汽轮机作业指导书「汽轮机的基本工作原理」

今天带来汽轮机作业指导书「汽轮机的基本工作原理」，关于汽轮机作业指导书「汽轮机的基本工作原理」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

1、差胀大小与哪些因素有关？

答；汽轮机在起动、停机及运行过程中，差胀的大小与下列因素有关：

⑴ 起动机组时，汽缸与法兰加热装置投用不当，加热汽量过大或过小。

⑵ 暖机过程中，升速率太快或暖机时间过短。

⑶ 正常停机或滑参数停机时，汽温下降太快。

⑷ 增负荷速度太快。

⑸ 甩负荷后，空负荷或低负荷运行时间过长。

⑹ 汽轮机发生水冲击。

⑺ 正常运行过程中，蒸汽参数变化速度过快。

2．轴向位移与差胀有何关系？

答；轴向位移与差胀的零点均在推力瓦块处，而且零点定位法相同。轴向位移变化时，其数值虽然较小，但大轴总位移发生变化。轴向位移为正值时，大轴向发电机方向位移，差胀向负值方向变化；当轴向位移向负值方向变化时，汽轮机转子向机头方向位移，差胀值向正值方向增大。如果机组参数不变，负荷稳定，差胀与轴向位移不发生变化。机组起停过程中及蒸汽参数变化时，差胀将会发生变化，而轴向位移并不发生变化。 运行中轴向位移变化，必然引起差胀的变化。

3．差胀在什么情况下出现负值？

答；由于汽缸与转子的钢材有所不同，一般转子的线膨胀系数大于汽缸的线膨胀系数，加上转子质量小受热面大，机组在正常运行时，差胀均为正值。 当负荷下降或甩负荷时，主蒸汽温度与再热蒸汽温度下降，汽轮机水冲击；机组起动与停机时汽加热装置使用不当，均会使差胀出现负值。

4．机组起动过程中，差胀大如何处理？

答；机组起动过程中，差胀过大，司机应做好如下工作：

⑴ 检查主蒸汽温度是否过高，联系锅炉运行人员，适当降低主蒸汽温度。

⑵ 使机组在稳定转速和稳定负荷下暖机。

⑶ 适当提高凝汽器真空，减少蒸汽流量。

⑷ 增加汽缸和法兰加热进汽量，使汽缸迅速胀出。

5．汽轮机起动时怎样控制差胀？ 可根据机组情况采取下列措施：

⑴ 选择适当的冲转参数。

⑵ 制定适当的升温、升压曲线。

⑶ 及时投用汽缸、法兰加热装置，控制各部件金属温差在规定的范围内。

⑷ 控制升速速度及定速暖机时间，带负荷后，根据汽缸温度掌握升负荷速度。

⑸ 冲转暖机时及时调整真空。 ⑹ 轴封供汽使用适当，及时进行调整。

6．汽轮机上下汽缸温差过大有何危害？

答；高压汽轮机起动与停机过程中，很容易使上下汽缸产生温差。有时，机组停机后，由于汽缸保温层脱落，同样也会造成上下缸温差大，严重时，甚至达到130℃左右。通常上汽缸温度高于下汽缸温度。上汽缸温度高，热膨胀大，而下汽缸温度低，热膨胀小。温差达到一定数值就会造成上汽缸向上拱起。在上汽缸拱背变形的同时，下汽缸底部动静之间的径向间隙减小，因而造成汽轮机内部动静部分之间的径向摩擦，磨损下汽缸下部的隔板汽封和复环汽封，同时隔板和叶轮还会偏离正常时所在的平面（垂直平面），使转子转动时轴向间隙减小，结果往往与其它因素一起造成轴向摩擦。摩擦就会引起大轴弯曲，发生振动。如果不及时处理，可能造成永久变形，机组被迫停运。

