汽轮机设备运行Word下载.docx
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引起叶片前后
产生压力差
产生的轴向力
和蒸汽对动叶片作用力
轴向分力
两部分组成。
8、汽轮机损失分为
外部
损失和内部损失两种。
9、汽轮机级内损失包括
叶高损失
、扇形损失
、叶栅损失
、余速损失
、叶轮摩擦损
失、撞击损失
、部分进汽损失
湿汽损失及漏汽损失。
10、汽轮机的外部损失包括
机械损失和外部漏汽损失
两种。
11、汽轮机变工况时，如果级的焓降增加，则反动度
减少。
12、供热式汽轮机有
背压式和调整抽汽
凝汽式汽轮机两类。
13、汽轮发电机组每小时所耗用的蒸汽量叫
汽耗量。
其单位是kg／h。
14、汽轮机喷嘴出口的实际速度与
理想速度之比称为速度系数。
它表示喷嘴中蒸汽
能量
损失的大小。
1
15、进入汽轮机做功后的蒸汽，
以高于大气压力排出，
供给采暖或工业热用户使用的汽
轮机称为背压式汽轮机。
三、选择题
1、汽轮机内蒸汽流动的总体方向大致平行于转轴的汽轮机称为
（1）。
（1）
轴流式汽轮机；
（2）辐流式汽轮机；
（3）周流式汽轮机；
2、相同参数相同功率的汽轮机反动式机比冲动式机级数
多；
（2）少；
（3）不一定；
3、汽轮机变工况时，各中间级的压力比基本不变，因而中间级焓降
（3）。
增加；
（2）减少；
（3）基本不变；
4、相同叶轮直径的反动级与冲动级保持最高效率时的做功能力比为
2：
1；
（2）1：
1；
（3）1：
2；
5、纯冲动级动叶入口压力为
p1，出口压力为
p2，则p1和p2有
（2）的关系。
p1﹤p2；
（2）p1＝p2
；
（3）p1﹥p2；
6、多级汽轮机的采用，产生了一些附加损失，这时多级汽轮机的效率与单级汽轮机的效率
相比（3）。
降低；
（2）不一定；
（3）仍可以提高；
7、汽轮机变工况时，级的焓降如果增加
，则级的反动度
（2）。
（2）减小；
（3）不变；
8、汽轮机变工况时，级的反动度增加，则轴向推力
增大；
9、供热式汽轮机和纯凝汽式汽轮机相比，汽耗率
（1），热效率提高。
10、端部轴封漏汽损失属于
（2）损失。
内部；
（2）外部；
四、问答题
1、简述多级汽轮机轴向推力的产生原因
蒸汽在汽
轮机级内流动时，除了在动叶栅上产生推动叶轮旋
转作功的圆
周力外，还产生与轴线平行的轴向推力，其方向与
汽流在汽轮
机内的流动方向相同。
一个级的轴向推力通常包括
蒸汽作用在
动叶栅上的轴向力、叶轮轮面上的轴向力和汽封凸
肩上的轴向
力三部分。
多级汽轮机是由若干个单级迭加而成的，
因此，多级汽轮机的轴向推力就等于各级轴向推力之和。
2、简述多级汽轮机的工作过程
具有一定压力
p0、温度t0的新蒸汽经调速汽门
时产生节流损失，压力由
p0降至p0′，然后进入汽轮
机第一级的喷嘴，在喷嘴中膨胀加速，压力降低，速
度增加，其热能转变为动能，然后进入动叶，改变汽
流方向，对叶片产生冲击力，同时在动叶栅中，蒸汽
继续膨胀（带反动度的冲动级和反动级），压力下降，
流速增加，对叶片产生反动力作用，在这两个力的作
用下，叶片带动叶轮旋转，蒸汽的热能在该级中大部
分转变为机械能，蒸汽流出后，压力变为p2，作为下一级的进汽。
蒸汽在后面各级，重复
上述过程，膨胀做功，直至最后一级动叶出口的蒸汽压力降至pc（凝汽器排汽压力）为止，
并在此压力下凝结成凝结水，汽轮机各级功率之和就是多级汽轮机的总功率。
