精品---精品-----精品--精品精品-----精品汽輪機(jī)原理

第一章

汽輪機(jī)的熱力特性思考題答案

1．什么是汽輪機(jī)的級(jí)？汽輪機(jī)的級(jí)可分為哪幾類？各有何特點(diǎn)？

解答：一列噴嘴葉柵和其后面相鄰的一列動(dòng)葉柵構(gòu)成的基本作功單元稱為汽輪機(jī)的級(jí)，它是蒸汽進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的基本單元。

根據(jù)蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)，可將汽輪機(jī)的級(jí)分為純沖動(dòng)級(jí)、反動(dòng)級(jí)、帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)和復(fù)速級(jí)等幾種。

各類級(jí)的特點(diǎn)：

（1）純沖動(dòng)級(jí)：蒸汽只在噴嘴葉柵中進(jìn)行膨脹，而在動(dòng)葉柵中蒸汽不膨脹。它僅利用沖擊力來作功。在這種級(jí)中：p1

=

p2；Dhb

=0；Ωm=0。

（2）反動(dòng)級(jí)：蒸汽的膨脹一半在噴嘴中進(jìn)行，一半在動(dòng)葉中進(jìn)行。它的動(dòng)葉柵中不僅存在沖擊力，蒸汽在動(dòng)葉中進(jìn)行膨脹還產(chǎn)生較大的反擊力作功。反動(dòng)級(jí)的流動(dòng)效率高于純沖動(dòng)級(jí)，但作功能力較小。在這種級(jí)中：p1

>

p2；Dhn≈Dhb≈0.5Dht；Ωm=0.5。

（3）帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)：蒸汽的膨脹大部分在噴嘴葉柵中進(jìn)行，只有一小部分在動(dòng)葉柵中進(jìn)行。這種級(jí)兼有沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)的特征，它的流動(dòng)效率高于純沖動(dòng)級(jí)，作功能力高于反動(dòng)級(jí)。在這種級(jí)中：p1

>

p2；Dhn

>Dhb

>0；Ωm=0.05～0.35。

（4）復(fù)速級(jí)：復(fù)速級(jí)有兩列動(dòng)葉，現(xiàn)代的復(fù)速級(jí)都帶有一定的反動(dòng)度，即蒸汽除了在噴嘴中進(jìn)行膨脹外，在兩列動(dòng)葉和導(dǎo)葉中也進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐蛎洝Ｓ捎趶?fù)速級(jí)采用了兩列動(dòng)葉柵，其作功能力要比單列沖動(dòng)級(jí)大。

2．什么是沖擊原理和反擊原理？在什么情況下，動(dòng)葉柵受反擊力作用？

解答：沖擊原理：指當(dāng)運(yùn)動(dòng)的流體受到物體阻礙時(shí)，對(duì)物體產(chǎn)生的沖擊力，推動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)的作功原理。流體質(zhì)量越大、受阻前后的速度矢量變化越大，則沖擊力越大，所作的機(jī)械功愈大。反擊原理：指當(dāng)原來靜止的或運(yùn)動(dòng)速度較小的氣體，在膨脹加速時(shí)所產(chǎn)生的一個(gè)與流動(dòng)方向相反的作用力，稱為反擊力，推動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)的作功原理。流道前后壓差越大，膨脹加速越明顯，則反擊力越大，它所作的機(jī)械功愈大。

當(dāng)動(dòng)葉流道為漸縮形，且動(dòng)葉流道前后存在一定的壓差時(shí)，動(dòng)葉柵受反擊力作用。3．說明沖擊式汽輪機(jī)級(jí)的工作原理和級(jí)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程及特點(diǎn)。

解答：蒸汽在汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換過程，是先將蒸汽的熱能在其噴嘴葉柵中轉(zhuǎn)換為蒸汽所具有的動(dòng)能，然后再將蒸汽的動(dòng)能在動(dòng)葉柵中轉(zhuǎn)換為軸所輸出的機(jī)械功。具有一定溫度和壓力的蒸汽先在固定不動(dòng)的噴嘴流道中進(jìn)行膨脹加速，蒸汽的壓力、溫度降低，速度增加，將蒸汽所攜帶的部分熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝膭?dòng)能。從噴嘴葉柵噴出的高速汽流，以一定的方向進(jìn)入裝在葉輪上的動(dòng)葉柵，在動(dòng)葉流道中繼續(xù)膨脹，改變汽流速度的方向和大小，對(duì)動(dòng)葉柵產(chǎn)生作用力，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)作功，通過汽輪機(jī)軸對(duì)外輸出機(jī)械功，完成動(dòng)能到機(jī)械功的轉(zhuǎn)換。由上述可知，汽輪機(jī)中的能量轉(zhuǎn)換經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是在噴嘴葉柵和動(dòng)葉柵中將蒸汽所攜帶的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝哂械膭?dòng)能，第二階段是在動(dòng)葉柵中將蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿?dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)機(jī)械功，通過汽輪機(jī)軸對(duì)外輸出。

4．什么是最佳速度比？純沖動(dòng)級(jí)、反動(dòng)級(jí)和純沖動(dòng)式復(fù)速級(jí)的最佳速度比的值是多少？

解答：輪周速度與噴嘴出口汽流速度的比值，稱為速度比。級(jí)效率最高時(shí)，所對(duì)應(yīng)的速度比稱為最佳速度比。

純沖動(dòng)級(jí)的最佳速度比約為0.4~0.44；反動(dòng)級(jí)的最佳速度比約為0.65~0.75；純沖動(dòng)式復(fù)速級(jí)的最佳速度比約為0.21~0.22。

5．汽輪機(jī)的能量損失有哪幾類？各有何特點(diǎn)？

解答：汽輪機(jī)內(nèi)的能量損失可分為兩類，一類是汽輪機(jī)的內(nèi)部損失，一類是汽輪機(jī)的外部損失。汽輪機(jī)的內(nèi)部損失主要是蒸汽在其通流部分流動(dòng)和進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換時(shí)，產(chǎn)生的能量損失，可以在焓熵圖中表示出來。汽輪機(jī)的外部損失是由于機(jī)械摩擦及對(duì)外漏汽而形成的能量損失，無法在焓熵圖中表示。

6．汽輪機(jī)的級(jí)內(nèi)損失一般包括哪幾項(xiàng)？造成這些損失的原因是什么？

解答：汽輪機(jī)的級(jí)內(nèi)損失一般包括：噴嘴損失；動(dòng)葉損失；余速損失；葉高損失；扇形損失；葉輪摩擦損失；部分進(jìn)汽損失；漏汽損失；濕汽損失。

造成這些損失的原因：

（1）噴嘴損失：蒸汽在噴嘴葉柵內(nèi)流動(dòng)時(shí)，汽流與流道壁面之間、汽流各部分之間存在碰撞和摩擦，產(chǎn)生的損失。

（2）動(dòng)葉損失：因蒸汽在動(dòng)葉流道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，因摩擦而產(chǎn)生損失。

（3）余速損失：當(dāng)蒸汽離開動(dòng)葉柵時(shí)，仍具有一定的絕對(duì)速度，動(dòng)葉柵的排汽帶走一部分動(dòng)能，稱為余速損失。

（4）葉高損失：由于葉柵流道存在上下兩個(gè)端面，當(dāng)蒸汽流動(dòng)時(shí)，在端面附面層內(nèi)產(chǎn)生摩擦損失，使其中流速降低。其次在端面附面層內(nèi)，凹弧和背弧之間的壓差大于彎曲流道造成的離心力，產(chǎn)生由凹弧向背弧的二次流動(dòng)，其流動(dòng)方向與主流垂直，進(jìn)一步加大附面層內(nèi)的摩擦損失。

（5）扇形損失：汽輪機(jī)的葉柵安裝在葉輪外圓周上，為環(huán)形葉柵。當(dāng)葉片為直葉片時(shí)，其通道截面沿葉高變化，葉片越高，變化越大。另外，由于噴嘴出口汽流切向分速的離心作用，將汽流向葉柵頂部擠壓，使噴嘴出口蒸汽壓力沿葉高逐漸升高。而按一元流動(dòng)理論進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，所有參數(shù)的選取，只能保證平均直徑截面處為最佳值，而沿葉片高度其它截面的參數(shù)，由于偏離最佳值將引起附加損失，統(tǒng)稱為扇形損失。

（6）葉輪摩擦損失：葉輪在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，輪面與其兩側(cè)的蒸汽發(fā)生摩擦，為了克服摩擦阻力將損耗一部分輪周功。又由于蒸汽具有粘性，緊貼著葉輪的蒸汽將隨葉輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并受離心力的作用產(chǎn)生向外的徑向流動(dòng)，而周圍的蒸汽將流過來填補(bǔ)產(chǎn)生的空隙，從而在葉輪的兩側(cè)形成渦流運(yùn)動(dòng)。為克服摩擦阻力和渦流所消耗的能量稱為葉輪摩擦損失。

（7）部分進(jìn)汽損失：它由鼓風(fēng)損失和斥汽損失兩部分組成。在沒有布置噴嘴葉柵的弧段處，蒸汽對(duì)動(dòng)葉柵不產(chǎn)生推動(dòng)力，而需動(dòng)葉柵帶動(dòng)蒸汽旋轉(zhuǎn)，從而損耗一部分能量；另外動(dòng)葉兩側(cè)面也與弧段內(nèi)的呆滯蒸汽產(chǎn)生摩擦損失，這些損失稱為鼓風(fēng)損失。當(dāng)不進(jìn)汽的動(dòng)葉流道進(jìn)入布置噴嘴葉柵的弧段時(shí)，由噴嘴葉柵噴出的高速汽流要推動(dòng)殘存在動(dòng)葉流道內(nèi)的呆滯汽體，將損耗一部分動(dòng)能。此外，由于葉輪高速旋轉(zhuǎn)和壓力差的作用，在噴嘴組出口末端的軸向間隙會(huì)產(chǎn)生漏汽，而在噴嘴組出口起始端將出現(xiàn)吸汽現(xiàn)象，使間隙中的低速蒸汽進(jìn)入動(dòng)葉流道，擾亂主流，形成損失，這些損失稱為斥汽損失。

（8）漏汽損失：汽輪機(jī)的級(jí)由靜止部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分組成，動(dòng)靜部分之間必須留有間隙，而在間隙的前后存在有一定的壓差時(shí)，會(huì)產(chǎn)生漏汽，使參加作功的蒸汽量減少，造成損失，這部分能量損失稱為漏汽損失。

（9）濕汽損失：在濕蒸汽區(qū)工作的級(jí)，將產(chǎn)生濕汽損失。其原因是：濕蒸汽中的小水滴，因其質(zhì)量比蒸汽的質(zhì)量大，所獲得的速度比蒸汽的速度小，故當(dāng)蒸汽帶動(dòng)水滴運(yùn)動(dòng)時(shí)，造成兩者之間的碰撞和摩擦，損耗一部分蒸汽動(dòng)能；在濕蒸汽進(jìn)入動(dòng)葉柵時(shí)，由于水滴的運(yùn)動(dòng)速度較小，在相同的圓周速度下，水滴進(jìn)入動(dòng)葉的方向角與動(dòng)葉柵進(jìn)口幾何角相差很大，使水滴撞擊在動(dòng)葉片的背弧上，對(duì)動(dòng)葉柵產(chǎn)生制動(dòng)作用，阻止葉輪的旋轉(zhuǎn)，為克服水滴的制動(dòng)作用力，將損耗一部分輪周功；當(dāng)水滴撞擊在動(dòng)葉片的背弧上時(shí)，水滴就四處飛濺，擾亂主流，進(jìn)一步加大水滴與蒸汽之間的摩擦，又損耗一部分蒸汽動(dòng)能。以上這些損失稱為濕汽損失。

7．什么是汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率？什么是級(jí)的輪周效率？影響級(jí)的輪周效率的因素有哪些？

解答：蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的有效焓降與其在汽輪機(jī)內(nèi)的理想焓降的比值稱為汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率。

一公斤蒸汽在級(jí)內(nèi)轉(zhuǎn)換的輪周功和其參與能量轉(zhuǎn)換的理想能量之比稱為輪周效率。

影響輪周效率的主要因素是速度系數(shù)φ和ψ，以及余速損失系數(shù)，其中余速損失系數(shù)的變化范圍最大。余速損失的大小取決于動(dòng)葉出口絕對(duì)速度。余速損失和余速損失系數(shù)最小時(shí)，級(jí)具有最高的輪周效率。

