汽轮机运行技术知识点全总结

汽轮机运行技术知识点全总结（油系统相关）1．汽轮机油系统的作用是什么？汽轮机油系统作用如下：（1）向机组各轴承供油，以便润滑和冷却轴承。（2）供给调节系统和保护装置稳定充足的压力油，使它们正常工作。（3）供应各传动机构润滑用油。根据汽轮机油系统的作用，一般将油系统分为润滑油系统和调节（保护）油系统两个部分。2.汽轮机供油系统主要由哪些设备组成？它们分别起什么作用？汽轮机供油系统主要由主油泵、注油器、汽动油泵、冷油器、滤油器、减压阀、油箱等组成，它们的作用如下：主油泵是油系统的动力，正常运行时连续不断地将油送到润滑油和调节油系统。汽动油泵或高压电动油泵（调速油泵）也称辅助油泵。当汽轮机起动或停机过程中主油泵没有正常工作时，用来供给动力油和润滑油。也供停机后调节系统静态特性试验时使用。低压电动油泵、直流电动油泵一般在汽轮机盘车状态下或事故情况下，供汽轮机润滑油。注油器也称射油器是一种喷射泵，它利用少量高压油作动力，把大量油吸出来变成压力较低的油流，分别供给离心式主油泵进油和轴承润滑油。油箱用采储油，同时起分离气泡、水分、杂质和沉淀物的作用。冷油器的作用是冷却进入汽轮机各轴承的润滑油。高压过压阀（减压阀）是在机组润滑油由主油泵出油经过减压阀供油时，通过减压阀油来调节进入润滑油系统的油压。低压过压阀（安全门）是在当润滑油压力过高时，过压阀动作将一部分油排到油箱，保证润滑油压力一定。滤油器装在润滑油和调速油管道上，主要是防止油中的杂物进入轴承和调节油系统。3.对汽轮机的油系统有哪些基本要求？汽轮机的油系统供油必须安全可靠，为此油系统应满足如下基本要求。（1）设计、安装合理，容量和强度足够，支吊牢靠，表计齐全以及运行中管路不振动。（2）系统中不许采用暗杆阀门，且阀门应采用细牙门杆，逆止门动作灵活，关闭要严密。阀门水平安装或倒装，防止阀芯掉下断油。（3）管路应尽量少用法兰连接，必须采用法兰时，其法兰势应选用耐油耐高温垫料，且法兰应装铁皮盒罩；油管应尽量远离热体，热体上应有坚固完整的保温，且外包铁皮。（4）油系统必须设置事故油箱，事故油箱应在主厂房外，事故排油门应装在远离主油箱便于操作的地方。（5）整个系统的管路、设备、部件、仪表等应保证清洁无杂物，并有防止进汽、进水及进灰尘的装置。（6）各轴承的油量分配应合理，保证轴承的润滑。4.汽轮机油箱的主要构造是怎样的？汽轮机油箱一般由钢板焊成，油箱内装有两层滤网和净段滤网，过滤油中杂质并降低油的流速。底部倾斜以便能很快地将已分离开来的水、沉淀物或其它杂质由最底部的放水管放掉。在油箱上设有油位计，用以指示油位的高低。在油位计上还装有最高、最低油位的电气接点，当油位超过最高或最低油位时，这些接点接通，发出音响和灯光信号。稍大的机组上，装有两个油位计，一个装在滤网前，一个装在滤网后，以便对照监视，如果两个油位计的指示相差太大，则表示滤网堵塞严重，需要及时清理。为了不使油箱内压力高于大气压力，在油箱盖上装有排烟孔，大机组油箱上专设有排油烟机。5．汽轮机润滑油过压阀的结构和工作原理是怎样的？润滑油系统的过压阀也称低压过压阀，它通常装于冷油器的出口管道上。其主要结构由滑阀、弹簧、调节螺钉等组成。润滑油在滑阀的下部进入，给滑阀一个向上的作用力，此力与压缩弹簧作用在沿阀上部的向下作用力相平衡，当润滑油压升高时，滑阀向上移动，开大油口、经此油口至油箱的回油量增加，从而润滑油压下降，直至恢复正常，反之亦然。