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文檔簡介
1、 汽輪機工 崗位培訓(xùn)教材PT.MSP2015.10一、基礎(chǔ)知識1什么叫工質(zhì)?火力發(fā)電廠采用什么作為工質(zhì)?工質(zhì)是熱機中熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的一種媒介物質(zhì)(如燃氣、蒸汽等),依靠它在熱機中的狀態(tài)變化(如膨脹)才能獲得功。為了在工質(zhì)膨脹中獲得較多的功,工質(zhì)應(yīng)具有良好的膨脹性。在熱機的不斷工作中,為了方便工質(zhì)流入與排出,還要求工質(zhì)具有良好的流動性。因此,在物質(zhì)的固、液、氣三態(tài)中,氣態(tài)物質(zhì)是較為理想的工質(zhì)。目前火力發(fā)電廠主要以水蒸氣作為工質(zhì)。2. 何謂工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)?常用的狀態(tài)參數(shù)有幾個?基本狀態(tài)參數(shù)有幾個?描述工質(zhì)狀態(tài)特性的物理量稱為狀態(tài)參數(shù)。常用的工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)有溫度、壓力、比容、焓熵、內(nèi)能等,基本狀態(tài)參
2、數(shù)有溫度、壓力、比容(單位質(zhì)量的物質(zhì)所占有的容積稱為比容)。3什么叫絕對壓力、表壓力?容器內(nèi)工質(zhì)本身的實際壓力稱為絕對壓力用符號Pa表示。工質(zhì)的絕對壓力與大氣壓力的差值為表壓力,用符號Pg表示。因此,表壓力就是我們用表計測量所得的壓力,大氣壓力用符號Patm表示。絕對壓力與表壓力之間的關(guān)系為:PaPg+Patm 或 PgPaPatm4. 什么叫真空和真空度?當容器中的壓力低于大氣壓力時,把低于大氣壓力的部分叫真空。用符號“Pv”表示。其關(guān)系式為: PvPatmPa發(fā)電廠有時用百分數(shù)表示真空值的大小,稱為真空度。真空度是真空值和大氣壓力比值的百分數(shù),即: 完全真空時真空度為100,若工質(zhì)的絕對壓
3、力與大氣壓力相等時,真空度為零。5什么叫比容和密度? 單位質(zhì)量的物質(zhì)所占有的容積稱為比容。比容的倒數(shù),即單位容積所具有的質(zhì)量,稱為密度。6什么叫比熱容?影響比熱容的主要因素有哪些?單位數(shù)量(質(zhì)量或容積)的物質(zhì)溫度升高(或降低)1所吸收(或放出)的熱量,稱為氣體的單位熱容量,簡稱為氣體的比熱容。比熱容表示單位數(shù)量的物質(zhì)容納或貯存熱量的能力。物質(zhì)的質(zhì)量比熱容符號為C,單位為KJ(Kg·)。影響比熱容的主要因素有溫度和加熱條件,一般說來,隨著溫度的升高,物質(zhì)比熱容的數(shù)值也增大;定壓加熱的比熱容大于定容加熱的比熱容。此外,還有分子中原子數(shù)目、物質(zhì)性質(zhì)、氣體的壓力等因素也會對比熱容產(chǎn)生影響。7
4、什么叫焓? 在某一狀態(tài)下單位質(zhì)量工質(zhì)比容為V,所受壓力為P,為反抗此壓力,該工質(zhì)必須具備PV的壓力位能。單位質(zhì)量工質(zhì)內(nèi)能和壓力位能之和稱為比焓。對m千克工質(zhì),內(nèi)能和壓力位能之和稱為焓,用H表示,單位kJ,即 8什么叫熱力循環(huán)?工質(zhì)從某一狀態(tài)點開始,經(jīng)過一系列的狀態(tài)變化又回到原來這一狀態(tài)點的封閉變化過程叫做熱力循環(huán),簡稱循環(huán)。9.什么叫循環(huán)的熱效率?它說明什么問題?工質(zhì)每完成一個循環(huán)所做的凈功W和工質(zhì)在循環(huán)中從高溫熱源吸收的熱量q的比值叫做循環(huán)的熱效率,即 循環(huán)的熱效率說明了循環(huán)中熱轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ某潭?,越高,說明工質(zhì)從熱源吸收的熱量中轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ牟糠志驮蕉?,反之轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ牟糠衷缴佟?0. 卡諾循環(huán)是由
5、哪些過程組成的? 卡諾循環(huán)是由兩個可逆的定溫過程和兩個可逆的絕熱過程所組成。因而,整個卡諾循環(huán)是個可逆過程。 11. 什么叫汽化?它分為哪兩種形式?物質(zhì)從液態(tài)變成汽態(tài)的過程叫汽化。它又分為蒸發(fā)和沸騰兩種形式。 液體表面在任何溫度下進行的比較緩慢的汽化現(xiàn)象叫蒸發(fā)。液體表面和內(nèi)部同時進行的劇烈的汽化現(xiàn)象叫沸騰。12. 什么叫凝結(jié)?水蒸氣凝結(jié)有什么特點?物質(zhì)從氣態(tài)變成液態(tài)的現(xiàn)象叫凝結(jié),也叫液化。水蒸氣凝結(jié)有以下特點:(1)一定壓力下的水蒸氣,必須降到該壓力所對應(yīng)的凝結(jié)溫度才開始凝結(jié)成液體。這個凝結(jié)溫度也就是液體沸點,壓力降低,凝結(jié)溫度隨之降低,反之則凝結(jié)溫度升高。(2)在凝結(jié)溫度下,水從水蒸氣中不斷
6、吸收熱量,則水蒸氣可以不斷凝結(jié)成水,并保持溫度不變。13什么叫動態(tài)平衡?什么叫飽和狀態(tài)、飽和溫度、飽和壓力、飽和水、飽和蒸汽? 一定壓力下汽水共存的密封容器內(nèi),液體和蒸汽的分子在不停地運動,有的跑出液面,有的返回液面,當從水中飛出的分子數(shù)目等于因相互碰撞而返回水中的分子數(shù)時,這種狀態(tài)稱為動態(tài)平衡。處于動態(tài)平衡的汽、液共存的狀態(tài)叫飽和狀態(tài)。在飽和狀態(tài)時,液體和蒸汽的溫度相同,這個溫度稱為飽和溫度;液體和蒸汽的壓力也相同,該壓力稱為飽和壓力。飽和狀態(tài)的水稱為飽和水;飽和狀態(tài)下的蒸汽稱為飽和蒸汽。14為何飽和壓力隨飽和溫度升高而增高?溫度升高,分子的平均動能增大,從水中飛出的分子數(shù)目越多,因而使汽側(cè)
