝置的不確定度除以所使用的相同測(cè)量裝置臺(tái)數(shù)的平方根。即
式中：
— 所用測(cè)量裝置的臺(tái)數(shù)；
— 單臺(tái)測(cè)量裝置的不確定度；
— 測(cè)量裝置造成的測(cè)量平均值的不確定度；
3.1.1.1 壓力測(cè)量
表1是汽輪機(jī)熱耗率檢測(cè)中常用壓力測(cè)量裝置的不確定度的數(shù)值。
表1 汽輪機(jī)熱耗率檢測(cè)試驗(yàn)常用壓力測(cè)量裝置及其不確定度
測(cè)量裝置 質(zhì)量和等級(jí) 不確定度
壓力變送器 ⑴ 試驗(yàn)用，中等精確度，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室校驗(yàn)的表壓或絕對(duì)壓力變送器；
⑵ 電站用，由靜重式校驗(yàn)儀校驗(yàn)過(guò)的表壓或絕對(duì)壓力變送器； 滿刻度的0.1%
滿刻度的0.25-0.50%
靜重式壓力計(jì) ⑴ 經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室校驗(yàn)；
⑵ 未經(jīng)校驗(yàn)； 讀數(shù)的0.1%
面積比10：1時(shí)，額定量程的0.1%；面積比100：1時(shí)，額定量程的0.25%
彈簧管壓力表 ⑴ 試驗(yàn)用，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用型，現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)，有溫度補(bǔ)償；
⑵ 電站用，在運(yùn)行工況下現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)；
⑶ 電站用，未經(jīng)校驗(yàn)； 滿刻度的0.5%
滿刻度的1.0%
未定
3.1.1.2 溫度測(cè)量
表2是汽輪機(jī)熱耗率檢測(cè)中常用溫度測(cè)量裝置的不確定度的數(shù)值。
表2 汽輪機(jī)熱耗率檢測(cè)試驗(yàn)常用溫度測(cè)量裝置及其不確定度
測(cè)量裝置 質(zhì)量和等級(jí) 不確定度
電阻溫度計(jì) 試驗(yàn)用，實(shí)驗(yàn)前后按規(guī)程校驗(yàn)，配用精確度為0.03%的電橋或同等精確度的數(shù)值采集轉(zhuǎn)換裝置 0.5℃
熱電偶 ⑴ 試驗(yàn)用，連續(xù)引線，實(shí)驗(yàn)前后按規(guī)程校驗(yàn)，配用精確度為0.03%的電位計(jì)或同等精確度的數(shù)值采集轉(zhuǎn)換裝置；
⑵ 試驗(yàn)用，連續(xù)引線，對(duì)照二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)，配用精確度為0.05%的電位計(jì)或同等精確度的數(shù)值采集轉(zhuǎn)換裝置；
⑶ 用精密級(jí)的補(bǔ)償導(dǎo)線，對(duì)照二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)，配用精確度為0.05%的電位計(jì)或同等精確度的數(shù)值采集轉(zhuǎn)換裝置；
⑷ 用標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)償導(dǎo)線組裝，未經(jīng)校驗(yàn)，配用精確度為2.0%電位計(jì)或同等精確度的數(shù)值溫度表或采集裝置；
⑸ 電站記錄用熱電偶，用標(biāo)準(zhǔn)引線組裝，未經(jīng)校驗(yàn)，配用精確度為0.3%的電站記錄用電位計(jì)； 0.5℃
1.0℃
1.7℃
4.0℃
5.6℃
3.1.1.3 電量測(cè)量
表3 汽輪機(jī)熱耗率檢測(cè)試驗(yàn)常用電量測(cè)量裝置及其不確定度
測(cè)量裝置 質(zhì)量和等級(jí) 不確定度
功率表 ⑴ 高精度功率變送器配有可比精確度的高分辨率數(shù)字顯示裝置；
⑵ 便攜式單項(xiàng)功率表，試驗(yàn)前經(jīng)過(guò)校驗(yàn)；
⑶ 配電盤(pán)式功率表，試驗(yàn)前經(jīng)過(guò)校驗(yàn)；
⑷ 未經(jīng)校驗(yàn)的功率表（不推薦用于試驗(yàn)） 讀數(shù)的0.1-0.2%
