汽机基础知识60问

静看天下岁月 2017-04-22

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1. 什么是凝汽器的极限真空？

当蒸汽在末级叶片中的膨胀达到极限时，所对应的真空称为极限真空，或称之为临界真空。

2. 什么是凝汽器的最佳真空？

提高凝汽器真空，使汽轮机功率增加与循环水泵多耗功率的差数为最大时的真空值，称为凝汽器的最有佳真空（即最经济真空）。

3. 泵的主要性能参数有哪些？并说出其定义和单位。

1）扬程:单位重量液体通过泵后所获得的能量。用H表示，单位为m。

2）流量:单位时间内泵提供的液体数量。有体积流量Q，单位为m3／s。有质量流量G，单位为kg／s。

3）转速:泵每分钟的转数。用n表示，单位为r／min。

4）轴功率:原动机传给泵轴上的功率。用P表示，单位为kW。

5）效率:泵的有用功率与轴功率的比值。用η表示。它是衡量泵在水力方面完善程度的一个指标。

4. 什么叫金属的低温脆性转变温度？

低碳钢和高强度合金钢在某些温度下有较高的冲击韧性，但随着温度的降低，其冲击韧性将有所下降。冲击韧性显著下降时，即脆性断口占试验断口50%时的温度，称为金属的低温脆性转变温度。

5. 什么是高压加热器的上、下端差？上端差过大、下端差过小有什么危害？

1）上端差是指高压加热器抽汽饱和温度与给水出水温度之差。下端差是指高加疏水与高加进水的温度之差。

2）上端差过大，为疏水调节装置异常，导致高加水位高，或高加泄漏，减少蒸汽和钢管的接触面积，影响热效率，严重时会造成汽机进水。

3）下端差过小，可能为抽汽量小，说明抽汽电动门及抽汽逆止门未全开。或疏水水位低，部分抽汽未凝结即进入下一级，排挤下一级抽汽，影响机组运行经济性，另一方面部分抽汽直接进入下一级，导致疏水管道振动。

6. 何谓水锤（水击）？如何防止？

在压力管路中，由于液体流速的急剧变化，从而造成管中的液体压力显著、反复、迅速地变化，对管道有一种“锤击”的特征，这种现象称为水锤（水击）。

为了防止水锤现象的出现，可采取增加阀门起、闭时间。尽量缩短管道的长度。在管道上装设安全阀门或空气室。以限制压力突然升高或压力降得太低。

7. 什么是热冲击？

由于急剧加热或冷却，使物体在较短的时间内产生大量的热交换，温度发生剧烈的变化时，该物体就要产生冲击热应力，这种现象称为热冲击。

8. 什么是热应力？

温度的变化能引起物体膨胀或收缩，当膨胀或收缩受到约束，不能自由的进行时，物体内部就会产生应力，这样的应力通常称为热应力。

9. 什么是汽轮机膨胀的“死点”？

汽缸的“死点”，即是汽缸的固定点。“死点”固定不动，汽缸以该点为基准向前后左右膨胀（或收缩）滑动。一般在汽缸纵销中心线与横销中心线的交点处。

10. 什么叫中间再热循环？

中间再热循环就是把汽轮机高压缸内做了功的蒸汽引到锅炉的中间再热器重新加热，使蒸汽的温度又得到提高，然后再引到汽轮机中压缸内继续做功，最后的乏汽排入凝汽器。这种热力循环称中间再热循环。