7、分子密度增大。同時蒸汽分子的平均運動速度也隨著增加,這樣就使得蒸汽分子對器壁的碰撞增強,其結(jié)果使得壓力增大,所以說:飽和壓力隨飽和溫度升高而增高。15. 什么叫濕飽和蒸汽、干飽和蒸汽、過熱蒸汽?在水達到飽和溫度后,如定壓加熱,則飽和水開始汽化,在水沒有完全汽化之前,含有飽和水的蒸汽叫濕飽和蒸汽,簡稱濕蒸汽。濕飽和蒸汽繼續(xù)在定壓條件下加熱,水完全汽化成蒸汽時的狀態(tài)叫干飽和蒸汽。干飽和蒸汽繼續(xù)定壓加熱,蒸汽溫度上升而超過飽和溫度時,就變成過熱蒸汽。16什么叫干度?什么叫濕度?1kg濕蒸汽中含有干蒸汽的重量百分數(shù)叫做干度,用符號x表示。干度是濕蒸汽的一個狀態(tài)參數(shù),它表示濕蒸汽的干燥程度;值越大則蒸汽
8、越干燥。1kg濕蒸汽中含有飽和水的重量百分數(shù)稱為濕度,以符號(1-x)表示。17. 什么叫臨界點?水蒸氣的臨界參數(shù)為多少?隨著壓力的增高,飽和水線與干飽和蒸汽線逐漸接近,當壓力增加到某一數(shù)值時,二線相交,相交點即為臨界點。臨界點的各狀態(tài)參數(shù)稱為臨界參數(shù),對水蒸氣來說:其臨界壓力p。=22.129MPa,臨界溫度為:374.15,臨界比容為0.003147m3kg。l8是否存在 400的液態(tài)水?不存在。因為當水的溫度高于臨界溫度時(即374.15時)都是過熱蒸汽,所以不存在400的液態(tài)水。19. 什么叫節(jié)流?什么叫絕熱節(jié)流?工質(zhì)在管內(nèi)流動時,由于通道截面突然縮小,使工質(zhì)流速突然增加,壓力降低的現(xiàn)
9、象稱為節(jié)流。 節(jié)流過程中如果工質(zhì)與外界沒有熱交換,則稱之為絕熱節(jié)流。20. 什么叫朗肯循環(huán)?以水蒸氣為工質(zhì)的火力發(fā)電廠中,讓飽和蒸汽在鍋爐的過熱器中進一步吸熱,然后過熱蒸汽在汽輪機內(nèi)進行絕熱膨脹做功,汽輪機排汽在凝汽器中全部凝結(jié)成水。并以水泵代替卡諾循環(huán)中的壓縮機使凝結(jié)水重又進入鍋爐受熱,這樣組成的汽一水基本循環(huán),稱之為朗肯循環(huán)。21朗肯循環(huán)是通過哪些熱力設(shè)備實施的?各設(shè)備的作用是什么?畫出其熱力設(shè)備系統(tǒng)圖。朗肯循環(huán)熱力設(shè)備系統(tǒng)圖l一鍋爐;2一汽輪機;3凝汽器;4一給水泵朗肯循環(huán)的主要設(shè)備是蒸汽鍋爐、汽輪機、凝汽器和給水泵四個部分。(1)鍋爐:包括省煤器、爐膛、水冷壁和過熱器,其作用是將給水定
10、壓加熱,產(chǎn)生過熱蒸汽,通過蒸汽管道,送入汽輪機。(2)汽輪機:蒸汽進入汽輪機絕熱膨脹做功將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。(3)凝汽器:作用是將汽輪機排汽定壓下冷卻,凝結(jié)成飽和水,即凝結(jié)水。(4)給水泵:作用是將凝結(jié)水在水泵中絕熱壓縮,提升壓力后送回鍋爐。22. 什么叫給水回熱循環(huán)?把汽輪機中部分做過功的蒸汽抽出,送入加熱器中加熱給水,這種循環(huán)叫給水回熱循環(huán)。23采用給水回熱循環(huán)的意義是什么?采用給水回熱加熱以后,一方面從汽輪機中間部分抽出一部分蒸汽,加熱給水提高了鍋爐給水溫度。這樣可使抽汽不在凝汽器中冷凝放熱,減少了冷源損失。另一方面,提高了給水溫度,減少給水在鍋爐中的吸熱量,因此,在蒸汽初、終參數(shù)相同的
11、情況下,采用給水回熱循環(huán)的熱效率比朗肯循環(huán)熱效率高。一般回熱級數(shù)不止一級,中參數(shù)的機組,回熱級數(shù)34級;高參數(shù)機組67級;超高參數(shù)機組不超過89級。24什么叫再熱循環(huán)?再熱循環(huán)就是把汽輪機高壓缸內(nèi)已經(jīng)做了部分功的蒸汽再引入到鍋爐的再熱器,重新加熱,使蒸汽溫度又提高到初溫度,然后再引回汽輪機中、低壓缸內(nèi)繼續(xù)做功,最后的乏汽排人凝汽器的一種循環(huán)。25采用中間再熱循環(huán)的目的是什么?采用中間再熱循環(huán)的目的有兩個:(1)降低終濕度:由于大型機組初壓P1的提高,使排汽濕度增加,對汽輪機的末幾級葉片侵蝕增大。雖然提高初溫可以降低終濕度,但提高初溫度受金屬材料耐溫性能的限制,因此對終濕度改善較少;采用中間再熱
12、循環(huán)有利于終濕度的改善,使得終濕度降到允許的范圍內(nèi),減輕濕蒸汽對葉片的沖蝕,提高低壓部分的內(nèi)效率。(2)提高熱效率:采用中間再熱循環(huán),正確的選擇再熱壓力后,循環(huán)效率可以提高45。26何謂換熱?換熱有哪幾種基本形式?物體間的熱量交換稱為換熱。換熱有三種基本形式:導(dǎo)熱、對流換熱、輻射換熱。直接接觸的物體各部分之間的熱量傳遞現(xiàn)象叫導(dǎo)熱。在流體內(nèi),流體之間的熱量傳遞主要由于流體的運動,使熱流中的一部分熱量傳遞給冷流體,這種熱量傳遞方式叫做對流換熱。高溫物體的部分熱能變?yōu)檩椛淠?,以電磁波的形式向外發(fā)射到接收物體后,輻射能再轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,而被吸收。這種電磁波傳遞熱量的方式叫做輻射換熱。27什么叫對流換熱?舉
13、出在電廠中幾個對流換熱的實例。流體流過固體壁面時,流體與壁面之間進行的熱量傳遞過程叫對流換熱。在電廠中利用對流換熱的設(shè)備較多,如煙氣流過對流過熱器與管壁發(fā)生的熱交換;在凝汽器中,銅管內(nèi)壁與冷卻水及銅管外壁與汽輪機排汽之間發(fā)生的熱交換。28影響對流換熱的因素有哪些?影響對流換熱的因素主要有五個方面:(1)流體流動的動力。流體流動的動力有兩種:一種是自由流動;一種是強迫流動。強迫流動換熱通常比自由流動換熱更強烈。(2)流體有無相變。一般來說對同一種流體有相變時的對流換熱比無相變時更強烈。(3)流體的流態(tài)。由于紊流時流體各部分之間流動劇烈混雜,所以紊流時,熱交換比層流時更強烈。(4)幾何因素影響。流