转动调节螺钉可以改变弹簧的预紧力，从而改变泄油口的开度以达到整定润滑油压的目的，整定完毕将螺母锁紧，防止调节螺钉在运行中松动。6.为什么要研究将抗燃油作为汽轮发电机组油系统的介质？随着机组功率和蒸汽参数的不断提高，调节系统的调节汽门提升力越来越大，提高油动机的油压是解决调节汽门提升力增大的一个途径。但油压的提高、容易造成油的泄漏，普通汽轮机油的燃点低，容易造成火灾。抗燃油的自燃点较高，通常大于700℃。这样，即使它落在炽热高温蒸汽管道表面也不会燃烧起来，抗燃油还具有火焰不能维持及传播的可能性。从而大大减小了火灾对电厂的威胁。因此，超高压大功率机组以抗燃油代替普通汽轮机油已成为汽轮机发展的必然趋势。7．采用抗燃油作为油系统的介质有什么特点？抗燃油的最大特点是它的抗燃性，但也有它的缺点，如有一定的毒性，价格昂贵，粘温特性差（即温度对粘性的影响大）。所以一般将调节系统与润滑系统分成两个独立的系统。调节系统用高压抗燃油，润滑系统用普通汽轮机油。8．主油箱的容量是根据什么决定的？什么是汽轮机油的循环倍率？汽轮机主油箱的贮油量决定于油系统的大小，应满足润滑及调节系统的用油量。机组越大，调节、润滑系统用油量越多。油箱的容量也越大。汽轮机油的循环倍率等于每小时主油泵的出油量与油箱总油量之比，一般应小于12。如循环倍率过大，汽轮机油在油箱内停留时间少，空气、水分来不及分离，致使油质迅速恶化，缩短油的使用寿命。9．汽轮机的调速油压和润滑油压是根据什么来确定的？汽轮机的调节系统通常用油来传递信号并作为动力使油动机动作，开、闭调节汽门和主汽门。为了保证调整迅速、灵敏，因此要保持一定的调速油压。汽轮机常用的调速油压有0.4～0.5MPa、1.2～1.4MPa、1.8～2.0MPa等几种。一般地说，油压高能使调节系统动作灵敏度高，油动机和错油门结构尺寸缩小。调速油压有的已高达4.0MPa。但油压过高时易漏油着火。汽轮机润滑油压根据转子的重量、转速、轴瓦的构造及润滑油的粘度等，在设计时计算出来，以保证轴颈与轴瓦之间能形成良好的油膜，并有足够的油量来冷却，因此汽轮机润滑油压一般取0.12～0.15MPa。润滑油压过高可能造成油挡漏油，轴承振动。油压过低使油膜建立不良，甚至发生断油损坏轴瓦。10．汽轮机的主油泵有哪几种型式？汽轮机主油泵主要分容积式油泵和离心式油泵两种，容积式泵包括齿轮油泵和螺旋油泵。现在大功率机组都采用主轴直接传动的离心式油泵。11．容积式油系有哪些优缺点？容积式油泵最大优点是吸油可靠。缺点是工作转速低，不能由主轴直接带动，在油动机动作，大量用油时，泵的出口油压下降较多，影响调节系统的快速动作。12.离心式油泵有哪些特点？离心式油泵的优点有：（1）转速高，可由汽轮机主轴直接带动而不需任何减速装置。（2）特性曲线比较平坦，调节系统动作大量用油时，油泵出油量增加，而出口油压下降不多，能满足调节系统快速动作的要求。离心式油泵的缺点：油泵入口为负压，一旦漏入空气就会使油泵工作失常。因此必须用专门的注油器向主油泵供油，以保证油泵工作的可靠与稳定。13．注油器的工作原理是怎样的？注油器由喷嘴、滤网、扩压管、混合室等组成。注油器是一种喷射泵，其工作原理是：高压油经油喷嘴高速喷出，造成混合室真空，油箱中的油被吸入混合室。高速油流带动周围低速油流，并在混合室中混合后进入扩压管。油流在扩压管中速度降低，油压升高，最后以一定压力流出，供给系统使用。装在注油器进口的滤网是为了防止杂物堵塞喷嘴。14．注油器在系统中的布置有哪两种方式？注油器在油系统中有并联、串联两种连接方式。