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汽轮机技师试卷
发布时间:2011/7/21  阅读次数:5908  字体大小: 【】 【】【
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1.>纯凝汽式汽轮发电机组和回热循环机组的热耗率如何计算?
答案:解:每生产1kW·h的电能,汽轮发电机组所消耗的热量称为热耗率q
       对纯凝汽式汽轮机,其热耗率为
q=d(i0ico
式中   ico--凝结水焓,其数值近于它的温度值,×4.187kJ/kg;
i0--主蒸汽的焓,kJ/kg;
d--汽耗率,kg/(kW·h)。
       对采用回热循环的汽轮发电机组,其热耗率为
qdi0igs
式中   igs--锅炉给水的焓,kJ/kg;
i0--主汽阀前蒸汽的焓,kJ/kg;
d--汽耗率,kg/(kW·h)。
2.>一个理想的16位A/D转换器,转换的电压范围为0~10V,当输入信号为3.8V时,对应的二进制码应该是多少?
答案:解:16位A/D转换器,最大数值为216=65536。由于电压范围最大为10V,所以,10V对应65536,那么3.8V为3.8×6553.6=24903.48,取整为24903。
       其二进制表示为00011000101000111。
       答:对应的二进制码为00011000101000111。
3.>汽轮机运行人员如何计算汽轮发电机组毛效率?
答案:解:对于回热循环的凝汽式汽轮发电机组
η=3600/[d×(i0igs)]
式中   d--汽耗率,kg/(kW·h);
i0--新蒸汽焓值,kJ/kg;
igs--给水焓值,kJ/kg;
η--毛效率。
       对于中间再热机组,热耗率公式为
q=[D0i0igs)+Dzrizrigp)]/W
式中   D0--主蒸汽流量,kg;
                 Dzr--进入中压缸的再热蒸汽流量,kg;
izr--进入中压缸的再热蒸汽焓,kJ/kg;
igp--高压缸排汽焓,kJ/kg;
W--发电量,kW·h。
       再热机组的毛效率为
η=3600/q=3600N/[D0i0igs)+Dzr(izrigp)]
  
  
  
  
  
  
4.>某汽轮机每小时排汽量为400t,排汽压力为0.004MPa,排汽干度x=0.88,冷却水比热容cp=4.1868kJ/(kg·℃),凝汽器每小时用循环冷却水24800t。求循环冷却水温升为多少度?
答案:解:查饱和水与饱和水蒸汽热力性质表知,排汽压力为0.004MPa时,饱和蒸汽焓为ico=2554.5kJ/kg,饱和水焓ico=121.41kJ/kg
排汽焓为           icox×ico+(1-x)×ico
=0.88×2554.5+(1-0.88)×121.41
=2247.96+14.57
=2262.53kJ/kg
凝汽器循环倍率为
mDwDco=24800/400=62
循环冷却水温升Δt=(icoico)/(m×cP
=(2262.53-121.41)/(62×4.1868)
=8.25(℃)
答:循环冷却水温升为8.25℃。
5.>某机组发电标准煤耗率为320g/(kW·h),若年发电量103.1559亿kW·h,将消耗多少标准煤?若燃用发热量为4800kcal/kg的煤,又将消耗多少吨?
答案:解:该机组年消耗标准煤Bb
           Bbbb×N=320×10-3×103.1559×108
=3300988800kg
=3300988.8(t标准煤)
若燃用发热量为4800kcal/kg的煤,则消耗
           B=3300988.8×7000/4800
=4813942(t)
答:该机组每年将消耗3300988.8t标准煤。若燃用发热量为4800kcal/kg的煤,则将消耗4813942t。
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
6.>一台简单朗肯循环凝汽式机组容量是12MW,蒸汽参数po=5MPa、to=450℃、pco=0.005MPa、机组的相对内效率ηoi=0.85、机械效率ηj=0.99、发电机效率ηd=0.98、排汽干度x=0.9。求机组汽耗量D、汽耗率d,热耗量Q、热耗率d
答案:解:查表求出下列参数
       io=3316.8kJ/kg
ico=137.77kJ/kg
ico=2561.6kJ/kg
绝热膨胀排汽焓为icotx×ico+(1-x)×ico
=0.9×2561.6+(1-0.9)×137.77
  =2305.44+13.777
                         =2319.21(kJ/kg)
汽耗量D=3600×N/[(io-icotηoiηjηd
=3600×12000/[(3316.8-2319.21)×0.85×0.99×0.98]
=52511.14(kg/h)
   汽耗率dDN=52511.14/12000=4.376kg/(kW·h)
热耗量QDioico
  =52511.14×(3316.8-137.77)
  =166934489.4(kJ/h)
   热耗率qQN
  =166934489.4/12000
  =13911.2[kJ/(kW·h)]
答:汽轮机的汽耗量D为52511.14kg/h;汽轮机的汽耗率d为4.376kg/(kW·h);汽轮机的热耗量Q为166934489.4kJ/h;汽轮机的热耗率q为13911.2kJ/(kW·h)。
7.>某电力系统供电频率为50±0.2Hz,每投入发电机容量100MW,可增加频率0.2Hz,问该系统运行容量多大?
答案:解:系统容量增加将使系统频率成正比地增加,即
ΔPPC=Δff
所以系统容量PC=ΔP×f/Δf=100×50/0.2=25000MW
       答:该系统运行容量为25000MW。
8.>一台离心泵在转速1450r/min时,其全扬程为25m,流量为240m3/h,轴功率为22kW,因受外界影响,实际转速为1420r/min,试求此时的扬程、流量和轴功率各为多少?
答案:解:对同一泵在流量控制装置相同的情况下,泵内的流动相似,可以应用相似定律中的比例定律
H′=Hn′/n)=25×(1420/1450)=24.5(m)
Q′=Qn′/n)=240×(1420/1450)=235(m3h
N′=Nn′/n3=22×(1420/1450)3=20.7(kW)
答:实际转速为1420r/min时,扬程为24.5m;流量为235m3/h;轴功率为20.7kW。
  
