GB/T14100—2016/ISO2314:2009

图2为用于机械驱动的典型试验边界。

图2用于机械驱动的试验边界

测算燃气轮机排气能量时需要用到损 该损耗包括了离开试验边界的所有能量。一般有辐射损 耗、轴承和齿轮箱损耗、发电机损耗和热损耗。热损耗可能包括压气机空气冷却系统的散热，该系统可 能与联合循环装置中的余热锅炉相连 一般情况下，损耗对于计算燃气轮机排气能影响很小，因此一般视为定值而不需测量。从冷却系统 抽取的热量属于例外情况，可根据测得的流量、温度和压力确定

表2给出了本标准所用符号、名称以及物理单

GB/T14100—2016/ISO2314:2009

与方及其在试验中的任务。明确确定设 避免试验后可能产生的分歧。规定了现场 试验/制造厂试验设备和条件的详细试 险相关方的一致同意

[6.1.1试验前协定

许多因素会严重影响验收试验结果，因此，应认真地计划、组织和进行试验，使试验结果达到最高 度

试验自标是确定燃气轮机性能参数是否符合之前的协议，例如采购协议、试验标准文件、EPC要 求、购电协议、合约式服务协议等。试验前应签订执行试验以及评价试验结果的详细程序。试验程序应 详细说明测量方法和将试验结果从试验条件修正到参考条件的方法，或相关文件确定的标准。本试验 标准不针对测定环境排放、噪声和振动的试验，这些试验一般属于其他试验规程。但这些试验可以按照 采购合同或其他相关文件与验收试验同时进行。

GB/T141002016/ISO2314.2009

运行期间燃气轮机性能老化是不可避免的。燃气轮机性能老化主要原因是气流流道结垢、腐蚀和 磨损。严格来说，对性能试验结果的老化修正是各方之间的商务问题，不属于本标准范畴。 在大多数情况下，燃气轮机性能保证值以设备“新而洁净”状态为基础。各方之间合同协议应规定 设备视为新而洁净状态的期限，并说明超过该期限进行试验是否允许老化修正。 可以根据对比试验、同类机群的统计性能、老化曲线或其他方法得出老化修正的具体方法。还应注 意，对短期运行难以通过对比试验得出实际的老化，因为短期内的性能老化和测量不确定度拥有类似幅 度，并且调试期间控制参数会发生变化。确定燃气轮机试验结果或保证值（见8.2.2.5）时，老化修正可 采用加法或乘法

在制定试验期间采用的永久和临时仪表的仪表准确度、校准、记录和布置要求时，应考虑以下建议。 1.对于试验期间使用的永久安装的仪表，在设计初期应尽可能按6.4要求执行。还应考虑进行试 验后校准或用临时仪表替换的能力。 2.对于临时仪表，设计应考虑接头和管径、引压管、温度计套管和电气接口。为使流量计测量不确 定度满足规定，建议采用均流器。 3.仪器布置应符合测量不确定度的要求，若可能，还要能确认关键试验参数（例如压力、温度、燃料 流量、功率）。

应根据试验程序进行性能试验，试验程序提供了执行试验的详细指导。试验程序应给出试验步骤。 验前，试验程序应得到试验相关方的一致认可，并签字确认。试验程序应包括以下内容： a）参考条件和保证值； b）试验结束时评价准则； c） 试验控制边界和测量传感器位置； d) 仪器详细信息，包括：类型、位置和校准要求； 开始试验前对稳态运行的要求； 关于燃料分析的详细说明，包括：燃料样品采集、储存、分析方法、采样频率、试验各方燃料样品 的分发，包括保存一组样品以备额外分析的需要； g) 允许的燃料条件变化范围，包括组分和热值； h）运行条件，如试验负荷、转速、运行条件最大允许变化范围（见表9）； i) 试验前设备清洁和检查； j) 性能老化的规定； k) 试验读数和观测结果记录； 1) 试验运行次数和每次运行时间； 数据采集频率、数据合格和剔除的标准； n) 用于计算最终试验结果的试验运行方式； 0) 偏离规定的条件时，用于修正的数值、曲线或算法； p) 数据保存、文件留存、数据和试验报告分发要求； q) 对试验程序任何修改的协议和记录； r)） 记录试验前后燃气轮机具体控制参数