14、體接觸的固體表面的形狀、大小及流體與固體之間的相對位置都影響對流換熱。(5)流體的物理性質(zhì)。不同流體的密度、粘性、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容、汽化潛熱等都不同,它影響著流體與固體壁面的熱交換。注:物質(zhì)分固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三相,相變就是指其狀態(tài)變化。29何謂水錘?有何危害?如何防止?在壓力管路中,由于液體流速的急劇變化,從而造成管中的液體壓力顯著、反復(fù)、迅速地變化,對管道有一種“錘擊”的特征,這種現(xiàn)象稱為水錘(或叫水擊)。水錘有正水錘和負水錘之分,它們的危害有:正水錘時,管道中的壓力升高,可以超過管中正常壓力的幾十倍至幾百倍,以致管壁產(chǎn)生很大的應(yīng)力,而壓力的反復(fù)變化將引起管道和設(shè)備的振動,管道的應(yīng)力交變變化
15、,將造成管道、管件和設(shè)備的損壞。負水錘時,管道中的壓力降低,也會引起管道和設(shè)備振動。應(yīng)力交遞變化,對設(shè)備有不利的影響,同時負水錘時,如壓力降得過低可能使管中產(chǎn)生不利的真空,在外界壓力的作用下,會將管道擠扁。為了防止水錘現(xiàn)象的出現(xiàn),可采取增加閥門起閉時間,盡量縮短管道的長度,在管道上裝設(shè)安全閥門或空氣室,以限制壓力突然升高的數(shù)值或壓力降得太低的數(shù)值。30什么叫變形?變形過程有哪三個階段?金屬材料在外力作用下,所引起的尺寸和形狀的變化稱為變形。任何金屬,在外力作用下引起的變形過程可分為三個階段:(1)彈性變形階段。即在應(yīng)力不大的情況下變形量隨應(yīng)力值成正比例增加,當應(yīng)力去除后變形完全消失。(2)彈塑
16、性變形階段。即應(yīng)力超過材料的屈服極限時,在應(yīng)力去除后變形不能完全消失,而有殘留變形存在,這部分殘留變形即塑性變形。(3)斷裂。當應(yīng)力繼續(xù)增大,金屬在大量塑性變形之后即發(fā)生斷裂。31什么叫剛度和硬度?零件在受力時抵抗彈性變形的能力稱為剛度。硬度是指金屬材料抵抗硬物壓入其表面的能力。32何謂疲勞和疲勞強度?在工程實際中,很多機器零件所受的載荷不僅大小可能變化,而且方向也可能變化,如齒輪的齒,轉(zhuǎn)動機械的軸等。這種載荷稱為交變載荷,交變載荷在零件內(nèi)部將引起隨時間而變化的應(yīng)力,稱為交變應(yīng)力。零件在交變應(yīng)力的長期作用下,會在小于材料的強度極限。甚至在小于屈服極限的應(yīng)力下斷裂,這種現(xiàn)象稱為疲勞。金屬材料在無
17、限多次交變應(yīng)力作用下,不致引起斷裂的最大應(yīng)力稱為疲勞極限或疲勞強度。33什么叫熱應(yīng)力?由于零部件內(nèi)、外或兩側(cè)溫差引起的零、部件變形受到約束,而在物體內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力稱為熱應(yīng)力。34什么叫熱沖擊?金屬材料受到急劇的加熱和冷卻時,其內(nèi)部將產(chǎn)生很大的溫差,從而引起很大的沖擊熱應(yīng)力,這種現(xiàn)象稱為熱沖擊。一次大的熱沖擊,產(chǎn)生的熱應(yīng)力能超過材料的屈服極限,而導(dǎo)致金屬部件的損壞。35造成汽輪機熱沖擊的原因有哪些?汽輪機運行中產(chǎn)生熱沖擊主要有以下幾種原因:(1)起動時蒸汽溫度與金屬溫度不匹配。一般起動中要求起動參數(shù)與金屬溫度相匹配,并控制一定的溫升速度,如果溫度不相匹配,相差較大,則會產(chǎn)生較大的熱沖擊。(2)極
18、熱態(tài)起動時造成的熱沖擊。單元制大機組極熱態(tài)起動時,由于條件限制,往往是在蒸汽參數(shù)較低情況下沖轉(zhuǎn),這樣在汽缸、轉(zhuǎn)子上極易產(chǎn)生熱沖擊。(3)負荷大幅度變化造成的熱沖擊,額定滿負荷工況運行的汽輪機甩去較大部分負荷,則通流部分的蒸汽溫度下降較大,汽缸、轉(zhuǎn)子受冷而產(chǎn)生較大熱沖擊。突然加負荷時,蒸汽溫度升高,放熱系數(shù)增加很大,短時間內(nèi)蒸汽與金屬間有大量熱交換,產(chǎn)生的熱沖擊更大。(4)汽缸、軸封進水造成的熱沖擊。冷水進入汽缸、軸封體內(nèi),強烈的熱交換造成很大的熱沖擊,往往引起金屬部件變形。36蒸汽對汽輪機金屬部件表面的熱傳遞有哪些方式?蒸汽對汽輪機金屬部件表面的熱傳遞有兩種方式:當金屬溫度低于蒸汽的飽和溫度時
19、,熱量以凝結(jié)放熱方式傳遞給金屬表面,當金屬表面溫度等于或高于蒸汽的飽和溫度時,熱量以對流放熱方式傳給金屬表面。37蒸汽與金屬表面間的凝結(jié)放熱有哪些特點?總的來說,由于凝結(jié)放熱時熱交換是通過蒸汽凝結(jié)放出汽化潛熱的方式來實現(xiàn)的,故其放熱系數(shù)一般較大。凝結(jié)放熱有兩種形式:(l)蒸汽在金屬表面凝結(jié)形成水膜,而后蒸汽凝結(jié)時放出的汽化潛熱通過水膜傳給金屬表面,這種方式叫膜狀凝結(jié)。冷態(tài)起動初始階段蒸汽對汽缸內(nèi)表面的放熱就是這種方式,其放熱系數(shù)在465217445W(m2·K)之間。(2)蒸汽在金屬表面凝結(jié)放熱時,不形成水膜則這種凝結(jié)方式叫珠狀凝結(jié)。冷態(tài)起動初始階段,由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的離心力,蒸汽對轉(zhuǎn)子
20、表面的放熱屬于珠狀凝結(jié)。珠狀凝結(jié)放熱系數(shù)相當大,一般達膜狀凝結(jié)放熱系數(shù)的1520倍。38.蒸汽與金屬表面間的對流放熱有何特點?金屬的表面溫度達到加熱蒸汽壓力下的飽和溫度以上時,蒸汽與金屬表面的熱傳遞以對流放熱方式進行,蒸汽的對流放熱系數(shù)要比凝結(jié)放熱系數(shù)小得多。蒸汽對金屬的放熱系數(shù)不是一個常數(shù),它與蒸汽的狀態(tài)有很大的關(guān)系,高壓過熱蒸汽和濕蒸汽的放熱系數(shù)較大。低壓微過熱蒸汽的放熱系數(shù)較小。39何謂準穩(wěn)態(tài)點、準穩(wěn)態(tài)區(qū)?在一定的溫升率條件下,隨著蒸汽對金屬放熱時間的增長和蒸汽參數(shù)的升高,蒸汽對金屬的放熱系數(shù)不斷增大,即蒸汽對金屬的放熱量不斷增加,從而使金屬部件內(nèi)的溫差不斷加大。當調(diào)節(jié)級的蒸汽溫度升到滿