  
  
9.>某电厂有一台离心通风机在标准进口状态下,其流量Q=135000m3/h,风压p=5.92kPa,轴功率P=246.7kW,现准备用来作引风机,其进口状态为
t=200℃,pa=750mmHg,求该引风机的风压和轴功率。
答案:解:标准状态下大气压力为760mmHg,温度为20℃,密度为1.2kg/m3,在t=200℃,pa=750mmHg时的气体密度可由理想气体状态方程来求得
ρ′=ρ×(papa)×(TT′)
=1.2×(750/760)×(273+20)/(273+200)
=0.734(kg/m3
  p′=p×ρ′/ρ=5.92×0.734/1.2=3.62(kPa)
  P′=P×ρ′/ρ=246.7×0.734/1.2=150.9(kW)
答:该引风机的风压为3.62kPa,轴功率为150.9kW。
10.>一台容量为300MW的汽轮机,已知其凝汽器内的压力为pco=5kPa,排汽进入凝汽器时的干度x=0.93,排汽的质量流量Dm=570t/h,若凝汽器冷却水的进出口温度分别为18℃和28℃,水的平均定压质量比热cp=4.187kJ/(kg·℃)。试求该凝汽器的冷却倍率和循环冷却水量。
答案:解:查饱和水与饱和水蒸气热力性质表,排汽压力下的饱和水焓ico=137.77kJ/kg,饱和蒸汽焓ico=2561.6kJ/kg。
排汽焓icox×ico+(1-x)×ico
=0.93×2561.6+(1-0.93)×137.77
=2382.3+9.6
=2391.9(kJ/kg)
凝汽器热平衡方程
Dm×(icoico)=Dwcptw2tw1
Dw=[Dm×(icoico)]/[cptw2tw1)]
=[570×(2391.9-137.7)]/[4.187×(28-18)]
=30687.7(t/h)
       冷却倍率mDwDm
=30687.7/570
=53.84
答:该凝汽器的冷却倍率为53.84,循环冷却水量为30687.7t/h。
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
11.>某凝汽式发电厂总共装有四台汽轮发电机组,其中三台容量均为50MW,另一台的容量为100MW。已知该厂装机容量的年利用小时数为7200h,假定该发电厂的总效率ηndc=34.2%,所用燃料的低位发热量Qar,net=23440kJ/kg,求平均每昼夜所需供给的燃料量。
答案:解:该发电厂全厂装机容量为
3×50000+1×100000=250000(kW)
全年发电量为
250000×7200=1800×106(kW·h)
该厂的发电标准煤耗为
bb=0.123/ηndc=0.123/0.342
=0.35965[kg/(kW·h)]
=359.65g/(kW·h)
全年标准煤的总消耗量为
1800×106×0.35965=647370000(kg)
               =647370t
全厂平均每昼夜消耗的标准煤为
647370/365=1773.62(t)
若燃用低位发热量为23440kJ/kg的煤,则平均每昼夜该厂的燃料实际消耗量为
1773.62×7000×4.187/23440=2217.7(t)
答:该厂平均每昼夜消耗低位发热量为23440kJ/kg的煤2217.7t。
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
12.>国产125MW汽轮发电机组进汽参数为p1=13.24MPa,t1=550℃,高压缸排汽压力2.55MPa,再热蒸汽温度550℃,排汽压力为5kPa,试比较再热循环的热效率与简单朗肯循环的热效率,并求排汽干度变化多少?
答案:解:从水蒸气焓熵图及表中查得
         高压缸进汽焓i1=3467kJ/kg,熵S1=6.6kJ/(kg·K)
         高压缸排汽焓ib=2987kJ/kg,
         中压缸的进汽焓ia=3573kJ/kg,熵Sa=7.453kJ/(kg·K)
         简单朗肯循环排汽焓ic=2013kJ/kg
         再热循环排汽焓ico=2272kJ/kg
         排汽压力下饱和水焓ico=137.8kJ/kg
         再热循环的热效率
ηt,zr=[(i1ib)+(iaico)]/[(i1ico)+(iaib)]
=[(3467-2987)+(3573-2272)]/[(3467-137.8)+(3573-2987)]
=1781/3915.2
=0.455
简单朗肯循环的热效率为
ηt=(i1ic)/(i1ico
=(3467-2013)/(3467-137.8)
=1454/3329.2
=0.437
采用再热循环后,循环热效率提高了
δηt=(ηt,zrηt)/ηt
=(0.455-0.437)/0.437
=0.0412
=4.12%
从水蒸气焓熵图中可查得,简单朗肯循环的排汽干度为0.7735,再热循环的排汽干度为0.881,排汽干度提高了
(0.881-0.7735)/0.7735=0.139=13.9%
答:采用再热循环,使循环热效率提高了4.12%,使排汽干度提高了13.9%。
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
13.>设有两个采用再热循环的发电厂,其新蒸汽参数均为p1=12.5MPa,t1均为500℃,排汽压力均为6kPa,再热循环A的中间压力为2.5MPa,再热循环B的中间压力为0.5MPa,两者再热后的蒸汽温度都等于原来的初温500℃,试分别求这两个再热循环的热效率和排汽干度,并与简单朗肯循环进行比较。答案:解:查水蒸气焓熵图及表得       新蒸汽焓i1=3343.3kJ/kg;       再热循环A的高压缸排汽焓ib,A=2928kJ/kg;       再热循环B的高压缸排汽焓ib,B=2620kJ/kg;       再热循环A的中压缸进汽焓ia,A=3461.7kJ/kg;       再热循环B的中压缸进汽焓ia,B=3483.8kJ/kg;       简单朗肯循环排汽干度x=0.757;       再热循环A的排汽干度xA=0.882;       再热循环B的排汽干度xB=0.92;       排汽压力下的饱和蒸汽焓ico=2567.5kJ/kg;       排汽压力下的饱和水焓ico=151.5kJ/kg。
       简单朗肯循环的排汽焓icox×ico+(1-x)×ico
=0.757×2567.5+(1-0.757)×151.5
=1943.6+36.8
=1980.4(kJ/kg)
再热循环A的排汽焓
       ico,AxA×ico+(1-xA)×ico
=0.882×2567.5+(1-0.887)×151.5
=2264.5+17.1
=2281.6(kJ/kg)
再热循环B的排汽焓
         ico,BxB×ico+(1-xB)×ico
=0.92×2567.5+(1-0.92)×151.5
=2362.1+12.1
=2374.2(kJ/kg)
简单朗肯循环效率
           ηt=(i1ico)/(i1ico
=(3343.3-1980.4)/(3343.3-151.5)
=1362.9/3191.8
=0.427
再热循环A的循环效率
ηt,A=[(i1ib,A)+(ia,Aico,A)]/[(i1ico)+(ia,Aib,A)]
=[(3343.3-2928)+(3461.7-2281.6)]/[(3343.3-151.5)+(3461.7-2928)]
=1595.4/3725.5
=0.428
再热循环B的循环效率
ηt,B=[(i1ib,B)+(ia,Bico,B)]/[(i1ico)+(ia,Bib,B)]
=[(3343.3-2620)+(3483.8-2374.2)]/[(3343.3-151.5)+(3483.8-2620)]
=1832.9/4055.6
=0.452
答:由计算结果可知,再热循环B的循环效率最高,再热循环A次之, 朗肯循环最低;再热B的排汽干度最高,再热循环A次之,朗肯循环最低。
14.>某凝汽式汽轮机的参数为p1=9.12MPa,t1=535℃,pco=0.005MPa,试求以下两种情况循环热效率和排汽湿度的变化:
  (A)初温不变,初压提高到p1,A=13.68MPa;
  (B)初压不变,初温提高到t1,B=550℃。
答案:解:查水蒸气表得原来蒸汽参数下,凝结水焓ico=137.77kJ/kg,蒸汽初焓i1=3477.7kJ/kg,排汽焓ico=2066.5kJ/kg,排汽干度x=0.795,
循环热效率               ηt=(i1ico)/(i1-i′co
                                                         =(3477.7-2066.5)/(3477.7-137.77)
                                                         =1411.2/3339.93
                                                         =0.4225
(A)初温不变,初压提高后,凝结水焓不变,蒸汽初焓i1,A=3429.94kJ/kg,排汽焓ico,A=1995.7kJ/kg,排汽干度xA=0.766,
循环热效率             ηt,A=(i1,Aico,A)/(i1,A-i′co
=(3429.94-1995.7)/(3429.94-137.77)
=1434.24/3292.17
=0.4356
(B)初压不变,初温提高后,凝结水焓仍不变,蒸汽初焓i1,B=3511.9kJ/kg,排汽焓ico,B=2080.3kJ/kg,排汽干度xB=0.801,
循环热效率             ηt,B=(i1,Bico,B)/(i1,B-i′co
=(3511.9-2080.3)/(3511.9-137.77)
=1431.6/3374.1
=0.4243
答:根据查表及计算结果可知,初温不变,初压提高,循环效率将提高,但干度明显下降;初压不变,初温提高,既能提高循环效率(不很明显),又能明显提高排汽干度。
15.>试求125MW机组在额定工况下1号、2号高压加热器的抽汽份额,已知:疏水逐级自流。1号高温加热器出口给水焓i1=1040.4kJ/kg,入口给水焓i2=946.9kJ/kg,出口疏水焓is1=979.6kJ/kg,入口蒸汽焓iz1=3093kJ/kg。
       2号高温加热器入口给水焓i3=667.5kJ/kg,出口疏水焓is2=703.5,入口蒸汽焓iz2=3018kJ/kg。答案:解:1号高温加热器热平衡方程
=(1040.4-946.9)/(3093-979.6)
=93.5/2113.4
=0.04424
2号高温加热器热平衡方程

