汽轮机结构原理与运行培训

1、汽轮机结构原理与运行培训一、汽轮机结构原理将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。又称蒸汽透平。主要用作发电用的原动机，也可直接 驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。汽轮机是将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械，是蒸汽动力装置的主要设备之一。汽轮机是一种透平机械，又称蒸汽透平。公元一世纪时，亚历山大的希罗记述了利用蒸汽反作用力而旋转的汽转球，又称为风神轮，这是最早的 反动式汽轮机的雏形；1629年意大利的布兰卡提岀由一股蒸汽冲击叶片而旋转的转轮。19世纪末，瑞典拉瓦尔和英国帕森斯分别创制了实用的 汽轮机。拉瓦尔于1882年

2、制成了第一台5马力 3.67千瓦的单级冲动式 汽轮机，并解决了有关的喷嘴设计和强度设计问题。单级冲动式汽轮机功率很小，现在已很少采用。20世纪初，法国拉托和瑞士佐莱分别制造了多级冲动式 汽轮机。多级结构为增大汽轮机功率开拓了道 路，已被广泛采用，机组功率不断增大。帕森斯在 1884年取得英国专利，制成了第一台 10马力的多级反 动式汽轮机，这台汽轮机的功率和效率在当时都占领先地位。20世纪初，美国的柯蒂斯制成多个速度级的 汽轮机，每个速度级一般有两列动叶，在第一列动叶后在 汽缸上装有导向叶片， 将汽流导向第二列动叶。 现在速度级的 汽轮机只用于小型的 汽轮机上，主要驱动泵、 鼓风机等，也常用作

3、中小型多级汽轮机的第一级。与往复式蒸汽机相比，汽轮机中的蒸汽流动是连续的、高速的，单位面积中能通过的流量大，因而能发岀较大的功率。大功率 汽轮机可以采用较高的蒸汽压力和温度，故热效率较高。19世纪以来，汽轮机的开展就是在不断提高平安可靠性、耐用性和保证运行方便的根底上，增大单机功率和提高装置的热经济性。汽轮机的岀现推动了电力工业的开展，到20世纪初，电站 汽轮机单机功率已达10兆瓦。随着电力应用的日益广泛，美国纽约等大城市的电站尖峰负荷在20年代已接近1000兆瓦，如果单机功率只有10兆瓦，那么需要装机近百台，因此 20年代时单机功率就已增大到60兆瓦，30年代初又出现了 165兆瓦和208兆

4、瓦的汽轮机。此后的经济衰退和第二次世界大战期间爆发，使汽轮机单机功率的增大处于停顿状态。50年代，随着战后经济开展，电力需求突飞猛进，单机功率又开始不断增大，陆续出现了325600兆瓦的大型汽轮机；60年代制成了 1000兆瓦汽轮机；70年代，制成了 1300兆瓦汽轮机。现在许多国家常用的单机功率为300600兆瓦。汽轮机在社会经济的各部门中都有广泛的应用。汽轮机种类很多，并有不同的分类方法。按结构分，有单级汽轮机和多级汽轮机；各级装在一个汽缸内的单缸 汽轮机，和各级分装在几个汽缸内的多缸 汽轮机; 各级装在一根轴上的单轴汽轮机，和各级装在两根平行轴上的双轴 汽轮机等。按工作原理分，有蒸汽主要

5、在各级喷嘴或静叶中膨胀的冲动式汽轮机；蒸汽在静叶和动叶中都膨胀的反动式汽轮机；以及蒸汽在喷嘴中膨胀后的动能在几列动叶上加以利用的速度级汽轮机。按热力特性分，有为凝汽式、供热式、背压式、抽汽式和饱和蒸汽汽轮机等类型。凝汽式汽轮机排岀的蒸汽流入凝汽器，排汽压力低于大气压力，因此具有良好的热力性能，是最为常用的一种汽轮机；供热式汽轮机既提供动力驱动发电机或其他机械，又提供生产或生活用热，具有较高的热能利用率；背压式汽轮机的排汽压力大于大气压力的 汽轮机；抽汽式汽轮机是能从中间级抽岀蒸汽供热的 汽轮机；饱和蒸汽轮机 是以饱和状态的蒸汽作为新蒸汽的 汽轮机。汽轮机的蒸汽从进口膨胀到岀口，单位质量蒸汽的容

6、积增大几百倍，甚至上千倍，因此各级叶片高度必须逐级加长。大功率凝汽式 汽轮机所需的排汽面积很大，末级叶片须做得很长。汽轮机装置的热经济性用汽轮机热耗率或热效率表示。汽轮机热耗率是每输岀单位机械功所消耗的蒸汽 热量，热效率是输岀机械功与所耗蒸汽热量之比。对于整个电站，还需考虑锅炉效率和厂内用电。因此， 电站热耗率比单独汽轮机的热耗率高，电站热效率比单独汽轮机的热效率低。一座汽轮发电机总功率为1000兆瓦的电站，每年约需耗用标准煤230万吨。如果热效率绝对值能提高1%，每年可节约标准煤 6万吨。因此，汽轮机装置的热效率一直受到重视。为了提高汽轮机热效率，除了不断改进 汽轮机本身的效率，包括改进各级

7、叶片的叶型设计以减少流动损失和降低阀门及进排汽管损失以外，还可从热力学观点岀发采取措施。根据热力学原理，新蒸汽参数越高，热力循环的热效率也越高。早期汽轮机所用新蒸汽压力和温度都较低，热效率低于20%。随着单机功率的提高，30年代初新蒸汽压力已提高到 34兆帕，温度为400450Co 随着高温材料的不断改进，蒸汽温度逐步提高到 535C，压力也提高到612.5兆帕，个别的已达16兆帕，热效率达30 %以上。50年代初，已有采用新蒸汽温度为600 C的汽轮机。以后又有新蒸汽温度为 650 C的汽轮机。现代大型汽轮机按照其输岀功率的不同，采用的新蒸汽压力又可以分为各个压力等级，通常采用新蒸汽 压力2