21、負荷所對應(yīng)的蒸汽溫度時,蒸汽溫度變化率為零,此時金屬部件內(nèi)部溫差達到最大值,在溫升率變化曲線上這一點稱為準穩(wěn)態(tài)點,準穩(wěn)態(tài)點附近的區(qū)域為準穩(wěn)態(tài)區(qū)。汽輪機起動進入準穩(wěn)態(tài)區(qū)時熱應(yīng)力達到最大值。40汽輪機起、停和工況變化時,哪些部位熱應(yīng)力最大?汽輪機起、停和工況變化時,最大熱應(yīng)力發(fā)生的部位通常是:高壓缸的調(diào)節(jié)級處,再熱機組中壓缸的進汽區(qū),高壓轉(zhuǎn)子在調(diào)節(jié)級前后的汽封處、中壓轉(zhuǎn)子的前汽封處等。41什么叫熱疲勞?金屬零部件被反復(fù)加熱和冷卻時,其內(nèi)部產(chǎn)生交變熱應(yīng)力,在此交變熱應(yīng)力反復(fù)作用下零部件遭到破壞的現(xiàn)象叫熱疲勞。42什么叫蠕變?金屬材料長期處于高溫條件下,在低于屈服點的應(yīng)力作用下,緩慢而持續(xù)不斷地增加材
22、料塑性變形的過程叫蠕變。43何謂脆性轉(zhuǎn)變溫度?發(fā)生低溫脆性斷裂事故的必要和充分條件是什么?脆性轉(zhuǎn)變溫度是指在不同的溫度下對金屬材料進行沖擊試驗,脆性斷口占試驗斷口5時的溫度,用FATT表示。含有缺陷的轉(zhuǎn)子如果工作在脆性轉(zhuǎn)變溫度以下,其沖擊韌性顯著下降,就容易發(fā)生脆性破壞。據(jù)有關(guān)資料介紹CrMoV鋼的FATT為80130。并因熱處理工藝不同致使FATT有所不同,且隨高溫運行時間的增長,F(xiàn)ATT有逐漸升高的現(xiàn)象。低壓轉(zhuǎn)子的脆性轉(zhuǎn)變溫度一般都在0100以下,發(fā)生低溫脆性斷裂事故的必要和充分條件是:(l)金屬材料在低于脆性轉(zhuǎn)變溫度的條件下工作。(2)具有臨界應(yīng)力或臨界裂紋,這是指材料已有一定尺寸的裂紋
23、且應(yīng)力很大。44何謂汽輪機積鹽?帶有各種雜質(zhì)的過熱蒸汽進入汽輪機后,由于做了功,壓力和溫度便有所降低,而鋼化合物和硅酸在蒸汽中的溶解度便隨著壓力的降低而減小。當其中某種物質(zhì)的攜帶量大于它在蒸汽中的溶解度時,該物質(zhì)就會以固態(tài)排出。沉積在蒸汽的通流部分。沉積的物質(zhì)主要是鹽類,這種現(xiàn)象常稱汽輪機積鹽。二、汽輪機設(shè)備結(jié)構(gòu)與工作原理1. 汽輪機工作的原理是怎樣的?汽輪發(fā)電機是如何發(fā)出電來的? 具有一定壓力、溫度的蒸汽,進入汽輪機,流過噴嘴并在噴嘴內(nèi)膨脹獲得很高的速度。高速流動的蒸汽流經(jīng)汽輪機轉(zhuǎn)子上的動葉片做功,當動葉片為反動式時,動葉帶動蒸汽在動葉中發(fā)生膨脹產(chǎn)生的反動力亦使動葉片做功,動葉帶動汽輪機轉(zhuǎn)子
24、,按一定的速度均勻轉(zhuǎn)動。這就是汽輪機最基本的工作原理。從能量轉(zhuǎn)換的角度講,蒸汽的熱能在噴嘴內(nèi)轉(zhuǎn)換為汽流動能,動葉片又將動能轉(zhuǎn)換為機械能,反動式葉片,蒸汽在動葉膨脹部分,直接由熱能轉(zhuǎn)換成機械能。汽輪機的轉(zhuǎn)子與發(fā)電機轉(zhuǎn)子是用聯(lián)軸器連接起來的,汽輪機轉(zhuǎn)子以一定速度轉(zhuǎn)動時,發(fā)電機轉(zhuǎn)子也跟著轉(zhuǎn)動,由于電磁感應(yīng)的作用,發(fā)電機靜子線圈中產(chǎn)生電流,通過變配電設(shè)備向用戶供電。2. 汽輪機如何分類?汽輪機按熱力過程可分為: 凝汽式汽輪機 (代號為N)。 一次調(diào)整抽汽式汽輪機 (代號為C)。 二次調(diào)整抽汽式汽輪機 (代號為C、C)。 背壓式汽輪機 (代號為B)。按工作原理可分為: 沖動式汽輪機, 反動式汽輪機, 沖
25、動反動聯(lián)合式汽輪機。按新蒸汽壓力可分為: 低壓汽輪機 新汽壓力為1.18-1.47MPa。 中壓汽輪機 新汽壓力為1.96-3.92MPa。 高壓汽輪機 新汽壓力為5.88-9.81MPa。 超高壓汽輪機 新汽壓力為11.77-13.75MPa。 亞臨界壓力汽輪機 新汽壓力為15.69-17.65MPa。 超臨界壓力汽輪機 新汽壓力大于22.16MPa。按蒸汽流動方向可分為: 軸流式汽輪機, 輻流式汽輪機。3. 汽輪機的型號如何表示?汽輪機型號表示汽輪機基本特性,我國目前采用漢語拼音和數(shù)字來表示汽輪機型號,其型號由三段組成:第一段表示型式及額定功率(MW),第二段表示蒸汽參數(shù),第三段表示設(shè)計變
26、型序號。例N100-90/535型表示凝汽式100MW汽輪機,新汽壓力為8.82MPA,新汽溫度為535。我國生產(chǎn)的汽輪機舊型號表示方法亦由三段組成:第一段表示蒸汽參數(shù)、型式,第二段表示額定功率,第三段表示設(shè)計序號。例51-50-3型表示高參數(shù)、凝汽式,50MW,第三次設(shè)計。4. 什么是沖動式汽輪機?沖動式汽輪機指蒸汽主要在噴嘴中進行膨脹,在動葉片中蒸汽不再膨脹或膨脹很少,而主要是改變流動方向?,F(xiàn)代沖動式汽輪機各級均具有一定的反動度,即蒸汽在動葉片中也發(fā)生很小一部分膨脹,從而使汽流得到一定的加速作用,但仍算作沖動式汽輪機。5. 什么是反動式汽輪機?反動式汽輪機是指蒸汽在噴嘴和動葉中的膨脹程度基
27、本相同。此時動葉片不僅受到由于汽流沖擊而引起的作用力,而且受到因蒸汽在葉片中膨脹加速而引起的反作用力。由于動葉片進出口蒸汽存在較大壓差,所以與沖動式汽輪機相比,反動式汽輪機軸向推力較大。因此一般都裝平衡盤以平衡軸向推力。6. 什么是凝汽式汽輪機?凝汽式汽輪機是指進入汽輪機的蒸汽在做功后全部排入凝汽器,凝結(jié)成水全部返回鍋爐。進入汽輪機的蒸汽,對于一般中壓機組來說,每1Kg蒸汽含熱量約3223KJ,這些熱量中只有837KJ左右是做了功的,凝結(jié)水中約有126KJ熱量,約2240KJ熱量是被冷卻排汽的冷卻水帶走了,這是一個很大的損失,對于高壓汽輪機,由于進汽含熱量大些(約3433KJ左右),可用的熱量
28、相對來說要大些,但損失仍很大。為了減少這些損失,采用帶回熱設(shè)備的凝汽式汽輪機。就是把進入汽輪機做過一部分功的蒸汽抽出來,在回熱加熱器內(nèi)加熱鍋爐的給水,使給水溫度提高,節(jié)約燃料,提高經(jīng)濟性。7. 什么是背壓式汽輪機?將全部排汽供給其它工廠或用戶使用,不設(shè)凝汽器,這樣使蒸汽的含熱量全部得到使用。因工廠或用戶需要具有較高壓力和溫度的蒸汽,用于生產(chǎn)和取暖,因此汽輪機的排汽壓力高于大氣壓力,這種汽輪機稱為背壓式汽輪機。這種汽輪機的優(yōu)點是蒸汽熱量全部被利用,節(jié)省設(shè)備、簡化構(gòu)造。但其進汽量受到用戶用汽量的限制,因此,在供熱式電廠中,背壓式汽輪機一般與調(diào)整抽汽式汽輪機組聯(lián)合使用。也用于老廠改造,將高壓背壓式機
