反动式汽轮机,耗能工质种类在动叶栅中膨胀,如何...

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华能玉环电厂1000MW汽轮机设备及系统 培训讲义 上海交通大学
热能工程研究所 2006.1 第一讲 华能玉环电厂1000MW汽轮机 整体设计特点与本体布置  汽轮机概述 1000MW汽轮机整体设计特点 1000MW汽轮机本体结构与布置
汽轮机概述 汽轮机是以水蒸汽为工质的旋转式热能动力机械,它接受锅炉送来的蒸汽,将蒸汽的热能转换为机械能,驱动发电机发电。它具有单机功率大、效率高、运行平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等优点。 汽轮机设备是火力发电厂的三大主要设备之一,汽轮机设备及系统包括汽轮机本体、调节保安及供油系统、辅助设备及热力系统等。
汽轮机本体是由汽轮机的转动部分(转子)和固定部分(静子)组成;调节保安及供油系统主要包括调速汽阀、调速器、调速传动机构、主油泵、油箱、安全保护装置等;辅助设备主要包括凝汽器、抽气器(或水环真空泵)、高低压加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、凝升泵、循环水泵等;热力系统主要指主蒸汽系统、再热蒸汽系统、凝汽系统、给水加热系统、给水除氧系统等。 汽轮机的分类
按工作原理分类
(1)冲动式汽轮机:主要由冲动级组成,在级中蒸汽基本上在喷嘴栅(或静叶栅)中膨胀,在动叶栅中只有少量膨胀。
(2)反动式汽轮机:主要是由反动级组成,蒸汽在汽轮机的静叶栅和动叶栅中都有相当程度的膨胀。
按热力特征分类
凝汽式汽轮机 、背压式汽轮机 、抽汽背压式汽轮机 、中间再热式汽轮机
按主蒸汽参数分类
(1)低压汽轮机:主蒸汽压力小于1.5MPa。
(2)中压汽轮机:主蒸汽压力为2?4MPa。
高压汽轮机:主蒸汽压力为6?10MPa。
(4)超高压汽轮机:主蒸汽压力为12?14MPa。
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90600MW 汽机标准题库-9
反,其热应力幅值叠加;23、什么是金属的蠕变?;答:金属材料在长期高温和静应力的作用下,逐渐产生;其典型过程如图所示;材料在一定压力和温度下被加上一定的载荷后,就会发;24、什么是离心泵的特性曲线?;答:表示主要性能参数间关系的曲线称为特性曲线或叫;在泵的特性曲线上可以查出每种流量下的扬程H、功率;25、什么是离心式泵的比例定律?;答:对同一台泵,当转速变化
反,其热应力幅值叠加。在温度突变时可以达到8--10倍,所以容易产生热疲劳裂纹,在工况突变时使转子损坏。23、什么是金属的蠕变?答:金属材料在长期高温和静应力的作用下,逐渐产生塑性变形的过程称为金属的蠕变。其典型过程如图所示: 材料在一定压力和温度下被加上一定的载荷后,就会发生弹性变形,其过程为oa,这段不是蠕变造成的。第Ⅰ阶段ab为不稳定阶段,塑性变形发展很快,但维持不久。第Ⅱ阶段为bc阶段,塑性变形发展缓慢,而且蠕变速度不变,第Ⅲ阶段cd阶段为加速阶段,蠕变速度又迅速加快,到达d点时,材料破裂损坏,我们决不允许材料在第Ⅲ阶段的状态下工作。24、什么是离心泵的特性曲线?答:表示主要性能参数间关系的曲线称为特性曲线或叫性能曲线。特性曲线包括 : 在一定转速下的流量-----扬程曲线 (Q---H)、流量----功率曲线 (Q---N) 和流量----效率曲线 (Q---η)。在泵的特性曲线上可以查出每种流量下的扬程 H、功率 N 和泵效率η的数据。25、什么是离心式泵的比例定律?