汽机运行技术问答题62道含答案-12.docx

1.什么是集装供油系统?有什么优缺点?
答：集装供油系统将高、低压交流油泵和直流油泵集中布置在油箱顶部，且油管路采用集装管路即系统回油作为外管，其他供油管安装在该管内部。
集装供油系统的优、缺点是：
(1)油泵集中布置，便于检查维护及现场设备管理。
(2)套装油管可以防止压力油管跑油，发生火灾事故和造成损失。
(3)套装油管检修困难。大型机组多采用该供油系统。
2.什么是分散供油系统?为什么现代大型机组中很少使用这种供油系统?
答：分散供油系统即各设备分别安装在各自的基础上，管路分散安装。
由于该系统分散布置，占地面积大，且压力油管外露，容易发生漏油着火事故，故在现代大型机组中很少使用这种供油系统。
3.主油箱的作用是什么?
答：主油箱的作用是：在油系统中除了用来储油外，还起着分离油中水分、沉淀物及汽泡的作用。油箱用钢板焊成，底部倾斜以便能很快地将已分离开来的水、沉淀物或其他杂质由最低部放出。
4.润滑油供油系统主要由哪些设备组成?
答：润滑油供油系统主要由油箱、射油器、主油泵、交流润滑油泵、直流润滑油泵、高压启动油泵、冷油器、油净化器、排烟装置、溢油阀及油管道组成。
5.主油箱的容量是根据什么决定的?
答：主油箱的容量取决于油系统的大小，应满足润滑及调节系统的用量。机组越大，调节及润滑系统用油量越多，油箱的容积也越大。
6.什么是汽轮机油的循环倍率?
答：汽轮机油的循环倍率等于每小时主油泵的出油量与油箱总油量之比，一般应为8～12。如循环倍率过大，汽轮机油在油箱内停留时间少，空气及水分来不及分离，致使油质迅速恶化，缩短油的使用寿命。
7.油箱为什么要装放水管?放水管为什么安装在油箱底部?
答：汽轮机在正常运行中，如轴封压力调整不当，轴封间隙过大等，都可能使油中进水。
则来确定。再热蒸汽阀采用蝶阀形式时，则设置气动控制的平衡阀来减小开启力矩，平衡阀的启闭与再热蒸汽阀开启指令及状态连锁。
8.隔板的结构形式有哪几种?
答：隔板的结构形式通常有焊接隔板和铸造隔板两大类，其结构是根据隔板所承受的工作温度和蒸汽压差来决定的。
(1)焊接隔板。它具有较高的强度和刚度，较好的汽密性，加工较方便，被广泛用于中、高参数汽轮机的高、中压部分。
(2)窄喷嘴焊接隔板。高参数大功率汽轮机的高压部分，每一级的蒸汽压差较大，其隔板做的很厚，而静叶高度很短，采用宽度较小的窄喷嘴焊接隔板。其优点是喷嘴损失小，但有相当数量的导流筋存在，将增加汽流的阻力。故现代汽轮机又将加强筋改为三维型线宽叶片，以降低叶型损失。
(3)铸造隔板。它的加工较容易，成本低，但是静叶的表面光洁程度较差，使用温度也不能太高，一般应小300℃,因此都用在汽轮机的低压部分。
9.什么是隔板套?有什么优、缺点?
答：隔板套即将相邻几级隔板装在一个隔板套中，然后将隔板套装在汽缸上。
优点是：采用隔板套不仅便于拆装，而且可使级间距离不受或少受汽缸上抽汽口的影响，从而可以减小汽轮机的轴向尺寸，简化汽缸形状，有利于启停及负荷变化，并为汽轮机实现模块式通用设计创造了条件。
缺点是：隔板套的采用会增大汽缸的径向尺寸，相应的法兰厚度也将增大，延长了汽轮机的启动时间。
10.什么是汽轮机喷嘴、隔板及静叶?
答：汽轮机喷嘴是由静叶片构成的不动汽分道，是一个把蒸汽的热能转变成为动能的结构元件。装在汽轮机第一级前的喷嘴分成若干组，由一个调节汽阀控制。
隔板是汽轮机各级的间壁，用以固定静叶片。
静叶是固定在隔板上静止不动的叶片。
11.汽封按安装位置不同可分为哪几种?