GB/T14100—2016/1ISO2314:2009

在制造厂试验或者现场试验开始之前，设备应能在满负荷下可靠运行。如果计划进行现场试验，应 试结束后尽快进行试验。对于已经投人商业运行的装置，应在清洁、无损坏状态下试验。可按照商 同采用合适的老化修正。 试验主管应由试验方指定。指定的试验主管负责使所有试验都按照专业方式完成，并将本标准作 验指南。之前确定的试验程序应作为执行试验的依据。 试验前，试验相关方应就以下内容达成一致： a）检查所有装置，找出可能影响性能试验的设备和程序的所有缺陷； b）检查燃料流量测量系统； c）除非试验前在清洁状态下只进行了限定的运行，而且所有元件保持清洁并作好了试验准备，否 则应目视检查燃气轮机压气机叶片并清洗（离线清洗，必要时预先手动清洗）； d）通过测量验证燃气轮机压气机进口导叶角度，必要时按照控制规范调整； e）以TOT(透平出口温度）和其他相关因素为基础的燃气轮机TIT（透平进口温度）控制参数； f）所有临时仪表运输到现场前校准，在证书有效期内，距校准日期不超过12个月，可追溯到国家 或国际实验室； g） 确认所有临时和随机（若可用)仪表的位置并正确安装，相互核对校准证书和序列号； h）电功率测量，包括功率因数（视情况为毛功率和/或净功率）； i）监视所有相关参数的数据采集系统和数据采集频率； j）需要人工采集的数据和数据采集频率； k）采用打印运行屏幕界面的方式记录其他信息，信息可包括装置排放读数和可能影响验收试验 运行的所有报警； 1） 包括所有试验持续时间的试验明细进度表； m）燃气轮机运行方式和设置（例如旁路或锅炉、防结冰、压气机抽气等）； n）提供初步和最新燃料分析报告（包括燃料密度和热值）从而保证燃料符合要求； 0）主燃料采样方法和频率，应在试验前确定运行方、试验方和备用样品拟保留的样品份数，标明 进行燃料分析的实验室名称，可以使用便携式气体分析设备，但应符合本标准准确度要求； p） 安排适量、拥有相应技能的人员，能够正确使用仪器和采集试验数据； 提供有效指令和内部通信系统，用以指示试验开始与结束以及采集各种仪器读数所需的暂停 时间

燃气轮机试验应做好充分准备。如果进行现场试验，对于新机的验收试验，准备工作就不属于正常 周试活动。对于现场试验，通常做法是由设备供应商检查试验装置，并说明试验前需要采取的恢复措 施。在任何情况下，试验前，供应商有权对燃气轮机进行检查和清洁。表明设备已准备就绪的试验前记 录报告应在试验前由试验方分发给各试验相关方

6.3.2试验偏差协议

对于任何与性能试验程序或本试验标准不符的试验偏 交所有试验相关方。 应举行一次所有试验相关方参加的会议，确定是否需要按照性能试验程序和本试验标准进行预备 生试验。并确定试验相关方是否一致认可采集的数据。如果各方同意，该试验可作为正式试验

6.3.3试验计划和地点

应制定试验计义 施和编写试验报告。试验地点应由试验 场或其他试验地点。

应按照之前协议规定及时通知所有试验相关方，为各方留出必要的时间，安排人员、设备或文 各方同步更新最新信息，

用于计算或其他试验目的的燃气轮机部件尺寸和参数（管长、孔板直径）应在试验前确定并记录。 应记录铭牌上的序列号和数据以确认所试验的燃气轮机和辅助设备。应确认所有仪器，并记录型号和 序列号。应编制用于计算或数据处理的文件，包括算法、常数、比例、校准修正、偏移补偿、基准点和 换算。

