華電汽輪機資料

1、●滯止參數(shù)：具有一定流速的蒸汽，如果假想蒸汽等熵地制止到速度為0時的狀態(tài)，該狀態(tài)為滯止狀態(tài)，其參數(shù)叫滯止參數(shù)●氣流在斜切部分方向偏轉(zhuǎn)的根本原因：喉部截面之后繼續(xù)膨脹的氣流是超音速氣流，它膨脹時，比容的增大比流速的增大要快，必須在漸擴通道內(nèi)才能膨脹，在噴嘴高度變化不大而另一側(cè)又有壁面阻擋情況下，氣流只有偏向另一側(cè)才能擴大通流面積●噴嘴的極限膨脹壓力：隨著背壓降低，參加膨脹的斜切部分擴大，斜切部分達到極限膨脹時噴嘴出口所對應的壓力●假想速比

2、：圓周速度與假想全級滯止理想比焓降都在噴嘴中等比熵膨脹的假想出口速度的比值●余速利用對最佳速比與輪周關(guān)系的影響：增大了輪周效率；最佳速比附近輪周效率敏感度下降，提高了適應工況變化的能力；使速比向增大方向移動；使輪周效率失去了對應于最高的基本對稱性●復速級效率低原因及優(yōu)點：增加了導葉和第二列動葉中的能量損失，而且使第一列動葉中的損失增大。在圓周速度相同時，能承擔比單列級大得多的理想比焓降，故采用復速級能使汽輪機的級數(shù)減少，結(jié)構(gòu)緊湊；當它作

3、為多級汽輪機的調(diào)節(jié)級時，蒸汽壓力和溫度在這一級下降較多，減少了汽輪機在高溫高壓蒸汽下工作的區(qū)域，不僅能減少高溫材料，降低制造成本，而且有利于改善汽輪機的變工況性能●葉型損失：附面層中的摩擦損失；附面層脫離引起的渦流損失；尾跡損失；沖波損失。影響因素：進汽角、相對節(jié)距（節(jié)距增大時，腹面對汽流約束減弱，背面出口段擴壓范圍和擴壓程度增加，是葉型損失增大；節(jié)距減小時，單位流量摩擦增厚，出口邊相對厚度增加，尾跡損失增大）和汽流馬赫數(shù)?！袢~輪摩擦損

4、失：葉輪兩側(cè)及圍帶表面的粗糙度引起的摩擦損失；子午面內(nèi)的渦流運動引起的損失。部分進汽損失：由鼓風損失（與部分進氣度成反比）和斥汽損失（與噴嘴組數(shù)成正比）兩部分組成。級的部分進氣度：裝有噴嘴的弧段長度與整個圓周長度的比值?！衤鈸p失：由隔板漏氣損失和動葉頂部漏氣損失組成。減小措施：盡量減小徑向間隙，但汽輪機在啟動等情況下，靜止部分和轉(zhuǎn)動部分受熱不均，溫差較大，為避免兩者摩擦，徑向間隙不能太小。因此采用徑向和軸向氣封結(jié)構(gòu)。對于較長的扭葉片級

5、，在無圍帶的情況下，往往將動葉頂部削薄，縮短動葉與氣缸的間隙，從而達到氣封的作用。此外還應減小葉頂反動度，使動葉頂部前后壓差不至過大。葉輪上開設(shè)平衡孔。●濕氣損失：飽和蒸汽汽輪機的各級和普通凝氣式汽輪機的最后幾級都工作在濕蒸汽區(qū)，從而對干蒸汽的工作造成能量損失。減少濕汽損失措施：1）去濕方法：由捕水口捕水室和輸水通道組成的級內(nèi)捕水裝置；采用具有吸水縫的空心噴嘴；采用出汽邊噴射蒸汽的空心噴嘴。2）提高動葉本身抗沖蝕能力：采用耐侵蝕性能強的