2
3、何为重热现象？
多级汽轮机中，前面级的损失可以使后面级的理想焓降增大，这种现象叫做重热现象。
（由于汽轮机级内损失转变成热能并为蒸汽所吸收，使多级汽轮机各级理想焓降之和大于汽
轮机的理想焓降，这种现象称为多级汽轮机的重热现象。
）
4、余速利用的条件有哪些？
能否利用上级余速，取决于下列条件是否满足：
（1）两个相邻级的平均直径接近相等，蒸汽沿两级通流部分流动时，没有突然的方向变化；
（2）相邻两级都是全周进汽；
（3）两级之间蒸汽流量没有变化。
对于多级汽轮机来讲，其末级、调节级和各抽汽口前一级的余速不能被利用。
5、汽轮发电机组经济指标有哪些？
汽轮发电机组的经济指标有：
（1）汽耗率和汽耗量：
汽轮发电机组每发1kw.h电所消耗的蒸汽量，称为汽耗率d，单
位为kg／（kw.h）。
每小时消耗的蒸汽量称为汽耗量D，单位为kg／h。
3600pelD3600
即：
D＝3600qm＝—————d＝——＝———————
HtηriηmηgpelHtηriηmηg
（2）热耗率和热耗量：
汽轮发电机组每发1kw.h电所耗热量，称为热耗率q单位为KJ／
（KW.h）。
汽轮发电机组的热耗量Q等于汽耗量乘以进入汽轮机前的新蒸汽焓h0与
进入锅炉的给水焓hfw之差。
Q＝D（h0－hfw）q＝d（h0－hfw）
还包括：
循环水泵耗电率、高压加热器投入率、凝汽器端差、凝结水过冷度、汽轮机热效率等。
汽耗特性：
是指汽轮发电机组汽耗量与电负荷之间的关系。
汽轮发电机组的汽耗特性
可以通过汽轮机变工况计算或在机组热力试验的基础上求得。
凝汽式汽轮机组的汽耗特性随
其调节方式不同而异。
热耗特性：
是指汽轮发电机组的热耗量与负荷之间的关系。
热耗特性可由汽耗特性和
给水温度随负荷而变化的关系求得。
6、汽轮机有哪些损失？
汽轮机损失分为外部损失和内部损失两种对蒸汽的热力过程和状态不发生影响的损失叫
外部损失，它包括机械损失和外部漏汽损失；
对蒸汽的热力过程和状态发生影响的损失叫内部损失，它包括进汽机构的节流损失、排汽管压力损失和级内损失三种。
7、变工况时多级汽轮机各级焓降如何变化？
在变工况时通常将多级汽轮机的级分成调节级、中间级、和末几级三部分来考虑。
对于中间各级，流量变化与其压力变化成正比关系。
qm1
p01
pz1
ht1
T01
———＝———＝———
由热力学公式推导得出——
＝——
qm0
p0
pz
t
T0
h
由于大多数情况下，级前后绝对温度变化不大，即
T01／T0
≈1
，则
ht1／
ht≈1。
也
就是说，凝汽式汽轮机中间级变工况时
其焓降近似不变。
对于调节级和末几级来说，因调节级前压力为新蒸汽压力，
其压力近似不变，级后压力
为调节级汽室压力，
流量增加时调节级汽室压力升高，
因而调节级焓降减小。
末几级级后压
力为排汽压力，近似不变，级前压力即为中间级组后压力，它随流量增加而升高，因而末几
3
级焓降增加。
反之，流量减小时，调节级焓降增加，末几级焓降减小。
（因此，汽轮机变工
况时，流量增加，末几级焓降增加，容易出现过负荷；
流量减小时，调节级焓降增加，容易出现过负荷。
8、供热式汽轮机有哪些特点？
与纯凝汽式汽轮机相比具有如下特点：
（1）热效率高
（2）主蒸汽流量大
（3）调节保安系统复杂
（4）轴向推力变化复杂
（5）低压缸流量小
（6）对辅助设备性能要求高
9、简述一次调整抽汽式汽轮机的工作过程
从锅炉