答:对同一台泵,当转速变化时,其流量、扬程、功率与转速的变化关系如下:Q/Q' = n/n'H/H' = ( n/n' )2N/N' = ( n/n' )3从以上公式可以看出,当泵转速变化时,流量与转速成正比;扬程与转速平方成正比;功率与转速的立方成正比。这个关系就叫做离心泵的比例定律。26、什么是汽蚀? 泵汽蚀时有什么现象发生?答:水泵的入口处是液体压力最低的地方,因此有可能出现入口处的液体压力低于与其温度相对应的饱合压力,这时就会出现汽化现象,有气泡逸出。在液体的高压区域,气泡周围压力大于汽化压力,气泡被压破而凝结,如在金属表面附近,则液体质点就连续打击金属表面,使金属表面变成蜂窝状或海绵状。另外,空气中的氧气又借助凝汽放热而对金属表面产生化学腐蚀作用。这种现象就是汽蚀。泵发生汽蚀的现象是产生噪音的原因,使泵的流量、扬程、和效率明显下降,电流表指针摆动。27、气体的比容与压力、温度有什么关系?答:气体的比容与压力、温度有密切的关系,当温度不变,压力提高时,气体的比容缩小,如果压力保持不变,只提高温度,则气体的体积膨胀,比容增大,他们之间的关系式为:PV=RT。28、 水蒸气凝结有什么特点?答:物质从气态变成液态的现象叫凝结,也叫液化。水蒸气凝结有以下特点:(1)、一定压力下的水蒸气,必须降到该压力所对应的凝结温度才开始凝结成液体,这个凝结温度也就是液体沸点,压力降低,凝结温度随之降低,反之则凝结温度升高。(2)、在凝结温度下,水从水蒸气中不断吸收热量,则水蒸气可以不断凝结成水,并保持不变。29、 什么叫临界点?水蒸气的临界参数为多少?答:随着压力的增高,饱和水线与干饱和蒸汽线逐渐接近,当压力增加到某一数值时,二线相交,相交点即为临界点。临界点的各状态参数称为临界参数,对水蒸气来说,其临界压力PC等于22。129MPa,临界温度:TC =374。15℃,临界比容为VC =0。/Kg。30、 什么叫节流?什么叫绝热节流?答:工质在管内流动时,由于通道截面突然缩小,使工质流速突然增加,压力降低的现象称为节流。节流过程中如果工质与外界没有热交换,则称为绝热节流。31、 什么是水锤?有何危害?如何防止?答:在压力管路中。由于液体流速的急剧变化,从而造成管中的液体压力显著、反复、迅速的变化,对管道有一种“锤击”的特征,这种现象称为水锤。水锤有正水锤和负水锤之分,它们的危害有:正水锤时,管道中的压力升高,可以超过管中正常压力的几十倍至几百倍,以致管壁产生很大的应力,而压力的反复变化将引起管道和设备的振动,管道的应力交变变化,将造成管道、管件和设备的损坏。负水锤时,管道中的压力降低,也会引起管道和设备振动。应力交替变化,对设备有不利的影响,同时负水锤时,如压力降低过低可能使管中产生不利的真空,在 外界压力的作用下,会将管道挤扁。为防止水锤现象的出现,可采取增加阀们起闭时间,尽量缩短管道的长度,在管道上装设安全阀门或空气室,以限制压力突然升高的数值或压力降得太低的数值。32、 什么叫强度?强度指标通常有那些?答:强度是指金属材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。强度指标有弹性极限σc、屈服极限σs。所谓弹性极限是指材料在外力作用下产生弹性变形的最大应力。屈服极限是指在在外力作用下产生塑性变形时的应力。强度极限是指材料断裂时的应力。33、 什么叫塑性?塑性指标有那些?答:金属的塑性是指金属在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力。。塑性指标有延伸率和断面收缩率。34、 什么叫变形?变形过程有哪三个阶段?答:金属材料在外力作用下,所引起的尺寸和形状的变化称为变形。任何金属,在外力作用下引起的变形过程可分为三个阶段:(1)、弹性变形阶段。