汽轮机技术问答（上） - 图文(3)

向叶片和第三列动叶片，构成三列速度级。速度级可以利用单列级动叶片后的余速，所以可以采用较大的焓降。

速度级的特点：

（1）最佳速比是单列冲动级的一半，是反动级的1/4。

（2）速度级工作能力强，双列速度级和单列冲动级都在最佳速比下工作，而且圆周速度相同时，双列速度级可利用焓降是单列冲动级的4倍。

（3）双列速度级效率较低。 为什么采用速度级？

要使调节级的效率较高，必须在最佳速比下工作，为了增加级的理想焓降，以提高作功能力，喷嘴速度就要增加，要保持最佳速度比，就要有较高的圆周速度相结合，由于材料强度和具体结构圆周速度也受到了限制，因此理想焓降只有10～40 kcol/kg，但对于中小型汽轮机，为简化结构，调节级常采用较大的焓降。在保证材料强度安全的条件下，在不增加圆周速度的条件下工作，为了减少余速损失，故采用速度级。速度级多用于中小型多级的汽轮机调节级，或者小型的单级汽轮机上。

12、汽轮机的调节级为什么设计成单列和双列？

采用双列速度级做为调节级，它能承担较大的焓降，这样可以减少汽轮机的级数、转子的长度和重量，使机组结构简单，降低金属消耗和制造成本。调节级后汽压和汽温较低，使汽缸有可能采用普通的金属材料。由于调节级汽室的汽压降低，比容增大，使蒸汽的容积流量相应增加，从而可以减少机组前端轴封漏汽量，它在变工况时，调节级焓降相对变化较小，因而使机组效率变化较平缓。

大功率汽轮机一般不采用加大调节级的焓降来简化汽轮机的构造，所以都采用单列调节级，这样保证有较高的效率，同时级内的焓降较少，相对级数增加。整个汽轮机的效率增加，大功率汽轮机采用单列调节级焓降为20～30kcol/kg，如果大功率汽轮机将速度焓降选择较大对减少漏汽并不起作用，反而因速度级效率较低使汽轮机总的效率降低。

20、大气自动排汽门的作用？

汽轮机组在排汽缸上部装有金属薄膜式自动排汽门，它是一个安全保护装臵，当凝结器冷却水中断时，它能防止排汽缸内压力内压力过高，保护排汽缸和凝结器。在凝结器冷却水中断时，使排入凝结器的蒸汽不凝结，使汽轮机的排汽压力和温度升高，会造成低压缸温度过高而变形，汽轮机低压缸受热位臵抬高，使中心变位，机组振动增加以及汽轮机严重过负荷，轴位移增大，推力瓦磨损，甚至凝结器喉部的热膨胀伸缩节以及凝结器的外壳破裂。大气排汽门的膜片为金属或石棉橡胶板材料，在正常真空情况下膜片被外界大气压力向里压紧，贴在格状的阀座上，当排汽缸内压力上升至0.2-0.4kg/cm 2时，排汽缸内压力作用在膜片上，与压紧圈形成剪切力将膜片顶破，将蒸汽排出，有限制装臵防止膜板飞走。

250MW机组滑销布置方式？

200MW机组死点位置？

汽缸轴向有两个死点，分别在第一、第二排汽缸对应的凝结器中心线断面，以横向销定位。高中压缸以第一个排汽缸对应的凝结器中心线断面为死点，向前膨胀，低压缸以第二个排汽缸对应的凝结器中心线断面为死点，向后膨胀。高压内缸和外缸的相对死点在进汽短管中心线断面，以两侧键定位，即内缸向机头方向膨胀。

