发电厂汽轮机运行技术问答题
1、热工学理论基础有哪些内容？
答：热工学理论基础包括：工程热力学和传热学这两门基础科学。工程热力学是以热力学的两个基本定律为基础的。因为热能转变为机械能是通过工质的状态变化过程和热力循环而完成的，所以对过程和循环的分析是工程热力学的主要内容。传热学的研究对象是热的传递过程，它的内容是以导热，对流换热及辐射热这三种基本传热方式为基础的。实际的热量传递过程是几种基本传热方式同时起作用的传热过程。
2、自然界中可被利用的能源有哪些？
答：主要有风能、水能、太阳能、地热能、燃料的化学能和原子核能等。
3、热能的利用一般有哪两种方式？
答：一种是直接把热能作为加热之用，如：日常生活中的采暖、蒸煮以及广泛用于造纸、纺织化工等工业中的加热、干躁等生产过程。另一种是间接利用热能，即把热能中在热机中转变为机械能，以带动工作机械<如蒸汽机、气动泵等）用作生产上的动力，或者带动发电机发电，将热能最终变为电能。
4、现代火力发电厂由哪些部分组成？
答：现代火力发电厂的主要组成部分包括热力和电气两大部分，其中锅炉、汽轮机、发电机为发电厂的三大核心设备，其生产系统主要包括汽水系统、燃烧系统及电气系统自动化控制系统。
5、发电厂热力学基础的研究对象是什么？
答：主要是热能转化成机械能的规律和方法，以及提高转化效率的途径。
6、发电厂热力学基础的主要内容有哪些？
答：⑴基本概念与基本定律。如状态参数、热力学第一定律、第二定律，卡诺循环等。
⑵热力过程和循环。因为热能转化为机械能通常是经过工质的热能动力设备中的吸热和膨胀做功等状态变化过程，以及由这些过程所组成的循环而实现的。
⑶常用工质的性质。因为在分析计算工质，如气体和水蒸汽的变化过程和循环时，必须应用到工质的性质。
7、什么是功与功率、能？
答：功—从力学的意义来讲，凡是力作用在物体上，使物体在力的作用方向上发生位移。做功具备的两个条件：一是有作用力，二是在力的方向上有位移，功的单位是焦耳。功率—单位时间所做的功叫做功率。计算公式为:P=w/t单位为瓦特。能—物质所具有做功的能力叫做能。能的形式很多，如动能、位能、热能、光能、电能、核能等。⑴动能—物体因为运动而具有能量叫做动能，它与物体的速度和质量有关。动能Ek=1/2mc2式中，m—物体的质量，kg；c—物体的速度，m/s。
⑵位能—凡是这种相互有作用力，又离开一定距离的物体都因此而具有一种能，这种能称之为位能或势能。位能和势能可以互相
转换。如物体从高处落下时，随着位置的降低，速度增大，位能逐渐转化为动能，物体越重，位能也越大。
⑶热能—物体因为热运动而具有的能量叫热能。热运动和机械运动可以相互转换，摩擦生热是机械运动变为热运动的结果，蒸汽推动汽轮机转动是热运动转变成了机械运动。
8、什么是热量、热容、比热、热平衡方程？
答；热量—物体之间由于温差<不通过做功方式）而传递的能量称为热能。热量用符号Q表示，单位为J或KJ。
热容—物体在无相态变化的情况下，温度每升高1开所吸收的热量<或降低1开所放出的热量）叫做该物体的热容。热容又称作热容量。单位是焦/开，或千焦/开。
比热—在无相变化的情况下，单位质量物质每升高1开所吸收的热量<或降低1开所放出的热量）叫做该物质的比热。用符号C 表示，比热的单位是焦/
热平衡方程—两个温度不同的物体放在一起，它们之间就要进行热量交换，若没有散热损失，物体也没有从外界吸收热量，则高温物体放出的热量与低温物体吸收的热量是相等的，即吸热=放热。
9、为什火力发电厂主要以水蒸气为工质？
答：汽轮机利用蒸汽作功，燃气轮机利用燃气做功，这里的蒸汽和燃气起一种媒介作用，这种将热能转变为机械能的媒介物质叫
做工质。为了使热机连续工作，工质必须连续不断的流过热机，所以要求工质有良好的流动性，膨胀性，水蒸气就具有这些条件是比较理想的工质，并且它具有比较价廉、易得、无毒、不易腐蚀等优点。
10、绝对压力、表压力和真空度是不是状态参数？为什么？答：绝对压力是以绝对真空时为零点，而表压力和真空则以大气压力为起点，即规定压力等于大气压力时，P表和P真空为零，都是相对值，也称为相对压力。因此，只有绝对压力才真正表示气体的压力状态，也就是说绝对压力，表压力和真空三者中，只有绝对压力才是状态参数，其余二者都随当地大气压力面变化，不是状态参数。
11、理想气体与实际气体有何区别，发电厂的气态物质中，哪些可看做理想气体，哪些必须为实际气体？
答：分子之间不存在引力，分子本事不占有体积的气体叫体积理想气体，反之，分子之间存在引力，分子本身占有体积的气体叫做实际气体。我们遇到的气体可以分成这样两类：一类距离它的液态很近，如锅炉、汽轮机、等热力设备中的水蒸气都距离液态不远，属于实际气体。另一类则远离液态，如空气、烟气等，则被看做理想气体。
12、气体状态发生变化时，压力、温度、比容有哪几种变化规律？答：状态发生变化时具有4种变化规律，即⑴气体温度不变时，压力与比容成反比，这一规律称为波意耳—马略特定律。其数学
表达式为：当T1=T2时，P1/P2=V2/V1
⑵气体比容不变时，压力与温度成正比，这一定律称为查理定律。其数学表达式
为：当V1=V2时P1/P2=T2/T1
⑶气体压力不变时，比容与温度成正比，这一定律称为盖—吕萨克定律，其数学表达式为：当P1=P2时V1/V2=T1/T2
⑷当气体状态发生变化时，虽然P、V、T的数值发生了变化，但其压力和比容的乘积与温度的比值却是不变的，这一规律称为波意耳—马略特和盖—吕萨克联合定律。
上三式中：P1—气体的初压；P2—气体的终压；V1—气体的初比容；V2—气体的终比容；T1—气体的初温；T2—气体的终温13、热力学中将热力过程分为哪两大类？有什么意义？
答：一类是理想过程，是不存在的摩擦、散热等损失的热力过程。另一类是实际过程，是存在着能量损失的过程。理想过程并不存在，但由于实际过程太复杂，难以直接从理论上进行研究，所以往往采用先研究理想过程，然后用实验系数进行修正的方法来研究实际过程，这些实验系数就是用来考虑各项损失，此外，研究理想过程可以判断实际过程所能达到的限度，所以研究理想过程有着重要的理论和实际意义。
14、热力学第一定律是什么？
答：热能与机械能相互转换时，一定量的热能消失了，必产生相应量的机械能，反之，一定量的机械能消失了，必产生相应量的
热能。这就是热力学第一定律。数学表达式为Q=W式中Q—消失了热能，或产生机械能，千焦；W—产生的机械能，或消失的热能。
15、为什么说焓是状态参数，理想气体的焓与实际气体的焓有何不同？答：由于焓是由U、P、V这几个状态参数组合而成的，所以焓是状态参数。对
于理想气体，由于U取决于温度，PV=RT也取决于温度，所以焓取决于温度，即
h=f(T。
对于实际气体，由于U和P、V都取决于两个独立的状态参数，所以，焓取决于两个独立的状态参数，即f=f1(p、v>f=f2(p、t>f=f3(T、v>
16、什么是热力学第二定律？
答:“热量不可能自发的、不付代价的，从一个低温物体传到另一个高温物体”，或者“只从一个热源吸取热量，使之完全变为有用功，且不产生其他变化而循环做功的热机是不可能制成的”就是说热机工作时，不仅要有供吸热用的高温热源，而且还要有供放热用的低温热源，“单热源的热机是不存在的”。热力学第二定律明确指出，周期运转的热机至少要有高温、低温两个热源，要有温差。
17、卡诺循环是由哪些过程所组成？
答：卡诺循环是由两个等温过程和两个绝热过程所组成的循环。
即等温膨胀过程，绝热膨胀过程，等温压缩过程，绝热压缩过程。
18、卡诺循环在研究热功转换的过程中有何指导意义？它与热力学第二定律有什么关系？
答:卡诺循环在热力学中具有重要的意义，从卡诺循环热效应分析获得的结论可
以看出，它是建立在热力学第二定律基础上的。从卡诺循环的分析所作出的结论，可以推广与于一切热力循环，它指出了提高热效率的方向，并给出了热变功的极限，在实际热机中因为有许多实际困难所限制，并不能应用卡诺循环，卡诺循环只是一种理论是最完善的循环，在同样的热源和汽源情况下，卡诺循环是所有热力循环中效率最高的，对实际循环具有一定的指导意义。19、状态参数—熵对热力过程和热力循环有何意义？
