汽轮机原理简答题 - 图文

分析喷嘴面积的变化规律

当Ma<1时，即气流为亚声速。因为Ma2-1<0所以气道截面积的变化同气流速度变化符号相反，就是说亚声速汽流在汽道中的膨胀加速时，通道的横截面积随气流速而逐渐减少，这样喷嘴成为渐缩喷嘴。

当Ma>1时，即汽流为超声速时，因为Ma2-1>0所以汽道横截面积的变化同汽流速度的变化符号相同。与亚声速汽流相反，超速波汽流的汽道横截面积应随汽流加速而逐渐增加。这样的喷嘴称为渐扩喷嘴。

当Ma=1时，即汽流速度等于当地声速，此时汽道的横截面积变化等于0，即dA=0喷嘴的横截面积达到最小值。

何为多级汽轮机的重热现象和重热系数

答 重热现象：各级累计理想比焓降??ht大于整机理想比焓降?Ht的现象。 重热系数：增大那部分比焓降与没有损失时整机总理想比焓降之比：a?其大小与下列因素有关：

1) 和级数有关，级数多，α大；

2) 与各级内效率有关，级内效率低，则α大； 3) 与蒸汽状态有关，过热区α大，湿汽区α小。

汽轮机的相对内效率 蒸汽实际比焓降与理想比焓降之比 。 电功率：Pel?Pm??el轴端功率乘以发电机效率

轴端功率:汽轮机内功率Pi减去机械损失δPm即为了汽轮机主轴输出的轴端功率。

热耗率 每生产1kW.h电能所消耗的热量 。 汽耗率：每产生1KW*h电能所消耗的蒸汽量

汽轮发电机组的汽耗率 汽轮发电机组每发1KW·h电所需要的蒸汽量。 汽轮机的极限功率

在一定的初终参数和转速下?单排气口凝汽式汽轮机所能发出的最大功率。

汽轮机的绝对内效率 蒸汽实际比焓降与整个热力循环中加给1千克蒸汽的热量之比。 汽轮发电机组的相对电效率和绝对电效率

答 1千克蒸汽所具有的理想比焓降中最终被转化成电能的效率称为汽轮发电机组的相对电效率。 1千克蒸汽理想比焓降中转换成电能的部分与整个热力循环中加给1千克蒸汽的热量之比称为绝对电效率。

轴封装置中齿形汽封的基本原理

答 齿形气封的基本原理：漏入的蒸汽从高压侧流向低压侧，当流经第一个汽封片形成的齿隙时，通道的面积减少，蒸汽流速增大，压力由p0降低到p1，然后蒸汽进入汽封片的环形汽室，通道面积突然扩大，流速降低，产生涡流和碰撞，使蒸汽具有的动能损失转变为热能。汽封的作用是将一个较大的压差分割成若干个减少的压差，从而达到降低漏气的速度，减少漏气量的作用。

影响凝汽器内压力的因素有哪些？是怎么影响的？

1.冷却水进口温度tw1:在其它条件不变的情况下，冷却水进口温度越低，凝汽器压力P c越低。

??ht??Ht?Ht?0

1

2.冷却水温升Δt：冷却水温升Δt与冷却水倍率成反比，冷却倍率m增大，冷却水温升Δt就减少，凝汽器压力就降低；

3.凝汽器传热端差δt：δt升高，凝汽器内温度ts增大，凝汽器压力Pc升高，真空降低 什么是多压凝汽器？和单压凝汽器相比，它有什么优点？ 答：有两个以上排气口的大容量机组的凝汽器科制成多压凝汽器。汽侧有密封的分隔板隔开。 与淡雅凝汽器相比，它的有点是：

1.多压凝汽器的折合压力低于单压凝汽器压力，循环热效率得以改善；

2.在其它条件相同情况下，冷却水进口温度tw1越高，采用多压凝汽器获得的效益就越大； 3.在其他条件相同情况下，多压凝气室数目越多，其折合压力也越低。

当汽轮机的初压发生变化时，会对汽轮机的安全性构成什么影响？应采取什么措施？

? 当新蒸汽初压升高而从初温不变时，其在H-S图上的热力过程曲线会向左移，左移的结果是机内湿蒸汽区前移，在湿蒸汽区工作的级的湿度增加，对机组最末几级工作不利。因此汽轮机在蒸汽初压增加较大的工况下运行时，应校核调节级叶片强度。

?如果初压降低较多但又没有相应限制机组的负荷。汽轮机的流量可能超过额定参数。此时，末级叶片所受汽流作用力增加较多，叶弯曲应力大为增加，可能导致末级叶片应强度不够而损坏。因此，在机组初压降低较多时，应限制其出力。