29、組的排汽送給老廠部分低壓或中壓凝汽式汽輪機??梢源蟠筇岣呷珡S的熱效率。8. 什么是調(diào)整抽汽式汽輪機?從汽輪機某一級中經(jīng)調(diào)壓器控制抽出大量已經(jīng)做了部分功的一定壓力范圍的蒸汽供給其它工廠及熱用戶使用,機組仍設(shè)有凝汽器,這種型式的機組稱為調(diào)整抽汽式汽輪機。它一方面能使蒸汽中的含熱量得到充分利用,同時因設(shè)有凝汽器,當用戶汽量減少時,仍能根據(jù)低壓缸的容量保證汽輪機帶一定電負荷。9. 什么是中間再熱式汽輪機?中間再熱式汽輪機就是蒸汽在汽輪機內(nèi)做了一部分功后,從中間引出,通過鍋爐的再熱器提高溫度(一般升高到機組額定溫度),然后現(xiàn)回到汽輪機繼續(xù)做功,最后排入凝汽器的汽輪機。10. 中間再熱式汽輪機主要有什么優(yōu)
30、點?中間再熱式汽輪機優(yōu)點主要是提高機組的經(jīng)濟性。在同樣的初參數(shù)下,再熱機組比不再熱機組的效率提高4%左右。其次是對防止大容量機組低壓末級葉片水蝕特別有利,因為末級蒸汽濕度比不再熱機組大大降低。11. 汽輪機本體主要由哪幾部分組成?汽輪機本體主要由下幾個部分組成: 轉(zhuǎn)動部分:由主軸、葉輪、軸封和安裝在葉輪上的動葉片及聯(lián)軸器等組成。 固定部分:由噴嘴室汽缸、隔板、靜葉片、汽封等組成。 控制部分:由調(diào)節(jié)系統(tǒng)、保護裝置和油系統(tǒng)等組成。12. 汽缸的作用是什么?汽缸是汽輪機的外殼。汽缸的作用主要是將汽輪機的通流部分(噴嘴、隔板、轉(zhuǎn)子等)與大氣隔開,保證蒸汽在汽輪機內(nèi)完成做功過程。此外,它還支承汽輪機的某
31、些靜止部分(隔板、噴嘴室、汽封套等),承受它們的重量,還要承受由于沿汽缸軸向、徑向溫度分布不均而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。13. 汽輪機的汽缸可分為哪些種類?汽輪機的汽缸一般制成水平對分式,即分上汽缸和下汽缸。為合理利用鋼材,中小汽輪機汽缸常以一個或兩個垂直結(jié)合面分為高壓段、中壓段和低壓段。大功率的汽輪機根據(jù)工作特點分別設(shè)置高壓缸、中壓缸和低壓缸。高壓高溫采用雙層汽缸結(jié)構(gòu)后,汽缸分內(nèi)缸和外缸。汽輪機末級葉片以后將蒸汽排入凝汽器,這部分汽缸稱排汽缸。14. 為什么汽缸通常制成上下缸的形式?汽缸通常制成具有水平結(jié)合面的水平對分形式。上、下汽缸之間用法蘭螺栓聯(lián)在一起,法蘭結(jié)合面要求平整,光潔度高。以保證上、下汽
32、缸結(jié)合面嚴密不漏汽。汽缸分成上、下缸,主要是便于加工制造與安裝、檢修。15. 汽缸個數(shù)通常與汽輪機功率有什么關(guān)系?根據(jù)機組的功率不同,汽輪機汽缸有單缸和多缸之分。通常功率在100MW以下的機組采用單缸,300MW以下采用2-4個汽缸,600MW以下采用4-6個汽缸。如國產(chǎn)50MW、100MW機組均為單缸,125MW機組為雙缸,200MW機組為三缸,300MW機組為三缸或四缸,總的趨勢是機組功率愈大,汽缸個數(shù)愈多。16. 汽輪機的汽缸是如何支承的?汽缸的支承要求平穩(wěn)并保證汽缸能自由膨脹而不改變它的中心位置。汽缸都是支承在基礎(chǔ)臺板(也叫座架、機座)上;基礎(chǔ)臺板又用地腳螺釘固定在汽輪機基礎(chǔ)上。小型汽
33、輪機用整塊鑄件做基礎(chǔ)臺板,大功率汽輪機的汽缸則支承在若干塊基礎(chǔ)臺板上。汽輪機的高壓缸通過水平法蘭所伸出的貓爪(亦稱搭爪)支承在前軸承座上。它又分為上缸貓爪支承和下缸貓爪支承兩種方式。17. 下缸貓爪支承方式有什么優(yōu)缺點?中、低參數(shù)汽輪機的高壓缸通常是利用前端伸出的貓爪作為承力面,支承在前軸承座上。這種支承方式較簡單,安裝檢修也較方便,但是由于承力面低于汽缸中心線(相差下缸貓爪的高度數(shù)值),當汽缸受熱后,貓爪溫度升高,汽缸中心線向上抬起,而此時支承在軸承上的轉(zhuǎn)子中心線未變,結(jié)果將使轉(zhuǎn)子與下缸的徑向間隙小,與上汽缸徑向間隙增大。對高參數(shù)、大功率汽輪機來說,由于法蘭很厚,溫度很高,貓爪膨脹的影響是不
34、能忽視的。18. 上缸貓爪支承法的優(yōu)點是什么?上缸貓爪支承方式亦稱中分面(指汽缸中分面)支承方式。主要的優(yōu)點是由于以上缸貓爪為承力面,其承力面與汽缸中分面在同一水平面上,受熱膨脹后,汽缸中心仍與轉(zhuǎn)子中心保持一致。當采用上缸貓爪支承方式時,上缸貓爪也叫工作貓爪。下缸貓爪叫安裝貓爪,只在安裝時起支承作用,下面的安裝墊鐵在檢修和安裝時起作用,當安裝完畢,安裝貓爪不再承力。這時,上缸貓爪支承在工作墊鐵上,承擔汽缸重量。19. 汽缸貓爪下面的水冷墊塊為什么要通冷卻水?水冷墊塊固定在軸承座上,通有冷卻水??梢圆粩鄮ё哂韶堊鱽淼臒崃?,防止支承面的高度因受熱而改變,也可以使軸承的溫度不至過高。20. 大機組
35、的低壓缸有哪些特點?大機組的低壓缸有如下特點: 低壓缸排汽容積流量較大,要求排汽缸尺寸龐大,故一般采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)代替鑄造結(jié)構(gòu)。 再熱機組的低壓缸進汽溫度一般都超過230,與排汽溫度差達到200,因此也采用雙層結(jié)構(gòu)。通流部分在內(nèi)缸中承受溫度變化,低壓內(nèi)缸用高強度鑄鐵鑄造,而兼作排汽缸的整個低壓外缸仍為焊接結(jié)構(gòu)。龐大的排汽缸只承受排汽溫度,溫差變化小。 為防止長時間空負荷運行,排汽溫度過高而引起的排汽缸變形,在排汽缸內(nèi)還裝有噴水降溫裝置。 為減少排汽損失,排汽缸設(shè)計成徑向擴壓結(jié)構(gòu)。21. 什么叫排汽缸徑向擴壓結(jié)構(gòu)?所謂徑向擴壓結(jié)構(gòu),實質(zhì)上是指整個低壓外缸(即汽輪機的排汽部分)兩側(cè)排汽部分用鋼板連
