汽轮机考试复习资料

填空 1 汽轮机积内损失包括喷嘴损失 动叶损失 余速损失 叶高 扇形 湿气等损失 2 电力生产质量指标之一的供电频率 取决于汽轮发电机组的转速 3 在液压调节系统中 主要由转速感受机构 传递放大机构 配汽机构和调节对象四部分 组成 4 并列运行时同步起的作用是实现机组负荷重新分配 5 叶轮上开设平衡孔的主要作用平衡轴向推力 6 反动级蒸汽膨胀的特点是 在喷嘴叶栅中蒸汽膨胀一半 在动叶栅中蒸汽膨胀一半 7 假定多级汽轮机各级内损失为零 则重热系数为 0 8 汽轮机常用的配汽方式有喷嘴配汽和节流配汽 9 汽轮机转动部分包括 叶片 叶轮 转子 联轴器和盘车装置 10 汽轮机级中喷嘴的作用是 使蒸汽膨胀 11 在多级汽轮机中重热系数越大 说明损失越大 12 汽封按其安装位置的不同 可分为轴封 隔板汽封 叶顶汽封 13 汽轮机本体是汽轮设备主要组成部分 其中静止部分包括 气缸 汽封 喷嘴 隔板 轴承等部件 14 汽轮机采用部分进汽度的原因是二次流损失 15 衡量调节系统动态特性品质的指标有动态稳定性 动态超调量 过渡时间 16 蒸汽在叶片斜切部分膨胀的特点是蒸汽气流发生偏转 名词解释 1 热耗率 是单位发电量所消耗的热量 可以反映不同容量 不同参数机组的热经济性 2 二次调频 在电网周波不符合要求时 操作电网中的某些机组的同步器 增加或减少 他们的功率使电网周波恢复正常 3 凝汽器端差 指汽机排气压力下的饱和温度与循环水出口温度的差值 4 纯冲动级 嘴叶栅中进行膨胀 而在动叶栅中蒸汽不膨胀的级成为纯冲动级 5 迟缓率 是在外负荷变化 机组输出功率未变的时间内 转速的最大变化量与额定转 速的比值 6 油动机时间常数 是指在滑阀油口开度保持最大时 在额定油压下油动机活塞走完行 程 从空负荷位置到满负荷位置位置 所需要的时间 7 过冷度 排汽压力所对应的饱和温度高于凝结水温度的数值 热井中凝结水温度 tc 低于凝汽器喉部压力下蒸汽饱和温度 ts 的度 8 重热现象 h s 图上 沿熵增方向等压线扩张 导致后边的等压线间的理想比焓增大 9 即上级的损失可以被下一级部分利用的现象 10 冷却倍率 冷却水量是被凝结蒸汽量的倍数 11 最佳速比 汽轮机轮周效率为最大时所对应得速比 12 一次调频 因电负荷改变而引起电网频率变化时 电网中全部并列进行的机组均自动 地按其静态特性承担一定的负荷变化 以减少电网频率的改变 称为一次调频 13 凝汽器的极限真空 凝汽器真空达到末级动叶膨胀极限压力下的真空时 该真空成为 凝汽器的极限真空 14 凝汽器的传热端差 蒸汽和冷却水的传热端差叫做凝汽器的传热端差 15 热耗率 汽轮发电机组每发一度电需要消耗的热量 16 余速损失 当蒸汽离开动叶珊时 仍具有一定的绝对速度 动叶珊的排汽带走一部分 动能 成为余速损失 简答题 1 为什么汽轮机有的级段要采用扭曲叶片 答 大机组为增大功率 往往叶片做的很长 随着叶片高度增加 当叶高比具有较小值 一般为小于 10 时不同叶高处圆周速度与气流参数的差异已不容忽视 此时叶身断面型 线必须沿叶高相应变化 使叶片扭曲变形 以适应汽流参数沿叶高的变化规律 减小流动 损失 同时从强度方面考虑 为改善离心力所引起的拉应力沿叶高的分布 叶身断面积也 应由根部到顶部逐渐减小 2 什么叫调节系统的速度变动率 对速度变动率有何要求 答 从调节系统静态特性曲线可以看到 单机运行从空负荷到额定负荷 汽轮机的转速由 n2 降低到 n1 该转速变化值与额定转速 n0 之比称之为速度变动率 以 表示 即 n2 n1 n0 100 较小的调节系统具有负荷变化灵活的优点 适用于担负调频负荷的机组 较大的调节 系统负荷稳定性也 适用于担负基本负荷的机组 太大 则甩负荷时机组容易超速 太小的调节系统可以出现晃动 故一般取 4 6 速度变动率与静态特性曲线越陡 则速 度变动率越大 反之则越小 3 汽轮机为什么必须有保护装置 答 为了保证汽轮机设备的安全 防止设备损坏事故的发生 除了要求调节系统动作可靠 以外 