汽轮机作业答案ppt.ppt

1 知汽轮机某纯冲动级喷嘴进口蒸汽的焓值为3369 3kJ kg 初速度c0 50m s 喷嘴出口蒸汽的实际速度为c1 470 21m s 速度系数j 0 97 本级的余速未被下一级利用 该级内功率为Pi 1227 2kW 流量D1 47T h 求 1 喷嘴损失为多少 2 喷嘴出口蒸汽的实际焓 3 该级的相对内效率 解 1 喷嘴损失 2 喷嘴出口蒸汽的实际焓 3 级的相对内效率 1 某冲动级级前压力p0 0 35MPa 级前温度t0 169 C 喷嘴后压力p1 0 25MPa 级后压力p2 0 56MPa 喷嘴理想焓降 hn 47 4kJ kg 喷嘴损失 hnt 3 21kJ kg 动叶理想焓降 hb 13 4kJ kg 动叶损失 hbt 1 34kJ kg 级的理想焓降 ht 60 8kJ kg 初始动能 hc0 0 余速动能 hc2 2 09kJ kg 其他各种损失 h 2 05kJ kg 计算 1 计算级的反动度 m 2 若本级余速动能被下一级利用的系数m1 0 97 计算级的相对内效率 ri 解 级的反动度 m hb ht 13 4 60 8 0 22级的相对内效率 ri ht hn hb hc2 h ht 1 hc2 0 92 1 某反动级理想焓降 ht 62 1kJ kg 初始动能 hc0 1 8kJ kg 蒸汽流量G 4 8kg s 若喷嘴损失 hn 5 6kJ kg 动叶损失 hb 3 4kJ kg 余速损失 hc2 3 5kJ kg 余速利用系数 1 0 5 计算该级的轮周功率和轮周效率 解 级的轮周有效焓降 hu ht hn hb hc2 62 1 1 8 5 6 3 4 3 5 51 4kJ kg轮周功率Pu G hu 4 8 51 4 246 7kW轮周效率 u hu E0 hu ht 1 hc2 51 4 62 1 1 8 0 5 0 35 82 7 1 某级蒸汽的理想焓降为 ht 76kJ kg 蒸汽进入喷嘴的初速度为c0 70m s 喷嘴出口方向角 1 18 反动度为 m 0 2 动叶出汽角 2 1 6 动叶的平均直径为dm 1080mm 转速n 3000r min 喷嘴的速度系数 0 95 动叶的速度系数 0 94 求 1 动叶出口汽流的绝对速度c2 2 动叶出口汽流的方向角 2 3 绘出动叶进出口蒸汽的速度三角形 解 76 0 5 702 1000 76 2 45 78 45kJ kg 336 57m s 169 56m s 182 97m s 28 64o 0 2 78 45 15 69kJ kg 239 39m s 121 69m s 70 54 1 已知汽轮机某级的理想焓降为84 3kJ kg 初始动能1 8kJ kg 反动度0 04 喷嘴速度系数j 0 96 动叶速度系数y 0 96 圆周速度为171 8m s 喷嘴出口角a1 15 动叶出口角b2 b1 3 蒸汽流量G 4 8kg s 求 1 喷嘴出口相对速度 2 动叶出口相对速度 3 轮周功率 解 1 u 171 8m s kJ kg kJ kg kJ kg m s 喷嘴出口相对速度 m s 2 动叶出口相对速度 m s 3 轮周功率 1 已知喷嘴进口蒸汽焓值h0 3336kJ kg 蒸汽初速度c0 70m s 喷嘴后理想焓值h1t 3256kJ kg 喷嘴速度系数j 0 97 试计算 1 喷嘴前蒸汽滞止焓 2 喷嘴出口实际速度解 1 喷嘴进口动能 hc0 c02 2 702 2 2450 J kg 2 45kJ kg喷嘴前蒸汽滞止焓 h0 h0 hc0 3336 2 45 3338 5 kJ kg 2 喷嘴出口实际速度 1 凝汽式汽轮机的蒸汽初参数 P0 8 83MPa 温度t0 530 汽轮机排汽压力Pc 0 0034MPa 全机理想焓降 Ht 1450kJ kg 其中调节级理想焓降 htI 209 3kJ kg 调节级相对内效率 Iri 0 5 其余各级平均相对内效率 IIri 0 85 假定发电机效率 g 0 98 机械效率 m 0 99 试求 1 该级组的相对内效率 2 该机组的汽耗率 3 在h s 焓 熵 图上绘出该机组的热力过程线 解 1 因为调节级效率 Iri 0 5 hiI htI所以调节级有效焓降 hiI 0 5 htI 104 65kJ kg其余各级的有效焓降 HiII IIri HtII其中 HtII Ht htI 1450 209 3 1240 7kJ kg HiII IIri HtII 0 85 1240 7 1054 6kJ kg故整机的相对内效率 ri hiI HiII Ht 1159 25 1450 79 9 2 机组的汽耗率 d 3600 Ht ri g m 3600 1124 7 3 2kg kW h 3 