                      
                           =[(946.9-667.5)-0.04424(979.6-703.5)]/(3018-703.5)
                           =(279.4-12.215)/2314.5
                           =0.11544
1.>什么是在线监控系统?
答案:在线监控又称做实时监控,即传感器将现场生产过程中任何参数变化输入到计算机中,计算机根据现场变化立即作出应变措施,保证维持发电主、辅设备安全运行。
2.>国产300MW机组启动旁路系统有那些特点?
答案:国产300MW机组普遍采用总容量为锅炉蒸发量的37%或47%的两级旁路并联系统。
       大旁路(又称全机旁路)分两路从主蒸汽联络管上接出,每路容量为锅炉额定蒸发量的10%或15%,经装在锅炉房的快速减压减温器,再经装在汽轮机凝汽器喉部外侧的扩容式减温减压器,直通凝汽器。
       小旁路(又称高压缸旁路)从主蒸汽联络管上接出,容量为锅炉蒸发量的17%,经装在锅炉房的快速减压减温器,接入再热器冷段。
       主蒸汽,大、小旁路减温水来自给水泵出水母管。
       扩容式减温减压器减温水来自凝结水升压泵出水母管。
3.>影响汽轮发电机组经济运行的主要技术参数和经济指标有哪些?
答案:影响汽轮发电机组经济运行的主要技术参数和经济指标有汽压、汽温、真空度、给水温度、汽耗率、循环水泵耗电率、高压加热投入率、凝汽器端差、凝结水过冷度、汽轮机热效率等。
4.>汽包锅炉和直流锅炉有何主要区别?各有何优缺点?
答案:汽包炉的主要优点:①由于汽包内储有大量汽水,因此具有较大的储热能力,能缓冲负荷变化时引起的汽压变化;②汽包炉由于具有固定的水、汽、过热汽分界点,故负荷变化时引起过热汽温的变化小;③由于汽包内有蒸汽清洗装置,故对给水品质要求较低。
       主要缺点:①金属耗量大;②对调节反应滞后;③只适宜临界压力以下的工作压力。
       直流炉的主要优点:①金属耗量小;②启停时间短,调节灵敏;③不受压力限制,即可用于亚临界压力以下,也可设计为超临界压力。
       主要缺点:①对给水品质要求高;②给水泵电能消耗量大;③对自动控制系统要求高;④必须配备专门用于启动的旁路系统。
5.>滑参数启动主要应注意什么问题?
答案:滑参数启动应注意如下问题:
  (1)滑参数启动中,金属加热比较剧烈的时间一般在低负荷时的加热过程中,此时要严格控制新蒸汽升压和升温速度。              
  (2)滑参数启动时,金属温差可按额定参数启动时的指标加以控制。启动中有可能出现差胀过大的情况,这时应通知锅炉停止新蒸汽升温、升压,使机组在稳定转速下或稳定负荷下停留暖机,还可以调整凝汽器的真空或用增大汽缸法兰加热进汽量的方法调整金属温差。
6.>额定参数启动汽轮机时怎样控制减少热应力?
答案:额定参数启动汽轮机时,冲动转子一瞬间,接近额定温度的新蒸汽进入金属温度较低的汽缸内。与新蒸汽管道暖管的初始阶段相同,蒸汽将对金属进行剧烈的凝结放热,使汽缸内壁和转子外表面温度急剧增加。温升过快,容易产生很大的热应力,所以额定参数下冷态启动时,只能采用限制新蒸汽流量,延长暖机和加负荷时间等办法来控制金属的加热速度。减少受热不均,以免产生过大的热应力和热变形。
  