8、4.526兆帕，新蒸汽温度和再热温度为535578 C的超临界参数，或新汽压力为16.5兆帕、新汽温度和再热温度为535 C的亚临界参数。使用这些 汽轮机的电站热效率约为 40%。另外，汽轮机的排汽压力越低，蒸汽循环的热效率就越高。不过排汽压力主要取决凝汽器的真空度，真 空度又取决于冷却水的温度和抽真空的设备通常称为真空泵，如果采用过低的排汽压力，就需要增大 冷却水流量、增大凝汽器冷却水和冷却介质的换热面、降低被使用的冷却水的温度和抽真空的设备，较长 的末级叶片，但同时真空太低又会导致汽轮机汽缸低压缸的蒸汽流速加快，使汽轮机汽缸低压缸差胀加剧，危及汽轮机平安运转。凝汽式 汽轮机常用的排汽压力为

9、510千帕一个标准大气压是 101325 帕斯卡。船用汽轮机组为了减轻重量，减小尺寸，常用0.0060.01兆帕的排汽压力。此外，提高汽轮机热效率的措施还有，采用回热循环、采用再热循环、采用供热式汽轮机等。提高汽轮机的热效率，对节约能源有着重大的意义。大型汽轮机组的研制是汽轮机未来开展的一个重要方向，这其中研制更长的末级叶片，是进一步开展大型汽轮机的一个关键；研究提高热效率是 汽轮机开展的另一方向，采用更高蒸汽参数和二次再热，研制调峰机组，推广供热汽轮机的应用那么是这方面开展的重要趋势。现代核电站 汽轮机的数量正在快速增加，因此研究适用于不同反响堆型的、性能良好的汽轮机具有特别重要的意义。全世

10、界利用地热的 汽轮机的装机容量，1983年已有3190兆瓦，不过对熔岩等深层更高温度地热资源的 利用尚待探索；利用太阳能的 汽轮机电站已在建造，海洋温差发电也在研究之中。所有这些新能源方面的 汽轮机尚待继续进行试验研究。另外，在汽轮机设计、制造和运行过程中，采用新的理论和技术，以改善 汽轮机的性能，也是未来汽轮 机研究的一个重要内容。例如：气体动力学方面的三维流动理论，湿蒸汽双相流动理论；强度方面的有限 元法和断裂力学分析；振动方面的快速傅里叶转换、模态分析和激光技术；设计、制造工艺、试验测量和 运行监测等方面的电子电脑技术；寿命监控方面的超声检查和耗损计算。此外，还将研制氟利昂等新工质 的应

11、用，以及新结构、新工艺和新材料等。目前开展瓶颈主要在材料上，材料问题解决了，单片的功率就可以更大。凝汽式汽轮机火电厂中普遍采用的专为发电用的 汽轮机。凝汽设备主要由凝汽器、 循环水泵、凝结水泵和抽气器组成。 汽轮机排汽进入凝汽器，被循环水冷却凝结为水，由凝结水泵抽岀，经过各级加热器加热后作为给水送往 锅炉。汽轮机的排汽在凝汽器内受冷凝结为水的过程中，体积骤然缩小，因而原来充满蒸汽的密闭空间形成真空，这降低了汽轮机的排汽压力，使蒸汽的理想焓降增大，从而提高了装置的热效率。汽轮机排汽中的非凝结气体主要是空气那么由抽气器抽岀，以维持必要的真空度。汽轮机最常用的凝汽器为外表式。冷却水排入冷却水池或冷却

12、水塔降温后再循环使用。靠近江、河、 湖泊的电厂，如水量充足，可将由凝汽器排出的冷却水直接排入江、河、湖泊，称为径流冷却方式。但这 种方式可能对河流湖泊造成热污染。严重缺水地区的电厂，可采用空冷式凝汽器。但它结构庞大，金属材 料消耗多，除列车电站外，一般电厂较少采用。老式电厂中，有的采用混合式凝汽器，汽轮机排汽与冷却水直接混合接触冷却。但因排汽凝结水被冷却水污染，需要处理后才能作为锅炉给水，已很少采用。运行特性 凝汽式汽轮机的排汽压力对运行经济性有明显影响。影响凝汽器真空度的主要因素是冷却 水进口温度和冷却倍率。前者与电厂所在地区、季节及供水方式有关；后者表示冷却水设计流量与汽轮机排汽量之比。冷

13、却倍率大，可获得较高真空度。但冷却倍率增大的同时增加了循环水泵的功耗和设备投资。 一般外表式凝汽器的冷却倍率设计为60120。由于凝汽式 汽轮机循环水的需要量很大，水源条件成为电厂选址的重要条件之一。理想情况下外表式凝汽器的凝水温度应与排汽温度相同，被冷却水带走的热量仅为排汽的汽化潜热。 但实际运行中，由于排汽流动阻力及非凝结气体的存在，导致凝结水温度低于排汽温度，两者的温差称为 过冷却度。冷却水管布置不当，运行中凝结水位过高而浸泡冷却水管，均会加大过冷却度。正常情况过冷却度应不大于12Co排汽压力与机组功率降低凝汽式汽轮机的排汽压力，虽可提高热效率，但因排汽比容增大，汽轮机末级通流面积和叶片

14、需要相应增大，这加大了制造本钱，使加工困难。因此，最正确排汽压力需通过技术经济综合 分析确定。目前一般凝汽式汽轮机排汽压力取为0.0040.006兆帕。汽轮机功率决定于蒸汽流量。凝汽式 汽轮机可通过的最大流量决定于末级叶片长度。由于叶片越大， 离心力越大，这使它受到材料强度的限制。目前，末级叶片最大长度可达 10001200毫米，叶片顶端最大允许圆周速度为550650米/秒，单排汽口极限功率约为 100120兆瓦。低压缸采用分流式结构可提高单机功 率。到80年代末，常规火电厂最大凝汽式单机功率，双轴机组为1300兆瓦，单轴机组为 800兆瓦。凝汽式机组设计为低转速1500或1800转/分时，可

