3_多级汽轮机

第一节 多级汽轮机的优越性及特点2.1.1 多级汽轮机的优越性和存在的问题（一）多级汽轮机的热效率大大提高1、多级汽轮机的循环热效率大大提高多级汽轮机的比焓降可比单级汽轮机增大很多，因而多级汽轮机的蒸汽初参数可大大提高，排汽压力可以降的很低，还可采用回热循环和中间再热循环，所以多级汽轮机的循环热效率大大高于单级汽轮机。

2、 多级汽轮机的相对内效率明显提高1）多级汽轮机在设计工况下每一级都在最佳速比附近工作，这就使它比单级汽轮机的相对内效率高。

2）在一定条件下，多级汽轮机的余速动能可以全部或部分地被下一级利用，而单级汽轮机的余速动能不可能被下一级利用。

对于多级汽轮机，只要相邻两级的部分进汽度相同，平均直径变化平滑，喷嘴进汽角与上一级的排汽角相近，级间的轴向间隙较小，两级的流量变化不大，那么上一级的余速动能可以全部或部分地被下一级利用。

除调节级及本汽缸地最末级外，多级汽轮机其他各级地余速动能一般可被下一级利用，因此整个汽轮机地内效率提高了。

3）多级汽轮机各级的比焓降比较小，速比一定时的圆周速度和平均直径m d 也都较小根据第一章中的连续方程111sin t n m n t Gv e d l c μπα=可知，在容积流量1t Gv 相同的条件下，由于m d 较小，喷口出口高n l 度增大，因而叶高损失减小，喷嘴流动效率较高。

4）多级汽轮机上面级的损失可以部分地被下面各级利用，使全机相对内效率提高，这种现象称为重热现象，这也是其效率比单级汽轮机高的一个原因。

综上所述，由于多级汽轮机的效率比单级汽轮机高得多，所以多级汽轮机的单位功率能耗大大低于单级汽轮机。

（二）多级汽轮机单位功率的投资大大减小多级汽轮机的单级功率可以远远大于单级汽轮机，因而使单位功率汽轮机组的造价、耗材和占地面积都比单级汽轮机大大减小，容量越大的机组减小得越多，这就使多级汽轮机单位功率得投资大大减小。

（三）多级汽轮机存在的问题1） 增加了一些附加损失，如隔板漏汽损失。

简述汽轮机的分类汽轮机是具有一定温度和压力的蒸汽来做功的回转式原动机。

一、按汽轮机所具有的级数分类所谓汽轮机的级，是由一段喷嘴与其后边的一级动叶片所组成，用来完成从蒸汽热能转变为机械功全过程的基本单元。

1．单级汽轮机：单级汽轮机是只有一个级的汽轮机，即只有一段喷嘴及其后面的叶片，是最简单的汽轮机。

2．复速级汽轮机：复速级汽轮机是单级汽轮机的变种，仍然是单级汽轮机，它与一般单级汽轮机不同之处是具有两列以上的动叶片，又称为速度级汽轮机。

3．多级汽轮机二、按蒸汽在汽轮机内流动的方向分类1．轴流式汽轮机：这种汽轮机的蒸汽在汽轮机内流动的方向和轴平行。

2．辐流式汽轮机：蒸汽在汽轮机内流动的方向与汽轮机轴相垂直的汽轮机。

3．周流式汽轮机：蒸汽在汽轮机中既不是沿轴线方向流动，也不是沿辐向流动，而是沿圆周方向，几进几出。

三、按汽缸的数目分类1．单缸汽轮机2、双缸汽轮机 3、多缸汽轮机四、按汽轮机的用途分类1．电站汽轮机2、工业汽轮机 3、船用汽轮机五、按汽轮机进汽压力分类低压汽轮机 1.2~1.5MPa 中压汽轮机 2~4MPa次高压汽轮机5~6MPa 高压汽轮机 6~10MPa超高压汽轮机12~14MPa 亚临界汽轮机 16~18MPa超临界汽轮机大于22.17MPa六、按汽轮机热力系统分类1．凝汽式汽轮机：蒸汽在汽轮机内做功后，除有一部分轴封漏汽外，全部排入凝汽器。

