東北電力大學(xué)汽輪機(jī)寶典

1、汽輪機(jī)的分類：按工作原理分A沖動(dòng)式汽輪機(jī)B反動(dòng)式汽輪機(jī)按熱力特性A凝汽式汽輪機(jī)B背壓式汽輪機(jī)C抽氣式汽輪機(jī)D抽汽背壓式汽輪機(jī)E多壓式汽輪機(jī)按住蒸汽壓力分A低壓汽輪機(jī)B中壓汽輪機(jī)C高壓汽輪機(jī)D超高壓汽輪機(jī)E亞臨界壓力汽輪機(jī)F超臨界壓力汽輪機(jī)G超超臨界壓力汽輪機(jī)按汽流方向分軸流式、輻流式和周流式汽輪機(jī)按汽缸數(shù)單缸、雙缸和多缸汽輪機(jī)按用途分A電站汽輪機(jī)B工業(yè)汽輪機(jī)C船用汽輪機(jī)按布置方式分單軸、雙軸汽輪機(jī)按工作狀態(tài)分固定式和移動(dòng)式汽輪機(jī)。XXXXX 汽輪機(jī)型式（代號(hào)） 額定功率（MW） 蒸汽參數(shù) 變型設(shè)計(jì)序數(shù)N508.83 凝汽式 蒸汽初壓N3001.67538/538 凝汽式 蒸汽初壓/蒸汽初溫/再

2、熱溫度CC123.43/0.98/0.12 抽氣式 蒸汽初壓/高壓抽汽壓力/低壓抽汽壓力B258.8./0.98 背壓式 蒸汽初壓/背壓 CB258.83/1.47/0.49 抽汽背壓式 蒸汽初壓/抽汽壓力/背壓反動(dòng)度汽輪機(jī)級(jí)中反動(dòng)力所占的比例，即蒸汽愛動(dòng)葉中膨脹程度的大小，常用級(jí)的反動(dòng)度表示，它等于蒸汽在動(dòng)葉柵中膨脹時(shí)的理想比焓降hb和整個(gè)級(jí)的滯止理想比焓降ht*比 影響速度系數(shù)的因素 噴管高度ln、葉型、表面粗糙、前后壓差 與ln關(guān)系最為密切減縮噴管速度系數(shù)與噴管高度ln的關(guān)系 隨著噴管高度ln的增加，值逐漸增加，當(dāng)ln100mm時(shí)，值基本上不再隨ln而增加，達(dá)到最大值。而當(dāng)噴管高度ln1

3、5mm時(shí)，指急劇下降，即噴管損失急劇增加，因此，為減小損失，在汽輪機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)要求噴管ln不小于1520mm臨界壓力比cr 臨界壓力Pcr與滯止壓力Po*之比 （只與氣體性質(zhì)有關(guān)）n噴管后壓力與噴管前滯止壓力之比n=P1/Po*其等于cr時(shí)流過噴管的流量達(dá)到最大值稱為臨界流量 在蒸汽性質(zhì)和噴管出口面積確定后，臨界流量只與蒸汽的滯止初參數(shù)有關(guān)蒸汽在斜切噴管中的膨脹條件結(jié)果（1）ncr當(dāng)噴管出口截面上的壓力比大于或等于臨界壓力比時(shí)，噴管喉部截面AB上的流速小于等于聲速。喉部截面上的壓力與噴管的背壓P1相等，這時(shí)，蒸汽僅在噴管的收縮部分中膨脹，而在其斜切部分中不膨脹。在噴管出口截面AC上，蒸汽流速的大小

4、及其方向基本上保持喉部截面處的流速的大小和方向，噴管斜切部分只起引到作用，汽流方向與輪周方向的夾角稱為噴管的出汽角1（2）ncr當(dāng)噴管出口界面上的壓力比小于臨界壓力比時(shí)，噴管喉部截面AB上的流速等于臨界速度，壓力為臨界壓力。在喉部截面以后的斜切部分，汽流從喉部截面上的臨界壓力Pcr膨脹到噴管出口壓力P1，A點(diǎn)汽流的壓力由臨界壓力突然降低到噴管出口壓力P1，因此A點(diǎn)是個(gè)擾動(dòng)源，自A點(diǎn)產(chǎn)生一組膨脹波，這組膨脹波在葉片背弧BC上反射成一組膨脹波，汽流經(jīng)過A點(diǎn)附近的膨脹波組膨脹、加速，繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)折一個(gè)角度；在BC附近的汽流則進(jìn)過兩組膨脹波，在膨脹波組后汽流壓力低于噴管背壓P1，因此，在反射波組后將產(chǎn)生激

