17汽輪機基礎知識題庫

1、17汽輪機基礎知識題庫 （有答案 ）答：做好啟動前的準備工作后， 鍋爐點火前， 關閉汽輪；、 進行壓力法滑參數起動沖轉，蒸汽參數選；擇的原則是什 么？；答：冷態(tài)滑參數起動沖轉后，進入汽缸的蒸汽流量能 滿；壁金屬溫度 50100 C,但最高不得高于額定溫度；、什 么叫負溫差起動？為什么應盡量避免；負溫差起動？；答： 凡沖轉時蒸汽溫度低于汽輪機最熱部位金屬溫度的； 、起動、 停機過程中應怎樣控制汽輪機各部；溫差？；答 答：做好 啟動前的準備工作后，鍋爐點火前，關閉汽輪機的主汽門、 調速汽門，對汽輪機抽真空。鍋爐點火后對主蒸汽和再熱蒸 汽系統暖管。待蒸汽達到一定參數后，用開啟主汽門旁路門 或調速汽門

2、的方式沖轉。在汽輪機升速過程中，蒸汽參數基 本保持不變。直至低負荷暖機調速汽門接近全開時，鍋爐開 始按冷態(tài)滑參數啟動曲線繼續(xù)提高蒸汽參數， 升負荷、 暖機。 因金屬各部件傳熱條件不同，各金屬部件產生溫差是不可避 免的，但溫差過大，使金屬各部件產生過大熱應力熱變形， 加速機組壽命損耗及引起動靜摩擦事故。這是不允許的。因 此應按汽輪機制造廠規(guī)定，控制好蒸汽的升溫或降溫速度， 金屬的溫升、溫降速度、上下缸溫差、汽缸內外壁、法蘭內 外壁、法蘭與螺栓溫差及汽缸與轉子的脹差?？刂坪媒饘贉?度的變化率直到蒸汽參數接近額定值時，隨著主蒸汽參數的 升高維持負荷不變，調速汽門逐漸關小。主蒸汽參數升到額 定值時，用

3、同步器將負荷升到額定負荷。啟動過程嚴格控制 機組振動和脹差。 、 進行壓力法滑參數起動沖轉，蒸汽參 數選 擇的原則是什么？ 答：冷態(tài)滑參數起動沖轉后，進入 汽缸的蒸汽流量能滿足汽輪機順利通過臨界轉速達到全速。 為使金屬各部件加熱均勻，增大蒸汽的容積流量，進汽壓力 應適當選低一些。溫度應有足夠的過熱度，并與金屬溫度相 匹配，以防止熱沖擊。熱態(tài)滑參數起動時，應根據高壓缸調 節(jié)級和中壓缸進汽室的金屬溫度，選擇適當的與之匹配的主 蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度，即兩者的溫差符合汽輪機熱應 力，熱變形和脹差的要求。一般都要求蒸汽溫度高于調節(jié)級 上缸內 壁金屬溫度50100 C,但最高不得高于額定溫度值。 為了防

4、止凝結放熱， 要求蒸汽過熱度不低于 50 C,保證新蒸 汽經過調節(jié)汽門節(jié)流和噴嘴膨脹后，蒸汽溫度仍不低于調節(jié) 級的金屬溫度。 、 什么叫負溫差起動？為什么應盡量避免 負溫差起動？ 答：凡沖轉時蒸汽溫度低于汽輪機最熱部位 金屬溫度的起動為負溫差起動。因為負溫差起動時，轉子與 汽缸先被冷卻，而后又被加熱，經歷一次熱交變循環(huán)，從而 增加了機組疲勞壽命損耗。如果蒸汽溫度過低，則將在轉子 表面和汽缸內壁產生過大的拉應力，而拉應力較壓應力更容 易引起金屬裂紋，并會引起汽缸變形，使動靜間隙改變，嚴 重時會發(fā)生動靜摩擦事故，此外，熱態(tài)汽輪機負溫差起動，使汽輪機金屬溫度下降，加負荷時間必須相對延長，因此一般不采