推力轴承布置在高、中压缸之间的2号轴承箱中。它构成了转子的死点，高压转子向前膨胀，中、低压转子向后膨胀。

22、125MW汽缸膨胀与转子膨胀方式？

⑴汽缸膨胀：汽缸的死点位于低压缸排汽口处，它的热膨胀是高压内缸以进口为死点向前箱侧，高中低压外缸向前箱侧膨胀。

⑵转子膨胀：转子的死点以推力盘为死点，向发电机侧膨胀。 正差胀=转子热膨胀数值-汽缸热膨胀数值。 负差胀=汽缸热膨胀数值-转子热膨胀数值。

⑶轴位移：以推力瓦为死点轴向推力向后即发电机侧。当轴位移增大时即正值增大，当轴位移减小时正值减小。

23、250MW机组转子与汽缸热膨胀方式？

答：汽缸死点：高中压内缸死点位于它们的进汽口处。

高中压外缸死点位于中间轴承座下部。 低压外缸死点位于低压缸进汽口处。 低压内缸死点位于低压缸进汽口处。

转子死点：以推力轴承为死点向前箱侧为高中压转子热膨胀，以推力轴承为

死点向后为低压转子热膨胀。

轴位移：以推力轴承为其始点向后（发电机侧）轴向推力为正值，向前（前

箱侧）轴向推力为负值。

汽缸膨胀：高压内缸向前箱侧热膨胀。 中压内缸向后热膨胀。

高、中压外缸指中压缸后缸的猫爪处向前箱侧热膨胀。 低压内缸从低压内缸的死点处起向两侧热膨胀。 低压外缸从低压内缸的死点处起向两侧热膨胀。 24、运行中对滑销系统怎样监视？

答：汽轮机在起初、停止和改变负荷时，汽缸的各部温度都要发生很大的变化，汽缸随着温度的变化，就要发生相应的胀缩，如果这个胀缩不合理，不能有规律地进行，就要发生汽缸变形，中心偏差加大，振动增大，汽轮机的内部动静间隙变化，使之碰撞磨损或者内部间隙增大，这样影响了设备安全和经济运行。为此对汽缸的热膨胀以及整个的滑销系统在运行中要切实地重视起来。

⑴按照汽缸的结构特点科学地规定工作最高温度的极限，运行时严格注意和掌握不允许长时间的超过极限。

⑵定期检查测量汽缸各处的热膨胀值。 ⑶尽力防止汽轮机运行方式的剧烈变化。

⑷保持汽轮机滑销系统的清洁，不允许有油污卡涩。

⑸保持汽缸保温良好，尽力防止严冬时冷风吹至汽缸一侧。 ⑹经常注意机组各处振动，声音，发现异常及时处理。

⑺要按照规定定期向滑销系统（基础台上与汽缸之间）各加油点加黄油，以保证动作灵活。

25、250MW机组滑动台板的各加油点是如何布置的？

答：为保证滑销系统膨胀和收缩灵活，本机组设专门加油孔，其位置如图所示：（对称位置）

加油的时间和加油量如下：要求每6个月加油一次，初加油量为1400g，补充量为830g。

26、汽轮机隔板的作用是什么？125MW机组隔板的结构特点？

答：汽轮机隔板采用固定喷嘴汽叶，并形成汽轮机各级之间的分隔间壁，起着导叶的作用，也可以说各级蒸汽沿着一定的方向和一定的速度和角度流向叶片。

125MW机组的隔板型式分为两种，焊接型和铸造型，汽轮机的高压部分采用焊接型，低压部分采用铸造型，从隔板的结构上有以下特点：

⑴采用焊接型隔板有交好的强度和刚度，在制造中可以缩短工时，金属的消耗量小。

⑵汽密性能好。

⑶在高压段的隔板采用窄喷嘴焊接型这样可以保证有足够的强度和刚度的条件下，提高喷嘴的效率。

⑷中压段隔板多采用加强筋，它是与隔板喷嘴成为一体，有的后部隔板虽没有加强筋，但它的进口侧中部厚度增加，这也是考虑到它的强度和刚度的一种设计型式。

⑸低压隔板水平中分面采用斜切口，主要是考虑避免静叶被切开，减小可能产生的汽流附加能量损失。

⑹为了防止蒸汽对末级汽叶的冲刷侵蚀，在末级隔板的 外围开有集水槽，水从集水槽流入凝结器。

27、为什么末级叶片背面冲蚀严重？

答：汽轮机末级叶片在湿蒸汽区域工作，蒸汽中有水珠存在，由于水珠的重度较大，其流动速度比蒸汽速度低的多，其速度只能达到蒸汽速度的10%～30%，而叶片的圆周速度是一样的，使水珠进入动叶的相对速度方向正好撞击在动叶的背弧上，所以在末级叶片的弧背上往往出现冲蚀麻点。如图所示，水珠的相对速度方向为β1x正好撞击在叶片的弧背上。