7．为什么要规定冲转前上下缸温差不高于50℃？

答；当汽轮机起动与停机时，汽缸的上半部温度比下半部温度高，温差会造成汽轮机汽缸的变形。它可以使汽缸向上弯曲从而使叶片和围带损坏。曾对汽轮机进行汽缸挠度的计算，当汽缸上下温差达100℃时，挠度大约为1mm，通过实测，数值是很近似。由经验表明，假定汽缸上下温差为10℃，汽缸挠度大约0.1mm，一般汽轮机的径向间隙为0.5～0.6mm。故上下汽缸温差超过50℃时，径向间隙基本上已消失，如果这时起动，径向汽封可能会发生摩擦。严重时还能使围带的铆钉磨损，引起更大的事故。

8．如何减少上下汽缸温差？

答；为减小上下汽缸温差，避免汽缸的拱背变形，应该做好下列工作： ⑴ 改善汽缸的疏水条件，选择合适的疏水管径，防止疏水在底部积存。 ⑵ 机组起动和停机过程中，运行人员应正确及时使用各疏水门。 ⑶ 完善高、中压下汽缸挡风板，加强下汽缸的保温工作，保温砖不应脱落，减少冷空气的对流。 ⑷ 正确使用汽加热装置，发现上下缸温差超过规定数值时，应用汽加热装置对上汽缸冷却或对下缸加热。

9．什么叫弹性变形？什么叫塑性变形？汽轮机起动时如何控制汽缸各部温差，减少汽缸变形？

答；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以前的形状和几何尺寸，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。汽轮机起动时，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内： ⑴ 高、中压内、外缸的法兰内外壁温差不大于80℃。 ⑵ 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℃。 ⑶ 高、中压缸上下温差不大于50℃，外缸上下温差不大于80℃。 ⑷ 螺栓与法兰中心温差不大于30℃。 ⑸ 高、中压内外缸法兰左右、上下温差不大于30℃。 机组在起动过程中，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，机组起动方可得到安全保证，延长机组使用寿命。

10．汽轮机转子发生摩擦后为什么会发生弯曲？

答；由于汽缸法兰金属温度存在温差，，导致汽缸变形，径向动静间隙消失，造成转子旋转时，机组端部轴封和隔板汽封处径向发生摩擦而产生很大的热量。产生的热量使轴的两侧温度差很快增大。温差的增加，使转子发生弯曲。这样周而复始，大轴两侧温差越大，转子越弯曲。

11．汽轮机停机后或热态起动前，发现转子弯曲值增加及盘车电流晃动，其原因是什么？怎样处理？

答；汽轮机停机后或热态起动前，发现转子弯曲值增加及盘车电流晃动，其原因往往是高、中压汽缸上下温差超过规定值，而引起汽缸变形，汽封摩擦，造成大轴弯曲。发现转子弯曲值增加，盘车电流晃动，首先应检查原因，如属于上下汽缸温差过大，则应先检查汽轮机各疏水门开关是否正确，有无冷水冷汽倒至汽缸，根据高、中压上下汽缸温差情况，对下汽缸加热或对上汽缸用空气进行冷却，使上下汽缸温差尽量减少，盘车直轴，并要求大轴弯曲值恢复到原始数值。

12．热态起动时，为什么要求新蒸汽温度高于汽缸温度50～80℃？

答：机组进行热态起动时，要求新蒸汽温度高于汽缸温度50～80℃。可以保证新蒸汽经调节汽门节流，导汽管散热、调节级喷嘴膨胀后，蒸汽温度仍不低于汽缸的金属温度。因为机组的起动过程是一个加热过程，不允许汽缸金属温度下降。如在热态起动中新蒸汽温度太低，会使汽缸、法兰金属产生过大的应力，并使转子由于突然受冷却而产生急剧收缩，高压差胀出现负值，使通流部分轴向动静间隙消失而产生摩擦造成设备损坏。

13．汽轮机起动过程中，汽缸膨胀不出来的原因有哪些？

答：起动过程中，汽缸膨胀不出来的原因有： ⑴ 主蒸汽参数、凝汽器真空选择控制不当。 ⑵ 汽缸、法兰螺栓加热装置使用不当或操作错误。 ⑶ 滑销系统卡涩。 ⑷ 增负荷速度快，暖机不充分。 ⑸ 本体及有关抽汽管道的疏水门未开。

