《2022年热能工程与动力类专业知识点--汽轮机原理知识点讲义整理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年热能工程与动力类专业知识点--汽轮机原理知识点讲义整理.docx（29页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 汽轮机原理学问点汽轮机级的工作原理冲动级和反动级的做功原理有何不同？在相等直径和转速的情形下,大小并说明缘由；比较二者的做功才能的答： 冲动级做功原理的特点是：蒸汽只在喷嘴中膨胀,在动叶汽道中不膨胀加速,只转变 流淌方向,动叶中只有动能向机械能的转化；反动级做功原理的特点是：蒸汽在动叶汽道中不仅转变流淌方向,而且仍进行膨胀加速；动叶中既有动能向机械能的转化同时有部分热能转化成动能；thre/thim在同等直径和转速的情形下,纯冲动级和反动级的正确速比比值：x 1op/ x 1op=（u ）1cim/ （u ）1cre=（1cos1）/cos1=
2、122threthim=1/2 上式说明 反动级的抱负焓降比冲动级的小一倍 分别说明高压级内和低压级内主要包括哪几项缺失？答：高压级内：叶高缺失、喷嘴缺失、动叶缺失、余速缺失、扇形缺失、漏气缺失、叶轮 摩擦缺失等 ；低压级内：湿气缺失、喷嘴缺失、动叶缺失、余速缺失,扇形缺失、漏气缺失、叶轮 摩擦缺失很小 ；简述 蒸汽在汽轮机的工作过程；答： 具有肯定压力和温度的蒸汽流经喷嘴,并在其中膨胀,蒸汽的压力、温度不断降低,速度不断上升,使蒸汽的热能转化为动能,喷嘴出口的高速汽流以肯定的方向进入装在叶 轮上的通道中,汽流给动叶片一作用力,推动叶轮旋转,即蒸汽在汽轮机中将热能转化为 了机械功；汽轮机级内有
3、哪些缺失？造成这些缺失的缘由是什么？答： 汽轮机级内的缺失有：喷嘴缺失、动叶缺失、余速缺失、叶高缺失、叶轮摩擦缺失、部分进汽缺失、漏汽缺失、9 种；扇形缺失、湿气缺失 造成这些缺失的缘由：名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - （1）喷嘴缺失：蒸汽在喷嘴叶栅内流淌时,汽流与流道壁面之间、汽流各部分之间存在碰撞和摩擦,产生的缺失；（2）动叶缺失：因蒸汽在动叶流道内流淌时,因摩擦而产生缺失；（3）余速缺失：当蒸汽离开动叶栅时,仍具有肯定的肯定速度,动叶栅的排汽带走一部分动能,称为余速缺失；（4）叶高缺失：由于叶栅流道存在上下
4、两个端面,当蒸汽流淌时,在端面附面层内产生摩擦缺失, 使其中流速降低；其次在端面附面层内,凹弧和背弧之间的压差大于弯曲流道造成的离心力, 产生由凹弧向背弧的二次流淌,其流淌方向与主流垂直,进一步加大附面层内的摩擦缺失；（5）扇形缺失： 汽轮机的叶栅安装在叶轮外圆周上,为环形叶栅；当叶片为直叶片时,其通道截面沿叶高变化,叶片越高, 变化越大；另外,由于喷嘴出口汽流切向分速的离心作用,将汽流向叶栅顶部挤压,使喷嘴出口蒸汽压力沿叶高逐步上升；而按一元流淌理论进行设计时, 全部参数的选取,只能保证平均直径截面处为正确值,而沿叶片高度其它截面的参数,由于偏离正确值将引起附加缺失,统称为扇形缺失；（6）叶
5、轮摩擦缺失：叶轮在高速旋转时,轮面与其两侧的蒸汽发生摩擦,为了克服摩擦阻力将损耗一部分轮周功；又由于蒸汽具有粘性,紧贴着叶轮的蒸汽将随叶轮一起转动,并受离心力的作用产生向外的径向流淌,而四周的蒸汽将流过来填补产生的间隙,从而在叶轮的两侧形成涡流运动；为克服摩擦阻力和涡流所消耗的能量称为叶轮摩擦缺失；（7）部分进汽缺失：它由鼓风缺失和斥汽缺失两部分组成；在没有布置喷嘴叶栅的弧段处, 蒸汽对动叶栅不产生推动力,而需动叶栅带动蒸汽旋转,从而损耗一部分能量；另外动叶两侧面也与弧段内的呆滞蒸汽产生摩擦缺失,这些缺失称为鼓风缺失；当不进汽的动叶流道进入布置喷嘴叶栅的弧段时,滞汽体,将损耗一部分动能；此外,