6、葉片材料；在葉片進汽邊背弧上鑲焊硬質(zhì)合金；對葉片表面鍍鉻、局部高頻淬硬、電火花強化和氮化等?！嗉壠啓C的優(yōu)點：1）循環(huán)熱效率大大提高:蒸汽初參數(shù)大大提高，排氣壓力降得很低，還可采用回熱循環(huán)和中間再熱循環(huán)2）相對內(nèi)效率明顯提高：設(shè)計工況下每級均在最佳速比附近工作；余速動能可被下級利用；葉高損失減小，噴嘴流動效率高；上面級的損失可被下級部分利用（重熱現(xiàn)象）3）單機功率大，故單位功率汽輪機組造價、材料消耗及占地面積減小，故投資小。缺點：1）

7、增加了隔板漏氣損失，由于焓降大，最后幾級的濕汽損失大2）級數(shù)多，增加了機組的長度和質(zhì)量3）初參數(shù)提高，使前幾級對金屬材料的要求提高了4）級數(shù)增加，零部件增多，使全機造價成本提高?！蛪憾畏磩佣仍龃笤颍旱蛪憾稳~片高度很大，為保證葉片根部不出現(xiàn)負反動度，平均直徑處的反動度較大；級的比焓降大，為避免噴嘴出口流速超過臨界速度過多而采用縮放噴嘴，只有增大級的反動度，才能增大動葉比焓降?！M汽阻力損失：由于蒸汽在汽輪機進氣機構(gòu)中節(jié)流，造成蒸汽在汽

8、輪機中的理想焓降減少，稱為進氣機構(gòu)的阻力損失。措施：控制閥門與管道中蒸汽流速；采用帶擴壓管的單座閥?！牌枇p失：汽輪機的乏汽從最后一級動葉排出后，由于排氣要在引至凝汽器的過程中克服摩擦，渦流等阻力造成的壓力降低，使其汽輪機的理想焓降減少。措施：通過擴壓把排氣動能轉(zhuǎn)化為靜壓，以補償排氣管中的壓力損失汽輪機的極限功率：在一定的初中參數(shù)和轉(zhuǎn)速下，單排氣口凝氣式汽輪機所能發(fā)出的最大功率▲軸封系統(tǒng)的原理、作用、組成、特點：1）原理：每一道汽封

9、圈上有若干高低相間的汽封片（齒），這些汽封片是環(huán)形的。蒸汽從高壓端泄入汽封，當經(jīng)過第一個汽封片的狹縫時，由于汽封片的節(jié)流作用，蒸汽膨脹降壓加速，進入汽封片后的腔室后形成渦流變成熱量，使蒸汽的焓值上升，然后蒸汽又進入下一腔室，這樣蒸汽壓力便逐齒降低，因此在給定的壓差下，如果汽封片片數(shù)越多，則每一個汽封片兩側(cè)壓差就越小，漏汽量也就越小。2）作用:利用軸封漏氣加熱給水或到低壓處作功；防止蒸汽自氣封處漏氣；冷卻軸封，防止高壓端軸封處過多傳至主軸

10、承而造成軸承溫度過高，影響軸承安全；防止空氣漏入汽輪機真空部分3）組成：軸封，供氣母管急均壓箱，軸封加熱器和軸封抽氣器4）特點：軸封分成多段多室，與大氣環(huán)境接近的腔室的壓力由抽氣器或者風機維持低于大氣壓力，緊鄰的腔室壓力由壓力調(diào)節(jié)器維持高與大氣壓力，從而保證蒸汽不外泄，空氣不內(nèi)漏?！S向推力組成和平衡：1）（沖動式）蒸汽作用在動葉上的軸向力；蒸汽作用在葉輪輪面上的軸向力；蒸汽作用在轉(zhuǎn)子凸肩上的軸向力；蒸汽作用隔板汽封和軸封套筒上的軸向推