  
7.>什么叫负温差启动?为什么应尽量避免负温差启动?
答案:当冲转时蒸汽温度低于汽轮机最热部位金属温度的启动为负温差启动。因为负温差启动时,转子与汽缸先被冷却,而后又被加热,经历一次热交变循环,从而增加了机组疲劳寿命损耗。如果蒸汽温度过低,则将在转子表面和汽缸内壁产生过大的拉应力,而拉应力较压应力更容易引起金属裂纹,并会引起汽缸变形,使动静间隙改变,严重时会发生动静摩擦事故,此外,热态汽轮机负温差启动,使汽轮机金属温度下降,加负荷时间必须相应延长,因此一般不采用负温差启动。
8.>进入汽轮机的蒸汽流量变化时,对通流部分各级的参数有哪些影响?
答案:对于凝汽式汽轮机,当蒸汽流量变化时,级组前的温度一般变化不大(喷嘴调节的调节级汽室温度除外)。不论是采用喷嘴调节,还是节流调节,除调节级外,各级组前压力均可看成与流量成正比变化,所以除调节级和最末级外,各级级前、后压力均近似地认为与流量成正比变化。运行人员可通过各监视段压力来有效地监视流量变化情况。
9.>厂用电中断为何要打闸停机?
答案:厂用电中断,所有的电动设备都停止运转,汽轮机的循环水泵、凝结水泵、射水泵都将停止,真空将急剧下降,处理不及时,将引起低压缸排大气安全门动作。由于冷油器失去冷却水,润滑油温迅速升高,水冷泵的停止又引发发电机温度升高,对双水内冷发电机的进水支座将因无水冷却和润滑而产生漏水,对于氢冷发电机、氢气温度也将急剧上升,给水泵的停止,又将引起锅炉断水。由于各种电气仪表无指示,失去监视和控制手段。可见,厂用电全停,汽轮机已无法维持运行,必须立即启动直流润滑油泵,直流密封油泵,紧急停机。
10.>厂用电中断应如何处理?
答案:厂用电中断应做如下处理:
  (1)启动直流润滑油泵,直流密封油泵,立即打闸停机。
  (2)联系电气,尽快恢复厂用电,若厂用电不能尽快恢复,超过1min后,解除跳闸泵连锁,复置停用开关。(3)设法手动关闭有关调整门、电动门。
  (4)排汽温度小于50℃时,投入凝汽器冷却水,若排汽温度超过50℃,需经领导同意,方可投入凝汽器冷却水(凝汽器投入冷却水后,方可开启本体及管道疏水)。
  (5)厂用电恢复后,根据机组所处状态进行重新启动。切记:动力设备应分别启动,严禁瞬间同时启动大容量辅机,机组恢复并网后,接带负荷速度不得大于10MW/min。
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
1.>试画出AI通道的原理框图,并简要说明其作用。
图E-41AI通道原理框
   AI通道是指模拟量输入通道,它的作用是: (1)对每点模拟量输入信号进行简单处理,如滤波等; (2)顺序采集该通道板上全部模拟量输入信号; (3)对采集该通道板上全部模拟量输入信号;(4)将模拟量信号转换成二进制形式的数字信号,即A/D转换。
2.>绘出切换母管制主蒸汽管路系统示意图。
图E-42   切换母管制主蒸汽管路系统示意
3.>背画国产300MW机组两级并联旁路系统图,并标出设备名称。
图E-43   国产300MW机组上采用的两级并联旁路系统
1-锅炉;2-高压缸;3-中压缸;4-低压缸;5-过热器;
6-再热器;7-Ⅰ级旁路;8-Ⅱ级旁路;9-凝汽器
4.>背画三用阀旁路系统图。
图E-44   三用阀旁路系统
1-锅炉;2-过热器;3-高压缸;4-中、低压缸;5-发电机;6-凝汽器;
7-凝结水泵;8-低压加热器;9-除氧器;10-给水泵;11-高压加热器;
12-再热器;13-高压旁路阀;14-低压旁路阀;15-扩容式减温减压装置;
16-再热器安全阀;17-高压旁路喷水温度调节阀;18-高压旁路喷水压力调节阀;
19-低压旁路喷水阀;20-减温器;21-低压喷水阀;22-四通
5.>绘出600MW机组汽轮机滑销系统。
答案:如图E-45所示。
图E-45   600MW机组的滑销系统
  