14．汽轮机冲转后，为什么要投用汽缸、法兰加热装置？

答：对于高参数大容量的机组来讲，其汽缸壁和法兰厚度达300～400mm。汽轮机冲转后，最初接触到蒸汽的金属温升较快，而整个金属温度的升高则主要靠传热。因此汽缸法兰内外受热不均匀，容易在上下汽缸间，汽缸法兰内外壁、法兰与螺栓间产生较大的热应力，同时汽缸、法兰变形，易导致动静之间摩擦，机组振动。严重时造成设备损坏。故汽轮机冲转后应根据汽缸、法兰温度的具体情况投用汽缸、法兰加热装置。

15．暖机的目的是什么？

答：暖机的目的是使汽轮机各部金属温度得到充分的预热，减少汽缸法兰内外壁，法兰与螺栓之间的温差，转子表面和中心的温差，从而减少金属内部应力，使汽缸、法兰及转子均匀膨胀，高压差胀值在安全范围内变化，保证汽轮机内部的动静间隙不致消失而发生摩擦，同时使带负荷的速度相应加快，缩短带至满负荷所需要的时间，达到节约能源的目的。

16．汽轮机起动升速时，排汽温度升高的原因有哪些？

答：汽轮机起动升速时，排汽温度升高的原因有： ⑴ 凝汽器内真空降低，空气未完全抽出，汽气混合在一起。而空气的导热性能较差，使排汽压力升高，饱和温度也较高。 ⑵ 主蒸汽管道、再热蒸汽管道、汽缸本体等大量的疏水疏至膨胀箱，其中扩容器出来的蒸汽排向凝汽器喉部，疏水及疏汽的温度要比凝汽器内饱和温度高4～5倍。 ⑶ 暖机过程中，蒸汽流量较少，流速较慢，叶片产生的摩擦鼓风热量不能及时带走。

17．汽轮机起动与停机时，为什么要加强汽轮机本体及主、再热蒸汽管道的疏水？

答：汽轮机在起动过程中，汽缸金属温度较低，进入汽轮机的主蒸汽温度及再热蒸汽温度虽然选择得较低，但均超过汽缸内壁温度较多。蒸汽与汽缸温度相差超过200℃。暖机的最初阶段，蒸汽对汽缸进行凝结放热，产生大量的凝结水，直到汽缸和蒸汽管道内壁温度达到该压力下饱和温度时，凝结放热过程结束，凝结疏水量才大大减少。在停机过程中，蒸汽参数逐渐降低，特别是滑参数停机，蒸汽在前几级做功后，蒸汽内含有湿蒸汽，在离心力的作用下甩向汽缸四周，负荷越低，蒸汽含水量越大。 另外汽轮机打闸停机后，汽缸及蒸汽管道内仍有较多的余汽凝结成水。由于疏水的存在，会造成汽轮机叶片水蚀，机组振动，上下缸产生温差及腐蚀汽缸内部，因此汽轮机起动或停机时，必须加强汽轮机本体及蒸汽管道的疏水。

18．汽轮机起动或过临界转速时对油温有什么要求？

答：汽轮机油粘度受温度影响很大，温度过低，油膜厚且不稳定，对轴有粘拉作用，容易引起振动甚至油膜振荡。但油温过高，其粘度降低过多，使油膜过薄，过薄的油膜也不稳定且易被破坏，所以对油温的上下限都有一定的要求。起动初期轴颈表面线速度低，比压过大，汽轮机油的粘度小了就不能建立稳定的油膜，所以要求油温较低。过临界转速时，转速很快提高，汽轮机油的粘度应该比低转速时小些，即要求的油温要高些，汽轮机起动时油温应在30℃以上，过临界转速时油温在38～45℃。

19．过临界转速时应注意什么？

答；过临界转速时应注意如下几点： ⑴ 过临界转速时，一般应快速平稳的越过临界转速，但亦不能采取飞速冲过临界转速的做法，以防造成不良后果，现规程规定过临界转速时的升速率为500 r／min左右。 ⑵ 在过临界转速过程中，应注意对照振动与转速情况，确定振动类别，防止误判断。⑶ 振动声音应无异常，如振动超限或有碰击摩擦异声等，应立即打闸停机，查明原因并确证无异常后方可重新起动 ⑷ 过临界转速后应控制转速上升速度。