串联注油器，第一级注油器出口的油，一路供主油泵入口，另一路供第二级注油器，第二级注油器出口的油供润滑系统用油。并联方式，如100MW、125MW机组的注油器，第一级注油器专供主油泵入口用油，第二级注油器专供润滑用油。这种连接方式避免了节流损失，经济效果好，应用普遍。15．汽轮机油箱为什么要装排油烟机？油箱装设排油烟机的作用是排除油箱中的气体和水蒸气。这样一方面使水蒸气不在油箱中凝结；另一方面使油箱中压力不高于大气压力，使轴承回油顺利地流入油箱。反之，如果油箱密闭，那么大量气体和水蒸气积在油箱中产生正压，会影响轴承的回油，同时易使油箱油中积水。排油烟机还有排除有害气体使油质不易劣化的作用。16．油箱底部为什么要安装放水管？汽轮机运行中，由于轴封漏汽大、汽动油泵疏水不畅、水冷发电机转子进水法兰漏水过多等原因，使汽轮机油中带水。这些带有水分的油回到油箱后，因为水的比重大，水与油分离后沉积在油箱底部。及时排除这些水可避免已经分离出来的水再与油混合使油质劣化。所以油箱底部都装有放水管。17．汽轮机油油质劣化有什么危害？汽轮机油质量的好坏与汽轮机能否正常运行关系密切。油质变坏使润滑油的性能和油膜力发生变化，造成各润滑部分不能很好润滑，结果使轴瓦乌金熔化损坏；还会使调节系统部件被腐蚀、生锈而卡涩，导致调节系统和保护装置动作失灵的严重后果。所以必须重视对汽轮机油质量的监督。18.汽轮机油有哪些质量指标？汽轮机油的质量有许多指标，主要有粘度、酸价、酸碱性反应、抗乳化度和闪点等五个指标。此外，透明程度、凝固点温度和机械杂质等也是判别油质的标准。19．什么是汽轮机油的粘度？粘度指标是多少？粘度是判断汽轮机油调和稀的标准。粘度大，油就稠，不容易流动；粘度小，油就稀，薄容易流动。粘度以恩氏度作为测定单位，常用的汽轮机油粘度为恩氏度2.9～4.3。粘度对于轴承润滑性能影响很大，粘度过大轴承容易发热，过小会使油膜破坏。油质恶化时，油的粘度会增大。20．什么是汽轮机油的酸价？什么是酸碱性反应？酸价表示油中含酸分的多少。它以每克油中用多少毫克的氢氧化钾才能中和来计算。新汽轮机油的酸价应不大于0.04KOHmg／g油。油质劣化时，酸价迅速上升。酸碱性反应是指油呈酸性还是碱性。良好的汽轮机油应呈中性。21.什么是抗乳化度？什么叫闪点？抗乳化度是油能迅速地和水分离的能力，它用分离所需的时间来表示。良好的汽轮机油抗乳化度不大于8min，油中含有机酸时，抗乳化度就恶化增大。闪点是指汽轮机油加热到一定程度时部分油变为气体，用火一点就能燃烧，这个温度叫做闪点（又称引火点），汽轮机的温度很高，因此闪点不能太低，良好的汽轮机油闪点应不低于180℃。油质劣化时，闪点会下降。22．为什么汽轮机轴承盖上必须装设通气孔、通汽管？一般轴承内呈负压状态，通常这是因为从轴承流出的油有抽吸作用所造成的。由于轴承内形成负压，促使轴承内吸入蒸汽并凝结水珠。为避免轴承内产生负压，在轴承盖上设有通气孔或通气管与大气连通。另一方面，在轴承盖上设有通气管也可起着排除轴承中汽轮机油由于受热产生的烟气的作用，不使轮承箱内压力高于大气压。运行中应注意通气孔保持通畅防止堵塞。某厂汽轮机前轴承盖通气孔堵塞，轴承箱积聚可燃气体，被轴承箱内电火花引爆，造成前轴承箱爆炸事故。23．汽轮机调节系统的任务是什么？汽轮机调节系统的基本任务是：在外界负荷变化时，及时地调节汽轮机的功率以满足用户用电重变化的需要，同时保证汽轮发电机组的工作转速在正常容许范围之内。24．调节系统一般应满足哪些要求？