5、波，汽流通過激波時(shí)，將其壓力提高到噴管背壓P1，因此，蒸汽在噴管斜切部分的膨脹過程是很復(fù)雜的。汽輪機(jī)級(jí)的輪周效率是指1kg/s蒸汽在級(jí)內(nèi)所做的輪周功與蒸汽在該級(jí)中所具有的理想能量Eo之比，即沖動(dòng)級(jí)內(nèi)反動(dòng)度的選擇當(dāng)根部反動(dòng)度r=0.030.05時(shí)，葉根處不吸不漏，而隔板汽封處過來的蒸汽通過平衡孔漏至級(jí)后，根部不產(chǎn)生漏汽和吸汽的附加損失，提高了級(jí)效率為什么不是重?zé)嵯禂?shù)越大越好？因?yàn)榈奶岣呤窃诟骷?jí)存在損失，各級(jí)效率降低較多的前提下實(shí)現(xiàn)的，重?zé)岈F(xiàn)象的存在僅僅是使多級(jí)汽輪機(jī)能回收其損失的一部分而已。因此，擬通過提高重?zé)嵯禂?shù)來提高整機(jī)效率的想法是錯(cuò)誤的，是行不通的。進(jìn)氣阻力損失產(chǎn)生的原因及減小措施？進(jìn)汽節(jié)

6、流引起的比焓降損失，稱為汽輪機(jī)進(jìn)汽阻力損失。1.限制蒸汽流速（不能從根本解決問題；因?yàn)樵龃笸髅娣e使汽門尺寸加大，體積龐大）；2.改善蒸汽在汽門中的流動(dòng)特性（改進(jìn)閥門的結(jié)構(gòu)類型：帶擴(kuò)壓管的閥門）排氣阻力損失產(chǎn)生的原因及減小措施？排汽在排汽管中流動(dòng)時(shí),由于摩擦、渦流、轉(zhuǎn)向、等阻力作用而有壓力降落，這部分蒸汽壓降沒有作功，形成損失，稱為汽輪機(jī)的排汽阻力損失。減小排汽阻力損失的方法：將排汽管設(shè)計(jì)成擴(kuò)壓型。汽耗率機(jī)組每生產(chǎn)1kWh電能所消耗的蒸汽量稱為汽耗率。d=1000Do/Pel=3600Htelkg/(kWh)汽耗率不適宜用來比較不同類型機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。熱耗率機(jī)組每生產(chǎn)1kWh電能所消耗的熱量稱為

7、熱耗率。汽輪機(jī)對(duì)內(nèi)效率在汽輪機(jī)中,由于能量轉(zhuǎn)換存在損失,蒸汽的理想比焓降Ht不可能全部轉(zhuǎn)換為有用功，有效比焓降Hi小于理想比焓降Ht，兩者之比稱為汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率。i=Hi/Ht汽輪機(jī)的內(nèi)功率Pi=DoHti/3.6=GoHti Do和Go是分別以t/h和kg/s為單位的汽輪機(jī)進(jìn)氣量沖動(dòng)式汽輪機(jī)的軸向推力組成1、作用在動(dòng)葉上的軸向推力2、作用在葉輪輪面上的軸向推力3、作用在軸封凸肩上的軸向推力反動(dòng)式汽輪機(jī)的軸向推力1作用在葉片上的軸向推力2作用在輪鼓錐形面上的軸向推力3作用在轉(zhuǎn)子階梯上的軸向推力平衡軸向推力主要采用的方法有平衡活塞法葉輪上開平衡孔相反流動(dòng)布置法采用推力軸承軸封的作用：高壓部分

8、為減小蒸汽的泄漏，低壓部分防止空氣漏入。為什么能減小漏氣軸封漏汽量要減小Gl就要d由主軸強(qiáng)度決定受摩擦的限制（0.30.6mm）v由蒸汽參數(shù)決定唯一可以改變的是蒸汽的流速c，由于速度c取決于齒隙兩側(cè)的壓差，軸封齒數(shù)越多，兩側(cè)壓差減小，就可降低汽流速度。弗留格爾公式的應(yīng)用條件（1）變工況前后，同一級(jí)組內(nèi)級(jí)數(shù)不變（2）同一工況下，級(jí)組內(nèi)各級(jí)流量相同，不應(yīng)該包含抽汽 特例：a、當(dāng)回?zé)岢槠＿\(yùn)行時(shí)，可將抽汽點(diǎn)前后級(jí)劃 為 一個(gè)級(jí)組；停運(yùn)時(shí)，按抽汽點(diǎn)劃分級(jí)組b、對(duì)于調(diào)整抽汽式，必須按抽汽點(diǎn)劃分級(jí)組（3）變工況前后，級(jí)組內(nèi)各級(jí)的通流面積應(yīng)保持不變一超高壓汽輪機(jī)在運(yùn)行21個(gè)月后發(fā)現(xiàn)功率不斷下降，已持續(xù)了一