8．什么叫余速利用？余速在什么情況下可被全部利用？

解答：蒸汽從上一級(jí)動(dòng)葉柵流出所攜帶的動(dòng)能，進(jìn)入下一級(jí)參加能量轉(zhuǎn)換，稱為余速利用。如果相鄰兩級(jí)的直徑相近，均為全周進(jìn)汽，級(jí)間無回?zé)岢槠?，且在下一?jí)進(jìn)口又無撞擊損失，則上一級(jí)的余速就可全部被下一級(jí)利用，否則只能部分被利用。當(dāng)上一級(jí)的余速被利用的份額較小時(shí)，視為余速不能被利用。

9．什么是多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象？由于多級(jí)汽輪機(jī)內(nèi)存在重?zé)岈F(xiàn)象，12．可以從損失中回收一部分可用能量，13．是否可以說重?zé)嵯禂?shù)愈大愈好？

解答：蒸汽在多級(jí)汽輪機(jī)內(nèi)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換時(shí)，所有的內(nèi)部損失都因?yàn)槟Σ炼D(zhuǎn)變?yōu)闊崃?，在絕熱條件下被蒸汽吸收，使各級(jí)的排汽焓和排汽溫度相應(yīng)增加，下一級(jí)的熱力過程線向右偏移。此時(shí)在下一級(jí)的前后蒸汽壓力不變的條件下，其級(jí)內(nèi)蒸汽的理想焓降相應(yīng)增加，這種現(xiàn)象稱重?zé)岈F(xiàn)象。

重?zé)崾嵌嗉?jí)汽輪機(jī)所特有的現(xiàn)象。重?zé)岈F(xiàn)象實(shí)質(zhì)上是從損失中回收部分能量，而在后面各級(jí)內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，故其可以提高多級(jí)汽輪機(jī)的效率。因汽輪機(jī)內(nèi)部損失愈大、級(jí)數(shù)愈多，重?zé)嵯禂?shù)愈大，故不能說重?zé)嵯禂?shù)愈大愈好。

10.

漸縮噴嘴和縮放噴嘴的變工況特性有何差別？

解答：縮放噴嘴與漸縮噴嘴的本質(zhì)區(qū)別，是它的臨界截面與出口截面不同，且縮放噴嘴設(shè)計(jì)工況下背壓低于臨界壓力、出口汽流速度大于音速，而在最小截面處理想速度等于音速?？s放噴嘴的變工況與漸縮噴嘴的差別是：當(dāng)出口壓力大于設(shè)計(jì)工況下背壓時(shí)，在噴嘴出口截面或噴嘴漸擴(kuò)部分將產(chǎn)生沖波，速度系數(shù)大大降低。另外，對(duì)應(yīng)臨界流量的壓力比小于臨界壓力比。

11.

為什么可以利用研究噴嘴變工況特性的結(jié)果分析動(dòng)葉柵變工況特性？

解答：動(dòng)葉柵為漸縮流道，壓力比都用滯止壓力比，漸縮噴嘴蒸汽參數(shù)與流量的特性完全可適用于動(dòng)葉柵，所不同的是研究動(dòng)葉柵變工況時(shí)，應(yīng)使用相對(duì)速度w。

12.

弗留蓋爾公式中各符號(hào)代表什么意義？該公式在什么條件下可以簡化，簡化為什么形式？

解答：弗留蓋爾公式為：

式中

p0、pz、T0、G0

——工況變化前級(jí)組前后蒸汽壓力、級(jí)組前蒸汽絕對(duì)溫度和蒸汽流量；

p01、pz1、T01、G01——工況變化后級(jí)組前后蒸汽壓力、級(jí)組前蒸汽絕對(duì)溫度和蒸汽流量。

當(dāng)pz<0.1p0時(shí)，pz的變化對(duì)級(jí)組蒸汽流量影響很?。患?jí)組中有一級(jí)葉柵在工況變化前后均為臨界時(shí)，pz的變化對(duì)級(jí)組蒸汽流量不產(chǎn)生影響，故上式可簡化為：

當(dāng)級(jí)組前蒸汽溫度變化不大時(shí)，可進(jìn)一步簡化為：

或

13.

弗留蓋爾公式應(yīng)用的條件有哪些？

解答：弗留蓋爾公式的應(yīng)用條件是：要求級(jí)組內(nèi)的級(jí)數(shù)較多；各級(jí)流量相等；變工況時(shí)各級(jí)通流面積不變；如果級(jí)組中某一級(jí)后有抽汽，只要抽汽量隨進(jìn)汽量的變化而按比例變化，各級(jí)蒸汽流量按比例變化的條件下，弗留蓋爾公式仍然成立。

14.

采用噴嘴調(diào)節(jié)的汽輪機(jī)進(jìn)汽量減小時(shí)，各類級(jí)的理想焓降如何變化？反動(dòng)度、速度比、級(jí)效率如何變化？

解答：當(dāng)汽輪機(jī)的工況變化時(shí)，按各級(jí)在工況變化時(shí)的特點(diǎn)通常級(jí)分為調(diào)節(jié)級(jí)、中間級(jí)和末級(jí)組三類。

（1）中間級(jí)：在工況變化時(shí)，壓力比不變是中間級(jí)的特點(diǎn)。汽輪機(jī)級(jí)的理想焓降是級(jí)前溫度和級(jí)的壓力比的函數(shù)，在工況變化范圍不大時(shí)，中間級(jí)的級(jí)前蒸汽溫度基本不變。此時(shí)級(jí)內(nèi)蒸汽的理想焓降不變，級(jí)的速度比和反動(dòng)度也不變，故級(jí)效率不變。隨著工況變化范圍增大，壓力最低的中間級(jí)前蒸汽溫度開始變化，并逐漸向前推移。當(dāng)流量減小，級(jí)前蒸汽溫度降低，中間級(jí)的理想焓降減小，其速度比和反動(dòng)度相應(yīng)增大。由于設(shè)計(jì)工況級(jí)的速度比為最佳值，級(jí)內(nèi)效率最高，當(dāng)速度比偏離最佳值時(shí)，級(jí)內(nèi)效率降低。而且速度比偏離最佳值愈遠(yuǎn)，級(jí)內(nèi)效率愈低。

（2）末級(jí)組：其特點(diǎn)是級(jí)前蒸汽壓力與其流量的關(guān)系不能簡化為正比關(guān)系，且級(jí)組內(nèi)級(jí)數(shù)較少。由于在工況變化流量下降時(shí)，汽輪機(jī)的排汽壓力變化不大，級(jí)前壓力減小較多。且變工況前級(jí)組前后的壓力差越大，級(jí)前壓力降低的多，級(jí)后壓力降低的少。此時(shí)級(jí)的壓力比增大，級(jí)內(nèi)理想焓降減小，而且末級(jí)的壓力比和理想焓降變化最大。級(jí)的速度比和反動(dòng)度隨理想焓降的減小而增大，速度比偏離最佳值，級(jí)效率相應(yīng)降低。

（3）調(diào)節(jié)級(jí)：調(diào)節(jié)級(jí)前后壓力比隨流量的改變而改變，其理想焓降亦隨之變化。當(dāng)汽輪機(jī)流量減小時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)的壓力比逐漸減小，調(diào)節(jié)級(jí)焓降逐漸增大。在第一調(diào)節(jié)閥全開而第二調(diào)節(jié)閥剛要開啟時(shí)，級(jí)的壓力比最小，故此時(shí)調(diào)節(jié)級(jí)理想焓降達(dá)到最大值。級(jí)的理想焓降增大，其速度比和反動(dòng)度隨之減小，速度比偏離最佳值，級(jí)效率相應(yīng)降低。15.

主蒸汽壓力變化，對(duì)機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有何影響？

解答：在初壓變化時(shí)，若保持調(diào)節(jié)閥開度不變，此時(shí)除少數(shù)低壓級(jí)之外，絕大多數(shù)級(jí)內(nèi)蒸汽的理想焓降不變，故汽輪機(jī)的效率基本保持不變，但其進(jìn)汽量將隨之改變。對(duì)于凝汽式機(jī)組或某一級(jí)葉柵為臨界狀態(tài)的機(jī)組，其進(jìn)汽量與初壓的變化成正比，由于此時(shí)汽輪機(jī)內(nèi)蒸汽的理想焓降隨初壓升高而增大，機(jī)組功率的相對(duì)變化大于機(jī)組進(jìn)汽量的相對(duì)變化。對(duì)于不同背壓的級(jí)組，背壓越高，初壓改變對(duì)功率的影響越大。

當(dāng)主蒸汽溫度不變，主蒸汽壓力升高時(shí)，蒸汽的初焓減小；此時(shí)進(jìn)汽流量增加，回?zé)岢槠麎毫ι?，給水溫度隨之升高，給水在鍋爐中的焓升減小，一公斤蒸汽在鍋爐內(nèi)的吸熱量減少。此時(shí)進(jìn)汽量雖增大，但由于進(jìn)汽量的相對(duì)變化小于機(jī)組功率的相對(duì)變化，故熱耗率相應(yīng)減小，經(jīng)濟(jì)性提高，反之亦然。

采用噴嘴調(diào)節(jié)的機(jī)組，初壓改變時(shí)保持功率不變。當(dāng)初壓增加時(shí)，一個(gè)調(diào)節(jié)閥關(guān)小，其節(jié)流損失增大，故汽輪機(jī)的內(nèi)效率略有降低。雖然初壓升高使循環(huán)效率增高，但經(jīng)濟(jì)性不如調(diào)節(jié)閥開度不變的工況。

采用節(jié)流調(diào)節(jié)的機(jī)組，若保持功率不變，初壓升高時(shí)，所有調(diào)節(jié)閥的開度相應(yīng)減小，在相同條件下，進(jìn)汽節(jié)流損失大于噴嘴調(diào)節(jié)。初壓升高使循環(huán)效率增大的經(jīng)濟(jì)效益，幾乎全部被進(jìn)汽節(jié)流損失相抵消。

初壓升高時(shí)，所有承壓部件受力增大，尤其是主蒸汽管道、主汽門、調(diào)節(jié)閥、噴嘴室、汽缸等承壓部件，其內(nèi)部應(yīng)力將增大。初壓升高時(shí)若初溫保持不變，使在濕蒸汽區(qū)工作的級(jí)濕度增大，末級(jí)葉片的工作條件惡化，加劇其葉片的侵蝕，并使汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率降低。若初壓升高過多，而保持調(diào)節(jié)閥開度不變，由于此時(shí)流量增加，軸向推力增大，并使末級(jí)組蒸汽的理想焓降增大，會(huì)導(dǎo)致葉片過負(fù)荷。此時(shí)調(diào)節(jié)級(jí)汽室壓力升高，使汽缸、法蘭和螺栓受力過大，高壓級(jí)隔板前后壓差增大。因此對(duì)機(jī)組初壓和調(diào)節(jié)級(jí)汽室壓力的允許上限值有嚴(yán)格的限制。

當(dāng)初壓降低時(shí)，要保持汽輪機(jī)的功率不變，則要開大調(diào)節(jié)閥，增加進(jìn)汽量。此時(shí)各壓力級(jí)蒸汽的流量和理想焓降都相應(yīng)增大，則蒸汽對(duì)動(dòng)葉片的作用力增加，會(huì)導(dǎo)致葉片過負(fù)荷，并使機(jī)組的軸向推力相應(yīng)增大?，F(xiàn)代汽輪機(jī)在設(shè)計(jì)工況下，進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥的富余開度不大，保證在其全開時(shí)，動(dòng)葉片的彎曲應(yīng)力和軸向推力不超限。

16.