11. 《防止电力生产重大事故的25项重点要求》中，与汽轮机有关的有哪几条？

1）防止汽轮机超速和轴系断裂事故。

2）防止汽轮机大轴弯曲和轴瓦烧瓦事故。

3）防止火灾事故。

4）防止压力容器爆破事故。

5）防止全厂停电事故。

12. 什么情况下容易造成汽轮机热冲击？

1）启动时蒸汽温度与金属温度不匹配。如果启动时蒸汽与汽缸的温度不相匹配，或者未能控制一定的温升速度，则会产生较大的热冲击。

2）极热态启动时造成的热冲击。单元制大机组极热态启动时，由于条件限制，往往是在蒸汽参数较低情况下冲转，这样在汽缸、转子上极易产生热冲击。

3）负荷大幅度变化造成的热冲击。汽轮机突然甩去大部分负荷时，蒸汽温度下降较大，汽缸、转子受冷而产生较大热冲击。而在短时大幅度加负荷时，蒸汽温度升高（放热系数增加很大），短时间内蒸汽与金属间有大量热交换，产生的热冲击更大。

4）汽缸、轴封进水造成的热冲击。冷水进入汽缸、轴封体内，强烈的热交换造成很大的热冲击，往往引起金属部件变形。

13. 汽轮机启、停和工况变化时，哪些部位热应力最大？

高压缸的调节级处，再热机组中压缸的进汽区。

高压转子在调节级前后的汽封处、中压转子的前汽封处等。

14. 为什么排汽缸要装喷水降温装置？

在汽轮机冲转、空载及低负荷时，蒸汽流通量很小，不足以带走蒸汽与叶轮摩擦产生的热量，从而引起排汽温度和排汽缸温度的升高。排汽缸产生较大的变形，破坏了汽轮机动、静部分中心线的一致性，严重时会引起机组振动或其它事故。所以，大功率机组都装有排汽缸喷水降温装置。

小机组没有喷水降温装置，应尽量避免长时间空负荷运行而引起排汽缸温度超限。

15. 防止叶轮开裂和主轴断裂应采取哪些措施？

1）确保制造质量。制造厂对材料质量应提出严格要求，加强质量检验工作。要防止表面及内部出现裂纹，加强设备监督。

2）加强运行维护管理。运行中尽可能减少启、停次数，严格控制升速和变负荷速度，以减少设备热疲劳和微观缺陷发展引起的裂纹，要严防超压、超温运行，特别是要防止严重超速。

