汽轮机运行基础知识问答题含解析-7.docx

1. 汽轮机按主蒸汽压力如何分类？
答：分为七类：
o 低压汽轮机：<1.47MPa（如余热发电机组）
o 中压汽轮机：1.96-3.92MPa（小型工业机组）
o 高压汽轮机：8.83-10.78MPa（典型300MW机组）
o 超高压：12.74-13.72MPa
o 亚临界：16.67MPa（主蒸汽温度538℃）
o 超临界：≥22.115MPa（对应温度580-600℃）
o 超超临界：≥25MPa/600℃/620℃（二次再热）
2. 临界转速如何分类？
答：分为三阶临界转速：
o 一阶临界：1000-2000rpm（如某300MW机组一阶临界1380rpm）
o 二阶临界：2500-3500rpm（同机组二阶临界3250rpm）
o 三阶临界：＞4000rpm（仅在特殊结构中出现）
通过临界区时应快速升速（＞500rpm/min），禁止停留
3. 汽轮机启动方式按金属温度如何划分？
答：
o 冷态启动：高压内缸金属温度＜150℃（停机＞72h）
o 温态启动：150-400℃（停机10-72h）
o 热态启动：400-450℃（停机＜10h）
o 极热态启动：＞450℃（事故停机后快速恢复）
各状态对应的升速率不同，冷态需4-6h，温态2-3h
4. 轴向推力如何平衡？
答：采用多级平衡措施：
o 叶轮开设平衡孔（孔径Φ80-120mm）
o 设置平衡活塞（直径500-800mm，面积差产生反向力）
o 推力轴承承载（金氏合金瓦块，承载压力2-3MPa）
某300MW机组总轴向推力约20吨，平衡活塞平衡80%
5. 汽缸膨胀监视标准？
答：
o 绝对膨胀量：10-15mm（冷态至满负荷）
o 相对膨胀（胀差）：高压缸±1.5mm，低压缸±3mm
o 膨胀不均匀度＜0.1mm/m
需监测各滑销系统状态，死点位置偏移将导致膨胀异常
6. 凝汽器真空度要求？
答：
o 设计真空：-95～-97kPa（对应背压4-6kPa）
o 报警值：-87kPa（背压13kPa）
o 跳机值：-73kPa（背压28kPa）
真空每下降1kPa，热耗增加1.5-2%
7. 调速系统迟缓率标准？
答：
o 机械液压式：≤0.5%
o 电液调节系统：≤0.1%
某600MW机组调速系统响应时间＜50ms，转速控制精度±2rpm
8. 润滑油系统参数？
答：
o 主油泵出口压力：1.5-2.0MPa
o 润滑油压：0.08-0.15MPa
o 轴承回油温度：45-65℃（报警值70℃）
油箱容积80-120m³，油循环倍率8-10次/h
9. 汽轮机振动标准（ISO10816）？
答：
振动速度(mm/s)
评价等级
≤2.8
优良
2.8-4.5
合格
4.5-7.1
报警
＞7.1
危险
10. 轴振位移报警值：≤76μm（峰峰值）
11. TSI系统监测哪些参数？
答：包含8个核心测点：
o 轴振动X/Y向（电涡流传感器，量程0-500μm）
o 轴向位移（量程±2mm，精度0.01mm）
o 转速（磁阻探头，0-4000rpm）
o 偏心度（启动阶段＜50μm）
o 缸胀/胀差（LVDT传感器，量程±25mm）
o 阀位反馈（LVDT，行程0-200mm）

§ 11. 汽封系统工作原理
答：采用三级密封结构：
§ 迷宫式汽封：径向间隙0.4-0.7mm（高压段取小值，低压段取大值）
§ 弹簧背齿汽封：动态补偿间隙变化（补偿量±0.3mm）
§ 蜂窝汽封：蜂窝带厚度1.2-2mm，间隙0.5-1.2mm
高温段（＞400℃）采用Inconel合金，低温段用铜合金（含铅量≤0.5%）
典型600MW机组汽封蒸汽泄漏量控制：高压缸＜5kg/s，低压缸＜15kg/s
§ 12. DEH控制逻辑
答：分层控制策略：
§ 转速控制（0-3000rpm）：升速率50-300rpm/min可调
§ 负荷控制（并网后）：负荷变化率1-5%/min
§ 压力控制模式：主蒸汽压力波动±0.5MPa内
关键保护：
§ OPC超速保护：动作值3090rpm（103%额定转速），动作时间＜100ms
§ 阀门快关：调节阀全关时间＜0.3s
§ 13. 汽轮机寿命管理
答：基于疲劳-蠕变交互作用评估：
§ 低周疲劳：每次冷态启动损耗0.01%（设计寿命20万次）
§ 高温蠕变：转子中心孔温度＞400℃时，蠕变速率0.001%/kh
寿命监测指标：
§ 累计启动次数（冷态≤200次，热态≤1000次）
§ 等效运行小时数（EOH），设计值≥250,000小时
§ 14. 真空系统查漏方法
答：分三级检测：
§ 氦质谱检漏：灵敏度1×10⁻⁹ Pa·m³/s，定位精度±10cm
§ 超声波检测：检测范围0-100kHz，适用于＞0.5mm的漏点
§ 灌水查漏：仅停机时使用，注水高度至低压缸排汽口下300mm
允许泄漏量：
§ 湿冷机组＜2kg/h
§ 空冷机组＜3kg/h
§ 15. 叶片腐蚀防护
答：四级防护措施：
§ 材料升级：末级叶片用17-4PH不锈钢（硬度HRC30-35）
§ 表面处理：
§ 司太立合金喷涂（厚度0.3-0.5mm）