11、力組成。（反動式）作用在葉片上的軸向推力；作用在輪股錐型面上的軸向推力；作用在轉(zhuǎn)子階梯上的軸向推力。2）平衡活塞法；相反流動布置法；葉輪上開平衡孔；采用推力軸承?！闅庑簢娮熘辛鞒龅母咚贇饬髟谌~根處對隔板與葉輪間腔室內(nèi)的蒸汽產(chǎn)生抽吸作用，其效應相當于增大腔室中的壓力。泵浦效應：高速旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動周圍蒸汽旋轉(zhuǎn)運動，離心力使部分蒸汽產(chǎn)生指向葉根的徑向運動，葉輪和葉根間隙兩側(cè)增加一壓差，其效應相當于增大腔室中的壓力▲提高單機最大功率的途徑

12、：提高新汽參數(shù)使全機理想比焓降增大，以及降低凝汽器真空使末級排氣比容減??；使用高強度、低密度材料；增加汽輪機的排氣口，即進行分流；采用低轉(zhuǎn)速■弗留格爾公式使用條件：保持設(shè)計工況和變工況下通氣面積不變，若由于其他原因，使通氣面積發(fā)生改變時應進行修正，同一工況下，各級的流量相等或成相同的比例關(guān)系，流過各級的氣流為一股均質(zhì)流。■節(jié)流配氣和特點：進入汽輪機的所有蒸汽都通過一個調(diào)節(jié)氣門，然后進入汽輪機的配方式。負荷小于額定值時，所有蒸汽節(jié)流；同樣

13、復合下，背壓越高，節(jié)流效率越低。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，啟動或變負荷時第一級受熱均勻，且溫度變化小，熱應力小?！鰢娮炫錃夂吞攸c：噴嘴配氣是依靠幾個調(diào)節(jié)控制相應的調(diào)節(jié)級噴嘴來調(diào)節(jié)汽輪機的進氣量。部分進氣，滿負荷時仍存在部分進汽，所以效率比節(jié)流配汽低，部分負荷時，只有那個部分開啟的調(diào)節(jié)氣門中蒸汽節(jié)流較大，而其余全開氣門中的蒸汽節(jié)流已減少到最小，故定壓運行時，噴嘴配氣與節(jié)流配汽相比，節(jié)流損失較少，效率較高。缺點：調(diào)節(jié)級存在部分進氣損失且受熱不均，調(diào)節(jié)

14、級余速不能利用，負荷下降時高壓缸各級溫度變化大■凝汽式汽輪機和背壓機的軸向推力隨負荷的變化規(guī)律：對于凝汽式汽輪機，負荷即流量變化時，各中間級焓降基本不變，因而反動度不變，各級前后壓差與流量程正比，即汽輪機軸向推力與流量成正比；同時，末級不遵循此規(guī)律，調(diào)節(jié)級的軸向推力也是隨部分進汽度而改變的，且最大負荷時，軸向推力最大，但調(diào)節(jié)級和末級其軸向推力在總推力中所占比例較小，一般忽略，認為凝汽式汽輪機總軸向推力與流量成正比，且最大負荷時軸向推力最

15、大。背壓機非調(diào)節(jié)級的壓力與流量不成正比，且流量減少時各級理想比焓降變小，反動度增大，故軸向推力與流量不成正比，其最大軸向推力在某一中間負荷處。■滑壓運行：調(diào)節(jié)氣門全開或開度不變，根據(jù)負荷大小調(diào)節(jié)進入鍋爐的燃料量，給水量和空氣量，使鍋爐出口蒸汽壓力和流量隨負荷而變化，維持出口蒸汽溫度不變的運行方式。合成彎曲應力有所減小，意味著葉片承載能力提高，但對于扭曲長葉片，離心力彎矩方向不一定與蒸汽彎矩方向相反，也可能相同，所以需要對葉片進行安裝計算

