超全汽輪機考試複習題,考點

2021-03-04 01:08:49 字數 4909 閱讀 7883

一、概念

1. 汽輪機的型號:p3

??2. 最佳速比多少,級的輪周效率最高;純衝動級和反動級最佳速比下所能承擔的焓降關係

( p22—p25)

在同等直徑和轉速的情況下,純衝動級和反動級的最佳速比比值:

/ =()im/()re=()/=/

/=1/2:上式說明反動級的理想焓降比衝動級的小一倍。

反動級能承擔的焓降或做功能力比純衝動級小。

3. 蒸汽在噴嘴斜切部分膨脹 p15

當噴嘴出口斷畫上的壓力比εn大於或等於臨界壓力比εcr時,噴嘴喉部斷面ab上的流速小於或等於音速,喉部斷面上的壓力與噴嘴的背壓p1相等。這時,汽流僅在噴嘴的漸縮部分中膨脹,在斜切部分中不膨脹,斜切部分對汽流只起導流作用;

當噴嘴出口斷面上壓力比εn小於臨界壓力比εcr時,噴嘴喉部斷面ab上的流速等於臨界速度,壓力為臨界壓力。在噴嘴斜切部分中汽流將繼續膨脹,即從喉部斷面的臨界壓力膨脹到噴嘴出口處壓力pl。

4. 級的輪周效率:p21

1kg/s的蒸汽在級內所做的輪周功pul與蒸汽在該級中所具有的的理想能量e0之比;ηu

在其他條件不變的情況下,餘速利用係數增加,級的輪周效率ηu 增大

最佳速度比 p22

將(級動葉的)圓周速度u與噴嘴出口(蒸汽的)速度c1的比值定義為速度比x1

輪周效率最大時的速度比稱為最佳速度比

純衝動級,;反動級;復速級:

級的相對內效率 p39

級的相對內效率:級的有效比焓降與級的理想能量e0之比,表明級的能量轉換的完善程度。

級的相對內效率是衡量汽輪機的乙個重要經濟指標(最終指標),

它的大小與所選用的葉型、反動度、速度比和葉高有密切的關係,也與蒸汽的性質和級的結構有關。

?評價汽輪機熱功(能量)轉換效率的指標:汽輪機相對內效率

蓋度p29、p41

在汽輪機級的設計中,動葉進口的高度總是大於噴嘴出口的高度,這兩者之間的高度差稱為蓋度。在葉頂和葉根部分的差值分別稱為葉頂蓋度和葉根蓋度。

壓力反動度

壓力反動度是指噴嘴後與級後蒸汽壓力之差和級前與級後壓力之差之比。(p1-p2)/(p0-p2)

滯止狀態:具有一定流動速度c0的蒸汽,如果假想蒸汽等熵地滯止到速度為0時的狀態,

該狀態為滯止狀態

絕對電效率:p67

1kg蒸汽理想比焓降中轉換成電能的部分與整個熱力迴圈中加給1kg蒸汽的熱量q比;

絕對電效率是評價汽輪發電機組工作完善程度的另乙個重要指標;(經濟性指標之一)

用ηa,el表示

h0為新蒸汽比焓;h'c為凝結水比焓,有回熱抽汽時, 則為給水比焓hfw

極限真空:

凝汽器真空達到低壓缸末級動葉斜切部分膨脹極限壓力下的真空,該真空稱為凝汽器的極限真空。

在其它條件不變的情況下,如增加冷卻水量,則凝汽器的真空就會提高,汽輪發電機組輸出的功率就會增加,但同時迴圈水幫浦的耗功也會增加,當汽輪發電機組輸出功率的增加量與迴圈水幫浦耗功的增加量之差達到最大時,就說凝汽器達到了最佳真空。也就是說,凝汽器的最佳真空是由汽輪發電機組輸出功率的增加量與迴圈水幫浦耗功的增加量之差來確定的。

凝汽器在最佳真空時,機組經濟性最好,當超過最佳真空時,隨真空提高機組經濟性下降。

汽輪機的工況圖:

汽輪機的工況圖是功率與流量之間變化關係一條的一條曲線;