28、汽轮机末级隔板上为什么要设去湿装置？

答：凝汽式汽轮机末几级叶片都是在湿蒸气区域内工作，在湿蒸气区工作的级不但因湿气损失使级的效率降低，而且因水珠对叶片表面的冲蚀作用形成冲蚀损伤，冲蚀作用在叶片进汽边缘处最为显著，又因水珠受离心力作用被甩到叶片顶部使叶片顶部湿度比根部大再加上叶顶圆周速度较大，改变叶片顶部冲蚀损伤程度最为重要。

水珠的冲蚀作用严重的影响动叶片的工作寿命和机组运行的可靠性，为了防止在湿蒸气区域动叶片的机械冲蚀和减轻湿蒸气的危害性，就要一方面减少水珠对动叶的冲击力，另一方面提高动叶的抗蚀能力，通常采取如下措施：

⑴采用去湿装置，如图所示（a）主蒸汽中的水珠由于动叶的转动受到离而甩出经槽道A进入环室B，然后通过排水管排入凝结器这种去湿装置可以收到较好的去湿效果。还要有采取具有吸水缝的空心导叶（即空心的喷嘴叶片）将空心导叶与凝结器连通成负压通过吸水缝将导叶面上的膜状凝结水吸走，从而防止了水珠在导叶出汽边的形成及脱出。吸水缝有的开在导叶弧面上，有的开在出汽边上。

⑵硬化动叶表面以增强其抗蚀性能，如在动叶进口边背弧上部焊硬度合金，镀铬，局部

淬硬，电火花硬化，氮化等以提高动叶的耐冲蚀能力。

⑶采用中间再热，目前大型机组都采用中间再热，这对减小机组内膨胀终了的湿度是极为有利的。

29、轴封的作用？种类？工作原理？

装设在汽轮机动、静部分之间，减少或防止蒸汽泄漏的装置，汽轮机的动静部分总留有适当的间隙，为了减少泄漏以提高汽轮机工作效率，设有密封装置成为汽封或轴封。

汽轮机的轴封装置按部位分为：端部轴封、隔板轴封、通流部分轴封。 ⑴端部轴封：可以减少蒸汽自汽缸内向缸外的泄漏，当缸内压力低于大气压力的则防止空气漏入缸内，以保证凝结器的正常真空免受影响。

⑵隔板轴封：减小在隔板前后压差作用下，蒸汽自隔板前向隔板后的泄漏。⑶通流轴封：用来减小动叶根部及顶部的径向和轴向漏汽。

汽封的种类：迷宫式轴封、炭精环轴封和水环式轴封，在现代汽轮机上都采用的是非接触式的迷宫轴封，按结构上分为高低齿型和薄片型，炭精环轴封仅用于老式的功率较小的机组或汽动油泵，汽动给水泵的轴封上。水环式轴封只作为外部轴封的补充密封装置，而只在少数的机组上应用。

轴封的工作原理：汽缸上的轴封片与周上的直角凸肩以及方槽间有一定的间隙，蒸汽通过间隙时，因节流作用使压力下降，速度增加，蒸汽通过方槽内的间隙后，进入轴封片的小室与轴封片和凸肩碰撞，使速度小时动能变为热能，蒸汽通过下一级轴封片间隙时压力又下降，速度增加，而进入另一个小室后速度又消失，动能变为热能，蒸汽通过轴封的流动过程就是蒸汽的压力不断地降低，速度多次的增加与消失的过程，由于蒸汽的压力不断降低，蒸汽比容逐渐增大，而且蒸汽的速度在各小室小时，通过最后一个轴封片时的速度便很小，这样一来就使