15、提高极限功率，但这又使 汽轮机尺寸及材料消 耗增加，因为汽轮机总重量与转速的三次方成反比。因此，除核电站为适应低参数、大流量特点，常采用 低速汽轮机外，中国火力发电厂均采用 3000转/分汽轮机。汽轮机工作原理汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的蜗轮式机械。在 汽轮机中，蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低，速 度增加，热能转变为动能。如图 1所示。高速汽流流经动叶片 3时，由于汽流方向改变，产生了对叶片的 冲动力，推动叶轮2旋转做功，将蒸汽的动能变成轴旋转的机械能。图1冲动式汽轮机工作原理图1-轴；2-叶轮；3-动叶片；4-喷嘴2汽轮机结构汽轮机主要由转动局部转子和固定局部静体或静子组成。转动局部包

16、括叶栅、叶轮或转子、主轴和联轴 器及紧固件等旋转部件。固定部件包括气缸、蒸汽室、喷嘴室、隔板、隔板套或静叶持环、汽封、轴承、轴承座、机座、滑销系统以及有关紧固零件等。套装转子的结构如图2所示。套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件和主轴是分别制造的，然后将它们 热套过盈配合在主轴上，并用键传递力矩。图2套装转子结构1-油封环2-油封套3-轴4-动叶槽5-叶轮6-平衡槽汽轮机主要用途是在热力发电厂中做带动发电机的原动机。为了保证汽轮机正常工作，需配置必要的附属设备，如管道、阀门、凝汽器等，汽轮机及其附属设备的组合称为 汽轮机设备。图3为汽轮机设备组成图。来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀

17、进入汽轮机。由于汽轮机排汽口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在这个压差作用下向排汽口流动，其压力和温度逐渐降低，局部热能转换为汽轮机转子旋转的机械能。做完功的蒸汽称为乏汽，从排汽口排入凝汽器，在较低的温度下凝结成水，此凝结水由凝结水泵抽 岀送经蒸汽发生器构成封闭的热力循环。为了吸收乏汽在凝汽器放岀的凝结热，并保护较低的凝结温度， 必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。由于汽轮机的尾部和凝汽器不能绝对密封，其内部压力又低于外界大气压，因而会有空气漏入，最终进入凝汽器的壳侧。假设任空气在凝汽器内积累，凝汽器内压力 必然会升高，导致乏汽压力升高，减少蒸汽对汽轮机做的有用功，同时积累的空气还会带来乏汽凝

18、结放热的恶化，这两者都会导致热循环效率的下降，因而必须将凝汽器壳侧的空气抽岀。凝汽设备由凝汽器、凝 结水泵、循环水泵和抽气器组成， 它的作用是建立并保持凝汽器的真空，以使汽轮机保持较低的排汽压力，同时回收凝结水循环使用，以减少热损失，提高汽轮机设备运行的经济性。图3汽轮机设备组成图1-主汽阀2-调节阀3-汽轮机4-凝汽器5-抽汽器6-循环水泵7-凝结水泵8-低压加热器9-除氧器10-除水泵11-高压加热器为了调节汽轮机的功率和转速，每台 汽轮机有一套由调节装置组成的调节系统。另外，汽轮机是高速旋转设备，它的转子和定子间隙很小，是既庞大又精密的设备。为保证汽轮机平安运行，配有一套自动保护装置，以

19、便在异常情况下发岀警报，在危急情况下自动关闭主汽阀，使之停运。调节系统和保护装置常用压 力油来传递信号和操纵有关部件。汽轮机的各个轴承也需要油润滑和冷却，因而每台汽轮机都配有一套润滑油系统。总之，汽轮机设备是以汽轮机为核心，包括凝汽设备、回热加热设备、调节和保护装置及供油系统等附属 设备在内的一系列动力设备组合。正是靠它们协调有序地工作，才得以完成能量转换的任务。火力发电原理：火力发电一般是指利用煤炭、石油和天然气等燃料燃烧时产生的热能来加热水，使水变成高温、高压水蒸 气，然后再由水蒸气推动发电机来发电的方式的总称。我国的火电厂以燃煤为主。优越性: 投资相对较少，适合我国现阶段国情；烧煤比拟廉

20、价。传统的火力发电站的燃烧能量大约有近70%要消耗在锅炉和汽轮发电机这些庞大的设备上。弊端及对环境的影响：烟气污染：煤炭直接燃烧排放的 SO2、NOX等酸性气体不断增长，使我国很多地区酸雨量增加。全国每年 产生140万吨SO2。粉尘污染：对电站附近环境造成粉煤灰污染，对人们的生活及植物的生长造成不良影响。全国每年产生1500万吨烟尘。资源消耗：发电的 汽轮机通常选用水作为冷却介质，一座1000MW火力发电厂每日的耗水量约为十万吨。全国每年消耗5000万吨标准煤。火力发电污染严重，电力工业已经成为我国最大的污染排放产业之一改进：利用各种技术提高发电效率；对烟尘采用脱硫除尘处理或改烧天然气；气轮机

21、改用空气冷却。二、汽轮机运行培训1、轴封冷却器的作用？答；汽轮机采用内泄式轴封系统时，一般设轴封加热器轴封冷却器用一加热凝结水，回收轴封漏汽， 从而减少轴封漏汽及热量损失，并改善车间的环境条件。随轴封漏汽进入的空气，常用连通管引到射水抽汽器扩压管处，靠后者的负压来抽除，从而确保轴封加热 器的微真空状态。这样，各轴封的第一腔室也保持微真空，轴封汽不外泄。作用：用来抽岀汽轮机汽封系统的汽气混合物，防止蒸汽从端部汽封漏到汽机房和油系统中去而污染环境 和破坏油质。这些汽气混合物进入轴封冷却器被冷却成水，将凝结水加热，剩余的没有凝结的气体被排往 大气。2、轴封冷却器的运行。轴封冷却器的投入与停止应与主机