16、2）使葉型部分順著葉輪旋轉(zhuǎn)的輪周方向傾斜一角度；將葉型部分相對于葉根截面逆葉輪轉(zhuǎn)動方向，在輪緣上平移一段距離，這稱為葉片的偏裝?！锶~根類型及優(yōu)缺點：1）T型：結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，適用于離心力較小的短葉片，但葉片離心力對輪緣兩側(cè)產(chǎn)生彎矩，產(chǎn)生較大的彎曲應力，此應力使輪緣向兩側(cè)張開，為此將輪緣厚度增大，以減小彎曲應力，但增大了汽輪機的軸向長度2）外包T型葉根：葉片較長，離心力較大時，可在T型葉根兩側(cè)加銑兩個凸肩，做成外包T型葉根以減小輪緣彎

17、曲應力3）叉型葉根：適用于中長葉片，加工簡單，拆除方便，可用在大型機組末級葉片上，但裝配費工，在整鍛轉(zhuǎn)子和焊接轉(zhuǎn)子上鉆鉚釘孔不便4）縱樹型葉根：葉根與輪緣接近于等強度，適用于尺寸相同的葉根與輪緣?！飫討爱a(chǎn)生原因：1）周期性激振力引起的振動應力2）葉柵尾跡擾動：即氣流繞流葉柵時，由于附面層的存在，葉柵表面氣流速度近于零，附面層以外氣流速度為主流區(qū)速度，當氣流流出葉柵時在出口邊形成尾跡，所以在動靜葉柵間隙中氣流的速度和壓力沿圓周向分布是

18、不均勻的；結(jié)構(gòu)擾動：如部分進汽、抽氣口、進排汽管以及葉柵節(jié)距有偏差等原因引起汽流流場不均勻，都將對葉片產(chǎn)生周期性的激振力，因而使葉片發(fā)生振動?！锏皖l和高頻激振力產(chǎn)生原因：1）與結(jié)構(gòu)因素有關(guān)，個別噴嘴損壞或其加工尺寸有偏差；上下兩隔板接合面處噴嘴錯位；級前后有抽氣口，在抽氣口附近噴嘴出口汽流的軸向速度比其他地方小，從而引起擾動；高壓級采用窄噴嘴時，為保證隔板強度和剛度，在窄噴嘴前圓周向均勻設(shè)置了加強筋，擾動了汽流；噴嘴配汽方式，每兩個噴嘴

19、組之間被不通汽的弧段隔開，且沿圓周向不一定對稱。2）噴嘴尾跡引起，是由于蒸汽與噴嘴葉柵壁面的摩擦造成蒸汽速度沿圓周方向分布不均勻而產(chǎn)生的交變力★葉片在激振力作用下的振動類型：1）彎曲振動：切向彎曲振動：葉片在激振力作用下繞最小主慣性軸的振動，包括A型振動（若葉片在激振力作用下振動，其頂端也振動）和B型振動；軸向彎曲振動：葉片繞最大主慣性軸的振動2）扭轉(zhuǎn)振動：葉片在激振力的作用下，其截面繞徑向線所作的往復扭轉(zhuǎn)運動?！锶~片組B型振動分類及特

20、點：1)B01型：葉片組中心線兩側(cè)等距離的葉片振動相位雙雙相反；B02：略2)葉片組同一振型的B型振動有若干個自振頻率:葉片組產(chǎn)生某一B型振動時，由于同一時刻組內(nèi)各葉片振動的相位可以不同，其圍帶的變形不同，所產(chǎn)生的反彎矩也不同，使葉片組的抗彎剛度不同，故葉片組同一振型的B型振動有若干各自振頻率?！?.調(diào)頻葉片、不調(diào)頻葉片、耐振強度、安全倍率：1）對于有些葉片要求其某個主振型頻率與某類激振力頻率避開才能安全運行，這個葉片對這一主振型稱為調(diào)

