汽轮机 问答题综合.docx

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1、汽轮机 问答题综合为什么说多级汽轮机的相对内效率较单级汽轮机可得到明显的提高？ 在全机总比焓降一定时，每个级的比焓降较小，每级都可在材料强度允许的条件下，设计在最佳速比附近工作，使级的相对内效率较高；除级后有抽汽口，或进汽度改变较大等特殊情况外，多级汽轮机各级的余速动能可以全部或部分地被下一级所利用，提高了级的相对内效率；多级汽轮机的大多数级可在不超临界的条件下工作，使喷嘴和动叶在工况变动条件下仍保持一定的效率。同时，由于各级的比焓降较小，速度比一定时级的圆周速度和平均直径也较小，根据连续性方程可知，在容积流量相同的条件下，使得喷嘴和动叶的出口高度增大，叶高损失减小，或使得部分进汽度增大，部分

2、进汽损失减小，这都有利于级效率的提高；由于重热现象的存在，多级汽轮机前面级的损失可以部分地被后面各级利用，使全机相对内效率提高。 简述在汽轮机的级中，蒸汽的热能是如何转化为机械能的。 具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在喷管叶栅通道中膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速汽流的动能，然后进入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向同时又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转变为旋转机械能。 汽轮机主蒸汽温度不变时，主蒸汽压力升高有哪些危害？ 当主蒸汽温度不变，主蒸汽压力升高时，蒸汽的初焓减小；此时进汽流量增加，回热抽汽压力升高，给水温度随之升高，给水在锅炉中的焓升减小，一公斤蒸汽在锅炉

3、内的吸热量减少。此时进汽量虽增大，但由于进汽量的相对变化小于机组功率的相对变化，故热耗率相应减小，经济性提高，反之亦然。 当凝汽器漏入空气后将对汽轮机组运行产生什么影响? 影响机组运行的经济性：a.使传热恶化，凝汽器压力Pc上升，蒸汽的做功能力 ，使循环效率降低。b.使凝结水过冷度，低压抽汽量，机组的功率下降。 影响机组运行的安全性：a.使Pc上升，排汽温度机组振动和冷却水管泄漏。b.使过冷度凝结水含氧量，加剧低压设备、管道及附件的腐蚀。 为了满足等截面直叶片强度要求，其出口边越厚越好，这种说法是否准确？请分析说明理由。 不准确。出口边厚度越厚，对叶片来说，强度更安全，但是由于尾迹损失 与叶片

4、出口边厚度成正比， 厚度增加， 将使叶片出口边尾迹损失增大， 叶型损失会显著增加， 效率降低。所以在满足强度允许的情况下，出口边厚度不是越厚越好。 某喷嘴的进口处过热蒸汽压力p0为1.0Mpa，温度为300，若喷嘴出口处压力p1为0.6Mpa，问该选用哪一种喷嘴？ 什么是多级汽轮机的重热系数？重热系数的大小与哪些因素有关？ 将各级的理想焓降之和大于汽轮机理想焓降部分占汽轮机理想焓降的份额叫做重热系数。 影响因素：多级汽轮机各级的效率多级汽轮机的级数各级的初参数 某汽轮机型号为N60024.2/566/566，解释说明型号中各字母、数字表示的含义。根据压力大小分类，该机属于什么压力等级？ N-汽

5、轮机型式是凝汽式，600-额定功率为600MW，24.2-蒸汽初压是24.2MPa，566-蒸汽初温是566摄氏度，566-再热温度是566摄氏度。亚临界压力汽轮机。 何谓滑压调节？与定压调节相比它具有哪些优点？ 汽轮机所有的调节阀全开或开度不变，调整锅炉燃料量、给水量和空气量，改变汽轮机的进汽流量和压力，以适应外界负荷的变化。 优点：增加了机组运行的可靠性和对负荷的适应性提高了机组在部分负荷下的经济性：a.提高了部分负荷下机组的内效率b.改善机组循环热效率c.给水泵耗功减少 凝汽设备中抽气器的任务是什么？常用的抽气器有哪几种？ 任务：抽除凝汽器内不凝结的气体，以维持凝汽器的正常真空。 常用的