6、由喷嘴叶栅喷出的高速汽流要推动残存在动叶流道内的呆 由于叶轮高速旋转和压力差的作用,在喷嘴组出口末端的轴向间隙会产生漏汽,而在喷嘴组出口起始端将显现吸汽现象,使间隙中的低速蒸汽进入动叶流道,扰乱主流,形成缺失,这些缺失称为斥汽缺失；（8）漏汽缺失： 汽轮机的级由静止部分和转动部分组成,动静部分之间必需留有间隙,而在间隙的前后存在有肯定的压差时,会产生漏汽,使参与作功的蒸汽量削减,造成缺失,这部分能量缺失称为漏汽缺失；（9）湿汽缺失：在湿蒸汽区工作的级,将产生湿汽缺失；其缘由是：湿蒸汽中的小水 滴,因其质量比蒸汽的质量大,所获得的速度比蒸汽的速度小,故当蒸汽带动水滴运动时,名师归纳总结 - -
7、- - - - -第 2 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 造成两者之间的碰撞和摩擦,损耗一部分蒸汽动能；在湿蒸汽进入动叶栅时,由于水滴的运动速度较小,在相同的圆周速度下,水滴进入动叶的方向角与动叶栅进口几何角相差很大,使水滴撞击在动叶片的背弧上,对动叶栅产生制动作用,阻挡叶轮的旋转, 为克服水滴的制动作用力, 将损耗一部分轮周功；当水滴撞击在动叶片的背弧上时,水滴就四处飞溅,扰乱主流, 进一步加大水滴与蒸汽之间的摩擦,又损耗一部分蒸汽动能；以上这些缺失称为湿汽缺失；指出汽轮机中喷嘴和动叶的作用；答： 蒸汽通过喷嘴实现了由热能向动能的转换,通过动叶将动能转化为机
8、械功；据喷嘴斜切部分截面积变化图,请说明：（1）当 喷嘴出口截面上的压力比（2）当喷嘴出口截面上的压力比p1/p 0大于或等于临界压比时,蒸汽的膨胀特点；p1/p0小于临界压比时,蒸汽的膨胀特点；答：（1）p1/p 0 大于或等于临界压比时,喷嘴出口截面 AC 上的气流速度和方向与喉部界面AB相同,斜切部分不发生膨胀,只起导向作用；（2）当喷嘴出口截面上的压力比p1/p 0小于临界压比时,气流膨胀至AB时,压力等于临界压力,速度为临界速度；且蒸汽在斜切部分ABC的稍前面部分连续膨胀,压力降低,速度增加,超过临界速度,且气流的方向偏转一个角度；什么是速度比？什么是级的轮周效率？试分析纯冲动级余速
9、不利用时,速度比对轮周效率的 影响；答： 将（级动叶的）圆周速度u 与喷嘴出口（蒸汽的）速度c1 的比值定义为速度比；1kg 蒸汽在轮周上所作的轮周功与整个级所消耗的蒸汽抱负能量之比称为轮周效率；在纯冲动级中,反动度 m=0,就其轮周效率可表示为：名师归纳总结 u=221cos111cos2第 3 页,共 18 页cos1叶型选定后, 、 、1、 1数值基本确定,由公式来看,随速比变化,轮周效率存在一个最大值；同时,速比增大时,喷嘴缺失- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 不变,动叶缺失减小,余速缺失变化最大,当余速缺失取最小时,轮周效率最大；什么是汽轮机
10、的正确速比？并应用正确速度比公式分析,为什么在圆周速度相同的情形下,反动级能承担的焓降或做功才能比纯冲动级小？答： 轮周效率最大时的速度比称为正确速度比；对于纯冲动级,1cos1；反动级1cos1；在圆周速度相同的情形下,22纯冲动级ht=ca2=1u211u1并比较它们的效率22a2cos2反动级ht=ca2=1u221u221u1222a2c12cos由上式可比较得到,反动级能承担的焓降或做功才能比纯冲动级小；简述蒸汽在轴流式汽轮机的冲动级、反动级和复速级内的能量转换特点,及作工才能；答：冲动级介于纯冲动级和反动级之间,蒸汽的膨胀大部分发生在喷嘴中,只有少部分发生在动叶中； 反动级蒸汽在喷