什么是汽轮机的汽耗特点和工况图？节流配汽凝汽式汽轮机的汽耗特性方程和工况图分别有什么特点？ 答：汽轮发电机组功率与流量之间的关系称为汽轮机的汽耗特性，表示这种关系的数学表达式称为汽耗特性方程，而表示这种关系的曲线就是汽轮机的工况图 汽耗特性方程：D0?d1Pel?Dnl

什么是转子的临界转速，它受哪些因素影响？

转子发生较大振动时对应的转速称为转子的临界转速 影响因素：1.温度沿转子轴向分布 2.转子的结构形成 3.叶轮回转效应 4.转子联结成轴系 5.支承弹性

机械液压调节系统主要由哪些部分组成？各个组成部分的作用是什么？ 转速感受器：将速度信号转变为一次控制信号的元件。 中间放大器：将一次控制信号（油压信号）放大的元件 液压伺服执行机构：驱动调节汽阀的机构 配汽机构：将液压伺服执行机构的行程转变为汽轮机的进汽量，由调节气阀和传动机构两部分组成。

什么是速度变动率？速度变动率和汽轮机功率的变化有什么关系？

汽轮机空负荷时所对应的最大转速nmax与额定负荷时所对应的最小转速nmin之差，与额速

n0的比，称为调节系统的速度变动率或速度不等率，通常用δ表示，即：

2

??nmax?nmin?100%

n0速度变动率表示了单位转速变化引起的气轮机功率的增（减）量，即机组有功功率的静态频率特性。

什么是汽轮机的动态特性？汽轮机的动态特性有哪些主要指标？ 汽轮机的动态特性就是一个稳定点到另一个稳定点的指标。 主要指标：1、稳定性 2、动态超调量 3、过渡过程调整时间

汽轮机的启动方式有哪些？

（1）冷态启动。汽缸金属温度在150℃以下时的启动； （2）温态启动。汽缸金属温度在150～300℃之间启动； （3）热态启动。汽缸金属温度在300℃以上启动

热态启动又可分为热态(300～400℃)和极热态(400℃以上)两种。

一般情况下，停机一周后启动为冷态启动；停机48小时后为温态启动；停机8小时后为热态启动；停机2小时后为极热态启动。

单元制火电机组的调峰运行方式有哪些？分别作简单说明

有变负荷调峰、启停调峰、少汽无负荷调峰和低速热备用调峰四种

1.变负荷调峰就是在保持调峰机组连续并网运行的同时，根据电网的调峰指令，通过锅炉或汽轮机的调节控制系统来改变机组负荷的大小 2.启停调峰是指在电网负荷的低谷期将机组停运，当负荷高峰到来时再将机组投入运行的调峰方式

3.少汽无负荷运行调峰是指夜间电网负荷低谷期将汽轮发电机组的有功负荷减到零，汽轮机组转为无功运行热备用，次日晨电网负荷升起时再转为发电机运行方式，接带有功负荷 4.低速热备用调峰运行方式与少汽无负荷运行方式相似，不同在于低速热备用调峰在将机组负荷减至零后同电网解列，而少汽无负荷调峰扔并入网中。

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火电厂三大主机：

锅炉：将燃料的化学能转变为蒸汽的热能

汽轮机：将锅炉生产蒸汽热能转化为转子旋转机械能 发电机：将旋转机械能转化为电能 汽轮机的级 答 ?汽轮机的级是汽轮机中由一列静叶栅和一列动叶栅组成的将蒸汽热能转换成机械能的基本工作单元。 级的反动度

答 动叶的理想比焓降与级的理想比焓降的比值。表示蒸汽在动叶通道内膨胀程度大小的指标。

简述郎肯循环的过程？ 答：郎肯循环由锅炉、汽轮机、凝汽器核给水泵组成。过程：燃料在锅炉中燃烧释放出热量，水在锅炉中定压吸热，汽化为饱和蒸汽；饱和蒸汽在锅炉过热器重吸热成为过热蒸汽；蒸汽通过汽轮机膨胀做功，并有一定热损失，在汽轮机排汽口，蒸汽呈低压湿蒸汽状态；在汽轮机重膨胀做功后的乏汽进入凝汽器并凝结成水，放出潜热；给水泵将凝结水提高压力并重新泵入锅炉，完成一个循环。

回热循环：把多级汽轮机中做过功的部分蒸汽，逐级抽出来加热给水，减少冷源损失，提高锅炉给水温度，从而提高蒸汽平均吸热温度，循环热效率得到改善 中间再热循环：先让新蒸汽进入汽轮机高压部分膨胀做工，将做工后的蒸汽引到锅炉的再热器中再加热，然后再送到汽轮机的中低压部分继续膨胀做工。 汽轮机的做功过程？

