发电厂汽轮机运行技术问答400题

1、发电厂汽轮机运行技术问答 400 题1、热工学理论基础有哪些内容？ 答：热工学理论基础包括：项目热力学和传热学这两门基础科学。项目热力学是 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项目热力学的主要内容。 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

2、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：基本

3、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。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。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

4、能、位能、热能、光能、 电能、核能等。动能一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。 位能一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。热能一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；热量物体之间因为温

5、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/vkg.开） 也可为焦/kg度）比热与热容的关系是：比热 =热容/质量。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

6、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

7、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：

8、状态发生变化时具有4种变化规律，即气体温度不变时，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气体压力不变时，比容与温度成正比，这一定律称为盖一吕萨克定律，其数学 表达式为：当P仁P2时V1/V2=T1/T2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

9、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，但因为实际 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，

10、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：因为焓是由 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，因为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，因为 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

11、、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

12、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

13、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 i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

14、 表示，单位是千焦 / 时，即 Q1=D<h1-h2')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qi=Qi/P=D(hi-h2'/p郎肯循环热效率计算式：n t=<qi-q2)/qi=W/qi式中W循环中转变为有功的热量VKJ/Kg q“一 1kg蒸汽在锅炉中定压 放出的热量VKJ/Kg q 1kg蒸汽在凝结器内定压放出的热量VKJ/Kg 因为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q“一q2得来的，即 W=qi-q2=<1-i2)-<12)=(ii-i2>

15、=h 在循环中转换 为功的热量，等于汽轮机内的绝热焓降 h。因此，郎肯循环的热效率为：n t=<q1- q2) /q1=w1/q=(i1-i2>/(i1-i2'>=h/(i1-i2>式中h绝热焓降；ii过热蒸汽的焓VKJ/Kg。i2锅炉给水的焓VKJ/Kg ;I2'凝结水的焓VKJ/Kg21、水蒸气的基本概念有哪些？答：汽化一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。蒸发在液体表面出现的汽化现象。沸腾一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。饱和蒸汽一水在容器中加热后开始蒸发时，同

16、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。 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。 干饱和蒸汽加热后的水完全汽化后便是干饱和蒸汽。过热蒸汽一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。 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IKgOC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

17、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

18、入的 热量之和，其算式如下：qi=<ii-i4' +<討2）式中ii 新蒸汽的焓；i4锅炉给水焓；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： i=qi-q2=ii-i4'+<i3-i2）-<i4-i4'=<ii-i2）+<i3-i4）= 12式中 Ii 高压缸内蒸汽所做的功； I2 低压缸内蒸汽所做的功；由此， 中间再热循环的热效率为： n t=vqi-q2） /q1= 1/q1= <i1-i2） +<i3-i

19、4）】/ I<i1-i4' +<i3-i2）】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 i25、 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

20、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。

21、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：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；静置部分，由汽缸、隔板、喷嘴、静叶片、 汽封和轴封等组成；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：大功率机组因为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，

22、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

23、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

24、 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：因为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V国产机组ZG15M01V）能够承受因为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。3

25、6、 为什么高、中压外缸不采用含钒 VV）的ZG20CrMo合金钢？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375C,中压缸夹层气温为 440C，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 C，与排汽的温度近200C，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

26、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：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。隔板和喷嘴作用在汽缸的力。这是因为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。汽缸本身和安装在汽缸上零部件的重量。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。进汽管道作用在汽缸的力。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

27、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。 N125135/550/550,N300 135/550/550 型汽轮机均采用高、 中压双层汽缸， N200130/535/535 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， N300135/550/550 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

28、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， 而且对高参数汽轮机还可以更合理的利用材料。对于超高压汽轮机，因

29、为采用双层汽缸结构，所以进入喷嘴室的蒸汽管要穿过外 缸，再接到内缸上。运行中因内外缸存在着温差将产生相对膨胀，这样进汽管就 不能同时固定在内、外缸上，而且还不能避免大量高温、高压蒸汽外漏，所以采 用了滑动密封式的连接结构。进气管与调节气门相连得短管往往采用双层套管式 结构，外层套管通过法兰螺栓与外缸连在一起，内管的一端插入喷嘴室的进气管 中，用活塞环 胀圈）来密封。这样既保证了高压蒸汽的密封，又允许喷嘴室进 气管喷嘴室进气管焊接在内缸上）与双层套管之间的相对膨胀。41、汽轮机的法兰螺栓有几种形式 ? 答：法兰螺栓有两种形式：一种是埋头螺栓，这种螺栓腰部直径小于螺纹部分直 径，弹性较好，可减小因

