汽轮机培训教材.doc

汽轮机概述1工业汽轮机使用情况简介汽轮机又叫蒸汽透平，它是以水蒸汽为工质，转子按一定方向作旋转运动的连续工作的原动机。广泛地应用于发电、船舰、冶金、石油、化工等工业部门，已有一百多年的历史。工业汽轮机是指除去中心电站、中心热电站及船舰用汽轮机以外的其它有关行业中使用的汽轮机都统称为工业汽轮机。三十年代冶金工业加速了工业汽轮机的发展，尤其是六十年代初期高压离心式压缩机用于合成氨、乙烯生产，使工业汽轮机获得极其广泛地使用。为什么汽轮机在国内外、在许多工业部门获得非常广泛地应用呢？主要因为汽轮机具有以下几个优点：1.功率范围大：由几千瓦的小汽轮机到110万千瓦的大型汽轮机都可以生产，供给各工业部门选用。2.效率较高：在所有的原动机中，汽轮机装置的效率仅比柴油机稍低，而比燃气轮机、蒸汽机的效率高许多，使用汽轮机可使产品成本降低。3.汽轮机的转速易于调节，变转速运行的灵敏性及稳定性使工业生产的实际要求获得满意地实现，自动化控制十分方便；4.汽轮机的防爆、防潮性比电动机好，可以露天运行，在化工等防爆要求严格的场所使用汽轮机，安全性好。5.汽轮机起动运行几乎不用电，减少对电网供电的依赖性，使运行费用降低。6.汽轮机在高转速下效率更高，因此用它来驱动在高速运转的离心式压缩机、泵等，这样机组运行时经济性好。7.便于实现热能的综合利用，这是最主要的优点。在当今能源紧张的情况下，热能的利用尤为重要。当然只有汽轮机还不能发挥上述优点，还有许多附属设备为汽轮机服务，构成蒸汽动力装置才行。2汽轮机的简单蒸汽动力系统汽轮机作原动机时必须具备如图所示的最基本的工作系统。由给水泵、锅炉、过热器、汽轮机、凝汽器及管路等组成一个工作系统，在汽轮机的轴端用联轴节与发电机或压缩机、泵等负荷机连接，就可以做机械功。用给水泵供给锅炉水，加热后水在锅炉与过热器中变成高温、高压的过热蒸汽，经管路及阀门流入汽轮机，逐级降压膨胀做功，使汽轮机转子转动并带动负荷机，向外输出功率。作过功的排汽，流入凝汽器，排汽的热量被冷却水吸收带走而凝结成水，通过水泵又打回锅炉，这样就可做到循环使用。3汽轮机的分类汽轮机的类别和型式很多，分类方法也不同，可按其蒸汽压、汽流方向、结构型式、工作原理、热力特性以及用途等进行分类。下面主要结合汽轮机的分类情况进一步加以说明：1.按热力过程分类：（1）凝汽式汽轮机：纯凝汽式汽轮机一般简称为凝汽式汽轮机，如图所示，蒸汽在汽轮机中做功后，全部排入凝汽器，凝汽器的压力低于大气压力。即排汽压力大于大气压力。（2）抽汽凝汽式汽轮机： 如图所示，蒸汽在汽轮机前面几级做功后，将其中一部分蒸汽从气轮机中抽出去，送入相应的蒸汽管网供汽轮机或其它生产工艺加热用，其余的蒸汽在汽轮机的后几级做功后排入凝汽器。 （3）背压式汽轮机如图所示，蒸汽进入汽轮机膨胀作功后在大于一个大气压力下排出气缸，即P排P大气，其排出汽送入相应的蒸汽管阀。（1） 多压式汽轮机 若工艺过程中有某一个压力的蒸汽用不完时，就把这股多余的蒸汽用管路注入汽轮机中的某个中间级内，与原来的蒸汽一起工作，这样就可以从多余的蒸汽中获得能量，得到一部分有用功，作为蒸汽热量的综合利用，称为注入式汽轮机。如图所示。1. 按工作原理分类：有冲动式、反动式、冲动与反动组合式汽轮机。2. 按结构分类：有单级汽轮机、多级汽轮机和速度级汽轮机。 4汽轮机的工作原理4.1冲动式汽轮机：冲动式汽轮机的最简单结构，叶轮上配装一圈动叶片与叶轮喷嘴配合在一起，构成一个作功的简单机械。我们把由喷嘴和与其相配合的动叶片构成的汽轮机作功单元称为级，由一个级组成的汽轮机叫单级汽轮机。喷嘴又名静叶片，它是一个截面形状特殊且不断变化的通道。由锅炉或其它蒸汽发生器中所产生的蒸汽，进入喷嘴后蒸汽发生膨胀，消耗了蒸汽的压力能。即消耗了蒸汽的热能，蒸汽的压力与温度都下降了，而蒸汽的流速却增加了，获得了高速汽流。喷嘴的作用就是将蒸汽的热能转换成动能。 动叶片又称工作叶片，在叶片的外圆周上装满的一整圈叶片，常叫动叶栅。由喷嘴流出的高速汽流流过叶片时，其速度的大小及方向是一定的，汽流由于受到动叶片的阻碍（作用力），改变其原有速度的方向及大小，这时汽流必然给动叶片一个反作用力，推动叶片运动，将一部分动能转换成叶轮旋转的机械能。由上述可知，在汽轮机连续工作过程中有两次能量转换，即热能动能机械能。4.2速度级与压力级前面已介绍了级的概念，从结构上看，汽轮机的一个级是由喷嘴（几个或整圆周布置的喷嘴）和一列动叶片组合起来的装置；从动作原理来看，就是造成高速汽流，并能将速度能转换成机械能，产生推力对外作功的基本单元。级可以分为压力级与速度级，简单介绍如下：1.压力级在可以利用的蒸汽能量很大的情况下，只有一个级不能充分利用这些能量，这时我们把喷嘴和动叶片组成的级串联在同一根轴上，将蒸汽的能量分别在若干个级中加以利用。从结构上看，就是一列喷嘴和一列动叶片，其后又一列喷嘴和一列动叶片，这样逐次排列下去，在第一列喷嘴进口处的蒸汽压力最高，以后逐次降低，这就是常见的多级汽轮机的结构形式，其中每个级，都叫做压力级。