调节系统应满足如下要求：（1）当主汽门全开时，能维持空负荷运行。（2）由满负荷突降到零负荷时，能使汽轮机转速保持在危急保安器动作转速以下。（3）当增、减负荷时，调节系统应动作平稳，无晃动现象。（4）当危急保安器动作后，应保证高、中压主汽门、调节汽门迅速关闭。（5）调节系统速度变动车应满足要求（一般在4％～6％），迟缓率越小越好，一般应在0.5％以下。25.汽轮机进汽调节方式有几种？各有何优缺点？汽轮机的进汽调节方式有三种：（1）节流调节法：节流调节法也称质量调节法。汽轮机的进汽量全部经过一个或几个同时开关的调节汽门进入所有喷嘴。这种调节法只有带额定负荷时，调节汽门全开，节流损失最小，此时汽轮机效率最高。负荷减少时调节汽门关小，使蒸汽在调节汽门内产生节流作用，降低蒸汽压力，然后进入汽轮机。由于节流作用而存在节流损失，汽轮机的效率也降低。（2）喷嘴调节法：也称断流调节法。进入汽轮机的蒸汽量，通过数只依次启闭的调节汽门，进入汽轮机的第一级喷嘴调整汽轮机的负荷。每个调节汽门控制一组喷嘴，根据负荷的多少确定调节汽门的开启数目。在每一个调节汽门未开足时，也有节流损失，但这仅是全部新蒸汽的一部分，因此在低负荷时比节流调节的节流损失小，经济性好。缺点是检修安装时调整较为复杂；变工况时调节汽室温度变化大，负荷的变动速度不能太快。（3）旁通调节法：采用节流调节的汽轮机，特别是反动式汽轮机应用较多。通常在汽轮机的经济负荷下，主调节汽门全开。超出经济负荷时开旁通门，把新蒸汽引至后面几级叶片中去。其优点是在经济（设计）负荷时运行效率最高，节流损失最少。其缺点是当超过经济负荷时，旁通进汽，优质金属材料的比例相应提高，其效率也因旁通阀的节流损失和旁通室压力升高而下降。26．汽轮机调节系统为什么必须设反馈装置？在汽轮机的调节系统中，滑阀的位移，使油动机动作。而油动机的动作又反过来影响滑阀的位移，这种作用叫反馈作用。反馈作用是汽轮机自动调节中保持调节动作能稳定下来的一个重要组成部分。如果没有反馈作用，调节系统将无法工作。常用的反馈机构有杠杆反馈、窗口反馈、弹簧反馈。27.什么是调节汽门的重叠度？为什么必须有重叠度？采用喷嘴调节的汽轮机，一般都有几个调节汽门。当前一个调节汽门尚未完全开启时，就让后一个调节汽门开启，即称调节汽门具有一定的重叠度。调节汽门的重叠度通常为10％左右，也就是说，前一个调节汽门开启到阀后压力为阀前压力的90％左右时，后一个调节汽门随即开启。如果调节汽门没有重叠度，执行机构的特性曲线就有波折，这时调节系统的静态特性也就不是一根平滑的曲线，这样的调节系统就不能平稳地工作，所以调节汽门必须要有重叠度。28．什么是调节系统的静态特性和动态特性？调节系统的工作特性有两种，即动态特性和静态特性。在稳定工况下，汽轮机的功率和转速之间的关系即为调节系统的静态特性。从一个稳定工况过渡到另一个稳定工况的过渡过程的特性叫做调节系统的动态特性，是指在过渡过程中机组的功率、转速、调节汽门的开度等参数随时间的变化规律。29．什么是调节系统的静态特性曲线？对静态特性曲线有何要求？调节系统的静态特性曲线即在稳定状态下其负荷与转速之间的关系曲线。调节系统静态特性曲线应该是一条平滑下降的曲线，中间不应有水平部分，曲线两端应较陡。如果中间有水平部分，运行时会引起负荷的自发摆动或不稳定现象。曲线左端较陡，主要是使汽轮机容易稳定在一定的转速下进行发电机的并列和解列，同时在并网后的低负荷下还可减少外界负荷波动对机组的影响。