答：汽封按安装位置不同可分为：通流部分汽封、隔板(或静叶环)汽封、轴端汽封。反动式汽轮机还装有高、中压平衡活塞汽封和低压平衡活塞汽封。
12.汽封的结构形式有哪些?
答：汽封的结构形式有：曲径式、碳精式和水封式等。现代汽轮机均采用曲径式汽封，
或称迷宫式汽封，它有梳齿形、J形(伞柄形)、枞树形结构形式。
13.简述曲径式汽封的工作原理。
答：曲径式汽封的工作原理：一定压力的蒸汽流经曲径式汽封时，必须依次经过汽封齿尖与轴凸肩形成的狭小间隙，当经过第一间隙时，通流面积减小，蒸汽流速增大，压力降低。随后高速汽流进入小室，通流面积突然变大，压力降低，汽流转向，发生撞击和产生涡流等现象，速度降到近似为零，蒸汽原具有的动能转变成热能。当蒸汽经过第二个汽封间隙时，又重复上述过程，压力再次降低。蒸汽流经最后一个汽封齿后，蒸汽压力降至与大气压力相差甚小，所以在一定的压差下，汽封齿越多，每个齿前后的压差就越小，漏气量也越小。当汽封齿数足够多时，漏气量为零。
14.为什么装设通流部分汽封?
答：在汽轮机的通流部分，由于动叶顶部与汽缸壁面之间存在着间隙，动叶栅根部和隔板也存在着间隙，而动叶两侧又有一定的压差，因此在动叶顶部和根部必然会有蒸汽的泄漏。为减少蒸汽的漏汽损失，装设通流部分汽封。
15.通流部分汽封包括哪些汽封?
答：通流部分汽封包括动叶围带处的径向、轴向汽封和动叶根部处的径向、轴向汽封。
16.为什么装设隔板汽封?
答：冲动式汽轮机隔板前后压差大，而隔板与主轴之间又存在着间隙，因此必定有一部分蒸汽从隔板前通过间隙漏至隔板后与叶轮之间的汽室里。由于这部分蒸汽不通过喷嘴，同时还会恶化蒸汽主流动状态，因此形成了隔板漏汽损失。为减小该损失，必须将间隙设计得小一些，故装有隔板汽封。
反动式汽轮机无隔板结构，只有单只静叶环结构，静叶环内圆处的汽封称为静叶环汽封，隔板汽封与静叶环汽封统称为静叶汽封。
17.为什么装设轴端汽封?
答：由于汽轮机主轴必须从汽缸内穿过，因此主轴与汽缸之间必然存有一定的径向间隙，且汽缸内蒸汽压力与外界大气压力不等，就必然会使高压蒸汽通过间隙向外漏出，造成工质损失，恶化环境，并且加热主轴或冲进轴承使润滑油质恶化；或使外界空气漏入低压缸，增大抽气器负荷，降低机组效率。为提高汽轮机的效率，尽量防止或减少这种现象，为此，在转子穿过汽缸两端处都装有汽封，称为轴端汽封。高压轴封是用来防止蒸汽漏出汽缸，低压轴封是用来防止空气漏入汽缸。
18.什么是轴封系统?
答：在汽轮机的高压端和低压端虽然都装有轴端汽封，能减少蒸汽漏出或空气漏入，但漏汽现象仍不能完全消除。为防止和减少这种漏汽现象，以保证机组的正常启停和运行，以及回收漏汽的热量，减少系统的工质损失和热量损失，汽轮机均设有由轴端汽封加上与之相连接的管道、阀门及附属设备组成的轴封系统。
不同形式的汽轮机，其轴封系统各不相同，它由汽轮机进汽参数和回热系统的连接方式等决定。大中型汽轮机都采用轴端自密封汽封系统。
19.什么叫汽轮机轴端自密封汽封系统?
答：在机组启动或低负荷运行阶段，汽封供汽由辅助蒸汽联箱或冷段再热蒸汽提供。随着负荷增加，高、中压缸轴端汽封漏汽足以作为低压轴端汽封的供汽，此时汽轮机轴端汽封供汽不需要外来蒸汽提供，多余部分溢流入排汽装置。该汽轮机轴端汽封系统称为轴端自密封汽封系统。
20.什么是整锻转子?有什么优、缺点?