来的蒸汽在汽轮机高压部分膨胀做功后，
分成两
部分，一部
分供给热用户，另一部分在汽轮机中低压部分继
续膨胀做功
后排入凝汽器，汽轮机工况变化时，用调节汽门
1和调节阀
2调节和维持汽轮机输出的电负荷和热负荷，
同
时满足电网
和热用户的要求。
10、什么是反动度？
级按反动度划分为哪几种类型？
蒸汽在动叶中的理想焓降于整个级的滞止理想焓降之比。
根据级的反动度ρ的大小，可把级分为以下三种类型：
m
纯冲动级：
反动度ρm＝0的级称为纯冲动级。
p1＝p2，
hb＝0，
hn＊＝
ht＊。
（2）
反动级：
通常把反动度ρm≈0.5
的级叫反动级。
即：
hb＝
＊
ht
，p1﹥p2。
hn＝0.5
（3）
带反动度的冲动级：
这种级介于纯冲动级和反动级之间，其反动度
0﹤ρm﹤0.5，一
般取ρ＝0.05～0.2。
﹥h，p
﹥p
n
b
11、简述动叶中蒸汽的做功原理
蒸汽流经动叶
时对动叶产生冲动力，推动叶轮旋转做功，
将蒸汽动能转变
成转子旋转的机械能。
对于反动度不为零
的级来说，蒸汽在
动叶中也发生膨胀，使动叶出口蒸汽速度
增加，对动叶产生
反动力，推动叶轮旋转做功，将蒸汽热能
变成机械能。
对于反动度为零的级来说，蒸汽对动叶依
靠冲动作用原理工作。
而对于反动度不为零的级来说，
蒸汽对动叶依靠冲动作用原理＋反动
作用原理来做功。
12、简述多级汽轮机的特点
（一）、多级汽轮机的优点
与单级汽轮机相比，多级汽轮机主要有下列优点：
（1）由于级数多，每一级焓降小，可以使每级均工作在最佳速比范围内。
（2）前一级余速可被下一级利用。
（3）多级汽轮机前面级的损失，会引起级后蒸汽焓值的升高，使各级理想焓降之和大于总的理想焓降。
（4）多级汽轮机可以设计成回热式和中间再热式，从而提高循环热效率。
（5）多级汽轮机参数高，功率大，在提高经济性的同时，降低了单位千瓦容量的制造和运行费用。
（二）、多级汽轮机的缺点
（1）多级汽轮机结构复杂，零部件多，机组尺寸大，重量重，总造价高。
4
（2）多级汽轮机由于结构和工作特点，会产生一些附加损失，如末几级的湿汽损失等。
五、判断题（在题末括号内作记号：
“√”表示对，“×
”表示错）
1、汽轮机在工作时，首先在喷嘴叶栅中蒸汽的热能转换为蒸汽的动能
然后在动叶中蒸汽的
动能转变为机械能。
（×
2、在喷嘴中蒸汽膨胀加速，压力升高，然后冲动转子叶片旋转。
（×
3、动叶片受力可分解为周向力和轴向力，在汽轮机工作过程中，这两个力均产生有用功。
（×
4、多级汽轮机重热系数越大越好。
）
5、反动级中，蒸汽膨胀过程发生在动叶中。
（
×
6、汽轮机汽耗率越大说明汽轮机越不经济。
Х）
7、汽轮机在设计工况下的效率最高。
（√）
8、汽轮机各级效率主要取决于速比。
（√
9、汽轮机变工况时，流量增加，各级的焓降均增加。
（Х）
10、大型供热机组，特别是采暖供热机组通流部分设计基本与相应功率凝汽式汽轮机相同。
11、汽轮机变工况时，各中间级的压力比基本不变，因而轴向推力也不发生变化。
12、多级汽轮机余速被下级利用之后，下级理想焓降增加。
13、供热式汽轮机的采用，使得热力循环效率提高。
14、多级汽轮机的级数越多，则其功率越大。
15、汽轮发电机组相对电效率表示了整个汽轮发电机的工作的完善程度。
第二章
汽轮机的调节系统
1、静态特性
稳定工况下，汽轮机的转速
n与功率P之间的关系。
2、速度变动率
汽轮机空负荷时的稳定转速
n2与满负荷时的稳定转速