2.速度级除压力级外，在有些汽轮机上还没有速度级，速度级又叫复速级。速度级与冲动式压力级的工作原理是一个样的，不同的是蒸汽的速度能在同一叶轮的轮缘上安置的两列动叶栅中分别加以利用。4.3反动式汽轮机反动式汽轮机是利用反作用力与冲击力将蒸汽的速度能转换为机械能的。反动式的级仍然是由一列静叶栅和一列动叶栅组成。它的工作原理是：在静叶栅中汽流与流经喷嘴时相似，压力降低，容积膨胀，速度增加；而它的动叶栅也做成截面逐渐收缩汽道，汽流在动叶栅进一步降压、膨胀和加速，根据惯性定律可知，运动的物体不受外力作用的话，则一定按照它原来速度的大小和方向运动下去，汽流在动叶栅中既然获得了加速度，那必然有外力作用在气流上，这个力是由于在动叶栅中降低了汽流的压力和温度，即汽流的热能转换为动能所得到的。在动叶栅中进一步使汽流降低压力、速增并以高速离开，这时汽流必然给动叶栅一个大小相等、方向相反的作用力，使动叶栅转动，带动轴旋转对外作功。这就是反动汽轮机的作功原理。5多级汽轮机简介5.1多级汽轮机的工作原理 多级汽轮机它由依次排列的若干级串联组成。蒸汽首先在第一级喷嘴内膨胀加速，然后进入动叶片作功。经过这一级膨胀作功后再进入下一级继续膨胀作功。如此按级顺次膨胀作功，直至从末级排出蒸汽为止。对某一级来说，上一级的排汽参数就是后级的进汽参数。5.2多级汽轮机的特点1.可以实现高参数、大功率、高效率的要求；2.可以使汽轮机高压段各级的效率提高；3.在多级汽轮机中可以采用调节或非调节抽汽，供工业或其它用蒸汽，实现热能的综合利用，从而提高汽轮机组的经济性、降低产品成本。4.余速动能获得利用，提高了汽轮机的效率。5.前一级流动损失变成热量再加热蒸汽，提高后级蒸汽的焓值，既增加了下一级进口点的焓值，因此增加了作功能力，并提高了级的效率。6.多级汽轮机的单级功率可以做得相当大，降低造价，且减少运行费用。由于多级汽轮机的优点突出，因此一般大、中型汽轮机均为多级汽轮机。我国引进的大型合成氨厂中，凡是大型离心式压缩机都用多级汽轮机驱动。但多级汽轮机有结构复杂、成本高等不足之处。a) 轴向推动力及其平衡方法蒸汽在汽轮机通流部分膨胀作功时，转子上受到两部分力。一部分叫做轮周力，它是产生转矩对外作功的有益力；另一部分是从高压端指向低压端，企图推动转子向汽流流动方向移动的力，叫做轴向推力。这种力应设法平衡掉。轴向推力有多大呢？各台汽轮机的轴向推力都不一样，但轴向推动相当大。有的反动式高压汽轮机的轴向推力竟可达二、三百吨。大功率的冲动式汽轮机，其轴向推力虽不及反动式汽轮机，但也有几十吨之大。如此大的轴向推力，但靠推力轴承是不行的，往往采取措施平衡掉大部分轴向推力，余下小部分轴向力由推力轴承来承受。推力轴除了承受转子上残余推力外，它还起保证转子在汽缸中的轴向位置得到固定的作用。在运行中，若轴向推力增加到超过推力轴承所能承担的负荷时，就会使推力瓦块上的巴氏合金烧化，转子发生轴向移动，这将引起转子与静子，动叶片与喷嘴产生碰撞，出现重大事故。由此可见，了解汽轮机轴向推力是如何产生的，以及懂得平衡轴向推力的方法，以确保推力轴承和机组安全经济运行是十分重要的 。1.轴向推力的产生在一般情况下，作用在汽轮机转子上的轴向推力有下面几种：（1）作用在动叶片上的轴向推力（2）作用在叶轮上的轴向推力（3）由于轴的直径差别而产生的轴向推力。转子上总的轴向推力等于各部分轴向推力的代数和。此值就是推力轴承的负荷。2.轴向推力的平衡方法在多级汽轮机的设计过程中，希望作用在转子上的轴向推力尽可能设法自动平衡，而使推力轴承主要用来固定转子的轴向位置，并承担较小的未完全平衡掉的轴向推力，这样既可使推力轴承的尺寸较小，又可使推力轴承安全可靠地工作。在多级汽轮机中，常用的平衡轴向推力的方法有以下几种:(1)平衡活塞在转子通流部分的对侧，将转子做成阶梯形，以产生相反方向的轴向推力，此平衡轴向推力的阶梯凸台叫做平衡活塞。活塞右侧为高压蒸汽，而活塞左侧与排汽室相通，作用着低压蒸汽，因此作用在平衡活塞上有个向左的轴向推力。以抵消部分轴向推力。对冲动式汽轮机来说，总的轴向推力比反动式汽轮机小，所以一般都不用平衡活塞。在轴向推力较大的情况下，一般将高压端汽封套的直径做得大一些，使它具有类似平衡活塞的作用。 （2）开平衡孔在冲动式汽轮机的叶轮上，虽然轮盘两边的压力差不大，但是叶轮的面积却很大，因而作用在叶轮上的轴向推力可能达到相当大的数量。为了减少这个力，在轮盘上开有贯通两侧的几个孔叫平衡孔。一般57个奇数孔。平衡孔一般都开成单数，以免在叶轮的同一直径上形成两个对称的平衡孔，严重影响叶轮的强度。（3）采用相反流量的布置方法为了自动平衡轴向推力，可把蒸汽在汽轮机内的流动安排成向相反方向的流动，使产生的轴向推力方向相反，以相互抵消而达到平衡。 