主蒸汽和再熱蒸汽溫度變化，對(duì)機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有何影響？

解答：（1）初溫變化對(duì)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響：

汽輪機(jī)的初溫升高，蒸汽在鍋爐內(nèi)的平均吸熱溫度提高，循環(huán)效率提高，熱耗率降低。另外，由于初溫升高，凝汽式汽輪機(jī)的排汽濕度減小，其內(nèi)效率也相應(yīng)提高。循環(huán)效率和汽輪機(jī)的效率提高，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性相應(yīng)提高。反之，汽輪機(jī)的初溫降低，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性相應(yīng)降低。

由于初溫的變化，汽輪機(jī)的進(jìn)汽量和進(jìn)汽比焓值均變化，汽輪機(jī)的功率也相應(yīng)變化。在汽輪機(jī)的進(jìn)汽壓力和調(diào)節(jié)閥開度不變時(shí)，進(jìn)汽量與主蒸汽絕對(duì)溫度的二次方根成反比。對(duì)于非再熱機(jī)組，在進(jìn)排汽壓力不變時(shí)，其理想焓降與主蒸汽絕對(duì)溫度成正比。汽輪機(jī)功率的相對(duì)變化與主蒸汽溫度的的二次方根成正比。對(duì)于再熱機(jī)組，由于假定主蒸汽壓力和再熱蒸汽溫度不變，此時(shí)再熱蒸汽壓力因流量減少而降低，主蒸汽溫度變化時(shí)對(duì)機(jī)組功率的影響小于非再熱機(jī)組，但其功率的變化仍與主蒸汽溫度的的二次方根成比例。

汽輪機(jī)的進(jìn)汽部分和高壓部分與高溫蒸汽直接接觸，蒸汽初溫升高時(shí)，金屬材料的溫度升高，機(jī)械強(qiáng)度降低，蠕變速度加快，許用應(yīng)力下降，從而使機(jī)組的使用壽命縮短。

在調(diào)節(jié)閥開度不變，主蒸汽溫度降低時(shí)，汽輪機(jī)功率相應(yīng)減小。要保持機(jī)組功率不變，要開大調(diào)節(jié)閥，進(jìn)一步增加進(jìn)汽量。此時(shí)對(duì)于低壓級(jí)、特別是末級(jí)，流量和焓降同時(shí)增大，導(dǎo)致動(dòng)葉柵上蒸汽的作用力增加，其彎曲應(yīng)力可能超過允許值，且轉(zhuǎn)子的軸向推力相應(yīng)增大。另外，主蒸汽溫度的降低，導(dǎo)致低壓級(jí)的濕度增大，使?jié)駳鈸p失增大，對(duì)動(dòng)葉片的沖蝕作用加劇。若蒸汽初溫突然大幅度降低，則可能產(chǎn)生水沖擊，引起機(jī)組出現(xiàn)事故。

（2）再熱蒸汽溫度變化對(duì)機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響

再熱機(jī)組的再熱蒸汽溫度變化，對(duì)機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響與主蒸汽溫度變化的影響相似。所不同的是再熱蒸汽溫度變化時(shí)，僅對(duì)中、低壓缸的理想焓降和效率產(chǎn)生影響，而對(duì)高壓缸的影響極小。只是再熱蒸汽溫度升高時(shí)，其比容相應(yīng)增大，容積流量增加，再熱器內(nèi)流動(dòng)阻力增大，使高壓缸排汽壓力略有增加。因此再熱蒸汽溫度變化1℃，對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響小于主蒸汽溫度變化1℃時(shí)產(chǎn)生的影響。

17.

排汽壓力變化，對(duì)機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有何影響？

解答：在進(jìn)汽參數(shù)和進(jìn)汽量不變的條件下，排汽壓力變化對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響分為：末級(jí)未達(dá)臨界、達(dá)臨界和排汽壓力低于末級(jí)動(dòng)葉柵的極限背壓三種情況。

在末級(jí)未達(dá)臨界的情況下，排汽壓力變化影響到末級(jí)組各級(jí)的功率，使機(jī)組功率變化。排汽壓力升高，末級(jí)組的理想焓降減??；此時(shí)排汽比容和濕度相應(yīng)減小，使末級(jí)組的濕汽損失和末級(jí)余速損失減小，末級(jí)組的效率有所提高；另外，排汽壓力升高，凝汽器內(nèi)凝結(jié)水溫度升高，凝結(jié)水在低壓加熱器內(nèi)的溫升減小，低壓回?zé)岢槠肯鄳?yīng)減少，末級(jí)組各級(jí)的流量隨之增大。由于在正常情況下，排汽壓力變化幅度不大，末級(jí)組各級(jí)的流量增加和效率提高不足以彌補(bǔ)理想焓降減小的影響，故排汽壓力升高，末級(jí)組的功率相應(yīng)減小，且呈線性關(guān)系；反之亦然。

隨著排汽壓力逐漸降低，若末級(jí)組出現(xiàn)臨界狀態(tài)，則首先發(fā)生在末級(jí)動(dòng)葉柵。當(dāng)末級(jí)動(dòng)葉柵達(dá)臨界狀態(tài)時(shí)，排汽壓力降低，末級(jí)組中各級(jí)級(jí)前參數(shù)保持不變，蒸汽在末級(jí)動(dòng)葉柵的斜切部分內(nèi)由臨界壓力膨脹到排汽壓力。由于蒸汽在動(dòng)葉柵斜切部分內(nèi)膨脹，動(dòng)葉的速度系數(shù)相應(yīng)減小，動(dòng)葉損失隨之增加，故級(jí)效率降低。而且排汽壓力愈低，在動(dòng)葉柵斜切部分內(nèi)的膨脹量愈大，級(jí)效率也愈低。其次，隨著排汽壓力的降低，凝汽器內(nèi)凝結(jié)水溫度相應(yīng)降低，而回?zé)岢槠麎毫Σ蛔儯虼四Y(jié)水在最末一級(jí)低壓加熱器內(nèi)的焓升增大，最末一段的回?zé)岢槠肯鄳?yīng)增大，末級(jí)的蒸汽流量隨之減少。由于末級(jí)效率進(jìn)一步降低，其蒸汽流量隨之減少，使得排汽壓力降低時(shí)功率的增加量相應(yīng)減小，功率隨排汽壓力的變化不再呈線性關(guān)系。

當(dāng)排汽壓力繼續(xù)降低至動(dòng)葉柵斜切部分膨脹的極限壓力后，排汽壓力繼續(xù)降低，由極限壓力降到排汽壓力的膨脹，將在動(dòng)葉柵后無序進(jìn)行，損失增加，末級(jí)的有效焓降不再增加。而凝結(jié)水溫度卻繼續(xù)降低，最后一段低壓抽汽量繼續(xù)增加，從而使末級(jí)的蒸汽流量進(jìn)一步減少。此時(shí)末級(jí)功率不但不再增加，反而減少，對(duì)經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)，即隨著排汽壓力的降低，熱耗率相應(yīng)增加。

對(duì)于具有回?zé)嵯到y(tǒng)的機(jī)組，在其排汽壓力變化時(shí)，蒸汽在鍋爐中的吸熱量不變，其熱耗率隨功率的增加而降低，隨功率的減小而增加。其變化幅度與功率的變化幅度一致。

排汽壓力的變化不僅引起機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的改變，同時(shí)也將影響機(jī)組的安全性。若排汽壓力升高較多，使排汽溫度大幅度升高，導(dǎo)致排汽室的膨脹量過分增大。若低壓軸承座與排汽缸連為一體，將使低壓轉(zhuǎn)子的中心線抬高，破壞轉(zhuǎn)子中心線的自然垂弧，從而引起機(jī)組強(qiáng)烈振動(dòng)，若采用獨(dú)立軸承座，則排汽室抬起影響汽封徑向間隙，可能使動(dòng)、靜部分發(fā)生摩擦。此外排汽溫度大幅度升高，還將導(dǎo)致凝汽器內(nèi)銅管的脹口松動(dòng)，造成冷卻水漏入汽側(cè)空間，凝結(jié)水的水質(zhì)惡化，影響汽輪機(jī)運(yùn)行的安全。排汽壓力升高時(shí)，若保持機(jī)組功率不變，要相應(yīng)增大汽輪機(jī)的進(jìn)汽量，使軸向推力增大。

18.

汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)的任務(wù)是什么？設(shè)計(jì)程序分哪幾個(gè)步驟？

解答：汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)主要是按已給定的設(shè)計(jì)條件，確定機(jī)組通流部分的幾何尺寸、熱力參數(shù)，以獲得盡可能高的效率和要求的功率，為汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核提供條件。

熱力設(shè)計(jì)的一般步驟：（1）確定汽輪機(jī)設(shè)計(jì)的基本參數(shù)；擬定回?zé)嵯到y(tǒng)，進(jìn)行初步熱平衡計(jì)算，確定各段回?zé)岢槠亢透骷?jí)流量；（3）進(jìn)行汽輪機(jī)各級(jí)焓降分配和級(jí)的熱力計(jì)算，確定汽輪機(jī)的級(jí)數(shù)、通流部分葉柵的幾何尺寸和各級(jí)的內(nèi)功率；（4）根據(jù)汽輪機(jī)設(shè)計(jì)工況的內(nèi)功率計(jì)算值和要求值的相對(duì)誤差，按比例修正汽輪機(jī)的進(jìn)汽量和各級(jí)流量，使之與原確定的設(shè)計(jì)功率相等；（5）利用弗留蓋爾公式，對(duì)各級(jí)后的壓力進(jìn)行修正；（6）按級(jí)后蒸汽參數(shù)修正各段抽汽壓力和抽汽焓（只能從級(jí)后進(jìn)行抽汽）；（7）再次進(jìn)行回?zé)嵯到y(tǒng)熱平衡計(jì)算和汽輪機(jī)各級(jí)的熱力計(jì)算。反復(fù)進(jìn)行修正，直至設(shè)計(jì)工況熱力系統(tǒng)流量平衡、計(jì)算的輸出電功率與原確定的設(shè)計(jì)功率之間的相對(duì)誤差小于1％；（８）進(jìn)行變工況時(shí)機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)熱平衡計(jì)算和各級(jí)的熱力計(jì)算，確定調(diào)節(jié)級(jí)的部分進(jìn)汽度和機(jī)組變工況的熱力特性。

19.

非調(diào)節(jié)級(jí)設(shè)計(jì)計(jì)算前為什么要進(jìn)行各級(jí)焓降分配？焓降分配的原則是什么？

解答：壓力級(jí)熱力計(jì)算前，要確定壓力級(jí)的級(jí)數(shù)和進(jìn)行級(jí)的焓降分配，以減少修正計(jì)算的迭代次數(shù)。

壓力級(jí)中焓降分配的原則是使子午面流道形狀光滑變化，各級(jí)的速度比為最佳值，保證級(jí)具有較高的內(nèi)效率，并使末級(jí)的排汽壓力等于給定值。

20.