§ 激光熔覆硬质合金（WC含量≥12%）
§ 结构设计：
§ 进汽边倒圆半径R0.5-R1mm
§ 叶顶预扭角3°-5°
§ 运行控制：排汽湿度＜12%（加装去湿装置）
§ 16. 汽缸螺栓热紧工艺
答：分阶段紧固：
§ 冷紧：液压扳手预紧至50%设计应力（扭矩值2000-3000N·m）
§ 热紧：
§ 加热温度：M64以下螺栓250℃，M64以上300℃
§ 伸长量控制：0.15-0.25mm/m（例：M100×4螺栓需伸长0.6-1mm）
§ 应力监测：超声波检测残余应力≤200MPa
§ 17. 转子热弯曲处理
答：分三步校正：
§ 连续盘车：
§ 弯曲量0.05mm/m时，强制盘车72h（间隔30min测量）
§ 盘车电流监控（正常值30-50A，异常波动＞±10%）
§ 局部加热：
§ 热点温度200-250℃，温升速率≤50℃/h
§ 最大校正量0.1mm/m
§ 动平衡：剩余不平衡量＜1g·mm/kg
§ 18. 主蒸汽温度控制
答：三级调节手段：
§ 喷水减温：一级减温器调温幅度50-80℃，二级30-50℃
§ 燃烧调整：主汽温波动±5℃/min，超温10℃累计30min跳机
§ 滑参数运行：
§ 压力变化率≤0.3MPa/min
§ 温度变化率≤1.5℃/min
§ 19. 轴向位移保护
答：双通道监测：
§ 电涡流传感器：量程±2mm，线性度±1%
§ 机械式指示器：量程±3mm，分辨率0.01mm
保护定值：
§ 报警值：±0.8mm（延时3s）
§ 跳闸值：±1.0mm（无延时）
推力轴承巴氏合金层厚度≥3mm，磨损量＞0.2mm需更换
§ 20. 润滑油颗粒度标准
答：ISO 4406等级：
§
清洁度等级
颗粒数（每毫升）
15/12
＞4μm：160-320
14/11
＞6μm：40-80
§ 运行中控制值：NAS 7级（＞15μm颗粒数≤3200）
滤油精度：主滤网5μm，旁路滤网1μm
§ 21. 凝汽器端差控制
答：端差计算公式：
§ \delta t = t_{sat} - t_{cw\_out}δt=tsat−tcw_out
§ 设计端差：3-5℃（对应清洁系数0.85）
§ 实际控制：＜7℃（超标时需胶球清洗）
胶球清洗系统：
§ 收球率≥95%
§ 每日清洗2次，每次30分钟
§ 22. 高压加热器保护
答：水位三取二逻辑：
§ 高一值：水位+100mm（报警）
§ 高二值：水位+150mm（关闭抽汽逆止门）
§ 高三值：水位+200mm（解列高加，动作时间＜2s）
疏水冷却段端差控制：＜10℃（设计值5-8℃）
§ 23. 除氧器压力调节
答：滑压运行曲线：
§
负荷率
压力范围（MPa）
对应饱和温度（℃）
30%
0.15-0.3
111-134
50%
0.4-0.6
143-159
100%
0.8-0.98
170-180
§ 溶氧量控制：＜5μg/L（联氨处理时＜2μg/L）
§ 24. 汽轮机甩负荷特性
答：动态响应要求：
§ 50%甩负荷：转速飞升≤5%（至3150rpm）
§ 100%甩负荷：转速飞升≤8%（至3240rpm）
阀门动作要求：
§ 调节阀关闭时间＜0.3s
§ 再热主汽阀延迟关闭＜0.5s
§ 25. 叶片频率安全裕度
答：坎贝尔图校核标准：
§ 动频率：避开激振频率±15%（裕度≥8%）
§ 静频率：分散度＜±3%
测试方法：
§ 激光测振仪精度±0.1Hz
§ 激振力0.5-5N（避免塑性变形）
§ 26. 轴瓦温度保护
答：温度监测配置：
§ 铂电阻PT100：量程0-150℃，精度±0.5℃
§ 红外测温：非接触监测瓦块表面温度
报警逻辑：
§ 回油温度＞70℃（延时10min报警）
§ 任一瓦块温度＞105℃（立即跳机）
巴氏合金层厚度：3-5mm（磨损＞0.2mm需补焊）
§ 27. 汽缸疏水系统
答：四级疏水设计：
§ 高压疏水：管道坡度＞1:50，管径DN80
§ 中压疏水：管径DN100，疏水罐压力0.5MPa
§ 低压疏水：管径DN150，接入凝汽器喉部
§ 紧急疏水：直接排地沟（管径DN200）
疏水阀类型：气动截止阀（动作时间＜5s）
§ 28. 汽轮机效率计算
答：主要考核指标：
§ 热耗率：超临界机组7600±114kJ/kWh
§ 缸效率：高压缸86-88%，中压缸92-94%
试验标准：ASME PTC6-2004，测量点＞500个
§ 29. 转子寿命损耗曲线
答：基于Manson-Coffin公式：
§ \Delta \varepsilon_p = C \cdot N^mΔεp=C⋅Nm
§ 典型参数：
§ 冷态启动：Δε_p=0.5%，对应N=200次
§ 热态启动：Δε_p=0.2%，对应N=500次
蠕变寿命损耗：年损耗率＜0.01%（设计温度下）
§ 30. 超速试验规范
答：试验分级：
§ 电超速试验：动作值3300rpm（110%），每月一次
§ 机械超速试验：动作值3330-3360rpm（111-112%），大修后必做
试验要求：
§ 转速测量误差＜±1rpm
§ 撞击子飞出速度偏差＜±0.5%