21、頻葉片2）對有些葉片允許其某個主振型頻率與某類激振力頻率合拍而處于共振狀態(tài)下長期運行，不會導致葉片疲勞破損，這個葉片對這一主振型成為不調(diào)頻葉片3）表示材料在承受動應力時的一種機械性能。在某一溫度和某一靜壓力下試件在空氣環(huán)境中，作彎彎試驗，循環(huán)107次不被破壞可承受的最大動應力4）修正后的耐振強度和蒸汽彎曲應力的比值，表征葉片抵抗疲勞破壞的系數(shù)。★分析說明不調(diào)頻葉片和調(diào)頻葉片的安全準則：1）不調(diào)頻葉片的動應力幅值應小于許用耐振強度，即：；

22、我們一般認為葉片的激振力幅值正比于作用在該葉片的蒸汽彎曲應力，動應力是激振力引起的，因此葉片的動應力幅值也正比于蒸汽彎曲應力，即：；由兩式可得到：，用比值作為評價動強度的指標，考慮其影響因素后，可對它們進行修正用表示，其比值定義為安全倍率，用Ab表示，即不調(diào)頻葉片的安全準則為：2）葉片的自振頻率要避開激振力頻率一定范圍；還要求安全倍率大于某一許用值★調(diào)頻葉片安全倍率小的原因：由于調(diào)頻葉片不要允許在某一主振型共振下長期運行，因此要求葉片該

23、主振型的動頻率和激振力頻率避開一安全范圍，這樣，從理論力學的有阻尼受迫振動幅頻特性曲線可知，葉片振動的振幅迅速減小，意味著葉片的動應力大為減小，所以可取較小的安全倍率。★葉片的調(diào)頻：重新安裝葉片，改善安裝質(zhì)量；增加葉片與圍帶或拉筋的連接牢固度（提高抗彎剛度）；加大拉筋直徑或改用空心拉筋（增加拉筋對葉片的反彎矩和減少質(zhì)量）；增加拉筋數(shù)目；改變成組葉片數(shù)目；增設(shè)拉筋或圍帶；葉頂鉆孔（減小質(zhì)量）；采用長弧圍帶★轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的概念與物理意義：1

24、）啟動或停機過程中出現(xiàn)振幅峰值的轉(zhuǎn)速，稱為臨界轉(zhuǎn)速。由高到低分別為第一、第二…第n階臨界轉(zhuǎn)速2）轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)子橫向振動的自振頻率時，由于轉(zhuǎn)子彎曲力與彈性回復力平衡，而偏心引起的偏心力無力平衡使振幅增大。?自調(diào)節(jié)性能及缺點：1）如果外界電負荷增加，汽輪機進汽量不作相應增大，那么汽輪機轉(zhuǎn)速將會減小，以使汽輪發(fā)電機組發(fā)出的電功率與外界電負荷相適應，機組將在另一轉(zhuǎn)速下運行2）轉(zhuǎn)速變化大導致速比變化大，效率降低；不能保證電能質(zhì)量（電頻率、電壓）外，還

25、會使發(fā)電機組并列困難?自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)任務(wù)及分類：1）當外界電負荷改變，汽輪機轉(zhuǎn)速有一很小變化時，自動改變進汽量，使發(fā)出的功率與外界電負荷相適應，且保證調(diào)節(jié)后機組轉(zhuǎn)速的偏差不超過規(guī)定的小范圍2）直接調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)汽門是由調(diào)速器本身直接帶動的。間接調(diào)節(jié)：將調(diào)速器滑環(huán)的位移在能量上加以放大。有差調(diào)節(jié)：當外界電負荷改變，調(diào)節(jié)系統(tǒng)動作結(jié)束后，機組并不能維持轉(zhuǎn)速不變，不同的負荷對應不同的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，只是轉(zhuǎn)速的變動較?。ú捎脛傂苑答仯?。無差調(diào)節(jié)：最初是有差調(diào)