20．汽轮机差胀正值、负值过大有哪些原因？

答；汽轮机差胀正值大的原因： ⑴ 起动暖机时间不足，升速或增负荷过快。 ⑵ 汽缸夹层、法兰加热装置汽温太低或流量较小，引起加热不足。 ⑶ 进汽温度升高。 ⑷ 轴封供汽温度升高，或轴封供汽量过大。 ⑸ 真空降低，引起进入汽轮机的蒸汽流量增大。 ⑹ 转速变化。 ⑺ 调节汽门开度增加，节流作用减小。 ⑻ 滑销系统或轴承台板滑动卡涩，汽缸胀不出。 ⑼ 轴承油温太高。。 ⑽推力轴承非工作面受力增大并磨损，转子向机头方向移动。 ⑾ 汽缸保温脱落或有穿堂冷风。 ⑿多缸机组其他相关汽缸差胀变化，引起本缸差胀变化。 ⒀ 双层缸夹层中流入冷汽或冷水。 ⒁ 差胀指示表零位不准，或受频率、电压变化影响。 负差胀值大的原因： ⑴ 负荷下降速度过快或甩负荷。 ⑵ 汽温急剧下降。 ⑶ 水冲击。 ⑷ 轴封汽温降低。 ⑸ 汽缸夹层、法兰加热装置加热过度。⑹ 进汽温度低于金属温度。 ⑺ 轴向位移向负值变化。 ⑻ 轴承油温降低。 ⑼ 双层缸夹层中流入高温蒸汽（进汽短管漏汽）。 ⑽ 多缸机组相关汽缸差胀变化。 ⑾ 差胀表零位不准，或受频率、电压变化影响。

21．为什么汽轮机转子弯曲超过规定值时，禁止起动？

答；一般说来，大多数汽轮机都是通过监视转子晃动度的变化，间接监视转**性弯曲大小的。当转子晃动度超过原始值较多的，说明转子的弹性弯曲已比较大，而此时汽缸的变形也一定较大，汽轮机动静部分径向间隙可能消失，强行起动汽轮机，转子的弯曲部分会与隔板汽封摩擦，摩擦不仅造成汽封磨损，还会使转子弯曲部分产生高温，局部的高温又加大了转子的弯曲，使摩擦加剧，如此恶性循环，可能使转子产生永久性弯曲，所以转子弯曲超过规定值，禁止起动。

22．为什么调节系统不能维持汽轮机空负荷运行的机组，禁止起动？

答；汽轮机不能维持空负荷运行，说明调节系统已有严重的缺陷，如果强行起动，并网和解列都会发生困难，即使可能并入电网，也会出现不能自由减负荷到零的情况，而且机组突然甩负荷后会严重超速

23、.汽封的作用 华电集团火电厂名录

(一) 汽轮机有静子和转子两大部分。在工作时转子高速旋转，静子固定，因此转子和静子之间必须保持一定的间隙，不使相互摩擦。蒸汽流过汽轮机各级工作时，压力、温度逐级下降，在隔板两侧存在着压差。当动叶片有反动度时，动叶片前后也存在着压差。蒸汽除了绝大部分从导叶、动叶的通道中流过做功外，一小部分会从各种间隙中流过而不做功，成为一种损失，降低了机组的效率。(二) 转子还必须穿出汽缸，支撑在轴承上，此处也必然要留有间隙。对于高压汽缸两端和中压汽缸的前端，汽缸内的蒸汽压力大于外界大气压力，此处将有蒸汽漏出来，降低了机组效率，并造成部分凝结水损失。在中压缸的排气端和低压缸的两端因汽缸内的蒸汽压力低于外界的大气压力，在主轴穿出汽缸的间隙中，将会有空气漏入汽缸中。由于空气在凝汽器中不能凝结，从而降低了真空度，减小了蒸汽做功能力。 (三) 为了减小上述各处间隙中的漏气，又要保证汽轮机正常安全运行，特设置了各种汽封。这些汽封可分为通流部分汽封、隔板汽封和轴端汽封三大类。就工作原理来讲，这三类汽封均属迷宫式汽封。 1--隔板汽封 2--围带汽封