答：整锻转子由整体锻件加工而成，主轴、叶轮、联轴器均为一个整体。
整锻转子的优点是：
(1)结构紧凑，装配零件少，节省工时。
(2)没有热套部件，消除了叶轮与主轴发生松动的可能性，对启动和变负荷的适应性较强。
(3)与套装转子相比，可以在较小的内孔应力下获得较好的刚性。
整锻转子的缺点是：
(1)锻件尺寸大，工艺要求高。
(2)转子各部分只能用同一种材料制造，材料的潜力得不到全部利用。
(3)转子只能集中在少数机床上加工，制造周期长，任何部位的缺陷都会影响到整个转子的质量。
21.什么是套装转子?有什么优、缺点?
答：套装转子的叶轮、轴封套、联轴节等部件是分别加工后，红套在阶梯形主轴上的。各部件与主轴之间采用过盈配合，以防止叶轮等因离心力及温度作用引起松动，并用键传递力矩。
套装转子的优点是：
(1)套装转子加工方便，生产周期短。
(2)可以合理利用材料，不同部件采用不同材料。
(3)叶轮、主轴等锻件尺寸小，易于保证质量，且供应方便。
套装转子的缺点是：在高温条件下，叶轮内孔直径将因材料的蠕变而逐渐增大，最后导致装配过盈量消失，使叶轮与主轴之间产生松动，从而使叶轮中心偏离轴的中心，造成转子质量不平衡，产生剧烈振动，且快速启动适应性差。
22.什么是焊接转子?有什么优、缺点?
答：它由若干个叶轮与短轴拼合焊接而成。
焊接转子的优点是：焊接转子质量轻，锻件小，结构紧凑，承载能力高。与尺寸相同带有中心孔的整锻转子相比，焊接转子强度高，刚性好，质量减轻20%～25%。
焊接转子的缺点是：由于焊接转子工作可靠性取决于焊接质量，故要求焊接工艺高，材料焊接性能好，否则难以保证。
23.什么是组合转子?有什么优点?
答：转子各段所处的工作条件不同，故可在高温段采用整锻结构，而在中、低温段采用套装结构，形成组合转子。
组合转子兼有整锻转子和套装叶轮转子的优点，广泛用于高参数中等容量的汽轮机上。
24.早期整锻转子中心孔的作用是什么?
答：早期整锻转子通常打有直径约为100mm的中心孔，其目的主要是便于检查锻件的质量，同时也可以将锻件中心材料差的部分去掉，保证转子的质量。随着锻造技术的提高，现代汽轮机整锻转子多数不开中心孔。
25.叶轮的作用是什么?由哪几部分组成?
答：叶轮的作用是用来装置叶片，并将汽流力在叶栅上产生的扭矩传递给主轴。叶轮一般由轮缘、轮面、轮毂等几部分组成。
26.运行中叶轮受到什么作用力?
答：叶轮工作时受力情况较复杂，除叶轮自身、叶片零件质量引起的巨大的离心力外，还有温差引起的热应力，动叶片引起的切向力和轴向力，叶轮两边的蒸汽压差和叶片、叶轮振动时的交变应力。
27.叶轮上开平衡孔的作用是什么?
答：叶轮上开平衡孔的作用是：为了减小叶轮两侧蒸汽压差，减小转子产生过大的轴向力；但在调节级和反动度较大、负荷很大的低压部分最末一、二级，一般不开设平衡孔，以使叶轮强度不致削弱，并可减少漏汽损失。
28.为什么叶轮上的平衡孔为单数?
答：每个叶轮上开设单数个平衡孔，可避免在同一径向截面上设两个平衡孔，从而使叶轮截面强度不过分削弱，通常开5个或7个孔。
29.按轮面的断面型线不同，可把叶轮分成哪几种类型?
答：按轮面的断面型线不同，可把叶轮分成以下类型：
(1)等厚度叶轮。这种叶轮轮面的断面厚度相等，用在圆周速度较低的级上。
(2)锥形叶轮。这种叶轮轮面的断面厚度沿径向呈锥形，广泛用于套装式叶轮上。
(3)双曲线叶轮。这种叶轮轮面的断面沿径向呈双曲线形，加工复杂，仅用在某些汽轮机的调节级上。
(4)等强度叶轮。叶轮没有中心孔，强度最高，多用于盘式焊接转子或高速单级汽轮机上。
30.什么是联轴器?