6、：射水式抽气器、射气式抽气器、水环式真空泵 什么是级的轮周效率？影响级的轮周效率的因素有哪些？ 级的轮周效率：1kg/s蒸汽在级内所做的轮周功Pu1与蒸汽在该级中所具有理想能量E0之比。hu=PulDhu=因素：喷管损失，动叶损失，余E0E0速损失 什么是喷嘴速度系数？它的大小通常与哪些因素有关? 蒸汽在喷管中的流动是有损失的，其中包括粘性气体的摩擦损失，膨胀过程的不可逆损失等，这些损失造成喷管出口的实际速度c1小于理想速度c1t,其比值称为喷嘴速度系数。 1t影响其大小的因素很多，其与喷管高度，叶型，表面粗糙度和前后压差等因素有关，其中与喷嘴高度的关系最为密切。1 冲动式汽轮机平衡轴向推力的

7、措施主要有哪些？ 平衡措施：平衡活塞法；叶轮上开平衡孔；相反流动布置法；采用推力轴承。 当流量变化时，喷嘴调节凝汽式汽轮机的各级焓降如何变化？ 中间级：在变工况时，各中间级的压力比不变，各中间级的理想焓降不变。 最末级：流量增大时，压力比减小，焓降增加，流量减小时，焓降减小。 调节级：第一阀全开以上的工况，流量增加时，nht，反之，Gtht，而第一阀全开，第二阀未开时，调节级比焓降达到最大。 凝汽式汽轮机总的轴向推力与流量成何种关系？什么工况下轴向推力达最大值？ 凝汽式汽轮机，无论采取何种调节方式，其轴向推力是随负荷增大而增大的，在最大负荷处达最大值。 c=jc凝汽式汽轮机最末级级内损失主要包

8、括哪些损失？ 喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶高损失、叶轮摩擦损失、部分进汽度损失、漏气损失、湿气损失。 什么是动叶速度系数？它的大小通常与哪些因素有关? 动叶速度系数是动叶出口的实际速度与动叶出口理想速度之比。 与动叶高度、反动度、叶型、动叶表面粗糙度等因素有关 多级汽轮机的轴向推力在哪些地方产生？采用哪些方法进行平衡？ 冲动式汽轮机：动叶、叶轮轮面、轴的凸肩。 反动式汽轮机：动叶、转鼓锥形面、转子阶梯。 平衡方式：1 .采用平衡活塞 2 .在叶轮上开平衡孔 3 .汽缸采用反向流动布置4 .采用推力轴承。 试绘出汽轮机凝汽设备的原则性系统图。 并标注各设备的名称。 围带、拉筋对叶片组自振频率

9、有何影响？ 一方面，它们的质量分配到各叶片上，相当于叶片的质量增加，使频率降低；另一方面，它们对叶片的反弯矩使叶片的抗变形能力增加，使频率升高。 无论是在常规的火电厂还是在核电站，为什么都采用以汽轮机为原动机的汽轮发电机组？ 与其他热力原动机相比，它具有单机功率大、效率较高、运转平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等一系列优点。 部分进汽损失主要包括哪些损失？常出现在哪种级内？ 部分进汽损失由鼓风损失和斥汽损失两部分组成。 为什么滑压运行与定压运行相比，在相同的部分负荷下，汽轮机的相对内效率相应提高？ 无节流损失或节流损失很小。变负荷时，各级的速度比、理想焓降近似不变,效率高。可提高再热蒸汽温