答：用熵的变化<增大或减小）可以说明热力过程中是吸热还是放热。在很大程度上简化了许多问题的分析研究，在理想过程中气体得到热量则熵增加，气体放出热量则熵减少，若没有热量的交换则熵增不变，另外，我们还在可以根据熵的变化来判断气体与外界热量交换的方向性。
熵还可以表示热变功的程度，具有相同热量的气体，温度高则熵小，熵小则热变功的程度就高，温度低则熵大，熵大则热变功的程度变低。
20、怎样计算郎肯循环中的气耗率、热耗率、热放率？
答：汽耗量与气耗率。汽耗量：汽轮机每小时的蒸汽消耗量称为
气耗量。以符号D表示，单位为千克/小时。
汽耗率：汽轮机单位输出功<即每小时输出千瓦.时/时=1千瓦，即1千瓦的功率）所消耗的蒸汽量，称为汽耗率，以符号d表示：d=D/P式中D—气耗量P—功率
热耗量：汽轮机每小时消耗的蒸汽热量称为热耗量，以符号Q 表示，单位是千焦/时，即Q1=D
热耗率：汽轮机单位输出功的消耗量称为热耗率，以符号q’表示，单位是千焦/(千瓦。时>，即q1=Q1/P=D(h1-h2’>/p郎肯循环热效率计算式：ηt=
由于循环中除定压吸热与定压放热外，就是绝热过程，故循环中获得的有用功就是由有效热q1—q2得来的，即W=q1-q2=
=w/q1=(i1-i2>/(i1-i2’>=h/(i1-i2>
式中h—绝热焓降；i1—过热蒸汽的焓<=""p="">
I2’-凝结水的焓<=""p="">
21、水蒸气的基本概念有哪些？
答：⑴汽化—物质由液态转变成汽态的过程叫汽化。汽化有两种方式，蒸发与沸腾。
⑵蒸发—在液体表面出现的汽化现象。
⑶沸腾—在液体内部进行的汽化现象，在一定的外部压力下，沸腾只能在固定的温度下进行，这个温度叫沸点。
⑷饱和蒸汽—水在容器中加热后开始蒸发时，同时也发生液化过程，也就是说一部分水蒸发为水蒸气，同时一部分水蒸汽液化为水，当这种变化过程相等时，就形成饱和状态，这时的水则是饱和水，水蒸气则是饱和蒸汽。
⑸湿饱和蒸汽—加热后的水尚未完全汽化时的蒸汽称为湿饱和蒸汽。
⑹干饱和蒸汽—加热后的水完全汽化后便是干饱和蒸汽。
⑺过热蒸汽—干饱和蒸汽在定压下继续加热，此时温度继续升高，就得到过热蒸汽。过热蒸汽的热度越高，含热量就越大，因而做功的能力就越大。
⑻凝结—饱和蒸汽放出汽化热后而变成饱和水称为凝结。
22、什么叫预热热、汽化热、过热度、过热热？
答：把1Kg0℃的水定压加热为饱和水所加入的热量叫做预热热或液体热.
把1kg饱和水变成1kg干饱和蒸汽所需要的热量,称为汽化潜热,或简称汽化热.
过热蒸汽的温度超过该蒸汽压力下饱和温度的数值称为过热度. 1kg干饱和蒸汽在定压下加热成过热蒸汽,所需要的热量叫做过热热.
23、火力发电厂怎样才能更好的提高循环热效率？
答：根据对郎肯循环经济分析得出结论时，热效率随着初压q1和初温t1，t1的提高及泛起压力p2的降低而提高。但在实际生产过程中，初温的提高还受到金属材料耐热性的限制，金属材料的耐热性较高，因此，人们在实践中又探索出另一种提高循环热效应的方法就是改进循环方式，如采用中间再热循环，给水回热循环。
24、如何计算再热循环的热效率？
答：在中间再热循环中，对蒸汽加入热量=锅炉中加入的热量与再热器中加入的热量之和，其算式如下：
q1=
i2—中间再热入口蒸汽的焓；i3—中间再热出口蒸汽的焓
凝汽器中泛气放出的热量为：q2=(i4-i4’>式中，i4—低压缸泛气的焓
循环中转变成为用功的热量为：△1=q1-q2=i1-i4’+ 25、采用中间再热的目的是什么？目前有哪些类型国产机组采用了中间再热循环？ 答：蒸汽中间再热目的有二：一是降低汽轮机的湿度，二是提高 高压发电厂的循环热效率。目前国产超高压以上的机组普遍采用了蒸汽中间再热循环，例如国产125、200、300和600MW机组都采用了一次再热循环，随着蒸汽参数的进一步提高，二次再热也在考虑采用。 26、中间再热的参数选择，对机组有何影响？ 答：如果再热压力p2选择较高，则附加循环的平均吸热温度也较郎肯循环的平均吸热温度高，这就会使再热循环的热效率有所提高。反之，如再热压力p2取得过低，就会使再热循环热效率降低。一般再热压力选择在蒸汽初压力的20%-30%之间，但选择再热压力时，必须注意使终湿度在最低允许范围内。 28、什么叫热力循环？ 答：工质由第一状态开始，经过几个不同的热力过程后，仍然回到原来的状态，这样周而复始的工作就叫做热力循环。 29、背压式热电合共循环有哪些优缺点？ 答：热能利用系数很高，设有凝气以及附属设备，因此设备简单，投资费用低，其最大的缺点是不能单独满足热负荷的需要，供电、供热互相牵制。 30、调节抽气式汽轮机的优缺点是什么？ 答：调节抽气式汽轮机的优点是供热和供电可以调节，能同时满足供电、供热二者的需要。解决了背压式汽轮机供电、供热相互牵制的矛盾。但是这种汽轮机，因有部分蒸汽进入凝结器，造成部分热量损失，、即使在理想情况下，其热量总利用系数也小于 100%。所以，这种供热方式叫背压式汽轮机的供热方式的热量总利用系数要低。 31、汽轮机本体的结构有哪些部分组成？ 答：汽轮机本体的结构有以下几个部分组成：⑴转动部分，由主轴、叶轮、轴封套和安装在叶轮上的动叶片等组成；⑵静置部分，由汽缸、隔板、喷嘴、静叶片、汽封和轴封等组成；⑶控制部分，由调节装置、保护装置及油系统等组成。 32、大功率机组与中小型机组相比，本体结构有哪些特点？答：大功率机组由于采用了高参数新蒸汽、中间再热及低压级分流等措施，汽缸的数目相应增加，在机组布置，机组分段，定位支持，热膨胀处理都与中小型机组不同。为减少热应力，热变形采用双层缸体。 33、国产机组的汽缸布置有哪些形式？有哪些优点？ 答：随着汽轮机单机容量的不断增大，长转子都采用多段组合形式。为了适应这种发展，汽轮机也相应发展成多缸形式，国产100MW以下汽轮机都采用单缸，100MW和125MW汽轮机都用双缸。200M汽轮机则采用三缸，300MW汽轮机采用4个汽缸，其布置有两种方式，一种是高、中压级组合并在一个汽缸内，另一种反方式是300MW以上机组大多采用的高、中压级组分缸的结构。高、中压合缸结构的优点：蒸汽从汽缸中部进汽，高、中压缸内气流反向布置，这样平衡了转子的轴向推力，同时两级组的高端集中在汽缸中部，汽缸热应力减小，两轴端汽封漏气量也减少， 并且两端轴承温度也较低。 分缸结构的优点：这种结构可以避免汽缸、转子部件太笨重和汽缸周围的管道过分拥挤，为了平衡轴向推力，高、中压缸一般都采用两缸进气口相邻的头对头布置。 34、高参数大容量机组为什么要采用双层结构的汽缸？有什么优点？答：随着机组参数的提高，汽缸壁需要加厚，相应汽缸内外壁温差也要增大，很容易发生汽缸壁裂纹的问题，为了尽量使高、中压汽缸，形状简单，节省优质钢材，以减少热应力、热变形，因此，对于高参数的大容量机组不仅要采用多个汽缸，而且还要采内外分层汽缸。把汽轮机的某级抽汽通入内外缸的夹层，使内外缸所承受的压差和温差大为减少，多层缸可使汽缸厚度减薄，有利于汽轮机的快速启动。 35、为什么双层汽缸的汽轮机，可以缩短启动和停止时间？答：由于采用了双层结构的汽缸，每个缸的内外壁压差和温差都可大大降低，汽壁和法兰就可做的薄些，整个单位热容就小，机组的加热和冷却过程可以加快，缩短启停时间。对由此而产生的热应力和热膨胀，热变形的承受承受能力大大增强，另外，因高、中压内缸直接与高温蒸汽相接触，因此，采用了一种综合性比较强的珠光体热强钢<国产机组ZG15M01V）能够承受由于蒸汽温度的交变而引起的热冲击，所以，大容量机组采用这样的汽缸结构，对启动和停机时汽缸的加热和冷却都是很有利的。 36、为什么高、中压外缸不采用含钒 p=""> 答：因高、中外缸所处工作温度较低，在额定工况时，高压缸夹层气温为375℃，中压缸夹层气温为440℃，应用这样不含钒的热强铸钢以满足工作温度的需要，从而节省优质钢材。