36、通。離開汽輪機的末級排汽由導(dǎo)流板引導(dǎo)徑向、軸向擴壓,以充分利用排汽余速。然后排入凝汽器。采用徑向擴壓主要是充分利用排汽余速,降低排汽阻力,提高機組效率。22. 低壓外缸的一般支承方式是怎樣的?低壓外缸(雙層缸時的外缸),在運行中溫度較低,金屬膨脹不顯著,因此低壓外缸的支承不采用高、中汽缸的中分面支承方式,而是把低壓缸直接支承在臺板上。內(nèi)缸兩側(cè)擱在外缸內(nèi)側(cè)的支承面上,用螺栓固定在低壓外缸上。內(nèi)、外缸以鍵定位。外缸與軸承座僅在下汽缸設(shè)立垂直導(dǎo)向鍵(立銷)。23. 排汽缸的作用是什么?排汽缸的作用是將汽輪機末級動葉排出的蒸汽導(dǎo)入凝汽器中。24. 為什么排汽缸要裝噴水降溫裝置?在汽輪機起動、空載及低負
37、荷時,蒸汽流通量很小,不足以帶走蒸汽與葉輪摩擦產(chǎn)生的熱量,從而引起排汽溫度升高,排汽缸溫度也升高。排汽溫度過高會引起排汽缸較大的變形,破壞汽輪機動靜部分中心線的一致性,嚴重時會引起機組振動或其它事故。所以大功率機組都裝有排汽缸噴水降溫裝置。小機組沒有噴水降溫裝置,應(yīng)盡量避免長時間空負荷運行而引起排汽缸溫度超限。25. 再熱機組的排汽缸噴水裝置是怎樣設(shè)置的?噴水減溫裝置裝在低壓外缸內(nèi),噴水管沿末級葉片的葉根呈圓周形布置,噴水管上鉆有兩排噴水孔,將水噴向排汽缸內(nèi)部空間,起降溫作用。噴水管在排汽缸外面與凝結(jié)水管相連接,打開凝結(jié)水管上的閥門即進行噴水,關(guān)閉閥門則停止噴水。 26. 為什么汽輪機有的采用
38、單個排汽口,而有的采用幾個排汽口?大功率汽輪機的極限功率實質(zhì)上受末級通流截面的限制,增大葉片高度能增大通流能力,也即增大機組功率,但增大葉片高度又受到材料強度和制造工藝水平的限制。如采用同樣的葉片高度,將汽輪由單排汽口改為雙排汽口,極限功率可增大一倍。為增加汽輪機的極限功率,現(xiàn)代大功率汽輪機采用多個排汽口。如國產(chǎn)12.5萬KW汽輪機為雙排汽口,20萬KW汽輪機為三排汽口,30萬KW汽輪機為四排汽口(20萬KW、30萬KW汽輪機末級采用長葉片后改為雙排汽口)。27. 汽缸進汽部分布置有哪幾種方式?從調(diào)節(jié)汽門到調(diào)節(jié)級噴嘴這段區(qū)域叫做進汽部分,它包括蒸汽室和噴嘴室,是汽缸中承受壓力、溫度最高的區(qū)域。
39、一般中、低參數(shù)汽輪機進汽部分與汽缸澆鑄成一體,或者將它們分別澆鑄好后,用螺栓連接在一起。高參數(shù)汽輪機單層汽缸的進汽部分則是將汽缸、蒸汽室、噴嘴分別澆鑄好后,焊接在一起。國產(chǎn)50MW、100MW汽輪機進汽部分就是這種結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)由于汽缸本身形狀得到簡化,而且蒸汽室、噴嘴室沿著汽缸四周對稱布置,汽缸受熱均勻,因而熱應(yīng)力較小。又因高溫、高壓蒸汽只作用在蒸汽室與噴嘴室上,汽缸接觸的是調(diào)節(jié)級噴嘴出口后的汽流,因而汽缸可以選用比蒸汽室、噴嘴室低一級的材料。28. 為什么大功率高參數(shù)汽輪機的調(diào)節(jié)汽門與汽缸分離單獨布置?新汽壓力在9.0MPa、新汽溫度在535以下的中、小功率汽輪機,調(diào)節(jié)汽門均直接裝在汽缸上
40、。更高參數(shù)的大功率汽輪機,為減小熱應(yīng)力,使汽缸受熱均勻及形狀對稱,這就要求噴嘴室沿圓周均勻分布,而且汽缸上下都要有進汽管和調(diào)節(jié)汽門。由于調(diào)節(jié)汽門布置在汽缸下部會給機組布置、安裝、檢修帶來困難,因此需要調(diào)節(jié)汽門與汽缸分離單獨布置。另外,大功率汽輪機新汽和再熱汽進汽管道都為雙路布置,需要兩個主汽門。這樣就可以把兩個主汽門分置于汽缸兩側(cè),并且分別和調(diào)節(jié)汽門合用一個殼體,每個主汽門控制兩個或多個調(diào)節(jié)汽門。29. 隔板的結(jié)構(gòu)有哪幾種形式?隔板的具體結(jié)構(gòu)是根據(jù)隔板的工作溫度和作用在兩側(cè)的蒸汽壓差來決定的,主要有以下三種形式: 焊接隔板:焊接隔板具有較高的強度和剛度,較好的汽密性,加工較方便,被廣泛用于中、
41、高參數(shù)汽輪機的高、中壓部分。 窄噴嘴焊接隔板:高參數(shù)大功率汽輪機的高壓部分。每一級的蒸汽壓差較大,其隔板做得很厚,而靜葉高度很短,采用寬度較小的窄噴嘴焊接隔板。優(yōu)點是噴嘴損失小,但有相當數(shù)量的導(dǎo)流筋存在,將增加汽流的阻力。國產(chǎn)125MW、200MW、300MW汽輪機都是用窄噴嘴焊接隔板。 鑄造隔板:鑄造隔板加工制造比較容易,成本低,但是靜葉片的表面光潔度較差,使用溫度也不能太高,一般應(yīng)小于300,因此都用在汽輪機的低壓部分。30. 什么叫噴嘴?。坎捎脟娮煺{(diào)節(jié)配汽方式的汽輪機第一級噴嘴,通常根據(jù)調(diào)節(jié)汽門的個數(shù)成組布置,這些成組布置的噴嘴稱為噴嘴弧段,簡稱噴嘴弧。31. 噴嘴弧有哪幾種結(jié)構(gòu)形式?噴
42、嘴弧結(jié)構(gòu)形式如下: 中參數(shù)汽輪機上采用的由單個銑制噴嘴葉片組裝、焊接成的噴嘴弧。 高參數(shù)汽輪機采用的整體銑制焊接而成或精密澆鑄而成的噴嘴弧。如25MW汽輪機采用第一種噴嘴弧,125MW汽輪機采用后一種噴嘴弧。32. 汽輪機噴嘴、隔板、靜葉的定義是什么?噴嘴是由兩個相鄰靜葉片構(gòu)成的不動汽道,是一個把蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽艿慕Y(jié)構(gòu)元件。裝在汽輪機第一級前的噴嘴成若干組,每組由一個調(diào)節(jié)汽門控制。隔板是汽輪機各級的間壁,用以固定靜葉片。靜葉是指固定在隔板上靜止不動的葉片。33. 什么叫汽輪機的級?由一列噴嘴和一列動葉柵組成的汽輪機最基本的工作單元叫汽輪機的級。34. 什么叫調(diào)節(jié)級和壓力級?當汽輪機采用噴嘴
43、調(diào)節(jié)時,第一級的進汽截面積隨著負荷的變化在相應(yīng)變化,因此通常稱噴嘴調(diào)節(jié)汽輪機的第一級為調(diào)節(jié)級。其它各級統(tǒng)稱為非調(diào)節(jié)級或壓力級。壓力級是以利用級組中合理分配的壓力降或焓降為主的級,是單列沖動級或反動級。35. 為什么汽輪機第一級的噴嘴安裝在噴嘴室,而不固定在隔板上?第一級噴嘴安裝在噴嘴室的目的是: 將與最高參數(shù)的蒸汽相接觸的部分盡可能限制在很小的范圍內(nèi),使汽輪機的轉(zhuǎn)子、汽缸等部件僅與第一級噴嘴后降溫降壓后蒸汽相接觸。這樣可使轉(zhuǎn)子、汽缸等部件采用低一級的耐高溫材料。 由于高壓缸進汽端承受的蒸汽壓力較新蒸汽壓力低,故可在同一結(jié)構(gòu)尺寸下,使該部分應(yīng)力下降,或者保持同一應(yīng)力水平,使汽缸壁厚度減薄。 使汽