30、为应力集中而引起的断裂的危险，此外因为螺栓旋入法 兰部分传热快，可减小螺栓与法兰的温差。另一种是双头螺栓，这种螺栓比埋头 栓长，故其弹性好，但其传热性能不如埋头螺栓，法兰与螺栓的温差较大。42、为什么高参数汽轮机高压部分常采用热紧方式？ 答：因为法兰螺栓是在高温下工作，还必须考虑应力松弛问题。为了保证在两次 大修间不致因应力松弛造成汽缸结合面不严，必须使螺栓具有足够的紧力。为此 高参数机组高压部分常采用热紧方式，紧螺栓时可采用气体加热或专用的螺栓加 热装置 电加热）来加热。43、常见的汽轮机排汽缸有哪几种？其特点是什么？ 答：有铸造结构排汽缸，组合结构排汽缸，与轴承座分开的双层排汽缸，与轴承

31、座做成一体的双层排汽缸。铸造结构排气缸用铸铁浇铸而成。汽轮机后轴承座 和发电机的前轴承均与排气缸铸成一体，排气缸内壁面作成流线型，在流道中不 装导流装置，其结构特点是：结构简单，制造工作较小，刚性好，排气缸流动特 性较差，排汽动能回收较差，因此，这种结构只适用于中小功率的汽轮机。 组合结构 排汽缸用铸钢件与钢板组合焊接而成，轴承座与汽缸体连成一体。汽 缸内壁面除作成流线型外，还采用非轴对称的扩散导流器。结构特点：重量要比 铸造结构轻，排气缸流动特性较好，能较多的回收排汽动能，刚性差，排气缸变 形后要影响汽轮机转子的中心位置。 与轴承座分开的双层结构 它为双层汽缸单 层排气室结构。其内缸因为形状

32、复杂，通道多，采铸造结构，外缸和排汽室则由 钢板焊接而成，在蒸汽流道内装有轴向、径向扩压器，以回收排汽动能，汽缸变 形不会影响汽轮机转子中心位置。但结构复杂，此结构用于大功率双排气机组， 国产 12.5 万千瓦汽轮机的排气缸采用此结构。与轴承座做成一体的双层结构 轴承座与排汽缸连成一体并支撑在基础上，汽缸 四周的座架也座落在基础上，形成框式支承。结构的特点：刚性较好，安装时要 考虑汽缸变形对转子中心的影响，钢材消耗量较大，此结构适用于大功率双层排 汽，排气缸与凝汽器采用挠性连接的汽轮机。44、汽缸的支承方式有几种？ 答：汽缸是支承在台板上的，台板通过垫铁用地脚螺栓固定在基础上。汽缸的支 承方式

33、有两种：一种是汽缸通过轴承座支承；另一种是汽缸通过其外伸的撑脚直 接放置在台板上。45、汽缸与轴承座的连接方式都有哪几种？答：连接方式有3种：汽缸与轴承座做成一体，这种方式只适用于温度较低的 排汽缸与轴承座连接。汽缸与轴承座采用半法兰连接。这种方式只适用用于温度不高的情况。一般用 于中、低参数小型汽轮机高压缸与前轴承座的连接。汽缸与轴承座采用猫爪连接。这种连接方式能保证汽缸自由膨胀和不会使轴承 座温度升高过多，因此得到广发使用。46、汽轮机滑锁系统有什么作用？ 答：汽轮机在启动、停机以及运行中，汽缸的温度变化很大，随着汽缸各部温度 的变化，各部件将产生膨胀和收缩。为了保证汽轮机自由的膨胀，并保

34、持汽缸与转子中心一致均装有滑销系统，其作用： 保持汽缸和转子的中心一致，避免 应机体膨胀造成中心变化，引起机组振动或动、静之间的摩擦。保证汽缸能自 由膨胀，以免发生过大的应力，弓I起变形。使静子和转子轴向与径向间隙符合 要求。47、双层汽缸内外缸以及进气管所设滑销系统起什么作用？ 答：此系统设有两个立销，两个纵销，其作用是为保持内、外汽缸纵向中心一致 并允许内缸在外缸中纵向自由膨胀。在内外缸之间进气管中心断面的两侧装有两 个立销，其作用保持内外缸的进气管中心不变，并构成了内外缸之间的机队死点。 这样，内缸受热时，既能纵向自由膨胀，又能向四周膨胀，并保持内外缸中心一 致和内外缸进气管中心不变。4