也可降低成本。 37、有些大型机组低压缸为什么呀要采用内外缸结构？ 答：低压缸的排汽容积流量较大，要求排气缸尺寸大，故一般都是采用钢板焊接结构代替铸造结构。但是，在热机组低压缸的蒸汽温度一般都是超过230℃，与排汽的温度近200℃，为了改善低压的膨胀,因此低压缸也采用双层结构。低压缸用高强度铸铁铸造,而兼作排气缸的整个低压缸仍为焊接结构,采用双层结构,更有利于设计成径向排汽,减少排汽损失,缩短轴向尺寸。 38、汽缸在工作时承受的作用力主要有哪些？ 答：主要有：⑴汽缸内外的压力差，使汽缸壁承受一定的作用力。该作用力随机组负荷变化而改变。 ⑵隔板和喷嘴作用在汽缸的力。这是由于隔板前后的压力差及汽流流过喷嘴时的反作用所引起的，这些作用力随负荷变化而改变。 ⑶汽缸本身和安装在汽缸上零部件的重量。 ⑷轴承座与汽缸铸造成一体或者轴承座用螺栓连接下汽缸的机组，汽缸还承受着转子的重量及转子转动时产生的不平衡力。⑸进汽管道作用在汽缸的力。 ⑹汽轮机运行时，汽缸各部分存在着温度差，引起极为复杂的热应力。 39、国产大功率汽轮机汽缸都有哪些结构形式？ 答：根据机组的功率不同，汽轮机有单缸和多缸结构，目前，国产10万千瓦以下的汽轮机多采用单缸结构，功率为10千瓦以上的汽轮机采用多缸机构，功率在10千瓦及以下汽轮机高压缸采用单层汽缸，功率大于10万千瓦的汽轮机高压缸采用双层汽缸。N125—135/550/550,N300—135/550/550型汽轮机均采用高、中压双层汽缸，N200—130/535/535型汽轮机具有高压缸采用双层汽缸，中压汽缸采用单层缸加隔板套结构，N300—135/550/550型汽轮机低压缸也采用内外汽缸双层结构。 40、汽轮机的进气部分有几种结构形式？各有什么特点？ 答：共有4种：整体结构，螺栓连接结构，焊接结构，双层套管结构，前3者为单层汽缸进气部分结构，后者为双层汽缸进气结构。所谓进气部分，就是从调节气阀到调节级喷嘴这段区域称为汽轮机的进气部分，它包括调节气阀的汽室和喷嘴室，一般中小功率、低参数的汽轮机采用气室、喷嘴室与汽缸铸为一体的整体结构，其优点是制造的加工工作量较小，缺点是在工作时喷嘴室与汽缸较大的温度差产生较大的热应力，汽室与汽缸采用同等材料，材料利用不合理。 对于功率稍大的汽轮机，汽室喷嘴室另行制造后，用螺栓与汽缸连接在一起，属螺栓连接结构。 螺栓连接结构和焊接结构的优点：不但能够简化汽缸形状减小工作时的热应力， 2018年《汽轮机设备》考试试题及答案【完整版】 一、填空题 1、汽轮机转动部分包括（主轴）、（叶轮）、（动叶栅）、（联轴器）及其紧固件等。 2、转子的作用是汇集各级动叶片上的（旋转机械能），并将其传递给（发电机）。 3、汽缸内装有（隔板）、（隔板套）、（喷嘴室）等静止部件，汽缸外连接着（进汽）、（排汽）、（抽汽）等管道以及支承座架等。 4、进汽部分是指（调节阀）后蒸汽进入汽缸（第一级喷嘴）之前的这段区域，它是汽缸中承受蒸汽压力和温度（最高）的部分。 5、汽缸的支承方法有两种：一是通过（猫爪）支承在台板上的（轴承座上）；另一种是用外伸的撑角螺栓直接固定在（台板上）。 6、汽轮机滑销可分为（横销）、(纵销)、（立销）、(角销)、(斜销)、(猫爪横销)等。 7、汽封按其安装的位置不同可分为（轴端汽封）（隔板汽封）（通流部分汽封） 8、汽轮机的短叶片和中长叶片常用（围带）连接成组，长叶片则在叶身中部用（拉筋）连接成组。 9、叶根是（叶片）与（轮缘）相连接的部分，其作用是（紧固动叶）。 10、汽轮机中心孔的作用是为了去除转子段压时集中在轴心处的（夹杂物）和（疏松部分），以保证转子强度。同时，也有利于对转子进行（探伤）检查 二、选择题 1、在汽轮机停机过程中，汽缸外壁及转子中心孔所受应力（B） A、拉应力； B、压应力； C、机械应力 2、汽轮机冷态时将推力盘向非工作轴承推足定轴向位移零位，则在汽轮机冷态启动前轴向位移只能是（B） A 、零值；B、零或正值；C、零或负值 3、用来承担转子的重量和旋转的不平衡力的轴承是（B） A、推力轴承； B、径向轴承； C、滑动轴承 4、汽轮机高压前轴封的作用（A） A、防止高压蒸汽漏入； B、回收蒸汽热量； C、防止高压蒸汽漏出 5、大容量汽轮机高中压缸采用双层缸结构是因为（A） A、变工况能力强； B、能承受较高的压力； C、能承受较高的温度 6、用以固定汽轮机各级的静叶片和阻止级间漏汽的设备是（B） A、轴封套； B、隔板； C、静叶持环 7、梳齿型、J型和纵树型汽封属于（B） A、炭精式汽封； B、曲径式汽封； C、水封式汽封 8、汽轮机安装叶片的部位是（B） 机组运行分析 、进汽压力 进汽压力升高的影响： ①汽压升高，汽温不变，汽机低压段湿度增加，不但使汽机的湿汽损失增加，降低汽机的相对内效率，并且增加了几级叶片的侵蚀作用，为了保证安全，一般要求排汽干度大于88%，高压大容量机组为了使后几级蒸汽湿度不致过大，一般都采用中间再热，提高中压进汽温度。 ②运行中汽压升高，调门开度不变，蒸汽流量升高，负荷增加，要防止流量过大，机组过负荷，对汽动给泵则应注意转速升高，防止发生超速，给水压力升高过多。 ③汽压升高过多至限额，使承压部件应力增大，主汽管、汽室，汽门壳体、汽缸法兰和螺栓吃力过大，材料达到强度极限易发生危险，必须要求锅炉减负荷，降低汽压至允许范围内运行。 进汽压力降低的影响： ①汽压降低，则蒸汽流量相应减少，汽轮机出力降低，汽动给泵则转速降低，影响给水压力，流量降低。 ②要维持汽轮机出力不变，汽压降低时，调门必须开大，增加蒸汽流量，各压力级的压力上升，会使通汽部分过负荷，尤其后几级过负荷较严重；同时机组轴向推力增加，轴向位移上升，因此一般汽压过多要减负荷，限制蒸汽流量不过大。 ③低汽压运行对机组经济性影响较大，中压机组汽压每下 降O.IMpa，热耗将增加0.3? 0.5%，一般机组汽压降低1%，使汽耗量上升0.7%。 、进汽温度： 进汽温度升高的影响； ①维持高汽温运行可以提高汽轮机的经济性，但不允许超限运行，因为在超过允许温度运行时，引起金属的高温强度降低，产生蠕胀和耐劳强度降低，脆性增加，长期汽温超限运行将缩短金属部件的使用寿命。 ②汽温升高使机组的热膨胀和热变形增加、差胀上升，汽温升高的速度过快，会引起机组部件温差增大，热应力上升，还使叶轮与轴的紧力、叶片与叶轮的紧力发生松弛，易发生通汽部分动静摩擦，如由于管道补偿作用不足或机组热膨胀不均易引起振动增加。进汽温度降低的影响; ①汽温降低，使汽轮机焓降减少，要维持一定负荷，蒸汽流量增加，调节级压力上升，调节级的焓降减小，对调节级来讲安全性较好。 ②在汽压、出力不变的情况下，汽温降低蒸汽流量增加，末级叶片焓降显著增大，会 使末级叶片和隔板过负荷，一般中压机组汽温每降低10C,就会使最后一级过负荷约1.5%, 一般汽温降低至某一规定值要减负荷，防止蒸汽流量过大。 ③汽温降低为维持同一负荷,蒸汽流量增加,要使蒸汽从各级叶片中通过,叶片反动度要增加,引起转子轴向推力加大,因此低汽温时应加强对轴向位移、推力瓦温的监视。 ④汽温降低,汽轮机后几级蒸汽湿度增加,加剧了湿蒸汽对后几级叶片的冲蚀,缩短叶片的使用寿命。 ⑤汽温降低要注意下降速度不能过快，汽温突降将引起机组各金属部件温差增大，热 应力上升，因温降产生的温差会使金属承受拉伸应力，其允许值比压缩应力小，且差胀向 9E燃机试题库 一、填空题 1、燃气轮机理想循环由压气机中等熵压缩（或绝热压缩）、透平中等熵膨胀（或绝热膨胀）、燃烧室中等压加热、大气中等压放热过程组成。 2、燃料燃烧后,烟气在透平实现_膨胀做功__过程,对外输出一定数量机械功,同时工质的压力__和_温度_下降,而比容__增大。 3、热效率和比功是两个衡量燃气轮机性能好坏的技术指标。 4、提高燃气轮机性能的两个方向是提高温比和提高压比。 5、当一公斤气体流过压气机叶轮时，从外界吸入的机械功，正好等于工质的绝对速度动能变化量和相对速度动能变化量的总和。 