右端较陡是为使机组稳定经济负荷，当电网频率下降时，使汽轮机带上的负荷较小，防止汽轮机发生过负荷现象。30.什么叫调节系统速度变动率？对速度变动率有何要求？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降低至n1，该转速变化值与额定转速n0之比称之为速度变动率，以δ表示即δ＝（n2－n1）/n0×100％δ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；δ较大的调节系统负荷稳定性好，适用于担负基本负荷的机组；δ太大，则甩负荷时机组易超速；δ太小调节系统可能出现晃动，故一般取4％～6％。速度变动率与静态特性曲线有关，曲线越陡，则速度变动率越大，反之则应越小。31.什么是调节系统的迟缓率？调节系统在动作过程中，必须克服各活动部件内的摩擦阻力，同时由于部件的间隙，重叠度等影响，使静态特性在升速和降速时并不相同，变成两条几乎平行的曲线。换句话说，必须使转速多变化一定数值，将阻力、间隙克服后，调节汽门反方向动作才刚刚开始。同一负荷下可能的最大转速变动△n和额定转速n0之比叫做迟缓率（又称为不灵敏度），通常用字母ε表示，即ε=△n/n0×100%。32．调节系统迟缓率过大，对汽轮机运行有什么影响？调节系统迟缓率过大造成对汽轮机运行的影响有：（1）在汽轮机空负荷时；由于调节系统迟缓率过大，将引起汽轮机的转速不稳定，从而使并列困难。（2）汽轮机并网后，由于迟缓率过大，将会引起负荷的摆动。（3）当机组负荷骤然甩至零时，因迟缓率过大、使调节汽门不能立即关闭，造成转速突升，致使危急保安器动作。如危急保安器有故障不动作，那就会造成超速飞车的恶性事故。33．为什么说迟缓率不能等于零？（1）实际的调节系统迟缓率不可能做到等于零。因调节系统各机构在运行中总存在摩擦等阻力，油动机滑阀总要有过封度，使系统感受到转速变化到调节汽门开度变化存在迟缓。（2）从理论上分析，迟缓率等于零的调节系统是不稳定的，因为这将造成调节过分灵敏，使调节汽门处在不停的动作之中。尤其对于液压式调节系统，保持一些微小的迟缓率，对改善调节性能是有益的。液压式调节系统的调节油压不可避免地存在着油压波动，它将使调节汽门窜动。这也就是错油门必须有一定的过封度，使其抵消油压波动的影响，避免调节汽门窜动的道理。最好的迟缓率是ε＝0.3％～0.4％。34．采用电液调节系统有哪些优点？采用电液调节系统有如下优点：（1）采用电气元件增加了调节系统的精度，减少了迟缓率，在甩负荷时能迅速地将功率输出返零，改善了动态超速。（2）实现转速的全程调节，控制汽轮机平稳升速。（3）可按选定的静态特性（可方便地改善静态特性的斜率及调频的最大幅值）参与电网一次调频，以满足机、炉、电网等多方面的要求。（4）采用功率系统，具有抗内扰及改善调频动态特性的作用，可提高机组对负荷的适应性。（5）能方便地与机、炉、主控设备匹配，实现机、电、炉自动控制。35．汽轮机为什么必须有保护装置？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。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。36．自动主汽门的作用是什么？自动主汽门的作用是在汽轮机保护装置动作后，迅速切断汽源并使汽轮机停止运行。因此，它是保护装置的执行元件。37.对自动主汽门有什么要求？为了保证安全，要求自动主汽门动作迅速，并关闭严密。