还应该具有必要的保护装置 以便汽轮机遇到调节系统失灵或其他事故时 能及时 动作 迅速停机 避免造成设备损坏等事故 3 分 保护装置本身应特别可靠 并且汽轮机容量越大 造成事故的危害越严重 因此对保护装 置的可靠性要求就越高 4 什么叫循环水温升 温升的大小说明什么问题 答 循环水温升是凝汽器冷却水出口温度与进口水温的差值 1 分 温升是凝汽器经济 运行的一个重要指标 温升可监视凝汽器冷却水量是否满足汽轮机排汽冷却之用 因为在 一定的蒸汽流量下有一定的温升值 另外 温升还可供分析凝汽器铜管是否堵塞 清洁等 温升大的原因 蒸汽流量增加 冷却水量减少 铜管清洗后较干净 黑升小的原因 有 蒸汽流量减少 冷却水量增加 凝汽器铜管结垢脏污 真空系统漏空气严重 5 某机组铭牌标识为 N300 16 7 538 538 其中各项代表什么 答 N 凝气式汽轮机 300 代表容量 16 7 代表主汽压力 538 代表主汽温度 538 代表再 热器温度 6 影响汽轮机相对内效率的因素有哪些 答 汽轮机相对内效率反应机组通流部分的完善程度和运行状况 影响汽轮机相对内效率 的因素有 汽轮机通流部分结构和表面状态的标化 通流部分动 静间隙的变化 汽轮机 的负荷 近期参数和调节阀门开度的变化等 7 滑压调节的特点 答 a 增加了机组运行的可靠性和对负荷的适用性 b 提高了机组在部分负荷下的内效率 改善机组循环热效率 给水泵功耗减少 c 高负荷区滑压调节不经济 8 动叶片在运行中为什么产生振动 答 汽轮机在运行过程中 从喷嘴叶珊喷出的高速气流 进入动叶珊 对动叶珊产生冲动 力 其大小与喷嘴叶珊出口整齐的流速有关 由于喷嘴叶珊出口蒸汽速度沿圆周方向的分 布并不均匀 使动叶片旋转一周时 其受力状态产生周期性的变化 在交变的蒸汽冲击力 的作用下 动叶片产生振动 9 机组主蒸汽参数降低为什么会影响其经济性 答 主蒸汽参数是决定机组所采用的基本循环特性的重要参数 他们决定热力循环的平均 吸热温度 对机组的经济型有很大的影响 在终参数不变的情况下 主蒸汽压力或温度降 低 将使热力循环的平均吸热温度降低 从而循环热效率降低 影响了机组的热经济性 论述题 1 汽轮机供油系统的作用有哪些 答 1 供给调节系统和保护系统的用油 2 供给轴承润滑用油 3 供给各运动副机 构的润滑用油 4 对有些采用氢冷的发电机 向氢气环密封瓦的气侧提供密封油 5 供 给盘车装置和顶轴装置用油 2 何为凝结水的过冷却 有何危害 所谓凝结水的过冷却就是凝结水温度 低于汽轮机排汽的饱和温度 由于凝结水的过冷却 却必须增加锅炉的燃料消耗 使发电厂的热经济性降低 此外 过冷却还会使凝结水的含 氧量增加 加剧了热力设备和管道的腐蚀 降低了运行的安全性 3 多级汽轮机的轴向推力有哪几部分组成 如何平衡轴向推力 答 组成 a 蒸汽作用在动叶上的轴向力 b 蒸 在叶轮页面上的轴向力 c 蒸 在 转子凸肩上的轴向力 d 蒸 在隔板汽封和轴套筒上的轴向推力 平衡轴向推力的措施 a 采用平衡活塞 b 汽缸对置布置 c 在叶轮上开平衡孔 d 采用推力 轴承 4 常用评价调节系统动态特性的指标及其定义是什么 答 稳定性 汽轮机甩全负荷时 其转速随着时间的增长最终趋于有静态特性曲线决定的空 腹喝转速 这样的过程成为稳定的过程 要求调速系统必须是稳定的 超调量 汽 时 其转速在过渡过程中的最大转速和最后稳定转速之差称超速超调量 过渡过程时间 调节系统受到干扰后 从调节过程开始到被调量与新的稳定值偏差小于允 许值时的最短时间 称为过渡时间 论述题 1 多级汽轮机有哪些优点和缺点 答 多级汽轮机具有以下优点 1 多级汽轮机的循环热效率大大提高 多级汽轮机的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的 相对内效率高 2 除调节级及本汽缸的最末级外 多级汽轮机其他各级的余速动能都可被下一级所利用 因此整个汽轮机的相对内效率提高了 3 多级汽轮机每个级的焓降较小 速比一定时级的圆周速度和平均直径也较小 