2．调整抽汽式汽轮机：它与凝汽式汽轮机的区别是：其抽汽压力可以在某一范围加以调整，可以有一级调整抽汽，也可以有两级调整抽汽。

3．背压式汽轮机：蒸汽在汽轮机内做功后，以高于大气压力被排入排汽室，以供热用户采暖或工业用汽，这种汽轮机在热力系统中只有给水加热器，没有凝汽器，因而不存在冷源损失，热能利用率高。

4．中间再热式汽轮机：为了使排其汽温度不超过允许限度，采用了蒸汽中间再热，称为中间再热式汽轮机。

这种汽轮机是将在汽轮机高压缸做完功的蒸汽，再送回锅炉再热器中加热到接近于新蒸汽温度，然后回至汽轮机的中低压缸继续做功。

一、选择题（共 40 题，每题 1.0 分）：【1】在汽轮机监视设备分系统试验中，安装工作全部结束后，通电（）h，可进行现场试验。

A．1B．0.5C．2D．3【2】高压厂用电母线一般采用（）接线，凡属同一台锅炉的厂用电动机，均应接在同一段母线上。

A．单母线分段B．双母线C．单元D．双母线带旁母【3】要了解一台机组的自动化程度，首先要熟悉（）。

A．安装接线图B．电气原理图C．控制流程图D．梯形图【4】电动给水泵功能组中的辅助油泵在以下（）情况下不需要启动。

A．给水泵启动前B．给水泵停止C．润滑油压低D．给水泵启动后【5】工作人员接到违反安全规程的命令，应（）。

A．服从命令B．执行后向上级汇报C．拒绝执行并立即向上级报告D．向上级汇报后再执行【6】目前PLC中处理器主要用的是（）。

A．单板机B．单片机C．8086D．位处理器【7】甲类单管功率放大器的静态工作点位于（）。

A．截止区B．放大区C．饱和区D．任意【8】可以用（）法来消除原材料的不直、不平和翘面。

A．延展B．锤击C．拍手D．机械【9】三极管的电流放大系数是指（）的比值。

A．集电极电流与射极电流B．集电极电流与基极电流C．射极电流与基极电流D．射极电流与集电极电流【10】汽轮机运行时，其转速最大一般不允许超过额定转速的（）。

A．30%B．25%【11】在热工保护回路中，对同一热工信号进行检测，采用（）的拒动频率最高。

A．信号串联法B．信号并联法C．信号串并联法D．三取二信号法【12】基本的PLC指令执行的时间通常是（）。

A．ms级B．10μs级C．100μs级D．小于1μs【13】生产厂房内、外工作场所的井、坑、孔、洞或沟道，必须覆以与地面平齐的坚固的盖板。

检修各种需取下盖板的设备时，必须（）。

A．派人看守B．挂警告标志C．设临时围栏D．周围摆放障碍物【14】变速给水泵的工作点，由（）和输出阻力特性决定。

A．给水泵效率曲线B．P-Q曲线C．变速性能曲线D．上限工作线【15】在大修中改动的布置图、原理图和接线图，要求在大修结束后（）天内整理更改，重新绘制正确图纸。

汽轮机的分类1、按照汽轮机的热力特征分类(1)、凝汽式汽轮机:蒸汽在汽轮机内膨胀做功以后,除小部分轴封漏气外,全部进入凝汽器凝结成水的汽轮机.实际上为了提高汽轮机的热效率,减少汽轮机排汽缸的直径尺寸,将做过功的蒸汽从汽轮机内抽出来,送入回热加热器,用以加热锅炉给水,这种不调整抽汽式汽轮机,也统称为凝汽式汽轮机.(2)、抽汽凝汽式汽轮机:蒸汽进入汽轮机内部做过功以后,从中间某一级抽出来一部分,用于工业生产或民用采暖,其余排入凝汽器凝结成水的汽轮机,称为一次抽汽式或单抽式汽轮机.从不同的级间抽出两种不同压力的蒸汽,分别供给不同的用户或生产过程的汽轮机称为双抽式(二次抽汽式)汽轮机.(3)、背压式汽轮机:蒸汽进入汽轮机内部做功以后,以高于大气压力排除汽轮机,用于工业生产或民用采暖的汽轮机.(4)、抽汽背压式汽轮机:为了满足不同用户和生产过程的需要,从背压式汽轮机内部抽出部分压力较高的蒸汽用于工业生产,其余蒸汽继续做功后以较低的压力排除,供工业生产和居民采暖的汽轮机.