35、8、双层缸内缸在外缸支承有哪几种支承方式，优缺点是什么？ 答：双层汽缸内缸在外缸支承方式可分为两种：一是内缸上缸猫爪在外缸上的中 分面支承方式，这种方式能较好的保持内外缸和转子的中心一致，故曾在国产 12.5 万千瓦、 20 万千瓦机组上采用，这种方式安装和检修不便。二是改型后的 国产 20 万千瓦机组采用的下缸猫爪支承方式。49、冲动式汽轮机喷嘴组的结构有哪两种，各有什么特点？答：喷嘴组有两种结构方式；一种是中参数汽轮机上采用的由单个铣制的喷嘴件 焊接而成，一种是高参数汽轮机上采用的整段焊接而成或精密铸造而成。前者的 优点是加工制造方便，装配容易，其缺点是在高参数下喷嘴组产生热膨胀，使装 配

36、间隙产生漏气。因此，仅适用于参数不高的汽轮机。后者的优点是喷嘴组与喷 嘴室通过 I 形密封键密封配合，当喷嘴组与喷嘴室温度不同时，喷嘴组可在 II 形 密封键一端自由膨胀。50、为了使隔板在工作时有良好的经济性和可靠性，对其结构应有哪 些要求？汽轮机采用隔板套有什么优缺点？答：应有足够的强度和刚度。有良好的密封性。采取密封措施。隔板与转子中心应一致。要尽量使在运行状态下的隔板中心与转子中心保持一 致，采取合理的定位措施。隔板上的喷嘴汽叶具有良好的流动特性。结构应简单。 优缺点：高压汽轮机各级的隔板，通常不直接固定在汽缸上，而是固定在隔板套 上，由隔板再固定于汽缸刚上，采用隔板套可使级间距离不受

37、和少受抽汽口的影 响，从而可以减少汽轮机的轴向尽寸，简化汽缸形状，有利于启动及负荷变化， 可在检修时不翻转大盖。缺点是将引起汽缸径向尽尺寸增加及法兰厚度增加。51、隔板的机构有哪几种，其优缺点是什么？答：目前常用隔板有铸造和焊接两类。铸造隔板的优点是：制造较容易，成本低。其缺点是：汽道尺寸精度差，端面较 粗糙，因金属热强性能差，使用温度也不宜过高 V般小于300C），仅用于汽 叶尺寸较大的汽轮机低压部分。焊接隔板的优点是：具有较高的强度和刚度，较好的汔密性，在制造过程中能保 持叶片金属的性能及表面质量，保证喷嘴有光滑的流道；可采用具有较薄得静叶 片，这就更能促进喷嘴效率的提高；节省材料，制造也

38、比较容易。因此焊接隔板 广泛应用于中、高压参数汽轮机的高中压部分。52、超高参数汽轮机及隔板有哪几种？其特点是什么？ 答：根据隔板所处级的温度和压力差不同，选用了窄喷嘴隔板，焊接喷嘴隔板， 铸入喷嘴隔板三种形式。窄喷嘴隔板适用于压力差较大的级，此种隔板因所受压差较大，所以板体做的特 别厚，以保证有足够的强度和刚度。在喷嘴通道中，为了保证强度还将静叶片做 成狭窄型，在喷嘴进气一边连有许多加强筋，更加增强了隔板的强度和刚度。焊接喷嘴隔板因为隔板的弯曲应力完全通过静叶片传递到隔板外缘上，并无加强 筋加固，因此，静叶片要有足够的强度和刚度，而且使用场合的压力差不允许过 大。铸入喷嘴隔板，是将成形的静叶

39、片在浇铸隔板时同时铸入。此种隔板使用于温度 和压力差较低的场合。53、大型机组汽抽夹层冷却 V或加热）装置有何作用？并叙述其工作原 理？答：汽轮机在带到一定负荷时，内缸的温度较高，为了不使内缸的热量辐射到外 缸造成外缸超温，在夹层中需要通以冷却气流，另外在启动时，因为转子重量比汽缸轻，而且接触蒸汽表面积也较大，所以，转子比汽缸容易膨胀沿轴向伸长），而汽缸则跟不上转子的膨胀，于是造成胀差，在夹层中若能通以加热蒸汽， 这是对汽缸加热的很好措施。这种加热装置在高、中压缸中各有一套。 高压缸的夹层冷却 或加热）过程；在正常运行时， 30 千瓦机组高压缸的夹层冷却 或加热）的低温蒸汽从第六压力 级出来