5、用負溫差起動。 、 起動、停機過程中應怎樣控制汽 輪機各部 溫差？ 答：高參數大容量機組的起動或停機過程 中， 和各部分的溫差，就是為了保證金屬部件不產生過大 的熱應力、熱變形，其中對蒸汽溫度變化率的嚴格監(jiān)視是關 鍵，不允許蒸汽溫度變化率超過規(guī)定值，更不允許有大幅度 的突增突降。 167、 汽輪機在啟停和變工況時，產生最大 熱應 力的部位在哪里？ 答：汽輪機在啟停和變工況時，產 生最大熱應力的部分通常是：高壓缸的調節(jié)級處；再熱機組 中壓缸的進汽區(qū)；高壓轉子在調節(jié)級前后的汽封處；中壓轉 子的前汽封處等。由于這些部位工作溫度高，啟停和工況變 化時，溫度變化大，引起的溫差也大，因此熱應力也最大。 1

6、68、 起動過程中應注意哪些事項？ 答：汽輪機起動是運 行人員的重大操作之一，在起動時應充分準備，認真檢查， 做好起動前的試驗，并在起動中注意：（ 1）嚴格執(zhí)行規(guī)程制度，機組不符合起動條件時，不允許強行起動。（ 2）在起動過程中要根據制造廠規(guī)定， 控制好蒸汽、 金屬溫升速度， 上下缸、汽缸內外壁、法蘭內外壁、法蘭與螺栓等溫差，脹 差等指標。尤其是蒸汽溫升速度必須嚴格控制，不允許溫升 率超過規(guī)定值，更不允許有大幅度的突增突降。（ 3）起動時，進入汽輪機的蒸汽不得帶水，參數與汽缸金屬溫度應相 匹配， 要充分疏水暖管。 （4）嚴格控制起動過程的振動值。（5）高壓汽輪機滑參數起動中，金屬加熱比較劇烈的

7、階段 是沖轉后并列后的低負荷階段，這些階段容易出現較大的差 脹和金屬溫差。或采用調整真空，投汽缸，法蘭、螺栓加熱 裝置和調整軸封用汽溫度的辦法加以調整。164165166 （ 6）在起動過程中，按規(guī)定的曲線控制蒸汽參數的變化，保持足 夠的蒸汽過熱度。 （ 7）調節(jié)系統趕空氣要反復進行，直至 空氣趕完為止。趕空氣后保持高壓油泵連續(xù)運行到機組全速 后方可停下，以免空氣再次進入調節(jié)系統。（ 8）任何情況下，汽溫在10min內突降或突升50C，應打閘停機。（9）剛沖轉時，一定要控制轉速，不能突升過快，并網后調節(jié)汽 門應分段開起，嚴禁并網后突然開足。（10）并網后應注意各風、油、水、氫氣的溫度，調整正常

8、，保持發(fā)電機氫氣 溫度不低于35 C。、汽輪機起動時，暖機穩(wěn)定轉速為什么 應避 開臨界轉速 150200r/min ？ 答：這是因為在起動過程 中，主汽參數、真空都會波動，且廠家提供的臨界轉速值在 實際運轉中會有一定出入，如不避開一定轉速，工況變動時 機組轉速可能會落入共振區(qū)而發(fā)生更大的振動，所以，規(guī)定 暖機穩(wěn)定轉速應避開臨界轉速 150200r/min。、 何為汽輪機發(fā)電機轉子的臨界轉速？汽 輪機轉子為什么會有臨界轉 速？ 答：當汽輪發(fā)電機組達到某一轉速時，機組發(fā)生劇烈 振動，當轉速離開這一轉速值時迅速減弱以致恢復正常，這 一使汽輪發(fā)電機組產生劇烈振動的轉速，稱為汽輪發(fā)電機轉子的臨界轉速。

9、汽輪機的轉子是一個彈性體，具有一定的 自由振動頻率。轉子在制造過程中，由于軸的中心和轉子的 重心不可能完全重合，總有一定偏心，當轉子轉動后就產生 離心力，離心力就引起轉子的強迫振動，當強迫振動頻率和 轉子固有振動頻率相同或成比例時，就會產生共振，使振幅 突然增大，這時的轉速即為臨界轉速。 、 汽輪機發(fā)電機轉 子在臨界轉速下產生共 振的原因是什么？ 答：在臨界轉速 下產生共振的原因是：由于材 料內部質量不均勻，加之制 造和安裝的誤差使轉子的中心和它的旋轉中心產生偏差。即 轉子產生質量偏心，轉子旋轉時產生離心力。這個離心力使 轉子做強迫振動。在臨界轉速下，這個離心力的頻率等于或 幾倍于的自振頻率，