对于高压汽轮机来说，在正常进汽参数和排汽压力的情况下，自动主汽门关闭后（调节汽门全开），汽轮机转速应能够降低到1000r／min以下。自汽轮机保护系统动作到主汽门完全关闭的时间，通常要求不大于0.5～0.8S。38．自动主汽门活动装置的作用是什么？为防止主汽门长期不动造成卡涩，一般主汽门都设活动装置。有手轮的中压主汽门，活动时用手轮将主汽门关小几圈，再开足主汽门。上海汽轮机厂生产的高压自动主汽门的活动试验，是通过活动小阀将操纵室的油压泄掉一点，主汽门关小。当油动机活塞关小至一定行程时（一般5mm），泄油口被堵住，主汽门不会继续关闭。关团试验小阀，主汽门重又开足。39．中压主汽门和中压调节汽门合并成联合汽门的形式有什么优缺点？中间再热机组再热后的主汽门和调节汽门（即中压主汽门和中压调节门）合并在同一阀体内构成联合汽门。工作时先打开带有预启阀的主汽门，然后再开启调节汽门。这种结构布置紧凑，汽流流动损失小，主汽门门杆伸出端较长，易卡涩而且预启阀处易磨损。40.主汽门带有预启阀结构有什么优点？高压汽轮机主汽门门碟较大，而且新汽压力很高，门碟在开启前，阀门的前后压差很大，需要很大的油动力来开启它，因此操纵座油动机也要设计得很大。主汽门带有预启阀结构后，开后主汽门的提升力大为减小，使操纵装置结构紧凑。41.为什么通常主汽门都是以油压开启，而以弹簧力来关闭？这是因为在任何事故情况下，包括在油源断绝时，自动主汽门仍应能迅速关闭。所以一般主汽门都是设计成以弹簧力来关闭的。为了可靠起见，一般还采用双弹簧结构。为了有足够大的关闭力及关闭快速，一般在主汽门全关时，弹簧对主汽门还有5000～8000kN的压缩力。42．对自动主汽门的严密性有什么具体要求？对于高压汽轮机，要求在额定的蒸汽初参数和背压下，主汽门全关后（调节汽门全开），机组转速能降到1000r／min以下。对于中、低压汽轮机，应保证主汽门全关后（调节汽门全开），汽轮机转速应能降到零。43．汽轮机为什么装设超速保护装置？汽轮机是高速转动设备，转动部件的离心力与转速的平方成正比，即转速增高时，离心应力将迅速增加。当汽轮机转速超过额定转速20％时，离心应力接近于额定转速下应力的1.5倍，此时不仅转动部件中按紧力配合的部套会发生松动，而且离心应力将超过材料所允许的强度使部件损坏。为此汽轮机均设置超速保护装置，它能在超过额定转速8％～12％时动作，迅速切断进汽，使汽轮机停止运转。44．危急保安器有哪两种型式？按结构特点不同，危急保安器可分为飞锤式和飞环式两种。它们的工作原理完全相同。其基本原理是当汽轮机转速达到危急保安器规定的动作转速时，飞锤（或飞环）飞出，打击脱扣杆件，使危急遮断滑阀（危急遮断油门）动作，关闭自动主汽门和调节汽门，使汽轮机迅速停机。45．飞环式危急保安器与飞锤式危急保安器结构上有什么不同？上海汽轮机厂和北京重型电机厂生产的汽轮机通常采用飞环式危急保安器。它和飞锤式危急保安器主要不同之处，就是用一个套在汽轮机主轴上的具有偏心重量的飞环代替偏心飞锤。当汽轮机转速升高到动作转速时，偏心环的离心力克服弹簧力而向外飞出。飞环的飞出转速也可以通过调整螺母改变弹簧力来调整。46．汽轮机轴向位移保护装置起什么作用？有哪几种型式？汽轮机转子与静子之间的轴向间隙很小，当转子的轴问推力过大，致使推力轴承乌金熔化时，转子将产生不允许的轴向位移，造成动静部分摩擦，导致设备严重损坏事故，因此汽轮机都装有轴向位移保护装置。其作用是：当轴向位移达到一定数值时，发出报警信号；当轴向位移达到危险