10、度，改善循环效率。可配合采用变速给水泵，降低给水泵耗 功。 汽轮机真空下降有哪些危害？ 真空下降会降低汽轮机的效率，最主要的危害是随着真空的下降，汽轮机的轴向推力会变大，增大轴向位移，严重时会损坏推力瓦。 大型汽轮机轴封系统有哪些基本特点？机组启动时有哪些辅助汽源？ 特点轴封分段设置，各段间有环形腔室 。轴封设置供汽源 辅助汽源： 什么是部分进汽度？试分析喷嘴调节汽轮机的调节级采用部分进汽的原因。 部分进汽度指工作喷嘴所占的弧段长度与整个圆周长之比，即e=Zntn。原因：减小叶高损失。当喷嘴高度小于1215mm，喷嘴速度系数急pdn骤下降，当选取部分进汽时，喷嘴高度就可以增大。 简述设置轴封加

11、热器的作用。 在主蒸汽温度不变时，主蒸汽压力的变化对汽轮机运行有何影响？ 1 对经济性的影响：功率的改变量与初压的改变量成正比，与初压的大小成反比。 2对汽轮机安全性的影响：新蒸汽压力升高 使末级湿度增加，工作条件恶化，影响叶片的使用寿命 当各调节阀全开时，各级过p01D负荷，且最末一、二级最危险；对凝汽式汽轮机，还会使轴向推力增大。新蒸汽压力降低新蒸汽压力降低，若仍维持额定功率不变，则 各级过负荷，且最末一、二级最危险；对凝汽式汽轮机，还会使轴向推力增大。 汽轮机凝汽设备的主要作用是什么？ 1.在汽轮机排汽口建立和保持规定的真空，增加蒸汽的做功能力。2.将汽轮机的排汽凝结成洁净的凝结水，并作

12、为锅炉给水循环使用。3.具有真空除氧作用。 为什么说多级汽轮机的循环效率可以比单级汽轮机增大很多？ 与单级汽轮机相比，多级汽轮机的比焓降增大很多，因而多级汽轮机的进气参数可大大提高，排气压力也可显著降低；同时，由于是多级，还可采用回热循环和中间再热循环，这些都使多级汽轮机的循环热效率大大提高。 汽轮机级在流量、参数、速比一定时，对喷嘴或动叶高度，可控制哪些因素使其尺寸改变？ 300MW汽轮机高、中压缸以及低压缸各采用什么布置方式？说明这样布置的理由。 以流量减小为例，分析喷嘴调节凝汽式汽轮机的调节级、中间各级和最末级焓降变化规律。 1.凝汽式汽轮机调节级:流量减小时，焓降变大。 2凝汽式汽轮机

13、各中间级：对于凝汽式汽轮机，无论级组是否处于临界状态，其各级级组前压力均与级组的流量成正比，而变工况前、后级的理想焓降为 k-1p21kk-1 kp2kkDht=RT1-Dht1=RT011- -10kpk-1p010所以，在工况变动时，各中间级的理想焓降不变。 3凝汽式汽轮机的最末级：由于其背压取决于凝汽器工况和排汽管的压损，不与流量成正比，故其压力比随流量的变化而变化，流量增加时，压比减小，末级焓降增加；反之，流量减小时，焓降亦减小。即 pcGDhtp0pcGDhtp0凝结水产生过冷的原因及消除的方法有哪些？ 原因:由于冷却水管排列不合理。凝结器漏入空气多或抽气器工作不正常。冷凝水位过高。

14、回热管道布置不当，管束布置过密。由于凝结器内汽阻过大，使得冷凝器中管束，下部形成的凝结水温较低。 简述汽轮机级的冲动作用原理和反动作用原理。 高速汽流通过叶栅时，发生动量变化对动叶栅产生冲力，使动叶栅转动做功而获得机械能。由动量定理可知，机械能的大小决定于工作蒸汽的质量流量和速度变化量，质量流量越大，速度变化量越大，作用力越大。 当蒸汽在动叶栅汽道内不膨胀加速而只随汽道形状改变流动方向，汽流改变流动方向对汽道所产生的离心力，叫做冲动力，这时蒸汽所做的机械功等于它在动叶栅中动能的变化量的级，叫做冲动级。 蒸汽在动叶栅汽道内随汽道形状改变流动方向的同时继续膨胀加速，即汽流不仅改变方向而且因膨胀使其