6.4. 1 ± 一般要求

本条描述了依据本标准进行燃气轮机和相关部件试验时采用的仪器、方法和注意事项。对本条未 规定的所采用的仪器和测量方法，应取得试验相关方的一致同意。 为了使试验数据和结果达到最高的准确度，首选先进的电子仪器和装置，并配合计算机控制的数据 记录和处理系统。但对于无法采用电子仪器的情况，可以人工记录。 下文所述仪器和测量方法是在本标准出版之时先进和常用的。对于新的测量技术和方法，如果能 满足本文规定的最大不确定度要求，可以在性能试验时采用。 除非另有规定，否则应按照相关标准应用仪器、装置和测量。 本标准使用者在进行现场和设备具体不确定度计算时，应明确认识到性能试验各相关方都希望获 得实际不确定度最小的试验结果。 由于供货范围、使用的燃料、透平灵敏系数、仪器和从动设备特性不同，每个试验的试验结果最终不 确定度都不同。因此，本标准无意限定试验总不确定度。 为了保证试验结果精确、可靠，本标准确定了测量参数的不确定度以及试验时运行参数允许变化的 限值。 比较试验不像常规试验，因为试验结果是功率或效率的差值而不是绝对的值，所以其不确定度的测 定不同。试验应选择合适仪器和灵敏度，使得不确定 预期差值的百分比教小

6.4.1.1测量不确定度

通常，没有绝对准确的测量或试验，由于不可能达到理想条件，导致测量结果偏离真实值。因此，测 洁果只是接近被测参数值，即被测参数特定的真实值。对于燃气轮机试验时，需要测量多项参数，例 然气轮机热耗率、装置效率、电气或机械功率、水或蒸汽质量流量、流体压力和温度。确定测量不确定 的详细方法参见附录A。对试验进行不确定度分析的目的如下： a）可以量化试验结果质量； b) 明确每个测量参数对试验总不确定度的影响； c） 建立了提高试验质量的机制。 如果性能试验仪器合格并且其不确定度达到或优于表3规定的最大不确定度，则试验结果自然会

GB/T14100—2016/ISO2314:2009

达到高准确度。对于这种情况，不一定要测定试验总不确定度。 但如果有一个或多个试验仪器不符合表3规定的不确定度，可执行下列程序： 利用表3规定的每个测量参数的限值以及被测透平相关灵敏系数进行试验前不确定度分析。这为 试验总不确定度确定了基准。 然后，为每个参数选择合适的仪器数量和类型，使得总不确定度结果等于或小于之前计算的基准。 将总不确定度数值用于最终性能试验结果不属于本标准范畴，主要通过合同规定而且应在验收试 验之前对其合理性达成共识。但如果要计算相关性能参数的不确定度，就必须知道与所有仪器读数有 关的随机和系统误差。

6.4.1.2最大允许不确定度

表3最大允许不确定度

如压电、电容等）、有温度补偿的电子压力传感器，从而保证最高 的测量准确度。但若适用，也可以采用液体压力计（U形管或单管型）、静重压力计、波登管或其他弹性 玉力计。 应根据参数的幅度和范围、准确度要求以及具体设备流体动力特性与设计，认真评估压力测量所用 的方法、仪器数量和类型。 应注意压力仪器位置和安装情况，以免辐射、振动之类环境条件或管路和接头泄漏产生额外的偏 差，导致读数不确定度增大。

应该用校准后最大不确定度为0.05%的大气压力变送器测量绝对大气压。仪器位置应在任何封闭 空间之外，在稳定、有保护的环境中，与燃气轮机中心线等高。 不得采用当地气象站的大气压，

6.4.2.2压气机进气压

压气机进气压力指压气机进口总压。该压力为绝对压力，当单独测量和评估大气压、静压（表压）和 动压时，该压力为三者的代数和。 动压一般采用静压测量截面的平均速度和空气密度计算。平均速度根据该截面积和流量计算。 如果不采用任何进气道、消音器或过滤器，进气压力应取大气压。 如果压气机法兰或压气机进气喇叭口附近的平均速度低于20m/s，静压可以只布置一个测点。如 果速度超过20m/s，则静压应取3个测点的平均值，这3个测点应垂直气流并尽量对称。 对于闭式循环装置，压气机进口压力的测量要求应与压气机出口压力相同

