1、汽輪機基礎知識一、基本概念1什么叫工質？工質是熱機中熱能轉變為機械能的一種媒介物質（如燃氣、蒸汽等），依靠它在熱機中的狀態變化（如膨脹）才能獲得功。為了在工質膨脹中獲得較多的功，工質應具有良好的膨脹性。在熱機的不斷工作中，為了方便工質流入與排出，還要求工質具有良好的流動性。因此，在物質的固、液、氣三態中，氣態物質是較為理想的工質。2何謂工質的狀態參數？常用的狀態參數有幾個？基本狀態參數有幾個？描述工質狀態特性的物理量稱為狀態參數。常用的工質狀態參數有溫度、壓力、比容、焓、熵、內能等，基本狀態參數有溫度、壓力、比容。3什么叫熱機？把熱能轉變為機械能的設備稱為熱機。如汽輪機、內燃機、燃輪氣機等。4

2、什么叫絕對壓力、表壓力？容器內工質本身的實際壓力稱為絕對壓力，用符號p表示。工質的絕對壓力與大氣壓力的差值為表壓力，用符號pg表示。因此，表壓力就是我們用表計測量所得的壓力，大氣壓力用符號patm表示。絕對壓力與表壓力之間的關系為： papgp atm 或 pgp ap atm6什么叫真空和真空度？當容器中的壓力低于大氣壓力時，把低于大氣壓力的部分叫真空。用符號“pv”表示。其關系式為： pvpatmpa (13)用百分數表示真空值的大小，稱為真空度。真空度是真空值和大氣壓力比值的百分數，即： 真空度pv / patm×100%7什么叫濕飽和蒸汽、干飽和蒸汽、過熱蒸汽？在水達到飽和溫

3、度后，如定壓加熱，則飽和水開始汽化，在水沒有完全汽化之前，含有飽和水的蒸汽叫濕飽和蒸汽，簡稱濕蒸汽。濕飽和蒸汽繼續在定壓條件下加熱，水完全汽化成蒸汽時的狀態叫干飽和蒸汽。干飽和蒸汽繼續定壓加熱，蒸汽溫度上升而超過飽和蒸汽溫度時，就變成過熱蒸汽。8什么叫節流？什么叫絕熱節流？工質在管內流動時，由于通道截面突然縮小，使工質流速突然增加，壓力降低的現象稱為節流。節流過程中如果工質與外界沒有熱交換，則稱之為絕熱節流。9何謂水錘？在壓力管路中，由于液體流速的急劇變化，從而造成管中的液體壓力顯著、反復、迅速地變化，對管道中有一種“錘擊”的特征，這種現象稱為水錘（或叫水擊）。二、汽輪機的分類 1汽輪機如何分

4、類？汽輪機按熱力過程可分為：1 凝汽式汽輪機（代號為N）。2 一次調整抽汽式汽輪機（代號為C）。3 二次調整抽汽式汽輪機（代號為C、C）。4 背壓式汽輪機（代號為B）。按工作原理可分為：1 沖動式汽輪機。2 反動式汽輪機。3 沖動反動聯合式汽輪機。按新蒸汽壓力可分為：1 低壓汽輪機 新汽壓力為1.181.47MPa。2 中壓汽輪機 新汽壓力為1.963.92MPa。（3） 高壓汽輪機 新汽壓力為5.889.81MPa。 超高壓汽輪機 新汽壓力為11.7713.75MPa。4 亞臨界壓力汽輪機 新汽壓力為15.6917.65MPa。5 超臨界壓力汽輪機 新汽壓力為22.16MPa。按蒸汽流動方向

5、可分為：1 軸流式汽輪機。 輻流式汽輪機。3汽輪機的型號如何表示？汽輪機型號表示汽輪機基本特性，我國目前采用漢語拼音和數字來表示汽輪機型號，其型號由三段組成：×××-×××××××××- ×（第一段） （ 第 二 段 ） （第三段）第一段表示型式及額定功率（MW），第二段表示蒸汽參數，第三段表示設計變型序號。 例N100-8.82535型表示凝汽式100MW汽輪機，新汽壓力為8.82 MPa，新汽溫度為535。6什么是凝汽式汽輪機？凝汽式汽輪機是指進入汽輪機的蒸汽在

