发电厂汽轮机运行技术问答400题

发电厂汽轮机运行技术问答400题内容摘要：

要求。 汽轮机采用隔板套有什么优缺点。 答：⑪ 应有足够的强度和刚度。 ⑫ 有良好的密封性。 采取密封措施。 ⑬ 隔板与转子中心应一致。 要尽量使在运行状态下的隔板中心与转子中心保持一致，采取合理的定位措施。 ⑭ 隔板上的喷嘴汽叶具有良好的流动特性。 ⑮ 结构应简单。 优缺点：高压汽轮机各级的 隔板，通常不直接固定在汽缸上，而是固定在隔板 套上 ，由隔板再固定于汽缸 刚上，采用隔板套可 使级间距离不受和少 受 抽汽 口的影响，从而可以减少汽 轮机的轴向尽 寸，简化汽缸 形状，有利于启动及负荷变化，可在检修时不 翻转大盖。 缺点是将引起汽缸径向尽尺寸增加及法兰厚度增加。 5隔板的机构有哪几种，其优缺点是什么。 答：目前常用隔板有铸造 和焊接两类。 铸造隔板的优点是：制造较容易，成本低。 其缺点是：汽道尺寸精度差，端面较粗糙，因金属 热 强性能差，使用温度也不宜过高（一般小于 300℃），仅用于汽叶尺寸较大的汽轮机低压部分。 焊接隔板的优点是：具有较高的强度和刚度，较好的汔密性，在制造过程中能保持叶片金属的性能及表面质量 ，保证喷嘴有光滑的流道；可采用具有较薄得静叶片，这就更能促进喷嘴效 率的提高；节省材料，制造 也 比较容易。 因此焊接隔板广泛应用于 中、高压参数汽轮机的高中压部分。 5超高参数汽轮机及隔板有哪几种。 其特点是什么。 答：根据隔板所处级的温度和压力差不同，选用了窄喷嘴隔板，焊接喷嘴隔板，铸入喷嘴隔板 三种形式。 窄喷嘴隔板适用于压力差较大的级，此 种 隔板因所受压差较大，所以板体做的特别厚，以保证有足够的强度和刚度。 在喷嘴通道中，为了保证强度还将静叶片做成狭窄型，在喷嘴进气一边连有许多加强筋，更加增强了隔板的强度和刚度。 焊接喷嘴隔板由于隔板的弯曲应力完全通过静叶片传递到 隔板外缘上，并无加强筋加固，因此，静叶片要有足够的强度和刚度，而且使用场合 的压力差不允许过大。 铸入喷嘴隔板，是将成形的静叶片在浇铸隔板 时同时铸入。 此种隔板使用于温度和压力差较低的场合。 5大型机组汽抽夹层冷却（或加热）装置有何作用。 并叙述其工作原理。 答： 汽轮机在带到一定负荷时，内缸的温度较高，为了不使内缸的热量辐射到外缸造成外缸超温， 在夹层中 需要通以冷却气流，另外在启动时，因为 转子重量比汽缸轻，而且接触蒸汽表面积也较大，所以，转子比汽缸容易膨胀 （ 沿轴向伸长 ） ，而汽缸则跟不上转子的膨胀，于是造成胀差，在夹层中若能通以加热蒸汽，这是对 汽缸加热 的 很好措施。 这种加热装置在高、中压缸中各有一套。 高压缸的夹层冷却（或加热）过程； 在正常运行时， 30 千瓦机组高压缸的夹层冷却（或加热） 的低温蒸汽从第六压力级出来（ 20 万千瓦机组是利用一级抽气来供汽），流经夹层，再经过四根进汽 联管四周的螺旋圈，然后由每根 连 接管上的两根小管子将这股汽流通过两只调节门送入高压缸排汽管。 在启动时，由专门设置的高压加热联箱送来蒸汽，流入螺旋圈及夹层进行加热，最后流入级内。 中压缸夹层冷却（加热）方式与高压缸夹层相同。 只不过是利 用第三级抽汽的蒸汽来冷却，然后由八根小管子经过调节门将蒸汽引向 除氧器。 高、中压缸夹层冷却气流始终流动不息。 