  
  
  
  
6.>绘出核电站系统图。
图E-46   核电站系统示意
7.>绘出200MW机组汽缸与转子膨胀示意图。
图E-47   汽缸与转子膨胀示意图
1-高压缸;2-推力轴承;3-中压缸;4-低压缸;
5-低压胀差表;6-中压胀差表;7-高压胀差表
8.>绘出采用喷嘴调节的汽轮机热力过程线。
图E-48   喷嘴调节汽轮机的热力过程线
9.>绘出N200-12.75/535/535型汽轮机冷态滑参数启动曲线。
答案:如图E-49所示。
图E-49   N200-12.75/535/535型汽轮机冷态滑参数启动曲线
10.>绘出N200-12.75/535/535型汽轮机滑参数停机曲线。
答案:如图E-50所示。
图E-50   N200-12.75/535/535型汽轮机滑参数停机曲线
  
  
  
  
  
  
  
1.>什么叫机组的滑压运行?滑压运行有何特点?答案:汽轮机开足调节汽门,锅炉基本维持新蒸汽温度,并且不超过额定压力、额定负荷,用新蒸汽压力的变化来调整负荷,称为机组的滑压运行。       滑压运行的优点:       (1)可以增加负荷的可调节范围。       (2)使汽轮机可以以较快速度变更负荷。       (3)由于末级蒸汽湿度的减少,提高了末级叶片的效率,减少了对叶片的冲刷,延长了末级叶片的使用寿命。       (4)由于温度变化较小,所以机组热应力也较小,从而减少了汽缸的变形和法兰结合面的漏汽。       (5)变压运行时,由于受热面和主蒸汽管道的压力下降。其使用寿命延长了。       (6)变压运行调节可提高机组的经济性(减少了调节汽门的节流损失),且负荷愈低经济性愈高。
2.>运行对调速系统有何要求?答案:一个设计良好的汽轮机调速系统必须满足下列要求:       (1)能保证机组在额定参数下,稳定地在满负荷至零负荷范围内运行。而且当频率和参数在允许范围内变动时,也能在满负荷至零负荷范围内运动,并保证机组能顺利解列。   (2)为保证稳定运行,由迟滞等原因引起的自发性负荷变动应在允许范围内,以保证机组安全、经济运行。 (3)当负荷变化时,调速系统应能保证机组平稳地从某一工况过渡到另一工况,而不发生较大和较长期的摆动。       (4)当机组忽然甩去全负荷时,调速系统应能保证不使超速保安器动作。
3.>什么叫弹性变形?什么叫塑性变形?汽轮机启动时如何控制汽缸各部分的温差,减少汽缸变形?答案:金属部件在受外力作用后,无论外力多么小,部件均会产生内部应力而变形。当外力停止作用后,如果部件仍能恢复到原来的几何形状和尺寸,则这种变形称为弹性变形。
       当外力增大到一定程度时,外力停止作用后金属部件不能恢复到原来的几何形状和尺寸,这种变形称为塑性变形。       对汽轮机来讲,各部件是不允许产生塑性变形的。汽轮机启动时,应严格控制汽缸内外壁、上下汽缸、法兰内外壁和法兰上下、左右等温差,保证温差在规定范围内,从而避免不应有的应力产生。具体温差应控制在如下范围:       (1)高、中压内、外缸的法兰内外壁温差不大于80℃;       (2)高、中压内外缸温差(内缸内壁与外缸内壁、内缸外壁与外缸外壁)不大于50~80℃;       (3)高、中压内缸上下温差不大于50℃,外缸上下温差不大于80℃;       (4)螺栓与法兰中心温差不大于30℃;       (5)高、中压内外缸法兰左右、上下温差不大于30℃。       机组在启动过程中,应严密监视金属各测点温度变化情况,适当调整加热蒸汽量,并注意主蒸汽温度和再热蒸汽温度不应过高或过低,做好以上各项工作,机组启动方可得到安全保证,延长机组使用寿命。
4.>造成大轴弯曲的原因是什么?答案:造成大轴弯曲的原因是多方面的,主要有:       (1)动静部分摩擦,装配间隙不当,启动时上下缸温差大,汽缸热变形,以及热态启动大轴存在热弯曲等。引起转子局部过热而弯曲。       (2)处于热状态的机组,汽缸进冷汽、冷水,使转子上下部分出现过大温差,转子热应力超过材料的屈服极限,造成大轴弯曲。       (3)转子原材料存在过大的内应力,在高温下工作一段时间后,内应力逐渐释放而造成大轴弯曲。       (4)套装转子上套装件偏斜、卡涩和产生相对位移。有时叶片断落、转子产生过大的弯矩以及强烈振动也会使套装件和大轴产生位移,造成大轴弯曲。       (5)运行管理不严格,如不具备启动条件而启动,出现振动及异常时处理不当,停机后汽缸进水等等,造成大轴弯曲。
  
  
  
  
  