6.4.2.3透平出口压力

透平出口压力指透平排气法兰（对于回热循环，则指回热器热侧出口法兰）处的静压，该压力的采集 方式与压气机进气压力相同。静压应取该截面处3个测点的算术平均值，这3个测点应尽量对称布置 如果没有采用任何出口风道，出口静压应取大气压。 如果所选位置的速度和压力梯度较高，应共同确定测量方法，以保证测得的数值能代表加权平均压 力。或者，可以考虑计算相对于环境条件的排气压力

6.4.2.4压气机出口压力和透平进气压力

如果透平进口温度采用间接方法测定，可能需要 机出口压力，或有如果可 里透平进 气压力。 测量静压应采用一个或多个(视情况）测点。对于多个测点，压力值为测量结果的算术平均值。动 压应根据相应截面估算的平均速度计算，

6.4.2.5气体燃料压力

建议用于测量温度的仪器： a）电阻式温度计（参见IEC60751《工业铂电阻温度传感器》）； b）热电偶［参见IEC60584（所有部分）]。 也可以采用其他温度测量装置，例如热敏电阻和玻璃管液体温度计，但它们须经过正确校准并且不 确定度符合本标准规定限值。 试验所用每个仪器都应进行校准或者用公认机构核准的仪器进行对比从而保证它们不超过最大不 确定度限值。 如果所测流体温度的动温部分超过0.5K，则应采用滞止（总温）型温度计，或者，对标准温度计的 测量结果进行适当修正

6.4.3.1进口温度

根据试验边界定义，进口温度等于环境空气温度或压气机进气温度

6.4.3.2环境空气温度

测量环境空气温度所需的仪器应安装在气流流过规定试验边界的位置，一般在进气滤室旁。需要 特别小心地保护温度计，防止感温元件暴露在太阳、其他辐射源或者高速（超过10m/s)气流环境中。 如果有多台燃气轮机，可能按单排、多排或错开布置，不论进气系统有无蒸发冷却系统，都应采取 切措施确定最具有代表性、最精确的试验边界的入口位置，以测定环境空气温度和湿度加权平均值。 仪器数量取决于空气过滤系统进口区域形状和尺寸。测量该温度时，应在进口截面上均匀布置四 个测量仪器。建议每10m进口面积安装一只传感器。如果进口温度分布不均匀，应相应增加温度计 数量。如果测得最高温度和最低温度相差超过5K，例如附近设备产生热流并流向进气道，应调查根本 原因并尽可能消除影响。

6.4.3.3压气机进口温度

压气机进口空气温度可用于能量平衡计算。应使用最天不确定度为0.2K的仪器测量。至少使用 两只传感器，同时采集读数从而计算出平均值。如果测点处的空气速度超过20m/s，应采用计算的空 气速度，计算出总温的动温部分校正温度测量值， 对于蒸发冷却或喷雾冷却系统运行的情况，应仔细选择测点位置以防测温元件由于水滴冲刷而 过冷。

6.4.3.4透平进口温度TIT

若要测定热力性能，试验期间燃气轮机必须在规定的温度设定值下运行。透平进口温度通常是燃

气轮机的设计基础，除非是闭式循环燃 能实测透平进口温度。因此，透平进口温度只 能通过基于热平衡计算的间接方法确定。ISO透平进口温度计算过程见8.3.5.2。 对于闭式循环燃气轮机的透平进 两只传感器就足够了