滿刻度的精確度等級(jí)
滿刻度的精確度等級(jí)
可達(dá)5%
電度表 ⑴ 配有高精確度數(shù)字顯示裝置的電子電度表；
⑵ 便攜式三相電度表，置于溫控箱內(nèi)，無(wú)機(jī)械記錄器，試驗(yàn)前經(jīng)過(guò)校驗(yàn)；
⑶ 配電盤(pán)式三相電度表，有機(jī)械記錄器，試驗(yàn)前經(jīng)過(guò)校驗(yàn)；
⑷ 未經(jīng)校驗(yàn)的電度表（不推薦用于試驗(yàn)） 0.15%三相、0.20%單相
0.25%三相、0.50%單相
0.50%三相、1.00%單相
可達(dá)5%
電壓互感器 ⑴ 0.3級(jí)精確度，試驗(yàn)前在預(yù)計(jì)達(dá)到的電壓、電流和負(fù)載范圍內(nèi)按變比、相角校驗(yàn)；
⑵ 已有典型校驗(yàn)曲線可利用，并已知負(fù)載伏安特性和功率因數(shù)；
⑶ 未經(jīng)校驗(yàn)，帶已知負(fù)載；
⑷ 未經(jīng)校驗(yàn)，帶未知負(fù)載，但不超載，精確度0.3級(jí)； 0.1%
0.2%（功率因數(shù)1.00）
0.3%（功率因數(shù)0.85）
與精確度等級(jí)相當(dāng)
1.5%
電流互感器 ⑴ 0.3級(jí)精確度，試驗(yàn)前在預(yù)計(jì)達(dá)到的電壓、電流和負(fù)載范圍內(nèi)按變比、相角校驗(yàn)；
⑵ 已有典型校驗(yàn)曲線可利用，并已知負(fù)載伏安特性和功率因數(shù)；
⑶ 未經(jīng)校驗(yàn)，帶未知負(fù)載，但不超載；在互感器100%的額定電流時(shí)；
⑷ 未經(jīng)校驗(yàn)，帶未知負(fù)載，但不超載；在互感器10%的額定電流時(shí)； 0.05%
0.10%
與精確度等級(jí)相當(dāng)
兩倍精確度等級(jí)
3.1.1.4 流量測(cè)量
表 4 汽輪機(jī)熱耗率檢測(cè)試驗(yàn)常用流量（液體）測(cè)量裝置及其不確定度
測(cè)量裝置 質(zhì)量和等級(jí) 不確定度
長(zhǎng)徑噴嘴
（喉部取壓） ⑴ 經(jīng)過(guò)校驗(yàn)，符合規(guī)程要求；
⑵ 經(jīng)過(guò)校驗(yàn)，用外推系數(shù)曲線，試驗(yàn)前檢查；
⑶ 未經(jīng)校驗(yàn)，試驗(yàn)前后檢查； 0.15%
0.25-0.35%
0.8%
長(zhǎng)徑噴嘴
（D-D/2取壓） ⑴ 經(jīng)過(guò)校驗(yàn)，符合規(guī)程要求；
⑵ 經(jīng)過(guò)校驗(yàn)，用外推系數(shù)曲線，試驗(yàn)前檢查；
⑶ 未經(jīng)校驗(yàn)，試驗(yàn)前后檢查；
⑷ 未經(jīng)校驗(yàn)，永久性安裝前檢查過(guò)； 0.25%
0.50-0.60%
2.00%
3.20%
1932 ISA噴嘴
（角接取壓） 未經(jīng)校驗(yàn)，試驗(yàn)前后檢查； 1.00%
標(biāo)準(zhǔn)孔板
（D-D/2、角接、法蘭取壓） ⑴ 未經(jīng)校驗(yàn)，試驗(yàn)前后檢查；
⑵ 未經(jīng)校驗(yàn)，永久性安裝前檢查過(guò)； 1.00%
3.20%
3.1.2 采樣不確定度（時(shí)間變化性的不確定度）
采樣不確定度是由采樣時(shí)間不同使被測(cè)量參數(shù)出現(xiàn)差異造成的不確定度。試驗(yàn)參數(shù)的變化隨時(shí)間而異，其幅值的大小及頻率取決于被測(cè)量參數(shù)自身的特性和試驗(yàn)方法。標(biāo)準(zhǔn)給出了確定把因采樣時(shí)間不同造成被測(cè)量參數(shù)出現(xiàn)差異對(duì)檢測(cè)結(jié)果合成不確定度的影響降至最小的讀數(shù)數(shù)量的方法，如試驗(yàn)無(wú)法滿足該要求時(shí)，則必須單獨(dú)考慮它的影響。如樣本數(shù)量N大于10個(gè)，則用試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差S表征測(cè)量結(jié)果的分散性，即
式中：
— 樣本數(shù)量，即測(cè)量值的數(shù)目；
— 第次測(cè)量結(jié)果；
— 測(cè)量值的算術(shù)平均值；...
熱門(mén)關(guān)鍵詞： 