热力过程线见右图 1 一反动式汽轮机 蒸汽流量 T h 蒸汽初压 MPa 初温 排汽压力 MPa 排汽恰好是饱和蒸汽 全机共有14级 每级效率相同 焓降相同 重热系数 试计算各级效率 汽轮机内功率 解 由 和 在h s图上可查得 蒸汽初始焓 kJ kg 由此可得汽轮机理想焓降 理想出口焓 kJ kg kJ kg 根据题意知排汽为干饱和蒸汽 则由 MPa 的等压线与饱和线相交点得实际排汽状态点C 该点的焓 kJ kg kJ kg 故汽轮机有效焓降 汽轮机相对内效率 由于各级焓降相同 效率相同 所以各级效率 与整机相对内效率存在如下关系 则各级效率 汽轮机内功率 凝汽式汽轮机的蒸汽初参数为 蒸汽初压 MPa 初温 排汽压力 MPa 其第一级理想焓降 kJ kg 该级效率 其余各压力级内效率 设进汽节流损失 假定发电机效率 机械效率 试求 1 该机组的相对 内效率 并绘出在h s上的热力过程线 2 该机组的汽耗率 解 由 在h s图上可查得蒸汽初始焓 kJ kg 理想排汽焓 2025kJ kg 因进汽节流损失为5 节流后的压力 MPa 节流过程中焓值不变 kJ kg kJ kg 汽轮机第一级实际入口点为 已知第一级理想焓降 所以 第一级出口压力 可确定 已知第一级效率 所以第一级实际出口焓 kJ kg kJ kg kJ kg kJ kg 第一级实际出口点为2 此点即是压力级的入口点 又因排汽压力 MPa 查h s图可得压力级理想出口焓 已知所有压力级的相对内效率 所以压力级的实际出口焓 即整机的实际出口焓 故 整机有效焓降 整机理想焓降 整机相对内效率 由于汽轮机输出电功率 所以汽轮机汽耗量 汽耗率 kg kW s 3 13 kg kW h 凝汽式汽轮机的蒸汽初参数为 蒸汽初压 MPa 初温 汽轮机排汽压力 MPa 进汽节流损失 试问进汽节流损失使理想焓降减少多少 解 由 在h s图上可查得 蒸汽初始焓 kJ kg 理想排汽焓 则汽轮机理想焓降 因节流损失 所以节流后的初压 MPa 又由于节流过程焓值不变 所以节流后的焓值 对应的理想排汽焓 此时的汽轮机理想焓降 所以节流造成的理想焓降减少为 1 试求蒸汽初参数为 MPa 初温 终参数 MPa 的背压式汽轮机的相对内效率和各压力级的相对内效率 已知 第一级级后压力 MPa 内效率 其余四个压力级具有相同的焓降和内效率 进汽机构和排汽管中的损失可忽略不计 重热系数 解 由 可在h s图上查得 蒸汽初始焓 第一级理想出口焓 汽轮机的理想出口焓 又已知汽轮机实际排汽参数 可查得 整机有效焓降 整机理想焓降 整机相对内效率 由于已知整机的重热系数 且各压力级焓降 相等 所以有 故 各压力级的理想焓降 各压力级的有效焓降 所以 各压力级的相对内效率为 答 该背压式汽轮机整机的相对内效率为75 6 压力级的相对内效率77 5 试求凝汽式汽轮机最末级的轴向推力 已知该级蒸汽流量 kg s 平均直径 m 动叶高度 mm 叶轮轮毂直径 m 轴端轴 封直径 m 喷嘴后的蒸汽压力 MPa 动叶后的蒸汽压力 MPa 根据级的计算 已知其速度三角形为 解 1 蒸汽作用在动叶上的轴向推力 4074 N 2 作用在叶轮轮面上的作用力 近似 2173 N 3 蒸汽作用在轴封上的作用力 故总的轴向推力为 某机组在最大工况下通过的蒸汽流量 T h 此时计算得到作用在动叶上的 轴向推力 N 作用在叶轮上的轴向推力 N 作用在各凸肩上的轴向推力 N 机组轴向推力轴承共装有 10个瓦块 每块面积 轴承工作面能承受的最大压力为 要求的安全系数为1 5 1 7 解 机组总的轴向推力 推力轴承瓦块上所承受的压力为 由已知得 轴承工作面最大能承受的压力 所以其轴承安全系数为 1 5 故此推力瓦工作是安全的 答 该推力瓦工作是安全的 一台多缸凝汽式汽轮机如图所示 推力轴承位于高 中压缸之间 它共有10个瓦块 每块面积 最大工况下动叶轴向力为 高压部分 N 中低压部分 N 叶轮上的轴向力 高压部分 中低压部分 N 转子凸肩与轴封凸肩上的总轴向推力 高压缸侧 N 中低压部分 N 轴承工作面最大能承受的压力 N cm2 中低压部分 N 试判断推力瓦工作的安全性 要求的安全系数为1 5 1 7 解 轴向推力以高压侧指向低压侧为正 则总的轴向推力为 推力轴承瓦块上所承受的压力为 由已知得 轴承工作面最大能承受的压力 所以其轴承安全系数为 1 5 故此推力瓦工作是安全的 1 已知喷嘴进口蒸汽压力p0 8 4MPa 温度t0 490 焓值h0 3369 3kJ kg 初速c0 50m s 喷嘴后蒸汽压力p1 5 8MPa 喷嘴出口理想焓值h1t 3253 0kJ kg 求 1 喷嘴前蒸汽滞止焓 2 喷嘴出口理想速度 3 当喷嘴速度系数 0 97时 喷嘴出口实际速度 解 h0 h0 c02 