6、做功后全部排入凝汽器，凝結成水全部返回鍋爐。7什么是調整抽汽式汽輪機？從汽輪機某一級中經調壓器控制抽出大量已經做了部分功的一定壓力范圍的蒸汽，供給其它工廠及熱用戶使用，機組仍設有凝汽器，這種型式的機組稱為調整抽汽式汽輪機。8. 什么是中間再熱式汽輪機？中間再熱式汽輪機就是蒸汽在汽輪機內做了一部分功后，從中間引出，通過鍋爐的再熱器提高溫度（一般升高到機組額定溫度），然后再回到汽輪機繼續做功，最后排入凝汽器的汽輪機。三、汽輪機的結構及工作原理1汽輪機工作的基本原理是怎樣的？ 具有一定壓力、溫度的蒸汽，進入汽輪機，流過噴嘴并在噴嘴內膨脹獲得很高的速度。高速流動的蒸汽流經汽輪機轉子上的動葉片做功，當動

7、葉片 為反動式時，蒸汽在動葉中發生膨脹產生的反動力亦使動葉片做功，動葉 帶動汽輪機轉子，按一定的速度均勻轉動。這就是汽輪機最基本的工作原理。從能量轉換的角度講，蒸汽的熱能在噴嘴內轉換為汽流動能，動葉片又將動能轉換為機械能，反動式葉片，蒸汽在動葉膨脹部分，直接由熱能轉換成機械能。2汽輪機噴嘴、隔板、靜葉的定義是什么？噴嘴是由兩個相鄰靜葉片構成的不動汽道，是一個把蒸汽的熱能轉變為動能的結構元件。裝在汽輪機第一級前的噴嘴成若干組，每組由一個調節汽門控制。隔板是汽輪機各級的間壁，用以固定靜葉片。靜葉是指固定在隔板上靜止不動的葉片。3隔板的結構有哪幾種形式？隔板的具體結構是根據隔板的工作溫度和作用在兩側

8、的蒸汽壓差來決定的，主要有以下三種形式： 焊接隔板：焊接隔板具有較高的強度和剛度，較好的汽密性，加工較方便，被廣泛用于中、高參數汽輪機的高、中壓部分。 窄噴嘴焊接隔板：高參數大功率汽輪機的高壓部分，每一級的蒸汽壓差較大，其隔板做得很厚，而靜葉高度很短，采用寬度較小的窄噴嘴焊接隔板。優點是噴嘴損失小，但有相當數量的導流筋存在，將增加汽流的阻力。國產125MW、300MW汽輪機都是有用的窄噴嘴焊接隔板。 鑄造隔板：鑄造隔板加工制造比較容易，成本低，但是靜葉片的表面光潔度較差，使用溫度也不能太高，一般應小于300，因此都用在汽輪機的低壓部分。4. 汽缸的作用是什么？汽缸是汽輪機的外殼。汽缸的作用主要

9、是將汽輪機的通流部分（噴嘴、隔板、轉子等）與大氣隔開，保證蒸汽在汽輪機內完成做功過程。此外，它還支承汽輪機的某些靜止部件（隔板、噴嘴室、汽封套等），承受它們的重量，還要承受由于沿汽缸軸向、徑向溫度分布不均而產生的熱應力。5排汽缸的作用是什么？排汽缸的作用是將汽輪機末級動葉排出的蒸汽導入凝汽器。 6什么叫汽輪機的級？由一列噴嘴和一列動葉柵組成的汽輪機最基本的工作單元叫做汽輪機的級。7. 隔板套的作用是用來安裝固定隔板。采用隔板套可使級間距離不受或少受汽缸上抽汽口的影響，從而使汽輪機軸向尺寸相對減小。此外，還可簡化汽缸形狀，又便于拆裝，并允許隔板受熱后能在徑向自由膨脹，還為汽缸的通用化創造方便條件