6、天然气主要成分为甲烷（CH4），着火点为 650 ℃，爆炸上限为 15 %，爆炸下限为 5 %，天然气是无毒无味的窒息性气体。 7、燃气轮机对外做功是依靠空气和燃气这样一些工质的基本热力参数压力、温度和比容的变化来实现的。 8、燃气轮机启机过程中清吹的目的是防止发生爆燃。 9、对于同一温度条件下，压气机的两个最佳压缩比之间的大小关系是效率最大压缩比>比功最大压缩比。 10、燃机轮机中，用来防止压气机喘振的设备有 IGV 和防喘抽气阀（防喘放气阀）。 11、对于燃气轮机，启动装置主要有三个作用：一是为燃机启动提供动力；二是高速盘车对机组进行冷却；三是燃机水洗。 12、燃气轮机主要由三大主机组成：压气机，燃烧室，透平。 13、9E燃机的运行可分为：启动，并网，带负荷，停机及冷机五部分。 14、压气机静子部分由四个主要组件组成：进气缸、压气机前机匣、压气机后机匣、压气机排气缸。 15、燃机启动装置主要由：启动电机、盘车电机、液力变扭器、辅助齿轮箱等组成。 16、液压油系统是用来向机组的液压执行机构提供液压油。 17、燃气轮机的性能和运行可靠性，与进入机组的空气质量和清洁程度有密切的关系。 18、燃机火灾保护系统的设计思想是：一旦在仓室内发生火灾，该系统立即释放 CO2气体，同时关闭仓室的通风口，使 CO2气体充放在仓室中，将仓室内氧气的含量从大气的正常含量 21％减少到15％以下，这样的氧气浓度不足以维持燃油或滑油的燃烧，从而达到灭火的目的。 19、9E燃机启机时DLN燃烧系统切换过程：初级燃烧模式、贫贫燃烧模式、次级切换模式、次级预混模式、预混稳定模式。 汽轮机原理及运行试题 一、填空题（每小题1分，共20分） 1．排汽压力升高时，若保持机组功率不变，需增加进汽量，导致轴向推力。 2．蒸汽在动叶流道内因摩擦而损耗的动能称为。 3．在叶轮上装有两列动叶栅，并在两列动叶栅之间装一列固定不动的导向叶栅，这种级称为级。 4．当主蒸汽温度不变，主蒸汽压力降低时，汽轮机的经济性将。 5．机组转速和额定功率一定时，转子飞升时间常数与转子转动惯性成比。 6．速度变动率较大的机组，在甩负荷时稳定转速也较。7．油动机时间常数越大，调节系统的动态特性越。 8．对于复合调节汽轮机，在高负荷、中间负荷及低负荷区间，其调节方式一般应分别采用定压、滑压及调节方式。 9．单位发电量所消耗的标准煤量称为。 10．为了提高循环热效率，现代汽轮机普遍采用的循环是和再热循环。 11．抽汽压力损失导致能量质量的。 12．对于采用节流调节的汽轮机，若定压运行，负荷下降，需使全部调节汽门的开度。 13．与转轴自振频率相等的旋转角频率ωn对应的转速称为。 14．对于调频叶片，由低频激振力引起的A0型振动，要求叶片自振频率与激振力频率之间的绝对差值不小于。 15．随汽缸排汽温度升高，转子的相对胀差。 16．通常情况下，法兰的平均温度比螺栓的温度。17．一般地，如果汽轮机转子发生动、静碰摩，则转子的惰走时间将。 18．一般地，转子偏心率（晃度）增大，就表明转子已经。19．启动过程中，汽轮机各级前的压力和温度逐渐。20．对于有些汽轮机，通常将启动分为冷态、、热态和极热态启动。 二、单项选择题（每小题1分，共15分。从每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题干后面的括号内。） 21．非中间再热汽轮机，主蒸汽压力升高时，若初温保持不变，湿蒸汽区工作级的湿度 （） ①增大②减小③不变④减小很多 汽机考试试题4答案 姓名 _________ 岗位______________________ 成绩_______________ 一. 填空：（30分、每题3分） 1. 除氧器在运行中主要监视（压力）、（水位）、（温度）、（溶氧量）。 2. 加热器泄漏会使（端差升高）、（出口水温下降）、（汽侧水位高）、（抽汽管道冲击）。 3. 汽轮机调节系统由（转速感受机构）、（传动放大机构）、（执行机构）和（反馈机构）等四部分。 4. 在（机组新安装和大修后）、（调速保安系统解体检修后）、（甩负荷试验前）、（停机一个月后再启动）情况下，应采用提升转速的方法做危急保安器超速脱扣试验。 5. 发现汽轮机组某一轴瓦回油温度升高应参照其它各瓦（回油温度），冷油器（出口油温），轴瓦（油膜压力）用本瓦的（钨金温度）进行分析。 6. 机组旁路系统作用是加快（启动速度），改善（启动条件），延长汽轮机寿命；保护再热器，（回收工质），降低噪音，使锅炉具备独立运行的条件，避免或减少安全门起座次数。 7. 汽轮机油箱装设排油烟机的作用是排除油箱中的（气体）和（水蒸气）。这样一方面使（水蒸气）不在油箱中凝结；另一方面使油箱中压力不（高于）大气压力，使轴承回油顺利地流入油箱。 8蒸汽温度太低，会使汽轮机最后几级的蒸汽湿度（增加），严重时会发生（水冲击）。 9.凝汽器真空下降的主要象征为：排汽温度（升高），端差（增大），调节 器门不变时，汽机负荷（下降）。 10．汽轮机单阀控制，所有高压调门开启方式相同，各阀开度（一样），特点是（节流调节）、（全周进汽）。 二．选择：（15 分、每题1 分）1．已知介质的压力和温度，当温度小于该压力下的饱和温度时，介质的状态是（ A ） A、未饱和水B 、饱和水C 、过热蒸汽 2. 凝结器真空上升到一定值时，因真空提高多发的电与循环水泵耗电之差最大时的真空称为（ C ） A、绝对真空B 、极限真空C 、最佳真空3．给水中溶解的气体危害性最大的是（ A ）。 A、氧气； B、二氧化碳；C氮气。4．给水泵出口再循环的管的作用是防止给水泵在空负荷或低负荷时（ C ）。 A、泵内产生轴向推力 B、泵内产生振动 C、泵内产生汽化 D、产生不稳定工况5．汽轮机停机后，盘车未能及时投入，或盘车连续运行中途停止时，应查明原因，修复后（ C ），再投入连续盘车。 A、先盘90度B 先盘180度C、先盘180度直轴后D、先盘90 度直轴后 6．汽轮机凝汽器真空变化，引起凝汽器端差变化，一般情况下，当凝汽器真空升高时，端差（ C ）。 A、增大 B、不变 C、减小 D、先增大后减小 燃机考试题库 选择题 1.燃机压气机发生喘振时，轴向推力将（ B ）。 A、增大 B、减小 C、无法判断。 2.燃机支承轴承采用可倾瓦块结构,每个轴承有（ B ）块瓦块。 A、四 B、六 C、八。 3.燃机的燃烧器采用多喷嘴（ B ）燃烧器,另外在燃烧器末段还装有一个空气旁路阀。 A、预混 B、扩散 C、预混扩散型。 4.燃气透平输出的有效功率，约（ C ）用于驱动压气机，其余部分用来带动发电机旋转发电。 A、1/3 B、1/2 C、2/3 5.燃气-蒸汽联合循环机组额定工况下，汽机输出功率约占联合循环总功率的（ A ）。 A、1/3 B、1/2 C、2/3 6.燃机停机后用（ B ）来进行吹扫，以使透平上下缸温度均匀。 A、辅助蒸汽 B、压缩空气。 C、氮气 7.燃机的效率为36%，蒸汽轮机的效率为33%，则整套机组的总效率为（ C ）。 A、36%+33% B、36%×33% C、36%+（1-36%）×33% 8.推力轴承瓦片上的钨金厚度一般应（ B ）燃机、汽机通流部分最小动静间隙。 A、大于 B、小于 C、等于 9.相对于热端驱动，冷端驱动的燃机转轴所承受的扭力（ A ）。 A、较大 B、较小C不一定 10.当燃机熄火惰走过程中，汽轮机的胀差（ C ）。 A、增大 B、减小 C、先增大后减小 D、先减小后增大 11.天然气减压后其自身的温度也相应降低，当压力降低1MPA时其温度降低约（ A ）。 A、5℃ B、10℃ C、15℃ D、20℃ 12.当燃机负荷在（ C ）负荷时，可进行在线水洗。 A、100％ B、50％、 C、80％ 13.天然气的主要成分是：（ A ） A、甲烷 B、乙烷 C、丙烷 14.进行天然气置换时，气体的升压速率一般不超过（ B ）。 A、1bAr/min B、3bAr/min C、5bAr/min 15.