2 3369 3 0 001 50 50 2 3370 55kJ kg 1分 ht h0 h1t 3370 55 3253 0 117 55kJ kg 1分 C1t 484 76 32m s 4分 C1 C1t 0 97 484 76 470 22m s 4分 2 某凝汽式汽轮机比额定转速3000r min在额定负荷处运行 因事故甩负荷至空载之后稳定转速为3120r min 试求机组的速度变动率是多少 解 4 6分 3 某级等截面自由叶片 叶高l 9 8cm 叶片截面积A 3 0cm2 最小惯性矩I 0 8cm4 叶片材料的弹性模量E 1 96 0105Mpa 密度 7 75 103kg m3 转速n 3000r min 外包T型叶根 根部坚固系数K 0 86 动频系数Bb 2 0 试求常温下叶片A0型振动的自振频率和动频率 解 2 某台凝汽式汽轮机参数和焓值如图所示 主蒸汽流量D0 15500kg h 汽轮机相对内效率 ri 0 79 机械效率 ax 0 98 发电机效率 g 0 99 给水焓h fw 582kJ kg 试计算在无回热抽汽工况下的内功率 电功率和热耗率 解 1 Pi D0 ht ri 15500 3600 3229 54 2134 72 0 79 3723kW 2分 2 Pe Pi ax g 3723 0 98 0 99 3612 2分 3 t ht h1 hfw 3229 4 2134 72 3229 4 582 41 34 2分 a el ax g ri t 0 98 0 99 0 79 0 41 31 42 2分 q 3600 a el 3600 0 3142 11457 67kJ kwh 2分 1 汽轮机的级 将高温 高压蒸汽所具有的热能转换为机械功的基本单元 主要是由一列喷嘴叶栅和一列动叶栅组成 2 反动度 蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降与蒸汽在整个级的滞止理想焓降之比 用来衡量动叶栅中蒸汽的膨胀程度 3 滞止参数 具有一定流动速度的蒸汽 如果假想蒸汽等熵地滞止到速度为零时的状态 该状态为滞止状态 其对应的参数称为滞止参数 4 临界压比 汽流达到音速时的压力与滞止压力之比 5 轮周效率 1kg蒸汽在轮周上所作的轮周功与整个级所消耗的蒸汽理想能量之比 6 级的余速损失 当蒸汽离开级时仍具有一定的速度 其动能称为余速动能 余速动能如果在后面的级中得不到利用就成为了损失 称为余速损失 7 最佳速度比 将 级动叶的 圆周速度u与喷嘴出口 蒸汽的 速度c1的比值定义为速度比 轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比 8 部分进汽度 工作喷嘴所占的弧长与整个圆周之比 9 级的相对内效率 级的相对内效率是指级的有效焓降和级的理想能量之比 10 超调量 汽轮机甩全负荷时 其转速在过渡过程中的最大转速与最后的稳定转速之差称为转速超调量 11 过渡过程时间 调节系统受到扰动后 从调节过程开始到被调量与新的稳定值偏差小于允许值时的最短时间 称为过渡过程时间 1 重热现象 多级汽轮机中 前面各级所损失的热能可以部分的在以后各级中作为理想焓降被利用 这种现象称为重热现象 重热系数 由重热而增加的理想焓降占汽轮机理想焓降的比例进汽节流损失 主蒸汽进入第一级喷嘴前 在通过主汽阀 调节阀 管道和蒸汽室时 由于节流摩擦等原因产生了压力降落 使整机理想焓降减少 这种节流作用引起的焓降损失称为进汽机构中的节流损失 1 排汽节流损失 汽轮机乏汽从最后一级排入凝汽器时 在沿程中克服摩擦和涡流等阻力 造成了压力降低 使整机的做功焓降减少 这一焓降损失称为排汽节流损失 2 轴封 为防止高压蒸汽外漏以减小漏汽损失 或为阻止低压端空气漏入而影响机组真空 在汽轮机两端均装有轴端汽封 即轴封 3 汽轮机的相对内效率 汽轮机的相对内效率是整机的有效焓降与理想焓降之比 它是衡量汽轮机中能量转换过程完善程度的指标 4 汽轮机的相对电效率 汽轮机的相对电效率是1kg蒸汽在汽轮机中应释放的热能 最后变成电能的份额 它是评价汽轮发电机组工作完善程度的指标 5 汽轮机的绝对电效率 是机组每生产1kW h电能所消耗的蒸汽量 它可用来表示同类汽轮发电机组的热经济性 6 汽耗率 汽轮机的绝对电效率是指加给每千克蒸汽的热能最终转变成电能的份额 10 热耗率 是机组每生产1kW h电能所消耗的蒸汽热量 常用来表示整个发电设备的热经济性 1 凝汽器的过冷度 凝结水的温度比凝汽器喉部压力下的饱和温度低的数值 称为凝汽器的过冷度 2 凝汽器的汽阻 凝汽器汽侧自喉部至抽气口之间的压力降 差 称为凝汽器的汽阻 3 凝汽器的冷却倍率 进入凝汽器的冷却水量与进入凝汽器的蒸汽量的比值称为凝汽器的冷却倍率 