10、。8什么是汽輪機的轉子？轉子的作用是什么？汽輪機中所有轉動部件的組合叫做轉子。轉子的作用是承受蒸汽對所有工作葉片的回轉力，并帶動發電機轉子、主油泵和調速器轉動9葉輪的作用的什么？葉輪的作用是用來裝置葉片，并將汽流力在葉柵上產生的扭矩傳遞給主軸。10葉輪上開平衡孔的作用是什么？葉輪上開平衡孔是為了減小葉輪兩側蒸汽壓差，減小轉子產生過大的軸向力。但在調節級和反動度較大、負載很重的低壓部分最末一、二級，一般不開平衡孔，以使葉輪強度不致削弱，并可減少漏汽損失。 11為什么葉輪上的平衡孔為單數？每個葉輪上開設單數個平衡孔，可避免在同一徑向截面上設兩個平衡孔，從而使葉輪截面強度不致過分削弱。通常開孔5個或

11、7個。12汽封的作用是什么？為了避免動、靜部件之間的碰撞，必須留有適當的間隙，這些間隙的存在勢必導致漏汽，為此必須加裝密封裝置汽封。根據汽封在汽輪機中所處位置可分為：軸端汽封（簡稱軸封）、隔板汽封和圍帶汽封（通流部分汽封）三類。13汽輪機為什么要設滑銷系統？汽輪機在起動及帶負荷過程中，汽缸的溫度變化很大，因而熱膨脹值較大。為保證汽缸受熱時能沿給定的方向自由膨脹，保持汽缸與轉子中心一致，同樣，汽輪機停機時，保證汽缸能按給定的方向自由收縮，汽輪機均設有滑銷系統。14汽輪機聯軸器起什么作用？有哪些種類？各有何優缺點？聯軸器又叫靠背輪。汽輪機聯軸器是用來連接汽輪發電機組的各個轉子，并把汽輪機的功率傳給

12、發電機。汽輪機聯軸器可分為剛性聯軸器、半撓性聯軸器和撓性聯軸器。以下介紹這幾種聯軸器的優缺點。剛性聯軸器：優點是構造簡單、尺寸小、造價低、不需要潤滑油。缺點是轉子的振動、熱膨脹都能相互傳遞，校中心要求高。半撓性聯軸器：優點是能適當彌補剛性靠背輪的缺點，校中心要求稍低。缺點是制造復雜、造價較大。撓性聯軸器：優點是轉子振動和熱膨脹不互相傳遞，允許兩個轉子中心線稍有偏差。缺點是要多裝一道推力軸承，并且一定要有潤滑油，直徑大，成本高，檢修工藝要求高。大機組一般高低壓轉子之間采用剛性聯軸器，低壓轉子與壓縮機轉子之間采用半撓性聯軸器。15主軸承的作用是什么？軸承是汽輪機的一個重要組成部件，主軸承也叫徑向軸

13、承。它的作用是承受轉子的全部重量以及由于轉子質量不平衡引起的離心力，確定轉子在汽缸中的正確徑向位置。由于每個軸承都要承受較高的載荷，而且軸頸轉速很高，所以汽輪機的軸承都采用液體摩擦為理論基礎的軸瓦式滑動軸承，借助于有一定壓力的潤滑油在軸頸與軸瓦之間形成油膜，建立液體摩擦，使汽輪機安全穩定地運行。16軸承的潤滑油膜是怎樣形成的？軸瓦的孔徑較軸頸稍大些，靜止時，軸頸位于軸瓦下部直接與軸瓦內表面接觸，在軸瓦與軸頸之間形成了楔形間隙。當轉子開始轉動時，軸頸與軸瓦之間會出現直接摩擦。但是，隨著軸頸的轉動，潤滑油由于粘性而附著在軸的表面上，被帶入軸頸與軸瓦之間的楔形間隙中。隨著轉速的升高，被帶入的油量增多