进行天然气置换，氮气置换空气时，测的氧气浓度低于（ A ）时合格 A、1％ B、2％ C、5％ 16.进行天然气置换，天然气置换氮气时，测的氮气浓度高于（ A ）时合格 A、99％ B、98％ C、96％ 17.在调压站等可能存在天然气泄漏的地方，甲烷的浓度低于爆炸下限的（ B ）以后才允许进入站内做相应的检修工作。 A、5％ B、10％ C、15％ 18.对ESD阀，在集控室能实现下列那种操作（ B ）。 A、开 B、关 C、开和关 19.当环境温度升高时空气的流量减少，排气温度（ A ）。 A、升高 B、不变 C、减少 20.下列哪项不能通过减负荷实现（ C ）。 A、降低燃机排烟气压力 B、降低燃机排烟气温度 C、提高燃机效率 21.以冷却孔把冷却空气汇聚、提高流速喷射冲击金属内面来实现冷却方式为（ A ）。 A、冲击冷却 B、薄膜冷却 C、対流冷却 22.冷却空气的量增加后，燃机的性能将（ B ）。 A 增大B、减少C、不变 23.冷却空气在不同位置上抽出的理由（ A ）。 A、为了使漏气量缩小到最小限度，而采取了抽气圧与通过透平燃气的圧力取得平衡。 B、若从同一级抽气的话，没有充分的配管空间。 C、为了适应压气机的防喘放气 24.以下选项中不属于组成燃气轮机的三大部件的是（ C ）。 A、空压机 B、燃烧室 C、燃烧筒过渡段 D、透平 汽机运行技术试题 135MW机组汽轮机运行考题 姓名得分 1. 填空题（每空格1分） 1.1 135MW机组高、中压缸内主蒸汽是逆向流动的，即高中压缸是对称式布置的，低压缸为对称流式布置。 1.2 135MW机组共装有4 个高压调节汽门，有2 个高压自动主汽门。 1.3 135MW机组共装有2 个中压联合汽门，每个中压联合汽门由1 个中压主汽门和1 个中压调节汽门同装在一个壳体内，其动作是分开的，阀门结构是紧凑的。 1.4 135MW机组高压缸为双层缸结构，汽轮机共有3 个转子，都是整体锻造。 1.5 高压缸与前轴承箱采用工字梁联接，推力轴承布置在#2 轴承箱内。 1.6 推力轴承中有工作瓦和非工作瓦两种瓦块型式，当汽轮机转子推力盘紧靠工作瓦块时，轴向位移定位为零位。 1.7 给水泵的前置泵作用是提高给水泵入口压头，增加汽蚀余量。. 1.8 给水泵备用时，常采用倒暖的暖泵方式。 1.9 凝汽设备主要由凝汽器、真空泵、循泵等组成。 1.10 为保证凝结水质，凝汽器常采用表面式换热方式。 1.11 凝汽器端差指的是排汽温度与循环水出水之差。 1.12 循环水流量与排汽量之比称为循环水冷却倍率。 1.13 凝汽器排汽压力随着排汽量、循环水量、循环水温度的变化而变化的特性叫凝汽器的热力特性。 1.14 超高压以上的机组，高压缸一般作成窄式，以减少汽缸的内外壁温差，从而加快开机速度和缩短带负荷时间。 1.15 双层缸启机时，必须在汽缸夹层通入加热蒸汽，以防止出现较大胀差。 1.16 为控制上、下缸温差，减小热应力，启机时应控制升温升压速度。 1.17 一级旁路系统的作用是高压缸不进汽时维持再热器蒸汽流量，避免干烧。 1.18 机组冷态启机暖管的目的是充分疏水和减少热应力。 1.19 冷态开机，胀差多为正值，热态开机，胀差多为负值。 1.20 真空严密性试验时，真空下降速度大于466pa/min 时为不合格。 1.21 凝汽器铜管结垢时，端差会增加，循环水温升将减少。 1.22 循环水漏入凝汽器汽侧时，凝结水水位增加，过冷度增加。 1.23 机组通流部分结垢时，会使反动度增加，轴向推力增加。 1.24 润滑油MPa压低至0.07MPa 时联动交流润滑泵，低至0.04 MPa 时联动直流润滑泵，低至0.04 时停机，润滑油压低至0.03MPa 时连跳盘车。 1.25 机组轴向位移达到0.8或-1.0mm 时报警，达到1.0或-1.2mm 时停机。 1.26 我公司13.5万机组汽机型式为超高压中间再热。 1.27 我公司13.5万机组汽机高中压转子临界转速是1664rpm ，低压转子临界转速是2325rpm ，发电机转子临界转速是1285rpm 。 1.28 我公司13.5万KW机组汽机共有7 级抽汽加热器，其中#1低加加热器布置在凝汽器中，为混合加热器。 1. 汽轮机按工作原理可分为（冲动式）汽轮机和（反动式）汽轮机。 2. 凝汽式汽轮机总的轴向推力的最大值出现在(最大)负荷处，背压式汽轮机总的轴向推力最大值出现在(中间)负荷处。 3. 汽轮机叶片由（叶顶）（叶型）（叶根）三部分。 4. 在汽轮机级内的各项损失中，全周进汽的级中不存在（部分进汽）损失，在过热蒸汽区不存在（湿汽）损失，扭叶片级不存在（扇形）损失。 5. 反动级、纯冲动级、复速级的最佳速比下工作时做功能力的比值是（1：2：8）.轮周效率的比较：反动级＞纯冲动级＞复速级。 6.轴承分推力轴承和支持轴承。 7.汽轮机保护系统由（感应机构）（传递放大机构）（执行配汽机构）（调节对象）等组成。 8.一次调整抽汽式机组，电负荷不受热负荷增大时，高压调节阀应（增大）低压调节阀应（减小）。 9.凝汽器的传热面积分为（主凝结）区和（空气冷却）区。 10.蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀的条件：喷嘴的背压小于临 界压力。 11.多级汽轮机损失包括外部损失和内部损失。外部损失包括机械损失和外部漏气损失；内部损失包括节流损失、中间再热管的压力损失、排汽管中的压力损失。 12.供电的质量标准是：电压、频率。 13.衡量级内能量转换过程完善程度的指标是级的相对内效率。 14. 汽轮机调节的任务：当外界负荷改变时，自动改变进汽量，使发出的功率与外界电负荷相适应；且保证调节后机组转速的偏差不超过允许范围。 15. 转子包括：叶片、叶轮、主轴、联轴器。静子包括：汽缸、隔板套、隔板、喷嘴、汽封、轴承、滑销系统。 16.现代大型节流配汽汽轮机若是滑压运行，则即可用于承担基本负荷，也可用于调峰；若是定压运行，则只承担基本负荷。 17. N200－12.75／535／535－2代表意义：N：凝汽式汽轮机（B：背压式）；200代表汽轮机额定功率MW; 12.75代表主蒸汽压力Mpa ；第一个535代表主蒸汽温度；第二个535代表中间再热温度；2代表变型设计次序。 电厂汽轮机运行中节能降耗的对策分析孙利华 发表时间：2018-01-31T12:10:13.450Z 来源：《基层建设》2017年第33期作者：孙利华 [导读] 摘要：汽轮机运行的节能降耗在电厂的降耗管理中的作用重大，要使得汽轮机节能降耗工作能够顺利实施，就要对其影响因素进行研究分析，采取科学合理的解决措施，有效提升电场汽轮机运行的节能降耗。 神华国能（神东电力）郭家湾电厂陕西榆林 719408 摘要：汽轮机运行的节能降耗在电厂的降耗管理中的作用重大，要使得汽轮机节能降耗工作能够顺利实施，就要对其影响因素进行研究分析，采取科学合理的解决措施，有效提升电场汽轮机运行的节能降耗。本文探讨了电厂汽轮机运行中节能降耗的对策。 关键词：电厂；汽轮机运行；节能降耗；对策 在当前社会发展形势下，发展节能经济、绿色经济、环保经济已成为我国现代社会发展的主要内容。为了实现我国经济的可持续发展，在电厂汽轮机运行过程中，就必须做好节能降耗工作，保证凝汽器的真空度，保证汽轮机所需水的温度，做好余烟回收利用，加强管理，进而为电厂的综合效益提供保障。 1汽轮机节能降耗的必要性 汽轮机是电厂生产运行过程中的重要组成部分，同时也是电厂进行能源控制的关键设备。在我国电力系统的发展进程中，通过不断的研究探索，研发了有关汽轮机的节能改造技术，这一技术改造，可有效提高电能的使用效率，减少能耗损失，对电厂在正产运转情况下做到节能降耗有着重要的促进关系，不仅可在极大程度上提升电厂的经济效益，还对电厂实现可持续发展具有积极的促进作用。除此之外，相关研究人员在进行汽轮机节能降耗研究分析时，还提升了汽轮机的使用和维护水平，发挥了汽轮机的作用，提高了生产效益。 