4 凝汽器的极限真空 凝汽器真空达到末级动叶膨胀极限压力下的真空时 该真空称为凝汽器的极限真空 凝汽式汽轮机的工况图 汽轮机发电机组的功率与汽耗量间的关系曲线极限功率 指在一定的蒸汽初 终参数和转速下 单排汽口凝汽式所获得的最大功率 1 多压凝汽器 大容量汽轮机的排气口为两个或多于两个时 对应着各排气口 将凝汽器汽侧分隔为几个互不相通的汽室 冷却水管依次穿过各汽室 运行时 由于各汽室的冷却水进口温度不同 各汽室的汽侧压力也不相同 这种凝汽器称为多压凝汽器 调节系统的速度变动率 当汽轮机单机运行时 电功率从零增加到额定值时 转速相应从n1变到n2 转速的改变值 与额定转速之比的百分数 称为调节系统的速度变动率 1 调节系统的迟缓率 在同一功率下 转速上升过程的特性曲线与转速下降过程的特性曲线之间的转速差与额定转速之比的百分数 称为调节系统的迟缓率 2 油动机时间常数 指在滑阀油口开度保持最大时 在额定油压下油动机活塞走完全行程 从空负荷位置到满负荷位置 所需要的时间 3 一次调频 因电负荷改变而引起电网频率变化时 电网中各种全部并列运行的机组均自动地按其静态特性承担一定的负荷变化 以减少电网频率的改变 称为一次调频 4 二次调频 二次调频就是在电网周波不符合要求时 操作电网中的某些机组的同步器 增加或减少他们的功率 使电网周波恢复正常 5 DEH DEH是数字电液调节系统 DigitalElectro HydraulicControlSystem 英文前三个字的第一个字母 DEH代表汽轮机的数字电液调节系统 6 同步器 同步器是液压调节系统中的一个重要装置 它通过平移调节系统的静态特性线而实现人为改变调节阀的开度 7 调节系统的动态过渡时间 调节系统受到扰动后 从调节过程开始到被调量与新的稳定值偏差小于允许值时的最短时间称为调节系统的动态过渡时间 4 极限压力 蒸汽在渐缩斜切喷嘴斜切部分达到完全膨胀时出口截面上的最低压力5 热应力 当热变形受到某种约束是 则在零部件内部产生的应力 7 胀差 转子与汽缸沿轴向的膨胀差值 2020 3 18 22 可编辑 6 低周疲劳 材料失效的应力循环次数小于104 105的疲劳7 胀差 转子与汽缸沿轴向的膨胀差值8 滑参数启动 在启动过程中 电动主汽门前的蒸汽参数随机组转速或负荷的变化而滑升 9 中压缸启动 冲转时高压缸不进汽 中压缸先进汽 转速升至一定转速或并网并带一定负荷后 高压缸才进汽液压调节系统 主要依靠液体作介质来传递信息的汽轮机调节系统 注意由机械部件和液压部件组成电夜调节系统 利用电汽部件测量和传递信号 并用液压部件作执行器的汽轮机调节系统功频电液调节系统 指系统中采用转速和功率两个控制信号 测量和运算才用电子元件 而执行机构用油动机的调节系统 简称功频电调过度过程时间 调节系统受到扰动后 从原来稳定状态过度到新的稳定状态所需要的最少时间迟缓率 在同一功率下因迟缓而出现的最大转速变动与额定转速比值的百分数单阀控制 采用单一信号控制 使所有高压调节汽阀同步启闭 适用于节流调节多阀控制 采用多个不同的信号分别控制若干个高压调节汽门 使他们按一定顺序启闭 适用于喷嘴调节调节系统的静态特性 在稳定工况下 调节系统的输入转速与输出负荷之间的关系调节系统的动态特性 调节系统受到扰动后 被调量随时间的变化规律 凝汽器传热端差 汽轮机排汽温度与凝汽器循环冷却水出口温度的差值凝结水过冷度 凝结水的温度比凝汽器喉部压力下饱和温度低的数值凝汽器的水阻 冷却水在流经凝汽器时所受的阻力安全倍率 修正后的叶片耐振强度与汽流弯应力的比值耐振强度 在一定温度和一定静应力作用下 叶片所能承受的最大交变应力的幅值 A型振动 叶根不动 叶顶摆动的振动形式B型振动 叶根不动 叶顶基本不动的振动形式盘车装置 在汽轮机不进蒸汽时驱动转子以一定转速旋转的设备桡性转子 一阶临界转速低于正常转速的转子刚性转子 一阶临界转速高于正常转速的转子油膜振荡 机组转速达到转子第一临界转速两倍时 轴颈中心发生的频率等于转子第一临界转速的大振动转子的临界转速 在汽轮发电机组启动和停运过程中 当转速达到某些数值时 机组发生强烈振动 而遇过这些数据后 振动便迅速减弱这些机组发生强烈振动时的转速称为转子的临界转速不调频叶片 在振动工况下能长期安全工作 不需要调频的叶片调频叶片 需要将叶片的自振频率和激振力频率调开 避免发生共振的叶片叶片的动频率 叶片在旋转状态下的自振频率叶片的静频率 叶片在静止时的自振频率节流调节 通过改变一个或几个同时启闭的调节阀的开度从而改变汽轮机进汽量及焓降的调节方法喷嘴调节 蒸汽通过依次几个启 闭调节阀进入汽轮机的调节方法滑压调节 汽轮机的调节汽门的开度不变 通过调整新汽压力来改变机组功率的调节方法 调节级 通流面积随负荷改变而改变的级级的临界工况 