6.4.3.5透平出口（排气）温度

由于透平出口温度在燃气轮机运行、控制和保护系统中用作主要输人参数，因此燃气轮机范围一般 包括透平出口温度测量装置。燃气轮机制造商根据研发和经验，同时考虑不均匀的温度和流速分布以 及热辐射和热传导的影响，确定排气室或者级间区域（对于多轴或再热燃气轮机）测温探针的数量和 置。 如果用临时试验仪器测量透平出口温度，应考虑空间温度和流速梯度，在等横截面积区域中心共安 装至少四只传感器或合适的横向探针。如果实际情况需要将传感器安装在透平排气法兰或其附近，为 保证足够的准确度，需要多于四只传感器。对于闭式循环燃气轮机，两只温度探针就足够了。透平排气 法兰与测点之间风道和气缸应有合适的保温。 排气温度的测点位置应靠近试验边界，试验边界通常是燃气轮机与余热锅炉或燃气轮机排气烟 之间的分界面。燃气轮机排气的温度和速度分布通常是不均匀的，因此，要将单独测得的排气温度求取 平均值。制造商应规定具体方法。最好的办法是制造商根据其他类似机组的现场试验数据或采用分析 工具（例如CFD建模）提供计算方法

6.4.3.6燃烧室进口温度

可能需要确定燃烧室进口 燃烧室进口平均总温的测量方法 备详细设计而不同。应采取必要预防措施，防 产生影响

6.4.3.7燃料温度

可能需要在两处测量燃料温度，一处在流量计附近以便计算燃料供应和液体燃料回流（若适用） 在试验边界用于确定显热

6.4.4.1气体燃料

边界的选择对试验结果有重要影响。试验边 界的位置取决于要测定的参数（如燃气） 和通过热平衡得到确定的排气能）。例如，采用燃料预 热器时，对于效率和排气能就需要 的温度值

6.4.4.1.1气体燃料特性

气体燃料特性应包括测定： a) 密度； b) 热值； c) 成分； d) 温度； e) 压力； f) 流量。 如果试验相关方达成共识，热值和密度可以根据气体燃料供应商的记录计算或直接采用，记录的日 期和时间应与试验的日期和时间一致，并在试验报告中完整说明选择数值的依据。另外，测量仪器的校

GB/T14100—2016/ISO2314:2009

准数据应能追溯到国际标准，且不确定度符合标准规定的限值。 对于高炉气或炼厂气和其他气体，其组分是不断变化的，应在试验期间同步采样，求取平均值以获 得合理、具有代表性的气体热值。若可能，建议试验期间采用气相色谱仪，

6.4.4.1.2气体燃料密度

6.4.4.1.3热值

气体燃料低位热值（I.HV），也称为净热值，应根据燃料中各组分在常压下的热值及比例，并取燃烧 基准温度为15℃，按照IS(）6976通过计算确定。如果符合标准要求的不确定度，也可采用其他类型热 值仪。试验相关方应预先对采用的方法达成共识。 如果试验条件下，实际燃料温度超过或低于15℃，应对燃料显热进行调整

6.4.4.1.4气体燃料成

6.4.4.1.5气体燃料采样

应按照ISO10715，使用专门的样品容器保存气体燃料样品。建议采集至少两组样品，试验开始与 结束时各采集一组。如果气体成分有波动，可以在试验期间增加采样组数。 每组至少采集3个样品，一个用于实验室分析，并保留一个备用样品。应保留备用样品直到实验室 结果已经公布，并且试验相关方均认可试验结果。用于试验分析的燃料特性应根据每次试验开始和结 束时采集的具体燃料样品特性的平均值确定。

6.4.4.1.6气体燃料流量测量

气体燃料单位时间实际流量（流率）的测量最好采用符合ISO9951的涡轮流量计，或者采用符合公 认国际或国家标准要求的容积流量计、孔板流量计或科氏流量计。 如果实际条件限制了测量方法，可以按照ISO5167（所有部分）的要求，设计、布置和使用喷嘴、孔 板或文丘里流量计测量流量，确定耗气量。 可以根据ISO9951或ISO5167，再结合ISO6976确定的气体密度，计算出试验条件下实际燃料质 量流量， 如果经过校准且不确定度符合本标准的要求，也可以采用超声波流量计或其他流量计。