6汽轮机的结构汽轮机所以能发出功率主要是经过能量的两次转换，第一次是热能转换成动能，这是在喷嘴中实现的，喷嘴做成静止的零件，用各种不同的方法固定在汽缸上，形成汽轮机的静子部分，而第二次能量转换是在动叶栅中实现的，而动叶栅是采用各种不同的安装方法装在一个转动轴上，形成汽轮机的转动部分，所以汽轮机的主要结构包括两大部分，即转子部分和静子部分。6.1转子转子安放在汽缸中，靠固定在汽缸上的前后两个轴承支撑，转子是由主轴、叶轮、叶轮片组装而成的，并经联轴节与被驱动机械相连接。转子作高速回转，把蒸汽作用到叶片上的力矩传递给被驱动机械，使汽轮机对外作功。为了使转子安全可靠的运行，必须满足下面要求：1.转子必须有一定的强度，以满足支持自身重量和传递扭矩的要求。2.转子必须经过严格的动平衡，以免在高速旋转时产生过大的离心力，引起汽轮机的振动和损坏。3.必须使汽轮机的临界转速和额定转速避开，有一个安全距离，以免发生振动。这三个方面的要求是转子安全运行的必备条件：转子的结构型式：整段式转子 套装式转子 组合式转子 焊接式转子 转鼓型转子 带有附着叶片的转子6.2定子部分 汽轮机的汽缸热膨胀时所需的润滑系统，喷嘴组和隔板以及轴承构成了汽轮机的定子部分。汽缸的作用是将汽轮机的通流部分（喷嘴、隔板、转子等）与大气隔开，保证蒸汽在汽轮机内完成其作功过程。汽缸一方面要可靠的固定在机座上，又要在运行受热时可以自由膨胀，并且保证膨胀有一定的方向，以保持汽缸的中心轴线不会变动。因此，汽缸和轴承座及机座之间有一系列的膨胀销子组成滑销系统。它们的作用就是保证汽缸按规定方向自由膨胀，避免由于膨胀受到限制而引起机组振动和过大的热应力而使设备损坏。喷嘴的作用前面已述，隔板和轴承的作用从略。另外，在汽轮机轴伸出汽缸的两端处和轴穿过隔板中心孔的地方，为了避免转动部件与定子部分的摩擦、碰撞，必需留有适当的间隙。由于这些间隙的前后都有压力差存在，所以通过这些间隙必然要发生漏气，造成损失。为了减少漏气，确保汽轮机的安全经济运行，在发生漏气的地方均装有汽封。目前汽轮机的汽封有迷宫式汽封、炭环汽封和水封等三种。6.3汽轮机的凝汽系统：1.凝汽系统的任务：（1）建立和维持给定有利的排汽压力，必须用大量的循环水冷却排汽来建立真空必须不断地将不凝结的气体抽除。 （2）回收纯净的凝结水，以便不断地提供锅炉的用水； 2.凝汽器的工作过程： 我厂采用的凝汽式汽轮机均采用表面式列管冷凝器使排汽凝结成水，从而获得较低的排汽压力。大家知道，水的比容比蒸汽小得多，在汽化过程中，水变成蒸汽，比容变化很大。蒸汽占的比容比水所占的比容大许多倍，故当蒸汽凝结为水时，其体积将会缩小许多倍。例如10大气压下，干饱和蒸汽的比容为0.1980M3/kg，而饱和水的比容为0.001126 M3/kg，可见干饱和蒸汽的比容比同一压力下的饱和水的比容大180倍。为什么要降低排汽压力呢？这是因为当初参数一定时，降低汽轮机的排汽压力可使有用功或焓降显著增加，从而减少被冷凝水带走的热量，提高循环热效率。3.抽气器的作用：抽气器的作用是将蒸汽中带入的空气或由于处在真空系统下工作的设备及其工作管路、法兰等处的结合不严密而漏入的空气从凝汽器中抽出，以维持凝汽器的经济真空。抽气器中的工作蒸汽与从凝汽器出来的空气混合后排入大气，但因其中有大量的蒸汽也排到大气，这显然是不经济的，因而设置了抽气器冷却器，在蒸汽、空气混合排出大气之前使之冷却，使蒸汽凝结成水，回收再用，而抽气器冷却后的冷却水又采用凝水泵打出来的冷凝水做为冷却水，这样又把混合气冷却时放出的热量由凝汽器来的凝结水吸收，因而提高了经济效果。1.77气轮机盘车的目的是什么？答：启动盘车是为了：（1）、调直转子（2）、防止由于气门漏气到气轮机内部而引起的热变形（3）、可以提前送轴封蒸汽（4）、使轴瓦过油（5）、冲动转子时减少惯性（6）、停机后进行盘车的的主要目的是防止上下汽缸温差引起的轴弯曲，有盘车装置的气轮机，可以不受停机时间的限制，随时可以启动，否则在停机后412小时轴弯曲度增大，不允许启动。1.78气轮机启动前为什么要暖管？答：在启动前由于主蒸汽管道和各阀门、法兰等处于冷状态，故先以25Kg/cm2压力进行暖管，使管路缓慢加热，膨胀均匀。不致受过大的热应力和水冲击，从而也防止管道变形，裂纹以及法兰盘和气门漏气，保证气轮机启动时蒸汽合格。1.79暖管时，一般升压、升温速率控制在多少？答：为防止管道有大的热应力和热变形，一般升压速率控制在23Kg/cm2每分钟，升温速率控制在5/分钟。1.80暖管时实现控制温升速度的方法有哪些？答：主要有两种：（1）、压力随压力升高，蒸汽饱和温度增高（2）、流量随蒸汽流量增大，温升增高。1.81轴封冷凝系统的作用是什么？答：作用是：使密封抽气管形成适当的真空，有利于轴封泄漏回收、冷凝，同时将冷凝气排放大气。1.82怎样才能获得较好的真空？答：正常运行凝气器的真空与排气温度的关系。从另一方面说，排气温度等于主冷凝器的冷却水（CW）入口温度，冷却水在冷凝器中的受热度、端差（主冷器一端的换热指标）之和，所以要想获得较好的真空，就要降低排气温度，即降低CW水入口温度减小冷却水受热度和端差。