汽轮机运行题库及答案

汽轮机运行题库及答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.汽轮机在启动过程中，当转速升至临界转速时，应迅速平稳地通过，在此区域停留时间过长会导致（）。A.转子热应力过大B.产生剧烈振动C.轴向位移增大D.调速系统晃动2.大型汽轮机推力轴承的作用是（）。A.承受转子的全部重量B.承受转子轴向推力并确定转子轴向位置C.承受径向载荷D.防止蒸汽泄漏3.汽轮机调节系统的主要任务是（）。A.保持转速不变B.保持主蒸汽压力不变C.保持转速（或负荷）与给定值相等D.保持凝汽器真空不变4.汽轮机冷态启动时，冲转前高压缸调节级金属温度应控制在（）左右。A.50℃B.100℃C.150℃D.200℃5.汽轮机正常运行中，当凝汽器真空下降时，汽轮机的轴向位移通常会（）。A.增大B.减小C.不变D.忽大忽小6.下列哪项不是汽轮机发生水冲击的原因？（）A.锅炉满水B.轴封供汽温度过低C.负荷变化过快D.加热器管束破裂且疏水不畅7.汽轮机监视段压力是指（）。A.调节级后压力B.第一级抽汽压力C.排汽压力D.主汽门前压力8.在汽轮机滑参数停机过程中，主蒸汽温度的下降速度应控制在（）℃/min以内。A.1B.2C.5D.109.汽轮机危急保安器（超速保护）通常设定在额定转速的（）动作。A.105%~110%B.110%~112%C.115%~120%D.120%以上10.汽轮机转子的晃度（弯曲度）测量应在（）进行。A.盘车状态下B.额定转速下C.静止状态D.带负荷状态下11.低压缸排汽温度过高，排汽缸及轴承座会受热膨胀，这将导致（）。A.机组中心线抬高B.机组中心线降低C.转子产生永久弯曲D.凝汽器铜管胀口松动12.汽轮机油系统中，EH油主要用于（）。A.轴承润滑B.盘车装置驱动C.调节保安系统及主汽门、调门驱动D.顶轴装置13.汽轮机变负荷运行时，采用滑压运行方式的主要优点是（）。A.负荷响应速度快B.部分负荷下热经济性高C.调节级不易损坏D.给水泵功耗小14.汽轮机热膨胀死点的设置是为了（）。A.限制汽缸膨胀B.确保汽缸定向自由膨胀，防止中心偏移C.便于测量膨胀值D.增加机组强度15.当汽轮发电机组发生轴承油膜振荡时，其振动频率通常等于（）。A.工频（50Hz）B.2倍频（100Hz）C.临界转速对应的频率D.1/2倍频（25Hz）16.汽轮机主蒸汽管道的暖管目的是为了（）。A.提高主蒸汽压力B.降低主蒸汽温度C.减少热冲击和热应力，防止管道水击D.增加蒸汽流量17.大功率汽轮机高中压转子通常采用（）。A.套装叶轮转子B.整锻转子C.焊接转子D.组合转子18.汽轮机停机后，盘车装置连续运行的主要目的是（）。A.冷却轴瓦B.防止转子弯曲，均匀冷却缸体C.带动转子惰走D.建立润滑油压19.在汽轮机运行中，轴向位移增大超过规定值时，保护装置动作，其原因是（）。A.推力轴承磨损B.蒸汽流量增加C.真空降低D.调节级压力降低20.凝汽器的最佳真空是指（）。A.极限真空B.提高真空使汽轮机收益等于循环水泵功耗增加时的真空C.设计真空D.最大可能真空[答案]1.B2.B3.C4.C5.A6.C7.A8.B9.B10.A11.A12.C13.B14.B15.C16.C17.B18.B19.A20.B二、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有两项或两项以上是符合题目要求的。多选、少选、错选均不得分）1.汽轮机启动前，必须投入联锁保护的项目包括（）。A.轴向位移保护B.低真空保护C.低油压保护D.超速保护2.造成汽轮机组振动过大的原因可能有（）。A.转子质量不平衡B.转子弯曲C.油膜振荡D.汽缸膨胀不均匀3.