40、20 万千瓦机组是利用一级抽气来供汽），流经夹层，再经过四根进汽联 管四周的螺旋圈，然后由每根连接管上的两根小管子将这股汽流通过两只调节门 送入高压缸排汽管。在启动时，由专门设置的高压加热联箱送来蒸汽，流入螺旋圈及夹层进行加热， 最后流入级内。中压缸夹层冷却 加热）方式与高压缸夹层相同。只不过是利用第三级抽汽的蒸 汽来冷却，然后由八根小管子经过调节门将蒸汽引向除氧器。 高、中压缸夹层冷却气流始终流动不息。54、法兰、螺栓加热装置有何作用，国产机组哪些设有法兰、螺栓加 热装置？ 答：为了减小在机组启动过程中出现的不正常胀差，可在高、中压内外缸夹层内 通以蒸汽加热汽缸，但是仅有这一措施不够的，因为

41、法兰比汽缸壁厚，螺栓与法 兰又是局部接触，因此在流动时汽缸壁温度比法兰温度高，法兰温度又比螺栓温 度高，三者之间将存在着一定的温差，造成膨胀不一致，在这些部件中产生热应 力，严重时将引起塑性变形或拉断螺栓，以及造成水平结合面翘起和汽缸裂纹现 象。为了减少汽缸、法兰和螺栓之间的温差，缩短启动时间，大功率汽轮机设有 法兰和螺栓加热装置。在机组启、停时对法兰和螺栓进行补充加热或冷却。目 前 ， 国 产 51 50 3 ， N100 90/535,N125 135/550/550,N200 130/535/535,N300 130/550/550 机组均设有法兰、螺栓加热装置。55、汽轮机配汽调节有哪

42、几种方式？各有哪些优缺点？ 答：汽轮机的调节方式有三种：节流调节法，喷嘴调节法，节流喷嘴调节法， 现将其优缺点分述如下。 节流调节法： 就是全部蒸汽都经过一个或几个同时启、 闭调节阀，然后流向第一级喷嘴，这种配汽方式主要是改变调节汽阀的开度对蒸 汽进行节流以改变进汽压力，使有用的焓降发生变化，并相应改变蒸汽流量，来 调整汽轮机的功率的。采用节流调节时，减少汽轮机功率主要是借助节流作用， 负荷越低时，节流损失越大，造成汽轮机相对内效率就越低。对具有较高真空凝 气式汽轮机来说，在很大的流量变化范围内，节流效率下降不多，但对背压较高 的背压式汽轮机影响较大。故背压式汽轮机不宜采用节流调节。节流调节方

43、式具 有结构简单，制造成本低，与喷嘴调节相比较在负荷变化时级前温度变化较小， 对负荷变动的适应性较好，只有带上额定负荷时，节流气门才完全开启，此时汽 轮机效率最高，也最经济。这种调节只适用于辅助的小汽轮机，以及担负基本负 荷的大型凝气式汽轮机。喷嘴调节法： 就是新汽轮机进过几个依次启、闭的调节阀通向汽轮机的第一级 调节级）每个气阀分别控制一组调节级喷嘴，调节级都是做成部分进汽的，通常 每个开启的调节气阀所控制的流量要比其余的气阀大些，最后开启的气阀通常在 超负荷时使用。在设计工况下，除超负荷气阀，所有调节气阀均处于全开状态， 故无节流损失。在低负荷下运行时，汽轮机采用喷嘴调节比节流调节的效率高

44、， 并比较稳定。但在工况变化时，喷嘴调节使机组高压部分蒸汽的温度变化较大， 容易在调节处产生较大的热应力，从而使汽轮机负荷迅速变化的适应性降低。 节流喷嘴调节法： 为了同时发挥节流调节和喷嘴调节的优点，在一些带基本负 荷的大容量机组上采用了节流喷嘴联合调节，即在高负荷时采用喷嘴，低负荷 时转为节流调节。采用这种调节方式能够减小调节级汽室中蒸汽温度变化的幅度， 大大减小了工况变动时调节级室温度的变化的程度，从而提高了调节负荷的快速 性和安全性。56、汽轮机转子有哪些型式和特点？ 答：汽轮机转子按形状可分为转轮型和转股型两种，冲动式汽轮机常采用转轮型 转子，反动式汽轮机则采用转鼓型转子。某些大功率