11、嘴和动叶中抱负比焓降相等；复速级喷嘴出口流速很高,高速气流流经第一列动叶作功后其具有余速的汽流流进导向叶柵,致后,再流经其次列动叶作功；作功才能：复速级最大,冲动级次之,反动级最小；效率：反动级最大,冲动级次之,复速级最小；其方向与其次列动叶进汽方向一分别绘出纯冲动级和反动级的压力 p、速度 c 变化的示意图；答：纯冲动级：C1 P0C2C0P1P2反动级：名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - C1P0C2P C0 P减小汽轮机中漏气缺失的措施；答： 为了减小漏气缺失,应尽量减小径向间隙,但在汽轮机启动等情形下采纳径向
12、和轴向 轴封；对于较长的扭叶片将动叶顶部削薄,缩短动叶顶部和气缸的间隙；仍有减小叶顶反 动度,可使动叶顶部前后压差不致过大；什么是动叶的速度三角形？答：由于动叶以圆周速度旋转,蒸汽进入动叶的速度相对于不同的坐标系有肯定速度和相 对速度之分,表示动叶进出口圆周速度、肯定速度和相对速度的相互关系的三角形叫做动 叶的速度三角形；简述轴向推力的平稳方法；答：平稳活塞法；对置布置法,叶轮上开平稳孔；采纳推力轴承；简述汽封的工作原理？答：每一道汽封圈上有如干高低相间的汽封片（齿）,这些汽封片是环形的；蒸汽从高压端 泄入汽封, 当经过第一个汽封片的狭缝时,由于汽封片的节流作用,蒸汽膨胀降压加速,进 然后蒸汽
13、又进入下一腔室,这 入汽封片后的腔室后形成涡流变成热量,使蒸汽的焓值上升,样蒸汽压力便逐齿降低,因此在给定的压差下,假如汽封片片数越多,就每一个汽封片两侧 压差就越小,漏汽量也就越小；汽轮机的调剂级为什么要采纳部分进汽？如何挑选合适的部分进汽度？答：在汽轮机的调剂级中,蒸汽比容很小,假如喷嘴整圈布置,就喷嘴高度过小,而喷嘴高 度太小会造成很大的流淌缺失,即叶高缺失；所以喷嘴高度不能过小,一般大于 15mm；而喷嘴平均直径也不宜过小,否就级的焓降将削减,所以 削减缺失；采纳部分进汽可以提高喷嘴高度,由于部分进汽也会带来部分进汽缺失,所以, 合理挑选部分进汽度的原就,应当是使部分进汽缺失和叶高缺失
14、之和最小；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 汽轮机的级可分为哪几类？各有何特点？答： 依据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点,可将汽轮机的级分为纯冲动级、反动级、带反 动度的冲动级和复速级等几种；各类级的特点：（1）纯冲动级：蒸汽只在喷嘴叶栅中进行膨胀,而在动叶栅中蒸汽不膨胀；它仅利用 hb =0；m=0；冲击力来作功；在这种级中： p1 = p2；（2）反动级：蒸汽的膨胀一半在喷嘴中进行,一半在动叶中进行；它的动叶栅中不仅 存在冲击力, 蒸汽在动叶中进行膨胀仍产生较大的反击力作功；反动级的流淌效率高于纯冲 动级,但作功
15、才能较小；在这种级中：p1 p 2；hnhb0.5 ht； m=0.5 ；（3）带反动度的冲动级：蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行,只有一小部分在动叶 栅中进行； 这种级兼有冲动级和反动级的特点,它的流淌效率高于纯冲动级,作功才能高于 反动级；在这种级中：p1 p 2；hn hb 0； m=0.05 0.35 ；（4）复速级：复速级有两列动叶,现代的复速级都带有肯定的反动度,即蒸汽除了在喷嘴中进行膨胀外, 在两列动叶和导叶中也进行适当的膨胀；其作功才能要比单列冲动级大；由于复速级采纳了两列动叶栅,什么是冲击原理和反击原理？在什么情形下,动叶栅受反击力作用？答： 冲击原理：指当运动的流体受到物体
16、阻碍时,对物体产生的冲击力,推动物体运动的作功原理；流体质量越大、受阻前后的速度矢量变化越大,就冲击力越大,所作的机械功愈大；反击原理：指当原先静止的或运动速度较小的气体,在膨胀加速时所产生的一个与流动方向相反的作用力,称为反击力,推动物体运动的作功原理；流道前后压差越大,膨胀加速越明显,就反击力越大,它所作的机械功愈大；当动叶流道为渐缩形,且动叶流道前后存在肯定的压差时,动叶栅受反击力作用；说明冲击式汽轮机级的工作原理和级内能量转换过程及特点；答：蒸汽在汽轮机级内的能量转换过程,是先将蒸汽的热能在其喷嘴叶栅中转换为蒸汽所具有的动能, 然后再将蒸汽的动能在动叶栅中转换为轴所输出的机械功；具有肯