汽轮机甩负荷后，转速飞升过高的原因通常包括（）。A.调节系统迟缓率过大B.调节汽门卡涩或关闭不严C.抽汽逆止门不严D.危急保安器拒动4.汽轮机发生水冲击或冷蒸汽进入汽缸时的象征有（）。A.推力瓦温度急剧升高B.轴向位移增大C.机组声音异常D.主汽门、调门杆或法兰结合面冒白汽5.影响汽轮机相对内效率的因素包括（）。A.级内反动度B.速比E.叶片高度F.级内间隙漏汽6.汽轮机停机过程中的强制冷却方法有（）。A.空气冷却B.水冷却C.蒸汽冷却D.喷油冷却7.汽轮机润滑油温过高会带来哪些危害？（）A.油膜变薄，承载能力下降B.油质加速老化C.轴承乌金可能熔化D.机组振动减小8.汽轮机滑参数启动的特点有（）。A.热应力小B.启动时间短C.经济性好D.操作复杂9.汽轮机调节级的工作特点是（）。A.承担最大的焓降B.部分进汽C.最易发生水蚀D.工作温度最高10.为防止汽轮机大轴弯曲，在停机后应注意（）。A.及时投入连续盘车B.监测汽缸上下温差C.严禁停运盘车装置D.检查转子偏心度[答案]1.ABCD2.ABCD3.ABCD4.ABCD5.ABCD6.AC7.ABC8.ABCD9.ABD10.ABCD三、判断题（本大题共15小题，每小题1分，共15分。请判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”）1.汽轮机在升速过程中，通过临界转速时，振动会暂时增大，这是正常现象，只要不超过规定值即可。（）2.汽轮机的胀差是指转子与汽缸之间的相对膨胀差值。（）3.凝汽器真空越高，汽轮机运行的经济性一定越好。（）4.汽轮机危急遮断器注油试验的目的是为了活动危急遮断器，防止卡涩。（）5.汽轮机热态启动时，应根据高压缸调节级金属温度选择热态启动曲线。（）6.汽轮机主油泵通常由汽轮机主轴直接驱动，因此在盘车状态下也能建立足够的油压。（）7.汽轮机运行中，当发现轴向位移增加时，应立即检查推力轴承温度和回油温度。（）8.轴封供汽压力过低会导致空气漏入汽轮机，破坏真空。（）9.汽轮机变工况运行时，调节级后的压力与蒸汽流量成正比。（）10.机组发生振动故障时，只要振动未超过跳闸值，就可以继续运行，无需处理。（）11.汽轮机滑压运行时，所有调节汽门均处于全开状态。（）12.汽轮机停机后，若盘车电流异常增大，说明可能发生了动静摩擦或油温过低。（）13.低压缸喷水减温装置是在排汽温度高时投入，以保护低压缸末级叶片。（）14.汽轮机的临界转速只与转子的质量和刚度有关，与支承特性无关。（）15.汽轮机在额定工况下运行时，凝汽式汽轮机的最末几级通常处于湿蒸汽区。（）[答案]1.√2.√3.×4.√5.√6.×7.√8.√9.√10.×11.√12.√13.√14.×15.√四、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分。请将正确的答案填在横线上）1.汽轮机转子按制造工艺可分为套装转子、整锻转子、__________和组合转子。2.汽轮机启动过程中，必须控制金属的__________和__________在允许范围内，以保证机组安全。3.汽轮机热应力的大小主要取决于__________的大小。4.汽轮机运行中，监视段压力的异常升高通常预示着通流部分__________。5.汽轮机滑压运行是指在保持调节汽门__________（或基本不变）的情况下，通过改变主蒸汽压力来改变负荷的运行方式。6.凝汽设备的任务是建立并维持__________，回收凝结水。7.汽轮机调节系统的静态特性曲线的斜率反映了系统的__________。8.汽轮机停机后，转子静止时的瞬间偏心度应不超过__________mm。9.汽轮机叶片的振型中，__________振型频率最低，最易发生共振。10.