1.83真空的高低对透平运行有什么影响？答：（1）当透平的进汽流量一定，真空过高，虽然增加了透平的出力而转速增大，但会造成最后几级过负荷。（2）当透平的进汽量一定，真空过低，造成最前几级过负荷，最后几级出现水击，轴向推力增加，透平出力减小，即转速下降。1.84引起真空下降的原因有哪些？答：引起真空下降的原因基本有下列原因：（1） 轴密封蒸汽压力失常，过高或过低。（2） CW水温度过高或流量太小。（3） 主冷凝器铜管表面污脏。（4） 主冷凝器热井液位过高。（5） 抽气器和抽气冷却器工作失常。（6） 透平负荷过大。（7） 管路漏气。1.85 汽轮机有哪些保护装置?答：1紧急脱扣装置 2电磁阀脱扣装置 3危急保安器 4推力故障保护装置 5真空脱扣装置(有的汽轮机有，有的没有) 6其它保护装置 压力油不正常当压力油压力减小时，压力管线上的压力开关便自动起动AOP。当压力油压力进一步降低时，紧急脱扣装置便开始动作 润滑油压力于正常。当润滑油压力降低时，润滑油管线上的压力开关便开始动作。1.86锅炉给水泵有哪些结构特点?答：水泵转子由多级叶轮和轴组成，定子部分有进出口水室和叶轮扩散器组成，并由多对螺杆组合在一起为了平衡轴向力，在水泵高压侧装有平衡盘。平衡盘外侧由平衡管跟水泵的再循环臂连接在一起，通入除氧器。水泵轴承为薄壁瓦，自带油环，采用透平油润滑。1.87汽轮机在起动前为什么要疏水?答：在起动前，冷的汽轮机缸内和蒸汽管线内的凝结水必须彻底排尽，否则，将会引起汽轮机缸变形，甚至使汽缸壳破裂。除此之外，一旦引入蒸汽，还会引起水击，将造成更严重的损坏所以，汽轮机在起动前必须要进行疏水。1.88蒸汽源有哪些?答：1高压锅炉减温减压器的输出，2空气压缩机汽轮机抽出的S40经减压站减压成S40，3合成气压缩机汽轮机抽出S39，经减压站减压成S38。1.89 S5蒸汽源有哪些?答：高压锅炉减温减压器的输出； 汽轮发电机抽出的S5； 中压锅炉减温减压器的输出。1.90汽轮机的轴承有哪些类型?答：汽轮机的轴承按其受力方向分为径向轴承和推力轴承两种。1.91 汽轮机轴承作用是什么? 答：1径向轴承的作用是，支持汽轮机的转子并保持与汽缸同心；2推力轴承的作用是，承受平衡活塞未能承受完的余力,并且保持喷嘴、静叶与动时之间正确的轴向间隙1.92调节式抽汽式汽轮机有什么优点?答：它一方面能使蒸汽的焓得到充分的利用，同时带有凝汽器，不受负荷的限制,这就避免了背压式汽轮机的缺点。1.93汽轮机滑销系统起什么作用?答；作用是在运行中受热时，一方面保证机组可以自由膨胀，另一方面在膨胀时保持汽缸中心线不移动1.94 滑销有几种?答：主要有纵销、横销、立销、斜销、角销等。1.95 汽轮机冲转需具备哪些条件?答：需具备：1真空度必在66780KPa内，2主蒸汽温度不低于300C(最低不低于270C)，压力达额定压力即3.7MPa3冷油器出口油温不低于30C， 4辅助设备、测量、控制仪表及报警、联锁系统也必须正常并巳正常投运5静态试验合格，6盘车机构在退出位置1.96汽轮机在运行中轴向力怎样变化?答：轴向力的大小与负荷大小成正比当负荷增至最大时，轴向力也达到最大值。主蒸汽，温度降低时，轴向力也会增加。1.97 透平油起什么作用?答:透平油在汽轮机运行中有两个作用：1润滑汽轮机和发电机及汽轮机给水泵的轴承及转动部分，并带走产生的摩擦热，2是汽轮机调逮系统和液压控制阀门的动力源1.98汽轮机在起动前为什么要暖管?答：1起动前，蒸汽管道和各阀门、法兰均为冷态，为使管道，阀门等热膨胀均匀，减少热应力，并防止冲转时因蒸汽管道、阀门等温度低而产生的凝汽水流进汽缸而产生水冲击，故必须予先以0203MPa压力的蒸汽，并以不大于2min的升温速率进行暖管，逐步提高它们的温度，然后，按要求进行升压2升压的作用中是暖管升压速率为98147MParnin直至升到额定压力暖管过程必须严格按升温、升压速率进行。1.99盘车的目的是什么?答：起动前盘车的目的是：1.调直转子，2防止由于汽门滑汽到汽缸内部而引起的变形，3。使轴瓦过油，4验证动静部件是否有摩擦和卡涩现象 停车后盘车，是为了防止因上下汽缸的温差过大而引起轴的弯油1.100一台高压锅炉因故跳车后，透平发电机怎样处理?答，1如果人在现场，接到停机命令后，立即手动拍击危急保安器如果人在中心控制室，立即将仪表盘上紧急停车旋钮置于“旁路”位置：2当油压低于049MPa时，注意AOP是否自起动，若自起动失灵便手动起动；3关闭主汽隔离阀； 4记录惰走时间；5完成正常停机的其它操。1.101情走时间的变化说明了什么?答：说明：1高转速下，惰走时间变，长说明主汽门及调速汽门有泄漏现象。2.惰走时间较前次缩短，则说明真空保护不当。油温有变化说明机械部分有磨损1.102同步器的作用是什么?答：作用是：1.