(5)、中间再热式汽轮机:对于高参数、大功率的汽轮机,主蒸汽的除温、初压都比较高,蒸汽在汽轮机内部膨胀到末几级,其湿度不断增大,对汽轮机的安全运行很不利,为了减少排气湿度,将做过部分功的蒸汽从高压缸中排出,在返回锅炉重新加热,使温度接近初始状态,然后进入汽轮机的的低压缸继续做功,这种汽轮机称为中间再热式汽轮机.2、按用途分(1)、电站汽轮机:仅用来带动发电机发电的汽轮机称为电站汽轮机.(2)、供热式汽轮机:既带动发电机发电又对外供热的汽轮机称为供热式汽轮机,又称为热电联产汽轮机.(3)、工业汽轮机:用来驱动风机、水泵、压缩机等机械设备的汽轮机称为工业汽轮机.(4)、船用汽轮机:专门用于船舶推进动力装置的汽轮机称为船用汽轮机.3、按汽轮机的进汽压力分(1)、低压汽轮机:进汽压力为1.2~1.5MPa(2)、中压汽轮机:进汽压力为2.0~4.0MPa(3)、次高压汽轮机:进汽压力为5.0~6.0MPa(4)、高压汽轮机:进汽压力为6.0~10.0MPa(5)、超高压汽轮机:进汽压力为12.0~14.0MPa(6)、亚临界汽轮机:进汽压力为16.0~18.0MPa(7)、超临界汽轮机:进汽压力大于22.17MPa。

级的分类及特点：***纯冲动级。

反动度等于零的级称为纯冲动级.工作特点：蒸汽只在喷管叶栅中膨胀，在动叶栅中不膨胀而只改变其流动方向。

结构特点：动叶叶型几乎对称弯曲，即动叶通道各个通流截面近似相同。

纯冲动级作功能力大，但效率低。

***冲动级：反动度较小（0.05-0.3）的级。

工作特点：蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行，只有一小部分在动叶栅中进行。

蒸汽作用在动叶栅上的主要是冲动力，小部分是反动力。

级的作功能力比反动级大，效率比纯冲动级高。

***反动级：反动度等于0.5的级。

工作特点：蒸汽在喷管和动叶通道中的膨胀程度相同。

结构特点：动叶叶型与喷管叶型相同。

反动级的效率比纯冲动级高，但作功能力小。

***压力级：蒸汽的动能转换为转子的机械能的过程在级内进行一次的级，称为压力级。

压力级可以是冲动级，也可以是反动级。

***速度级：蒸汽的动能转换为转子的机械能的过程在级内进行一次以上的级，称为速度级。

常用的是同一叶轮上装有两列动叶片的双列速度级，又称复速级。

复速级的作功能力大，但效率低。

***调节级。

通流面积能随负荷改变而改变的级称为调节级。

演示文稿1.ppt中小型汽轮机常用复速级作为调节级，大型汽轮机常用单列冲动级作为调节级。

调节级总是部分进汽。

调节级只能使用纯冲动级或反动度很小的冲动级。

***非调节级。

通流面积不随负荷改变而改变的级称为非调节级。

非调节级可以是全周进汽，也可以是部分进汽。

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++减少喷嘴损失的措施：***减少喷嘴损失的措施：叶高大于15毫米；强度允许的情况下使用窄喷嘴。

==============================================================最佳速度比的物理意义为：使动叶出口的绝对速度c2的方向角 a2＝90 ，即轴向排汽。

==============================================================余速利用1、余速利用提高了级的轮周效率；2、余速利用使级效率曲线在最大值附近变化平稳；3、余速利用使最佳速度比增大。

培训试题库说明：1.每部分出的题目要涵盖从基本理论到实际操作，要求员工在学习完毕本部分的全部题目后，基本达到相关岗位要求掌握的全部知识点，即“应知、应会”的全部内容。

2.试题库可以涵盖各种题型，也可以选择其中的一种或几种题型。

对于每一种题型，都要按照主要的系统进行分类，每个系统中根据情况还可以细分为小的类别（参见示例的部分），每个小类的第一部分（没有小类别的话，前面的一部分考题）必须为基本概念或基本原理的题目。