9、兩個(gè)月。分析每天的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)功率是以不變的速率下降的，而不是突降的。與21個(gè)月前的運(yùn)行數(shù)據(jù)相比，變化情況如下表，試分析原因。流量功率調(diào)節(jié)級(jí)后壓力高壓缸效率17.2%-16.5%+21.2%-12.2%分析原因：1、功率是穩(wěn)定速率下降的，不是突降；2、調(diào)節(jié)級(jí)后壓力上升，而流量未增加，說明非調(diào)節(jié)級(jí)出現(xiàn)堵塞；3、堵塞穩(wěn)定增加，不是機(jī)械損壞，可能是結(jié)垢；4、高壓缸效率大為下降，說明是高壓缸結(jié)垢；某臺(tái)凝汽式汽輪機(jī)的功率突然下降40%，此時(shí)機(jī)組無明顯振動(dòng)，機(jī)組參數(shù)的變化如下。功率降低下，一些參數(shù)又基本穩(wěn)定不變，各監(jiān)視段壓力近似成比例降低。試分析原因。負(fù)荷給水流量調(diào)節(jié)級(jí)后壓力中間再熱后壓力高壓缸效率中壓缸效

10、率-40%-36%-42%-44%-1.8%-0.4%分析原因：（）壓力突降，壓力變小可知流量變??；（）壓力與流量成正比，可知非調(diào)節(jié)級(jí)工作正常，原因在調(diào)節(jié)級(jí)前或調(diào)節(jié)級(jí)；（）無機(jī)組異常振動(dòng)可知未出現(xiàn)機(jī)械損壞；（）調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴、動(dòng)葉損壞使流量增大，葉片斷落使第一非調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴堵塞使調(diào)節(jié)級(jí)后壓力升高，所以以上原因可排除；（）門桿斷裂使汽門關(guān)閉。某機(jī)三年的運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，在調(diào)節(jié)汽門的同一開度下，功率是漸漸增加的，三年前后的同一調(diào)節(jié)汽門開度下的運(yùn)行數(shù)據(jù)之差如表所示。在發(fā)現(xiàn)上述問題后，曾進(jìn)行試驗(yàn)，證明在各個(gè)調(diào)節(jié)汽門的不同開度下，功率都變大。試分析原因。功率調(diào)節(jié)級(jí)后壓力中間再熱后壓力高壓缸效率+11.0%+11.

11、0%+10.2%-1.8%分析原因：、呈正比變化，說明調(diào)節(jié)級(jí)或調(diào)節(jié)級(jí)前出現(xiàn)故障；、各汽門開度下功率均增加，排除汽門，可能是：（1）噴嘴腐蝕；（2）葉片斷裂；（3）噴嘴弧段漏汽； 后兩種情況將引起高壓缸效率大大下降，但并未如此，故可初步判定噴嘴腐蝕。 汽輪機(jī)的調(diào)解方式從運(yùn)行方式上可分為定壓調(diào)節(jié)和定壓調(diào)節(jié)定壓運(yùn)行：在負(fù)荷調(diào)節(jié)過程中，保證主汽閥前蒸汽的參數(shù)不變，靠調(diào)節(jié)閥的開度調(diào)節(jié)負(fù)荷?；瑝哼\(yùn)行：調(diào)節(jié)汽閥全開或保持一定開度不變，新蒸汽的壓力隨負(fù)荷變化而變化，溫度保持不變?；瑝赫{(diào)節(jié)與定壓調(diào)節(jié)相比有以下特點(diǎn)：1、增加了機(jī)組運(yùn)行的可靠性和對(duì)負(fù)荷的適應(yīng)性2、提高了機(jī)組在部分負(fù)荷下的經(jīng)濟(jì)性（1）提高部分負(fù)荷下機(jī)

12、組的效率（2）改善機(jī)組循環(huán)熱效率（3）給水泵耗功減少3、高負(fù)荷區(qū)滑壓調(diào)節(jié)不經(jīng)濟(jì)處于汽輪機(jī)內(nèi)不同位置的級(jí)的危險(xiǎn)工況是什么？調(diào)節(jié)級(jí)：第一閥全開而第二閥未開時(shí)中間級(jí)：流量最大時(shí)末級(jí)：流量最大且真空最高蒸汽流量改變時(shí)軸向推力的變化1、凝汽式汽輪機(jī)軸向推力的變化流量越大，軸向推力越大，最大軸向推力發(fā)生在最大負(fù)荷處。2、背壓式汽輪機(jī)軸向推力的變化軸向推力不與負(fù)荷成正比變化，最大軸向推力發(fā)生在中間某一負(fù)荷處，非1/2負(fù)荷處。速度變動(dòng)率定義：汽輪機(jī)空負(fù)荷時(shí)所對(duì)應(yīng)的最大轉(zhuǎn)速nmax與額定負(fù)荷時(shí)所對(duì)應(yīng)的最小轉(zhuǎn)速nmin之差，與額定轉(zhuǎn)速no的比值，稱為調(diào)速系統(tǒng)的速度變動(dòng)率或速度不等率，通常用表示，即帶尖峰負(fù)荷機(jī)組，