在单机运行时，使用同步器可以保证机组在任何负荷下保持转速不变；2在机组并网运行时，通过同步器可以改变汽轮机的功率，使各发电机组或给水泵机组承载给定负荷，并调整电网频率(或给水泵压力)，以维持电网周波稳定(给水泵出口母管压力恒 定)，称第二调频，3在发电机并网(或给水泵带负荷)，用同步器调整汽轮机的进汽量以调整汽轮机的转数，使发电机的输出与电网同步(或者是给水泵压力等的同步并列运行)。1.103 暖机时，为什么转子向低压侧膨胀?答：因为轮机转于在高压测受推力轴承定位的限制，所以向低压侧膨胀。1.104停机后，为什么油泵要继续运行48小时(最少不少于12小时)?答，当汽轮机转子静止后，轴承和轴颈受汽缸及其转子的高温传导作用，温度上升很快，致使局部油质恶化，造成轴颈和轴承巴氏合金烧坏为了消除这一故障，油泵必须运行48小时进行冷却。 1.105汽轮机轴封起什么作用?答：汽轮机转子是转动的、汽缸是静止的，为了使高压汽缸的蒸汽不致于大量顺轴漏出，低压汽缸真空部分不致于顺轴漏入空气、因此汽轮机隔板和汽缸前后端都装了轴封和轴封装置。1.106汽轮机高压侧的平衡活塞起什么作用?答：汽轮机叶片有一定反动度。隔板汽封漏汽会使叶轮前后产生压差。因此而形成向低压测方向的轴向力。高压侧有了平衡活塞可抵消轴向力。1.107 汽轮机轴向位移发生变化有什么危害?答：轴向位移发生变化，说明汽轮机的动、静部分的相对位置发生变化。如果轴向的位移量接近或超过汽轮机动、静部分的最小轴向间隙，将会发生摩擦，使汽轮机严重损坏。1.108什么是汽轮机的速度变动率?答：速度变动率是指汽轮机由满负荷到空负荷时的转速变化值与额定转速值之比。即：=100% 式中：n1汽轮机空负荷时的转速 n2一汽轮机满负荷时的转速 no一额定转速1.109除氧器内水中的氧含量升高的原因是什么?答：1蒸汽量不足；2.进口水中氧含量过高；3.进口水量超过设计值；4.除氧器压力未能及时进行调整；5.排汽门开度太小；6.内部喷射阀损坏；7.除氧器塔盘损坏；8.蒸汽洗涤器损坏；9.取样器内部泄漏。1.110锅炉给水泵为什么要装再循环管(或最小流量管)?答：1.为了防止锅炉在给水泵出口门或锅炉给水门关闭状态下运行，发生过热而产生汽化； 2.防止锅炉在给水负荷过小状态下长时间运行，而产生汽化。1.111锅炉给水泵为什么要装旁路门?答：1.为了减小锅炉给水泵出口隔离门前后两边压差，使给水泵隔离门好开； 2.水泵并机运行时，备用泵起暖泵的作用。1.112推力轴承的不工作推力瓦片起什么作用?答：汽轮机突然减负荷时，有时会出现与汽流方向相反的推力，这时，不工作瓦片可抵住这一推力，阻止转子向前移动。1.113怎样判断发电机没有处于并网运行状态?答：非并网动行的特征是：1.将负荷提至厂用负荷时，负荷也提不高， 2.汽轮机转速比额定转速有所升高； 3.主蒸汽太力、主蒸汽流量、排汽压力有所升降；4.操作同步器可以改变汽机转速。1.114汽轮机调节系统应满足哪些要求?答：应满足：1.自动在汽门全开时，调速系统能满足汽机空负运行；2.汽轮机甩负荷时，调速系统能维持汽轮机转速在危急保安器动作转速以内；3.自动主汽门、调速汽门门杆、错油门、油动机各活塞连接装置无卡涩和松动现象。当负荷改变时，调速汽门应均匀平稳的移动。当系统负荷稳定后，负荷不应波动； 4.危急保安器动作后，自动主汽门应确保关闭严密。1.115汽轮机透平油油质恶化，对汽轮机有何危害?答：透平油油质恶化后，将不能起到应有的润滑作用，会导致轴承的巴氏合金熔化而损坏设备，可能产生传动部分动作迟滞、被腐蚀、生锈、卡住等不良后果，使调速器和保安装置失灵。1.116汽轮机动叶片结垢有什么危害?答：1.调速级前后压差增加，汽轮机达不到额定输出功率，增加蒸汽消耗量； 2.汽流通过隔板及叶片的压降增加，工作叶片的反动度增加，严重时会使隔板和推力轴承过负荷； 3.盐垢附着在汽门杆上，容易使汽门杆卡涩。1.117汽轮机在空负荷状悉卞运行时，排汽温度为什么会升高?答：主要原因是：1.汽门的节流作用； 2.转子鼓风摩擦作用；3.低压轴封送汽后的传导作用。1.118危急保安器超速动作后，必须待转速降到额定转速以下才能复位，为什么?答：l.在很高转速下，危急保安器重锤飞出后还未回到原来位置，此时，若将脱扣器复位，很可能使二者相碰而使设备损坏。为了设备安全，一般在额定转速以下时可以将脱扣器复位。1.119什么是调速系统的迟缓率?答：调速系统的迟缓率，是指调系统中由于部件摩擦、卡涩、不灵活等因素造成的动作迟缓程度。在同一负荷下，转速的差值与额定转速之比为迟缓率，又叫灵敏度。1.120试述调速系统的静态特性曲线。答：调速系统的静态特性曲线，是指汽轮机在单机运行条件下，其负荷与转速之间的关系曲线。如下图所示。1.121水冲击的征兆是什么?如何处理?答：水冲击的征兆是： 1.新鲜蒸汽温度急剧下降； 2.新鲜蒸汽管道法兰、汽缸结合面处冒白色蒸汽； 3.主蒸汽管、汽缸内有水击声或金属响声；4.机组震动加剧；5.