答：汽轮机运行时，从锅炉来的过热蒸汽进入高压缸，逐级做功后排出，送入锅炉再热器；再热蒸汽进入中压缸继续膨胀做功，然后从中压缸排出送到低压缸做功，最后一级的排汽进入凝汽器。蒸汽流过汽轮机级时，首先在喷嘴叶栅中将部分蒸汽的热能转变成动能，然后在动叶栅中将其动能和热能转变为机械能，使得叶轮和轴转动，将蒸汽热能转换为汽轮机转子机械能。

喷嘴的作用是什么？

答：喷嘴的作用是把蒸汽的热能转变成动能，也就是使蒸汽膨胀降压增加流速，按照一定的方向喷射出去，进入动叶栅中做功。

提高汽轮机单机功率的主要措施有哪些？ 答：（1）、提高新蒸汽参数、降低终参数；（2）采用高强度、低质量密度的合金材料；（3）采用多排气口；（4）采用低转速；（5）提高机组的相对内效率；（6）采用给水回热循环；（7）采用中间再热循环。

凝汽系统的任务是什么？ 答：（1）在汽轮机末级排气口建立并维持规定的真空。（2）凝汽器将汽轮机排汽凝结成水，凝结水经回热抽汽加热、除氧后，作为锅炉给水重复使用。（3）起到真空除氧作用。（4）起到热力系统储水作用。

分别说明高压级内和低压级内主要包括哪几项损失 ?

答 高压级内：叶高损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失、扇形损失、漏气损失、叶轮摩擦损失等?

低压级内 ：湿气损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失?扇形损失、漏气损失、叶轮摩擦损失很小。

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▲汽轮机的级

1 .纯冲动级：蒸汽只在喷嘴叶栅中进行膨胀 ，而在动叶栅中蒸汽不膨胀。它仅利用冲击力来作功。对于纯冲动级来说， p1 =p2、△hb= 0 、Δhn* =Δht* 2 带反动度的冲动级

为了提高级的效率，通常，冲动级也带有一定的反动度（Ω= 0.05 ~0.20 ) 、p1 ＞p2、 Δhn* ＞Δ hb ，这种级称为带反动度的冲动级，它具有作功能力大、效率高的特点 3. 复速级

由一组静叶栅和安装在同一叶轮上的两列动叶栅及一组介于第一、二列动叶栅之间、固定在汽缸上的导向叶栅所组成的级，称为复速级。第一列动叶栅通道流出汽流，其流速还相当大，为了利用这一部分动能，在第一列动叶栅之后装上一列导向叶栅以改变汽流的方向，使之顺利进入第二列动叶栅通道继续作功。复速级也采用一定的反动度。复速级具有作功能力大的特点。 4 .反动级

通常把反动度Ω = 0.5的级称为反动级。对于反动级来说，蒸汽在静叶和动叶通道的膨胀程度相同，即是p1>p2，

?hb??hn*?12?ht*。反动级是在冲动力和反动力同时作用

下作功。反动级的效率比冲动级高，但作功能力小。

什么是汽轮机的相对内效率？什么是级的轮周效率？影响级的轮周效率的因素有哪些？ 答 ： 蒸汽在汽轮机内的有效焓降与其在汽轮机内的理想焓降的比值称为汽轮机的相对内效 率。

一公斤蒸汽在级内转换的轮周功和其参与能量转换的理想能量之比称为轮周效率。

影响轮周效率的主要因素是速度系数φ和?，以及余速损失系数?其中余速损失系数的变化范围最大。余速损失的大小取决于动叶出口绝对速度。余速损失和余速损失系数最小时?级具有最高的轮周效率。 喷嘴叶栅型式的选择

喷嘴叶栅型式的选择主要决定于需要得到多大的出口速度。可根据喷嘴前后压力比εn 来确定：

当需要得到小于或等于音速汽流时，即εn>0.546，可选用渐缩喷嘴。

当需要得到超音速，即0.3≤εn≤0.546，仍然可选用渐缩喷嘴，这时，可利用喷嘴斜切部分继续膨胀加速，以得到超音速汽流。

当喷嘴前后压力比小于εn<0.3时，则必须选用缩放喷嘴。 什么是汽轮机的最佳速比 答 ?轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比。 纯冲动级(x1)op?1?cos?1cos?1反动级(x1)? ?cos?与(x)?op1aop22复速级(x1)op?1?cos?1与(xa)op?cos?144

临界状态

答：蒸汽在膨胀流动过程中，在汽道某一截面上达到当地声速的气流速度称为临界速度。这时汽流所处的状态称为临界状态，汽流的参数称为临界参数。

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