5法兰、螺 栓 加热 装置 有何作用，国产机组哪些设有法兰、螺 栓 加热装置。 答：为了减小在机组启动过程中出现的不正常胀差，可在高、中压内外缸夹层内通 以 蒸汽加 热 汽缸，但是仅有这一措施 不够的，由于法兰比汽缸壁厚，螺 栓 与法兰又是局部接触， 因此在流动时汽缸壁温度比法兰温度高，法兰温度又比螺 栓 温度高，三者之间将存在着一定的温差，造成膨胀不一致，在这些部件中产生热应力，严重时将引起塑性变形或拉断螺 栓 ，以及造成水平结合面 翘起和汽缸裂纹现象。 为了减少汽缸、法兰和螺栓之间的温差，缩短启动时间，大功率汽轮机设有法兰和螺栓加热装置。 在机组启、停时对法兰和螺栓进行补充加热或冷却。 目前，国产 51— 50— 3， N100— 90/535,N125— 135/550/550,N200—130/535/535,N300— 130/550/550 机组均设有法兰、螺栓加热装置。 5汽轮机配汽调节有哪几种方式。 各有哪些优缺点。 答：汽轮机的调节方式有三种：节流调节法，喷嘴调节法， 节流 ——喷嘴调节法， 现将其优缺点 分述如下。 节流调节法： 就是全部蒸汽都经过一个或几个同时启、闭调节阀，然后 流向第一级喷嘴，这种配汽方式主要是改变调节汽阀的开度对蒸汽进行节流以改变进汽压力 ，使有用的焓降发生变化，并 相应 改变蒸汽流量，来调整汽轮机的功率的。 采用节流调节时，减少汽轮机功率主要是借助节流作用，负荷越低时，节流损失越大，造成汽轮机相对内效率就越低。 对具有较高真空凝气式汽轮机来说，在很大的流量变化范围内，节流效率下降不多，但对背压 较 高的背压式汽轮机 影响较大。 故背压式汽轮机不宜采用节流调节。 节流调节方式具有结构简单，制造成本低，与喷嘴调节相比较在负 荷变化时级前温度变化较小，对 负荷 变 动 的适应性较好，只有带上额定负荷时，节流气门才完全开启，此时汽轮机效率 最高，也最经济。 这种调节只适用于辅助的小汽轮机，以及担负基本负荷的大型凝气式汽轮机。 喷嘴 调节法： 就是新汽轮机进过几个 依 次启、闭的调节阀通向汽轮机的第一级（调节级）每 个 气阀分别控制一组调节 级 喷嘴 ，调节级都是做成部分进汽的，通常每个开启的调节气阀所控制的流量要比其余的气阀 大些 ，最后开启的 气阀 通常在超负荷时使用。 在设计工况下，除超负荷气阀，所有调节气阀均处于全开 状态 ，故无节流损失。 在低负荷下运行时，汽轮机采用喷嘴调节 比 节流调节的效率高，并 比较稳定。 但在工况变化时，喷嘴调节使机组高压部分蒸汽的温度 变化较大，容易在调节处产生较大的热应力，从而使汽轮机负荷迅速变化的适应性降低。 节流 — 喷嘴调节法： 为了同时发挥 节流调节和喷嘴调节的优点，在一些带基本负荷的大容量机组上采用了节流 — 喷嘴联合调节，即在高负荷时采用喷嘴，低负荷时转为节流调节。 采用这种调节方式能够减小调节级汽室中蒸汽温度 变化的幅度，大大减小了工况变动时调节级室温度的变化的程度，从而提高了调节负荷的快速性和安全性。 5汽轮机 转子有哪些型式和特点。 答： 汽轮机转子按形状可分为转轮型和转股型两种，冲动式汽轮机常采用 转轮型转子，反动式汽轮机则采用转鼓型转子。 某些大功率 冲动式汽轮机的低压部分也采用转股型转子。 按制造工艺可分为套装、整锻、组合及焊接转子。 套装转子 的 结构 ： 是将主轴及叶轮分别加工制造，然后将 叶轮热套（过盈配合）在主轴上。 