轴向位移增大，堆力轴承温度和回油温度急剧增高。当机组发生水冲击事故时，应立即破坏真空，紧急停车，开启蒸汽管及缸体的所有疏水阀、抽气管上的直接流水阀。检查推力轴承温度、回油温度、轴向位移，听汽轮机内部的声音，注意转子的惰定时间。如果在停机过程中没有发现任何不下常时，待锅炉臧复正常后，可以重新开机，但要小心谨慎。若在停机或起动过程中有异常现象时，则应停止起动，检查汽轮机的内部。1.122为什么对锅炉用水要除氧?答：除氧的目的是：避免给水管道及锅炉省煤器、对流管束、水冷壁管、汽、水包等遭受腐蚀，甚至发生爆管等大事故。1.123我厂除氧器是什么型式的除氧器?其工作原理是什么?答：是喷雾一逆流式除氧器。它的工作原理是利用汽水混合加热后，汽体在水里的溶解度，随水的温度升高而减小，在一定压力下的饱和温度气体溶解度为零。1.124试述除氧器的除氧过程?答：被除氧的水经除氧器顶部的喷喷射阀而被喷成雾状，再经条形塔盘下落。蒸汽由除氧器塔盘下部经条形塔盘上升。当蒸汽与水接触后，水被加热到饱和温度，使水中大部分氧气和二氧化碳被除去，此时的水进入蒸汽洗涤器进行彻底脱气。1.125除氧水里为什么要加联胺(N2H4)和氨水? 答：1.加氨水是为了保证锅炉给水具有一定的PH值。 2加联氨是为了除去水中的氧气。水中的氧在一定压力和温度下，与联氨反应生成水和一氧化氮气，一氧化氮再与氧反应生成二氧化氮，从而起到了除氧气的作用。反应式如下： 20+N2H4 2H20+2NO 2NO十02 2N02 1.126在汽轮机隔离阀后暖管，为什么要开旁路门?答：由于主蒸汽管道的压力很大，而在隔离阀后都是常压，因此，在隔离门前后压差很大，使隔离门不易开启。先开旁路，一方面，能减小隔离门两侧压差，使隔离门易开启，另一方面，便于控制蒸汽量和升压速率。所以，一般机组都装有隔离门的旁路门，并在暖管前先将其开启。1.127汽轮机在起动时，为什么要低速暖机?低速暖机时的转速为什么要规定在300一500rpm?答：汽轮机在起动时，要求有一定时间低速暖机、冷态起动时，低速暖机的目的使机组各部件受热膨胀均匀，使汽缸隔板，喷嘴、轴、叶轮、汽封、轴封等部件避免发生变形和松驰。对于未完全冷却的机组，特别是没有盘装置的汽轮机在起动时，必须低速暖机，其目的是防止轴弯曲，变形，以免造成通汽截面动静部分摩擦。规定在300500rpm转速下暖机，可使润滑部位建立起润滑油膜，确保润滑正常。同时，可以避免因高转速而造成机组部件变形或损坏。1.128凝汽式汽轮机在起动前，为什么要抽真空?答：汽轮机起动前、汽轮同内部存在着空气，机内部相当于大气压力，如果不抽真空、空气无法凝结，因而使排汽压力很大，在这种情况下开机时，必须要有很大的蒸汽量来克服汽轮机及发电机或其它负荷机组(如给水泵、压缩机等)各轴承中的摩擦力和惯性力，才能冲动转子。这样就使叶片受到的蒸汽冲击力增大。此外，转子被冲转后，由于凝汽器内存在着空气，使排气与冷却水中的热交换作用大大减弱，造成排汽温度升高，使汽轮机后汽缸及内部零件变形，凝汽器内部背压增高，也会使防爆被破裂，或使凝汽管安全阀动作。所以凝汽式汽轮机在起动前必须抽真空。1.129 0102一P1T一1、2在起动前为什么不需要过高的真空度?答：0102一PIT一1、2在起动前不需过高的真空度，是因为机组功率小，加之真空态高，冲动汽轮机所需蒸汽量越少，致使暖机效果较差。真空度维持在66，7KMPa一80KMPa比较适宜。在同样的汽轮机转速下，进汽量增多，排汽温度适当升高爹都能达到较好的暖机目的。除制造厂家特别允许外，在启动过程空负荷运行时，排汽温度不能超过120。温度过高将会引起排汽缸与凝汽器受热膨胀过快，既影响靠背轮中心位置，引起振动或汽轮机动静部分摩擦擎也将引起应力过高，造成设备变形损坏。1.130 0105一W1T汽轮机在起动前为什么不向轴封供汽?答：汽轮机抽真空的过程，是汽缸内真空度逐渐提高，压力逐渐降低的过程。此时，若向轴封供汽，则大量的蒸汽通过轴封进入汽缸内部，蒸汽的热量就会传给转子及汽缸。由于热上升原理，汽缸或转子的上部温度比下部温度高，致使转子会渐渐向上弯曲，抽真空时间越长，则轴的弯曲越大。一旦起动运行，转子弯曲最大的地方就与轴封梳齿发生摩擦，从而引起振动。因此，汽轮机在起动前，一般停止向轴封供汽。以上所述为无盘车装置的情况。有盘车装置的，必须在盘车装置起动后，才能向轴封供汽。1.131为什么汽轮机起动时透平油的油温不能低于25C?升速时的油温不能低于30? 答：因为透平油的粘度受温度影响很大。油温过低时，油的粘度过大，致使油膜分布不均匀，增加摩擦损失，甚至于造成轴承摩损。升速时，摩擦损失随转速增加而增加，因此，对润滑油有更高的要求。所以，汽轮机起动时透平油的油温不能低于25，升速时透平油的油温不能低于30o 1.132汽轮机暖机及升速时间、加负荷时间由哪些因素决定的?答：汽轮机起动后，蒸汽进入汽缸内部，各部分温度迅速上升，到满负荷时，各部分温度达到最高。