17、定温度和压力的蒸汽先在固定不动的喷嘴流道中进行膨胀加速,蒸汽的压力、温度降低,速度增加, 将蒸汽所携带的部分热能转变为蒸汽的动能；从喷嘴叶栅喷出的高速汽流,以肯定的方向进入装在叶轮上的动叶栅,在动叶流道中连续膨胀,转变汽流速度的方向和大小,对动叶栅产生作用力,推动叶轮旋转作功,通过汽轮机轴对外输出机械功,完成动能到机械功的转换；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 由上述可知, 汽轮机中的能量转换经受了两个阶段：第一阶段是在喷嘴叶栅和动叶栅中将蒸汽所携带的热能转变为蒸汽所具有的动能,其次阶段是在动叶栅中将蒸汽的动能转变
18、为 推动叶轮旋转机械功,通过汽轮机轴对外输出；汽轮机的能量缺失有哪几类？各有何特点？答： 汽轮机内的能量缺失可分为两类,一类是汽轮机的内部缺失,一类是汽轮机的外部损 失；汽轮机的内部缺失主要是蒸汽在其通流部分流淌和进行能量转换时,产生的能量缺失,可以在焓熵图中表示出来；汽轮机的外部缺失是由于机械摩擦及对外漏汽而形成的能量缺失,无法在焓熵图中表 示；什么是汽轮机的相对内效率？什么是级的轮周效率？影响级的轮周效率的因素有哪些？答： 蒸汽在汽轮机内的有效焓降与其在汽轮机内的抱负焓降的比值称为汽轮机的相对内效 率；一公斤蒸汽在级内转换的轮周功和其参与能量转换的抱负能量之比称为轮周效率；影响轮周效率的主
19、要因素是速度系数和,以及余速缺失系数,其中余速缺失系数的变化范畴最大； 余速缺失的大小取决于动叶出口肯定速度；时,级具有最高的轮周效率；多级汽轮机余速缺失和余速缺失系数最小多级汽轮机每一级的轴向推力是由哪几部分组成的？平稳汽轮机的轴向推力可 以采纳哪些方法？答： 多级汽轮机每一级的轴向推力由（1）蒸汽作用在动叶上的轴向力（2）蒸汽作用在叶轮轮面上的轴向力（3）蒸汽作用在转子凸肩上的轴向力（4）蒸汽作用在隔板汽封和轴封套筒上的轴向推力组成；平稳汽轮机的轴向推力可以采纳：名师归纳总结 （1）平稳活塞法；第 7 页,共 18 页（2）对置布置法；（3）叶轮上开平稳孔；- - - - - - -精选学
20、习资料 - - - - - - - - - （4）采纳推力轴承；大功率汽轮机为什么都设计成多级汽轮机？在 的重热现象？h-s 图上说明什么是多级汽轮机答：（1） 大功率汽轮机多采纳多级的缘由为：多级汽轮机的循环热效率大大高 于单机汽轮机；多级汽轮机的相对内效率相对较高；多级汽轮机单位功率的投资大大减小；（2）如下图：1 5 P1 2 P2 T1 T2 P33 4 何为汽轮机的进汽机构节流缺失和排汽阻力缺失？在热力过程线（焓 熵图）上 表示出来；答： 由于蒸汽在汽轮机进汽机构中节流从而造成蒸汽在汽轮机中的抱负焓降减小,称为进汽机构的节流缺失；汽轮机的乏汽从最终一级动叶排出后,由于排汽要在引至凝汽
21、器的过程中克服摩擦、涡流等阻力造成的压力降低,该压力缺失使汽轮机的抱负焓降削减,该焓降缺失称为排汽通道的阻力缺失；t 0h P0P 0P cPc节流缺失 排汽阻力缺失名师归纳总结 s 第 8 页,共 18 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 第一级存在缺失,使其次级进口温度由上升到,故5-4 的焓降大于 2-3 的焓降；也就是在前一级有缺失的情形下, 本级进口温度上升, 级的抱负比焓降稍有增大,这就是重热现象；轴封系统的作用是什么？答： 1 利用轴封漏汽加热给水或到低压处作功； 2 防止蒸汽自汽封处漏入大气； 3 冷却轴封,防止高压端轴封处过多的热量传