主轴加工成阶梯形，中间直径大，两端直径小，这样不仅有利于减小转子的挠度，而且便于叶轮的套装和定位。 套装转子的优点 ： 是叶轮 和主轴可以单独制造，故锻件小，加工方便，节省材料，容易保证质量，转子部分零件损坏后容易 拆换。 其缺点 是轮孔部分应力部分较大 ，转子的刚性差，特别是在高温下工作时，金属的蠕变容易使叶轮和主轴套装 处产生松动现象。 因此这类转子只适用于中、低压 参数的汽轮机和高参数汽轮机的中、低压部分 ，其工作温度在 400℃以下。 整锻转子的结构 ： 是叶轮和主轴及其它主要零部件是整体毛 坯 加工而成的。 主轴的中心通常钻有中心孔 ，其作用是：⑪去掉锻件中残留的杂质及疏松部分。 ⑫用来检查锻件的质量。 ⑬减轻转子的重量 整锻转子的优点主要有： 叶轮和主轴作成整体，因而不会产生松动，能适应高温工作和快速启动的要求，装配零件少，结构紧凑 刚性较大。 缺点是： 由于锻件尺寸大，要求有生产大型锻件的技术和设备，工艺及技术检验比较复杂，材料损耗较大，当转子上零部件损坏时更换困难， 甚至造成整个转子报废以及整锻转子加工制造周期较长等。 组合转子的结构是在同一转上高压部分采用整锻结构中，低压部分采用套 装 结构 ，这种结构优点是兼顾了两种转子的优点，因而广泛用于高参数，中等功率的汽轮机上。 焊接转子的结构是由 若干实心轮盘和端轴拼合 焊接而成。 优点：不存在松动问题，采用实心轮盘 强度大，不需要叶轮轮毂，结构紧凑，轮盘和转子可单独制造，材料 利用合理 ， 加工方便且容易保证质量。 焊成整体后转子刚性较大，但是，焊接转子要求材料的可焊性好，焊接工艺及检验方法要求高而且比较复杂，因而在一定程度上妨碍了焊接转子的应用，目前我国的 30 万千瓦， 万千瓦汽轮机的低压转子均采用了这种结构。 5叶轮的结构以及在主轴上的固定方式有哪些。 答：叶轮的结构由轮缘、轮体、轮毂三部分组成。 轮体断面型 线有等厚度叶轮、锥形叶轮、双曲线叶轮、等强度叶轮。 叶轮在主轴上固定方法有热套法、径向销钉连接法、锥形开口套筒固 定法、叶轮主轴上定位。 5什么是挠性转子（软轴），什么是刚性转子（硬轴）怎样才能保证转子的工作安全。 答：机组的工作转速可以高于或低于临界转速，工作转速高于临界转速的转子称为挠性转子，工作转速低于临界转速转子称为刚性转子，为了保证转子的工作安全，要求转速必须高于或低于临界转速的 25%— 30%以上，对于挠性转子，在进行操作时，应迅速通过临界转速，否则可能造成转子的损坏。 5汽轮机联轴器有哪些类型。 优缺点有哪些。 答：联轴器又称靠背轮，其作用是连接汽轮机各转子及发电机转子，并传递转矩。 联轴器的形式按其特性可分为刚性、半挠性和挠性三类。 刚性联轴器是由两根轴上的带有凸缘的圆盘（称为对轮）组成，用螺栓将两个对轮紧紧的连接在一起，对轮与轴之间一般用热套加键的方法连接，整锻转子的对轮与轴做成整体结构。 有些刚性联轴器为了使两个转子中心一致，对轮间还采用了止口配合。 刚性联轴器的优点是连接刚性强，传递 转矩大，尺寸小、结构简单、加工方便、工作时不需要润滑、没有噪音。 缺点是工作时传道振动和轴向位移，要求制造精密，中心要求准确。 半挠性 联轴器是由套装在两个轴上的对轮、半挠性波形筒及连接螺栓组成，波形筒在扫转方向是刚性的，在弯曲方向则有一定的挠性。 