44、缸結(jié)構(gòu)簡單勻稱,提高汽缸對變工況的適應(yīng)性。 降低了高壓缸進汽端軸封漏汽壓差,為減小軸端漏汽損失和簡化軸端汽封結(jié)構(gòu)帶來一定好處。36. 隔板套的作用是什么?采用隔板套有什么優(yōu)點?隔板套的作用是用來安裝固定隔板。采用隔板套可使級間距離不受或少受汽缸上抽汽口的影響,從而使汽輪機軸向尺寸相對減小。此外,還可簡化汽缸形狀,又便于拆裝,并允許隔板受熱后能在徑向自由膨脹,還為汽缸的通用化創(chuàng)造方便條件。國產(chǎn)100MW、125MW、200MW、300MW機組的部分級組均采用隔板套結(jié)構(gòu)。37. 什么是汽輪機的轉(zhuǎn)子?轉(zhuǎn)子的作用是什么?汽輪機中所有轉(zhuǎn)動部件的組合體叫做轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子的作用是承受蒸汽對所有工作葉片的回轉(zhuǎn)力,
45、并帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子、主油泵和調(diào)速器轉(zhuǎn)動。38. 汽輪機轉(zhuǎn)子一般有哪幾種型式?汽輪機轉(zhuǎn)子有如下幾種型式: 套裝葉輪轉(zhuǎn)子:葉輪套裝在軸上,國產(chǎn)25MW汽輪機轉(zhuǎn)子和100MW汽輪機低壓轉(zhuǎn)子都是這種型式。 整鍛型轉(zhuǎn)子:由一整體鍛件制成,葉輪聯(lián)軸器、推力盤和主軸構(gòu)成一個整體。 焊接轉(zhuǎn)子:由若干個實心輪盤和兩個端軸拼焊而成。如125MW汽輪機低壓轉(zhuǎn)子為焊接式鼓型轉(zhuǎn)子。 組合轉(zhuǎn)子:高壓部分為整鍛式,低壓部分為套裝式。如100MW機組高壓轉(zhuǎn)子、200MW機組中壓轉(zhuǎn)子。39. 套裝葉輪轉(zhuǎn)子有哪些優(yōu)缺點?套裝葉輪轉(zhuǎn)子的優(yōu)點:加工方便,材料利用合理,葉輪和鍛件質(zhì)量易于保證。缺點:不宜在高溫條件下工作,快速起動適應(yīng)性差
46、,材料高溫蠕變和過大的溫差易使葉輪發(fā)生松動。40. 整鍛轉(zhuǎn)子有哪些優(yōu)缺點?整鍛轉(zhuǎn)子的優(yōu)點:避免了葉輪在高溫下松動的問題,結(jié)構(gòu)緊湊,強度、剛度高。缺點:生產(chǎn)整鍛轉(zhuǎn)子需要大型鍛壓設(shè)備、鍛件質(zhì)量較難保證,而且加式要求高,貴重材料消耗量大。41. 組合轉(zhuǎn)子有什么優(yōu)缺點?組合轉(zhuǎn)子兼有整鍛轉(zhuǎn)子和套裝葉輪轉(zhuǎn)子的優(yōu)點,廣泛用于高參數(shù)中等容量的汽輪機上。42. 焊接轉(zhuǎn)子有哪些優(yōu)缺點?焊接轉(zhuǎn)子的優(yōu)點:強度高,相對重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊,剛度大,而且能適應(yīng)低壓部分需要大直徑的要求。缺點:焊接轉(zhuǎn)子對焊接工藝要求高,要求材料有良好的焊接性能。隨著冶金和焊接技術(shù)的不斷發(fā)展,焊接轉(zhuǎn)子的應(yīng)用日益廣泛。如BBC公司生產(chǎn)的1300MW
47、雙軸汽輪機的高、中、低壓轉(zhuǎn)子就全部采用焊接結(jié)構(gòu)。43. 整鍛轉(zhuǎn)子中心孔起什么作用?整鍛轉(zhuǎn)子通常打有100的中心孔,其目的主要是為了便于檢查鍛件質(zhì)量,同時也可以將鍛件中心材質(zhì)差的部分去掉,防止缺陷擴展,以保證轉(zhuǎn)子的強度。44. 葉輪的作用是什么?葉輪是由哪幾部分組成的?葉輪的作用是用來裝置葉片,并將汽流力在葉柵上產(chǎn)生的扭矩傳遞給主軸。汽輪機葉輪一般由輪緣、輪面和輪轂等幾部分組成。45. 運行中葉輪受到哪些作用力?葉輪工作時受力情況很復(fù)雜,除葉輪自身、葉片零件質(zhì)量引起的巨大的離心力外,還有溫差引起的熱應(yīng)力,動葉引起的切向力和軸向力,葉輪兩邊的蒸汽壓差和葉片、葉輪振動時的交變應(yīng)力。46. 葉輪上開平
48、衡孔的作用是什么?葉輪上開平衡孔是為了減小葉輪兩側(cè)蒸汽壓差,減小轉(zhuǎn)子產(chǎn)生過大的軸向力。但在調(diào)節(jié)級和反動度較大、負載很重的低壓部分最末一、二級,一般不開平衡孔,以使葉輪強度不致削弱,并可減少漏汽損失。47. 為什么葉輪上的平衡孔為單數(shù)?每個葉輪上開設(shè)單數(shù)個平衡孔,可避免在同一徑向截面上設(shè)兩個平衡孔,從而使葉輪截面強度不致過分削弱。通常開孔5個或7個。48. 動葉片的作用是什么?在沖動式汽輪機中。由噴嘴射出的汽流,給動葉片一沖動力,將蒸汽的動能轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)子上的機械能。在反動式汽輪機中,除噴嘴出來的高速汽流沖動動葉片做功外,蒸汽在動葉片中也發(fā)生膨脹,使動葉出口蒸汽速度增加,對動葉片產(chǎn)生反動力,推動葉片
49、旋轉(zhuǎn)做功,將蒸汽熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。由于兩種機組的工作原理不同,其葉片的形狀和結(jié)構(gòu)也不一樣。49. 葉片工作時受到哪些作用力?葉片工作時受到的作用力主要有兩種:一種是葉片本身質(zhì)量和圍帶、拉金質(zhì)量所產(chǎn)生的離心力;另一種是汽流通過葉柵槽道時使葉片彎曲的作用力以及汽輪機起動、停機過程中,葉片中溫度差引起的熱應(yīng)力。50. 汽輪機葉片的結(jié)構(gòu)是怎樣的?葉片由葉型、葉根和葉頂三部分組成。葉型部分是葉片的工作部分,它構(gòu)成汽流通道。按照葉型部分的橫截面變化規(guī)律,可以把葉片分成等截面葉片和變截面葉片。等截面葉片的截面積沿葉高是相同的,各截面的型線通常也一樣。變截面葉片的截面積則沿葉高按一定規(guī)律變化,一般地說,葉型也