22、轴封供汽同步进行，即投入主机轴封供汽时就应立即投入轴封冷却器， 停止轴封供汽时亦应停止轴封冷却器工作。轴封冷却器运行时，必须有足够的冷却水通过，即保证凝结水 泵的良好运行，主要室在机组启动低负荷前，对凝结水流量进行调整。水侧投入后，投入轴抽风机。正常运行时监视轴封冷却器的负压和水位，保证其在规定范围内运行，到达最正确效果。3、什么是回热加热器？答；是指从汽轮机某些中间级抽出局部做过功的蒸汽，用来加热锅炉给水或凝结水的设备。4、采用回热加热器为什么能提高机组循环热效率？答；回热加热系统： 汽轮机设备中，采用抽汽加热给水的回热系统的目的是减少冷源损失，以提高机组的 热经济性。因为这样能使利用 汽轮

23、机中做工局部的蒸汽，从一些中间级抽出来导入回热加热，加热炉给水 和主凝结水，不再进入凝汽器。这局部的抽汽的热焓就被充分利用了，而不被冷却带走。采用回热加热器后， 汽轮机总的汽耗量增大，而 汽轮机的热耗率和煤耗率是下降的。汽耗率增大是因为进 入汽轮机的每千克新蒸汽所做的功减少了，而汽耗率和煤耗率的下降是由于冷源损失减少使给水温度提高 之故，所以采用回热加热系统后，热经济性便提高了。另外采用回热加热系统，由于提高了给水温度，可 以减少锅炉受热面因传热温差过大而产生的热应力，从而提高了设备的可靠性。5、冷油器作用？答；作用：汽轮机发电机组正常运行，由于轴承摩擦而消耗了一局部功，它将转化为热量使轴承的

24、润滑油 温度升高，如果油温太高轴承有可能发生软化、变形或烧损事故。为使轴承正常运行，润滑油温必须保持 一定范围内，一般要求进入轴承油温在35-45 'C，轴承的排油温升一般为 1015 'C，因而必须将轴承排出来的油冷却以后才能再循环进入轴承润滑。冷油器就是冷却主机润滑油的。温度较高的润滑油和低温的冷却 水在冷油器中进行热交换，通过调节冷却水流量来到达控制润滑油温度的目的同时由于转子温度较高， 尤为高压缸进汽侧，其轴颈也向外进行热量传递，所以润滑油也具有冷却轴颈的作用。6、冷油器工作过程。工作过程；润滑油从壳体下部进入，经中间带孔的大隔板和不带孔的小隔板交替流向中心或四周，油在

25、管外呈曲折运 动，最后由壳体的上部油出口流出。冷却水由水室进入，经四个流程仍由下水室排出。冷油器充油时，出 入口油门及放空气门开启，用低压油泵出口门限制油压进行充油，注意充油速度不可过快，油侧空气排净 关闭，充油结束。充油时，注意防止油侧超压，设备损坏。冷油器充满油前方可通冷却水。岀口水门保持 全开，用入口冷却水进行油温调整。三台冷油器采用并联运行，一台备用。机组运行中进行冷油器的切换操作时，应遵守先投入后切除的原那么。操作时要由有经验的人员进行，同时 还应有专人进行监护。监视润滑油温、油压及轴瓦温度，防止发生误操作，造成机组跳闸、设备损坏事故。 操作要缓慢进行，投入冷油器时缓慢开启入口油门，

26、防止油压波动，同时排净空气。停止时关闭出口油门， 关闭冷却水入口门。7、冷油器的维护。1;注意冷油器岀口温度，及时调整，保持其在3842C之间，坚持少调整看原那么，门开多少，相应油温变化多大，要心中有数，不能出现调整冷却水后长时间不检查，造成油温大幅度变化现象。同时要根据经验 来确证油温，防止表计故障时发生误判断、误操作现象。2;注意油压情况入、出口油压，能准确判断内漏。3;注意任何情况下必须油压大于水压，防止冷却水泄漏到油中。4;加强检查，找差漏点加以消除，防止发生火灾事故。8、低压加热器的起动和停机答；加热器启动前的准备工作以及启动运行都应按电厂运行规程进行。启动顺序；1 检查有关阀门，主

27、要装置仪表等，应工作正常并处于正确位置。2 排净管内空气。3 缓慢开启进汽阀，按限定值控制给水温升速度，然后投入疏水调节装置。4 检查壳侧抽空气系统，应工作正常。低加的投入与停止原那么；投入：低加启动是在汽轮机带一定负荷后投入运行的，即在机组启动并网后根据汽缸金属温度情况带相应 负荷后投入低压加热器的，按压力由低向高即按其工作温度由低向高的顺序投入。一般情况下，在机组带 初始负荷510%额定负荷暖机时投入。投入时先投水侧，将水侧岀口门全开，旁路门关闭，注意充分排岀空气。抽汽管道逆止门前后疏水处于开启状态，低加疏水、空气逐级导通，缓慢开启低加进汽阀，向低加送汽。低加疏水量到达一定量时，约 15M

28、W负荷，启动疏水泵，并调整水位，同时检查疏水调整门、水位信号、 逆止门等工作情况，加热器投入后，根据机组情况关小或关闭疏水。停止时与启动相反：适当减负荷后按其压力由高向低先后顺序停止运行，注意其冷却情况，开启响应放空 气阀。9、汽温过高过低对机组有什么影响？答；制造厂设计汽轮机时，汽缸、隔板、转子等部件根据蒸汽参数的上下选用钢材，对于某一种钢材有它 一定的最高允许工作温度，在这个温度以下，它有一定的机械性能，如果运行温度高于设计值很多时，势 必造成金属机械性能的恶化，强度降低，脆性增加，导致汽缸蠕胀变形、叶轮在轴上的套装松弛，汽轮机运行中发生振动或动静摩擦，严重使设备损坏，故汽轮机在运行中不允