蒸汽在级内的喷嘴叶珊或动叶珊的流动速度达到或超过临界速度的工况级组的临界压力 当级组中任一级处于临界状态时级组的最高背压级组的临界工况 级组内至少有一列叶珊的出口流速达到或超过临界速度的工况 1 何为汽轮机的进汽机构节流损失和排汽阻力损失 在热力过程线 焓 熵图 上表示出来 答 由于蒸汽在汽轮机进汽机构中节流 从而造成蒸汽在汽轮机中的理想焓降减小 称为进汽机构的节流损失 汽轮机的乏汽从最后一级动叶排出后 由于排汽要在引至凝汽器的过程中克服摩擦 涡流等阻力造成的压力降低 该压力损失使汽轮机的理想焓降减少 该焓降损失称为排汽通道的阻力损失 1 答 国产汽轮机产品型号的表示方法是 额定功率是指在额定工况下汽轮机连续运行时 在汽轮发电机输出端所发出的最大功率 1 试述凝汽器的最佳真空是如何确定的 答 在其它条件不变的情况下 如增加冷却水量 则凝汽器的真空就会提高 汽轮发电机组输出的功率就会增加 但同时循环水泵的耗功也会增加 当汽轮发电机组输出功率的增加量与循环水泵耗功的增加量之差达到最大时 就说凝汽器达到了最佳真空 也就是说 凝汽器的最佳真空是由汽轮发电机组输出功率的增加量与循环水泵耗功的增加量之差来确定的 1 简述调节系统的任务 答 根据需要改变调节阀开度 从而改变汽轮发电机的功率或转速 2 用户对电力生产质量的要求是什么 电力企业如何保证电的质量 答 要求保证一定的供电频率和供电电压 供电电压可以通过变压器变压的手段来解决 供电频率则取决于汽轮发电机的转速 因此可以通过汽轮机调速系统保证供电频率稳定在一定的范围内 1 一个闭环的汽轮机液压自动调节系统可分成哪几个组成部分 答 1 转速感受机构 2 传动放大机构 包括反馈机构 3 配汽机构 4 调节对象 1 一般汽轮机调节系统对配汽机构有哪些要求 答 1 结构简单可靠 动作灵敏 不易卡涩 2 静态调节曲线尽量符合调节要求 一般情况下希望尽量接近直线 3 调节汽阀关闭应严密 漏汽量小 4 提升力小 5 工作稳定 在任何工况下不希望阀门的开度和蒸汽流量有自发的摆动 2 一个闭环汽轮机自动调节系统 有那几个组成部分 答 1 转速感受机构 2 传动放大机构 3 配汽机构 4 调节对象 3 什么是调节系统的静态特性曲线 衡量调节系统静态特性性能的指标有哪些 答 表达汽轮机速度变化与功率之间的单值对应关系的曲线叫静态特性曲线 衡量调节系统静态特性性能的指标有 1 速度变动率 2 迟缓率 3 同步器工作范围 4 影响调节系统动态特性的主要因素有哪些 答 影响调节系统动态特性的主要因素包括 1 转子飞升时间常数 2 中间容积时间常数 3 速度变动率 4 油动机时间常数 5 迟缓率 1 用评价调节系统动态特性的指标及其定义是什么 答 稳定性 汽轮机甩全负荷时 其转速随着时间的增长最终趋于由静态特性曲线决定的空负荷转速 这样的过程称为稳定的过程 要求调节系统必须是稳定的 1 承担不同性质负荷的机组 对速度变动有什么要求 答 承担不同性质负荷的机组应有不同的速度变动率 承担尖峰及变动负荷的机组 其速度变动率应小些 一般取3 4 带基本负荷的机组 速度变动率应大些 一般取4 6 1 速度变动率对并网运行的各机组参加一次调频的能力有何影响 答 并网运行的机组中 如果某台机组的速度变动率特别大 则电负荷改变时 它的功率变化很小 亦即一次调频能力很差 这就增加了其它机组调频的负担 所以机组的速度变动率不能太大 如果某台机组的速度变动率特别小 则当电网频率变动时将引起这台机组功率大幅度地变动 导致机组工作不稳定 不能正常工作 所以机组的速度变动率不能太小 1 速度变动率对机组甩负荷时的最大飞升转速有何影响 答 在其它条件不变情况下 速度变动率越大 最大飞升转速越高 为了在甩负荷时不使危急保安器动作 速度变动率不应过大 2 调节系统静态特性曲线的合理形状是什么 答 两端斜率大 中间斜率小 没有突变 平滑而连续地向功率增加的方向倾斜 3 汽轮发电机供油系统的作用是什么 答 1 供给调节系统和保护系统的用油 2 供给轴承润滑用油 3 供给各运动机械的润滑用油 4 对有些采用氢冷的发电机 向氢气环密封瓦的气侧提供密封油 5 供给盘车装置和顶轴装置用油 1 调节系统迟缓对机组运行有什么影响 答 机组孤立运行时 调节系统使其功率与负荷始终保持平衡 迟缓的影响主要反映在转速上 迟缓将使孤立运行的机组转速在迟缓区内任意摆动 机组并网运行时 其转速取决于电网频率 迟缓影响主要反映在功率上 迟缓将引起机组负荷的晃动 2 液压调节系统中同步器的作用是什么 答 使孤立运行的机组改变转速 起到转速给定的作用 使并网运行的机组改变负荷 功率 起到功率给定的作用 1 常用评价调节系统动态特性的指标及其定义是什么 答 稳定性 汽轮机甩全负荷时 其转速随着时间的增长最终趋于由静态特性曲线决定的空负荷转速 