汽轮机复习题部分

汽轮机复习题部分

第二章

1、为什么要采用多级汽轮机？

为了提高汽轮机的功率，就必须增加汽轮机的进汽量G和蒸汽的理想焓降。从经济和安全两个方面来考虑，只有一个级的汽轮机要能有效地利用很大的理想焓是不可能的。为了有效地利用蒸汽的理想焓降，唯一的办法就是采用多级汽轮机。多级汽轮机的一级只利用总焓降中的一部分。使每一级都能在最佳速度比附近工作，就能有效地利用蒸汽的理想焓降，提高机组效率。

3、多级汽轮机有哪些损失？各是如何产生的？又如何减少？

汽轮机除了各级级内损失之外，还有进、排汽管道的节流损失，前后端轴封的漏汽损失，机械损失。

漏汽损失：原因：由于结构的要求，主轴和汽缸之间留有一定的间隙；另一方面由于气缸内外存在压差，故而必定有气体流进或流出而造成损失。减少措施：在汽轮机的两端漏气（汽）处装设汽封，以减少漏气（汽）量。

进、排汽管道的节流损失：原因：蒸汽通过汽轮机进、排汽机构时，由于节流、摩擦和涡流的存在，会使压力降低，形成损失。减少措施：前者可以通过改进蒸汽在通过汽阀时的流动特性来减少，如使用带扩压管的单座阀。

4、叙述齿型轴封的工作原理。

蒸汽通过一环形齿隙时，由于通道面积减小，速度增加，压力从po降到p1。但是蒸汽进入两齿间的大空间时，容积突然增大，速度大为减小。由于涡流和碰撞，蒸汽动能被消耗而转变成热量，使蒸汽焓值又回到原值。即蒸汽通过轴封齿隙为一节流过程。其后，蒸汽每通过轴封一齿隙时，都重复这一过程，压力不断降低，直到降低轴封最后一齿后的压力为止。所以，轴封的作用是将一个较大的压差分割成若干个减小的压差，从而达到降低漏汽速度，减小漏汽量的作用。

6、多级汽轮机轴向推力的平衡办法。 （１）叶轮上开设平衡孔；（２）设置平衡活塞；（３）采用多缸反向布置；（4）采用推力轴承。

7、提高汽轮机单机容量的措施有哪些？

（1）提高新蒸汽的参数；（２）采用高强度低重度的合金材料；（3）采用多排汽口（４）采用给水会热加热系统（５）提高背压；（６）采用双层叶片；（７）采用低转速。

第三章

第四章

4、汽轮机运行对其调节系统的基本要求有哪些？

（1）调节系统应能保证机组启动时平稳升速至3000rpm，并能顺利并网；（2）机组并网后，蒸汽参数在允许范围内，调节系统应能使机组在零负荷至满负荷之间任意工况稳定运行；（3）在电网频率变化时，调节系统能自动改变机组功率，与外负荷的变化相适应；在电网频率不变时，能维持机组功率不变，具有抗内扰性能；（4）当负荷变化时，调节系统应能保证机组

从一个稳定工况过渡到另一个稳定工况，而不发生较大的和长时间的负荷摆动。（5）当机组甩全负荷时，调节系统应使机组能维持空转（遮断保护不动作）。（6）调节系统中的保护装置，应能在被监控的参数超过规定的极限值时，迅速地自动控制机组减负荷或停机，以保证机组的安全。

6、DEH液压控制系统有几种类型？各自的特点是什么？

伺服型控制机构；开关型控制机构。

伺服型和开关型液压控制系统共同的特点：所有的进汽阀都配置一个单侧进油的油动机，其开启依靠高压动力油，关闭靠弹簧力。这是一种安全型的机构，在系统漏油时，油动机向关闭方向动作在油动机的油缸上有一个控制块的接口，在控制块内装有隔绝阀、滤网、快速卸载阀和止回阀、电液伺服阀（开关型不装），并加上相应的附加组件构成一个整体，成为具有控制和快关功能的组合执行机构。

第五章

第六章 1、汽缸的双层缸布置和高中压合缸布置的优点是什么？

双层缸结构的优点：

（１）把汽缸所受的蒸汽总压力分摊给了内、外两层汽缸，减少了每层缸的压差和温差，缸壁和法兰可以相应减薄。在机组启停和变工况时，其热应力也相应减小，有利于缩短启动时间和提高汽轮机对负荷的适应性，具有较强的调峰能力；