14、，由于楔形間隙中油流的出口面積不斷減小，所以油壓不斷升高，當這個壓力增大到足以平衡轉子對軸瓦的全部作用力時，軸頸被油膜托起，懸浮在油膜上轉動，從而避免了金屬直接摩擦，建立了液體摩擦。17什么是可傾瓦支持軸承？可傾瓦支持軸承通常由35個或更多個能在支點上自由傾斜的弧形瓦塊組成，所以又叫活支多瓦形支持軸承，也叫擺動軸瓦式軸承。由于其瓦塊能隨著轉速、載荷及軸承溫度的不同而自由擺動，在軸頸周圍形成多油楔。且各個油膜壓力總是指向中心，具有較高的穩定性。另外，可傾瓦支持軸承還具有支承柔性大、吸收振動能量好、承載能力大、耗功小和適應正反方向轉動等特點。但可傾瓦結構復雜、安裝、檢修較為困難，成本較高。18推力

15、軸承的作用是什么？推力軸承的作用是承受轉子在運行中的軸向推力，確定和保持汽輪機轉子和汽缸之間的軸向相互位置。19推力軸承有哪些種類？主要構造是怎樣的？推力軸承可以設置為單獨式，也可以和支持軸承合并為一體，稱為聯合式（推力支持聯合軸承）。按結構形狀分多顎式和扇形瓦片式，現在普遍采用的為扇形瓦片式。主要構造由工作瓦片、非工作瓦片、調整墊片、安裝環等組成。推力盤的兩側分別安裝十至十二片工作瓦片和非工作瓦片。各瓦片都安裝在安裝環上，工作瓦片承受轉子正向軸向推力，非工作瓦片承受轉子的反向軸向推力。四、汽輪機的調節與保護1汽輪機油系統的作用是什么？汽輪機油系統的作用如下：1 向機組各軸承供油，以便潤滑和冷

16、卻軸承。2 供給調節系統和保護裝置穩定充足的壓力油，使它們正常工作。3 供應各傳動機構潤滑用油。根據汽輪機油系統的作用，一般將油系統分為潤滑油系統和調節（保護）油系統兩個部分。2汽輪機的潤滑油壓是根據什么來確定 汽輪機潤滑油壓根據轉子的重量、轉速、軸瓦的構造及潤滑油的粘度等，在設計時計算出來，以保證軸頸與軸瓦之間能形成良好的油膜，并有足夠的油量來冷卻，因此汽輪機潤滑油壓一般取0.120.15MPa。潤滑油壓過高可能造成油擋漏油，軸承振動。油壓過低使油膜建立不良，甚至發生斷油損壞軸瓦。3汽輪機油箱為什么要裝排油煙風機？油箱裝設排油煙風機的作用是排除油箱中的氣體和水蒸氣。這樣一方面使水蒸氣不在油箱

17、中凝結；另一方面使油箱中壓力不高于大氣壓力，使軸承回油順利地流入油箱。反之，如果油箱密閉，那么大量氣體和水蒸氣積在油箱中產生正壓，會影響軸承的回油，同時易使油箱油中積水。排油煙風機還有排除有害氣體使油質不易劣化的作用。6. 油箱底部為什么要安裝放水管？汽輪機運行中，由于軸封漏汽大、水冷發電機轉子進水法蘭漏水過多等原因，使汽輪機油中帶水。這些帶有水分的油回到油箱后， 因為水的比重大，水與油分離后沉積在油箱底部。及時排除這些水可避免已經分離出來的水再與油混合使油質劣化。所以油箱底部都裝有放水管。7汽輪機調節系統的任務是什么？汽輪機調節系統的基本任務是：在外界負荷變化時，及時地調節汽輪機的功率以滿足