3.根据题目的难易程度及对相关岗位的要求，写出相应的分类号码放置在题目开头的“【】”中。

用A、B、C和1、2、3、4的组合表示出分类项目。

（1、2、3、4级的分类有难度的暂时可以不分，只标注出A、B、C类也可）A-----代表较容易的题目B-----代表一般难度的题目C-----代表较难的题目1-----巡检工岗位题目2-----值班工、副值岗位题目3-----主值、班长岗位题目4-----单元长、值长岗位题目目录问答题 (3)一、基础知识部分 (3)二、汽轮机及其附属系统总体介绍 (9)三、汽轮机本体 (12)四、配汽系统 (20)五、汽机疏放水系统 (22)六、汽机抽汽系统 (26)七、机组旁路 (33)八、调节保安系统 (35)九、润滑油系统 (47)十、凝结水系统 (58)十一、除氧器 (62)十二、给水系统 (66)十三、循环水及抽气系统 (72)十四、开式冷却水系统 (76)十五、闭式冷却水系统 (79)十六、辅助蒸汽系统 (82)十七、汽机运行 (82)问答题一、基础知识部分1.【A－1】什么是热力学第一定律？答：热力学第一定律是阐明能量守恒和转换的一个基本定律，可以表述为：热可以转变为功，功也可以转变为热，一定热量的消失，必然产生一定量的功；消耗了一定量的功时，必产生与只相对应的一定量的热。