調(diào)節(jié)級(jí)和壓力級(jí)各自有何特點(diǎn)？

解答：（1）調(diào)節(jié)級(jí)的特點(diǎn)：在工況變化時(shí)，通流面積呈階梯形變化，其理想焓降變化最大。為使其在工況變化時(shí)效率相對(duì)變化小一些，應(yīng)盡可能增大調(diào)節(jié)級(jí)的理想焓降。通常其平均直徑比高壓非調(diào)節(jié)級(jí)大，同時(shí)速度比小于最佳值。調(diào)節(jié)級(jí)的效率相對(duì)比較低，其理想焓降的取值需考慮汽輪機(jī)的效率和整體結(jié)構(gòu)。為了提高調(diào)節(jié)級(jí)的級(jí)效率，其應(yīng)具有一定的反動(dòng)度?？紤]到調(diào)節(jié)級(jí)為部分進(jìn)汽的級(jí)，且葉片較短，為了減小漏汽損失，一般反動(dòng)度值不宜過大。

（2）壓力級(jí)的特點(diǎn)：壓力級(jí)一般是指調(diào)節(jié)級(jí)后各非調(diào)節(jié)級(jí)。根據(jù)蒸汽容積流量的大小和壓力的高低，將壓力級(jí)分為三種不同的級(jí)組：高壓級(jí)組、中壓級(jí)組和低壓級(jí)組。

A．

高壓級(jí)組：高壓級(jí)組中蒸汽容積流量不大，其變化相對(duì)較小。高壓級(jí)組的通流部分葉柵高度一般不大，平均直徑和葉柵高度變化比較平緩，其各級(jí)的能量損失中葉柵端部損失、級(jí)內(nèi)間隙漏汽損失所占比例較大。當(dāng)蒸汽容積流量較小，可采用部分進(jìn)汽的措施來提高葉片高度。對(duì)于大容量汽輪機(jī)，高壓級(jí)組通流部分葉柵高度雖較大，但為了保證必要的剛度和強(qiáng)度，往往采用較厚的高壓隔板和較寬的噴嘴，這將導(dǎo)致噴嘴相對(duì)高度降低，端部損失較大。

B．中壓級(jí)組：中壓級(jí)組介與高壓級(jí)組與低壓級(jí)組之間，隨著蒸汽的不斷膨脹，其容積流量已較大。中壓級(jí)組一般工作在過熱蒸汽區(qū)，無濕汽損失，同時(shí)各級(jí)的端部損失和漏汽損失相對(duì)較小，級(jí)組中各級(jí)的級(jí)效率較高。

C．低壓級(jí)組：低壓級(jí)組指包括最末級(jí)在內(nèi)的幾個(gè)壓力級(jí)，其蒸汽壓力低，容積流量大，一般工作于濕蒸汽區(qū)。由于低壓級(jí)組蒸汽容積流量急劇增大，導(dǎo)致低壓級(jí)組的葉柵高度和平均直徑相應(yīng)增大。一般加大直徑可限制葉柵高度過分增大，又可增加級(jí)的理想焓降，減少級(jí)數(shù)，但末級(jí)的余速損失也會(huì)相應(yīng)增大。低壓級(jí)由于平均直徑增加，葉柵高度增大，圓周速度相應(yīng)增加，使離心力增大。在目前的技術(shù)條件下，末級(jí)葉片長度可達(dá)1000mm左右，末級(jí)的平均直徑可達(dá)2500mm左右。單排汽口的汽輪機(jī)，其最大額定功率可達(dá)150MW左右。因此大功率汽輪機(jī)的低壓部分必須進(jìn)行分流。為減少濕汽損失，降低濕汽對(duì)葉片的沖蝕，限制汽輪機(jī)排汽的濕度應(yīng)不超過12～13%，并設(shè)置去濕裝置和采用去濕措施來降低蒸汽濕度對(duì)葉柵的沖蝕。第2章

汽輪機(jī)的負(fù)荷調(diào)節(jié)思考題解答

1.汽輪機(jī)的負(fù)荷調(diào)節(jié)方式有幾種？各有什么優(yōu)點(diǎn)？

解答：汽輪機(jī)的負(fù)荷調(diào)節(jié)的方式有噴嘴調(diào)節(jié)、節(jié)流調(diào)節(jié)、滑壓調(diào)節(jié)和復(fù)合調(diào)節(jié)四種。

噴嘴調(diào)節(jié)和節(jié)流調(diào)節(jié)是定壓運(yùn)行機(jī)組采用的負(fù)荷調(diào)節(jié)方式，在外負(fù)荷變化時(shí)，通過改變調(diào)節(jié)閥的開度，使進(jìn)汽量變化，改變機(jī)組的功率，與外負(fù)荷的變化相適應(yīng)。

采用噴嘴調(diào)節(jié)的汽輪機(jī)，在外負(fù)荷變化時(shí)，各調(diào)節(jié)閥按循序逐個(gè)開啟或關(guān)閉。由于在部分負(fù)荷下，幾個(gè)調(diào)節(jié)閥中只有一個(gè)或兩個(gè)調(diào)節(jié)閥未全開，因此在相同的部分負(fù)荷下，汽輪機(jī)的進(jìn)汽節(jié)流損失較小，其內(nèi)效率的變化也較小。從經(jīng)濟(jì)性的角度，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷經(jīng)常變動(dòng)時(shí)，這種調(diào)節(jié)方式較為合理。

汽輪機(jī)采用節(jié)流調(diào)節(jié)，在部分負(fù)荷下，所有的調(diào)節(jié)閥均關(guān)小，進(jìn)汽節(jié)流損失較大，在相同的部分負(fù)荷下，其內(nèi)效率相應(yīng)較低，因此這種調(diào)節(jié)方式僅適應(yīng)于帶基本負(fù)荷的汽輪機(jī)。另外，采用節(jié)流調(diào)節(jié)的汽輪機(jī)沒有調(diào)節(jié)級(jí)，在工況變化時(shí)，高、中壓級(jí)的溫度變化較小，故啟動(dòng)升速和低負(fù)荷時(shí)對(duì)零件加熱均勻。

采用滑壓調(diào)節(jié)的汽輪機(jī)，在外負(fù)荷變化時(shí)，調(diào)節(jié)閥保持全開，通過改變進(jìn)汽壓力，使進(jìn)汽量和蒸汽的理想焓降變化，改變機(jī)組的功率，與外負(fù)荷的變化相適應(yīng)。在相同的部分負(fù)荷下，由于所有的調(diào)節(jié)閥均全開，節(jié)流損失最小。但在部分負(fù)荷下，由于進(jìn)汽壓力降低，循環(huán)效率隨之降低。另外，由于鍋爐調(diào)節(jié)遲緩，在部分負(fù)荷下，若所有的調(diào)節(jié)閥均全開，當(dāng)負(fù)荷增加時(shí)，調(diào)節(jié)閥不能參與動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，機(jī)組的負(fù)荷適應(yīng)性較差。只有單元機(jī)組，或可切換為單元制連接的機(jī)組，其汽輪機(jī)才能采用復(fù)合調(diào)節(jié)方式。

復(fù)合調(diào)節(jié)方式是上述調(diào)節(jié)方式的組合。它有兩種組合方式：其一是高負(fù)荷區(qū)采用額定參數(shù)定壓運(yùn)行噴嘴調(diào)節(jié)；中間負(fù)荷段采用滑壓運(yùn)行；低負(fù)荷區(qū)，采用低參數(shù)定壓運(yùn)行節(jié)流調(diào)節(jié)，即“定－滑－定”的調(diào)節(jié)方式。其二是低負(fù)荷區(qū)，采用低參數(shù)定壓運(yùn)行節(jié)流調(diào)節(jié)，其他負(fù)荷區(qū)采用滑壓運(yùn)行，即“滑－定”的調(diào)節(jié)方式。由于復(fù)合調(diào)節(jié)方式包含滑壓調(diào)節(jié)方式，也只有單元機(jī)組，或可切換為單元制連接的機(jī)組，其汽輪機(jī)才能采用。對(duì)于亞臨界機(jī)組，在高負(fù)荷區(qū)采用額定參數(shù)定壓運(yùn)行噴嘴調(diào)節(jié)，節(jié)流損失不大，循環(huán)效率沒有降低，其經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于滑壓運(yùn)行方式。另外，可使部分負(fù)荷下滑壓運(yùn)行的主蒸汽壓力相應(yīng)提高，使循環(huán)效率降低較少，提高滑壓運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，而且可以利用已關(guān)閉的高壓調(diào)節(jié)閥參與動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，提高機(jī)組對(duì)外界負(fù)荷變化的適應(yīng)能力。在低負(fù)荷區(qū)采用低參數(shù)定壓運(yùn)行節(jié)流調(diào)節(jié)，有利于鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于超臨界機(jī)組，在高負(fù)荷區(qū)等壓線和等溫線很陡，采用滑壓調(diào)節(jié)經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于額定參數(shù)定壓運(yùn)行噴嘴調(diào)節(jié)，若不參加電網(wǎng)調(diào)頻，在高、中負(fù)荷區(qū)采用滑壓調(diào)節(jié)；在低負(fù)荷區(qū)采用低參數(shù)定壓運(yùn)行節(jié)流調(diào)節(jié)，即“滑－定”的復(fù)合調(diào)節(jié)方式。若參加電網(wǎng)調(diào)頻，仍要采用“定－滑－定”的復(fù)合調(diào)節(jié)方式。

2．什么單元機(jī)組的汽輪機(jī)均采用復(fù)3．合調(diào)節(jié)方式？

解答：復(fù)合調(diào)節(jié)方式綜合噴嘴調(diào)節(jié)、節(jié)流調(diào)節(jié)和滑壓調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，在負(fù)荷調(diào)節(jié)過程中可以使機(jī)組獲得較高的經(jīng)濟(jì)性，提高機(jī)組對(duì)外負(fù)荷變化的響應(yīng)速度。而且只有單元機(jī)組，或可切換為單元制連接的機(jī)組，其汽輪機(jī)才能采用復(fù)合調(diào)節(jié)方式，故單元機(jī)組均采用復(fù)合調(diào)節(jié)方式。對(duì)于亞臨界中間再熱機(jī)組，在高負(fù)荷區(qū)，采用額定參數(shù)定壓運(yùn)行，噴嘴調(diào)節(jié)的節(jié)流損失不大，循環(huán)效率沒有降低，其經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于滑壓運(yùn)行方式。而且使部分負(fù)荷下滑壓運(yùn)行的主蒸汽壓力相應(yīng)提高，循環(huán)效率降低較少，經(jīng)濟(jì)性相應(yīng)提高。同時(shí)，可以利用高壓調(diào)節(jié)閥參與動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，提高機(jī)組對(duì)外界負(fù)荷變化的適應(yīng)能力。在低負(fù)荷區(qū)，要保證鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行，故采用低參數(shù)定壓運(yùn)行節(jié)流調(diào)節(jié)。即“定－滑－定”的復(fù)合調(diào)節(jié)方式。對(duì)于超臨界機(jī)組，在理論上高負(fù)荷區(qū)采用滑壓運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于額定參數(shù)定壓運(yùn)行噴嘴調(diào)節(jié)，但若參加電網(wǎng)調(diào)頻，為了提高機(jī)組滑壓調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)特性，仍采用“定－滑－定”的復(fù)合調(diào)節(jié)方式，只是采用額定參數(shù)定壓運(yùn)行噴嘴調(diào)節(jié)的區(qū)段相對(duì)較小。若超臨界機(jī)組在電網(wǎng)中帶基本負(fù)荷，則可采用高負(fù)荷和中間負(fù)荷區(qū)滑壓運(yùn)行，低負(fù)荷區(qū)低參數(shù)定壓運(yùn)行的“滑－定”復(fù)合調(diào)節(jié)方式。

4．輪機(jī)運(yùn)行對(duì)其調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本要求有哪些？

解答：汽輪機(jī)運(yùn)行對(duì)其調(diào)節(jié)系統(tǒng)有如下基本要求：

1）能控制汽轉(zhuǎn)機(jī)轉(zhuǎn)速，按要求從零逐步升高到額定轉(zhuǎn)速；并入電網(wǎng)后，能使機(jī)組功率在零和額定值之間任一負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行；外負(fù)荷不變時(shí)，能保持機(jī)組功率和轉(zhuǎn)速不變。

2）在外負(fù)荷變化時(shí)，能迅速改變機(jī)組輸出功率與外負(fù)荷相適應(yīng)，從原穩(wěn)定工況過渡到新的穩(wěn)定工況，保證機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化在允許范圍內(nèi)。

3）在機(jī)組甩負(fù)荷（主汽門全開，突然與電網(wǎng)解列，負(fù)荷降至零）時(shí)，能維持機(jī)組轉(zhuǎn)速在3000r/min左右空負(fù)荷運(yùn)行。

4）能按要求控制機(jī)組正常停機(jī)；當(dāng)出現(xiàn)危及機(jī)組安全的情況時(shí)，能迅速切斷汽源，實(shí)行事故停機(jī)。

4.

汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般由哪些機(jī)構(gòu)組成？各自的作用分別是什么？

解答：汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由感應(yīng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和定值機(jī)構(gòu)組成。

它們各自的作用如下：感應(yīng)機(jī)構(gòu)接受調(diào)節(jié)信號(hào)的變化，并將其轉(zhuǎn)換為可傳遞的信號(hào)。采用轉(zhuǎn)速變化為調(diào)節(jié)信號(hào)時(shí)，感應(yīng)機(jī)構(gòu)稱為調(diào)速器。傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)將感應(yīng)機(jī)構(gòu)送來的調(diào)節(jié)信號(hào)進(jìn)行幅值放大和功率放大，并進(jìn)行綜合處理，傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥和操縱機(jī)構(gòu)，也稱配汽機(jī)構(gòu)。它根據(jù)調(diào)節(jié)信號(hào)，改變調(diào)節(jié)閥的開度，使機(jī)組功率相應(yīng)變化。定值機(jī)構(gòu)即同步器，對(duì)于電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)即轉(zhuǎn)速給定和功率給定。它通過手動(dòng)產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號(hào)，也送入傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)，以改變進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥的開度。

5．調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性品質(zhì)用哪幾項(xiàng)指6．標(biāo)7．來衡量？何謂動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線？

解答：衡量調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性品質(zhì)的指標(biāo)為：（1）調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。即受擾動(dòng)后，能從原穩(wěn)定工況過渡到新的穩(wěn)定工況。（2）動(dòng)態(tài)超調(diào)量。即在調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)過程中，被調(diào)量的最大值與新的穩(wěn)定工況對(duì)應(yīng)值之差。（3）過渡時(shí)間。即從原穩(wěn)定工況過渡到新的穩(wěn)定工況所經(jīng)歷的時(shí)間，或被調(diào)量振蕩的次數(shù)。

動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線是指當(dāng)機(jī)組受到擾動(dòng)，由原穩(wěn)定工況過渡到新的穩(wěn)定工況過程中，被調(diào)量隨時(shí)間的變化曲線。

8．影響汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的主要因素有哪些？改善調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的措施有哪些？

解答：影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的主要因素有：轉(zhuǎn)子飛升時(shí)間常數(shù)、中間容積時(shí)間常數(shù)、油動(dòng)機(jī)時(shí)間常數(shù)、速度變動(dòng)率和遲緩率等。其中轉(zhuǎn)子飛升時(shí)間常數(shù)和中間容積時(shí)間常數(shù)屬于調(diào)節(jié)對(duì)象的特性參數(shù)，而油動(dòng)機(jī)時(shí)間常數(shù)、速度變動(dòng)率和遲緩率屬于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特性參數(shù)。

改善調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的措施有：

1）盡量減小調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率。調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率是由于運(yùn)動(dòng)元件的摩擦、錯(cuò)油門的過封度、信號(hào)傳遞和綜合速度慢等原因造成。設(shè)計(jì)中調(diào)節(jié)元件的鉸鏈應(yīng)采用高精度的滾珠軸承；采用自動(dòng)對(duì)中滑閥，2）或旋轉(zhuǎn)滑閥，3）或蝶閥；少用平衡彈簧；采用電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。運(yùn)行中保持調(diào)節(jié)油的質(zhì)量。檢修時(shí)，4）在保證調(diào)節(jié)特性的條件下，5）可適當(dāng)調(diào)整移動(dòng)件的間隙和錯(cuò)油門的過封度等。

6）適當(dāng)調(diào)整調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速率變動(dòng)率。在保證機(jī)組甩全負(fù)荷時(shí)能維持空負(fù)荷運(yùn)行的前提下，7）適當(dāng)增大速率變動(dòng)率(一般不8）得超過6%)。對(duì)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，9）在油動(dòng)機(jī)反饋系統(tǒng)中都設(shè)有調(diào)整速度變動(dòng)率的元件。電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，10）調(diào)整系統(tǒng)的速率變動(dòng)率更方便。

11）適當(dāng)減小油動(dòng)機(jī)時(shí)間常數(shù)。在保證機(jī)組穩(wěn)定工況轉(zhuǎn)速波動(dòng)和功率波動(dòng)在允許范圍的前提下，12）盡可能減小油動(dòng)機(jī)時(shí)間常數(shù)。具體方法是：在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，13）提高調(diào)節(jié)油壓以減小油動(dòng)機(jī)活塞的面積；加寬錯(cuò)油門控制油口的寬度或采用特殊型線油口。

14）設(shè)置加速度調(diào)節(jié)器(微分器)。當(dāng)轉(zhuǎn)速的變化率較大時(shí)，15）加速度調(diào)節(jié)器可給錯(cuò)油門一個(gè)附加信號(hào)，16）加快油動(dòng)機(jī)的關(guān)閉速度。

17）甩負(fù)荷時(shí)同18）步器回零。機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，19）同20）步器快速退到空負(fù)荷對(duì)應(yīng)的位置（同21）步器回零），22）使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在3000r/min左右。

23）消除或減弱中間再熱器的影響。對(duì)于中間再熱機(jī)組，24）可設(shè)置中壓調(diào)節(jié)閥和加裝動(dòng)態(tài)效正器，25）盡可能消除或減弱中間再熱器的影響。

9．研究調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的方法有幾種？現(xiàn)場一般采用哪種方法？

解答：研究調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的方法有三種：理論分析、試驗(yàn)研究和試驗(yàn)仿真。電廠一般采用實(shí)驗(yàn)研究法。用理論分析法研究調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性，通過建立調(diào)節(jié)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)和調(diào)節(jié)對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行分析計(jì)算，判斷其動(dòng)態(tài)特性的優(yōu)劣。在建立調(diào)節(jié)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)和調(diào)節(jié)對(duì)象的數(shù)學(xué)模型時(shí)，均作了一些簡化假設(shè)，所以計(jì)算結(jié)果與實(shí)際動(dòng)態(tài)過程存在差異，因此，僅用于新型調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)方案的預(yù)測。對(duì)于電廠的汽輪機(jī)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)已經(jīng)存在，通常都用甩負(fù)荷試驗(yàn)的方法研究和分析其動(dòng)態(tài)特性。對(duì)于大型機(jī)組，甩全負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)的影響比較大，也可采用試驗(yàn)仿真的方法，通過甩部分負(fù)荷的試驗(yàn)結(jié)果，修改理論分析的數(shù)學(xué)模型，使其趨近實(shí)際系統(tǒng)，再進(jìn)行分析計(jì)算，得到甩全負(fù)荷時(shí)的動(dòng)態(tài)特性。

10．中間再熱式汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)特點(diǎn)是什么？為什么有這些特點(diǎn)？

解答：由于中間再熱式汽輪機(jī)與鍋爐之間采用單元制連接，并存在很大的中間再熱器容積，其調(diào)節(jié)特點(diǎn)是：在外負(fù)荷變化時(shí)，導(dǎo)致機(jī)組功率的變化“滯后”；對(duì)負(fù)荷變化的適應(yīng)能力較差；甩負(fù)荷時(shí)動(dòng)態(tài)超調(diào)量極大。

由于中間再熱式機(jī)組采用單元制連接，主蒸汽系統(tǒng)的儲(chǔ)熱能力較小，且鍋爐調(diào)節(jié)的遲緩率較大，從改變?nèi)剂系秸羝康母淖?，需要的時(shí)間長達(dá)100～250秒。在外負(fù)荷變化、高壓調(diào)節(jié)閥開度變化時(shí)，主蒸汽相應(yīng)變化，造成調(diào)節(jié)閥過調(diào)，高壓缸的功率變化“滯后”。另外，又存在很大的中間再熱器容積，高壓調(diào)節(jié)閥開度變化后，要等再熱器的壓力變化達(dá)新工況對(duì)應(yīng)值時(shí)在外負(fù)荷變化時(shí)，中、低壓缸的功率才達(dá)到新工況的對(duì)應(yīng)值，導(dǎo)致中、低壓缸的功率變化“滯后”。由于在外負(fù)荷變化時(shí)，機(jī)組功率變化“滯后”，因此，對(duì)負(fù)荷變化的適應(yīng)能力較差。若不采取適當(dāng)措施，甩負(fù)荷時(shí)動(dòng)態(tài)超調(diào)量極大。

11．如何改善中間再熱式汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性？

解答：改善中間再熱機(jī)組調(diào)節(jié)特性的方法如下：

設(shè)置動(dòng)態(tài)效正器，在調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)過程中，使高壓調(diào)節(jié)閥動(dòng)態(tài)過調(diào)，利用主蒸汽系統(tǒng)的蓄能，增加高壓缸功率的變化，以彌補(bǔ)中、低壓缸功率變化的“滯后”。

設(shè)置中壓調(diào)節(jié)閥，在低負(fù)荷區(qū)參與調(diào)節(jié)；在高、中負(fù)荷區(qū)，減負(fù)荷時(shí)參與動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)；甩負(fù)荷時(shí)，與高壓調(diào)節(jié)閥一起快速關(guān)閉，減弱中間再熱器的影響。

在外負(fù)荷增加的調(diào)節(jié)過程中，瞬間關(guān)閉除氧器的進(jìn)水和低壓加熱器的進(jìn)汽，利用除氧器的蓄熱，使中、低壓缸的功率提前變化，以彌補(bǔ)中、低壓缸功率變化的“滯后”。

實(shí)現(xiàn)機(jī)、爐聯(lián)合調(diào)節(jié)，將外負(fù)荷變化的信號(hào)提前送入鍋爐調(diào)節(jié)器，減緩其調(diào)節(jié)的遲緩。

12．根據(jù)圖2-11，13．分析定壓運(yùn)行時(shí)中間再熱式機(jī)組聯(lián)合調(diào)節(jié)的過程。

解答：機(jī)組在調(diào)節(jié)過程中，其主調(diào)信號(hào)為P’0，它由頻差信號(hào)(一次調(diào)頻)kΔf

和負(fù)荷給定值Ｐ0組成。負(fù)荷給定值可以由運(yùn)行人員輸入，也可以由中心調(diào)度室輸入（進(jìn)行二次調(diào)頻）。由于機(jī)組的輸出功率受輔機(jī)出力的影響，所以引人輔機(jī)出力信號(hào)，作為P’0的修正和限制信號(hào)。將主調(diào)信號(hào)P’0、以及P’0與測功信號(hào)P之差值ΔP，送入鍋爐燃燒調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)“提前燃燒”調(diào)節(jié)。并將主蒸汽壓力與整定值之間的差值Δp

也引入鍋爐燃燒調(diào)節(jié)器，進(jìn)一步加快燃燒調(diào)節(jié)，使鍋爐的蒸發(fā)量迅速滿足機(jī)組功率變化對(duì)蒸汽流量的需求，恢復(fù)主蒸汽壓力為額定值。鍋爐燃燒調(diào)節(jié)器綜合處理這三個(gè)信號(hào)，并輸出燃燒調(diào)節(jié)信號(hào)FR，以調(diào)整風(fēng)、煤系統(tǒng)和給水系統(tǒng)。另外將ΔP和Δp引入汽輪機(jī)閥位調(diào)節(jié)器，經(jīng)過調(diào)節(jié)器的綜合處理后，輸出閥位調(diào)節(jié)信號(hào)m至閥位控制器，控制汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥門的開度。利用鍋爐和主蒸汽系統(tǒng)的儲(chǔ)熱能力，迅速實(shí)現(xiàn)與外負(fù)荷之間的功率平衡。此時(shí)，若鍋爐調(diào)節(jié)仍不能滿足要求，使主蒸汽壓力Δp0的變化超過允許范圍，此信號(hào)將限制調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)一步開大（外負(fù)荷增加時(shí)），或開大旁路系統(tǒng)的控制閥（外負(fù)荷減小主蒸汽壓力升高時(shí)），以防止鍋爐出口壓力大幅度波動(dòng)，保證鍋爐調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性。雖然將Δp

引入閥位調(diào)節(jié)器后減弱了機(jī)組的一次調(diào)頻能力，但同時(shí)采用提前燃燒，因此有一定的補(bǔ)償，所以聯(lián)合調(diào)節(jié)可以提高機(jī)組的負(fù)荷適應(yīng)能力，并改善機(jī)、爐調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)特性。

14．?dāng)?shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)有何優(yōu)點(diǎn)？由哪幾部分組成？

解答：數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）的優(yōu)點(diǎn)如下：可滿足汽輪機(jī)運(yùn)行對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求，可靠性強(qiáng)，具有易調(diào)的靜態(tài)特性和良好的動(dòng)態(tài)特性；信號(hào)綜合能力強(qiáng)，可組合成多種控制方式，滿足自動(dòng)化水平日益提高的要求；它靈敏度高，能精確的控制機(jī)組的轉(zhuǎn)速和功率（在轉(zhuǎn)速控制時(shí)，其控制精度為

±2r/min；在功率控制時(shí)，其控制精度可達(dá)額定負(fù)荷的±0.007以下）；能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)組的自動(dòng)程控啟動(dòng)、負(fù)荷的自動(dòng)調(diào)節(jié)和對(duì)機(jī)組的自動(dòng)監(jiān)視功能。