10、因此發(fā)生共振。172、 機組沖轉而通過臨界轉速時，在操作上應 注意什么問題？ 答：應該注意 如下問題： （ 1）沖轉過程中不注意軸系的臨界轉速，使機 組長期在臨界轉速處或臨界轉速附近停留，使機組振動逐漸 增大，以致造成設備損壞； （ 2）沖轉過程中認為機組在臨 界轉速下振動急劇增大是正?，F象，盲目硬闖臨界轉速，對 臨界轉速下的異常振動不予處理，結果造成設備的重大損 壞； （ 3）要求迅速、平穩(wěn)地通過臨界轉速，嚴防振動超限。 173、 汽輪機沖轉時，轉子沖不動的原因有哪些？沖轉時應注意什么？ 答：沖轉時汽輪機不轉的原因有：（ 1）汽輪機動靜部分有卡住現象。 （ 2）沖動轉子時真空太低或新汽參數太

11、低。 （3）盤車裝置未投。 （ 4）操作不當，應開 的閥門未開，如危急保安器未復位，主汽門、調節(jié)汽門未開 啟等。汽輪機起動時除應注意起動閥位置，主汽門，調節(jié)汽 門開度，油動機行程與正常起動時比較外，還應注意調節(jié)級 后壓力升高情況。一般汽輪機沖轉時，調節(jié)級后壓力規(guī)定為 該機額定壓力的 10%15% ，如果轉子不能在此狀態(tài)下轉動 則應停止汽輪機起動，并查明原因。174、 汽輪機沖轉條件中，為什么規(guī)定要有一定 數值的真空？ 答：汽輪機沖轉 前必須有一定的真空，一般為 60kP 左右，若真空過低，轉 子轉動就需要較多的新蒸汽，而過多的乏汽突然排至凝汽 器，凝汽器汽側壓力瞬間升高較多，可能使凝汽器汽側形

12、成 正壓，造成排大氣安全薄膜損壞，同 169170171 時也會給 汽缸和轉子造成較大的熱沖擊。沖動轉子時，真空也不能過 高，真空過高不僅要延長建立真空的時間，也因為通過汽輪 機的蒸汽量較少，放熱系數也小，使汽輪機加熱緩慢，差， 使機組產生振動。因此每增加一定負荷時需要暖機一段時 間，使機組逐步均勻加熱。 綜上所述，機組升速與帶負荷 過程中，必須經常監(jiān)視汽輪機的振動情況。 轉速也不易穩(wěn) 定，從而會延長起時間。 175 、 汽輪機沖轉時為什么凝汽 器真空會下 降？ 答：汽輪機沖轉時，一般真空還比較低， 有部分空氣在汽缸及管道內未完全抽出，在沖轉時隨著汽流 沖向凝汽器。沖轉時蒸汽瞬間還未立即與凝汽

13、器銅管發(fā)生熱 交換而凝結，故沖轉時凝汽器真空總是要下降的。當沖轉后 進入凝汽器的蒸汽開始凝結，同時抽氣器仍在不斷地抽空 氣，真空即可較快地恢復到原來數值。 176、 汽輪機起動 升速和空負荷時，為什么排汽 溫度反而比正常運行時高？ 采取什么措施降低排汽溫度？ 答：汽輪機升速過程及空負 荷時，因進汽量較小，故蒸汽進入汽缸后主要在高壓段膨脹 做功，至低壓段時壓力已降至接近排汽壓力數值，低壓級葉 片很少做功或者不做功，形成較大的鼓風摩擦損失，加熱了 排汽，使排汽溫度升高。此外，此時調節(jié)汽門開度很小，額 定參數的新蒸汽受到較大的節(jié)流作用，亦使排汽溫度升高。 這時凝汽器的真空和排汽溫度往往是不對應的，即