24、汽轮机的滑销有哪些种类？它们各起什么作用？

答：根据滑销的构造形式、安装位置可分为下列6种。 （1）横销；一般安装在低压汽缸排汽室的横向中心线上，或安装在排汽室的尾部，左右两侧各一个。横销的作用是保证汽缸横向的正确膨胀，并限制汽缸沿轴向移动。由于排汽室的温度是汽轮机通流部分温度最低的区域，故横销都装在此处，整个汽缸由此向前或向后膨胀，形成了轴向死点。（2）纵销：多装在低压汽缸排汽室的支撑面、前轴承箱的底部、双缸汽轮机中间轴承底部等和基础台板的接合面间。所有纵销均在汽轮机的纵向中心线上。纵销可保证汽轮机沿纵向中心线与横销中心线的交点形成整个汽缸的膨胀死点，在汽缸膨胀时，这点始终保持不动。（3）立销：装在低压汽缸排汽室尾部与基础台板间，高压汽缸的前端与轴承座间。所有立销均在机组的轴线上。立销的作用可保证汽缸的垂直定向自由膨胀，并与纵销共同保持机组的正确纵向中心线。（4）猫爪横销：起着横销作用，有对汽缸起着支撑作用。猫爪一般装在前轴承座及汽轮机中间轴承座的水平接合面上，是由下汽缸或上汽缸端部突出的猫爪，特制的销子和螺栓等组成。猫爪横销的作用；保证汽缸在横向的定位自由膨胀，同时随着汽缸在轴向的膨胀和收缩，推动轴承座向前或向后移动，一保持转子与汽缸的轴向相对位置。（5）角销；装在前轴承座及双缸汽轮机中间轴承座底部的左右两侧，以代替连接轴承座和基础台板的螺栓。其作用是保证轴承座与台板的紧密接触，防止产生间隙和轴承座的翘头现象（6）斜销：装在排汽缸前部左右两侧支撑一基础台板见。销子与销槽的间隙为0.06~0.08mm.斜销是一种辅助滑销，不经常采用，它能起到纵向和横向的双重导向作用。

25、什么是汽轮机的膨胀死点，通常布置在什么位置？

答：横销引导轴承座或汽缸沿横向滑动并与纵销配合成为膨胀的固定点，称为‘死点’。也即纵销中心线与横销中心线的交点。‘死点’固定不动，汽缸以‘死点’为基准向前后左右膨胀滑动。 对凝汽式汽轮机来说，死点多布置在低压排汽口的中心线或其附近，这样在汽轮机受热膨胀时。对于庞大笨重的凝汽器影响较小。国产200MW和125MW汽轮机组均设有两个死点，高、中压缸向前膨胀，低压缸向发电机侧膨胀，各自的绝对膨胀量都可适当减小。

26、油口反馈的基本工作原理是怎样的？

具有油口反馈的调节系统，当汽轮机转速升高时，调速滑阀右移，开大泻油口使控制油压降低，错油门活塞下移，压力油进入油动机活塞上部油室，油动机活塞下移，与此同时，油动机活塞杆上的反馈斜铁也下移，反馈滑阀右移，开大反馈油口，控制油压从新上升，直至错油门活塞回到中间位置，调节过程结束。

27、同步器的工作界限应满足那些要求？

答：同步器的工作界限应满足以下要求； （1）在额定参数下，机组应当能够在空负荷与满负荷之间任意调节负荷。 （2） 当电网频率高于额定频率，以及新蒸汽参数和真空降低时，机组仍能带到满负荷。（3） 当电网频率低于额定频率新蒸汽参数和真空升高时，机组仍然可以并入电网或者减负荷到零，即维持空转。 （4） 一般同步器调节范围是上、下限分别为额定转速的-5%~ 7%或-5%- 5%。