29、许超温运行。当新蒸汽压力及其他参数不变时，新蒸汽温度降低，循环热效率下降，如果保持负荷不变，那么蒸汽流量增 加，且增大了汽轮机的湿汽损失，降低了机内效率。新蒸汽温度降低还会使除末级以外的各级焓降都减少，反动度都要增加，转子的轴向力增加，对汽轮机安全不利。新蒸汽温度急剧下降，可能引起 汽轮机水冲击，对 汽轮机平安运行更是严重的威胁。10、新蒸汽压力升高时，对机组运行有何影响？答；主蒸汽压力升高后，总的有用焓降增加了，蒸汽的做功能力增加了，因此如果保持原来的负荷不变， 蒸汽流量可以减少，对机组经济运行是有利的。但最后几级的蒸汽湿度将增加，特别是对末级叶片的工作 不利。对于调节级，最危险工况是在第一

30、调节气门全开时，此时初压升高，调节级的焓降及流量均增加，对调节级是不利的，但在额定负荷下工作时，调节级焓降不是在最大，一般危险性不大。主蒸汽压力升高 而没有超限，机组在额定负荷下运行，只要末级排汽湿度没有超过允许范围，调节级可以认为是没有危险，但主蒸汽压力不是可以随意升高的。主蒸汽压力过高，调节级焓降过大，时间长了会损坏喷嘴和叶片，另 外主蒸汽压力升高超限，最末几级叶片处的蒸汽湿度大大增加，叶片遭受冲蚀。新蒸汽压力升高过多，还 会导致导汽管、汽室、汽门等承压部件应力的增加，给机组的平安运行带来一定的威胁。11、新整齐压力降低时，对 汽轮机运行有何影响？假设新蒸汽温度及其他运行条件不变，新蒸汽压

31、力下降，那么负荷下降。如果维持负荷不变，那么蒸汽流量增 加。新汽压力降低时，调节级焓降减少，反动度增加，而末级的焓降增加，反动度降低，对机组的总的轴 向推力没有对大的变化，或者变化不明显，新蒸汽压力降低，机组汽耗增加，经济性降低，当新蒸汽压力 降低较多时，要保持额定负荷，使流量超过末级通流能力，使叶片英里及轴向推力增大，故应限制负荷。12、排汽压力的上下对机组有什么影响？真空上下答；排汽压力的变化对 汽轮机的经济性、平安性能影响很大，真空的提高，可以使汽轮机汽耗减少而获得较多的经济性、凝汽器真空越高，即排汽压力越低，蒸汽中的热能转变为机械能就愈多，被循环水带走的 热量愈少，凝汽器压力每降低 1

32、Kpa，会使汽轮机负荷大约增加额定负荷的 2%。真空也不是越高越好，真 空越高，循环水泵消耗的能量越多。真空越高末级湿度越大，轴向推力增加。如果凝汽器真空恶化，排汽 压力升高，蒸汽中的热能被循环水带走的热量就越多，热能损失越多，那么同样的蒸汽流量，同样的初参数， 负荷就不能带到额定值。如保持额定负荷蒸汽流量增加，叶片将要过负荷，轴向推力增加，因此机组在运 行中应尽量维持经济真空，以获得较好的经济性。13、为什么机组启动时候先送轴封后抽空？答；热态启动时，转子和汽缸金属温度较高，如果先抽真空，冷空气将沿轴封进入汽缸，而冷空气是流向 下缸的，因此下缸温度急剧下降，使上下缸温差增大，汽缸变形，动静产

33、生摩擦，严重时使盘车不能正常 投入，造成大轴弯曲，所以热态启动时应先送轴封后抽真空。14、为什么转子静止时严禁向轴封送汽？答：因为转子静止状态下向轴封送汽，不仅会使转子轴封段局部不均匀受热。产生弯曲变形，而且蒸汽从 轴封段处漏入汽缸也会造成汽缸不均匀膨胀，产生较大的热应力与热变形，从而使转子产生弯曲变形。所 以转子静止时严禁向轴封送汽。15、什么叫胀差。答；汽轮机转子与汽缸的相对膨胀，叫胀差。习惯上规定转子膨胀大于汽缸膨胀时的胀差值为正胀差，汽缸膨胀大于转子膨胀时的胀差值为负胀差。根 据汽缸分类又可分为高差、中差、低I差、低II差。胀差数值是很重要的运行参数，假设胀差超限，那么热工保护动作使主

34、机脱扣。16、使胀差向正值增大的主要因素简述如下：答；1启动时暖机时间太短，升速太快或升负荷太快。2汽缸夹层、法兰加热装置的加热汽温太低或流量较低，引起汽加热的作用较弱。3滑销系统或轴承台板的滑动性能差，易卡涩。4轴封汽温度过高或轴封供汽量过大，引起轴颈过份伸长。5机组启动时，进汽压力、温度、流量等参数过高。6推力轴承磨损，轴向位移增大。7汽缸保温层的保温效果不佳或保温层脱落，在严禁季节里，汽机房室温太低或有穿堂冷风。8双层缸的夹层中流入冷汽或冷水。9胀差指示器零点不准或触点磨损，引起数字偏差。10多转子机组，相邻转子胀差变化带来的互相影响。11真空变化的影响。12转速变化的影响。13各级抽汽

35、量变化的影响，假设一级抽汽停用，那么影响高差很明显。14轴承油温太高。15机组停机惰走过程中由于 泊桑效应的影响。17、什么叫差胀？正负值代表什么？答；汽轮机启动或停机时，汽缸与转子均会受热膨胀，受冷收缩。由于汽缸与转子质量上的差异，受热条件不相同，转子的膨胀及收缩较汽缸快，转子与汽缸沿轴向膨胀的差值，称为差胀。差胀为正值时，说明转子的轴向膨胀量大于汽缸的膨胀量，差胀为负值时，说明转子轴向膨胀量小于汽缸膨胀值。当汽轮机启动时，转子受热较快，一般都为正值；汽轮机停机或甩附和时，差胀容易岀现负值。18、影响轴承油膜的因素有哪些？答：影响轴承转子油膜的因素有；1转速2轴承载荷3油的粘度4轴径有轴承的