14、排汽溫度 高于真空對應下的飽和溫度。 大機組通常在排汽缸設置噴 水減溫裝置，排汽溫度高時，噴入凝結水以降低排汽溫度。 對于沒有后汽缸噴水裝置的機組，應盡量縮短空負荷運行時 間。當汽輪發(fā)電機組并列帶負荷時，排汽溫度即會降低至正 常值。 177、 汽輪機升速和加負荷過程中，為什么要監(jiān) 視 機組振動情況？ 答：大型機組起動時，發(fā)生振動多在中速 暖機及其前后升速階段，特別是通過臨界轉速的過程中，機 組振動將大幅度的增加。在此階段中，如果振動較大，最易 導致動靜部分摩擦，汽封磨損，轉子彎曲。轉子一旦彎曲， 振動越來越大，振動越大摩擦就越厲害。這樣惡性循環(huán)，易 使轉子產生永久性變形彎曲，使設備嚴重損壞。因

15、此要求暖 機或升速過程中， 如果發(fā)生較大的振動， 應該立即打閘停機， 進行盤車直軸，消除引起振動的原因后，再重新起動機組。機 組全速并網后， 每增加 10MW 負荷， 蒸汽流量變化較大， 金屬內部溫升速度較快，主蒸汽溫度再配合不好，金屬內外 壁最易造成較大溫 178、 按汽缸溫度狀態(tài)怎樣劃分汽輪機 起動方 式？ 答：各廠家機組劃分方法并不相同，一般汽輪 機起動前，以上汽缸調節(jié)級內壁溫度 150 C為界，小于150 C 為冷態(tài)起動，大于150 C為熱態(tài)起動。有些機組把熱態(tài)起動 又分為溫態(tài)、熱態(tài)和極熱態(tài)起動。這樣做只是為了對起動溫 度提出不同要求和升速時間及帶負荷速度作出規(guī)定。 （我廠 # 1機規(guī)

16、定150300 C為溫態(tài)，300400 C為熱態(tài)，400 C以 上為極熱態(tài)）。 179、 軸向位移保護為什么要在沖轉前投 入？ 答：沖轉時，蒸汽流量瞬間較大，蒸汽必先經過高壓 缸，而中、低壓缸幾乎不進汽，軸向推力較大，完全由推力 盤來平衡， 若此時的軸向位移超限， 也同樣會引起動靜摩擦， 故沖轉前就應將軸向位移保護投入。180、 為什么在起動、停機時要規(guī)定溫升率和溫 降率在一定范圍內？ 答：汽輪機 在起動、停機時，汽輪機的汽缸、轉子是一個加熱和冷卻過 程。起、停時，勢必使內外缸存在一定的溫差。起動時由于 內缸膨脹較快，受到熱壓應力，外缸膨脹較慢則受到熱拉應 力；停機時，應力形式則相反。當汽缸金

17、屬應力超過材料的 屈服應力極限時，汽缸可能產生塑性變形或裂紋，而應力的大小與內外缸溫差成正比，內外缸溫差的大小與金屬的溫度 變化率成正比。起動、停機時沒有對金屬應力的監(jiān)測指示， 于是取一間接指標，即用金屬溫升率和溫降率作為控制熱應 力的指標。 181 、 沖轉后，為什么要適當關小主蒸汽管道 的 疏水門？ 答：主蒸汽管道從暖管到沖轉這一段時間內， 暖管已經基本結束，主蒸汽管溫度與主蒸汽溫度基本接近， 不會形成多少疏水。另外，沖轉后，汽缸內要形成疏水，如 果這時主蒸汽管疏水門還是全開，疏水膨脹器內會形成正 壓，排擠汽缸的疏水，造成汽缸的疏水疏不出去，這是很危 險的。疏水擴容器下部的存水管與凝汽器熱

18、水井相通，全開 主蒸汽管疏水門，疏汽量過大，使水管中存在汽水共流，形 成水沖擊， 易振壞管道，影響凝汽器真空；另外，疏水門 全開，熱損失大， 所以沖轉后應關小主蒸汽管上所有疏水門。 182、 汽輪機起動、 停機時， 為什么要規(guī)定蒸汽 的過熱度？ 答：如果蒸汽的過熱度低，在起動過程中，由于前幾級溫度 降低過大，后幾級溫度有可能低到此級壓力下的飽和溫度， 變?yōu)闈裾羝?。蒸汽帶水對葉片的危害極大，所以在起動、停 機過 程中蒸汽的過熱度要控制在 50100 C較為安全。183、 汽輪機起動過程中，主蒸汽溫度達到多少 度，可以關閉本 體疏水？為什么？答：主蒸汽溫度達400 C時可以關閉本體疏水門。因為汽溫