2发电厂汽轮机运行能耗问题 2.1汽轮机组能耗高问题 汽轮机是发电厂中的主要动力设备，通过汽轮机实现了电能、动能、热能的转化。通常情况下，汽轮机应配合其他相关设备一起使用才能最大程度发挥其应有的功能。这些相关设备包括：发电机、凝汽器、加热器、泵、锅炉等。而导致汽轮机组能耗高情况出现的原因主要有以下几方面：汽轮机外缸、喷嘴室发生变形；汽轮机轴端汽封部位、隔板汽封部位漏气；汽轮机低压缸出汽边被腐蚀，导致气阀压被损伤；调整汽轮机组时，冷却水温度过高；凝汽器真空度过高；汽轮机实际运行负荷与设计负荷存不相符；运转方式不合理，没有进行优化等。 2.2空冷凝汽器问题 导致空冷凝汽器出现问题的主要原因有以下几方面：受空气中风沙影响，凝汽器中会积累大量沙尘，造成凝汽器翘片管热阻增加，进而对凝汽器传热功能产生严重的影响，阻挡通道；凝汽器位于负风压区域时，风机会吸入部分空气，导致流通受阻；凝结水含溶氧量大时，会降低凝汽器热传效率，并导致管道和相关设备受侵蚀；冬季时，空冷凝汽器容易出现流量不均衡情况，就会对汽轮机的正常运行造成严重影响，从而使得汽轮机运行效率被降低。 2.3冷却塔问题 冷却塔问题主要表现在以下方面：冷却塔喷头堵塞；喷头与喷孔设计部匹配。一旦冷却塔出现上述问题，就会使得冷却塔内部水温升高，进而导致汽轮机排气温度升高，降低其真空度，造成能耗增加。 3电厂汽轮机运行中节能降耗的对策 3.1汽封换型 导致汽轮机组热耗高的一个重要原因是汽轮机的汽缸运行效率低。汽轮机通流间隙是否合理、汽封密封性的优劣直接影响着汽缸的运行效率。部分电厂的梳齿式汽封为结构落后的传统汽封，它的安装间隙较大，密封效果不佳，这将显著降低汽缸的运行效率。因此，选择合理的气封形式，科学调整通流间隙是提高汽轮机缸效率的有效途径。目前，汽轮机最常用的气封类型有七种：梳齿型汽封、侧齿型汽封、刷式汽封、蜂窝型汽封、接触型汽封、DAS型汽封、布莱登汽封。这七种气封类型各有优缺点，采用何种类型应根据具体电厂的实际情况，充分考虑改造效果和设备运行的可靠性。 3.2通流部分节能降耗措施 3.2.1通流部分湿蒸汽冲洗及化学冲洗方法。针对通流部件会出现积垢问题，在此提出两种冲洗方法，湿蒸汽冲洗与化学冲洗方法。在处理通流部分的积垢时，将转子吊出，置于备妥的支架上，首先使用高压水或溶剂进行湿冲洗，之后用刮刀、砂纸等工具手工清除，清除积垢时要叶片的保护。湿蒸汽冲洗是最常使用的清洗措施，它是将清洗装置（减温减压器）产生的饱和蒸汽通入汽轮机，在运转状态下冲洗积垢，积盐被湿蒸汽中凝结水带走而得以清除，对垢层是盐和SiO2混合物的积垢，当溶于水的化合物被冲掉后，不溶于水的SiO2垢层会随之瓦解而被除去。在特殊情况下，当湿蒸汽冲洗不能有效清除硅垢时（湿蒸汽冲洗方法不能彻底清除积垢），可以用化学冲洗，化学冲洗是在冲洗蒸汽的基础上加入化学药品进行冲洗，如加入NaOH溶液。但化学药品会腐蚀通流部分的构件，当时用化学冲洗时，应严格控制添加剂的浓度、温度，并在最后用纯净的湿蒸汽进行二次冲洗以避免残留的化学药剂对叶片产生腐蚀。 3.2.2低压缸排气通道优化节能改造。国产汽轮机低压缸排汽通道普遍存在一定的结构设计缺陷，这就是在排汽通道内部设计安装了7号、8号低压加热器；此外，还安装了大量的支撑钢架和抽汽管道。此种结构既加大了汽轮机低压缸排汽的阻力系数，同时使凝汽器汽侧排汽场的汽流分配严重不均，甚至产生涡流场。这种不合理的结构是致使凝汽器换热效率低、真空低的一个重要原因。针对这一问题，根据Fluent流场模型在通道内部安装排气导流板。 3.3加强汽轮机的运行管理 汽轮机在运行过程中可以采用定—滑—定的运行方式。就是在高负荷区域下，改变通流面积。在低负荷下，使用低水平的定压调节。而在中间负荷区，根据实际情况来加减负荷，使得汽门的开关处于滑压运行状态。为了提高给水温度和投入率，减少加热器端差，应该在高负荷运行时适当提高汽轮机的主汽温度、主汽压力。 3.4汽轮机冷端改造 3.4.1凝汽器改造。针对凝汽器换热效率低的问题，可以采用基于先进三维计算流体力学开发的新型管束布置（可以采用基于流体力学软件优化的管束布置），可以增大管束边界、降低汽侧边界流速、缩短汽流流程、均衡凝结负荷、疏通不凝结气体抽气通道、消除不凝结 汽轮机设备及运行讲义 (全部) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 第一篇汽轮机的结构与性能 第一章概述 第一节汽轮机的基本工作原理 汽轮机是一种以具有一定温度和压力的水蒸气为工质，将热能转变为机械能的回转式原动机。它在工作时先把蒸汽的热能转变成动能，然后再使蒸汽的动能转变成机械能。与其他热力原动机相比，它具有单机功率大、转速高、效率较高、运转平稳和使用寿命长等优点，在现代工业中得到广泛的应用。 一、汽轮机在热力发电厂中的作用 汽轮机的主要用途是作为热力发电用的原动机。在以煤、石油和天然气为燃料的现代 常规火力发电厂、核电站和地热电厂中，都采用以汽轮机为原动机的汽轮发电机组。其发 电量约占总发电量的80％左右。汽轮机的排汽或中间抽汽可以用来满足生产和生活的供热 需要。这种既供热又供电的热电联产汽轮机，在热能的综合有效利用方面具有较高的经济 性。由于汽轮机能够变速运行，故可以用它直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨 等。在生产过程有余能、余热的各种工厂企业中，可以利用各种类型的工业汽轮机，使不 同品位的热能得到合理有效的利用，从而提高企业的节能和经济效益。 汽轮机必须与锅炉、加热器、凝汽器、给水泵等机械设备组成热力系统，才能进行工 作。热力发电厂是能量转换的工厂。锅炉将燃料化学能转换为蒸汽的热能，汽轮机将热能 转换为机械能，发电机将机械能转换为电能。因为我国原煤总产量居世界第一位，根据国 家的燃料政策，我国是以煤炭为主要燃料的国家，所以燃煤火力发电厂在目前及以后相当 长的时间内仍处于我国电能生产的主导地位。因此，作为原动机拖动发电机的汽轮机，显 然在我国电力工业中占有十分重要的地位。 二、汽轮机发展概况和我国汽轮机的发展特点 1．汽轮机的发展概况 汽轮机的发展大致经历了以下几个时期：1883年瑞典工程师拉瓦尔首先发明、制造了 为什么说多级汽轮机的相对内效率较单级汽轮机可得到明显的提高？ ①在全机总比焓降一定时，每个级的比焓降较小，每级都可在材料强度允许的条件下，设计在最佳速比附近工作，使级的相对内效率较高； ②除级后有抽汽口，或进汽度改变较大等特殊情况外，多级汽轮机各级的余速动能可以全部或部分地被下一级所利用，提高了级的相对内效 率；③多级汽轮机的大多数级可在不超临界的条件下工作，使喷嘴和动叶在工况变动条件下仍保持一定的效率。同时，由于各级的比焓降较 小，速度比一定时级的圆周速度和平均直径也较小，根据连续性方程可知，在容积流量相同的条件下，使得喷嘴和动叶的出口高度增大，叶 高损失减小，或使得部分进汽度增大，部分进汽损失减小，这都有利于级效率的提高；④由于重热现象的存在，多级汽轮机前面级的损失可 以部分地被后面各级利用，使全机相对内效率提高。 简述在汽轮机的级中，蒸汽的热能是如何转化为机械能的。 具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在喷管叶栅通道中膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速汽流的动能，然后进入动叶通道， 在其中改变方向或者既改变方向同时又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转变为旋转机械能。 汽轮机主蒸汽温度不变时，主蒸汽压力升高有哪些危害？ 当主蒸汽温度不变，主蒸汽压力升高时，蒸汽的初焓减小；此时进汽流量增加，回热抽汽压力升高，给水温度随之升高，给水在锅炉中的焓 升减小，一公斤蒸汽在锅炉内的吸热量减少。此时进汽量虽增大，但由于进汽量的相对变化小于机组功率的相对变化，故热耗率相应减小， 经济性提高，反之亦然。 