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汽轮机基础知识技术问答docx页内容摘要：

h1－ h2185。 ）或以看出η取决于过热蒸汽焓 h1，排汽焓 h2以及凝结水焓 h2185。 ，而 h1由过热蒸汽的初参数 p t1 决定。 h1和 h2185。 都由参数 p2决定，所以朗肯循环效率取决于过热蒸汽的初参数 p t1和终参数 p2。 毫无疑问：初参数（过热蒸汽压力，温度）提高，其他条件不变，热效率将提高，反 之，则下降；终参数（排汽压力）下降，初参数不变，则热效率提高，反之，则下降。 60．什么叫给水回热循环 把汽轮机中部分做过功的蒸汽抽出，送入加热器中加热给水，这种循环叫给水回热循环。 61．采用给水回热循环的意义是什么。 采用给水回热加热以后，一方面从汽轮机中间部分抽出一部分蒸汽，加热给水提高了锅炉给水温度。 这样可使抽汽不在凝汽器中冷凝放热，减少了冷源损失。 另一方面，提高了给水温度，减少给水在锅炉中的吸热量。 因此，在蒸汽初参数、终参数相同的情况下，采用给水回热循环的热效率比朗肯循环热效率高。 一般回热 级数不止一级，中参数的机组，回热级数 3— 4 级；高参数机组 6— 7 级；超高参数机组不超过 8— 9级。 62．什么叫再热循环。 再热循环就是把汽轮机高压缸已经做了部分功的蒸汽再引入锅炉的再热器，重新加热，使蒸汽温度又提高到初温度，然后再引回汽轮机中、低压缸内继续做功，最后的乏汽排入凝汽器的一种循环。 63．采用中间再热循环的目的是什么。 采用中间再热循环的目的有两个： ⑴降低终湿度：由于大型机组初压的提高，使排汽湿度增加，对汽轮机的末几级叶片侵蚀增大。 虽然提高初温可以降低终湿度，但提高初温度受金属材料耐温性能的 限制，因此对终湿度改善较少；采用中间再热循环有利于终湿度的改善，使得终湿度降到允许的范围内，减轻湿蒸汽对叶片的冲蚀，提高低压部分的内效率。 ⑵提高热效率：采用中间再热循环，正确的选择再热压力后，循环效率可以提高 4%— 5%。 9 64．什么的热电合供循环。 其方式有几种。 在发电厂中利用汽轮机中做过功的蒸汽，（抽汽或排汽）的热量供给热用户，可以避免或减少在凝汽器中的冷源损失，使发电厂的热效率提高，这种同时生产电能和热能的生产过程称为热电合供循环。 热电合供循环中供热汽源有两种：一种是由背压式汽轮机排汽；一种是由调整 抽汽式汽轮机抽汽。 65．何谓换热。 换热有哪几种基本形式。 物体间的热量交换称为换热。 换热有三种基本形式：导热、对流换热、辐射换热。 直接接触的物体各部分之间的热量传递现象叫导热。 在流体内，流体之间的热量传递主要由于流体的运动，使热流体中的一部分热量传递给冷流体，这种热量传递方式叫做以对流换热。 高温物体的部分热能变为辐射能，以电磁波的形式向外发射到接收物体后，辐射能再转变为热能，而被吸收。 这种电磁波传递热量的方式 叫做辐射换热。 66．什么叫稳定导热。 物体各点的温度不随时间而变化的导热叫做稳定导 热。 火电厂中大多数热力设备在稳定运行时其壁面间的传热都属于稳定导热。 67．什么叫导热系数。 导热系数与什么有关。 导热系数是表明材料导热能力大小的一个物理量，又称热导率，它在数值上等于壁的两表面温差为 1℃，壁厚等于 1m 时，在单位壁面积上每秒钟所传递的热量。 导热系数与材料的种类、物质的结构、湿度有关，对同一种材料，导热系数还和材料所处的温度有关。 68．什么叫对流换热。 举出在电厂中几个对流换热的实例。 流体流过固体壁面时，流体与壁面之间进行的热量传递过程叫对流换热。 在电厂中利用对流换热的设备较多，如烟气 流过对流过热器与管壁发生的热交换；在凝汽器中，铜管内壁与冷却水及铜管外壁与汽轮机排汽之间发生的热交换。 69．影响对流换热的因素有哪些。 影响对流换热的因素主要有五个方面： ⑴流体流动的动力。 流体流动的动力有两种：一种是自由流动；一种是强迫流动。 强迫流动换热通常比自由流动换热更强烈。 ⑵流体有无相变。 一般来说对同一种流体有相变时的对流换热比无相变时更强烈。 ⑶流体的流态。 由于紊流时流体各部分之间流动剧烈混杂，所以紊流时，热交换比层流时更强烈。 ⑷几何因素影响。 流体接触的固体表面的形状、大小及流体与固体之间 的相对位置都影响对流换热。 ⑸流体的物理性质。 不同流体的密度、粘性、导热系数、比热容、汽化潜热等都不同，它影响着流体与固体壁面的热交换。 