16. 运行中高加突然解列，汽轮机的轴向推力如何变化？

正常运行中，高加突然解列时，原用以加热给水的抽汽进入汽轮机后面继续做功，汽机负荷瞬间增加，汽机监视段压力升高，各监视段压差升高，汽轮机的轴向推力增加。

17. 汽轮机油质水分控制标准是什么？油中进水的主要原因是什么？

汽轮机油质控制标准是控制油中水分≤0.1％。

汽机油中进水的原因主要有：

1）轴封间隙大或汽压过高。

2）冷油器冷却水压力高于油压且冷油器泄漏。

3）油系统停运后冷油器泄漏，造成冷却水泄漏至油侧。

4）油箱排烟风机故障，未能及时将油箱中水汽排出。

18. 调节系统迟缓率过大，对汽轮机运行有什么影响？

1）在汽轮机空负荷时，引起汽轮机的转速不稳定，从而使并列困难。

2）汽轮机并网后，引起负荷的摆动。

3）当机组负荷突然甩至零时，调节汽门不能立即关闭，造成转速突升，引起超速保护动作。如超速保护拒动或系统故障，将会造成超速飞车的恶性事故。

19. 凝汽器胶球清洗收球率低有哪些原因？

1）活动式收球网与管壁不密合，引起“跑球”。

2）固定式收球网下端弯头堵球，收球网污脏堵球。

3）循环水压力低、水量小，胶球穿越冷却水管能量不足，堵在管口。

4）凝汽器进口水室存在涡流、死角，胶球聚集在水室中。

5）管板检修后涂保护层，使管口缩小，引起堵球。

6）新球较硬或过大，不易通过冷却水管。

7）胶球比重太小，停留在凝汽器水室及管道顶部，影响回收。胶球吸水后的比重应接近于冷却水的比重。

20. 高加水位高三值时，保护动作内容有哪些？

高加水位高三值时，高加解列，危急疏水门全开，给水自动切至旁路，抽汽电动门、抽汽逆止门联锁关闭。

31. 为什么超速试验时要特别加强对汽压、汽温的监视？

超速试验是一项非常严肃、紧张的操作，超速试验时，汽压汽温的变化，都会使过热蒸汽的过热度下降，易发生水冲击事故。

32. 汽轮机主蒸汽温度不变时主蒸汽压力升高有哪些危害？

1）机组的末几级的蒸汽湿度增大，使末几级动叶片的工作条件恶化，水冲刷加重。对于高温高压机组来说，主蒸汽压力升高0.5MPa，其湿度增加约2%。

2）调节级焓降增加，将造成调节级动叶片过负荷。

3）会引起主蒸汽承压部件的应力增高，将会缩短部件的使用寿命，并有可能造成这些部件的变形，以至于损坏部件。

33. 汽轮机真空下降有哪些危害？

1）排汽压力升高，可用焓降减小，不经济，同时使机组出力降低。

2）排汽缸及轴承座受热膨胀，可能引起中心变化，产生振动。

3）排汽温度过高可能引起凝汽器冷却水管松弛，破坏严密性。

4）可能使纯冲动式汽轮机轴向推力增大。

5）真空下降使排气的容积流量减小，对末几级叶片工作不利。末级要产生脱流及旋流，同时还会在叶片的某一部位产生较大的激振力，有可能损坏叶片，造成事故。

34. 多级冲动式汽轮机轴向推力由哪几部分组成？

1）动叶片上的轴向推力。蒸汽流经动叶片时其轴向分速度的变化将产生轴向推力，另外级的反动度也使动叶片前后出现压差而产生轴向推力。

2）叶轮轮面上的轴向推力。当叶轮前后出现压差时，产生轴向推力。

3）汽封凸肩上的轴向推力。由于每个汽封凸肩前后存在压力差，因而产生轴向推力。

4）各级轴向推力之和是多级汽轮机的总推力。

35. 简答汽轮机组停机后造成汽轮机进水、进冷汽（气）的原因可能来自哪些方面？

1）锅炉和主蒸汽系统。

2）再热蒸汽系统。

3）抽汽系统。

4）轴封系统。

5）凝汽器。

6）汽轮机本身的疏水系统。

36. 简述汽轮机轴瓦损坏的主要原因。

1）轴承断油。

2）机组强烈振动。

3）轴瓦制造不良。

4）油温过高。

5）油质恶化。

37. 汽轮机调节系统的任务是什么？

汽轮机调节系统的任务是使汽轮机的输出功率与外界负荷保持平衡。即当外界负荷变化、电网频率（或机组转速）改变时，汽轮机的调节系统相应地改变汽轮机的功率，使之与外界负荷相适应，建立新的平衡，并保持转速偏差不超过规定。

另外，在外界负荷与汽轮机输出功率相适应时，保持汽轮机稳定运行。当外界（电网）故障造成汽轮发电机甩掉负荷时，调节系统关小汽轮机调速汽门，控制汽轮机转速升高值低于危急保安器动作值，保持汽轮机空负荷运行。