50、沿葉高逐漸變化,即葉片繞各截面形心的連線發(fā)生扭轉(zhuǎn),所以通常叫扭曲葉片。葉根是葉片與輪緣相連的部分,它的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證在任何運行條件下葉片都能牢靠地固定在葉輪上,同時應(yīng)力求制造簡單、裝配方便。葉型以上的部分叫葉頂。隨葉片成組方式不同,葉頂結(jié)構(gòu)也各異。采用鉚接與焊接圍帶時、葉頂做成凸出部分(端釘)。采用彈性拱形圍帶時,葉頂必須做成與彈性拱形片相配合的鉚接部分。當葉片用拉筋聯(lián)成組或作為自由葉片時,葉頂通常削薄,以減輕葉片重量并防止運行中與汽缸相碰時損壞葉片。51. 汽輪機葉片的葉根有哪些型式?葉根的型式較多,有以下幾種: T形葉根。 外包凸肩T形葉根。 菌形葉根。 雙T形葉根。 叉形葉根。 樅樹形葉根。
51、52. 裝在動葉片上的圍帶和拉筋(金)起什么作用?動葉頂部裝圍帶(也稱覆環(huán))和動葉中部串拉筋,都是使葉片之間連接成組,增強葉片的剛性,調(diào)整葉片的自振頻率,改善振動情況。另外,圍帶還有防止漏汽的作用。53. 為什么汽輪機有的級段要采用扭曲葉片?大機組為增大功率,往往葉片做得很長。隨著葉片高度的增加,當葉高比具有較小值(一般為小于10)時,不同葉高處圓周速度與汽流參數(shù)的差異已不容忽視。此時葉身斷面型線必須沿葉高相應(yīng)變化,使葉片扭曲變形,以適應(yīng)汽流參數(shù)沿葉高的變化規(guī)律,減小流動損失;同時,從強度方面考慮,為改善離心力所引起的拉應(yīng)力沿葉高的分布,葉身斷面面積也由根部到頂部逐漸變小。54. 防止葉片振動
52、斷裂的措施主要有哪幾點?防止葉片振動斷裂的措施有: 提高葉片、圍帶、拉金的材料、加工與裝配質(zhì)量。 采取葉片調(diào)頻措施,避開危險共振范圍。 避免長期低頻率運行。55. 多級凝汽式汽輪機最未幾級為什么要采用去濕裝置?多級凝汽式汽輪機的最末幾級蒸汽溫度很低,一般均在濕蒸汽區(qū)工作。濕蒸汽中的微小水滴不但消耗蒸汽的動能形成濕汽損失,還將沖蝕葉片,威脅葉片安全。因此必須采取去濕措施,以保證凝汽式汽輪機膨脹終了的允許濕度。大功率機組采用中間再熱,對減少低壓級葉片濕度帶來顯著的效果。當末級濕度不到要求時,應(yīng)加裝去濕裝置和提高葉片的抗沖蝕能力。56. 汽輪機末級排汽的濕度一般允許值為多少?一般規(guī)定汽輪機末級排汽的
53、濕度不超過10%-12%。中間再熱機組的排汽濕度一般為5%-8%。57. 汽輪機去濕裝置有哪幾種?去濕裝置根據(jù)它所安裝的位置分級前和動葉片前兩種。它是利用水珠受離心力作用而被拋向通流部分外圓的原理工作的。一般將水滴甩進到去濕裝置的槽中,然后引入凝汽器。另外還采用具有吸水縫的空心靜葉,利用凝汽器內(nèi)很低的壓力,把附著在靜葉表面的水滴沿靜葉片上開設(shè)的吸水縫直接吸入凝汽器。58. 提高動葉抗沖蝕的能力有哪些辦法?為提高汽輪機末級動葉片抗沖蝕能力,可采取以下措施,將多級汽輪機末級動葉片的進汽邊背弧的葉頂處局部淬硬(電火花強化)、表面鍍鉻以及鑲焊司太立硬質(zhì)合金片等。59. 汽封的作用是什么?為了避免動、靜
54、部件之間的碰撞,必須留有適當?shù)拈g隙,這些間隙的存在勢必導(dǎo)致漏汽,為此必須加裝密封裝置汽封。根據(jù)汽封在汽輪機中所處位置可分為:軸端汽封(簡稱軸封)、隔板汽封和圍帶汽封(通流部分汽封)三類。60. 汽封的結(jié)構(gòu)型式和工作原理是怎樣的?汽封的結(jié)構(gòu)類型有,曲徑式和迷宮式。曲徑式汽封有梳齒形(平齒、高低齒)、J形、縱樹形三種。曲徑式汽封的工作原理:一定壓力的蒸汽流經(jīng)曲徑式汽封時,必須依次經(jīng)過汽封齒尖與軸凸肩形成的狹小間隙,當經(jīng)過第一個間隙時通流面積減小,蒸汽流速增大,壓力降低。隨后高速汽流進入小室,通流面積突然變大,流速降低,汽流轉(zhuǎn)向,發(fā)生撞擊和產(chǎn)生渦流等現(xiàn)象,速度降到近似為零,蒸汽原具有的動能轉(zhuǎn)變成熱能
55、。當蒸汽經(jīng)過第二個汽封間隙時,又重復(fù)上述過程,壓力再次降低。蒸汽流經(jīng)最后一個汽封齒后,蒸汽壓力降至與大氣壓相差甚小,所以在一定的壓差下,汽封齒越多,每個齒前后的壓差就越小,漏汽量也越小。當汽封齒數(shù)足夠多時,漏汽量為零。61. 什么是通流部分汽封?動葉頂部和根部的汽封叫做通流部分汽封,用來阻礙蒸汽從動葉兩端漏汽。通常的結(jié)構(gòu)形式為動葉根部有個凸出部分以減少軸向間隙,圍帶與裝在汽缸或隔板套上的阻汽片組成汽封以減小徑向間隙,使漏汽損失減小。62. 軸封的作用是什么?軸封是汽封的一種。汽輪機軸封的作用是阻止汽缸內(nèi)的蒸汽向外漏泄,低壓缸排汽側(cè)軸封是防止外界空氣漏入汽缸。63. 汽輪機為什么會產(chǎn)生軸向推力?
56、運行中軸向推力怎樣變化?純沖動式汽輪機動葉片內(nèi)蒸汽沒有壓力降,但由于隔板汽封的漏汽,使葉輪前后產(chǎn)生一定的壓差,且一般的汽輪機中,每一級動葉片蒸汽流過時都有大小不等的壓降,在動葉葉片前后產(chǎn)生壓差。葉輪和葉片前后的壓差及軸上凸肩處的壓差使汽輪機產(chǎn)生由高壓側(cè)向低壓側(cè)、與汽流方向一致的軸向推力。影響軸向推力的因素很多,軸向推力的大小基本上與蒸汽流量的大小成正比,也即負荷增大時軸向推力增大。需指出:當負荷突然減小時,有時會出現(xiàn)與汽流方向相反的軸向推力。64. 減少汽輪機的軸向推力??刹扇∧男┐胧繙p小汽輪機軸向推力,可采取如下措施: 高壓軸封兩端以反向壓差設(shè)置平衡活塞。 高、中壓缸反向布置。 低壓缸對稱分流布置。 葉輪上開平衡孔。余下的軸向推力,由推力軸承承受。65. 什么是汽輪機的軸向彈性位移?汽輪機的軸向位移反映的是汽輪機轉(zhuǎn)動部分和靜止部分的相對位置,軸向位移變化,也是轉(zhuǎn)子和靜子軸向相對位置發(fā)生了變化。所謂軸向彈性位移是指汽輪機推力盤及工作推力瓦片后的支承座、墊片瓦架等汽輪機負荷增加、推力增加時,會發(fā)生彈性變形。由此產(chǎn)生隨著負荷增加的軸向彈性位移。當負荷減小時,彈性位移也減小。66. 汽輪機為什么要設(shè)滑銷系統(tǒng)?汽輪機在起動及帶負荷過程中,汽缸的溫度變化很大,因而熱膨脹值較大。為
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