n1之间的差值与额定转速
n0比值
的百分数叫调节系统的速度变动率，以符号
δ表示，即：
δ＝（n2－n1／n0）Χ100%
3、迟缓率
在同一功率下，转速上升过程的静态特性曲线和转速下降过程的静态特性曲线之间的转
速差与额定转速之比的百分数称为调节系统的迟缓率，以符号ε表示，即：
ε＝（n／n0）Χ100%
1、汽轮机调节系统由转速感应机构传动放大机构反馈机构配汽机构四部分组成。
2、调节系统的速度变动率一般为3%～6%。
3、机组甩去全负荷时，调节系统应能保证转速在危急保安器动作转速以下。
4、汽轮机调节系统的任务是：
在外界负荷与机组功率相适应时，保持机组稳定运行；
当外界负荷变化时，机组转速发生相应变化，调节系统相应地改变机组的功率，使之
与外界负荷相适应。
5、在稳定状态下汽轮机转速与功率之间的对应关系称为调节系统的静态特性。
其关系曲
线称为调节系统的静态特性曲线。
6、汽轮机主汽门的作用是：
当任一跳机保护动作后迅速地切断进入汽轮机的蒸汽，停止
机组运行。
5
7、汽轮发电机孤立运行时，操作同步器可以调整机组的转速，使机组在任何负荷下都保
持额定转速运行。
汽轮发电机并网运行时，操作同步器可以改变机组负荷以及电网频率。
8、汽轮机调节系统中，调速器按工作原理可分为液压式机械式电子式三大类。
9、径向钻孔泵的工作原理与离心泵相同。
其进出口压差与转速的平方成正比。
10、电液调节系统采用电子元件测速，转速和模拟电压可以在很大范围内保持良好的线
性关系。
11、中间再热机组的中间容积使机组功率滞延动态品质变差。
12、具有电液调节系统的机组，突然甩去全负荷时，由于可以切除功率给定。
系统的动态
飞升可以比液压调节系统机组降低一个速度变动率的值。
13、机组采用中间再热后，中间再热器内的压力随机组功率变化而变化，各机组不一定
相同。
因此，再热器无法设置母管。
14、润滑油供油系统主要用来供给汽轮发电机组轴承的润滑和冷却用油。
15、直流润滑油泵在机组正常运行停机过程中均作为备用。
1、一般规定调节系统的迟缓率应小于
（2）。
（1）0.1%；
（2）0.5%；
（3）1%；
2、为了保证机组调节系统稳定，速度变动率一般应取
（2）为合适。
（1）1%～2%；
（2）3%～6%；
（3）6%～9%；
3、调节系统的调速器能完成电网
（1）调频。
（1）一次；
（2）二次；
（3）一、二次；
4、同步器上限应满足新蒸汽参数降低时，机组在额定转速下
（1）运行。
接带满负荷；
（2）维持空负荷；
（3）顺利并网；
5、保护系统中要求自动主汽门关闭时间小于（
2）s。
（1）0.1；
（2）0.5；
（3）1
6、再热式汽轮机由于中间容积引起的动态品质差使用
（1）方法解决的。
设置中压主汽门和调节汽门；
（2）采用单元制；
（3）动态效正器。
7、抗燃油的应用主要是解决（
2）问题的。
加大提升力；
（2）防火；
（3）超速；
8、中间再热机组动态过调受到
（1）的限制，因而大电网中机组很少使用。
（1）锅炉时间常数；
（2）汽轮机变工况特性；
（3）电网；
9、主油泵供给调节及润滑油系统用油，要求其扬程—流量特性较
（1）。
（1）平缓；
（2）陡；
（3）无特殊要求；
10、旋转阻尼转速感受机构的输出信号是（3）。
（1）进出口压差；
（2）位移；
（3）油压；
1、简述汽轮机调节系统的任务
调节系统的任务是：
在外界负荷与机组功率相适应时，保持机组稳定运行；
当外界负荷