45、冲动式汽轮机的低压部分也 采用转股型转子。按制造工艺可分为套装、整锻、组合及焊接转子。套装转子的结构： 是将主轴及叶轮分别加工制造，然后将叶轮热套 过盈配合） 在主轴上。主轴加工成阶梯形，中间直径大，两端直径小，这样不仅有利于减小 转子的挠度，而且便于叶轮的套装和定位。套装转子的优点： 是叶轮和主轴可以单独制造，故锻件小，加工方便，节省材料， 容易保证质量，转子部分零件损坏后容易拆换。其缺点是轮孔部分应力部分较大， 转子的刚性差，特别是在高温下工作时，金属的蠕变容易使叶轮和主轴套装处产 生松动现象。因此这类转子只适用于中、低压参数的汽轮机和高参数汽轮机的中、 低压部分，其工作温度在400C以下

46、。整锻转子的结构 ：是叶轮和主轴及其它主要零部件是整体毛坯加工而成的。主轴的中心通常钻有中心孔，其作用是：去掉锻件中残留的杂质及疏松部分。用 来检查锻件的质量。减轻转子的重量整锻转子的优点主要有： 叶轮和主轴作成整体，因而不会产生松动，能适应高温 工作和快速启动的要求，装配零件少，结构紧凑刚性较大。 缺点是： 因为锻件尺 寸大，要求有生产大型锻件的技术和设备，工艺及技术检验比较复杂，材料损耗 较大，当转子上零部件损坏时更换困难，甚至造成整个转子报废以及整锻转子加 工制造周期较长等。组合转子的结构是在同一转上高压部分采用整锻结构中，低压部分采用套装结构， 这种结构优点是兼顾了两种转子的优点，因而

47、广泛用于高参数，中等功率的汽轮 机上。焊接转子的结构是由若干实心轮盘和端轴拼合焊接而成。优点：不存在松动问题， 采用实心轮盘强度大，不需要叶轮轮毂，结构紧凑，轮盘和转子可单独制造，材 料利用合理，加工方便且容易保证质量。焊成整体后转子刚性较大，但是，焊接 转子要求材料的可焊性好，焊接工艺及检验方法要求高而且比较复杂，因而在一 定程度上妨碍了焊接转子的应用，目前我国的 30 万千瓦， 12.5 万千瓦汽轮机的 低压转子均采用了这种结构。57、叶轮的结构以及在主轴上的固定方式有哪些？ 答：叶轮的结构由轮缘、轮体、轮毂三部分组成。轮体断面型线有等厚度叶轮、 锥形叶轮、双曲线叶轮、等强度叶轮。叶轮在主

48、轴上固定方法有热套法、径向销 钉连接法、锥形开口套筒固定法、叶轮主轴上定位。58、什么是挠性转子 软轴），什么是刚性转子 硬轴）怎样才能保证 转子的工作安全？答：机组的工作转速可以高于或低于临界转速，工作转速高于临界转速的转子称为挠性转子，工作转速低于临界转速转子称为刚性转子，为了保证转子的工作安 全，要求转速必须高于或低于临界转速的 25%30%以上，对于挠性转子，在进 行操作时，应迅速通过临界转速，否则可能造成转子的损坏。59、汽轮机联轴器有哪些类型？优缺点有哪些？ 答：联轴器又称靠背轮，其作用是连接汽轮机各转子及发电机转子，并传递转矩。 联轴器的形式按其特性可分为刚性、半挠性和挠性三类。

49、刚性联轴器是由两根轴 上的带有凸缘的圆盘 称为对轮）组成，用螺栓将两个对轮紧紧的连接在一起， 对轮与轴之间一般用热套加键的方法连接，整锻转子的对轮与轴做成整体结构。 有些刚性联轴器为了使两个转子中心一致，对轮间还采用了止口配合。 刚性联轴器的优点是连接刚性强，传递转矩大，尺寸小、结构简单、加工方便、 工作时不需要润滑、没有噪音。缺点是工作时传道振动和轴向位移，要求制造精 密，中心要求准确。 半挠性联轴器是由套装在两个轴上的对轮、半挠性波形筒及连接螺栓组成，波形 筒在扫转方向是刚性的，在弯曲方向则有一定的挠性。优点是在工作中能吸收一 部分振动，允许两轴中心有少量的偏差，能够传递不大的轴向力，并允