当容积 流量相同时 喷嘴出口高度增大 叶高损失减小 4 多级汽轮机上面级的损失可以部分的被下面各级利用 使全机相对效率提高 3 多级汽轮机单位功率的投资大大减小 多级汽轮机存在的问题 1 增加了一些附加损失 2 由于级数多 相应的增加了机组的长度和质量 3 由于新蒸汽与再热蒸汽温度的提高 多级汽轮机高 中压缸前面若干级的工度高 故 对零件的金属材料要求提高了 4 级数增加 零部件最多 使多级汽轮机的结构更为复杂 全机制造成本相应提高 但 单位功率的制造成本远低于单级汽轮机 总之 多级汽轮机远优于单级汽轮机 得到广泛应用 2 为满足凝汽器经济 安全运行 对凝汽器有哪些要求 对凝汽器的要求是 1 有较高的传热系数和合理的管束布置 增强传热 减小传热端差 2 凝汽器本体及真空管系统要有高度的严密性 保证凝汽器一定的真空度 提高运行经济 性和安全性 3 汽阻小 合理的铜管排列方式 能够减小从凝汽器喉部到抽气口的汽阻 以减小过冷度 4 凝结水过冷度要小 减小过冷度能够减小被冷却水带走的热量 提高机组循环热效率 5 水阻要小 减少循环水泵耗功 6 凝结水的含氧量要小 能够减轻铜管腐蚀 7 便于清洗冷却水管 保证冷却水管良好的传热性能 8 冷却水管应具有足够的抗腐蚀性能 保证机组能够长期稳定运行 9 要尽量减轻抽气器的负荷 以此减少抽气器的耗功 减少厂用电 10 允许凝汽器有一定的热膨胀 11 便于运输和安装 1 是什么调节系统转速变动率 作图分析它对运行的影响 转速变动率 当汽轮机单机运行 电功率从零增加到额定值时 转速相应从 n1 变到 n2 转速的改变值 n n1 n2 与额定转速之比的的百分数 通过图像可知当外界负荷变化时并 列运行机组中转速变动率小的承担负荷多 转速变动率大的承担负荷少 2 弗留盖尔公式中各符号代表什么意义 该公式在什么条件下可以简化 简化为什么形式 式中 p0 pz T0 G0 工况变化前级组前后蒸汽压力 级组前蒸汽绝对温度和蒸汽流量 p01 pz1 T01 G01 工况变化后级组前后蒸汽压力 级组前蒸汽绝对温度和蒸汽流量 当 pz 0 1p0 时 pz 的变化对级组蒸汽流量影响很小 级组中有一级叶栅在工况变化前后均为 临界时 pz 的变化对级组蒸汽流量不产生影响 故上式可简化为 当级组前蒸汽温度变化不大时 可进一步简化为 3 从凝汽器热力特性角度分析提高凝汽器真空度的措施 Pc 由 ts tw1 t t 决定 提高真空 减小 Pc 措施有 1 增加冷却水量来提高冷却倍率 从而减小 t 2 减小传热端差 4 简述对叶片进行调频有哪些方法 最根本的办法是避开自振和激振率的频率 具体有 1 拉金和围带与叶片相接处加焊 提 高刚度 增加自振频率 2 叶片较厚时 在径向钻孔 减轻质量增大自振频率 3 重新安装 叶片 提高安装精度 改变自振频率 4 改变叶片组组数 提高整体刚度 5 改变拉金和围 带的尺寸 或采用松拉金 或改变拉金数目 5 分析在下列两种情况下 蒸汽在渐缩喷管斜切部分的流动特点 1 喷嘴出口截面上的压 比大于临界压比 2 喷嘴出口截面上的压比小于临界压比 答 1 喷嘴出口截面上的压比大于临界压比 喷嘴出口气流为亚音速 蒸汽在斜切部分不 发生膨胀 斜切部分只起到导流作用 2 喷嘴出口截面上的压比小于临界压比 喷嘴出口 气流大于当地音速 为超临界状态 气流在斜切部分发生膨胀 并产生倾斜 1 什么是多级汽轮机的重热现象 由于多级汽轮机内存在重热现象 可以从损失中回收一 部分可用热量 是否可以说重热系数愈大愈好 蒸汽在多级汽轮机内进行能量转换时 所有的内部损失都因为摩擦而转变为热量 在绝热 条件下被蒸汽吸收 使各级的排气焓和排气温度相应增加 下一级的热力过程线向右偏移 此时在下一级的前后蒸汽压力不变的条件下 其级内蒸汽的理想焓降相应增加 这种现象 称重热现象 重热是多级汽轮机所特有的现象 重热现象实质上是从损失中回收部分热量 而在后面各级内继续进行能量转换 故其可以提高多级汽轮机的效率 因汽轮机内部损失 越大 级数