5.>一般在哪些情况下禁止运行或启动汽轮机?答案:一般在下列情况下禁止运行或启动汽轮机:
   (1)危急保安器动作不正常;自动主汽门、调速汽门、抽汽逆止门卡涩不能严密关闭,自动主汽门、调速汽门严密性试验不合格。     (2)调速系统不能维持汽轮机空负荷运行(或机组甩负荷后不能维持转速在危急保安器动作转速之内)。       (3)汽轮机转子弯曲值超过规定。   (4)高压汽缸调速级(中压缸进汽区)处上下缸温差大于35~50℃。   (5)盘车时发现机组内部有明显的摩擦声时。       (6)任何一台油泵或盘车装置失灵时。     (7)油压不合格或油温低于规定值;油系统充油后油箱油位低于规定值时。       (8)汽轮机各系统中有严重泄漏;保温设备不合格或不完整时。       (9)保护装置(低油压、低真空、轴向位移保护等)失灵和主要电动门(如电动主汽门、高加进汽门、进水门等)失灵时。 (10)主要仪表失灵,包括转速表、挠度表、振动表、热膨胀表、胀差表、轴向位移表、调速和润滑油压表、密封油压表推力瓦块和密封瓦块温度表,氢油压差表、氢压表、冷却水压力表、主蒸汽或再热汽压力表和温度表、汽缸金属温度、真空表等。
6.>汽轮机启动过程中产生最大热应力的部位和时间如何?答案:汽轮机汽缸和转子最大热应力所发生的时间应在非稳定工况下金属内外壁温差最大时刻。在一定的蒸汽温升率下,汽轮机启动进入准稳态,转子表面与中心孔、汽缸内外壁的温差接近该温升率下的最大值,故汽轮机启动进入准稳态时热应力也达到最大值。在启停和工况变化时,汽轮机中最大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。这些部位工作温度高,启停和工况变化时温度变化大,引起的温差大,热应力亦大。此外,在部件结构有突变的地方,如叶轮根部、轴肩处的过渡圆角及轴封槽处都有热应力集中现象,上述部位的热应力是光滑表面的2~4倍。
7.>造成汽轮机热冲击的主要原因是什么?答案:汽轮机运行中造成热冲击的主要工况有以下几种:       (1)启动时,为了保持汽缸、转子等金属部件有一定的温升速度,要求蒸汽温度高于金属温度,且两者应当匹配,相差太大就会对金属部件产生热冲击。       (2)极热态启动造成的热冲击。汽轮机调速级处汽缸和转子的温度在400~500℃时的启动称为极热态启动,对于单元制大机组在极热态时不可能把蒸汽参数提到额定参数再冲动转子,往往是在蒸汽参数较低有情况下冲转。在这种情况下,蒸汽温度比金属温度低得多,因而在汽缸、转子上产生较大的热应力。       (3)甩负荷造成的热冲击。汽轮机在额定工况下运行时,如果负荷发生大幅度变化(50%以上的额定负荷),则通过汽轮机的蒸汽温度将发生急剧变化,使汽缸、转子产生很大的热应力。
8.>核电站是怎样发电的?核反应堆有哪些类型?答案:利用核能发电的电站称为核电站。核燃料在反应堆内进行核裂变的链式反应,产生大量热量,由冷却剂(水或气体)带出,在蒸汽发生器中冷却剂把热量传给水(工质),将水加热成蒸汽来转动汽轮发电机发电。冷却剂把热量传给水后,再用泵把它打回反应堆里去吸热,循环应用,不断把反应堆中释放的原子核能引导出来。目前常用的核电站反应堆可分为:轻水反应堆、重水反应堆、石墨气冷堆和不用慢化剂的快中子增殖堆四大类。
9.>除了目前的常规能源外,新能源的利用主要有哪些方面?答案:除了目前常规能源外,新能源的利用主要有:       (1)核能。核能是目前比较理想的能源。由于核能利用设备结构紧凑,建设周期短,原料又较为廉价,经济性能好,在工业上可以进行大规模的推广,所以核能利用是我国今后能源利用发展的趋势。       (2)太阳能。太阳能是一种取之不尽,用之不竭且无污染的新能源。       (3)磁流体发电。磁流体发电是利用高温导电流体高速通过磁场,在电磁感应的作用下将热能转换成电能。       (4)氢能。氢能是一种新的无污染的二次能源,是一种理想的代替石油的燃料。       (5)地热能。       (6)海洋能。
10.>热态和冷态启动时的操作主要有哪些区别?答案:主要区别在于:       (1)热态启动时需严格控制上下缸温差不得超过50℃,双层内缸上下缸温不超过35℃。       (2)转子弯曲不超过规定值。       (3)主蒸汽温度应高于汽缸最高温度50℃以上,并有50℃以上的过热度。冲转前应先送轴封汽后抽真空。轴封供汽温度应尽量与金属温度相匹配。       (4)热态启动时应加强疏水,防止冷汽冷水进入汽缸。真空应适当保持高一些。(5)热态启动要特别注意机组振动,及时处理好出现的振动,防止动静部分发生摩擦而造成转子弯曲。       (6)热态启动应根据汽缸温度,在启动工况图上查出相应的工况点。冲转后应以较快的速度升速,并网,并带负荷到工况点。
11.>简述汽轮发电机组振动故障诊断的一般步骤。答案:汽轮发电机组振动故障诊断步骤如下:   (1)测定振动频率,确定振动性质。若振动频率与转子转速不符合,说明发生了自激振动,进而可寻找具体的自激振动根源。若振动频率与转速相符,说明发生了强迫振动。       (2)查明发生过大振动的轴承座,其稳定性是否良好,如不够良好应加固。如果轴承座稳定性不是主要原因,则可认定振动过大是由于激振力过大所致。(3)确定激振力的性质。     (4)寻找激振力的根源,即振动缺陷所发生的具体部件和内容。在进行振动故障诊断时,通常振动最大表现处即为缺陷所在处。但有时,特别是多根转子(尤其柔性转子)连在一起的轴系,某个转子轴承上缺陷造成的振动,能在其他转子轴承处造成更大的振动。这既有轴承刚度的问题,又涉及多根轴连在一起的振型问题,具体分析时必须考虑这一因素。
12.>汽轮机大修后的分部验收大体可分为哪些方面?答案:汽轮机大修后的分部验收可分为以下步骤:       (1)真空系统灌水严密性检查;       (2)有关设备及系统的冲洗和试运行;       (3)油系统的冲洗循环;       (4)转动机械的分部试运行;       (5)调速系统和保护装置试验。
13.>汽轮机叶片断落时一般有哪些征象?答案:汽轮机叶片断落时一般都有较明显的征象。       (1)汽轮机内部或凝汽器内部产生突然的声响;       (2)机组振动,包括振幅和相位均产生明显的变化,有时还会产生瞬间强烈的抖动。这是由于叶片断裂,转子失去平衡或摩擦撞击造成的。但有时叶片的断落发生在转子的中部,并未引起严重的动静摩擦,在额定转速下也未表现出振动的显著变化。但这种断叶片事故,在启停过程中的临界转速附近,振动将会有明显的增加。       (3)当叶片损坏较多时,将使通流面积改变,在同一个负荷下蒸汽流量,调速汽门开度、监视段压力等都会发生变化,反动式机组尤其表现突出。       (4)若有叶片落入凝汽器时,通常会将凝汽器铜管打坏,使循环水漏入凝结水中,从而表现为凝结水硬度和导电度突然增大很多,凝汽器水位增高,凝汽器水泵马达电流增大。       (5)若抽汽口部位的叶片断落,则叶片可能进入抽汽管道,造成抽汽逆止门卡涩,或进入加热器使加热器管子破坏,加热器水位升高。
       (6)在停机惰走过程或盘车状态下,听到金属摩擦声,惰走时间减少。       (7)转子失落叶片后,其平衡情况及轴向推力要发生变化,有时会引起推力瓦温度和轴承回油温度升高。
  