GB/T141002016/ISO2314.2009

性能试验所用燃料仪器应分别校准，并将燃料质量流量最大不确定度控制在0.5%

6.4.4.2液体燃料

6.4.4.2.1液体燃料特性

试验相关方应对燃料采样方法达成共识。燃料特性应包括测定： a) 密度； b) 热值； c) 黏度（若适用）； d) 温度； e) 成分； f)流量

6.4.4.2.2密度

原油或体石油 计法或其他相当的标准得出。试验 的实际密度应根据分析结果，

6.4.4.2.3热值

6.4.4.2.4液体燃料成分

应按照以下标准测定液体燃料质量浓度（C、H、N、O、S）：碳、氢和氮按ASTMD5291；微量 TMD4629；硫按ISO14596或ISO20846；氧按DIN51451。另外，测定水时应按ISO3733，测 时应按IS06245。可根据燃料分析结果确定燃料和排气的比热和熔值。另外，还可以确定 分。

6.4.4.2.5液体燃料采样

应在试验前协商并确定燃料采样位置。所选采样位置应尽量靠近试验边界，在计量站上游，这样 液体燃料样品才能代表经过计量装置的燃料特性。应特别小心以保证采样位置不受试验边界范围之 外、会使燃料成分发生变化的任何工艺（粗滤器、过滤器等）的影响

GB/T14100—2016/ISO2314:2009

应在试验开始和结束之时采集若干组液体燃料样品，每组至少3个样品。如果怀疑燃料供应不稳 定，可以提高采样频率。应将每组样品中的一个送到合格实验室。应向业主提供一个样品，而第三个样 品则应保留到完成所有燃料分析，且结果得到了相关方的一致认可。用于试验分析的燃料特性应根据 每次试验前后采集的各组燃料样品特性的平均值确定。

6.4.4.2.6液体燃料流量测量

用喷嘴、孔板或文丘里测量液体燃料流量时，仪器的设计、布置和安装应符合公认标准，如 ISO5617（所有部分）。也可以采用其他流量测量装置，例如容积流量计、涡街流量计、科氏流量计或超 声波流量计。任何情况下，燃料流量测量装置都应正确校准从而保证最大不确定度小于0.5%。 如果可以满足规定的测量不确定度，也可以采用经过校准的容积计量槽。 称量槽系统在其枢轴上应能自由移动，不受例如设计不当或管接头安装不当导致的外力的限制。 称量槽系统应在试验前校准，测量总不确定度不超过测量值的0.5%。 对于控制阀或燃烧器溢出或泄漏的部分，应将其重新引人燃料流量计下游的燃料系统，或者单独测 量其数量并从总流量测量值中扣除该值

6.4.5.1电功率测量

应采用符合IEC（国际电工委员会）标准或其他公认标准的电气测量设备进行试验。 可以按照图3所示，根据合同范围规定或保证条件定义的试验边界确定电功率的测点位置，各测点 的定义见表5。如果正确配备了足够的变压器并且符合本标准要求，则可以在图3所示的任何测点测 量功率。 应注意，图样和名称可能与燃气轮机制造商所用术语不同

电功率测量方法采用双功率表法还是三功率表法，取决于发电和配电方式。典型三相系统的接线 采用三线制或四线制，发电机采用三角形联接或星形联接。 为了选择合适的测量设备并确定相应互感器，在规划和准备试验期间应检查特定现场配置

6.4.5.1.1电功率测量

测量有功功率时，应采用单相或多相、准确度度等级不超过0.2%的精密功率表或电度表。如果功 率测量仪器没有测量功率因数的功能，应采用准确度等级不超过0.5%的无功功率表或无功电度表记录 瞬态无功功率。 如果励磁和/或辅机功率是从发电机母线引出的，为了在总功率基础上确定净电功率，应对励磁和/ 或辅机功率进行测量，相应功率表或电度表准确度对净功率不确定度的影响应小于0.03%。 电度表记录时间的测量精度应满足对被测功率不确定度的影响小于0.03%。 试验使用的功率测量设备应按照可追溯到公认国际标准的参考标准进行校准。校准应考虑预期的 试验负荷、电压和频率条件。 最好采用经过实验室正确校准的便携式试验仪器。但如果各方一致同意，且满足本标准的要求，可 以采用配电盘的仪器， 不得采用无法按照各单相验证和校准的测量系统，如多相功率表