汽轮机的暖机及升速时间，主要取决于这个温度。主要控制的指标有：l.转子和汽缸膨胀差不能超过动叶片与静叶片之间的最小间隙；2.上、下汽缸的温差不大于35C一50，以免汽缸变形；3.法兰内外壁温差不超过130； 4.法兰螺栓工作温度不大于4050。 很多情况下，起动、升速和升负荷的时间由实验求得。1.133空负荷运行时，排汽温度为什么会升高?1空负荷运行时，由于蒸汽的节流作用，使排汽温度升高。2由于空负荷运行时汽轮机不做功，进入汽轮机的蒸汽流量很小，这少量的蒸汽被高速动转的叶轮掸击以及鼓风作用，使排汽温度升高。1.134在起动抽汽器时，为什么要先起动第二级后，再起动第一级?答：因为第二级排汽是直接排向大气，而第一级抽出的汽必须经过第二级而排向大气。再则，第一级疏水是采用“U”形管疏水。如果先开第一级，后开第二级，由于阻力作用使“U”形管两面的压差同时增加，容易使“U”形管中的密封水被冲掉。一旦将密封水冲掉，从第一级抽出来的空气经“U”形管又回到凝汽器，使第一级不起作用。所以，起动抽汽器时，必须起动第二级后再起动第一级。 1.135汽轮机在起动和运行过程中，汽缸上哪些零件要产生热应力?如何控制? 答：汽轮机在起动过程中，汽缸内外测温差急剧增大，产生的热应力也随之增大，当超过金属许用应力时，将产生永久变形或产生裂纹。由于汽缸法兰厚度比汽缸壁韵厚度要厚，因此热应力的影响还将更大。另外，汽缸螺栓的温度是经法兰传递，因此，法兰温度比螺栓温度更高，螺栓也将受到附加热应力。若附加热应力超过螺栓的极限强度时，就有被拉断的危险。热应力的大小一般与加热速度有关。中、低压汽轮机一般用控制加热速度，也就是控制起动，暖机时间来控制。高压汽轮机由于汽缸的厚度更厚，如单纯依靠放慢加热速度来控制热应力，将使暖机时间拖得很长。为缩短暖机时间，并控制热应力，另设法兰及螺栓的加热装置，使汽缸法兰及螺栓尽可能被均匀加热。 1.136汽轮机停机时，为什么要等到转子停止转动时才能将凝汽器的真空度降为零?答：除汽轮机在紧急停机需破坏真空使汽轮机迅速停以外，一般情况下应使真空慢慢降低，当转子停止转动时，真空度接近于零。只有这样对每次停机时转子的惰定时间进行比较，便可以发现汽轮机内部有无异常现象。如果真空度降的快慢没有标准，则因鼓风损失的大小而影响惰定时间的长短，也就无法根据惰走时间来判断设备是否正常。另外，在停机过程中，保持一定真空度也有利于停机后保持汽缸内部干燥，防止腐蚀。1.137汽轮机停机时，为什么不应立即停止轴封供汽，而必须等到真空度降为零时才能停止轴封供汽?答：停机时在尚有一定真空度的状态下，若立即停止轴封供汽，则冷空气将通过轴封进入汽缸内，会使轴封急冷而变形，在以后的运行中会使轴封被摩损并产生振动。因此，必须等真空度降为零，汽缸内、外压力相等时，方可停止轴封供汽。确保设备安全。1.138真空度降到一定值时，为什么要停机?答：如不停机，将会l.使轴向位移增大，造成推力轴承过负荷或增大摩擦；2.因蒸汽流量增加而使叶片过负荷。1.139引起机组振动的原因是什么?答：主要原因是：1.轴承润滑油压下降或轴承润滑油温过高、过低；2.叶轮损坏；3.大轴弯曲；4.轴前端(危急保安器处)小轴折断，此时除发生振动外，可能从高压缸轴封部分冒出火花；5汽轮机、发电机及励磁机旋转部分掉入杂物；6.汽轮机通流部分及两端汽封内部产生摩擦，隔板轴封和轴摩擦，7汽轮机、负荷机轴瓦两侧间隙不合格，8汽轮机与负荷机之间“对中”不好。9.油膜不稳定；10轴承座螺丝发生松动；11.汽轮机转子动平衡不合格，结垢来重。1.140试述除氧的结构。答：1除氧头。包括喷射阀、预热槽、脱气盘、排空凝汽器、放空阀、安全阀。 2.蒸汽洗涤器和降水管。3.水箱。4.水、汽管路阀门等。1.141试述除氧器起动步骤。答：1.送水。每当运转开始时，首先将放空阀及主阀完全打开，随后开始给水，直到保持正常运行工况所需水位，便向锅炉送水；2.投入蒸汽。开始给蒸汽时，首先以手动方式徐徐开启蒸汽旁路阀，向除氧器内送蒸汽，以免发生水击。当除氧器内温度升至100时，蒸汽流量控制改手动为自动，直至使后力达额定值(026MPa)，温度达140时，向锅炉供水；3.打开主放空阀，当蒸汽压力保持一定，给水流量控制系统投入后，应使放空去阀的开度达100，二次放空阀全关。1.142除氧器在运转中应注意什么? 答：应注意：1.贮槽中脱气水温度显著低于蒸汽温度时，应立即查找原因并进行处理。脱气水温度显著低于蒸汽温度的主要原因是：温度计指示假温度；蒸汽流量太小，加热脱气器内不能连续保持规定压力；放空阀未打开，汽体不能除去而在容器内积存使温度降低。2.运行中要保持正常工况所需压力、温度。1.143除氧器投温应注意什么? 答：1.确认脱气器贮水部温度达到100以上时，应将主放空阀全开后，将除氧器投入运行。2.若容器内温度降到。100以下时，要在关闭主阀放空的状态下，通入蒸汽，使脱气器内温度上升，一旦温度达到100以上时，再打开放空主阀继续运行。