注：物质分固态、液态、气态三相，相变就是指其状态变化。 70．什么叫层流。 什么是紊流。 流体有层流和紊流两种流动状态。 层流是各流体微团彼此平行地分层流动，互不干扰与混杂。 紊流是各流体微团间强烈地混合与掺杂、不仅有沿着主流方向的运动，而且还有垂直于主流方向的运动。 71．层流与紊流各有什么流动特点。 在汽水系统上常遇到哪一种流动。 层流的流动特点：各层间液体互不混杂， 液体质点的运动轨迹是直线或是有规则的平滑曲线。 紊流的流动特点：流体流动时，液体质点之间有强烈的互相混杂，各质点都呈现出杂乱无章的紊乱状态，运动轨迹不规则，除有沿流动方向的位移外，还有垂直于流动方向的位移。 发电厂的汽、水、风、烟等各种管道系统中的流动，绝大多数属于紊流运动。 10 72．什么叫雷诺数。 它的大小能说明什么问题。 雷诺数用符号“ Re”表示，流体力学中常用它来判断流体流动的状态。 Re＝ cd／ν （ 1— 32） 式中 c—— 流体的流速， m／ s； d—— 管道内径， m； ν —— 流体的运动粘度， m2／ s。 雷诺数大于 10000 时表明流体的流动状态是紊流，雷诺数小于 2320 时表明流体的流动状态是层流。 在实际应用中只用下临界雷诺数，对于圆管中的流动， Re＜ 2300 为层流，当 Re＞ 2300为紊流。 73．何谓流量。 何谓平均流速。 它与实际流速不什么区别。 流体流量是指单位时间内通过过流断面的液体数量。 其数量用体积表示，称为体积流量，常用 m3／ s 或 m3／ h 表示；其数量用重量表示，称为重量流量，常用 kg／ s 或 kg／ h表示。 平均流速：是指过流断面上各点流速的算术平均值。 实际流速与平均流速的区别：过流断面上各点的实际流速是不相同的，而平均流速在过流断面上是相等的（这是由于取算术平均值而得）。 74．何谓水锤。 有何危害。 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，对管道中有一种“锤击”的特征，这种现象称为水锤（或叫水击）。 水锤有正水锤和负水锤之分，它们的危害有： 正水锤时，管道中的压力升高，可以超过管中正常压力的几十倍至几百倍，以致管壁产生很大的应力，而压力的 反复变化将引起管道和设备的振动，管道的应力交变变化，将造成管道、管件和设备的损坏。 负水锤时，管道中的压力降低，出会引起管道和设备振动。 应力交递变化，对设备有不利的影响，同时负水锤时，如压力降得过低可能使管中产生不利的真空，在外界压力的作用下，会将管道挤扁。 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的数值或压力降得太低的数值。 75．何谓金属的机械性能。 金属的机械性能是金属材料在外力作用下表现出来的特性。 如弹性、强度、硬度、韧性 和塑性等。 76．什么叫强度。 强度指标通常有哪些。 强度是指金属材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。 强度指标有弹性极限б e、屈服极限б s、强度极限б b。 所谓弹性极限是指材料在外力作用下产生弹性变形的最大应力。 屈服极限是指材料在外力作用下出现塑性变形时的应力。 强度极限是指材料断裂时的应力。 77．什么叫塑性。 塑性指标有哪些。 金属材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力，塑性指标有延伸率和断面收缩率。 78．什么叫变形。 变形过程有哪三个阶段。 金属材料在外力作用下，所引起尺寸和形状的变化称为 变形。 任何金属，在外力作用下引起的变形过程可分为三个阶段： ⑴弹性变形阶段。 即在应力不大的情况下变形量随应力值成正比例增加，当应力去除后变形完全消失。 ⑵弹 塑性变形阶段。 即应力超过材料的屈服极限时，在应力去除后变形不能完全消失，而有残留变形存在，这部分残留变形即为塑性变形。 ⑶断裂。 当应力继续增大，金属在大量塑性变形之后即发生断裂。 79．什么叫刚度和硬度。 11 零件在受力时抵抗弹性变形的能力称为刚度。 硬度是指金属材料抵抗硬物压入其表面的能力。 80．何谓疲劳和疲劳强度。 在工程实际中，很多机器零件所 受的载荷不仅大小可能变化，而且方向也可能变化，如齿轮的齿，转动机械的轴等。 这种载荷称为交变载荷，交变载荷在零件内部将引起随时间而变化的应力，称为交变应力。 