18、用戶用電量變化的需要，同時保證汽輪機發電機組的工作轉速在正常允許范圍之內。8汽輪機調節系統一般由哪幾個機構組成？汽輪機的調節系統根據其動作過程，一般由轉速感受機構、傳動放大機構、執行機構、反饋裝置等組成。9汽輪機為什么必須有保護裝置？為了保證汽輪機設備的安全，防止設備損壞事故的發生，除了要求調節系統動作可靠以外，還應該具有必要的保護裝置，以便汽輪機遇到調節系統失靈或其他事故時，能及時動作，迅速停機，避免造成設備損壞等事故。保護裝置本身應特別可靠，并且汽輪機容量越大，造成事故的危害越嚴重，因此對保護裝置的可靠性要求就越高。10自動主汽門的作用是什么？自動主汽門的作用是在汽輪機保護裝置動作后，迅速

19、切斷汽輪機的進汽并使汽輪機停止運行。因此，它是保護裝置的執行元件。11對自動主汽門有什么要求？ 為了保證安全，要求自動主汽門動作迅速，并關閉嚴密，對于高壓汽輪機來說，在正常進汽參數和排汽壓力的情況下，自動主汽門關閉后（調節汽門全開），汽輪機轉速應能夠降低到1000rmin以下。自汽輪機保護系統動作到主汽門完全關閉的時間，通常要求不大于0.50.8s。 12汽輪機軸向位移保護裝置起什么作用？ 汽輪機轉子與靜子之間的軸向間隙很小，當轉子的軸向推力 過大，致使推力軸承烏金熔化時，轉子將產生不允許的軸向位移，造成動靜 部分摩擦，導致設備嚴重損壞事故，因此汽輪機都裝有軸向位移保護裝置。其作用是：當軸向位

20、移達到一定數值時，發出報警信號；當軸向位移達到危險值時，保護裝置動作，切斷汽輪機進汽，停機。 13低油壓保護裝置的作用是什么？ 潤滑油油壓過低，將導致潤滑油膜破壞，不但要損壞軸瓦，而且造成動靜之間摩擦等惡性事故，因此，在汽輪機的油系統中都裝有潤滑油低油壓保護裝置。 低油壓保護裝置一般具有以下作用：1 潤滑油壓低于正常要求數值時，首先發出信號，提醒運行人 員注意并及時采取措施。 油壓繼續下降到某數值時，自動投入備用油泵（備用交流潤滑油泵和直流油泵），以提高油壓。（ 3 ）備用油泵投入后，仍繼續跌到某一數值應掉閘停機。 14低真空保護裝置的作用是什么？ 汽輪機運行中真空降低，不僅會影響汽輪機的出力

21、和降低 熱經濟性，而且真空降低過多還會因排汽溫度過高和軸向推力增加影響汽輪機安全。因此大功率的汽輪機均裝有低真空保護裝置。當真空降低到一定數值時，發出報警信號，真空降至規定的極限時，能自動停機。以保護汽輪機免受損壞。 五、汽輪機主要輔助設備1凝汽器由哪些設備組成？汽輪機凝汽設備主要由凝汽器、循環水泵、抽氣器、凝結水泵等組成。2凝汽設備的作用是什么？凝汽設備的作用是：1 凝汽器用來冷卻汽輪機排汽，使之凝結為水，再由凝結水泵送到除氧器，經給水泵送到鍋爐。凝結水在發電廠是非常珍貴的，尤其對 高溫、高壓設備。因此在汽輪機運行中，監視和保證凝結水是非常重要的。 在汽輪機排汽口造成高度真空，使蒸汽中所含的熱量盡可能被用來發電，因此，凝汽器工作的好壞，對發電廠經濟性影響極大。（3） 在正常運行中凝汽器有除氣作用，能除去凝結水中的含氧，從而提高給水質量防止設備腐蝕。3凝汽器的工作原理是怎樣的？凝汽器中真空的形成主要原因是由于汽輪機的排汽被冷卻成凝結水，其比容急劇縮小。如蒸汽在絕對壓力4kPa時蒸汽的體積比水的體積大3萬多倍。當排汽凝結成水后，體積就大為縮小，使凝汽器內形成高度真空。凝汽器的真空形成和維持必須具備三個條件：1 凝汽器銅管必須通過一定的冷卻水量。2 凝結水泵必須不斷地把凝結