凝汽器的汽阻 、水阻 p239

汽阻:凝汽器入口壓力pc與空氣抽出口的壓力pc』』的差值是蒸汽空氣混和物的流動阻力;

汽阻越大,凝汽器入口的壓力就越高,汽輪機的執行經濟性就越低;

汽阻變大,凝結水的過冷度變大,含氧量就越多;

水阻:冷卻水在凝汽器的迴圈通道中受到的阻力;

水阻主要包括:進出冷卻水管產生的區域性阻力、管內流動阻力、進出水室的阻力;

水阻越大,迴圈水幫浦耗功就越大,對管道布置也有影響;

調節系統的動態過渡時間 p124;

擾動作用於調節系統後,從響應擾動開始到被調量達到基本穩定所經歷的時間稱為過渡過程調整時間。

節流損失 p64

節流損失包括:進氣損失+排氣損失

汽輪機的進汽節流損失使得蒸汽入口焓不變

進汽阻力損失

蒸汽進入汽輪機工作級前必須先經過主汽閥、調節閥和蒸汽室。蒸汽通過這些部件時就會產生壓力降,主汽閥和調節閥最為嚴重。由於通過這些部件時蒸汽的散熱損失可忽略圖2-2進汽阻力損失不計,因此蒸汽通過汽閥的熱力過程是乙個節流過程,即蒸汽通過汽閥後雖有壓力降落,但比焓值不變,如圖2-2所示。

從圖中也可看出,如果沒有汽閥的節流,則全機的理想比焓降為,由於汽閥的節流作用,實際的理想比焓降為,二者差-為汽輪機進汽阻力損失(進氣節流損失)。

減小進氣損失:改進蒸汽在通過氣閥時的流動特性(用帶擴壓管的單座閥)

排氣損失

汽輪機的排汽從末級動葉流出後通過排汽管進人凝汽器。蒸汽在排汽管中流動時,由於存在摩擦、渦流、轉向等產生的阻力,造成蒸汽的壓力降落。這部分蒸汽壓降並沒有做功,形成損失,稱為排汽管阻力損失。

排汽阻力損失=-的大小取決於蒸汽在排氣管中的流速、排氣部分的結構形式、型線的好壞;

二次調頻

二次調頻就是在電網周波(功率)不符合要求時,操作電網中的某些機組的同步器,增加或減少他們的功

率,使電網周波恢復正常。

並列執行時,用同步器可以改變汽輪機的功率,並把負荷在各機組間進行重新分配,保持電網頻率基本

不變,這個過程就是二次調頻;

旁路 p139

當汽輪機的空載流量與鍋爐最低負荷不一致時,為了保護再熱器,**工質,中間再熱式機組應設定旁路系統;

旁路系統的功能是,當鍋爐和汽輪機的運**況不相匹配時,即鍋爐產生的蒸汽量大於汽輪機所需要的蒸汽量時,多餘部分可以不進入汽輪機而經過旁路減溫減壓後直接引入凝汽器。此外,有的旁路還承擔著將鍋爐的主蒸汽經減溫減壓後直接引入再熱器的任務,以保護再熱器的安全。旁路系統的這些功能在機組啟動、降負荷或甩負荷時是十分需要的。

i級旁路:高壓旁路,減溫減壓後進入才再熱器,保護再熱器;

ii級旁路:低壓旁路

iii級旁路 :大旁路;汽輪機低於鍋爐負荷時,冷凝器

熱應力 p252

答:因熱量傳遞,在汽輪機零件和零件之間,或零件內部形成溫差,使其膨脹或收縮受阻,被強行拉伸或壓縮而產生的應力稱為熱應力。

由於溫度的變化而引起物體的變形,熱變形受到某種約束時會產生物體的內力,這種內力所對應的應力稱為熱應力;

汽缸和轉子產生熱應力的原因是其內部存在溫差。在啟動、停機和負荷變化時,各級蒸汽溫度發生變化,蒸汽與汽缸和轉子金屬表面產生熱量交換。熱量在零件內部傳遞,其金屬溫度沿半經方向和軸向都有變化,在零件內部出現溫差。