答：联轴器俗称靠背轮或对轮，是连接多缸汽轮机转子或汽轮机转子和发电机转子的重要部件，借以传递扭矩，使发电机转子克服电磁反力矩做高速旋转，将机械能转换为电能。
31.汽轮机常用联轴器可分为哪几类?
答：汽轮机常用联轴器一般可分为刚性、半挠性、挠性三类。若两半联轴器直接刚性相连，称为刚性联轴器。若中间通过波形筒等来连接，则称为半挠性联轴器。若通过啮合件或蛇形弹簧等来连接，则称挠性联轴器。
32.刚性联轴器有什么特点?
答：刚性联轴器的特点是：结构简单，连接刚性强，轴向尺寸短，工作可靠，不需要润滑，没有噪声，除可传递较大的扭矩外，又可传递轴向力和径向力，将转子重力传递到轴承上。故在多缸汽轮机中以刚性联轴器连接的转子轴系，其轴向力可以只用一个推力轴承来承受。其缺点是不允许被连接的两个转子在轴向和径向有相对位移，所以对两轴的同心度要求严格。又因其对振动的传递比较敏感，故增加了现场查找振动原因的困难。
33.半挠性联轴器有什么特点?
答：半挠性联轴器的特点是：在联轴器间装有波形套筒，套筒两端有法兰盘分别与两只联轴器相连接。汽轮机运行时，由于两转子轴承热膨胀量的差异等原因，可能会引起联轴器连接处大轴中心的少许变化，波形套筒则可略为补偿两转子不同心的影响，同时还能在一定程度上吸收从一个转子传到另一个转子的振动，且能传递较大的扭矩，并将发电机转子的轴向推力传递到汽轮机的推力轴承上。
34.挠性联轴器有什么特点?
答：挠性联轴器有较强的挠性，它允许两转子有相对的轴向位移和较大的偏心，对振动的传递也不敏感，但传递功率较小，并且结构较复杂，需要有专门的润滑装置，因此一般只在中小型机组上采用。
35.什么是转子的临界转速?
答：在升速过程中，当激振力的频率，即转子的角速度等于转子的自振频率时，便发生共振，振幅急剧增大，此时的转速就是转子的临界转速。当汽轮机转速达到某一数值时，机组发生强烈的振动，越过这一转速，振动便迅速减弱；在另一更高的转速下机组又发生强烈的振动。通常数值最小的临界转速称为一阶临界转速，往上依次分别称为二阶临界转速、三阶临界转速等。
36.什么是刚性转子、挠性转子?
答：当转子的工作转速低于一阶临界转速时，这种转子称为刚性转子。当转子的工作转速高于一阶临界转速，甚至高于二阶临界转速时，这种转子称为挠性转子。一般要求工作转速避开临界转速±15%以上。
37.转子临界转速的大小与什么有关系?
答：转子临界转速的大小与转子的直径、质量、几何形状、两端轴承的跨距、轴承支承的刚度等有关。一般来说，转子直径越大，质量越轻，跨距越小，轴承支承刚度越大，则转子临界转速越高；反之，则越低。
38.联轴器的形式对轴系临界转速有什么影响?
答：由于轴系中各转子的振动互相影响，所以严格地讲，轴系的临界转速才是实际的临界转速。联轴器对实际临界转速的影响，通常是刚性联轴器使轴系临界转速有较大的升高；半挠性联轴器也使轴系临界转速升高，但不如刚性联轴器的大；挠性联轴器可使轴系临界转速降低。
39.叶根的作用是什么?
答：叶片通过叶根安装在叶轮或转鼓上。叶根的作用是紧固动叶，使其在经受汽流的推力和旋转离心力的作用下，不致从轮缘沟槽里拔出来。
40.叶根的结构形式有哪几种?