19、 400C時，20MW負荷已經暖機結束，這 時金屬部件已有較長時間的穩(wěn)定加熱過程，金屬與主蒸汽溫差較小，凝結放熱過程已經結束。另外，滑參數起動時，主蒸汽溫度達400C,其過熱度較高，不會形成疏水。184、低 速暖機時，為什么真空不能過高？ 答：低速暖機時，若真 空太高，暖機的蒸汽流量太小，機組預熱不充分，暖機時間 反而加長。 另外， 過臨界轉速時， 要求快速平穩(wěn)通過， 其 方 法有：（1 ）加大蒸汽流量； （ 2）提高真空。若一沖轉就將真 空提得太高，沖越臨界轉速的時間就加長了，機組較長時間 在接近臨界轉速的區(qū)域內運行是不安全，也是不允許的。185、 凝汽式汽輪機冷態(tài)啟動前為什么要先抽 真空？

20、 答： 汽輪機冷態(tài)啟動前因內部存有大量的，若不抽真空將帶來以 下危害： （ 1 ）沖轉時需很多的蒸汽量來克服軸承中的磨擦 阻力和轉子慣性力，使葉片受到蒸汽沖擊力增大。（ 2）由于汽缸內有空氣存在，使末級長葉片鼓風磨擦作用加劇，引起 排汽溫度升高。（ 3）由于凝結器內存在空氣，使凝結器內汽水熱交換減弱，引起排汽溫度升高，使汽缸金屬變形；凝 結器銅管脹口松弛、造成漏水。（4）因空氣不凝結，使汽輪機排汽溫度升高，引起凝結器的安全門動作。鑒于以上原因，凝汽式汽輪機冷態(tài)啟動前必須先抽真空。186、 汽輪機熱態(tài)啟動時為什么要先送軸封后 抽真空？ 答：因為汽 輪機處于熱態(tài)時，軸封處轉子及軸封片溫度都很高，此

21、時若 不先送軸封就抽真空，必然會使大量的冷空氣順軸封處被吸 進汽缸內，引起軸封段轉子的急劇收縮。一則在轉子上引起較大的熱應力及熱沖擊；另外會引起前幾級葉片組軸向動靜 部分間隙減少，嚴重時導致動靜部分摩擦。所以汽輪機在熱 態(tài)啟動時一定要先送軸封后抽真空。187、 汽輪機冷態(tài)啟動時為什么不需要過高的 真空？ 答：汽輪機冷態(tài)啟動時， 若真空太高，沖動汽輪機時需要的進汽量小，對汽輪機暖缸 不利，使啟動時間延長。若真空保持稍低一些，可使進汽量 增大，以達到較快暖機的目的。 188、 汽輪機冷態(tài)啟動時， 汽缸、轉子上的熱應 力如何變化？ 答：汽輪機的冷態(tài)啟動， 對汽缸、轉子等部件是個加熱過程。汽缸被加熱時

22、，內壁的 溫度高于外壁的溫度，內壁的熱膨脹受到外壁的制約，因而 內壁受到壓縮， 產生熱壓應力。 而外壁受到內壁膨脹的拉伸， 產生熱拉應力。同樣，轉子被加熱時，轉子外表面溫度高于 轉子中心孔的溫度，轉子外表面產生熱壓應力，而轉子中心 孔則產生熱拉應力。 189、 汽輪機啟動沖轉前為什么要將 汽缸疏水 門開啟？ 答：因啟動沖轉前暖管及沖轉后暖機時 蒸汽遇冷會馬上凝結成水，若這些凝結水不及時排出，高速 的蒸汽流就會夾帶著水珠到噴嘴內把葉片打壞。因此沖轉前 一定要將汽缸疏水門開啟，使疏水順利排出。190、 汽輪機冷態(tài)啟動時升速暖機及并網加負 荷過程中應檢查監(jiān)視調 整哪些項目？ 答：機組升速前后必需檢查