溫度高的部分膨脹受阻,被壓縮而出現的熱應力為壓應力;低溫部分被高溫部分膨脹所拉伸,出現的熱應力為拉應力。

影響熱應力大小的因素有零件表面與介質之間的換熱強度和零件的結構。在零件結構和材料已經確定的條件下,蒸汽溫度的變化率愈大,零件表面與介質之間的換熱量愈大,零件內部溫差也愈大,熱應力也愈大。蒸汽溫度的變化取決於主蒸汽和再熱蒸汽溫度的變化率,以及公升速率和公升負荷率。

在相同的換熱強度下,零件在傳熱方向的尺寸愈大,傳熱溫差愈大,熱應力也愈大。在零件形狀突變的部位,存在應力集中現象,熱應力較大。

熱應力過大,可能使合成應力大於許用應力。另外,熱應力為交變應力,其值過大,使材料的疲勞損傷加大,使用壽命縮短,提前出現裂紋。

在執行中,控制主蒸汽和再熱蒸汽溫度的變化率,以及公升速率和公升負荷率,可以控制熱應力的大小。在執行中,由於存在散熱損失,汽缸和轉子內部總存在溫差,除個別部位外,熱應力不會為零。只有在長期備用、零件溫度等於室溫,內部溫差為零時,其熱應力才都等於零。

調節級最危險工況 p94

最危險工況:不是最大負荷時,而是第1閥全開,第2閥未開時。

速度變動率δ 範圍(3%—6%) p119

汽輪機空負荷時所對應的最大轉速nmax 與額定負荷時所對應的最小轉速nmin 之差,與額定轉速n0的比,稱為調節系統的速度變動率,通常用δ表示,

δ=(nmax-nmin)/n0

速度變動率δ表示了單位轉速變化所引起的汽輪機功率的增(減)量。

300mw併網執行的機組的δ=6%,在電網頻率從49.8hz公升到50hz時,機組的功率變化為20mw

一台機組帶額定負荷與電網並列執行,機組的額定轉速為3000r/min,由於電網事故,該機組甩負荷至零,如果調節系統的速度變動率δ=5%,則該級組甩負荷後的穩定轉速應是 3150r/min 。

遲緩率ε 範圍(《電液調節系統:0.2%; 機械液壓調節系統:<0.6%)p120

在同一功率下,在增負荷和減負荷特性曲線之間的轉速偏差△n =n1-n2和額定轉速n0之比的百分數,稱為調節系統的遲緩率。

ε=(△n/n0)*100%

計算:如果遲緩率ε=0.5%,則對應的轉速波動的幅度△n=3000*0.5%=15r/min;

相當於供電頻率有15/60=0.25hz的波動;

靜態特性曲線的定義及應用?。 p118

什麼是調節系統的靜態特性曲線?衡量調節系統靜態特性效能的指標有哪些?

答:表達汽輪機轉速n變化與功率p之間的單值對應關係的曲線叫靜態特性曲線。

衡量調節系統靜態特性效能的指標有:

1)速度變動率δ; 2)遲緩率ε; 3)同步器工作範圍

5. 多級汽輪機重熱係數定義、計算 p61

重熱現象:上一級的損失(客觀存在)造成比熵的增大將使後面級的理想比焓降增大,即上一級損失中的一小部分可以在以後各級中得到利用

重熱係數:各級的累計理想比焓降與理想比焓降之差與沒有損失時全級總的理想比降之比

會代數計算)重熱係數永遠是乙個正值

在多級汽輪機中,全機理想比焓降為1200 kj/kg,各級的理想焓降之和為1230 kj/kg ,

則重熱係數為 2.5% 。

重熱係數越大說明前面各級級內損失越大,各級相對內效率越低,整機效率也越低

重熱現象是從前面各級損失中**的一小部分熱能

重熱現象使得多級汽輪機的理想焓降有所增加

重熱現象使機組的相對內效率大於各級的平均相對內效率

更不應從上式中簡單地得出α越大,全機效率越高的結論,這是因為α的提高是在各級存在損失,各級效率降低的前提下實現的;

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