这样的过程称为稳定的过程 要求调节系统必须是稳定的 超调量 汽轮机甩全负荷时 其转速在过渡过程中的最大转速与最后的稳定转速之差称为转速超调量 过渡过程时间 调节系统受到扰动后 从调节过程开始到被调量与新的稳定值偏差小于允许值时的最短时间 称为过渡过程时间 2 由于中间再热式汽轮机中间容积的影响 汽轮机的调节有什么问题 为此可以采取什么措施 答 由于中间再热式汽轮机中间容积的影响 汽轮机的调节存在 1 中 低压缸功率滞后的问题 解决该问题的一种措施是采用高压调节阀动态过调的办法 2 甩负荷时超速的问题 解决该问题的措施是在中压缸前设置调节汽门 3 现代汽轮机保护系统所具有的保护功能中 一般包括哪些项 答 1 超速保护 2 低油压保护 3 轴向位移和胀差保护 4 低真空保护 5 振动保护 6 热应力保护 7 低汽压保护 8 防火保护 1 回答供油系统的任务是什么 答 1 供调节系统和保护系统用油 2 供轴承润滑系统用油 3 供给各运动付机构的润滑用油 4 对有些采用氢冷的发电机 向氢气环密封瓦的汽侧提供密封油 5 供盘车装置和顶轴装置用油 1 油系统中的油箱所起的作用有哪些 答 油箱在油系统中除了用来储油外 还起到分离油中空气 水分和机械杂物的作用 2 调节系统中动态校正器的作用是什么 答 在调节系统中 动态校正器的作用是解决高压缸动态过调的问题 3 中间再热式汽轮机调节的特点有哪些 答 1 由于中间再热 汽轮机存在中 低压缸功率滞后的问题 使机组的总功率变化滞后 降低了机组参加一次调频的能力 使机组对负荷变化的适应性变差 为了解决这一问题 常采用高压调节汽门动态过调的方法 2 由于再热器及其管道系统形成的巨大蒸汽容积 汽轮机存在甩负荷时超速的问题 为了解决这一问题 在中压缸前和高压缸一样 也设置调节汽门 中压调节汽门也接受调节系统的控制 3 由于汽机的最小流量和锅炉的最小蒸发量相差较大 同时再热器需要一定的蒸汽流量保证冷却 为了解决机炉的蒸汽流量匹配的问题 中间再热式汽轮机通常设有旁路系统 实际运行时 调节系统对高 中压调节汽门和旁路阀联合控制 4 由于汽轮机和锅炉的动态特性 动态响应时间相差太大 为了改善机组的负荷适应性 再热式机组的调节有必要采用机炉协调控制 1 汽轮机数字电液调节系统有哪些优点 答 具有改动控制特性的灵活性 能在带负荷时从喷嘴调节转换为节流调节 能够自动启动 自动监视 自动加负荷 计算机间可以方便地进行数据传输以及具有图像显示等功能 机组的自动化水平得到大大提高 改善了机组的负荷适应性 2 数字电液调节系统和液压调节系统控制汽轮发电机组转速和功率的方式有什么不同 答 在液压调节系统中 通过同步器分别控制机组的转速和功率 在数字电液调节系统中是通过转速给定和功率给定来实现的 1 画出凝汽设备的原则性系统图并说明汽轮机凝汽设备的组成及其任务 答 汽轮机凝汽设备的原则性系统图如下所示 1 汽轮机 2 发电机 3 凝汽器 4 抽气器 3 循环水泵 6 凝结水泵任务 1 在汽轮机的排汽口建立并维持规定的真空度 以提高循环效率 2 将汽轮机的排汽凝结成洁净的凝结水 回收工质 1 机组运行对凝汽器的要求有哪些 答 1 从提高凝汽器的热经济性角度提出的要求 传热效果好 过冷度小 汽阻小 2 从保证机组长期安全运行角度提出的要求 凝汽器的密封性要好 冷却水管应具有足够的抗腐蚀性 减少凝结水中的含氧量 3 从节省配套设备耗能的角度提出的要求 尽量减轻抽气器的负荷 水阻要小 2 从保证机组长期安全运行角度对凝汽器提出了什么要求 答 1 凝汽器的密封性要好 2 冷却水管应有足够的抗腐蚀能力 3 要减小凝结水中的含氧量 3 凝汽设备运行状态的优劣集中表现在哪几个方面 答 凝汽器内是否保持在最佳真空 凝结水的过冷度是否最小 凝结水的品质是否合格 4 试分析引起汽轮机凝汽器真空降低的原因有哪些 答 影响凝汽器真空的因素很多 除了凝汽器本身结构因素外 还与真空系统严密性 冷却水量 冷却水入口温度 管束的清洁度 抽气器的性能等有关 引起机组真空下降的因素主要有 1 凝汽器管束内表面脏污 传热热阻增加 使传热端差增大 2 真空系统不严密 漏入空气量过大 或抽空气设备运行不良 使凝汽器汽侧积存过量空气 影响凝汽器内的传热 传热端差和过冷度增大 3 循环水泵故障或凝汽器铜管被堵塞 或循环水系统阀门未处于全开状态 而导致通过凝汽器的循环水量减少 使循环水温的升高值增大 4 凝汽器水位过高 淹没了下层管束 冷却面积减小 1 凝汽器的热力特性指什么 答 凝汽器压力随进入凝汽器的蒸汽量Dc 进入凝汽器的冷却水量Dw和冷却水进入凝汽器时的进口温度的变化而变化的规律 称为凝汽器的热力特性 2 运行电厂可以采取的提高凝汽器内真空的具体措施有哪些 答 1 降低冷却水入口水温 改善冷却塔通风效果 