  
  
  
  
  
  
  
  
14.>为防止动静摩擦,运行操作上应注意哪些问题?答案:在运行方面,主要是防止动静摩擦,运行人员除了要采取防止动静摩擦的有关措施以外,还应特别注意以下几点:       (1)每次启动前必须认真检查大轴的晃动度,确认大轴挠曲度在允许的范围以内才可进行启动。因为当大轴的晃动度超过规定范围时,说明转子存在一定程度的弯曲,若在这种情况下冲转,就很容易造成动静摩擦,这种低速下的摩擦会引起热膨胀,产生恶性循环,最终引起大轴弯曲。       (2)上下汽缸温差一定要在规定的范围以内。如果上下汽缸温差过大,将使汽缸产生很大的热挠曲。对BK-100-2型汽轮机的试验表明,调整级处上下汽缸温差变化10℃时,该处动静部分的径向间隙变化0.10~0.15mm。实践表明,上下汽缸温差过大,往往是造成大轴弯曲的初始原因。       (3)机组热态启动时,状态变化比较复杂,运行人员应特别注意进汽温度、轴封供汽等问题的控制与掌握,以往的大轴弯曲事故大多发生在热态启动过程中。       (4)加强对机组振动的监视。大机组启动过程复杂,往往很难避免动静部分的局部摩擦,监视动静摩擦的主要手段还是监督机组振动情况。在第一临界转速以下发生动静摩擦时,引起大轴弯曲的威胁最大,因此在中速以下汽轮机轴承振动达到0.04mm时,必须打闸停机,切忌在振动增大时降速暖机。在遇到异常情况打闸停机时,要注意检查转子的惰走时间,如发现比正常情况有明显的变化,则应注意查明原因。       (5)在汽轮机停机后,注意切断与公用系统相连的各种水源,严防汽缸进水。为了加强停机后对设备的监视,应继续坚持正常的巡回检查制度,发现异常情况,立即进行分析处理。
15.>比较各种调峰运行方式的优劣。答案:(1)调峰幅度:两班制和少汽运行方式最大(100%),低负荷运行方式在50%~80%。       (2)安全性:控制负荷变化率在一定范围的负荷跟踪方式最好,少汽方式次之,两班制最差。       (3)经济性:低负荷运行效率很低,机组频繁启停损失也很可观,所以应根据负荷低谷持续时间和试验数据比较确定。       (4)机动性:负荷跟踪方式最好,少汽运行次之,两班制最差;无再热机组好,中间再热机组差。       (5)操作工作量:负荷跟踪运行方式最好,少汽运行次之,两班制最差。
16.>机组启动过程中防止转子弯曲的措施有哪些?答案:启动中防止转子弯曲的措施如下:       (1)重点检查以下阀门,使其处于正确位置:①高压旁路减温水隔离门、调整门应关闭严密。②所有汽轮机蒸汽管道,本体疏水门应全部开启。③通向锅炉的减温水门,给水泵的中间抽头门应关闭严密,等锅炉需要后再开启。④各水封袋注完水后应关闭注水门,防止水从轴封加热器倒至汽封。       (2)启动机组前一定要连续盘车2h以上,不得间断,并测量转子弯曲值不大于原始值0.02mm。       (3)冲转过程中应严格监视机组各轴承振动。转速在1300r/min以下,轴承三个方向振动均不得超过0.03mm,跨越临界转速时轴承三个方向振动均不得超过0.01mm,否则立即打闸停机,停机后测量大轴弯曲,并连续盘车4h以上,正常后才能开机。若有中断,必须加上10倍于中断盘车时间来盘车。       (4)转速达3000r/min后应关小电动主汽门后疏水门,防止疏水量太大影响本体疏水畅通。       (5)冲转前应对主蒸汽管道、再热蒸汽管道和各联箱充分暖管暖箱。       (6)投蒸汽加热装置后要精心调整,不允许汽缸法兰上下、左右温差交叉变化,各项温差规定应在允许范围内。       (7)当锅炉燃烧不稳定时,应严格监视主蒸汽、再热蒸汽温度的变化,10min内主蒸汽或再热蒸汽温度上升或下降50℃,应打闸停机。       (8)开机过程中应加强各水箱、加热器水位的监视,防止水或冷汽倒至汽缸。       (9)低负荷时应调整好凝结水泵的出口压力不得超过规定值,防止低压加热器钢管破裂。       (10)投高压加热器前一定要做好各项保护试验,使高压加热器保护正常投入运行,否则不得投入高压加热器。       (11)热态启动不得使用减温水,若中、低压缸差胀大,热态启动冲转前低压汽封可不送或少送汽。
  