（２）内缸主要承受高温及部分蒸汽压力作用，且其尺寸较小，故可以做得较薄，耗用的贵重耐热金属材料相对减少。而且在内缸和外缸之间有蒸汽流动，因此在正常运行时外缸得到冷却，使外汽缸温度降低，故可采用较便宜的合金钢制造；

（３）外缸的内外压差比采用单层汽缸时降低了许多，因此减少了漏汽的可能性，能更好地保证汽缸接合面的严密性。

高中压合缸反向布置的优点：

（１）新蒸汽及再热蒸汽的进汽部分均集中在高、中压汽缸的中部，可减少汽轮机转子和汽缸的轴向温差及热应力；

（２）高、中压汽缸中温度最高的部分布置在远离汽轮机轴承的地方，使轴承受汽封温度的影响较小，轴承的工作温度较低，改善了轴承的工作条件；

（３）可平衡一部分高、中压汽缸内的轴向推力；

（４）前后轴端汽封均处于高中压缸排汽部位，使轴封长度显著减少；

（５）高、中压合缸型式还减少了一至二个径向支持轴承，缩短了高、中压转子的长度。

4、大型机组常用的支持轴承有哪几种？各自的特点。

支持轴承的型式很多，常用的有圆柱形轴承、椭圆形轴承、三油楔轴承和可倾瓦轴承等。 （1）可倾瓦轴承：优点：在工作时可倾瓦块能随转速和载荷的不同而自由摆动，在轴颈周围形成多油锲，它具有很高的油膜稳定性和抗振荡能力，并具有较大的承载能力。缺点是：结构复杂，加工制造以及安装、检修较为麻烦，成本较高；

（2）椭圆瓦轴承：优点：工作稳定性得到改善；易于形成液体摩擦，增大了轴承的承载能

力。

（3）三油楔轴承：

（4）推力轴承：推力轴承的作用是承受转子的轴向推力和确定转子的轴向位置。蒸汽作用在转子上的轴向推力包括：蒸汽作用在转子叶片上的轴向推力，叶轮二侧压力差产生的轴向推力

7、何谓A型振动和B型振动？

按叶片振动时其顶部是否摆动，切向振动可分为A型振动和B型振动两大类。

A型振动：叶片振动时，叶根不动、叶顶摆动的振动形式称为A型振动自。由叶片和叶片组均会发生A型振动。

B型振动：叶片振动时，叶根不动、叶顶也基本不摆动的振动形式称为B型振动。用围带成组的叶片，除叶根固定外，叶顶也有支点，有可能发生B型振动。按节点的数目，B型振动也有B0、B1等型式叶片组发生B型振动时，组内叶片的相位大多是对称的。

8、引起汽轮机组振动的原因是什么？

机组发生振动的原因：

１）引起强迫振动的原因：转子质量不平衡；；转子弯曲；转子沿径向温度分布不均匀而产生热弯曲；转子的材质不均匀或有缺陷，受热后出现热弯曲；动静部分之间的碰磨使转子弯曲；转子中心不正；转子支承系统变化；电磁力不平衡。

２）引起自激振动的原因：振动系统通过本身的运动不断向自身馈送能量，自己激励自己，这样产生的振动称为自激振动。引起机组自激振动的原因主要是油膜自激和间隙自激，它们引起的振动分别为油膜振荡和间隙自激振动。

消除自激振动的措施：改善转子与汽缸的同心位置，以减小激振力；减小轴承间隙，增加润滑油粘度等，以增加阻尼。

３）引起轴系扭振的原因

引起轴系扭振的原因有汽轮机组和电气系统两方面。

汽轮机组方面：汽轮发电机组突然甩负荷汽轮机调节阀快速控制调节系统快速调节；

电气系统方面：在电力系统短路、快速重合闸、非同期并网及三相电力负荷不平衡等情况下，电磁力矩会发生突变或振荡，激起轴系扭振。

9、影响系数平衡法的原理是什么？

试加质量→输入振动变化→输出

→线性方程组

平衡面数M，测振点数N

原始振动A i 0(i 1,2, , N )，试加质量P j( j 1,2, , M )