或江河的取水口位置 2 减小凝汽器端差对凝汽器经常清洗 尽量采用先进的胶球清洗装置 保证凝汽器有较高的传热性能 3 减小凝汽器内的空气分压定期对凝汽器作严密性试验 发现泄漏要及时采取措施 保证抽气器工作正常 气路畅通 4 增大冷却水量保证循环水泵工作正常 水路畅通 3 汽轮机在负荷不变的情况下运行 凝汽器真空逐渐下降 分析可能存在哪些原因 答 汽轮机在运行过程中引起凝汽器真空缓慢下降的原因有 1 冷却水量缓慢减少 2 冷却水管结垢或脏污 3 冷却水温缓慢升高 4 凝汽器的真空系统漏入空气 5 抽气器效率下降 6 部分冷却水管被堵4 凝汽设备中抽气器的任务是什么 其主要类型有哪些 答 凝汽设备中抽气器的任务是 A 在机组启动时使凝汽器内建立真空 B 在机组正常运行时不断地抽出漏入凝汽器的空气 以保证凝汽器的正常工作 抽汽器的主要类型有 射水式抽汽器 射汽式抽汽器和水环式真空泵 1 简述凝汽器的最有利真空和极限真空的含义 答 在其它条件不变的情况下 如增加冷却水量 则凝汽器的真空就会提高 汽轮发电机组输出的功率就会增加 但同时循环水泵的耗功也会增加 当汽轮发电机组输出功率的增加量与循环水泵耗功的增加量之差达到最大时 即凝汽器达到了最佳真空 凝汽器真空达到末级动叶膨胀极限压力下的真空时 该真空称为凝汽器的极限真空 1 现代汽轮机为何采用多级汽轮机而不采用单级汽轮机 答 现代汽轮机都采用多级汽轮机而不采用单级汽轮机 主要因为其具有效率高 单机功率大 单位功率投资小 自动化水平高等突出优点 2 为什么采用多级汽轮机能提高效率 答 多级汽轮机效率大大提高 主要因为 1 循环热效率提高 多级汽轮机可采用较高的初参数和较低的终参数 并可采用给水回热和再热等手段 使循环热效率提高 2 相对内效率提高 a 多级汽轮机可使各级都设计在最佳速比附近工作 各级相对内效率都较高 b 在一定条件下 各级余速可部分或全部利用 使相对内效率提高 c 多级汽轮机所具有的重热现象也使整机的相对内效率提高 3 汽封的作用是什么 答 为了避免动 静部件之间的碰撞 必须留有适当的间隙 这些间隙的存在势必导致漏汽 为此必须加装密封装置 汽封 根据汽封在汽轮机中所处的位置可分为 轴端汽封 轴封 隔板汽封和围带汽封 通流部分汽封 三类 4 轴封的作用是什么 答 轴封是汽封的一种 汽轮机轴封的作用是阻止汽缸高压侧的蒸汽向外泄露 低压侧的空气漏入汽缸 1 轴封系统的作用是什么 答 轴封系统是由高 低压轴封和与之相连的管道及附属设备组成 其主要作用包括 1 回收利用轴封漏汽 用来加热给水或到低压级作功 2 防止蒸汽自轴封处漏入大气 3 冷却轴封 防止高压端轴封处过多的热量传出至主轴承而造成轴承温度过高 影响轴承安全 4 防止空气漏入汽轮机真空部分 2 为什么说不宜用汽耗率来评价不同类型机组的经济性 答 汽耗率是指每生产1kW电能所消耗的蒸汽量 如果机组的参数不同 尽管功率和效率相同 其汽耗量也是不同的 供热式机组当抽汽量有差异时更是如此 所以不宜用汽耗率来评价不同类型机组的经济性 3 目前我国先进机组的汽轮机相对内效率可达多少 答 目前我国火力发电厂先进机组的汽轮机相对内效率可达90 以上 4 综合表示凝汽式汽轮发电机组经济性的指标中 较完善的是什么 答 汽耗率和绝对电耗率都可以作为综合评价各类汽轮发电机组经济性的指标 5 目前我国火力发电厂先进机组的热效率可达多少 答 目前我国火力发电厂先进机组的热效率可达40 左右 6 汽轮机的轴向推力主要由那些力所组成 答 汽轮机的轴向推力主要由下列这些力所组成 1 蒸汽作用在叶片上的力在轴向的分量 2 由叶轮前后的压差所引起的作用在叶轮上的轴向力 3 蒸汽作用在转子凸肩上的轴向力 4 蒸汽作用在隔板汽封和轴封套筒上的轴向力 1 平衡汽轮机轴向推力 可采取哪些措施 答 平衡汽轮机轴向推力 可采取下列措施 1 高压轴封两端以反向压差设置平衡活塞 2 汽缸对称 分流布置 3 叶轮上开平衡孔 4 最后采用推力轴承来承担剩余轴向推力 2 推力轴承的作用是什么 答 推力轴承的作用是承担汽轮机的剩余轴向推力 保持汽轮机转子和汽缸之间的轴向相对位置 1 说明湿汽损失产生的原因是什么 答 1 蒸汽与水滴之间的相互碰撞和摩擦 2分 2 水滴撞击动叶背弧 对动叶产生制动作用 阻止叶轮的旋转 2分 3 水滴撞击动叶背弧 飞溅的水滴扰乱主汽流 2分 2 请分析凝汽器真空恶化 将带来哪些危害 答 1 排汽压力升高 整机焓降下降 经济性变差 2分 2 排汽温度升高 低压排汽缸受热膨胀变形 改变轴承中心线 动静磨擦 振动加剧 2分 3 凝汽器内凝结水温度升高 冷却管胀口松脱 循环水漏入凝结水侧 工质品质变差 2分 3 请简单说明汽轮机调节系统静态特性曲线的合理形状 1 两端斜率大 中间斜率小 没有突变 