DEH調(diào)節(jié)保護(hù)系統(tǒng)包括兩大部分：即數(shù)字調(diào)節(jié)系統(tǒng)和EH油系統(tǒng)。數(shù)字調(diào)節(jié)系統(tǒng)由數(shù)字調(diào)節(jié)器及其外圍設(shè)備組成；EH油系統(tǒng)包括高壓供油系統(tǒng)、帶電液轉(zhuǎn)換器的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)和危急跳閘系統(tǒng)（ETS）。

15．?dāng)?shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，16．在自動(dòng)控制方式和手動(dòng)控制方式下的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)有何不17．同18．？

解答：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)在自動(dòng)控制方式下，系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組狀態(tài)，經(jīng)過邏輯運(yùn)算，決定其沖轉(zhuǎn)升速的控制是采用高壓主汽閥，或高壓調(diào)節(jié)閥，還是中壓調(diào)節(jié)閥，并確定升速率；由操作員設(shè)置目標(biāo)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速給定回路按確定的升速率，將階躍的目標(biāo)轉(zhuǎn)速變換為線性變化的轉(zhuǎn)速給定值；以轉(zhuǎn)速給定值和實(shí)測轉(zhuǎn)速的差值Δn作為調(diào)節(jié)信號(hào)，改變進(jìn)汽閥門的開度，控制機(jī)組的轉(zhuǎn)速。由于此時(shí)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)主回路和閥位控制子回路均為閉環(huán)結(jié)構(gòu)，采用差值信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，只有Δn=0，調(diào)節(jié)過程才結(jié)束。只要轉(zhuǎn)速給定值不變，若出現(xiàn)內(nèi)部擾動(dòng)（如蒸汽參數(shù)變化），使轉(zhuǎn)速偏離給定值（Δn≠0）時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)立即進(jìn)行調(diào)節(jié)，恢復(fù)轉(zhuǎn)速等于給定值，使機(jī)組轉(zhuǎn)速始終跟隨轉(zhuǎn)速給定值的變化而變化。因此可以提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度，并具有很強(qiáng)的抗內(nèi)擾能力。但用差值信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，必須配置積分器或積分環(huán)節(jié)，以便在Δn=0時(shí)，保持調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)——閥位信號(hào)，使調(diào)節(jié)閥的開度不致因Δn=0而關(guān)閉。手動(dòng)控制方式下的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，系統(tǒng)的主調(diào)節(jié)回路是開環(huán)結(jié)構(gòu)。需要改變轉(zhuǎn)速時(shí)，操作員直接手動(dòng)增、減轉(zhuǎn)速按鈕，發(fā)出指令信號(hào)Δnm*，通過相應(yīng)閥門的閥位控制裝置，使對(duì)應(yīng)的進(jìn)汽閥門開度變化，改變進(jìn)汽量，從而控制機(jī)組轉(zhuǎn)速。在閥位信號(hào)ΔVT1等于指令信號(hào)Δnm*時(shí)，進(jìn)汽閥門開度達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。由于在手動(dòng)控制方式下，沒有引入轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)，主調(diào)節(jié)回路是開環(huán)控制，即使閥位不變，蒸汽參數(shù)的波動(dòng)也會(huì)使轉(zhuǎn)速產(chǎn)生漂移，所以系統(tǒng)沒有抗內(nèi)擾能力，調(diào)節(jié)精度相應(yīng)降低。

19．電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)為什么引入功率信號(hào)？反調(diào)現(xiàn)象是怎樣產(chǎn)生的？如何消除反調(diào)現(xiàn)象？

解答：電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)引入功率信號(hào)是為了精確控制發(fā)電機(jī)輸出的電功率，提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗內(nèi)擾能力。電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)在進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)時(shí)，除以轉(zhuǎn)速給定值（3000r/min）與實(shí)測轉(zhuǎn)速的差值kΔn作為調(diào)節(jié)信號(hào)之外，還設(shè)置功率給定回路，產(chǎn)生功率給定值P*，并引入機(jī)組實(shí)測輸出電功率P作為反饋信號(hào)，使功率調(diào)節(jié)回路為閉環(huán)結(jié)構(gòu)，以負(fù)荷指令（kΔn＋P*）與實(shí)測輸出電功率的差值作為調(diào)節(jié)信號(hào)，控制機(jī)組輸出的電功率。因此可以用負(fù)荷指令精確地控制機(jī)組輸出的電功率，提高負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)的抗內(nèi)擾能力。而且，改變負(fù)荷給定值，可以進(jìn)行二次調(diào)頻和各機(jī)組間的負(fù)荷調(diào)度。

由于外負(fù)荷均以并聯(lián)形式接入電網(wǎng)，當(dāng)外負(fù)荷增加時(shí)，電網(wǎng)阻抗減小，各發(fā)電機(jī)的輸出電流增加，作用在機(jī)組轉(zhuǎn)子上的電磁阻力矩增大，使機(jī)組轉(zhuǎn)速降低。由于發(fā)電機(jī)輸出電流的變化先于轉(zhuǎn)速的變化，因此在外負(fù)荷增大的初始瞬間，發(fā)電機(jī)電功率實(shí)測信號(hào)P的增加先于機(jī)組轉(zhuǎn)速實(shí)測信號(hào)n的降低，使負(fù)荷調(diào)節(jié)信號(hào)（

＝KΔn＋P*－Ｐ）瞬間降低，調(diào)節(jié)閥在此瞬間不是隨外負(fù)荷增加而開大，反而關(guān)小，調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)的這種現(xiàn)象稱為反調(diào)現(xiàn)象。

解決“反調(diào)”問題有兩種辦法，其一是用汽輪機(jī)的內(nèi)功率作為功率反饋信號(hào)，以便精確的控制機(jī)組輸出的電功率；其二是抑制外負(fù)荷變化初期電功率反饋信號(hào)的強(qiáng)度，讓機(jī)組轉(zhuǎn)速變化的信號(hào)處于主導(dǎo)地位。

20．電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速給定和負(fù)荷給定各有什么作用？為什么設(shè)置轉(zhuǎn)速給定值形成模塊？

解答：轉(zhuǎn)速給定的作用是根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和選定的升速率，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速給定值，使系統(tǒng)按選定的升速率，控制機(jī)組轉(zhuǎn)速逐步達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速確定的值。負(fù)荷給定的作用是根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)負(fù)荷和選定的升負(fù)荷率，產(chǎn)生負(fù)荷給定值，使系統(tǒng)按選定的升負(fù)荷率，控制機(jī)組功率逐步達(dá)到目標(biāo)負(fù)荷確定的值。改變目標(biāo)負(fù)荷，可以進(jìn)行二次調(diào)頻和各機(jī)組間的負(fù)荷調(diào)度。轉(zhuǎn)速給定和負(fù)荷給定的作用，相當(dāng)于液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的同步器。

“轉(zhuǎn)速給定”設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速是一個(gè)階躍值，系統(tǒng)設(shè)置轉(zhuǎn)速給定值形成模塊，按選定的升速率，將階躍的目標(biāo)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為線性變化的轉(zhuǎn)速給定值，使機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化率符合要求。

21．液調(diào)節(jié)系統(tǒng)在進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和負(fù)荷調(diào)節(jié)時(shí)的調(diào)節(jié)信號(hào)各由什么信號(hào)組成？

解答：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)信號(hào)是轉(zhuǎn)速給定值n*與轉(zhuǎn)速測量值n的差值（n*－n），經(jīng)放大后的信號(hào)KΔn。負(fù)荷調(diào)節(jié)時(shí)，由負(fù)荷的給定值P*0和轉(zhuǎn)速差值信號(hào)K（n０－n）組成負(fù)荷指令〔K（n０－n）＋P*0〕，負(fù)荷指令與機(jī)組實(shí)測功率P之差〔ΔP＝K（n０－n）＋P*0－P〕作為調(diào)節(jié)信號(hào)，其中n０為額定轉(zhuǎn)速。

22．閥門管理器的作用是什么？

解答：閥門管理器有兩個(gè)作用，其一是實(shí)現(xiàn)“單閥”控制（節(jié)流調(diào)節(jié)）和“順序閥”控制（噴嘴調(diào)節(jié)）方式之間相互切換；其二是將調(diào)節(jié)器輸出的負(fù)荷指令（或稱流量請求值GVSP）轉(zhuǎn)換為閥門開度請求值。

23．電液轉(zhuǎn)換器的作用是什么？

解答：來自閥門管理器輸出的閥門開度請求值和閥門開度實(shí)測值的差值，經(jīng)伺服放大器進(jìn)行功率放大后的電信號(hào)，是調(diào)節(jié)閥的閥位調(diào)節(jié)信號(hào)。電液轉(zhuǎn)換器又稱電液伺服閥，它的作用是將來自伺服放大器的閥位調(diào)節(jié)信號(hào)，轉(zhuǎn)化為油壓信號(hào)，以控制高壓主汽門、高壓調(diào)節(jié)閥和中壓調(diào)節(jié)閥的開度。

24．?dāng)?shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制方式有幾種？各有什么優(yōu)點(diǎn)？解答：DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)有自動(dòng)和手動(dòng)兩類控制方式。由“手動(dòng)／自動(dòng)”切換開關(guān)進(jìn)行切換。手動(dòng)方式一般分為二級(jí)手動(dòng)和一級(jí)手動(dòng)；自動(dòng)方式又分操作員自動(dòng)和程控自動(dòng)。這四種控制方式的級(jí)別順序?yàn)椋憾?jí)手動(dòng)→一級(jí)手動(dòng)→操作員自動(dòng)→程控自動(dòng)。其中二級(jí)手動(dòng)為最低級(jí)控制方式，操作員自動(dòng)為最基本控制方式，四種控制方式可以按級(jí)別順序無擾進(jìn)行切換。

二級(jí)手動(dòng)也稱模擬手動(dòng)，是一種備用控制方式，有些機(jī)組不設(shè)置這種控制方式。在這種方式下直接由操作員手動(dòng)閥門開度的“增／減”按鈕，向閥門控制系統(tǒng)的Vcc卡發(fā)送閥門的開度增、減指令，開啟或關(guān)小相應(yīng)閥門。

一級(jí)手動(dòng)也稱數(shù)字手動(dòng)，它是在兩臺(tái)控制計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障，轉(zhuǎn)速反饋、功率反饋和調(diào)節(jié)級(jí)壓力反饋因故障全部切除后的一種開環(huán)控制方式。此時(shí)由操作員設(shè)置目標(biāo)轉(zhuǎn)速或目標(biāo)負(fù)荷及其變化率，形成轉(zhuǎn)速給定或負(fù)荷給定值，直接送入閥門管理器，控制閥門的開度。在這種方式下，故障減負(fù)荷和機(jī)組跳閘保護(hù)系統(tǒng)均投入。

操作員自動(dòng)控制方式是由操作員設(shè)置目標(biāo)轉(zhuǎn)速或目標(biāo)負(fù)荷及其變化率，由調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)。DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)的各種功能回路都投入，系統(tǒng)具有監(jiān)視功能各種保護(hù)功能。

程控自動(dòng)方式與操作員自動(dòng)控制方式的區(qū)別是：目標(biāo)轉(zhuǎn)速或目標(biāo)負(fù)荷由控制程序設(shè)定，其變化率由計(jì)算程序根據(jù)機(jī)組的狀態(tài)計(jì)算其應(yīng)力水平確定。程控自動(dòng)方式還可以和操作員自動(dòng)或遙控方式組成聯(lián)合控制方式。此時(shí)，目標(biāo)轉(zhuǎn)速或目標(biāo)負(fù)荷及其變化率，由操作員或負(fù)荷調(diào)度中心設(shè)置，控制程序根據(jù)機(jī)組的狀態(tài)計(jì)算其應(yīng)力水平確定其變化率，對(duì)操作員或負(fù)荷調(diào)度中心設(shè)置的升速率和升負(fù)荷率進(jìn)行修正。

25．?dāng)?shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的總體功能是什么？

解答：數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的總體功能有：實(shí)現(xiàn)機(jī)組的自動(dòng)啟動(dòng)；實(shí)現(xiàn)機(jī)組負(fù)荷的自動(dòng)調(diào)節(jié)和二次調(diào)頻；對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)視；對(duì)機(jī)組進(jìn)行自動(dòng)保護(hù)。