22、出至主轴承而造成轴承温 度过高,影响轴承安全；4 防止空气漏入汽轮机真空部分；何为多级汽轮机的重热现象和重热系数？答： 所谓多级汽轮机的重热现象,也就是说在多级汽轮机中,前面各级所缺失 的能量可以部分在以后各级中被利用的现象；因重热现象而增加的抱负焓降占 汽轮机抱负焓降的百分比,称为多级汽轮机的重热系数；说明汽轮机轴封间隙过大或过小对汽轮机分别产生什么影响？答：减小轴封漏气间隙,可以减小漏气,提高机组效率；但是,轴封间隙又不能太小,以免转子和静子受热或振动引起径向变形不一样时,生摩擦,造成局部发热和变形；什么叫余速利用？余速在什么情形下可被全部利用？汽封片与主轴之间发答： 蒸汽从上一级动叶栅流
23、出所携带的动能,进入下一级参与能量转换,称为 余速利用；假如相邻两级的直径相近,均为全周进汽,级间无回热抽汽,且在 下一级进口又无撞击缺失,就上一级的余速就可全部被下一级利用,否就只能 部分被利用；当上一级的余速被利用的份额较小时,视为余速不能被利用；汽轮机在变动功况下的工作说明汽轮机喷嘴配汽方式的特点 答： 喷嘴配汽是依靠几个调门掌握相应的调剂级喷嘴来调剂汽轮机的进汽量；这种配汽方式具有如下特点：部分进汽,e 1, 满负荷时,仍存在部分进汽,所名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 以效率比节流配汽低； 部分负荷时,
24、只有那个部分开启的调剂汽门中蒸汽节流较大,而其余全开汽门中的蒸汽节流已减小到最小,流配汽相比,节流缺失较少,效率较高,故定压运行时的喷嘴配汽与节绘图说明最简洁的发电厂生产过程示意图并说明各主要设备的作用？答：1锅炉； 2汽轮机； 3发电机； 4凝汽器； 5给水泵写出分析汽轮机变工况运行的弗里格尔公式,并说明其使用的条件；答：弗留格尔公式为：G 1P 012P g12；Gp02pg2使用条件为：保持设计工况和变工况下通汽面积不变；如由于其他缘由,使通汽面积发生转变时应进行修正；同一工况下, 各级的流量相等或成相同的比例关系；流过各级的汽流为一股均质流（调剂级不能包括在级组内）；何种工况为调剂级的
25、最危急工况,为什么？答： 调剂级最危急工况为：第一调剂汽门全开,而其他调剂汽门全关的情形；当只有在上述情形下,不仅 htI 最大,而且,流过第一喷嘴组的流量是第一喷嘴前压力等于调剂汽门全开时第一级前压力情形下的临界流量,是第一喷嘴的最大流量, 这段流量集中在第一喷嘴后的少数动叶上,量最大；动叶的蒸汽作用力正比于流量和比焓降之积,使每片动叶分摊的蒸汽流 因此此时调剂级受力最大,名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 是最危急工况；简述汽轮机初压不变, 初温变化对汽轮机经济性和安全性的影响在其他参数不变 的情形下并说明汽轮
26、机初压上升时,为什么说末级叶片危急性最大？答：初温不变,初压上升过多,将使主蒸汽管道、主汽门、调剂汽门、导管等承压部件内部应力增大；如调剂汽门开度不变,就除压上升,致使新汽比容减小、蒸汽流量增大、功率增大、零件受力增大；各级叶片的受力正比于流量而增大,流量增大时末级叶片的比焓降增大的更多,而叶片的受力正比于流量和比焓降之积,故此时末级运行安全性危急；同时,流量增大仍将使轴向推力增大；分析说明汽轮机某一中间级在抱负焓降减小时其反动度的变化情形；答：级的反动度变化主要是速比变化引起的,固定转速汽轮机圆周速度不变,此时反动度随级的比焓降变化；（如图）当比焓降减小即速比增大时,c 11c 1 , w