即在应力不大的情况下变形量随应力值成正比例增加,当应力去除后变形完全消失。(2)、弹-塑性变形阶段。即应力超过材料的屈服极限时,在应力去除后变形不能完全消失,而有残余变形存在,这部分残留变形即塑性变形。(3)、断裂。当应力继续增大,金属在大量塑性变形之后即发生断裂。35、 什么叫刚度和硬度?答:零件在受力时抵抗弹性变形的能力称为刚度。硬度是指金属材料抵抗硬物压入其表面的能力。36、 何谓疲劳和疲劳强度?答:在工程实际中,很多机械零件所受的载荷不仅可能变化,而且方向也可能变化,如齿轮的齿,转动机械的轴等。这种载荷称为交变载荷,交变载荷在零件内部将引起随时间而变化的应力,称为交变应力。零件在交变应力的长期作用下,会在小于材料的强度极限σb甚至在小于屈服极限σs的应力下断裂,这种现象称为疲劳。金属材料在无限多次交变应力作用下,不致引起断裂的最大应力称为疲劳极限或疲劳强度。37、 什么叫热应力?答:由于零部件内、外两侧温差引起的零、部件变形受到约束,而在物体内部产生的应力称为热应力。38、 什么叫热冲击?答:金属材料受到急剧的加热和冷却时,其内部将产生很大的温差,从而引起很大的冲击热应力,这种现象称为热冲击。一次大的热冲击,产生的热应力能超过材料的屈服极限,而导致金属部件的损坏。39、 造成汽轮机热冲击的原因有哪些?答:汽轮机运行中产生热冲击主要有以下几种原因:(1)、启动时蒸汽温度与金属温度不匹配。一般启动中要求启动参数与金属温度相匹配,并控制一定的温升速度,如果温度不相匹配,相差较大,则会产生较大的热冲击。(2)、极热态启动时造成的热冲击。单元制大机组极热态启动时,由于条件限制,往往是在蒸汽参数较低情况下冲转,这样在汽缸、转子上极易产生热冲击。(3)、负荷大幅度变化造成的热冲击,额定满负荷工况运行的汽轮机甩去大部分负荷,则通流部分的蒸汽温度下降较大,汽缸、转子受冷而产生较大热冲击。突然加负荷时,蒸汽温度升高,放热系数增加很大,短时间内蒸汽与金属间有大量热交换,产生的热冲击更大。(4)、汽缸、轴封进水造成的热冲击。冷水进入汽缸、轴封体内,强烈的热交换造成很大的热冲击,往往引起金属部件变形。40、 蒸汽对汽轮机金属部件表面的热传递有哪些方式?答:蒸汽对汽轮机金属部件表面的热传递有两种方式:当金属温度低于饱和温度时,热量以凝结放热方式传递给金属表面,当金属表面温度等于或高于蒸汽的饱和温度时,热量以对流方式传给金属表面。41、 蒸汽与金属表面间的凝结放热有哪些特点?答:总的来说,由于凝结放热时热交换是通过蒸汽凝结放出汽化潜热的方式来实现的,故其放热系数一般较大。凝结放热有两种形式:(1)、蒸汽在金属表面凝结形成水膜,而后蒸汽凝结时放出的汽化潜热通过水膜传给金属表面,这种方式叫膜状凝结。冷态启动初始阶段蒸汽对汽缸内表面的放热就是这种方式,其放热系数在W/(M2。K)(2)、蒸汽在金属表面凝结放热时,不形成水膜则这种凝结方式叫珠状凝结。冷态启动初始阶段,由于转子旋转的离心力,蒸汽对转子表面的放热属于珠状凝结。珠状凝结放热系数相当大,一般达膜状凝结放热系数的15-20倍。42、 蒸汽与金属表面间的对流放热有何特点?答:金属的表面温度达到加热蒸汽压力下的饱和温度以上时,蒸汽与金属表面的热传递以对流放热方式进行。蒸汽的对流放热系数要比凝结放热系数小得多。蒸汽对金属的放热系数不是一个常数,它与蒸汽的状态有很大的关系,高压过热蒸汽和湿蒸汽的放热系数较大,低压过热蒸汽的放热系数较小。43、 汽轮机启停和工况变化时,哪些部位热应力最大?答:汽轮机启停和工况变化时,最大热应力发生的部位通常是:高压缸的调节级处,再热机组中压缸的进汽区,高压转子在调节级前后汽封处、中压转子的前汽封处等。