36、间隙；5 轴承与轴径的尺寸；6润滑油的温度；7润滑油压8轴承进油口的直径。19、汽轮机轴向位移零位如何定法？答；在冷状态时，轴向位移的零位的定法是将转子的推力盘向推力瓦工作瓦块，并与工作面靠紧，此时仪表的指示应为零。20、高压差胀的零位如何定法？答；高压差胀的零位定法和轴向位移定法相同。 汽轮机在全冷状态下，将转子推向发电机侧，推力盘靠向 推力瓦块工作面，此时仪表指示为零。机组在盘车过程中高压差胀指示表应为一定的负值一0.3.21、喷嘴调节的凝汽式 汽轮机调节级危险工况在何时？答：喷嘴调节凝汽式汽轮机调节级的焓降，在第一调节汽阀全开、第二调节汽阀未开时到达最大值，此时 流过第一喷嘴组的蒸汽流量

37、到达最大值。由于蒸汽对动叶的冲击力，蒸汽流量及焓降的乘积成正比，此时 调节级动叶的应力最大。这时就是喷嘴调节凝汽式汽轮机调节级的危险工况。22、汽轮机采用喷嘴调节有何优点？答：与节流调节相比，喷嘴调节在低负荷运行时节流损失小，效率高，运行稳定。缺点是负荷变化时机组 高压局部蒸汽温度变化大，容易在调节级处产生较大的热应力，对负荷变动的适应性较差。27、何为 节流一喷嘴联合调节？采用这种调节有何优点？答：为了同时发挥节流调节和喷嘴调节的优点，任一些带根本负荷的大容量机组，采用低负荷时为节流调节，高负荷时为喷嘴调节。这种调节称节流一喷嘴联合调节，优点是减小调节室中蒸汽温度变化限度，从而提高了调整负荷

38、的快速性和平安性。28、什么叫斜切喷嘴？答：在汽轮机中，由于结构上的要求，喷嘴的轴线都是与动叶运动方向成一定角度的，因此喷嘴岀口部分都做成斜现形，这种喷嘴称为斜切喷嘴。29、汽轮机动叶速度系数与哪些因素有关？答：动叶原度系数省动叶叶型、动叶高度、动叶进出口角、动叶的反动度、外表粗糙度30、汽轮机处于超临界和亚临界状态工作，当工况变动时，流量与机组的级前后压力有什么关系 答：(1)当汽轮机级的变又况前后都处在临界状态时，通过该级的液量与该级前压力成正比。即：G1/G0=P01/P0。(2)汽轮机级在变工况前后均未到达临界状态时，流经该级的流量与级前后压力的平方根成正比。31、简述液压离心式调速器

39、的根本工作原理。答：利用液柱旋转时产生离心的原理，把感受的转速变比信号，转变为油压的变化32、差胀大小与哪些因素有关？答；汽轮机在起动、停机及运行过程中，差胀的大小与以下因素有关：起动机组时，汽缸与法兰加热装置投用不当，加热汽量过大或过小。暖机过程中，升速率太快或暖机时间过短。正常停机或滑参数停机时，汽温下降太快。增负荷速度太快。甩负荷后，空负荷或低负荷运行时间过长。汽轮机发生水冲击。 正常运行过程中，蒸汽参数变化速度过快。23、轴向位移与差胀有何关系？答；轴向位移与差胀的零点均在推力瓦块处，而且零点定位法相同。轴向位移变化时，其数值虽然较小， 但大轴总位移发生变化。轴向位移为正值时，大轴向发

40、电机方向位移，差胀向负值方向变化；当轴向位移 向负值方向变化时， 汽轮机转子向机头方向位移，差胀值向正值方向增大。如果机组参数不变，负荷稳定，差胀与轴向位移不发生变化。机组起停过程中及蒸汽参数变化时，差胀将 会发生变化，而轴向位移并不发生变化。运行中轴向位移变化，必然引起差胀的变化。24、差胀在什么情况下出现负值？答；由于汽缸与转子的钢材有所不同，一般转子的线膨胀系数大于汽缸的线膨胀系数，加上转子质量小受 热面大，机组在正常运行时，差胀均为正值。当负荷下降或甩负荷时，主蒸汽温度与再热蒸汽温度下降，汽轮机水冲击；机组起动与停机时汽加热装置使用不当，均会使差胀岀现负值。25、机组起动过程中，差胀大

41、如何处理？答；机组起动过程中，差胀过大，司机应做好如下工作： 检查主蒸汽温度是否过高，联系锅炉运行人员，适当降低主蒸汽温度。使机组在稳定转速和稳定负荷下暖机。适当提高凝汽器真空，减少蒸汽流量。 增加汽缸和法兰加热进汽量，使汽缸迅速胀岀。26、汽轮机起动时怎样控制差胀？可根据机组情况采取以下措施：选择适当的冲转参数。制定适当的升温、升压曲线。 及时投用汽缸、法兰加热装置，控制各部件金属温差在规定的范围内。 控制升速速度及定速暖机时间，带负荷后，根据汽缸温度掌握升负荷速度。冲转暖机时及时调整真空。轴封供汽使用适当，及时进行调整。27、汽轮机上下汽缸温差过大有何危害？答；高压汽轮机起动与停机过程中，