27、减为 w ,动叶进口实际有 1 1效相对速度为 w 11 , 如反动度不变,就 w 21 c 11；在喷嘴出口面积和动叶出口面积w 2 c 1不变的情形下, 喷嘴叶栅中以流出的汽流, 来不及以的速度流出动叶栅,在动叶汽道内形成堵塞, 造成动叶汽道与叶栅轴向间隙中压力上升,使反动度增大, 从而使 c 减小,w 21 增大,减轻动叶栅汽道的堵塞；C11 W 11C1 W 11当比焓降增大时,就有w 21c 11u W 1,故由上可知反动度降低；w 2c 1用 h-s 图上的热力过程线分析说明喷嘴配汽定压运行与滑压运行哪一种运行方名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 18 页精选
28、学习资料 - - - - - - - - - 式对变负荷的适应性好；答：如图：以高压缸在设计工况和75%设计负荷的热力过程线为例进行说明；曲线 A1B1C1、A1B2C2是定压运行机组 100%设计工况和 75%设计负荷的热力过程线, 曲 线 A1D1、A2D2 为滑压运行相应工况热力过程线；由图可见,定压运行时排汽温度 下降近 60 度,说明高压缸各级的温度变化较大,热应力和热变形较大,负荷变 化时,敏捷性和安全性较差；滑压运行下,排气温度保持在 320 度左右,即负荷 变化时,高压缸热应力和热变形很小,从而增强了机组调峰的敏捷性和安全性；A1P0A 20 t=540B1 B 2h D1C1
29、C2D 20t=3200t=262s 分别指出凝汽式汽轮机和背压式汽轮机的轴向推力随负荷的变化规律；答：对于凝汽式汽轮机,负荷即流量变化时,各中间级焓降基本不变,因而反动 度不变,各级前后压差与流量程正比,即汽轮机轴向推力与流量成正比；同时,末级不遵循此规律, 调剂级的轴向推力也是随部分进汽度而转变的,且最大负荷 时,轴向推力最大, 但调剂级和末级其轴向推力在总推力中所占比例较小,一般忽视,认为凝汽式汽轮机总轴向推力与流量成正比,渐缩喷嘴和缩放喷嘴的变工况特性有何差别？且最大负荷时轴向推力最大；答： 缩放喷嘴与渐缩喷嘴的本质区分,是它的临界截面与出口截面不同,且缩 放喷嘴设计工况下背压低于临界
30、压力、出口汽流速度大于音速,而在最小截面 处抱负速度等于音速；缩放喷嘴的变工况与渐缩喷嘴的差别是：当出口压力大 于设计工况下背压时,在喷嘴出口截面或喷嘴渐扩部分将产生冲波,速度系数名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 大大降低；另外,对应临界流量的压力比小于临界压力比；为什么可以利用讨论喷嘴变工况特性的结果分析动叶栅变工况特性？答：动叶栅为渐缩流道, 压力比都用滞止压力比, 渐缩喷嘴蒸汽参数与流量的特 性完全可适用于动叶栅,所不同的是讨论动叶栅变工况时,应使用相对速度 w；采纳喷嘴调剂的汽轮机进汽量减小时,各类级的抱
31、负焓降如何变化？反动度、速 度比、级效率如何变化？答： 当汽轮机的工况变化时,按各级在工况变化时的特点通常级分为调剂级、中间级和末级组三类 ；（1）中间级：在工况变化时,压力比不变是中间级的特点；汽轮机级的理想焓降是级前温度和级的压力比的函数,在工况变化范畴不大时, 中间级的级前蒸汽温度基本不变；此时级内蒸汽的抱负焓降不变, 级的速度比和反动度也不变,故级效率不变；随着工况变化范畴增大, 压力最低的中间级前蒸汽温度开头变化,并逐步向前推移；当流量减小,级前蒸汽温度降低,中间级的抱负焓降减小,其 速度比和反动度相应增大；由于设计工况级的速度比为正确值,级内效率最高,当速度比偏离正确值时, 级内效
32、率降低； 而且速度比偏离正确值愈远, 级内效率 愈低；（2）末级组：其特点是级前蒸汽压力与其流量的关系不能简化为正比关系,且级组内级数较少；由于在工况变化流量下降时,汽轮机的排汽压力变化不大,级前压力减小较多； 且变工况前级组前后的压力差越大,级前压力降低的多, 级后压力降低的少； 此时级的压力比增大, 级内抱负焓降减小, 而且末级的压力比 和抱负焓降变化最大； 级的速度比和反动度随抱负焓降的减小而增大,速度比偏 离正确值,级效率相应降低；（3）调剂级：调剂级前后压力比随流量的转变而转变,其抱负焓降亦随之 变化；当汽轮机流量减小时,调剂级的压力比逐步减小,调剂级焓降逐步增大；在第一调剂阀全开而