38. 盘车运行中的注意事项有哪些？

1）盘车运行或停用时手柄方向应正确。

2）盘车运行时，应经常检查盘车电流及转子晃动值。

3）盘车运行时应确保一台顶轴油泵运行。

4）汽缸温度高于200℃，因检修需要停盘车，应按规定时间定期盘动转子180°。

5）定期盘车改为连续盘车时，其投用时间要选择在二次盘车之间。

6）应经常检查各轴瓦油流正常，油压正常，系统无漏油。

39. 汽轮机在什么情况下应做超速试验？

1）机组大修后。

2）危急保安器解体检修后。

3）机组在正常运行状态下，危急保安器误动作。

4）停机备用一个月后，再次启动。

5）甩负荷试验前。

6）机组运行2000h后无法做危急保安器注油试验或注油试验不合格。

40. 汽轮发电机组的振动有哪些危害？

1）汽轮发电机组的大部分事故，甚至比较严重的设备损坏事故，都是由振动引起的，机组异常振动是造成通流部分和其他设备元件损坏的主要原因之一。

2）机组的振动，会使设备在振动力作用下损坏。

3）长期振动会造成基础及周围建筑物产生共振损坏。

41. 电力系统的主要技术经济指标是什么？

1)发电量、供电量、售电量和供热量。

2)电力系统供电（供热）成本。

3)发电厂供电（供热）成本。

4)火电厂的供电（供热）的标准煤耗。

5)水电厂的供电水耗。

6)厂用电率。

7)网损率（电网损失电量占发电厂送至网络电量的百分比）。

8)主要设备的可调小时。

9)主要设备的最大出力和最小出力。

42. 什么是抗乳化度？什么叫闪点？

抗乳化度是油能迅速地和水分离的能力，它用分离所需的时间来表示。良好的汽轮机油抗乳化度不大于8min，油中含有机酸时，抗乳化度就恶化、增大。

闪点是指汽轮机油加热到一定温度时部分油变为气体，用火一点就能燃烧，这个温度叫做闪点（又称引火点），汽轮机的温度很高，因此闪点不能太低，良好的汽轮机油闪点应不低于180℃。油质劣化时，闪点会下降。

43. TSI的中文含义是什么？有什么功能？

TSI中文含义为汽轮机监视仪表，其功能为对汽轮机转子的串轴、相对膨胀、绝对膨胀、轴承振动、轴挠度、转速、轴偏心、零转速等进行监测，并对测量值进行比较判断，超限时发出报警信号和停机信号。

44. ETS的中文含义是什么？有什么功能？

即危急遮断系统。其功能为当机组运行参数超过安全运行极限，（真空低，润滑油压低，EH油压低，串轴大，超速等）ETS使各蒸汽阀门上的油动机中的压力油泄掉，迅速关闭全部阀门以保证机组安全。该系统采用了双路并串联逻辑电路，可避免误动作及拒动作，提高了系统可靠性。

45. 何谓汽轮机的合理启动方式？

汽轮机的启动过程，是一个对汽轮机各金属部件的加热过程。在启动过程中，如果温升率控制不好，使金属部件急剧加热，就会使各部件产生较大热应力、热变形，使动、静部分膨胀不均而产生胀差，造成部件寿命降低，甚至损坏部件。

所谓合理的启动方式，就是寻求合理的加热方式，使机组各部件的热应力、热变形、汽缸和转子的胀差及转动部分的振动均控制在允许的范围内，尽快地把机组的金属温度均匀地升高到工作温度。

46. 何谓调汽门的重叠度？为什么要有重叠度？

当汽轮机进汽采用喷嘴调节时，前一个调汽门还尚未完全开启时，另一个汽门就开启，这就是调汽门的重叠度。调汽门的重叠度一般为10％，即前一个调汽门开到90％时，第二个调汽门就动作开启。

若调汽门没有重叠度，执行机构的特性曲线就有波折，那么调速系统的静态特性曲线也不是一条平滑的曲线，这样，调速系统动作就不平稳，所以调汽门要有重叠度。

47. 何谓油膜振荡现象？什么情况下会发生油膜振荡？

旋转的轴颈在滑动的轴承中带动润滑油高速流动，在一定条件下，高速油流反过来激励轴颈，产生一种强烈的自激振动现象，这种现象即为油膜振荡现象。

油膜振荡只在转速高于第一临界转速的2倍时才能发生。所以，转子的第一临界转速越低，其支撑轴承发生油膜振荡的可能性越大。

48. 何谓强迫振动？它主要有什么特点？

在外力激励下强迫发生的振动称为强迫振动。其主要特点是振动频率等于外来激振力的频率或为激振力频率的整倍数。当激振力的频率和振动系统的固有频率相符时，系统将发生共振。部件所呈现的振幅与作用在该部件上的激振力成正比。