26．什么是爐跟機(jī)？什么是機(jī)跟爐？什么是協(xié)調(diào)控制？

解答：爐跟機(jī)運(yùn)行方式將外負(fù)荷變化的信號(hào)引入汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，控制其調(diào)節(jié)閥的開度，改變其進(jìn)汽量，從而改變汽輪機(jī)的功率，使其與外負(fù)荷的變化相適應(yīng)。當(dāng)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥的開度變化時(shí)，造成鍋爐產(chǎn)汽量與汽輪機(jī)的進(jìn)汽量不平衡，主蒸汽壓力相應(yīng)變化。鍋爐燃燒調(diào)節(jié)器接受主蒸汽壓力變化的信號(hào)，進(jìn)行燃燒調(diào)整，使主蒸汽壓力恢復(fù)為規(guī)定的數(shù)值。這種調(diào)節(jié)方式可充分利用主蒸汽系統(tǒng)的蓄熱能力，但主蒸汽壓力波動(dòng)幅度較大。

機(jī)跟爐運(yùn)行方式將外負(fù)荷變化的信號(hào)引入鍋爐燃燒調(diào)節(jié)器，使鍋爐提前進(jìn)行燃燒調(diào)整（與按主蒸汽壓力變化進(jìn)行調(diào)節(jié)相比）。外負(fù)荷增加，燃燒率增大，使主蒸汽流量增加，主蒸汽壓力相應(yīng)升高。汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)主蒸汽壓力的變化，改變其調(diào)節(jié)閥的開度，使主蒸汽壓力恢復(fù)為規(guī)定的數(shù)值，機(jī)組的功率與外負(fù)荷的變化相適應(yīng)。此調(diào)節(jié)方式主蒸汽壓力波動(dòng)幅度較小，但不能利用主蒸汽系統(tǒng)的蓄熱能力。

協(xié)調(diào)控制是將單元機(jī)組作為一個(gè)整體進(jìn)行調(diào)節(jié)，它是在爐跟機(jī)或機(jī)跟爐兩種基本調(diào)節(jié)方式的基礎(chǔ)上，將外負(fù)荷變化和主蒸汽壓力變化的信號(hào)，同時(shí)引入鍋爐燃燒調(diào)節(jié)器和汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，兩者的調(diào)節(jié)相互協(xié)調(diào)，以提高機(jī)組對(duì)外負(fù)荷變化的響應(yīng)速度，并使主蒸汽壓力波動(dòng)在允許范圍內(nèi)。

27．單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制的調(diào)節(jié)原理是什么？有何優(yōu)點(diǎn)？

解答：機(jī)爐協(xié)調(diào)控制的基本原理是在機(jī)爐單獨(dú)調(diào)節(jié)、爐跟機(jī)或機(jī)跟爐的基本調(diào)節(jié)方案中，增加機(jī)爐間的協(xié)調(diào)信號(hào)回路，兩者的調(diào)節(jié)相互協(xié)調(diào)，以提高機(jī)組對(duì)外負(fù)荷變化的響應(yīng)速度，并使主蒸汽壓力波動(dòng)在允許范圍內(nèi)。

以爐跟機(jī)為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制方式，是在爐跟機(jī)基本調(diào)節(jié)方式的基礎(chǔ)上，將主蒸汽壓力變化的信號(hào)同時(shí)引入汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，仍以外負(fù)荷變化的信號(hào)控制其調(diào)節(jié)閥的開度，充分利用主蒸汽系統(tǒng)的蓄熱能力，使汽輪機(jī)的功率與外負(fù)荷的變化相適應(yīng)。若主蒸汽壓力變化在允許范圍內(nèi)，此信號(hào)不起作用；當(dāng)主蒸汽壓力的變化超過允許范圍時(shí)，該信號(hào)將限制汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)一步變化。另外，將汽輪機(jī)的功率信號(hào)同時(shí)引入鍋爐燃燒調(diào)節(jié)器，仍以主蒸汽壓力變化為主調(diào)信號(hào)，而汽輪機(jī)的功率信號(hào)用于強(qiáng)化燃燒調(diào)節(jié)，減緩鍋爐燃燒調(diào)節(jié)的遲緩，使燃燒指令直接與汽輪機(jī)的能量需求相平衡。以機(jī)跟爐為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制方式，是在爐跟機(jī)或機(jī)跟爐兩種基本調(diào)節(jié)方式的基礎(chǔ)上，將外負(fù)荷變化的信號(hào)同時(shí)引入鍋爐燃燒調(diào)節(jié)器，仍以主蒸汽壓力變化為主調(diào)信號(hào)，而外負(fù)荷變化信號(hào)用于強(qiáng)化燃燒調(diào)節(jié)，以縮小機(jī)、爐調(diào)節(jié)對(duì)外負(fù)荷變化響應(yīng)速度的差別。此時(shí)將外負(fù)荷變化和主蒸汽壓力變化的信號(hào)同時(shí)引入汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，根據(jù)主蒸汽壓力改變調(diào)節(jié)閥的開度（主蒸汽壓力升高，調(diào)節(jié)閥開大），使汽輪機(jī)的功率變化，與外負(fù)荷的變化相適應(yīng)，維持主蒸汽壓力為設(shè)定值。而引入外負(fù)荷變化的信號(hào)，則使汽輪機(jī)充分利用主蒸汽系統(tǒng)的蓄熱能力，提高機(jī)組對(duì)外負(fù)荷變化的響應(yīng)速度。

單元機(jī)組的協(xié)調(diào)控制是解決大系統(tǒng)控制問題基本策略的具體運(yùn)用。它采用分解與協(xié)調(diào)的基本方法，把系統(tǒng)分解成機(jī)、爐和其他輔機(jī)的若干個(gè)子系統(tǒng)，進(jìn)行分塊處理，求得各塊達(dá)到最優(yōu)控制。再從系統(tǒng)的全局出發(fā)進(jìn)行各子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)，求得各子系統(tǒng)之間的和諧，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的最優(yōu)控制。因此，既可加快鍋爐的燃燒調(diào)節(jié)、充分利用主蒸汽系統(tǒng)的蓄熱能力，提高機(jī)組對(duì)外負(fù)荷變化的響應(yīng)速度，又可保證主蒸汽壓力波動(dòng)在允許范圍內(nèi)，提高單元機(jī)組調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。同時(shí)，在協(xié)調(diào)中充分考慮控制對(duì)象的性能和相互間的影響，控制精度和可靠性都很高。另外，它把自動(dòng)調(diào)節(jié)、狀態(tài)監(jiān)視、邏輯控制、聯(lián)鎖保護(hù)和報(bào)警顯示等功能有機(jī)地結(jié)合在一起，組成一個(gè)具有多種控制功能，滿足不同運(yùn)行方式和不同運(yùn)行工況控制要求的綜合控制系統(tǒng)。由于采用分散處理，各控制器的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，易于整定和維修。第三章

汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行思考題答案

1．熱耗率反映了汽輪發(fā)電機(jī)組中那些的損失，2．它與機(jī)組絕對(duì)內(nèi)效率有什么關(guān)系？

解答：機(jī)組熱耗率與絕對(duì)電效率相對(duì)應(yīng)，它反映：①機(jī)組的冷源損失，包括汽輪機(jī)的級(jí)內(nèi)各項(xiàng)損失和系統(tǒng)中各管道的阻力（節(jié)流）損失等；②汽輪發(fā)電機(jī)組的機(jī)械傳動(dòng)損失；③發(fā)電機(jī)損失；

④熱力系統(tǒng)內(nèi)各種管道的散熱損失；⑤熱力系統(tǒng)內(nèi)各種汽水損失。

機(jī)組熱耗率與機(jī)組絕對(duì)內(nèi)效率的關(guān)系可由公式q

0

=3600/ηiηmηg（kJ/kW·h）來表達(dá)。由該式可見，機(jī)組熱耗率與機(jī)組絕對(duì)內(nèi)效率成反比，它是影響機(jī)組熱耗率的決定因素。機(jī)組絕對(duì)內(nèi)效率越高，機(jī)組熱耗率就越小，機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性越好。

3．求取機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指4．標(biāo)5．有那些方法？它們各有什么特點(diǎn)？

解答：一般來說，在下列四種情況下，需要求取機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：①汽輪機(jī)本體設(shè)計(jì)時(shí)；②設(shè)計(jì)熱力系統(tǒng)時(shí)；③評(píng)價(jià)機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性時(shí)；④機(jī)組熱力試驗(yàn)時(shí)。在不同情況下求取機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，采用不同的方法。

①汽輪機(jī)本體設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)首先擬定一個(gè)相對(duì)簡單的熱力系統(tǒng)(只考慮基本汽水流程及軸封、門桿漏汽、廠用汽等)，然后同時(shí)進(jìn)行通流部分的設(shè)計(jì)計(jì)算和熱力系統(tǒng)的熱力計(jì)算。因?yàn)槠啓C(jī)通流部分的設(shè)計(jì)計(jì)算需要已知各級(jí)的流量和各段回?zé)岢槠?；而確定各段回?zé)岢槠康臒崞胶庥?jì)算，又需要已知通流部分的蒸汽參數(shù)。因此兩種計(jì)算需要交叉進(jìn)行，通過反復(fù)迭代達(dá)到預(yù)定的精度。一旦整個(gè)機(jī)組各部分的流量和參數(shù)都確定后，其熱經(jīng)濟(jì)性也就隨之確定。此外，還須同樣的方法進(jìn)行不同工況下的熱力計(jì)算，求取各工況下的熱經(jīng)濟(jì)性。

其特點(diǎn)是：各種損失均按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算；回?zé)岢槠膲毫p失和加熱器端差按規(guī)定取值；計(jì)算出的熱經(jīng)濟(jì)性僅為理論值。

②熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)已選定鍋爐、汽輪機(jī)，以及擬定的熱力系統(tǒng)來計(jì)算其熱經(jīng)濟(jì)性。這時(shí)，汽輪機(jī)及熱力系統(tǒng)的汽水參數(shù)均為已知，各種系數(shù)則通常按規(guī)定取值或取額定值。計(jì)算中設(shè)主蒸汽的流量為1kg，首先計(jì)算各輔助汽水的份額（即相對(duì)主蒸汽流量為1kg時(shí)的流量），然后根據(jù)加熱器的熱平衡計(jì)算，確定各回?zé)岢槠姆蓊~，從而算出排汽份額，以及1kg主蒸汽在汽輪機(jī)中所作內(nèi)功和在鍋爐（包括在再熱器中）的吸熱量等，最后便可求得機(jī)組的熱耗率。如果所擬定的熱力系統(tǒng)相對(duì)汽輪機(jī)制造廠設(shè)定的熱力系統(tǒng)有較大的改動(dòng)，則應(yīng)對(duì)抽汽壓力和抽汽比焓作相應(yīng)的修正。此外，還可以運(yùn)用這種方法對(duì)多種不同的熱力系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行計(jì)算、比較，達(dá)到優(yōu)化熱力系統(tǒng)的目的。其特點(diǎn)是：鍋爐、汽輪機(jī)的效率取制造廠的給定值；回?zé)岢槠膲毫p失和加熱器端差按規(guī)定取值；計(jì)算出的熱經(jīng)濟(jì)性僅為設(shè)計(jì)工況的理論值。

③在機(jī)組運(yùn)行中求取其熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，可以通過機(jī)組性能實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)完成。機(jī)組性能實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，計(jì)算出機(jī)組的熱耗率和其他熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

其特點(diǎn)是：各種參數(shù)均為實(shí)測值；但由于相鄰機(jī)組之間不可避免地存在工質(zhì)交流，且主蒸汽流量測量存在誤差，故嚴(yán)格來講，實(shí)時(shí)計(jì)算出的機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)并不很準(zhǔn)確。

④機(jī)組熱力試驗(yàn)時(shí)，求取其熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的方法與機(jī)組運(yùn)行中的求取方法相同。

其特點(diǎn)是：試驗(yàn)時(shí)對(duì)機(jī)組的熱力系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的隔離，并安裝準(zhǔn)確的流量計(jì)測量汽水流量，各貯水容器(如除氧器水箱、鍋爐汽包等)的水位變化也予以考慮，并且計(jì)算前先對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，故能夠很準(zhǔn)確地測量各處的汽水流量，計(jì)算出機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)也準(zhǔn)確。