26、節(jié)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定，然后緩慢讓反饋量變小，靜態(tài)偏差變小，成為無差調(diào)節(jié)（采用彈性反饋）。速度調(diào)節(jié)和功率調(diào)節(jié)。?調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性和曲線及衡量調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性性能的指標：1)在穩(wěn)定狀態(tài)下，汽輪機的功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系2）表達汽輪機速度變化與功率之間的單值對應關(guān)系的曲線叫靜態(tài)特性曲線3）速度變動率；遲緩率；同步器工作范圍。?調(diào)節(jié)系統(tǒng)速度變動率過大或過小對汽輪機工作的影響：1）對于帶尖峰負荷的機組，要求靜態(tài)特性曲線平一些，即速度變動率若速度小一些，使

27、機組能承擔較大的負荷變動，一般為3%4%。但變動率過小，即曲線很平坦，則在不大的轉(zhuǎn)速變化范圍內(nèi)，機組負荷的變化很大，機組進汽量的變化也相應很大，機組內(nèi)部各部件的受力、溫度應力等變化也很大，可能損壞部件，因此δ大于3%；2）對于帶基本負荷的機組，不希望機組負荷有較大的變動，要求靜態(tài)特性曲線陡一些，即速度變化率大一些，使機組的負荷變化較小，保持基本負荷，一般為4%6%。同時速度變動率過大，負荷的較小變化都會引起速度的很大幅度的變化，不利于機

28、組的超速保護，而影響機組的安全運行。?調(diào)速系統(tǒng)的遲緩率及組成及危害：1）在同一功率下，轉(zhuǎn)速上升過程與轉(zhuǎn)速下降過程的特性曲線之間的轉(zhuǎn)速差和額定轉(zhuǎn)速之比的百分數(shù)，稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率2）調(diào)速系統(tǒng)的遲緩由調(diào)速器、傳遞機構(gòu)和配汽機構(gòu)三部分遲緩組成3）遲緩率過大會引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)晃動，并使調(diào)節(jié)過渡過程惡化；遲緩率對機組運行產(chǎn)生不良影響，會引起機組轉(zhuǎn)速的自振；多臺汽輪機在電網(wǎng)中并列運行時，遲緩率會引起機組功率在較大范圍內(nèi)晃動。?調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線的合

29、理形狀：連續(xù)、平滑，不應有跳躍或突變點，以防止機組負荷在該處的突然變動；應連續(xù)向功率增加的方向向下傾斜，不允許有水平段；要求靜態(tài)特性曲線在零負荷、低負荷及滿負荷處較陡（原因：并聯(lián)容易；低負荷時負荷變動??；滿負荷時不會過載）；保證機組的速度變動率在允許范圍內(nèi)，要求中間部分較為平坦。?評價調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性的指標及其定義：1）穩(wěn)定性：汽輪機甩全負荷時，其轉(zhuǎn)速隨著時間的增長最終趨于由靜態(tài)特性曲線決定的空負荷轉(zhuǎn)速，這樣的過程稱為穩(wěn)定的過程。要求調(diào)

30、節(jié)系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的2）超調(diào)量：汽輪機甩全負荷時，其轉(zhuǎn)速在過渡過程中的最大轉(zhuǎn)速與最后的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速之差稱為轉(zhuǎn)速超調(diào)量3）過渡過程時間：調(diào)節(jié)系統(tǒng)受到擾動后，從調(diào)節(jié)過程開始到被調(diào)量與新的穩(wěn)定值偏差小于允許值時的最短時間，稱為過渡過程時間4）靜態(tài)偏差值5）振蕩次數(shù)?影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性的主要因素：轉(zhuǎn)子飛升時間常數(shù)；蒸汽容積時間常數(shù)：速度變動率；油動機時間常數(shù)：遲緩率。?中間再熱式汽輪機的調(diào)節(jié)問題：在外負荷變化時，由于中間再熱容積的存在，導致機組功率