零件在交变应力的长期作用下，会在小于材料的强度极限б b甚至小于屈服极限б s的应力下断裂，这种现象称为疲劳。 金属材料在无限多次交变应力作用下，不致引起断裂的最大应力称为疲劳极限或疲劳强度。 81．什么叫热应力。 由于零部件内、外或两侧温差引起的零、部件变形受到约束，而在物体内部产生的应力称为热应力。 82．什么叫热冲击。 金属材料受到急剧的加热和冷却时 ，其内部将产生很大的温差，从而引起很大的冲击热应力，这种现象称为热冲击。 一次大的热冲击，产生的热应力能超过材料的屈服极限，而导致金属部件的损坏。 83．造成汽轮机热冲击的原因有哪些。 汽轮机运行中产生热冲击主要有以下几种原因： ⑴ 起动时蒸汽温度与金属温度不匹配。 一般起动中要求起动参数与金属温度相匹配，并控制一定的温升速度，如果温度不相匹配，相差较大，则会产生较大的热冲击。 ⑵ 极热态起动时造成的热冲击。 单元制机组极热态起动时，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。 ⑶ 负荷大幅度变化造成的热冲击。 额定满负荷工况运行的汽轮机甩去较大部分负荷，则通流部分的蒸汽温度下降较大，汽缸、转子受冷而产生较大热冲击。 突然加负荷时，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。 ⑷ 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。 84．蒸汽对汽轮机金属部件表面的热传递有哪些方式。 蒸汽对汽轮机金属部件表面的热传递有两种方式 ：当金属温度低于蒸汽的饱和温度时，热量以凝结放热方式传递给金属 表面，当金属表面温度等于或高于蒸汽的饱和温度时，热量以对流放热方式传给金属表面。 85．蒸汽与金属表面间的凝结放热有哪些特点。 总的来说，由于凝结放热时热交换是通过蒸汽凝结放出汽化潜热的方式来实现的，故其放热系数一般较大。 凝结放热有两种。 ⑴ 蒸汽在金属表面凝结形成水膜，而后蒸汽凝结时放出的汽化潜热通过水膜传给金属表面，这种方式叫膜状凝结。 冷态起动初始阶段蒸汽对汽缸内表面的放热就是这种方式，其放热系数在 4652～ 17445（ m2 K）之间。 ⑵ 蒸汽在金属表面凝结放热时，不形成水膜则这种凝结方式叫珠状凝结。 冷态起动初始阶段，由于转子旋转的离心力，蒸汽对转子表面的放热属于珠状凝结。 珠状凝结放热系数相当大，一般达膜状凝结放热系数的 15～ 20 倍。 86．蒸汽与金属表面间的对流放热有何特点。 金属的表面温度达到加热蒸汽压力下的饱和温度以上时，蒸汽与金属表面的热传递以对流放热方式进行，蒸汽的对流放热系数要比凝结放热系数小得多。 蒸汽对金属的放热系数不是一个常数，它与蒸汽的状态有很大的关系，高压过热蒸汽和湿蒸汽的放热系数较大。 低压微过热蒸汽的放热系数较小。 87．何谓准稳态点、准稳态区。 在一定的温升率条件下，随着 蒸汽对金属放热时间的增长和蒸汽参数的升高，蒸汽对金属的放热系数不断增大，即蒸汽对金属的放热量不断增加，从而使金属部件内的温差不断加大。 当调节级的蒸汽温度升到满负荷所对应的蒸汽温度时，蒸汽温度变化率为零，此时金属部件内部温差达到最大值，在温升率变化曲线上这一点称为准稳态点，准稳态点附近的区域为准稳态区。 汽轮机起动时进入准稳态区时热应力达到最大值。 12 88．汽轮机起、停和工况变化时，哪些部位热应力最大。 汽轮机起、停和工况变化时，最大热应力发生的部位通常是：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。 89．什么叫热疲劳。 金属零部件被反复加热和冷却时，其内部产生交变热应力，在此交变热应力反复作用下零部件遭到破坏的现象叫热疲劳。 90．什么叫蠕变。 金属材料长期处于高温条件下，在低于屈服点的应力作用下，缓慢而持续不断地增加材料塑性变形的过程叫蠕变。 91．什么叫应力松弛。 金属零件在高温和某一初始应力作用下，若维持总变形不变，则随时间的增加，零件的应力逐渐地降低，这种现象叫应力松弛，简称松弛。 92．何谓汽轮机积盐。 带有各种杂质的过热蒸汽进入汽轮机后， 由于做了功，压力和温度便有所降低，而钠化合物和硅酸在蒸汽中的溶解度便随着压力的降低而减小。 当其中某种物质的携带量大于它在蒸汽中的溶解度时，该物质就会以固态排出。 沉积在蒸汽的通流部分。 沉积的物质主要是盐类，这种现象常称汽轮机积盐。