当凝汽器漏入空气后将对汽轮机组运行产生什么影响? ① 影响机组运行的经济性：a.使传热恶化，凝汽器压力Pc 上升，蒸汽的做功能力↓ ，使循环效率降低。b.使凝结水过冷度↑，低压抽汽 量↑，机组的功率下降。② 影响机组运行的安全性：a.使Pc 上升，排汽温度↑→机组振动和冷却水管泄漏。b.使过冷度↑→凝结水含氧量 ↑，加剧低压设备、管道及附件的腐蚀。 为了满足等截面直叶片强度要求，其出口边越厚越好，这种说法是否准确？请分析说明理由。 不准确。出口边厚度越厚，对叶片来说，强度更安全，但是由于尾迹损失 与叶片出口边厚度成正比， 厚度增加， 将使叶片出口边尾迹损 失增大， 叶型损失会显著增加， 效率降低。所以在满足强度允许的情况下，出口边厚度不是越厚越好。 某喷嘴的进口处过热蒸汽压力0p 为1.0Mpa ，温度为300℃，若喷嘴出口处压力1p 为0.6Mpa ，问该选用哪一种喷嘴？ 什么是多级汽轮机的重热系数？重热系数的大小与哪些因素有关？ 将各级的理想焓降之和大于汽轮机理想焓降部分占汽轮机理想焓降的份额叫做重热系数。 影响因素：（1）多级汽轮机各级的效率（2）多级汽轮机的级数（3）各级的初参数 某汽轮机型号为N600—24.2/566/566，解释说明型号中各字母、数字表示的含义。根据压力大小分类，该机属于什么压力等级？ N-汽轮机型式是凝汽式，600-额定功率为600MW ，24.2-蒸汽初压是24.2MPa ，566-蒸汽初温是566摄氏度，566-再热温度是566摄氏度。亚 1. TSI汽轮机监测显示系统主要对汽机(振动)、(串轴)、(胀差)等起到监测显示作用。 2. 按传热方式不同，回热加热器可分为(表面式)和(混合式)两种。 3. 备用冷油器的进口油门(关闭)，出口油门(开启)，冷却水入口门（关闭），出口门（开启）、油侧排空门开启，见油后关闭。 4. 泵的汽蚀余量分为(有效汽蚀余量)、(必须汽蚀余量)。 5. 泵的种类有（往复式）、（齿轮式）、（喷射式）和（离心式）等。 6. 变压运行分为(纯变压运行)，(节流变压运行)，(复合变压运行)。 7. 变压运行指维持汽轮机进汽阀门(全开)或在(某一开度)，锅炉汽温在(额定值)时，改变蒸汽(压力)，以适应机组变工况对(蒸汽流量)的要求。 8. 表面式凝汽器主要由(外壳)、(水室端盖)、(管板)、以及(冷却水管)组成。 9. 采用给水回热循环，减少了凝汽器的（冷源损失）。 10. 真空泵的作用是不断的抽出凝汽器内（析出的不凝结）气体和漏入的空气，（维持）凝汽器的真空。 11. 初压力越(高)，采用变压运行经济性越明显。 12. 除氧器按运行方式不同可分为(定压运行)、(滑压运行)。 13. 除氧器满水会引起(除氧器振动)，严重的能通过抽汽管道返回汽缸造成汽机(水冲击)。 14. 除氧器水位高，可以通过(事故放水门)放水，除氧器水位低到规定值联跳(给水泵)。 15. 除氧器为混合式加热器，单元制发电机组除氧器一般采用(滑压运行)。 16. 除氧器在滑压运行时易出现(自生沸腾)和(返氧现象)。 17. 除氧器在运行中，由于(机组负荷)、(蒸汽压力)、(进水温度)、(水位变化)都会影响除氧效果。 18. 除氧器在运行中主要监视(压力)、(水位)、(温度)、(溶氧量)。 19. 大机组的高压加热器因故不能投入运行时，机组应相应(降低)出力。 20. 大型机组超速试验均在带(10%-15%)负荷运行(4-6)h后进行，以确保转子金属温度达到转子(脆性转变温度)以上。 21. 大型机组充氢一般采用(中间介质置换法)。 22. 大修停机时，应采用(滑参数)停机方式。 23. 当给水泵冷态启动一般采用(正暖)的暖泵方式。 24. 当离心泵的叶轮尺寸不变时，水泵的流量与转速（一）次方成正比，扬程与转速（二）次方成正比。 25. 当任一跳机保护动作后，汽机主汽阀将迅速(关闭)、停止机组运行。 26. 对于倒转的给水泵，严禁关闭(入口门)，以防(给水泵低压侧)爆破，同时严禁重合开关。 27. 对于一种确定的汽轮机，其转子汽缸热应力的大小主要取决于(转子或汽缸内温度分布)。 28. 发电机组甩负荷后，蒸汽压力(升高)，锅炉水位(下降)，汽轮机转子相对膨胀产生(负)胀差。 29. 发现给水泵油压降低时，要检查(油滤网是否堵塞)、冷油器或管路是否漏泄、(减压件是否失灵)、油泵是否故障等。 30. 高压加热器钢管泄漏的现象是加热器水位(升高)、给水温度(降低)，汽侧压力(升高)，汽侧安全门动作。 31. 高压加热器水位(调整)和(保护)装置应定期进行试验，以防止加热器进汽管返水。 32. 高压加热器水位保护动作后，(旁路阀)快开，(高加进口联成阀及出口电动门关闭) 快关。 33. 高压加热器运行工作包括(启停操作)、运行监督、(事故处理)、停用后防腐四方面。 34. 高压加热器投入运行时，一般应控制给水温升率不超过(3)℃/min。 35. 给水泵泵组的前置泵的作用是(提高给水泵入口压力，防止给水泵汽蚀)。 36. 给水泵不允许在低于(最小流量)下运行。 37. 给水泵倒暖是高压给水泵（出口逆止门后）引入，从（吸入侧）流出。 38. 给水泵的作用是向锅炉提供足够(压力)、(流量)和(相当温度)的给水。 39. 给水泵启动后，当流量达到允许流量(自动再循环门)自动关闭。 40. 给水泵汽化的原因有：除氧器内部压力(低)，使给水泵入口温度(高于)运行压力下的饱和温度而汽化； 1．火力发电厂汽轮机的主要任务是：（B） A. 将热能转化成电能 B. 将热能转化成机械能 C. 将电能转化成机械能 D. 将机械能转化成电能2．具有一定压力和温度的蒸汽在喷嘴中膨胀时（C） A. 压力下降，速度下降 B. 压力上升，速度下降 C. 压力下降，速度上升 D. 压力上升，速度上升3．汽轮机的级中做功能力最大的级为：（C） A纯动级 B. 带反动度的冲动级 C复速级 D. 反动级 4．汽轮机除级各项损失外，还可能发生下列哪些项损失？（D） A. 湿汽损失 B. 隔板漏汽损失 C. 叶顶漏汽损失 D. 轴封漏汽损失 5．多级汽轮机相对效率降低的不可能原因是（D）。 A.余速利用系数降低 B.级损失增大 C.进排汽损失增大 D.重热系数降低 6．正常运行时，关于凝汽器真空的形成，判断下列四个答案中哪一个是正确答案？（B） A.抽气器抽成的 B.蒸汽在较低的温度下凝结形成的 C.凝结水泵将水从凝汽器抽出形成的 D.汽轮机的末级叶片比较长，蒸汽膨胀得比较充分形成的。7．并列运行的机组，同步器的作用是（C） A. 改变机组的转速 B. 改变调节系统油压 C. 改变汽轮机功率 D. 减小机组振动 8．已知蒸汽在汽轮机某级的滞止理想焓降为40 kJ/kg，该级的反动度为0.187，则喷嘴出口的理想汽流速度为（D） A. 8 m/s B. 122 m/s C.161 m/s D. 255 m/s 9．关于喷嘴临界流量，在喷嘴出口面积一定的情况下，请判断下列说法哪个正确：（C） A．喷嘴临界流量只与喷嘴初参数有关 B．喷嘴临界流量只与喷嘴终参数有关 C．喷嘴临界流量与喷嘴压力比有关 D. 喷嘴临界流量既与喷嘴初参数有关，也与喷嘴终参数有关 10．当各种条件相同时，冲动式汽轮机与反动式汽轮机的级数比约为：（C） A.2 B. 1 C.1/2 D.1/4 11.给水泵平衡管的作用是（D ）。 A防止泵过热损坏B防止泵超压 C防止泵过负荷D减少轴向推力 12、液体在沸腾时蒸汽和液体的温度(A) （A）相等； 提高汽轮机性能及运行特性分析 发表时间：2018-11-02T21:44:21.237Z 来源：《电力设备》2018年第17期作者：梁柯 [导读] 摘要：汽轮机是能够将蒸汽热能转化成机械能的外燃回转式机械，它的主要运行功能就是对来自锅炉的蒸汽进行处理，使之转化成其他形式的能量。 （呼和浩特热电厂内蒙古呼和浩特 010080） 摘要：汽轮机是能够将蒸汽热能转化成机械能的外燃回转式机械，它的主要运行功能就是对来自锅炉的蒸汽进行处理，使之转化成其他形式的能量。