15、速度也有较大的增加，则加速的汽流出汽道时对动叶栅将施加一个与汽流流出方向相反的反作用力。叫做反动力。依靠反动力做功的级叫做反动级。 冲动级中隔板漏汽损失是怎样产生的？可采用哪些措施减少这部分损失？ 产生原因：隔板漏汽动叶顶部漏汽 措施：在动静部分的间隙处安装汽封片在叶轮上开平衡孔，并选取合理的叶根反动度。 多级冲动式汽轮机组，轴向推力由哪几部分组成？ 组成：在动叶上的轴向推力在叶轮轮面上的轴向推力作用在轴的凸肩上的轴向推力 新蒸汽温度过高对汽轮机有何危害？ 对汽轮机经济性影响 对汽轮机功率的影响 初温对焓降的影响大于对流量的影响。而焓降和流量的变化都会影响汽轮机的功率。当新蒸汽温度变化不大时，

16、对应于一定的背压值，功率的改变量与初温的改变量成正比，与初温的大小成反比。汽轮机设计的理想焓降越大，则初温变化对功率的影响越小。新汽温度的变化，不仅对机组的循环效率有影响，而且由于改变了汽轮机的排气湿度，从而也使机组的相对内效率发生变化。新蒸汽温度升高时时，将使循环效率升高相对内效率升高。 对汽轮机安全性影响 新蒸汽温度升高 引起机组的热膨胀、热变形增大，若膨胀不均匀或变形较快，往往是引起机组振动的根源。即使新蒸汽温度上升不大，也可能使材料的蠕变速度急剧上升，许用应力急剧下降，严重威胁机组的运行安全。 所以汽轮机运行中，新蒸汽温度升高时，时应限时运行；当采取措施无效，温度超过限值时，应停机。

17、试在其它条件不变的情况下，定性分析冷却水温度、循环水流量、漏入的空气量变化如何影响凝汽器的真空度。 凝汽器压力随汽轮机负荷的减小而降低，即凝汽器真空随着负荷的降低而升高。 当冷却水量和汽轮机负荷不变时，汽轮机负荷凝汽器真空将随冷却水进口温度的降低而升高。冷却水入口温度由环境气温和供水方式决定。对直流供水系统而言，主要与气候有关，如冬季比夏季水温低，真空较高;对于循环供水系统而言，冷却水口温度不仅与气温有关，而且与冷却设备的性能和运行状态有关。冷却水温主要决定于循环倍率，或者说 当凝汽器蒸汽量一定时，主要取决于冷却水量，冷却水量减少，冷却水温升高，真空降低。 循环水流量减少，真空降低。冷却水量主

18、要取决于循环水泵即循环水量，也可能受管路或虹吸井的影响。循环水流量直接影响汽轮机排汽的凝结，凝结的程度又影响汽轮机的真空。凝结水量的需要值与机组负荷、凝汽器类型、循环水进水温度有关。当凝结水量不变时，循环水量减少，循环水温升高，循环进水压力下降，真空降低。 当空气漏入凝汽器后，凝汽器的真空将下降。对凝汽器漏入空气时，从传热学理论蒸汽凝结放热系数将下降，使凝汽器传热系数下降，从而引起蒸汽凝结温度上升，即凝汽器真空下降 蒸汽在渐缩喷嘴的斜切部分膨胀时，为什么要产生汽流偏转？并绘图示意说明。 当喷嘴出口断面上的压力小于临界压力比时，即压力比小于临界压力比，出口后压力小于临界压力时，蒸汽不仅在渐缩部分膨胀，在斜也膨胀。蒸汽在渐缩部分达临界，在斜切部分继续膨胀，出口获超音速汽流，且出口汽流方向发生偏转，此时，喷嘴里面的压力小于临界压力，流量等于临界流量，如图：