13、速度變動(dòng)率應(yīng)取小些，對(duì)帶基本負(fù)荷的機(jī)組，速度變動(dòng)率則應(yīng)取大些。速度變動(dòng)率范圍：3%6%同步器的作用（1）單機(jī)運(yùn)行時(shí) ，啟動(dòng)過程中提升機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值；帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)可以保證機(jī)組在任何穩(wěn)態(tài)負(fù)荷下轉(zhuǎn)速維持在額定值。（2）并列運(yùn)行時(shí)，同步器可改變汽輪機(jī)功率，并可在各機(jī)組間進(jìn)行負(fù)荷重新分配，保持電網(wǎng)頻率基本不變，這個(gè)過程稱為二次調(diào)頻。通過平移轉(zhuǎn)速感受特性線的同步器為第一類同步器；平移中間傳遞放大特性線來實(shí)現(xiàn)的同步器，稱為第二類同步器。油動(dòng)機(jī)特點(diǎn)我國電站調(diào)節(jié)系統(tǒng)中主要采用斷流式雙側(cè)進(jìn)油或單側(cè)進(jìn)油兩種型式油動(dòng)機(jī)。雙側(cè)進(jìn)油斷流式優(yōu)點(diǎn)：體積小，提升力大。缺點(diǎn)：一旦壓力油失去無法調(diào)節(jié)。單側(cè)進(jìn)油式優(yōu)點(diǎn)：失去壓力油

14、時(shí)能關(guān)閉汽門。缺點(diǎn)：提升力小，體積大油動(dòng)機(jī)的評(píng)價(jià)指標(biāo)：1最大提升力和提升力系數(shù)2油動(dòng)機(jī)的時(shí)間常數(shù)為什么設(shè)重疊度？在噴管調(diào)節(jié)配汽中，如果在前一調(diào)節(jié)閥門完全開啟，后續(xù)調(diào)節(jié)汽閥才開啟，這樣就會(huì)形成圖點(diǎn)滑線所示的波折形行程流量曲線，反映在調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性線上，速度變動(dòng)率同樣是波折形曲線，不符合調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，因此在前一調(diào)節(jié)汽閥尚未完全開啟，后續(xù)調(diào)節(jié)汽閥必須提前開啟，以補(bǔ)償前一調(diào)節(jié)汽閥的非線性特性，得到圖中實(shí)線所示的光滑曲線。汽閥的這種開啟方式稱為重疊度。重疊度的選擇要經(jīng)過方案比較，過大的重疊度也會(huì)破壞升程流量特性的線性度，是局部速度變動(dòng)率過小，引起負(fù)荷晃動(dòng)。為什么中、低壓缸功率會(huì)滯后？中間再熱機(jī)組有

15、冷、熱再熱管道及再熱器存在，形成一個(gè)很大的中間容積，使得中間再熱機(jī)組的中、低壓缸功率相應(yīng)滯后DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行方式選擇a.二級(jí)手動(dòng)（最低級(jí)）b.一級(jí)手動(dòng)（開環(huán)方式)c.操作員自動(dòng)(最基本）d.自動(dòng)透平控制ATC（最高級(jí)）電液轉(zhuǎn)換器電液轉(zhuǎn)換器的任務(wù)是把電氣信號(hào)轉(zhuǎn)換為液壓信號(hào)，它是電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中不可缺少的中間環(huán)節(jié)最佳真空(最有利真空)提高真空所獲得的凈收益最大時(shí)的真空。極限真空：末級(jí)葉片達(dá)到極限膨脹時(shí)對(duì)應(yīng)的真空；當(dāng) 降低使蒸汽在末級(jí)動(dòng)葉斜切部分膨脹所多發(fā)的功率等于 降低使最末級(jí)組流量減少少發(fā)的功率相等時(shí)所對(duì)應(yīng)的真空。什么是過冷度？理想情況下，凝結(jié)水的溫度應(yīng)該是凝汽器壓力下的飽和溫度，當(dāng)凝結(jié)水的溫度低于凝汽器壓力下的飽和溫度時(shí)，即為凝結(jié)水過冷，所低的度數(shù)稱為過