改变，机组转速发生变化时，调节系统能相应地改变汽轮机的功率，使之与外界负荷相适应，建立新的平衡，并保持转速偏差不超过规定的范围。
2、简述静态特性曲线合理形状
为了保证汽轮机在任何功率下都能稳定运行，不发生转速或负荷摆动，调速系统静态特
性曲线应是连续、平滑及沿负荷增加方向逐渐向下倾斜的曲线，中间没有任何水平段或垂直断。
此外，还要求：
（1）曲线在空负荷附近要陡一些。
这样有利于汽轮发电机组的并网和机组的低负荷暖机。
6
曲线
在满负荷附近也要陡一些，这样一方
面在
电网频率降低时能防止机组超负荷过
多，保
证机组安全；
另一方面当机组在经济
功率
（通常它在满负荷附近或即为满负
荷）下
运行时，电网频率升高，机组负荷降
低较
少，以使机组保持较高的经济性。
3、简述同步器的作用与原理
同步器是通过平移静态特性曲线来改变机组转速或负荷的。
同步器有以下几个作用：
（1）机组孤立运行时，同步器可以保证在任何负荷下保持转速不变。
（2）机组并网运行时，同步器可以改变汽轮机功率。
（3）机组并网前，同步器可以改变汽轮机的进汽量来调整汽轮机的转速，使发电机与电网同步并列。
4、简述中间再热汽轮机的调节特点
中间再热汽轮机的调节特点：
（1）采用过量调节：
通过高压缸调节汽门的动态过开或过关，来补偿中、低压缸的功率滞后。
（2）设置中压主汽门和中压调节汽门：
中压调节汽门和高压缸调节汽门同时受调速器控制，来改变中间再热容积引起的动态品质变差。
（3）设置旁路系统：
解决汽轮机空、低负荷时流量和锅炉低负荷流量的不平衡以保护中间再热器。
5、电液调节系统有哪些优点？
电液调节系统的优点如下：
（1）大范围测速；
（2）灵敏度高，过渡品质好；
（3）静态、动态特性良好；
（4）综合信号能力强；
（5）便于集中控制；
（6）能够实现不同的运行方式；
6、电液调节系统有哪些功能？
功能如下：
（1）汽轮机自动调节功能；
（2）汽轮机启停和运行监控系统的功能；
（3）汽轮机超速保护功能；
（4）汽轮机自动（ATC）功能；
7、汽轮机主要设置哪些保护？
其原理和作用各是什么？
汽轮机主要设置有以下保护：
（1）自动主汽门：
自动主汽门的作用是在汽轮机的保护装置动作后，迅速切断汽轮机的进汽而停机。
（自动主汽门操纵座，它主要由油动机，操作滑阀（错油门）和活动试
验阀组成。
控制油经节流油口进入油动机的下部油室，克服弹簧的向下作用力，将活塞顶起，使主汽门开启。
操作滑阀下的每一个控制油压值均对应着一个固定的活塞位置。
通过改变操作滑阀的位置，可以改变主汽门的开度。
当汽轮机保护装置动作后，油动机活塞下部的控制油经泄油孔泄掉，在弹簧的作用下活塞迅速下移，关
7
闭主汽门。
（2）危急保安器装置：
（3）电气超速保护：
（4）轴向位移保护：
（5）低油压保护：
（6）低抗燃油压保护：
（7）低真空保护：
（8）胀差保护：
（9）轴承振动：
8、转速感受机构有哪几类？
什么是转速感受机构静态特性？
转速感受机构有液压式、机械式和电子式三大类。
在稳定工况下，汽轮机转速与主油泵出口油压或（调速块或滑环）位移对应关系。
9、对自动主汽门有哪些要求？
自动主汽门应动作迅速，关闭严密。
在正常运行的进排汽参数下，汽轮机保护装置动作
到主汽门全关的时间，通常要求不大于0.5s，关闭后汽轮机转速应该能降到1000r／m
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