42、很容易使上下汽缸产生温差。有时，机组停机后，由于汽缸保温层脱 落，同样也会造成上下缸温差大，严重时，甚至到达130 C左右。通常上汽缸温度高于下汽缸温度。上汽缸温度高，热膨胀大，而下汽缸温度低，热膨胀小。温差到达一定数值就会造成上汽缸向上拱起。在上汽 缸拱背变形的同时，下汽缸底部动静之间的径向间隙减小，因而造成汽轮机内部动静局部之间的径向摩擦，磨损下汽缸下部的隔板汽封和复环汽封，同时隔板和叶轮还会偏离正常时所在的平面垂直平面，使转 子转动时轴向间隙减小，结果往往与其它因素一起造成轴向摩擦。摩擦就会引起大轴弯曲，发生振动。如 果不及时处理，可能造成永久变形，机组被迫停运。28、 为什么要规定冲转

43、前上下缸温差不高于50C?答；当汽轮机起动与停机时，汽缸的上半部温度比下半部温度高，温差会造成汽轮机汽缸的变形。它可以使汽缸向上弯曲从而使叶片和围带损坏。曾对汽轮机进行汽缸挠度的计算，当汽缸上下温差达100C时，挠度大约为1mm，通过实测，数值是很近似。由经验说明，假定汽缸上下温差为10 C，汽缸挠度大约，一般汽轮机的径向间隙为0.50.6mm。故上下汽缸温差超过 50C时，径向间隙根本上已消失， 如果这时起动, 径向汽封可能会发生摩擦。严重时还能使围带的铆钉磨损，引起更大的事故。29、如何减少上下汽缸温差？答；为减小上下汽缸温差，防止汽缸的拱背变形，应该做好以下工作：改善汽缸的疏水条件，选择

44、适宜的疏水管径，防止疏水在底部积存。机组起动和停机过程中，运行人员应正确及时使用各疏水门。完善高、中压下汽缸挡风板，加强下汽缸的保温工作，保温砖不应脱落，减少冷空气的对流。正确使用汽加热装置，发现上下缸温差超过规定数值时，应用汽加热装置对上汽缸冷却或对下缸加热。30、 什么叫弹性变形？什么叫塑性变形？汽轮机起动时如何控制汽缸各部温差，减少汽缸变形？答；金属部件在受外力作用后，无论外力多么小，部件均会产生内部应力而变形。当外力停止作用后，如 果部件仍能恢复到原来的形状和尺寸，那么这种变形称为弹性变形。当外力增大到一定程度时，外力停止作用后，金属部件不能恢复到以前的形状和几何尺寸，这种变形称为 塑

45、性变形。对汽轮机来讲，各部件是不允许产生塑性变形的。汽轮机起动时，应严格控制汽缸内外壁、上下汽缸、法兰内外壁和法兰上下、左右等温差在规定范围内，从而防止不应有的应力产生。具体温差应控制在如下范 围内： 高、中压内、外缸的法兰内外壁温差不大于80Co 高、中压内外缸温差内缸内壁与外缸内壁，内缸外壁与外缸外壁不大于5080Co 高、中压缸上下温差不大于 50 C，外缸上下温差不大于 80Co 螺栓与法兰中心温差不大于 30Co 高、中压内外缸法兰左右、上下温差不大于30Co机组在起动过程中，应严密监视金属各测点温度变化情况，适当调整加热汽量，并注意主蒸汽温度和再热 蒸汽温度不应过高或过低，做好以上

46、各项工作，机组起动方可得到平安保证，延长机组使用寿命。31、汽轮机转子发生摩擦后为什么会发生弯曲？答；由于汽缸法兰金属温度存在温差，导致汽缸变形，径向动静间隙消失，造成转子旋转时，机组端部轴封和隔板汽封处径向发生摩擦而产生很大的热量。产生的热量使轴的两侧温度差很快增大。温差的增加，使转子发生弯曲。这样周而复始，大轴两侧温差越大，转子越弯曲。32、汽轮机停机后或热态起动前，发现转子弯曲值增加及盘车电流晃动，其原因是什么？怎样处理？答；汽轮机停机后或热态起动前，发现转子弯曲值增加及盘车电流晃动，其原因往往是高、中压汽缸上下 温差超过规定值，而引起汽缸变形，汽封摩擦，造成大轴弯曲。发现转子弯曲值增加

47、，盘车电流晃动，首先应检查原因，如属于上下汽缸温差过大，那么应先检查汽轮机各疏水门开关是否正确，有无冷水冷汽倒至汽缸，根据高、中压上下汽缸温差情况，对下汽缸加热或对上汽 缸用空气进行冷却，使上下汽缸温差尽量减少，盘车直轴，并要求大轴弯曲值恢复到原始数值。33、 热态起动时，为什么要求新蒸汽温度高于汽缸温度5080C?答：机组进行热态起动时，要求新蒸汽温度高于汽缸温度5080C。可以保证新蒸汽经调节汽门节流，导汽管散热、调节级喷嘴膨胀后，蒸汽温度仍不低于汽缸的金属温度。因为机组的起动过程是一个加热过程，不允许汽缸金属温度下降。如在热态起动中新蒸汽温度太低，会使汽缸、法兰金属产生过大的应力，并使

48、转子由于突然受冷却而产生急剧收缩，高压差胀岀现负值，使通流局部轴向动静间隙消失而产生摩擦造成 设备损坏。34、汽轮机起动过程中，汽缸膨胀不出来的原因有哪些？答：起动过程中，汽缸膨胀不岀来的原因有：主蒸汽参数、凝汽器真空选择控制不当。汽缸、法兰螺栓加热装置使用不当或操作错误。滑销系统卡涩。增负荷速度快，暖机不充分。 本体及有关抽汽管道的疏水门未开。35、汽轮机冲转后，为什么要投用汽缸、法兰加热装置？答：对于高参数大容量的机组来讲，其汽缸壁和法兰厚度达300400mm。汽轮机冲转后，最初接触到蒸汽的金属温升较快，而整个金属温度的升高那么主要靠传热。因此汽缸法兰内外受热不均匀，容易在上下汽 缸间，汽