6．實(shí)時(shí)監(jiān)測熱經(jīng)濟(jì)指7．標(biāo)8．為什么不9．能替代熱力試驗(yàn)？

解答：由于正在運(yùn)行的機(jī)組不可能完全與相鄰機(jī)組隔離；汽包、除氧器水箱等容器的水位也不可能完全穩(wěn)定；實(shí)測的主蒸汽流量或由調(diào)節(jié)級(jí)后壓力換算求得的主蒸汽流量都存在誤差，因此實(shí)時(shí)監(jiān)測的性能指標(biāo)值并不十分準(zhǔn)確，故不能取代熱力試驗(yàn)準(zhǔn)確測定機(jī)組的熱耗率。

10．影響汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率的因素有那些？

解答：汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率反映機(jī)組通流部分的完善程度和運(yùn)行狀況。影響汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率的主要因素有：汽輪機(jī)通流部分結(jié)構(gòu)和表面狀態(tài)的變化；通流部分動(dòng)、靜間隙的變化；汽輪機(jī)的負(fù)荷、進(jìn)汽參數(shù)和調(diào)節(jié)閥門開度的變化等。

11．機(jī)組主蒸汽參數(shù)降低為什么會(huì)影響其熱經(jīng)濟(jì)性？

解答：主蒸汽參數(shù)是決定機(jī)組所采用的基本循環(huán)特性的重要參數(shù)，它們決定熱力循環(huán)的平均吸熱溫度，對(duì)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。在終參數(shù)不變情況下，主蒸汽壓力或溫度降低，將使熱力循環(huán)的平均吸熱溫度降低，從而循環(huán)熱效率降低，影響了機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。

12．機(jī)組運(yùn)行時(shí)，13．引起表面式加熱器端差增加的原因有那些？

解答：機(jī)組運(yùn)行中，引起表面式加熱器端差增加的原因很多，主要表現(xiàn)為：①加熱器水管泄漏造成給水流到其汽側(cè)，或者疏水器失靈，以致汽側(cè)水位升高而淹沒加熱器水管，致使實(shí)際傳熱面積減小，傳熱溫差增大，端差增加；②加熱器抽氣系統(tǒng)故障或者加熱器漏氣嚴(yán)重（對(duì)于處于真空狀態(tài)的加熱器而言）致使加熱器內(nèi)不凝結(jié)氣體積聚，這些氣體附著在水管外側(cè)，致使傳熱系數(shù)降低，端差增加；③加熱水管的表面被污染或結(jié)垢，使傳熱熱阻增大，端差增加；④電廠常采用堵管的方法來臨時(shí)處理加熱器水管破裂的問題，而不至完全切除加熱器，當(dāng)堵塞的管束增多時(shí)，造成傳熱面積減少，而引起端差增加。

14．蒸汽管道的節(jié)流損失在數(shù)量和質(zhì)量上是如何體現(xiàn)的？

解答：蒸汽在管道中流動(dòng)時(shí)，由于蒸汽管道及其閥門存在沿程阻力和局部阻力，產(chǎn)生壓力損失，其大小一般采用壓損系數(shù)來表示。壓損系數(shù)的大小與蒸汽的熱力參數(shù)、流速，以及管道的內(nèi)徑有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來確定經(jīng)濟(jì)上合理的壓力損失。

壓力損失是一種不明顯的熱力損失，使蒸汽的作功能力下降，即能量質(zhì)量的下降。機(jī)組運(yùn)行時(shí)，進(jìn)、排汽節(jié)流損失增加，蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的理想焓降減小，所作的機(jī)械功減少。抽汽管道的壓力損失增加，雖然抽汽的比焓不變。但使加熱器內(nèi)蒸汽壓力降低，引起加熱器內(nèi)蒸汽溫度降低。若端差不變，則加熱器出口水溫降低，造成給水加熱不足。此時(shí)雖然本級(jí)抽汽量有所減少，但相鄰上一級(jí)（壓力較高）加熱器的抽汽量則因其進(jìn)口水溫降低而增大。這樣，在相同的加熱效果下（本級(jí)進(jìn)口水溫和上一級(jí)出口水溫不變），能級(jí)較高的抽汽增多，能級(jí)較低的抽汽減少，蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)所作的機(jī)械功減少，其熱經(jīng)濟(jì)性降低。

15．加熱器旁路泄漏為什么會(huì)引起機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的下降？解答：加熱器旁路裝置是加熱器切除時(shí)，提供主凝結(jié)水或給水繞過加熱器的通路。正常運(yùn)行時(shí)旁路閥門應(yīng)關(guān)閉嚴(yán)密，以保證所有被加熱的水都能流經(jīng)加熱器。而運(yùn)行時(shí)往往因旁路閥門關(guān)閉不嚴(yán)導(dǎo)致泄漏，一部分水量經(jīng)旁路繞過加熱器流走，使加熱器出口水溫降低，產(chǎn)生給水加熱不足。雖本級(jí)加熱器的抽汽量因此而減少，但上一級(jí)加熱器的抽汽量相應(yīng)增加，降低了機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性。顯然，旁路泄漏份額越大，熱經(jīng)濟(jì)性降低越多；泄漏份額相同時(shí)，大旁路（多個(gè)加熱器共用）的泄漏比小旁路（一個(gè)加熱器的）泄漏對(duì)熱經(jīng)濟(jì)性的影響大。

16．引起機(jī)組真空下降的因素有那些？

解答：影響凝汽器真空的因素很多，除了凝汽器本身結(jié)構(gòu)因素外，還與真空系統(tǒng)嚴(yán)密性、冷卻水量、冷卻水入口溫度、管束的清潔度、抽氣器的性能等有關(guān)。凝汽器運(yùn)行中的常見問題是真空降低，這大多與真空系統(tǒng)嚴(yán)密性和抽氣器工作不正常有關(guān)。

引起機(jī)組真空下降的因素主要有：①凝汽器管束內(nèi)表面臟污，傳熱熱阻增加，使傳熱端差增大；②真空系統(tǒng)不嚴(yán)密，漏入空氣量過大，或抽空氣設(shè)備運(yùn)行不良，使凝汽器汽側(cè)積存過量空氣，影響凝汽器內(nèi)的傳熱，傳熱端差和過冷度增大；③循環(huán)水泵故障或凝汽器銅管被堵塞，或循環(huán)水系統(tǒng)閥門未處于全開狀態(tài)，而導(dǎo)致通過凝汽器的循環(huán)水量減少，使循環(huán)水溫的升高值增大；④凝汽器水位過高，淹沒了下層管束，冷卻面積減小。

17．相對(duì)于定壓運(yùn)行，18．機(jī)組滑壓運(yùn)行有那些優(yōu)缺點(diǎn)？

解答：負(fù)荷調(diào)節(jié)時(shí)，相對(duì)于定壓運(yùn)行，單元機(jī)組采用滑壓運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)有：①滑壓運(yùn)行時(shí)，保持進(jìn)汽溫度基本不變，在相同的變負(fù)荷速度下，轉(zhuǎn)子和汽缸的溫度變化小，其熱應(yīng)力和轉(zhuǎn)子的相對(duì)脹差變化較小，可以加快負(fù)荷變化速度，提高汽輪機(jī)對(duì)外負(fù)荷變化的適應(yīng)性。②滑壓運(yùn)行時(shí)，鍋爐受熱面和主蒸汽管道內(nèi)的壓力下降，其應(yīng)力降低，可以延長機(jī)組使用壽命，提高其可靠性。并且，由于滑壓運(yùn)行時(shí)汽輪機(jī)末級(jí)蒸汽濕度的減少，而減輕對(duì)葉片的沖蝕，延長了末級(jí)葉片的使用壽命。③滑壓運(yùn)行在一定程度上提高了機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性。首先，部分負(fù)荷下，汽輪機(jī)的進(jìn)汽節(jié)流損失減小，相對(duì)內(nèi)效率相對(duì)提高；其次，在較大的負(fù)荷變化范圍內(nèi)保持主蒸汽和再熱蒸汽溫度不變，在一定條件下，循環(huán)效率相應(yīng)提高；第三，滑壓運(yùn)行時(shí)可以采用變速給水泵調(diào)壓運(yùn)行，在部分負(fù)荷下可降低水泵的耗功量，減少了廠用電的消耗；最后，除氧器可采用滑壓運(yùn)行，既消除了調(diào)壓閥造成的節(jié)流損失，又可以提高回?zé)嵯到y(tǒng)的運(yùn)行效果，有利于提高機(jī)組滑壓運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

機(jī)組采用滑壓運(yùn)行也存在一些問題：①主蒸汽壓力降低時(shí)機(jī)組的循環(huán)熱效率會(huì)降低，對(duì)于亞臨界機(jī)組，在高負(fù)荷區(qū)汽輪機(jī)內(nèi)效率的提高不足以彌補(bǔ)循環(huán)熱效率降低對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響；另外，若從額定負(fù)荷開始就采用滑壓運(yùn)行（即所謂純滑壓運(yùn)行），調(diào)速閥已經(jīng)全開，負(fù)荷增加時(shí)沒有其他調(diào)節(jié)手段，因此只有在適當(dāng)?shù)呢?fù)荷下，采用滑壓運(yùn)行對(duì)經(jīng)濟(jì)性才有利。②超臨界機(jī)組采用滑壓運(yùn)行時(shí)，水冷壁回路將移近臨界壓力點(diǎn)（22.12MPa），在這點(diǎn)以下將出現(xiàn)兩相流動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)工況的惡化。同時(shí)由于壓力的變化，管壁溫度變化很大，對(duì)金屬熱應(yīng)力的影響較大。同時(shí)為了維持水冷壁內(nèi)壓力，給水泵功率降低得較少，這樣就削弱了滑壓運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)。③采用滑壓運(yùn)行時(shí)，若汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)閥在整個(gè)負(fù)荷變化范圍內(nèi)均處于全開狀態(tài)，完全要靠鍋爐調(diào)節(jié)燃燒來適應(yīng)負(fù)荷變化，存在負(fù)荷調(diào)節(jié)滯后的問題。因此采用該運(yùn)行方式時(shí)，汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)閥在整個(gè)負(fù)荷變化范圍內(nèi)，要保持一、兩個(gè)調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，以便機(jī)、爐實(shí)行協(xié)調(diào)控制。

11.為什么滑壓運(yùn)行汽輪機(jī)在部分負(fù)荷時(shí)，相對(duì)于噴嘴調(diào)節(jié)汽輪機(jī)而言其熱經(jīng)濟(jì)性的高低取決于ΔQ０和ΔQｓ1的相對(duì)大小？

解答：同一機(jī)組采用滑壓調(diào)節(jié)或噴嘴調(diào)節(jié)，其主蒸汽和再熱蒸汽的溫度均為額定值，在進(jìn)汽量相同時(shí)，中壓缸的進(jìn)汽參數(shù)和熱力過程基本相同，其差別僅在于高壓缸的進(jìn)汽和排汽參數(shù)不同。采用滑壓調(diào)節(jié)時(shí)，高壓缸的進(jìn)汽和排汽比焓h

0”、

hs

l均較高。由于排汽參數(shù)不同，滑壓調(diào)節(jié)與噴嘴調(diào)節(jié)在中間再熱器中吸熱量的差值為：ΔQ

s

l

=[(h

)

s

l–(h

)

n]

G1

；

而兩者有用功的差值（即有效熱降）為高壓缸因進(jìn)汽比焓較高而多作的功與排汽比焓較高而少作的功之差，即：

Wn–Ws

l

=

G1

[

h

0”–h

0]–G1

[(h

)s

l–(h

)

n]=ΔQ

0

–ΔQ

s

l

其中：ΔQ

0

即蒸汽在過熱器中多吸的熱，ΔQ

sl

為蒸汽在再熱器中多吸的熱。

故滑壓運(yùn)行的熱效率為：

Ws

l

Wn

+ΔQ

0

–ΔQ

s

l

(ηt)

s

l

=

———

=

——————————

Q

sl

Q1

+ΔQ

0–ΔQ

s

l

而噴嘴調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的熱效率為：

Wn

(ηt)

n

=

——

Q1

根據(jù)分