供热式汽轮机通常采用__________调节来满足热负荷和电负荷的需求。[答案]1.焊接转子2.温差；温升（或温降）率3.温差4.结垢（或堵塞）5.全开6.汽轮机背压（或真空）7.速度变动率（或不等率）8.0.05（或0.03，视具体机组标准）9.切向（或A型）10.牵连（或调压）五、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分。要求简明扼要，条理清晰）1.简述汽轮机冷态启动过程中，控制暖机转速和暖机时间的原则。2.什么是汽轮机的“惰走”曲线？通过分析惰走曲线可以判断哪些设备状况？3.汽轮机运行中，轴向位移增大的原因有哪些？4.简述汽轮机发生水冲击时的紧急处理措施。5.为什么汽轮机在停机后必须立即投入盘车？6.简述凝汽器真空下降对汽轮机运行的危害及常见原因。[答案]1.简述汽轮机冷态启动过程中，控制暖机转速和暖机时间的原则。答：暖机的主要目的是使转子、汽缸受热均匀，减小热应力，防止变形。原则如下：（1）暖机转速通常选择在临界转速以下，避开共振区，一般中速暖机（如1000~1200r/min）和高速暖机（如2000~2400r/min）。（2）暖机时间应根据汽轮机金属温升率、温差及胀差情况决定。当金属温升率、温差在允许范围内，且胀差稳定、振动正常时，即可结束暖机升速。（3）必须保证调节级金属温度和转子温度达到一定水平，且各部件温差减小，方可通过临界转速。2.什么是汽轮机的“惰走”曲线？通过分析惰走曲线可以判断哪些设备状况？答：汽轮机打闸停机后，转子在阻力作用下转速随时间降低的过程称为惰走。描述转速与时间关系的曲线称为惰走曲线。通过分析惰走曲线可以判断：（1）动静部分是否有摩擦：若惰走时间明显缩短，说明存在摩擦。（2）轴承工作状况：若惰走时间急剧缩短，可能是轴瓦烧损或润滑油中断。（3）主汽门或调节汽门严密性：若打闸后转速不下降或下降极慢，说明阀门有泄漏。（4）叶片或通流部分状况：若通流部分损坏，阻力可能变化，影响惰走时间。3.汽轮机运行中，轴向位移增大的原因有哪些？答：（1）负荷骤增：蒸汽流量增加，轴向推力增大。（2）水冲击：蒸汽带水进入汽轮机，造成轴向推力急剧增大。（3）推力轴承磨损：乌金磨损导致间隙增大，虽然推力本身未变，但位移指示变大。（4）凝汽器真空降低：排汽压力升高，末级焓降减小，反动度变化，可能导致轴向推力改变。（5）通流部分结垢：特别是调节级结垢，压力升高，改变推力平衡。（6）叶片断落：破坏转子轴向力平衡。4.简述汽轮机发生水冲击时的紧急处理措施。答：水冲击是汽轮机最严重的事故之一，必须立即破坏真空紧急停机。（1）立即打闸，关闭主汽门和调节汽门。（2）开启汽轮机本体及管道所有疏水门，进行充分疏水。（3）倾听机内声音，测量振动和轴向位移，记录惰走时间。（4）若转子惰走正常，真空未破坏，可维持真空；若动静摩擦严重，应立即破坏真空。（5）检查推力瓦温度和回油温度。（6）确信缸内无积水、未造成设备损坏前，严禁重新启动。5.为什么汽轮机在停机后必须立即投入盘车？答：（1）防止转子弯曲：停机后汽缸内部温度仍然很高，若转子静止不动，由于上下缸温差，转子会因受热不均产生热弯曲。盘车可使转子连续旋转，消除温差。（2）均匀冷却：使转子、汽缸及轴承均匀冷却，减少热应力和变形。（3）建立油膜：盘车时顶轴油和润滑油建立，防止轴瓦损伤。（4）便于检查：通过盘车电流和声音可以判断动静部分是否有摩擦。6.简述凝汽器真空下降对汽轮机运行的危害及常见原因。答：危害：（1）降低汽轮机经济性：理想焓降减小，作功能力下降，汽耗率增加。（2）轴向推力增大：可能导致推力瓦过载。（3）排汽温度升高：导致低压缸膨胀变形，中心改变，引起振动；凝汽器铜管膨胀松弛。（4）出力受限：为保证安全，往往需要限制负荷。常见原因：（1）真空系统严密性差（漏空气）。