→试加质量后振动Aij

影响系数a ij=（A ij—A i 0）/ P j；

表示第j个平衡面的试加质量对第i测点振动产生的影响；

目标：各平衡面上校正质量对同一测点产生的振动迭加

在一起，恰好抵消该测点的原始振动，即

a i1Q1 + a i 2Q2 +…+ a iM Q M = - A i 0

a11Q1 + a12Q2 +…+ a1M Q M = - A10

a21Q1 + a22Q2 +…+ a2 M Q M = - A20

……

a N 1Q1 + a N 2Q2 +…+ a NM Q M = - A N 0

求解Q

第七章

3、凝结水的过冷度是怎么产生的？

（1）管子外表面的水膜受冷却使得水膜平均温度低于水膜外表面的蒸汽凝结温度。

（2）冷却水管排列不合理，管束上排产生的凝结水下滴时与下排冷却水管接触，凝结水再次被冷却，产生凝结水的过冷。

（3）回热通道布置不当或管束布置过密，将产生凝结水过冷。

（4）凝汽器的汽阻过大，使管束内层压力降低，也使凝结水温度降低。

（5）系统严密性不好或抽气器工作不正常，使空气分压力增大。 （6）凝结水水位过高，淹没部分管束，使凝结水进一步冷却。

4、多压凝汽器的优势是什么？

多亚凝汽器冷却水的温度比单压的低：冷却水温升曲线就接近直线，蒸汽可在更低的温度下凝结；另外，多压凝汽器是冷却水管在长度方向热负荷更趋均匀，换热面能被充分利用，因此，多压凝汽器能可望获得更低的平均压力。多压凝汽器的经济性较好，采用多压凝汽器可提高电厂经济性。

6、直接空冷系统的优势是什么？

直接空冷的优点：与间接空冷相比：投资小；占地面积小；系统简单；防冻性能好，空气量的调节灵活。

第八章

1、限制汽轮机启动速度的主要因素有哪些？

启动冲转参数；凝汽器真空；油压；大轴晃动；冷油器出口油温；冲转条件。

2、启动和停机方式可以分为哪几类？各自有何特点？

汽轮机启动方式的分类：（１）按新蒸汽参数分类：额定参数启动；滑参数启动（压力法启动；真空法启动）。（２）按冲转时的进汽方式分类：高中压缸联合冲动；中压缸启动。（３）按控制进汽的阀门分类：调节汽门启动；自动主汽门或电动主汽门的旁路门启动。（４）按启动前汽轮机金属（调节级处高压内缸或转子表面）温度水平或停机时数分类：冷态启动，金属温度低于150～180℃（或停机一周及以上）。温态启动，金属温度在180～350℃之间（或停机48h）。热态启动，金属温度在350～450℃之间（或停机8h）。极热态启动，金属温度在450℃以上（或停机2h）。

3、什么是热态滑参数启动？与冷态滑参数启动相比，热态启动有哪些特点？

启动前汽轮机高压转子温度高于３５０°时，或停机时间大约在８ｈ左右，都可称为热态启动。蒸汽参数随机组负荷或转速变化的热态启动则为热态滑参数启动。

热态滑参数启动的特点：金属温度水平高；进汽冲转参数高；轴封供汽；启动时间短

冷态和热态滑参数启动的区别：金属温度不同；启动速度快；再热蒸汽温度与中压缸金属温度的匹配。

4、启动过程可分为哪几个阶段？各阶段注意的问题是什么？

（１）启动前的准备工作：设备和系统的检查；投入冷却水系统；向凝汽器和闭式冷却系统注入化学补充水；启动供油系统和投入盘车装置；除氧器投入运行；排除启动前机组不允许存在的禁止条件；

（２）轴封供汽：真空、凝结水系统、盘车通过轴封向汽轮机供汽暖机；

（３）盘车预暖；

（４）冲转、升速、暖机：暖机的目的主要有两个，即防止材料脆性破坏和过大的热应力； （５）并网、带负荷。并网时防止机组并网时出现逆功率工况。

5、什么是滑参数停机？滑参数停机过程中有何特点？

蒸汽参数随机组负荷或转速变化的停机为滑参数停机。其特点如下：

（１）保证汽轮机各受热部件均匀冷却。

（２）主蒸汽和再热蒸汽温度的下降速度（蒸汽温降率）必须符合规定。

（３）采用低参数、大流量的蒸汽来冷却汽轮机。控制蒸汽温度的标准是首级蒸汽温度低于首级金属温度30~50℃。