50、许相连两 转子间有少量轴向位移，不需润滑及没有噪音。挠性联轴器，又称为活动联轴器，常用的有齿轮和蛇形弹簧式联轴器两种；齿轮 式联轴器是活动连接，因而允许稍大的偏心，可以消除或减弱振动传递，不能传 递轴向力。缺点：是结构复杂需要润滑，容易磨损，而磨损后或装配质量不佳时 产生噪音及振动。蛇形弹簧结构的联轴器具有允许转子间有较大的中心和轴向误差，可以避免传递 振动和轴向力等优点。缺点：结构复杂，成本较高，运行中需要润滑。60、汽轮机盘车装置的作用是什么？有哪些类型？ 答：在汽轮机冲动转子前或停机以后，人为盘动转子的回转装置，称为盘车装置。 其作用是：防止转子受热不均产生热弯曲而影响再次启动或损坏设备

51、。在停机 后汽缸上部与下部之间存在着温差，在启动冲转之前一般需要向汽封送气，这些 蒸汽进入汽缸后大部分留在汽缸上部，也会造成汽缸上、下部之间的温差，若转 子静止不动就会产生弯曲变形。因此，必须不停止的盘动转子。启动前盘动转子，可以用来检查汽轮机是否具备运行条件如是否存在动静部分摩擦及主轴弯曲变形是否符合规定等）。对盘车装置的要求是既能盘动转子，又能在汽轮机冲转达到一定转速后自动脱开， 停止转动。盘车装置可分为手动盘车装置、电动盘车装置及水力盘车装置等三种形式。手动 盘车装置仅用于小型汽轮机，电动盘车装置广泛用于大、中型汽轮机，水力盘车 装置仅用于大功率汽轮机。电动盘车装置有两种，一种具有螺旋轴

52、的电动盘车装置，国产中型汽轮机12.5万千瓦、 30 万千瓦汽轮机均采用这种盘车装置。61、汽轮机设有汽封装置的作用是什么，设有哪些种类的汽封？ 答：汽轮机设有三类汽封装置：一是转子穿过汽缸两端处的轴端汽封，简称轴封。 高压端轴封用来防止高压蒸汽漏出汽缸，造成工质和能量损失。低压端轴封闭用 来防止空气漏入汽缸，破坏凝汽器真空。二是为了防止隔板间隙漏汽在隔板内孔 和转子间设置的隔板汽封。三是为了减少动叶栅顶部间隙漏汽的叶顶汽封。汽封 装置形式很多，但应用最广的要算梳齿式汽封。汽封的结构形式一般可分为曲径汽封 迷路汽封）、碳精汽封和水封三种。后两种在现代汽轮机中已很少应用。 梳齿曲径汽封共有两种：

53、一种梳齿形曲径汽封，是直接在轴套上车有直角凸棱 轴套多用 30 或 35 号钢制成）。汽封环持有梳齿，分高低两种相间排列，汽封还 一般由46块组成，装在汽封套内。另一种梳齿形曲径汽封 又称为J型汽封） 的梳齿是用弹性镍合金薄片1Cr18Ni9Ti制成，厚度为0.20.5毫M，用金属丝 嵌压在转子上。这种汽封的优点是结构简单，紧凑效率高，不易过热因汽轮片薄而软，即发生摩擦产生的热量不多，且易被蒸汽带走）其缺点是梳齿薄，不能 承受很大的压力差，如汽缸内蒸汽压力与大气压差值较大时，则必须相应增加梳 齿片数。纵树形 针叶形）曲径汽封有垂直和水平放置的纵树形梳齿，蒸汽要流经梳齿的 个个间隙后才能漏过。总