答：叶根的结构形式有T形、叉形和枞树形等。
(1)T形叶根。这种叶根结构简单，加工装配方便，工作可靠。但由于叶根承载面积小，叶轮轮缘弯曲应力较大，使轮缘有张开的趋势，故常用于受力不大的短叶片，如调节级和高压级叶片。
1)带凸肩的单T形叶根。其凸肩能阻止轮缘张开，减小轮缘两侧截面上的应力。叶轮间距小的整锻转子常采用此种叶根。
2)菌形叶根。这种叶根和轮缘的荷载分布比T形合理，因而其强度较高，但加工复杂，故不如T形叶根应用广泛。
3)带凸肩的双T形叶根。由于增大了叶根的承力面，故可用于离心力较大的长叶片。这种叶根的加工精度要求较高，特别是两层承力面之间的尺寸误差大时，受力不均，叶根强度大幅度下降。
(2)叉形叶根。这种叶根的叉尾直接插入轮缘槽内，并用两排铆钉固定。它的强度高，适应性好，轮缘不承受偏心弯矩，叉根数目可根据离心力的大小进行选择，被大功率汽轮机末级叶片广泛采用。叉形叶根虽加工方便，便于拆换，但装配时比较费工，且轮缘较厚，钻铆钉孔不便，所以整锻转子和焊接转子不采用。
(3)枞树形叶根。这种叶根和轮缘的轴向断口设计成尖劈形，以适应根部的荷载分布，使叶根和对应的轮缘承载面都接近于等强度。因此在同样的尺寸下，枞树形叶根承载能力高，叶根两侧齿数可根据离心力的大小选择，强度高，适应性好，拆装方便。但这种叶根外形复杂，装配面多，要求有很高的加工精度和良好的材料性能，而且齿端易出现较大的应力集中，所以一般只是大功率汽轮机的调节级和末级叶片使用。
41.什么是扭曲叶片?
答：叶片的叶型沿叶高按一定的规律变化，即叶片绕各横截面的形心连线发生扭转，称为扭曲叶片。
42.什么是调节级?
答：当汽轮机负荷变化时，各调节汽阀按规定顺序依次开、关，通过改变进汽量来调节机组的功率，因此，第一级的实际通流面积将随负荷变化而变化，故该级称为调节级。
43.汽缸的支承定位包括什么?
答：汽缸的支承定位包括外缸在轴承座和基础台板上的支持定位；内缸在外缸中的支持定位及滑销系统的布置等。
44.什么是下猫爪支承?
答：下汽缸水平法兰前后延伸的猫爪称下猫爪，又称工作猫爪。下猫爪支承又分为非中分面和中分面支承两种。
45.什么是非中分面猫爪支承?
答：该支承是指猫爪支承的承力面与汽缸水平中分面不在一个平面内。其结构简单，安装检修方便。但当汽缸受热使猫爪因温度升高而产生膨胀时，将导致汽缸中分面抬高，偏离转子的中心线，使动、静部分的径向间隙改变，严重时会因动、静部分摩擦太大而损坏汽轮机。所以这种结构只用于温度不高的低中参数机组。
46.什么是中分面猫爪支承?
答：该支承是指汽缸法兰中分面与支承面一致。下汽缸中分面猫爪支承方式是将下猫爪位置抬高，使猫爪承力面正好与汽缸中分面在同一水平面上。这样当汽缸温度变化时，猫爪热膨胀不会影响汽缸中心线，但这种结构因猫爪抬高使下汽缸的加工复杂化。
47.什么是上猫爪支承?
答：该支承是指上缸法兰延伸的猫爪作为承力面支承在轴承箱上，其承力面与汽缸水平中分面在同一平面内。
48.台板的作用是什么?
答：台板的作用是用来支撑机组的各部件，使它们的质量均匀地分布在基础上。台板通过地脚螺栓牢固地安装在基础上，同时允许汽缸因热膨胀而推动轴承座在台板上滑动，使汽缸不至于变形，以免造成事故。
49.为什么设置滑销系统?
答：汽轮机在启、停和运行时，由于温度的变化，会产生热膨胀，为了使机组的动、静部分能够沿着预先规定的方向膨胀，保证机组安全运行，设计了合理的滑销系统。
50.滑销系统的作用是什么?
答：滑销系统的作用是：
(1)保证汽缸能自由膨胀，以免发生过大应力引起变形。
(2)保持汽缸和转子的中心一致，避免因机体膨胀造成中心变化，引起机组振动或动、
51.什么是集装供油系统?有什么优缺点?