33、其次调剂阀刚要开启时,级的压力比最小, 故此时调剂级理想焓降达到最大值； 级的抱负焓降增大, 其速度比和反动度随之减小, 速度比偏 离正确值,级效率相应降低；主蒸汽压力变化,对机组安全经济运行有何影响？答：在初压变化时,如保持调剂阀开度不变,此时除少数低压级之外,绝大多数名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 级内蒸汽的抱负焓降不变, 故汽轮机的效率基本保持不变, 但其进汽量将随之改变；对于凝汽式机组或某一级叶栅为临界状态的机组,其进汽量与初压的变化成正比,由于此时汽轮机内蒸汽的抱负焓降随初压上升而增大,机组功率的相对
34、变化大于机组进汽量的相对变化；率的影响越大；对于不同背压的级组, 背压越高, 初压转变对功当主蒸汽温度不变,主蒸汽压力上升时,蒸汽的初焓减小；此时进汽流量增 加,回热抽汽压力上升,给水温度随之上升,给水在锅炉中的焓升减小,一公斤 蒸汽在锅炉内的吸热量削减； 此时进汽量虽增大, 但由于进汽量的相对变化小于 机组功率的相对变化,故热耗率相应减小,经济性提高,反之亦然；采纳喷嘴调剂的机组,初压转变时保持功率不变；起初压增加时,一个调剂阀关小,其节流缺失增大, 故汽轮机的内效率略有降低；率增高,但经济性不如调剂阀开度不变的工况；虽然初压上升使循环效采纳节流调剂的机组,如保持功率不变,初压上升时,全部调
35、剂阀的开度相应减小,在相同条件下, 进汽节流缺失大于喷嘴调剂；的经济效益,几乎全部被进汽节流缺失相抵消；初压上升使循环效率增大初压上升时, 全部承压部件受力增大, 特别是主蒸汽管道、 主汽门、 调剂阀、喷嘴室、汽缸等承压部件,其内部应力将增大；初压上升时如初温保持不变,使 在湿蒸汽区工作的级湿度增大,末级叶片的工作条件恶化,加剧其叶片的腐蚀,并使汽轮机的相对内效率降低；如初压上升过多, 而保持调剂阀开度不变, 由于此时流量增加, 轴向推力增大, 并使末级组蒸汽的抱负焓降增大,会导致叶片过 负荷；此时调剂级汽室压力上升,使汽缸、法兰和螺栓受力过大,高压级隔板前 后压差增大；因此对机组初压和调剂级
36、汽室压力的答应上限值有严格的限制；起初压降低时,要保持汽轮机的功率不变,就要开大调剂阀,增加进汽量；此时各压力级蒸汽的流量和抱负焓降都相应增大,就蒸汽对动叶片的作用力增加,会导致叶片过负荷, 并使机组的轴向推力相应增大；现代汽轮机在设计工况下,进汽调剂阀的富余开度不大,保证在其全开时, 动叶片的弯曲应力和轴向推力不超限；汽轮机的凝汽设备汽轮机在负荷不变的情形下运行,凝汽器真空逐步下降,分析可能存在哪些原名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 因？答：汽轮机在运行过程中引起凝汽器真空缓慢下降的缘由有：（1） 冷却水量缓慢
37、削减（2） 冷却水管结垢或脏污（3） 冷却水温缓慢上升（4） 凝汽器的真空系统漏入空气（5） 抽气器效率下降（6） 部分冷却水管被堵 画图并说明汽轮机凝汽设备的组成及其任务；答：汽轮机凝汽设备的组成图如下所示：抽气器工作介质 汽轮机排汽1 冷却水2 汽 气 混 合物4 3 凝聚水1凝汽器； 2抽气器； 3循环水泵； 4凝聚水泵任务： 1 在汽轮机的排汽口建立并维护规定的真空度,以提高循环效率； 2 将汽轮机的排汽凝聚成干净的凝聚水,回收工质 试述凝汽器的正确真空是如何确定的；答：在其它条件不变的情形下,如增加冷却水量,就凝汽器的真空就会提高,汽 轮发电机组输出的功率就会增加,但同时循环水泵的耗