（2）循环水泵故障（水量中断或减少）。（3）凝汽器铜管结垢或堵塞。（4）抽汽器或真空泵工作不正常。（5）凝结水泵故障，水位过高淹没铜管。（6）轴封供汽压力不足或中断。六、计算题与分析题（本大题共3小题，共55分。要求计算过程清晰，公式准确，分析透彻）1.（15分）某凝汽式汽轮机，额定功率=300MW，主蒸汽流量=1000t/h，主蒸汽焓=3400kJ/kg，排汽焓=2300（1）计算该汽轮机的绝对电效率。（2）计算该汽轮机的热耗率q。（3）若由于某种原因，主蒸汽流量下降至800t/h2.（20分）某汽轮机采用喷嘴调节配汽，共有4个调节汽门。在设计工况下，4个调节汽门全开。假设调节级后压力与蒸汽流量G成正比（即∝G）。（1）简述喷嘴调节的原理及其在变工况时的特点。（2）当负荷降低，前3个调节汽门全开，第4个调节汽门部分开启时，调节级后压力变化如何？此时通过第4个调节汽门的相对流量与压比之间存在什么关系？（可简要描述或写出公式）（3）分析喷嘴调节汽轮机在低负荷（部分进汽度减小）时，调节级动叶可能产生何种交变应力及危害？3.（20分）一台300MW汽轮发电机组在运行中监测到低压转子轴承振动（垂直方向）突然增大，工频振动幅值达到120μm，相位发生变化。同时，低压缸后轴承回油温度由65℃上升至75℃，且胀差指示由正值向负值方向变化。请根据上述现象，综合分析可能发生的故障类型，阐述故障机理，并提出运行处理建议。[答案]1.（15分）解：（1）计算绝对电效率：汽轮机的绝对电效率定义为发电机输出功率与蒸汽在锅炉中吸收的热量之比。公式为：=或者通过效率连乘计算：=其中为汽轮机相对内效率。先计算相对内效率：=则绝对电效率：=（注：若直接用功率和热量比计算，需注意单位统一，=kg/s（2）计算热耗率q：热耗率q定义为每发出1kWh电所消耗的热量。q代入数据：=qq或者使用公式q=（注：此处因计算中间过程取舍，结果略有差异，标准公式为q=采用q=（3）估算流量为800t/h时的功率：假设效率不变，功率与流量成正比。=答：（1）绝对电效率约为48.51%；（2）热耗率约为7420.6kJ/kWh；（3）此时功率约为240MW。2.（20分）答：（1）喷嘴调节原理：喷嘴调节是通过多个调节汽门依次控制对应的喷嘴组（调节级）来实现的。特点：在变工况时，通过改变开启调节汽门的数量（即改变部分进汽度）来控制进汽面积，从而改变蒸汽流量。只有最后一个部分开启的调节汽门中的蒸汽才有节流损失，全开的调节汽门无节流。因此在部分负荷下，喷嘴调节的节流损失小于节流调节，经济性较好。但调节级动叶在部分进汽工况下受到部分进汽引起的鼓风损失和斥汽损失。（2）调节级后压力变化：根据弗留格尔公式（对于级组），在级组未达到临界状态时，级组前后压力与流量成正比。=（当背压较低时，可近似认为正比关系）。当前3个全开，第4个部分开启时，调节级后压力随总流量G的减小而降低。对于第4个调节汽门（部分开启），其流量与该阀后压力（即调节级后压力）及阀前压力的关系服从椭圆公式（或斯托多拉圆锥体流动公式）：=即相对流量取决于压比/。随着阀门开度减小，流通能力减弱。（3）低负荷时交变应力及危害：在喷嘴调节中，低负荷时部分进汽度e减小。调节级动叶每旋转一周，会通过喷嘴组的工作区（有汽流）和非工作区（无汽流）。当动叶进入非工作区时，没有蒸汽推动做功，且可能产生鼓风摩擦；当动叶再次进入工作区时，突然受到蒸汽冲击力。这种周期性的蒸汽冲击力的变化，会在动叶上产生交变应力。危害：长期在低负荷运行，这种交变应力可能导致动叶产生疲劳裂纹，甚至造成叶片断裂事故。此外，部分进汽还会导致调节级后温度场不均，引起转子热弯曲。3.（20分）答：故障分析：根据振动（工频为主，幅值大，相位变）、轴承回油温度升高、胀差向负值变化（转子收缩快于