2.【A－1】什么是热耗率？答：汽轮发电机组每发出1KWH电能所消耗的热量称为热耗率。

汽轮机分类按汽轮机所具有的级数分类单级汽轮机单级汽轮机是只有一个级的汽轮机，即只有一列喷嘴及其后面的一列动叶片，是最简单的汽轮机。

所谓汽轮机的级，是由一列喷嘴与其后变的一列动叶片所组成，用来完成蒸汽热能转变为机械功全过程的基本单元。

2．复速级汽轮机复速级汽轮机是单级汽轮机的变种，仍是单级汽轮机。

它与一般单级汽轮机不同之处是具有两列以上的动叶片，又称为速度级汽轮机。

3.多级汽轮机为了提高汽轮机的效率，汽轮机越来越趋向高温，高压，大容量。

单级汽轮机的功率很小，已不能满足工业的发展，多级汽轮机便应运而生。

按蒸汽在汽轮机内流动的方向分类轴流式汽轮机这种汽轮机的蒸汽在汽轮机内流动的方向和轴平行。

辐流式汽轮机指蒸汽在汽轮机内流动的方向与汽轮机轴相垂直的汽轮机。

周流式汽轮机蒸汽在汽轮机中既不是沿轴线方向流动，也不是沿辐向流动，而是沿圆周方向。

按汽缸的数目分类单缸汽轮机只有一个汽缸的汽轮机叫单缸汽轮机。

双缸汽轮机汽轮机的转子分别装在高、低压两个汽缸内，蒸汽从高压缸流出后，进入低压缸。

高低压缸转子以联轴器连接。

多缸汽轮机由于功率的增加，汽轮机单采用一两个汽缸已不能满足功率的要求，所以出现了高，中，低压三缸及多缸的汽轮机。

新蒸汽从高压缸排出后经导气管进入中压缸，从中压缸排出后在经过导气管进入低压缸。

根据结构需要中，低压缸也可以制成多个。

按汽轮机的工作原理分类冲动式汽轮机蒸汽的热能转变为动能的过程，仅在喷嘴中发生，而工作叶片只是把蒸汽的动能转变成机械能的汽轮机叫做冲动式汽轮机。

即蒸汽仅在喷嘴中产生压力降，而在叶片中不产生压力降。

反动式汽轮机蒸汽的热能转变为动能的过程，不仅在喷嘴中发生，而且在叶片中也同样发生的汽轮机叫做反动式汽轮机。

五．按汽轮机热力系统特征分类1．凝汽式汽轮机蒸汽在汽轮机内做功后除有一部分轴封漏汽外，全部排入凝汽器。

2．调整抽汽式汽轮机它与凝汽式汽轮机的区别在于：其抽汽压力可以在某一范围加以调整，可以有一级调整抽汽，也可以有两级调整抽汽。

三、极限功率一、轴向推力：（一）冲动式汽轮机的轴向推力（二）反动式汽轮机的轴向推力二、轴向推力的平衡一、轴向推力：1、作用在动叶上的轴向推力：F Iz 2、作用在叶轮面上的轴向推力：F IIz )]([4][4][4222212222212)()()(p p d l d Fd d p d l d p d l d F d II Zd IIZ b m d b m b m --===---=---πππ（一）冲动式汽轮机的轴向推力：)()()()sin sin (2221221212211p p l d F p p p p pp p p p p l d c c Fpbm I zppb m I zp G -=-=-=∆--=-+-=ΩΩΩππαα压力反动度：3、作用在轴的凸肩上的轴向推力隔板轴封漏汽量、平衡孔漏汽量、动叶根部漏入漏出蒸汽量；泵浦效应；G l 1G l 2G l 3ΩΩΩ<<m p d ∑∑∑∑++=++=nn n nIIIzII zIzzIIIzII zI zzF FF F F F F F 1111（二）反动式汽轮机的轴向推力：)(][4202222)(p p d l d F pp p pd IIZ ddb m --=--=Ω-Ω 叶轮反动度：１、作用在叶片上的轴向推力；２、作用在轮鼓锥形面上的轴向推力；３、作用在转子阶梯上的轴向推力。

二、轴向推力的平衡：1、平衡活塞法（有图）2、反向布置法（有图）3、止推轴承4、平衡孔（有图）——三、极限功率：1、定义：在一定的初终参数和转速下，单排汽口凝汽式汽轮机所能发出的最大功率，称为极限功率。

2、提高单机最大功率的途径：（1）采用高强度、低密度材料；（2）增加排汽口；（3）采用低转速；（4）提高初参数、降低终参数。

二、填空题1.汽轮机级内漏汽主要发生在隔板和动叶顶部。

2.叶轮上开平衡孔可以起到减小轴向推力的作用。

3.部分进汽损失包括鼓风损失和斥汽损失。

4.汽轮机的外部损失主要有机械损失和轴封损失。

5.湿气损失主要存在于汽轮机的末级和次末级。

6.在反动级、冲动级和速度级三种方式中，要使单级汽轮机的焓降大，损失较少，应采用反动级。

7.轮周损失包括：喷嘴损失、动叶损失、余速损失。

1.压力反动度是指喷嘴后与级后蒸汽压力之差和级前与级后压力之差之比。

2.某机组在最大工况下通过的蒸汽流量G=130.2 T/h，得到作用在动叶上的轴向推力ΣF z1=104339 N，作用在叶轮上的轴向推力ΣF z2=56859 N, 作用在各凸肩上的轴向推力ΣF z3=-93901 N，则机组总的轴向推力为67297N3.在多级汽轮机中，全机理想比焓降为1200 kJ/kg，各级的理想焓降之和为1230 kJ/kg ，则重热系数为 2.5% 。

4.减小汽轮机进汽阻力损失的主要方法是：改善蒸汽在汽门中的流动特性。

5.汽轮机损失包括级内损失和进汽阻力损失，排气损失，轴端漏气损失，机械摩擦损失。

6.汽轮发电机组中，以全机理想比焓降为基础来衡量设备完善程度的效率为相对效率以整个循环中加给1kg蒸汽的热量为基准来衡量的效率为绝对效率。

7.汽轮机机械效率的表达式为ηm = p e/p i8.若应用汽耗率和热耗率来评价汽轮机经济性，对于不同初参数的机组，一般采用热耗率评价机组经济性。

9.考虑整个机组的经济性，提高单机极限功率的主要途径是增大末级叶片轴向排气面积。

1.抽汽器有射汽抽汽器、射水抽汽器和水环式真空泵三种型式。

2.真空除氧过程中，机组满负荷时除氧效果较好，机组低负荷时除氧效果较差。

3.相同条件下，冬季与夏季相比，凝汽器效果较好的是冬季。

4.评价凝汽器优劣的指标有真空，凝结水过冷度，凝结水含氧量，水阻，空冷区排出的汽气混合物的过冷度。

5.短喉部射水抽汽器中，当外界压力增大时，真空度降低。