1.144主放空阀喷水的原因是什么?答：是1喷射阀堵塞，2喷射阀松动，3.放空阀与主考空阀安装失误，4.由于水位或器内压力变化等原因，致使给水流量超过喷射阀喷射能力时。1.145如何避免水击现象的发生?发生后如何处理?答：1.起动时，手动开起蒸汽旁路阀，缓缓送入蒸汽，切勿过急。2.正常连续运行时，如果：水位调节系统发生故障，供水大量流入，造成水温、压力降低(供水量少时不会发生)，由于压力调节系统发生故障，蒸汽停供或时断时续，造成除氧器内温度、压力降低时，则将可能发生水击现象。一旦发生水击，1针对所述工况，通过控制旁通阀的开度，以确保入除氧器的正常水流量。待液位调节系统正常后，注意除氧器内温度，恢复自动运行。 2.针对所述工况，通过控制旁通阀的开度以保持正常供汽压力，待压力调节系统正常后，恢复自动运行。1.146怎样将0102一LIC一101、0102一PIC一108调节系统投入运行?答：l.确定液位调节系统的给定值为50(正常工况液位)。当实际液位达到应控制液位(50)，即测量值与给定值相一致时，即可从手动控制状态切入自动控制状态。2.确定压力调节系统的给定值为0265MPa(正常工况压力)。当实际压力达到应控制压力(0，265MPa)，即测量值与给定值相一致时，即可从手动控制状态切入自动控制状态。1.147试述除氧器解列步骤？答：1.将LICA101调节系统由自动控制切换为手动控制状态，监视除氧器水位，逐渐调节系统由自动控制减小LCV一101的开度，直至关闭；2.将PIC一108调节系统由自动控制切换为手动控制状态，逐渐减小PCV一108的开度，直至关；3.到现场将LCV10l、PCV一108的前后截止阀关闭；4.停止加药泵。 1.148停除氧器是应注意些什么?答：1停S5的速度特别要慢，边停边监视给水母管压力和除氧器温度，保持除氧器液位稳定。否则，将会造成汽水共沸，使泵内的水发生汽化。 2.如果短时间停动，务必将放空阀关闭。这时，应在放空阀放出蒸汽的期间将去阀关闭为好，以防除氧器锈。 3.如是长期停运，除氧器内压力应保持大于大气压力，除氧器温度在100以上。若小于大气压力，由于空气侵入会使容器内表面被腐蚀。因此，在这种情况下，应采用与处理锅炉相同的进行注水保护(加脱氧剂)o或干燥保护(加防锈剂)。1.149除氧器在运行中为什么会产生振动? 答：1S5投入的速度太快或汽水负荷分配不均所致。 2.运行中，因内部机件脱落造成冲击所致。 3LCV101失灵，突然大量进入冷水，使水的温度分布不均匀而引起振动， 4.运行中，因除氧器满水造成进水困难，内部应力不均匀所致。 1.150除氧器水位异常的原因是什么?如何处理？ 答：1.除氧器满水水位超过50，甚至达到高限极警值。 主要原因是： 水位测量、调节系统故障； 锅炉用水量突然关小； 0103给水泵误起动，造成给水压力上升； 除氧器内部压力下降。 处理方法是，立即把LICA一101调节系统由自动控制切换为手动控制，减小给水量，同时打开HCV一102阀，恢复正常水位。在些基础上尽快查明原因，消除故障。 2.除氧器缺水(水位低于50甚至达到低限极警值)。 主要原因是： 水位测量、调节系统故障； 锅炉用水量突增； 除氧器内部压力过高； HCV一102误开或泄漏量大； 给水管道阀门破裂而大量漏水； 操作人员误操作； 给水压力降低。 处理方法是： 报告班长，同时将LICA一101调节系统由自动控制切换为手动控制状态，增大LCV一101的开度； 尽快查明原因并及时处理。如果采取措施后仍维持不住水位，可降低负荷运行， 降负荷仍维持不住水位时，紧急停车，除氧器停止运行。1.151除氧器内压力异常的原因是什么?如何处理?答：1.除氧器内压力下降。 主要原因是： PIC一108调节系统故障 S5蒸汽压力下降； 进水流量大幅度增加，致使汽水不平衡。外理方法是，把PIC一108调节系统由自动控制换为手动控制，进行手动调节。如果是系统压力低，则通过调度调整热网压力。2除氧器内部压力升高。 主要原因是： PIC一108调节系统故障； 如因合成装置供气不正常，造成给水温度超过140C以上； 进水量大幅度减小，造成汽水不平衡。 处理方法是： 如果是PIC一108调节系统故障所致致，将调节系统由自协控制切换为手动控制，减小进汽量； 如果是第条原因所致，应打开HCV一102进行排水，同时把LCV一10)由自协切为手动，加大进水量，并和4112工艺人员联系减小工艺气。1.152除氧器压力突然降低造成汽水共沸后，都有哪些影响?如何处理?答：产生的影响有： 1除氧压力降低； 2给水泵入口压力降低，泵内有异常声音； 3。除氧器水位波动不定； 处理的方法是： 1.检查确认通汽阀是否被误关； 2.把PIC一108调节系统由自动控制切换为手动控制，增加除氧器的进汽量。1.153判断脱盐水中断的依据是什么?答：1.脱盐水压力(PAZ一201)低限报警，同时，