17.>防止汽轮机严重超速的措施有哪些?答案:防止汽轮机严重超速事故的措施有:       (1)坚持机组按规定做汽轮机超速试验及喷油试验。       (2)机组充油装置正常,动作灵活无误,每次停机前,在低负荷或解列后,用充油试验方法活动危急保安器。       (3)机组大修后,或危急保安器解体检修后以及停机一个月后,应用提升转速的方法做超速试验。       (4)机组冷态起动需做危急保安器超速试验时,应先并网,低负荷(20~30MW)暖机2~3h,以提高转子温度。       (5)做危急保安器超速试验时,力求升速平稳,特别是对于大型机组,超速滑阀操作时不易控制,往往造成调节汽门突开,且开度变化大,转速飞升幅度较大或轴向推力突增,一般用同步器升速,若同步器升不到动作转速,也必须先用同步器升至3150r/min后,再用超速滑阀提升转速。       (6)超速限制滑阀试验周期应与超速试验周期相同,以鉴定该保护装置动作正确,确保机组甩负荷后,高、中压油动机瞬间关闭,使机组维持空转运行。       (7)热工的超速保护信号每次小修、大修后均要试验一次,可静态试验也可动态试验,确保热工超速保护信号的动作定值正确。       (8)高、中压自动主汽门、调节汽门的动作是否正常,对防止机组严重超速密切相关,发现卡涩立即向领导汇报,及时消除并按规定做活动试验。       (9)每次停机或做危急保安器试验时,应派专人观察抽汽逆止门关闭动作情况,发现异常应检修处理后方可起动。       (10)每次开机或甩负荷后,应观察自动主汽门和调节汽门严密程度,发现不严密,应汇报领导,消除缺陷后开机。       (11)蒸汽品质及汽轮机油质应定期化验,并出检验报告,品质不合格应采取相应措施。       (12)合理调整每台机组的轴封供汽压力,防止油中进水,设备有缺陷造成油中进水,应尽快消除。       (13)做超速试验时,调节汽门应平稳逐步开大,转速相应逐步升高至危急保安器动作转速,       若调节汽门突然开至最大,应立即打闸停机,防止严重超速事故。       (14)做超速试验时应选择适当参数,压力、温度应控制在规定范围,投入旁路系统,待参数稳定后,方可做超速试验。
18.>热态启动时,防止转子弯曲应特别注意些什么?答案:热态启动除作好开机前有关防止转子弯曲的措施之外,还应做好以下工作:       (1)热态启动前,负责启动的班组应了解上次停机的情况,有无异常,应注意哪些问题,并对每个操作人员讲明,做到人人心中有数。       (2)一定要先送轴封汽后抽真空,轴封汽用备用汽源不得投入减温水,送轴封汽前关闭汽封4、5、6段抽气门。       (3)各管道、联箱应更充分地暖管暖箱。       (4)严格要求冲转参数和旁路的开度(旁路要等凝汽器有一定的真空才能开启),主蒸汽温度一定要比高压内上缸温度高50℃以上,并有80~100℃的过热度。冲转和带负荷过程中也应加强主、再热蒸汽温度的监视,汽温不得反复升降。       (5)加强振动的监视。热态启动过程中,由于各部件温差的原因,容易发生振动,这时更应严格监视。振动超过规定值应立即打闸停机,测量转子晃动不大于原始值0.02mm。       (6)开机过程中,应加强各部分疏水。       (7)应尽量避开极热态启动(缸温400℃以上)。       (8)热态启动前应对调节系统赶空气,因为调节系统内存有空气,有可能造成冲转过程中调节汽门大幅度移动,引起锅炉参数不稳定,造成蒸汽带水。       (9)极热态启动时最好不要做超速试验。       (10)热态启动时,只要操作跟得上,就应尽快带负荷至汽缸温度相对应的负荷水平。
19.>提高机组运行经济性要注意哪些方面?答案:(1)维持额定蒸汽初参数; (2)维持额定再热蒸汽参数; (3)保持最有利真空; (4)保持最小的凝结水过冷度;(5)充分利用加热设备,提高给水温度;(6)注意降低厂用电率;(7)降低新蒸汽的压力损失;(8)保持汽轮机最佳效率; (9)确定合理的运行方式; (10)注意汽轮机负荷的经济分配。
  
  
20.>试述防止电力生产重大事故25项反事故措施?其中哪些与汽轮机运行有关?
答案:(1)防止火灾事故;(2)防止电气误操作事故;(3)防止大容量锅炉承压部件爆漏事故; (4)防止压力容器爆破事故;(5)防止锅炉尾部再次燃烧事故;(6)防止锅炉炉膛爆炸事故;(7)防止制粉系统爆炸和煤尘爆炸事故; (8)防止锅炉汽包满水和缺水事故;(9)防止汽轮机超速和轴系断裂事故;(10)防止汽轮机大轴弯曲、轴瓦烧损事故;(11)防止发电机损坏事故;(12)防止分散控制系统失灵、热工保护拒动事故;(13)防止继电保护事故;(14)防止系统稳定破坏事故;(15)防止大型变压器损坏和互感器爆炸事故;(16)防止开关设备事故;(17)防止接地网事故;
(18)防止污闪事故;(19)防止倒杆塔和断线事故;(20)防止枢纽变电所全停事故;(21)防止垮坝、水淹厂房及厂房坍塌事故;(22)防止人身伤亡事故;(23)防止全厂停电事故;(24)防止交通事故;(25)防止重大环境污染事故。
其中与汽轮机运行有关的有六种:(1)防止火灾事故;(2)防止汽轮机大轴弯曲、通流部分损坏和烧轴瓦事故;(3)防止汽轮机超速损坏事故;(4)防止发电机、厂用电动机损坏事故;(5)防止人身伤亡事故;(6)防止全厂停电事故。
  
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