49、缸法兰内外壁、法兰与螺栓间产生较大的热应力，同时汽缸、法兰变形，易导致动静之间摩擦， 机组振动。严重时造成设备损坏。故 汽轮机冲转后应根据汽缸、法兰温度的具体情况投用汽缸、法兰加热 装置。36、暖机的目的是什么？答：暖机的目的是使 汽轮机各部金属温度得到充分的预热，减少汽缸法兰内外壁，法兰与螺栓之间的温差，转子外表和中心的温差，从而减少金属内部应力，使汽缸、法兰及转子均匀膨胀，高压差胀值在平安范围 内变化，保证汽轮机内部的动静间隙不致消失而发生摩擦，同时使带负荷的速度相应加快，缩短带至满负 荷所需要的时间，到达节约能源的目的。37、汽轮机起动升速时，排汽温度升高的原因有哪些？答：汽轮机起动升速

50、时，排汽温度升高的原因有：凝汽器内真空降低，空气未完全抽岀，汽气混合在一起。而空气的导热性能较差，使排汽压力升高，饱 和温度也较高。主蒸汽管道、再热蒸汽管道、汽缸本体等大量的疏水疏至膨胀箱，其中扩容器岀来的蒸汽排向凝汽器喉 部，疏水及疏汽的温度要比凝汽器内饱和温度高45倍。暖机过程中，蒸汽流量较少，流速较慢，叶片产生的摩擦鼓风热量不能及时带走。38、汽轮机起动与停机时，为什么要加强 汽轮机本体及主、再热蒸汽管道的疏水？答：汽轮机在起动过程中，汽缸金属温度较低，进入 汽轮机的主蒸汽温度及再热蒸汽温度虽然选择得较低， 但均超过汽缸内壁温度较多。蒸汽与汽缸温度相差超过200 C。暖机的最初阶段，蒸汽

51、对汽缸进行凝结放热，产生大量的凝结水，直到汽缸和蒸汽管道内壁温度到达该压力下饱和温度时，凝结放热过程结束，凝 结疏水量才大大减少。在停机过程中，蒸汽参数逐渐降低，特别是滑参数停机，蒸汽在前几级做功后，蒸汽内含有湿蒸汽，在离 心力的作用下甩向汽缸四周，负荷越低，蒸汽含水量越大。另外汽轮机打闸停机后，汽缸及蒸汽管道内仍有较多的余汽凝结成水。由于疏水的存在，会造成 汽轮机叶片水蚀，机组振动，上下缸产生温差及腐蚀汽缸内部，因此汽轮机起动或停机时，必须加强汽轮机本体及蒸汽管道的疏水。39、汽轮机起动或过临界转速时对油温有什么要求？答：汽轮机油粘度受温度影响很大，温度过低，油膜厚且不稳定，对轴有粘拉作用，

52、容易引起振动甚至油 膜振荡。但油温过高，其粘度降低过多，使油膜过薄，过薄的油膜也不稳定且易被破坏，所以对油温的上 下限都有一定的要求。起动初期轴颈外表线速度低，比压过大，汽轮机油的粘度小了就不能建立稳定的油膜，所以要求油温较低。过临界转速时，转速很快提高，汽轮机油的粘度应该比低转速时小些，即要求的油温要高些，汽轮机起动时油温应在30'C以上，过临界转速时油温在 3845'C。40、过临界转速时应注意什么？答；过临界转速时应注意如下几点：过临界转速时，一般应快速平稳的越过临界转速，但亦不能采取飞速冲过临界转速的做法，以防造成不良后果，现规程规定过临界转速时的升速率为500 r/m

53、in左右。在过临界转速过程中，应注意对照振动与转速情况，确定振动类别，防止误判断。振动声音应无异常，如振动超限或有碰击摩擦异声等，应立即打闸停机，查明原因并确证无异常前方可重新起动过临界转速后应控制转速上升速度。41、汽轮机差胀正值、负值过大有哪些原因？答；汽轮机差胀正值大的原因： 起动暖机时间缺乏，升速或增负荷过快。汽缸夹层、法兰加热装置汽温太低或流量较小，引起加热缺乏。进汽温度升高。轴封供汽温度升高，或轴封供汽量过大。真空降低，引起进入汽轮机的蒸汽流量增大。转速变化。调节汽门开度增加，节流作用减小。滑销系统或轴承台板滑动卡涩，汽缸胀不岀。轴承油温太高。推力轴承非工作面受力增大并磨损，转子向

54、机头方向移动。(11) 汽缸保温脱落或有穿堂冷风。(12) 多缸机组其他相关汽缸差胀变化，引起本缸差胀变化。(13) 双层缸夹层中流入冷汽或冷水。(14) 差胀指示表零位不准，或受频率、电压变化影响。负差胀值大的原因：负荷下降速度过快或甩负荷。汽温急剧下降。水冲击。轴封汽温降低。汽缸夹层、法兰加热装置加热过度。进汽温度低于金属温度。轴向位移向负值变化。轴承油温降低。双层缸夹层中流入高温蒸汽进汽短管漏汽。多缸机组相关汽缸差胀变化。(11)差胀表零位不准，或受频率、电压变化影响。42、为什么汽轮机转子弯曲超过规定值时，禁止起动？答；一般说来，大多数 汽轮机都是通过监视转子晃动度的变化，间接监视转子弹性弯曲大小的。当转子晃 动度超过原始值较多的，说明转子的弹性弯曲已比拟大，而此时汽缸的变形也一定较大，汽轮机动静局部径向间隙可能消失，强行起动 汽轮机，转子的弯曲局部会与隔板汽封摩擦，摩擦不仅造成汽封磨损，还会 使转子弯曲局部产生高温，局部的高温又加大了转子的弯曲，使摩擦加剧，如此恶性循环，可能使转子产 生永久性弯曲，所以转子弯曲超过规定值，禁止起动。43、为什么调节系统不能维持 汽轮机空负荷运行的机组，禁止起动？答；汽轮机不能维