44、 什么叫热疲劳?答;金属零部件被反复加热和冷却时,其内部产生交变热应力,在此交变热应力反复作用下零部件遭到破坏的现象叫热疲劳。45、 什么叫蠕变?答:金属材料长期处于高温条件下,在低于屈服点的应力作用下,缓慢而持续不断的增加材料塑性变形的过程叫蠕变。46、 什么叫应力松弛?答;金属零件在高温和某一初始应力作用下,若维持总变形不变,则随时间的增加,零件的应力逐渐的降低,这种现象叫应力松弛,简称 松弛。47、 何为脆性转变温度?发生低温脆性断裂事故的必要和充分条件是什么?答:脆性转变温度是指在不同的温度下对金属材料进行冲击试验,脆性断口占试验断口的5%温度,用FATT表示。含有缺陷的转子如果工作在脆性转变温度以下,其冲击韧性显著下降,就容易发生脆性破坏。据有关资料介绍CRMov钢的FATT为80-130℃。并因热处理工艺不同致使FaTT有所不同,且随高温运行时间的增长,FATT有逐渐升高的现象。低压转子的脆性转变温度一般都在0-100℃以下,发生低温脆性断裂事故的必要和充分条件是:(1)、金属材料在低于脆性转变温度的条件下工作。(2)、具有临界应力或临界裂纹,这是指材料已有一定尺寸的裂纹且应力很大。48、 水、汽有那些主要质量标准?答:水、汽主要质量标准如下:(1)、给水:一般中压机组PH值8。5-9。0,硬度不大于1。5μmol/L,溶解氧低于15μg/L,超高压机组PH值8。8-9。3,硬度不大于1μmol/L,溶解氧不大于7μg/L。(2)、锅炉水:一般中压机组,磷酸根为5-12Mg/L,二氧化硅为1 Mg/L,超高压机组磷酸根为2-8Mg/L,二氧化硅为1 。5Mg/L。(3)、饱和蒸汽、过热蒸汽:一般二氧化硅不大于20μg/L。(4)、凝结水:一般中压机组硬度不大于1。5μmol/L,超高压机组硬度不大于1。0μmol/L。(5)、内冷水:电导率(25℃)不大于5μs/cm,PH值(25℃)大于7。6。49、 何谓汽轮机积盐?答;带有各种杂质的过热蒸汽进入汽轮机后,由于做了功,压力和温度便有所降低,而钠化合物和硅酸在蒸汽中的溶解度便随着压力的降低而减小。当其中某种物质的携带量大于它在蒸汽中的溶解度时,该物质就会以固态排除,沉积在蒸汽的通流部分,沉积的物质主要是盐类,这种现象称为汽轮机积盐。 第二篇汽轮机结构及工作原理 50、 什么是冲动式汽轮机?答:冲动式汽轮机指的是蒸汽只在喷嘴叶栅中进行膨胀做功,而在动叶栅中只改变流动方向不膨胀做功者。现代冲动式汽轮机各级均有一定的反动度,即蒸汽在动叶片中也发生很小一部分膨胀,从而使气流得到一定的加速作用,但仍算做冲动式汽轮机。51、 什么是反动式汽轮机?答:反动式汽轮机指的是蒸汽不仅在喷嘴叶栅中膨胀,而且在动叶栅中也进行膨胀的汽轮机。与冲动式汽轮机相比,反动式汽轮机轴向推力较大,因此一般都装设平衡盘以平衡轴向推力52、 什么是凝汽式汽轮机?答:凝汽式汽轮机,是指进入汽轮机的蒸汽做功后全部排入凝汽器,凝结成的水全部返回锅炉。对于高压汽轮机,由于进汽含热量大些,可用的热量相对来说大些,但损失很大,为了减少这些损失,采用带回热设备的凝汽式汽轮机,就是把进入汽轮机做过一部分功的蒸汽抽出来,在回热加热器内加热锅炉的给水,使给水温度提高,节约燃料,提高经济性。53、 什么是中间再热式汽轮机?答:中间再热式汽轮机就是蒸汽在汽轮机内做了一部分功后,从中间引出,通过锅炉的再热器提高温度,然后再回到汽轮机继续做功,最后进入凝汽器的汽轮机。包含各类专业文献、生活休闲娱乐、幼儿教育、小学教育、中学教育、应用写作文书、外语学习资料、90600MW 汽机标准题库等内容。 
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