23、機組的振動，轉 動聲音、汽缸膨脹、各軸瓦回油溫度、回油窗的流油情況， 主油箱油位等各項是否正常。中速暖機后應及時調整凝結器真空，潤滑油溫、發(fā)電機出入風溫等。當轉速升高到調速系 統動作轉速時，會引起調門關小，這時應手搖同步器 開大 調速汽門，提升轉速至 3000 轉 /分。當轉 速升到額定轉速后， 檢查油壓正常時，可停下高壓油泵。對機組全面巡測一次， 無異常后要求發(fā)電機并網加負荷，加負荷過程中，不僅要監(jiān) 視汽缸金屬的溫升速度， 還必須認真監(jiān)視機組的振動、 脹差、 串軸、推力瓦溫度等各項；及時調整凝結器、除氧器水位在 正常范圍內，些。因此空負荷運行時排汽溫度升高的限值要 比帶負荷運行時的限值要高得

24、多。一般規(guī)定：空負荷運行時 排汽溫度應不大于120 C,而帶負荷運行時排汽溫度則不得 大于60C。根據負荷大小及時投入疏水泵，高壓加熱器等 輔助設備直至將機組負荷帶到滿負荷為止。 191、 為什么 汽輪機正常運行中排汽溫度應低于65 C,而起動沖轉至空負荷階段，排汽溫度最高允許120 C?答：汽輪機正常運行 中蒸汽流量大，排汽處于飽和狀態(tài)，若排汽溫度升高，排汽 壓力也升高，凝汽器單位面積熱負荷增加，真空將下降。凝 汽器銅管脹口也可能松馳漏水，所以排汽溫度應控制在 65 C以下。汽輪機由沖轉至空負荷階段，由于蒸汽流量小，加上 調節(jié)汽門的節(jié)流和中低壓轉子長葉片的鼓風摩擦作用，排汽 處于過熱狀態(tài)，但

25、此時排汽壓力并不高，凝汽器單位面積熱 負荷不大，真空仍可調節(jié)，凝汽器銅管脹口也不會受到太大 的熱沖擊而損壞，所以排汽溫度可允許高一些，一般升速和空負荷時，排汽溫度不允許高于120 C,在排汽溫度高于80 C 時應開啟排汽缸噴水降溫裝置。192、 真空降低時汽輪機排汽溫度為什么會升 高？引起排汽溫度升高的原因主要有 哪些？空負荷運行和帶負荷運行為什么排汽溫度升高的限 定值不一樣？ 答：真空降低后凝結器的背壓相應升高，一 定背壓具有一定的飽和溫度，而排汽溫度與凝結器內蒸汽的 飽和溫度基本上是對應的。所以真空降低或者說背壓升高時 排汽缸溫度也隨之升高。 ( 1 )汽門的節(jié)流作用； (2) 葉片的鼓

26、風摩擦； (3)低壓軸封送汽后的傳熱影響。 帶負荷運行時， 引起排汽溫度升高的主要原因是凝結器真空降低。193、 空負荷運行時，蒸汽在排汽缸區(qū)域處于過 熱狀態(tài)，對汽輪機 轉子中心的影響比帶負荷排汽溫度的升高對轉子中心的影 響程度要小一 194、 汽輪機熱態(tài)啟動的操作原則是什么？ 答：汽輪機在熱態(tài)(尤其是極熱態(tài))啟動時，一是鍋爐提高 蒸汽的溫度比較困難；二是由于沖轉時的蒸汽壓力較高，調 速汽門開度不大，蒸汽經調速汽門節(jié)流和噴嘴膨脹后，其溫 度會有不同程度的降低，所以熱態(tài)啟動的初期蒸汽對缸體的 加熱往往是一個很緩慢的甚至是一個冷卻的過程。為了避免 汽缸的這種冷卻，要求機組在啟動時，盡快地升至定速，且 并網后，只要操作跟的上，應盡快地將負荷帶到缸體溫度所 對應的負荷點上，進行暖機。待缸溫、脹差、振動等符合要 求時可繼續(xù)