49. 何谓自激振动？

自激振动是振动系统通过本身的运动，不断地向振动系统内馈送能量，它与外界激励无关，完全依靠本身的运动来激励振动。自激振动的频率与转子的工作转速不符，而且与转速无线性关系，一般低于工作频率，与转子第一临界转速相符合。

50. 何谓汽轮机的寿命管理？

根据汽轮机在正常运行、启、停、甩负荷等其他异常工况运行对汽轮机的寿命损伤特性，进行规划和合理分配汽轮机寿命，做到有计划的管理，以达到汽轮机预期的使用寿命。在寿命管理中不应单纯追求长寿，而要全面考虑节能、效益及电网的紧急需要。

51. 什么是二次调频？

二次调频的作用是在电网负荷发生变化时，达到新的供求平衡以维持频率稳定。这主要是靠调整调速汽门的开度变化，来改变发电机组的功率以恢复电网正常频率。一次调频是暂态的，即电网负荷变化后，二次调频还来不及充分保证电网功率的供求平衡时，暂时由一次调频来保证频率不致变化过大而造成严重后果。当二次调频跟上后，使电网频率恢复正常，这时一次调频卸掉，其作用消失。

52. 轴封加热器为什么设置在凝结水再循环管路的前面？

在机组点火启动初期，由于锅炉上水不是连续的，这就必然使除氧器上水也不能连续，而此时已经有疏水排入凝汽器，凝汽器必然要建立真空，轴封供汽必须投入，为了使轴封回汽能够连续被冷却，这就使轴封冷却器必然设在凝结水再循环管路前面。

53. EH油再生装置的组成及作用？

组成：由纤维过滤器和硅藻土过滤器两部分组成。

作用：纤维过滤器去除ＥＨ油中杂质，硅藻土过滤器去除ＥＨ油中水分，使ＥＨ油保持中性。

54. EH油系统由哪些设备组成？

由供油装置、抗燃油再生装置及油管路系统组成。

供油装置由油箱、油泵、控制块、滤油器、磁性过滤器、溢流阀、蓄能器、冷油器、EH端子箱和一些对油压、油温、油位的报警、指示和控制的设备以及一套自循环滤油系统和自循环冷却系统组成。

抗燃油再生装置主要由硅藻土滤器和精密滤器组成。

油管路系统主要由一套油管和四个高压蓄能器组成。

55. 简介DEH系统组成及功能？

该系统包括电子控制柜，操作显示盘，CRT数据显示屏幕，打字机和高压抗燃油系统（简称EH）。

其主要功能是按操作员或自动启动装置给出的指令来控制主汽阀、再热汽阀、调节阀的开关及开度，使机组按一定要求升、降速或升降负荷实现机组运行中的各种要求，DEH装置按受转速，功率及第一级压力的实际信号，对机组的转速、功率、蒸汽流量，实行闭环调节，此外ＤＥＨ还有阀门管理、转子应力计算、参数监视显示、超速保护，自启停控制等多种功能。ＥＨ系统是向各阀门单独配置的油动机提供所需的高压抗燃油的系统。

56. 发电机冷却设备的作用是什么？

汽轮发电机运行时和其他电机一样要产生能量损耗，主要为涡流损失。这部分损耗功率在电机内部转变为热量，因而使电机转子和定子线圈发热。为了不使发电机线圈的绝缘材料因温度过高而降低其绝缘程度，引起绝缘损坏，就必须不断地排出这些由于损耗而产生的热量。

发电机冷却设备的作用，正是在于排出发电机电磁损耗而产生的热量，以保证发电机在允许的温度下正常运转。

57. 低压轴封供汽减温装置的作用是什么？

低压汽封减温器用于降低低压汽封供汽温度。低压汽封蒸汽温度维持在121℃～170℃之间，以防止汽封体可能的变形和损坏汽轮机转子，使喷水系统投入的温度在一个低压汽封内被感受。进入减温器的蒸汽温度约为260℃或更高的情况下，用此系统就能使汽封蒸汽温度达到121℃～170℃之间，如果温度接近121℃～170℃之间则不需要喷水。