优点是在工作中能吸收一部分振动，允许两轴中心有少量的偏差，能够传递不大的轴向力，并允许相连两转子间有少量轴向位移，不需润滑及没有噪音。 挠性联轴器，又称为活动联轴器，常用的有齿轮和 蛇形 弹簧式联轴器两种；齿轮式联轴器是活动连接，因而允许稍大的偏心，可以消除或减弱振动传递，不能传递轴向力。 缺点 ：是 结构复杂需要润滑，容易磨损， 而 磨损后或装配质量不佳时产生噪音及振动。 蛇形弹簧结构的联轴器具有允许转子间有 较大的中心和轴向误差，可以避免传递振动和轴向力 等 优点。 缺点：结构复杂，成本较高，运行中需要润滑。 60、汽轮机盘车装置的作用是什么。 有哪些类型。 答 ：在汽轮机冲动转子前或停机以后，人为盘动转子的回转装置，称为盘车装置。 其作用是： ⑪ 防止转子受热不均产生热弯曲而影响再次 启动或损坏设备。 在停机后汽缸上部与下部 之间存在 着温差，在启动冲 转之前一般需要向汽封送气，这些蒸汽进入汽缸后大部分留在汽缸上部，也会造成汽缸上 、 下部之间的温差 ，若转子静止不动就会产生弯曲变形。 因此，必须不停止的盘动转子。 ⑫ 启动前盘动转子，可以用来检查汽轮机 是否具备运行条件（如是否存在动静部分摩擦及主轴弯曲变形是否符合规定等）。 对盘车 装置的要求是既能盘动转子，又能在汽轮机冲转达到一定转速后 自动脱 开 ，停止转动。 盘车装置可分为手动盘车装置 、电动盘车装置及水力盘车装置等三种形式。 手动盘车 装置 仅用于小型汽轮机，电动盘车装置广泛用于大、中型 汽轮机，水力盘车装置仅用于大功率汽轮机。 电动盘车装置有两种，一种具有螺旋轴的电动盘车装置，国产中型汽轮机 万千瓦、 30 万千瓦汽轮机均采用这 种 盘车装置。 6汽轮机设有汽封装置的作用是什么，设有哪些种类的汽封。 答：汽轮机设有三类汽封装置：一是转子穿过汽缸两端处的轴端汽封，简称轴封。 高压端轴封用来防止高压蒸汽漏出汽缸，造成工质和能量损失。 低压端轴封闭用来防止空气漏入汽缸 ，破坏凝汽器真空。 二是为了防止隔板间隙漏汽在 隔板 内孔和转子间设置的隔板汽封。 三是为了减少动叶栅顶部 间 隙漏汽的叶顶汽封。 汽封装置形式很多，但应用最广的要算梳齿 式 汽封。 汽封的结构形式一般可分为曲径汽封（迷路汽封） 、碳精汽封和水封三种。 后两种在现代汽轮机中已很少应用。 梳齿曲径汽封共有两种：一种梳齿 形曲径汽封 ， 是直接在轴套上车有直角凸棱（轴套多用 30 或 35 号钢制成）。 汽封环持有梳齿，分高低两种相 间 排列， 汽封 还一般由 4～ 6 块组成，装在汽封套内。 另 一种梳齿形曲径汽封（又称为 J 型汽封）的梳齿是用弹性镍合金薄片（ 1Cr18Ni9Ti）制成，厚度为 ～ 毫米，用金属丝嵌压在转子上。 这种汽封的优点是 结构简单，紧凑效率高，不易过热（因汽轮片薄 而软， 即发生摩擦产生的热量不多，且易被 蒸汽 带走）其 缺点是梳齿薄，不能承受很大的压力差，如 汽缸内蒸汽压力与大气压差值较大时 ， 则必须相应增加梳齿片数。 纵树形（针叶形）曲径汽封有垂直和水平放置的纵树形梳齿，蒸汽要流经梳齿的 个个间隙 后才能漏过。 总之，曲径汽封无论哪种 ，都能保证汽轮机 动静 部件有关部位得到良好的密封条件，应用范围和结构选择因机组而定。 6汽轮机为什么要设有汽封系统，汽封系统中的均压箱有。