38、功也会增加,当汽轮发电 机组输出功率的增加量与循环水泵耗功的增加量之差达到最大时,就说凝汽器达 到了正确真空； 也就是说,凝汽器的正确真空是由汽轮发电机组输出功率的增加 量与循环水泵耗功的增加量之差来确定的；名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 在冷却水量一点的前提下, 当汽轮机负荷减小时, 凝汽器真空将如何变化？为什 么？答：凝汽器内压力Pc,近似认为等于蒸汽分压力Ps,可由蒸汽凝聚温度t s确定；当冷却水量 Dw肯定时, t= Dc,就蒸汽负荷降低时, 是常数, t 正比于 Dc降低；另外,由 t A c K D
39、 c 得,当 Dw肯定, 是常数时,t 随 Dc的降低而 e 4187 D w 1 减小；在水温不变的情形下,可知 t s= t + t+t w1减小,就蒸汽分压力降低,由 总压力 Pc 与 Ps近似相等可知,此时凝汽器内压力降低,真空上升；凝汽器中空气的主要来源有哪些？空气的存在对凝汽器的工作有什么影响？答：空气的来源有： 新蒸汽带入汽轮机的空气； 处于真空状态下的低压各级与相 应的回热系统、排汽缸、凝汽设备等不严密处漏入的；空气的危害有：空气阻碍蒸汽放热,使传热系数降低,从而使 t 上升,真空 降低；空气分压力 Pa使 Pc上升,使真空降低；空气使凝聚水过冷度增大；凝聚 水中溶入氧量增大,
40、使管道腐蚀加剧；画出表面式凝汽器中蒸汽和冷却水的温度沿冷却面的分布曲线,标注曲线上各特 征端点的符号,并注释符号的意义；答：温度分布曲线为：t 蒸汽 t t 水t w2tstw1A c A 其中, t s 表示蒸汽凝聚温度,且 t s=t +t w1 + t ；t w1表示冷却水进口处温度,tw2表示冷却水出口温度,t = tw2- tw1,为冷却水温升 ; t 为凝汽器端差；名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - Ac表示凝汽器总传热面积；什么是凝聚水的过冷度？过冷度太大对机组运行有何危害？在凝汽器设计和运行中如何减
41、小过冷度？答：（1） 凝聚水的温度比凝汽器喉部压力下的饱和温度低的数值,称为凝汽器的过冷度；（2）当过冷度很大时,真空降低,凝聚成效较差；同时,过冷度增大仍会 使凝聚水中含氧量增大,增加了对低压管道的腐蚀；（3）为减小凝汽器的过冷度,设计凝汽器时力求冷却水管束排列合理,加 强凝汽器的密封性；机组运行时,选用合适的抽气器并监视确保正常工作,减 少漏入空气,防止气阻增大,同时仍要保证凝聚水水位不至过高,使凝汽器处于较好的工作状态；机组运行对凝汽器的要求有哪些？答：（1）从提高凝汽器的热经济性角度提出的要求：传热成效好；过冷度小；汽 阻小；（2）从保证机组长期安全运行角度提出的要求：凝汽器的密封性要
42、好；冷 却水管应具有足够的抗腐蚀性；削减凝聚水中的含氧量；（3）从节约配套设备耗能的角度提出的要求：尽量减轻抽气器的负荷；水 阻要小；从保证机组长期安全运行角度对凝汽器提出了什么要求？答：（1）凝汽器的密封性要好；（2）冷却水管应有足够的抗腐蚀才能；（3）要减小凝聚水中的含氧量；凝汽设备运行状态的优劣集中表现在哪几个方面？答：凝汽器内是否保持在正确真空；凝聚水的过冷度是否最小；凝聚水的品质是否合格；名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 凝汽器的热力特性指什么？答：凝汽器压力随进入凝汽器的蒸汽量Dc、进入凝汽器的冷却水量Dw和冷却水进入凝汽器时的进口温度的变化而变化的规律,称为凝汽器的热力特性；凝汽设备中抽气器的任务是什么 .其主要类型有哪些？答：凝汽设备中抽气器的任务是：（1）在机组启动时使凝汽器内建立真空；（2）在机组正常运行时不断地抽出漏入凝汽器的空气,以保证凝汽器的正常工作；抽汽器的主要类型有：射水式抽汽器、射汽式抽汽器和水环式真空泵；名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 18 页