汽轮机在人们日常生产中的应用十分广泛，例如压缩机、船舶螺旋桨等机器的工作都需要汽轮机的驱动。汽轮机常规热力试验和性能监测对电厂生产管理和节能有重要意义，一般通过热力性能的试验可以找到汽轮机热力系统中对机组整体运行性能影响最大且有较大改进空间的环节，基于此，本文作者就哈尔滨有限责任公司制造的CZK350/320-24.2/0.4/566/566型超临界、中间再热、单轴、双缸双排汽、直接空冷、采暖供热抽汽式汽轮发电机组进行分析，其中不足之处，希望同行多加指正。 关键词：汽轮机；性能；技术 1高载荷静叶的开发 在相同叶弦长度条件下，高载荷静叶的数量比以往静叶少了约14%，且性能得到提高。由于减少了叶片数量，叶片表面的摩擦损失和产生于叶片后缘的尾流损失减少，使提高行性能得以实现。高负荷静叶的特征是：（1）由于叶片头部大头化，因此叶片上游侧也承担负荷，均衡了叶片整体负荷；（2）利用反映叶片背面喉部下游位置曲率分布的曲线和紊流分析等详细的设计方法，设计出最佳的叶片数量和叶型。另外，在叶片头部的圆化时还考虑到了入射角特性和强度方面。 2高载荷动叶的开发 高载荷动叶和高载荷静叶一样，也是削减了叶片数量、增大了每枚叶片的载荷。高载荷动叶的开发目标是：与以动叶相比，降低约15%的叶片数量。与高载荷静叶一样，叶片数量减少，叶片负荷增大，因此叶片负压侧的流动就易于脱流。尤其是冲动式叶片，由于叶片根部附近的背弧曲率大，此倾向很明显。 因此在开发高负荷动叶时，条件是需将叶片强度控制在允许值以内，重点放在其根部附近的叶型设计上：（1）为了控制脱流和边界层的发展，降低二次流损失，设计出增大叶片后缘附近负荷的后加载叶型；（2）在动叶叶片根部设计阶段中，想通过前置静叶的侧壁损失预测正确的入射角是很困难的，因此采取了将叶片前缘部位椭圆化，增大曲率半径和改善入射角特性等措施。特别是，使用了二维叶片紊流分析技术和规定喉部长度的反问题设计法，以及曲线进行叶型设计。使用这些设计手段，设计出沿叶高方向多个基本截面的叶型，并通过积叠面形成叶片。 3优化反动式叶片的开发 3.1开发背景 本次使用的是呼和浩特热电厂2×350MW供热机组，汽轮机采用哈尔滨有限责任公司制造的CZK350/320-24.2/0.4/566/566型超临界、中间再热、单轴、双缸双排汽、直接空冷、采暖供热抽汽式汽轮发电机组。为了进一步提高效率，谋求通过级数、转子直径、反动度等设计参数来优化汽轮机结构，并开发适用于此结构的优化叶型。另一方面，在汽轮机高压级中，叶片长度相对较短，沿叶高方向的边界层和二次流领域所占的比例变大，因此必需考虑到这些流场特性的高性能叶片。根据静叶出口的绝对速度和旋转动叶的周向速度，蒸汽将以相对速度流入动叶。由此可见，此相对速度方向离动叶几何入口角越远，叶型损失也交越大。另外，实际中必须考虑边界层和二次流的影响，故想将动叶相对流入角设计成预想的高精度是困难的。如今，在叶型设计中综合应用了基于实验的强化设计法，反问题设计法和二维紊流分析技术，针对流入角的变化，开发出损失特性变化缓慢的圆头动叶。 3.2强化设计的应用 3.2.1测量特性和信号因子 将叶栅视为系统，利用系统输入与输出的理想关系（通过原点的直线），选择信号因子（输入）和测量特性（输出）。 3.2.2误差因子和控制因子 误差因子是可能阻碍理想功能的因子，进行此研究时，选定流入角作为误差因子，考虑到下面叙述的设计叶型时的几何入角，采用了现实的3种流入角（30°，50°，70°）。另一方面，在此研究中，控制因子是决定叶型的参数，由于数值实验时利用了计算机，从计算机环境和设计期间的观点出发，采用选定与流入角特性和损失特性有密切关系的叶片转向角、前缘曲率半径、节弦比和最大叶片负荷部位这4个参数作为控制因子，分别设定了三种方案。在强化设计中，由流入角特性和损失特性对应于比特性和灵敏度特性。 3.2.3叶型设计 四个控制因子进行叶型设计时，仅用这些控制因子不能完全定义叶型形状。因此需预先根据二维紊流分析，将损失评价反映到叶型设计中。再用反问题设计法移动叶片的最大载荷部位，对叶型进行修正。通过用这种反问题设计法进行修正，已足以确定喉部长度。叶片载荷分布的修正范围仅限最大载荷部位附近。 3.2.4SN比和灵敏度特性 针对9种计算方案，进行二维紊流分析，根据此计算结果在三种情况下4个控制因子（A―D），对SN比和灵敏度平均值的因果图。在此研究中，目标是不公将离散度变小（SN比变大），最终还要开发出损失小的叶片。 3.2.5根据最优条件的研究 按照上述两种最佳条件进行叶型设计时，通过二维紊流分析和损失评价可决定叶型。通过积叠沿叶高方向的多个截面，即形成1枚动叶。同以往叶片相比，最佳叶片的数量减少了约33%。 3.3利用二维叶栅风洞进行性能确认试验 通过二维叶栅风洞中，用5孔探针所进行的逐点测量，计算出能量损失系统数。从此结果中，相当于广泛范围汽流入角，损失特性平坦化，而与以往叶片相比，损失自身也大幅降低。 3.4利用空气透平进行级效率的确认试验 为了确认汽轮机的级效率，针对以往叶片和最佳叶片，时行了模型透平试验。用内置热电偶的5孔探针，沿级的出入口径向，对压 汽轮机试题 一、填空题 1、凝结水温度（低于）汽轮机排汽的（饱和温度）数值称凝结水的过冷却度。 2、凝结器按换热方式可分为（混合式）和（表面式）两大类。 3、抽气器的作用是不断地抽出凝结器内（不凝结）气体和漏入的空气（保持）凝结器的真空。 4、位于（给水泵）和（锅炉省煤器）之间的加热器为高压加热器。 5、蒸汽在汽轮机（动叶片）中的焓降与级的（理想焓降）之比称为级的反动度。 6、汽轮机的损失包括（外部）损失和（内部）损失。 7、高速弹簧片式调速器主要由（重锤）、（调速块）钢带座和枕套等部件组成。 8、采用喷嘴调节的多级汽轮机，其第一级进汽面积随（负荷）的变化而变，因此通常称第一级为（调节级）。 9、中间再热式汽轮机必须采用一机（一炉）或一机（二炉）的单元配汽方式。 10、汽轮机在冷态启动和加负荷过程中，蒸汽温度（高于）汽缸内壁金属温度；在停机和减负荷过程中，蒸汽温度（低于）汽缸内室金属温度。 11、超高压汽轮机的高、中压缸采用双层缸结构，在夹层中通入 （蒸汽），以减小每层汽缸的（压差和温差）。 12、汽轮机调速系统由转速感应机构、（传动放大）机构、配汽机构和（反馈）机构等四部分组成。 13、汽轮机危急保安器有（重锤）式和离心（飞环）式之分。 14、蒸汽在汽轮机内膨胀做功，将热能转变为机械能，同时又以（对流）传热方式将热量传给汽缸内壁，汽缸内壁的热量以（传导）方式由内壁传到外壁。 15、蒸汽对汽轮机转子和汽缸等金属部件的放热系数不是一个常数，它随着蒸汽的流动状态，以及蒸汽的（压力）、（温度）和流速的变化而变化。 16、离心泵的基本特性曲线有流量一扬程(Q__H)曲线、（流量一功率(Q__N)）曲线和（流量一效率(Q__η)）曲线。 17．汽轮机的法兰螺栓加热装臵是为了（减少）汽轮机启动停止和（变工况）过程中汽缸、法兰、螺栓之间的温度。 18、汽轮机隔板在汽缸中的支承与定位主要由（销钉）支承定位、（悬挂销和键）支承定位及Z形悬挂销中分面支承定位。 19、若汽轮机的喷嘴只装在圆周中的某一个或几个弧段上，其余弧段不装喷嘴称（部分）进汽。装喷嘴的弧段叫（工作）弧段。 20、要提高蒸汽品质应从提高（补给水）品质和（凝结水）品质着手。 21、冷态压力法滑参数启动过程的主要启动程序为（锅炉点火及暖管）、冲转升速及暖机、（并网）及带负荷等几个基本阶段。2018年《汽轮机设备》考试试题及答案
汽轮机运行分析
9E燃机试题库汇总
汽机试题
汽机考试试题4答案
燃机考试题库(附答案)
汽机运行技术试题
汽轮机试题
电厂汽轮机运行中节能降耗的对策分析 孙利华
汽轮机设备及运行讲义(全部)
汽轮机_问答题综合
中国大唐集团汽机题库
汽轮机选择题题库有答案
提高汽轮机性能及运行特性分析
汽轮机专业考试题库
相关主题
文本预览