答：集装供油系统将高、低压交流油泵和直流油泵集中布置在油箱顶部，且油管路采用集装管路即系统回油作为外管，其他供油管安装在该管内部。
集装供油系统的优、缺点是：
(1)油泵集中布置，便于检查维护及现场设备管理。
(2)套装油管可以防止压力油管跑油，发生火灾事故和造成损失。
(3)套装油管检修困难。大型机组多采用该供油系统。
52.什么是分散供油系统?为什么现代大型机组中很少使用这种供油系统?
答：分散供油系统即各设备分别安装在各自的基础上，管路分散安装。
由于该系统分散布置，占地面积大，且压力油管外露，容易发生漏油着火事故，故在现代大型机组中很少使用这种供油系统。
53.主油箱的作用是什么?
答：主油箱的作用是：在油系统中除了用来储油外，还起着分离油中水分、沉淀物及汽泡的作用。油箱用钢板焊成，底部倾斜以便能很快地将已分离开来的水、沉淀物或其他杂质由最低部放出。
54.润滑油供油系统主要由哪些设备组成?
答：润滑油供油系统主要由油箱、射油器、主油泵、交流润滑油泵、直流润滑油泵、高压启动油泵、冷油器、油净化器、排烟装置、溢油阀及油管道组成。
55.主油箱的容量是根据什么决定的?
答：主油箱的容量取决于油系统的大小，应满足润滑及调节系统的用量。机组越大，调节及润滑系统用油量越多，油箱的容积也越大。
56.什么是汽轮机油的循环倍率?
答：汽轮机油的循环倍率等于每小时主油泵的出油量与油箱总油量之比，一般应为8～12。如循环倍率过大，汽轮机油在油箱内停留时间少，空气及水分来不及分离，致使油质迅速恶化，缩短油的使用寿命。
57.油箱为什么要装放水管?放水管为什么安装在油箱底部?
答：汽轮机在正常运行中，如轴封压力调整不当，轴封间隙过大等，都可能使油中进水，因此要装放水管。
水刚进到油中并不能和油混合为一体，同时由于油和水的密度不同会慢慢分离开来。水的密度比油大，沉积在油箱底部，所以放水管必须装在油箱底部，运行中定期放水。
58.汽轮机润滑油中带水的主要原因是什么?
答：(1)汽轮机轴端汽封间隙大或汽封蒸汽冷却器汽侧负压过低等原因造成轴端汽封蒸汽外冒，外冒蒸汽通过轴承箱油挡进入轴承箱内，污染润滑油。(2)润滑油供油系统运行中冷油器冷却水压力高于油压或油系统停运后未将冷油器水侧停运，并且冷油器泄漏造成润滑油中带水。(3)主油箱排烟风机故障、油净化装置工作失常等原因，未能及时将油箱中水汽排出及油中水分除去。
59.油乳化后有什么危害?答：(1)影响油膜的形成，甚至破坏油膜的润滑，导致轴承过热磨损，甚至烧坏轴瓦，引起机组振动。(2)乳化油的防腐蚀性能很差，使整个油系统遭到严重腐蚀。(3)乳化油可以加速油质的劣化，使油中的沉淀物增多，严重时造成调速机构卡涩，甚至失灵。
60.冷油器注油阀有什么作用?
答：注油阀可以在冷油器投运之前将备用冷油器充满油(防止投运后润滑油带气使轴承断油),同时防止因备用冷油器充油而引起油压大幅度波动。平衡冷油器切换阀前后压差，便于操作。
61.油箱为什么做成斜面V形底，而不做成平底?
答：油箱用钢板焊成，底部倾斜以便能很快地将已分离开来的水、沉淀物或其他杂质由最低部放出，所以做成斜面V形底，而不做成平底。
62.润滑油系统中各油泵的作用是什么?
答：润滑油系统中各油泵的作用是：主油泵多数与汽轮机转子同轴安装，它应具有流量大、出口压头低、油压稳定的特点，即扬程-流量特性平缓，以保证在不同工况下向汽轮机调节系统和轴瓦稳定供油。主油泵不能自吸，因此在主油泵正常运行中，需要有射油器提供0.05～0.1MPa的压力油，供给主油泵入口。