得轴封漏过的蒸汽量很小，汽封的漏汽量与两个因素有关：

⑴汽封的径向间隙减少，漏汽量越小。 ⑵汽封片越多压力下降越多，漏汽量减少。

30、#1-4机汽轮机高低压端部轴封系统连接的特点？

⑴汽轮机的高中低压缸的端部轴封是靠轴封调整门自动调整保持在0.21～0.28kg/cm2 而这一自动的调整是采用油控的，使用这种调整装置运行中动作灵敏，安全可靠，压力保持稳定。

⑵当汽轮机在低负荷时用外来蒸汽供给，在高负荷时则采用自身泄汽供给。 ⑶由于在高负荷时高压轴封的端部泄汽量的增大，轴封压力上升，采用了轴封调整器控制的泄漏系统动作调整，又促使轴封压力的稳定。

⑷为了减少蒸汽的损失，做到充分的综合利用，在设计中考虑到凡是压力不高，如：主汽门门杆泄汽，再热汽门门杆泄汽，调速汽门第二级泄汽，紧急泄汽阀门杆第二级泄汽都与轴封母管相连接，这样能起到两个作用，高负荷收回蒸汽热能的损失，低负荷时又起到密封的作用。

⑸在轴封供汽的系统上设计了两个安全门，一个安装在调整器后定值为1.4kg/cm2，一个安在旁路门后定值为2.1 kg/cm2 ，第一个安全门考虑到一旦自动调整失灵，安全门能及时排出最大的入汽量以保证设备的安全运行。第二个安全门考虑到使用旁路调整时一旦调整过量安全门能够及时起座。

⑹轴封泄汽在机组运行正常时排入甲低压加热器，机组起动停机时排入凝结器。这主要考虑到加热器过水量少的问题。

⑺250MW机组两台汽泵轴封系统也与主机轴封系统相连，这样布置使系统简单，维护方便，考虑到在运行中的隔绝，在供汽与回汽上均加装了隔绝门及门前疏水的设置。

⑻在轴封回汽系统中，采用两台轴封冷却器风机，代替了汽或水的抽气器装置，这样设计考虑到运行中易调整，运行中安全稳定，一旦两台风机都故障时，可用起动抽气器来代替。

⑼125MW机组又设计了一个辅助蒸汽汽源，主要考虑到在机组起动时因为炉未点火，机组即送轴封抽真空，此时一次过热蒸汽没有压力。

⑽125MW机组由辅助蒸汽联箱来的轴封汽源上装有减温器，在机组冷却状态起动时，保证轴封蒸汽温度，以防由于轴封温度过高，造成差胀增大。

31、#1-4机轴封调整器的作用，构造、动作原理？

答：为了保证机组启动、停止及运行中负荷变化时轴封压力的稳定，防止由于动态调整不当造成真空下降，装有液动式轴封调整器一台，其压力调整范围为0.24～0.28 kg/cm2 。

轴封调整器是由高压进汽阀、低压泄汽阀、波纹箱、错油门及其伺服马达、复原反馈机构和闭锁装置组成，由轴封母管引出的脉冲信号直接与波纹箱连接。

动作原理：由于汽轮机负荷的变化，引起轴封供汽压力的变化，促使轴封调整器进行调整，保持在0.21～0.28 kg/cm2范围之内，例如：负荷下降，轴封压力低于0.21 kg/cm2，波纹箱下部脉冲压力降低，波纹箱 内弹簧伸长，使波纹箱所代动的连杆向下移动，由于波纹箱连杆向下移动，代动错油门向下移动，将错油门下部油口打开，此时错油门来的调速油通过下油口进入伺服马达活塞下部，伺服马达上部油经过错油门的上油口排出至油管道，使伺服马达向上移动，关小了泄汽阀，在泄汽阀接近全关时，通过它的连杆代动高压进汽阀门杆向下移动，打开高压入汽阀，使一次过热蒸汽的汽源进入轴封联箱，从而保证了轴封联

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