54、之，曲径汽封无论哪种，都能保证汽轮机动静部件有关部位得到良好的密封条 件，应用范围和结构选择因机组而定。62、汽轮机为什么要设有汽封系统，汽封系统中的均压箱有何作用？答：在汽轮机的高压端和低压端虽然都是装有轴端汽封，能减少蒸汽漏出高压端），或空气漏入排气缸 低压端），但是漏泄的现象仍然能完全避免，为了阻 止低压侧空气漏入排气缸，以及回收高压端泄漏的蒸汽和利用漏气的热量，所以 设置汽封系统。现代汽轮机汽封系统均设有均压箱，其作用是将各系统汽封用汽的管路连接起来， 并通过汽封压力自动调整器，维持均压箱内的压力稳定，保持汽轮机组高、低压 轴封闭气正常。采用均压箱及汽封压力自动调整器后提高了运行维护的

55、自动性程 度，并保持了轴封压力稳定。63、汽轮机组采用的轴承有哪些种类，其作用有哪些？ 答：汽轮机组采用的轴承有径向支撑轴承和轴向推力轴承两种。 径向支撑轴承的作用是支撑转子的重量及因为转子质量不平衡引起的离心力，并 确定转子的径向位置，使其中心与汽缸中心保持一致。推力轴承的作用是承担蒸汽作用在转子上的轴向推力，并确定转子的轴向位置， 使转子与静止部分保持一定的轴向间隙。因为汽轮机轴承的载荷大，转子的转速高，一般支撑轴承采用液体摩擦的滑动轴 承。64、润滑油在轴与轴承之间形成油膜，保持液体摩擦应具备哪些条件？答：应具备以下条件：两表面之间应构成楔形间隙 油楔）；两表面之间应具有足够的润滑油量，

56、而且润滑油应具有合适的粘性；两表面之间应有足够的相对运动速度，以便在油楔中产生所需要的内部压力。65、支持轴承的轴向长度对其产生的油压和轴承的载荷能力有什么影 响？答：对于同一轴承，在其它条件 如转速、轴瓦内径、轴颈直径及润滑油）相同 量，若轴承轴向长度越长，则产生油压越大，轴承的承载能力越大，轴颈抬起越 高，偏心距越小；反之，轴承轴向长度越短，则产生油压越小，承载能力越低， 偏心距越大。但是轴承长度过长，将影响轴承的冷却，并增加转子轴向长度，因 此，轴承不宜做得过长。66、什么是油膜振荡现象，什么情况下会发生油膜振荡，对轴承油膜的形成和转子运动有何影响？答：旋转的轴颈在滑动轴承中，带动润滑油

57、高速流动，在一定条件下，高速油流 反过来激励轴颈，产生一种强烈的自激振动现象，这种现象称为油膜振荡。油膜 振荡的振幅很大，会使轴承油膜破裂。轴颈与轴瓦碰撞以致损坏轴承。此外，因 其振动频率刚好等于转子的第一临界转速，成为转子共振的激发力，使转轴发生 象第一临界转速一样的共振现象导致转轴损坏。油膜振荡只有在转速高于第一临 界转速的两倍才能发生。所以转子的第一临界转速越低，其支持轴承发生油膜振 荡的可参性越大。对于刚性转子和第一临界转速大于 1500 转/ 分指工作转速为 3000 转/ 分的机组）的挠性转子，在工作转速范围之内，不会产生油膜振荡，只 可能发生半速涡动。67、影响油膜振荡有哪些主要

58、因素？答：临界转速。对于刚性转子和工作转速小于 2倍的第一临界转速的挠性转子, 不会发生油膜振荡，至多只能发生半速涡动。但对于大功率的机组来说，各个转 子或整个轴系的第一临界转速往往低于工作转速的一半，因此有可能发生油膜振 荡。相对偏心率。轴颈与轴瓦的绝对偏心距与它们的半径差之比称为相对偏心率。 轴颈在轴瓦中的相对偏心率越大，越不容易发生半速涡动和油膜振荡；反之，相 对偏心度越小，则转子越不稳定，相对偏心率大于 0.7 时，轴颈在任何工况下都 不会发生油膜振荡。润滑油的粘度。润滑油粘度越大，轴颈在旋转时带入油楔的油量越多，油膜越 厚，使轴颈在转瓦中浮的越高，相对偏心率越小，轴颈就越容易失稳而产生油膜 振荡。因此，提高油温，使油的粘度降低是有利于轴承的稳定工作。轴承载荷。轴承载荷不同，将使轴径在轴瓦中的相对偏心率不同，在一定转速 下轴承在重载下的稳定性比轻载时的稳定性好，在重载时，轴颈相对偏心率较大， 而轻载时