平滑而连续地向功率增加的方向倾斜 2分 2 目的 0负荷附近 大 便于并网并控制转速 便于暖机 转速升高时不致有大量蒸汽进入通流部分 造成热冲击 2分 额定负荷附近 大是确保电网频率波动时 不致造成机组大的功率变动 避免频率下降时机组过载 2分 1 根据级的工作原理 大型汽轮机级可分为哪三种类型 每一种类型级有什么特点 答 根据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点 可将汽轮机的级分为纯冲动级 反动级 带反动度的冲动级等三种 1分 各类级的特点 每个3分 纯冲动级 级的平均反动度等于零的级 特点 蒸汽只在喷嘴叶栅中进行膨胀 将蒸汽的热能转变为动能 在动叶中只改变方向不膨胀 在这种级中 p1 p2 Dhb 0 m 0 动叶叶型近似对称弯曲 汽道横截面沿流动方向不发生变化 带反动度的冲动级 级的平均反动度介于0 05 0 20的级 特点 蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行 只有一小部分在动叶栅中进行 蒸汽对动叶栅的作用力以冲动力为主 但也有一部分反动力 它的作功能力比反动级大 效率又比纯冲动级高 在这种级中 p1 p2 Dhn Dhb 0 反动级 级的平均反动级约为0 5的级 特点 蒸汽在级中的理想焓降平均分配在喷嘴叶栅和动叶栅中 蒸汽经过动叶通道时 除给予动叶一个比较大的反动作用力 结构特点是动叶叶型与喷嘴叶型相同 反动级的流动效率高于纯冲动级 但作功能力较小 在这种级中 p1 p2 Dhn Dhb 0 5Dht m 0 5 2 请分析凝汽器真空恶化 将带来哪些危害 答 1 排汽压力升高 整机焓降下降 经济性变差 3分 2 排汽温度升高 低压排汽缸受热膨胀变形 改变轴承中心线 动静磨擦 振动加剧 6分 3 凝汽器内凝结水温度升高 冷却管胀口松脱 循环水漏入凝结水侧 工质品质变差 3分 3 请简单说明汽轮机调节系统静态特性曲线的合理形状 答 1 两端斜率大 中间斜率小 没有突变 平滑而连续地向功率增加的方向倾斜 2分 2 目的 0负荷附近 大 便于并网并控制转速 便于暖机 转速升高时不致有大量蒸汽进入通流部分 造成热冲击 4分 额定负荷附近 大是确保电网频率波动时 不致造成机组大的功率变动 避免频率下降时机组过载 4分 3 请简单说明汽轮机调节系统静态特性曲线的合理形状 答 1 两端斜率大 中间斜率小 没有突变 平滑而连续地向功率增加的方向倾斜 2分 1 2 目的 0负荷附近 大 便于并网并控制转速 便于暖机 转速升高时不致有大量蒸汽进入通流部分 造成热冲击 4分 额定负荷附近 大是确保电网频率波动时 不致造成机组大的功率变动 避免频率下降时机组过载 试绘图说明最简单的发电厂生产过程示意图 1 试绘图说明最简单的发电厂生产过程示意图 1 答 1 锅炉 2 汽轮机 3 发电机 4 凝汽器 5 给水泵 3 根据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点 如何划分汽轮机级的类型 各种类型级的特点是什么 答 根据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点 可将汽轮机的级分为纯冲动级 反动级 带反动度的冲动级和复速级等几种 各类级的特点 纯冲动级 级的平均反动度等于零的级 特点 蒸汽只在喷嘴叶栅中进行膨胀 将蒸汽的热能转变为动能 在动叶中只改变方向不膨胀 在这种级中 p1 p2 Dhb 0 m 0 动叶叶型近似对称弯曲 汽道横截面沿流动方向不发生变化 带反动度的冲动级 级的平均反动度介于0 05 0 20的级 特点 蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行 只有一小部分在动叶栅中进行 蒸汽对动叶栅的作用力以冲动力为主 但也有一部分反动力 它的作功能力比反动级大 效率又比纯冲动级高 在这种级中 p1 p2 Dhn Dhb 0 复速级 单列冲动级的一种延伸 在单列冲动级动叶之后增加导叶和动叶继续将蒸汽的动能转化为机械功 特点 作功能力比单列冲动级要大 反动级 级的平均反动级约为0 5的级 特点 蒸汽在级中的理想焓降平均分配在喷嘴叶栅和动叶栅中 蒸汽经过动叶通道时 除给予动叶一个比较大的反动作用力 结构特点是动叶叶型与喷嘴叶型相同 反动级的流动效率高于纯冲动级 但作功能力较小 在这种级中 p1 p2 Dhn Dhb 0 5Dht m 0 5 1 试述汽轮机级内有哪些损失 造成这些损失的原因是什么 答 汽轮机级内的损失有 喷嘴损失 动叶损失 余速损失 叶高损失 叶轮摩擦损失 部分进汽损失 漏汽损失 扇形损失 湿气损失9种 造成这些损失的原因 1 喷嘴