2024年汽輪機運行操作工值班員技能及理論知識考試題庫(附含答案)一、選擇題1.汽輪機沖動轉(zhuǎn)子時，真空一般維持在（）kPa，若真空過低，易引起（）動作。A.60-70；軸向位移保護B.60-70；低壓缸大氣安全門C.30-40；軸向位移保護D.30-40；低壓缸大氣安全門答案：B解析：汽輪機沖動轉(zhuǎn)子時，真空一般維持在60-70kPa。若真空過低，在沖轉(zhuǎn)時，大量空氣會進入汽輪機，使低壓缸內(nèi)壓力急劇升高，易引起低壓缸大氣安全門動作。2.汽輪機正常運行中，凝汽器真空（）凝結水泵入口的真空。A.大于B.等于C.小于D.無法比較答案：A解析：凝汽器內(nèi)蒸汽凝結成水后形成高度真空，而凝結水泵入口存在一定的壓力損失等因素，所以凝汽器真空大于凝結水泵入口的真空。3.當主蒸汽溫度不變而壓力升高時，汽輪機末幾級的蒸汽（）。A.濕度減小B.濕度增大C.濕度不變D.無法確定答案：B解析：主蒸汽溫度不變而壓力升高時，蒸汽的過熱度減小，末幾級蒸汽更容易達到飽和狀態(tài)，濕度增大。4.汽輪機啟動前先啟動潤滑油泵，運行一段時間后再啟動高壓調(diào)速油泵，其目的主要是（）。A.提高油溫B.先使各軸瓦充油C.排出調(diào)速系統(tǒng)積存的空氣D.降低油溫答案：C解析：啟動潤滑油泵運行一段時間后再啟動高壓調(diào)速油泵，主要是為了排出調(diào)速系統(tǒng)積存的空氣，防止空氣進入調(diào)速系統(tǒng)影響調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性。5.汽輪機熱態(tài)啟動時若出現(xiàn)負脹差，主要原因是（）。A.暖機不充分B.沖轉(zhuǎn)時蒸汽溫度偏高C.沖轉(zhuǎn)時蒸汽溫度偏低D.汽缸夾層加熱裝置使用不當答案：C解析：熱態(tài)啟動時，若沖轉(zhuǎn)時蒸汽溫度偏低，會使轉(zhuǎn)子收縮快于汽缸，從而出現(xiàn)負脹差。二、判斷題1.汽輪機啟動時，金屬中的熱應力大小是由其內(nèi)外壁溫差決定的，而上、下缸溫差是監(jiān)視汽缸產(chǎn)生熱彎曲的控制指標。（）答案：正確解析：熱應力與金屬內(nèi)外壁溫差密切相關，溫差越大熱應力越大。上、下缸溫差過大可能導致汽缸熱彎曲，所以是監(jiān)視汽缸熱彎曲的控制指標。2.汽輪機正常運行中，當主蒸汽溫度及其他條件不變時，主蒸汽壓力升高則主蒸汽流量減少。（）答案：正確解析：根據(jù)流量公式，在主蒸汽溫度及其他條件不變時，主蒸汽壓力升高，蒸汽比容減小，在調(diào)節(jié)閥開度不變的情況下，主蒸汽流量減少。3.汽輪機在穩(wěn)定工況下運行時，汽缸和轉(zhuǎn)子的熱應力趨近于零。（）答案：正確解析：穩(wěn)定工況下，金屬溫度不再變化，內(nèi)外壁溫差基本為零，所以熱應力趨近于零。4.凝汽器的端差是指凝汽器排汽溫度與循環(huán)水進口溫度之差。（）答案：錯誤解析：凝汽器的端差是指凝汽器排汽溫度與循環(huán)水出口溫度之差。5.汽輪機軸向位移保護必須在沖轉(zhuǎn)前投入。（）答案：正確解析：軸向位移保護是汽輪機重要的保護之一，在沖轉(zhuǎn)前投入可以在汽輪機啟動過程中及時保護設備，防止軸向位移過大損壞設備。三、簡答題1.簡述汽輪機啟動前暖管的目的及暖管的方法。答：暖管的目的是使管道及附件（閥門、法蘭）均勻受熱，防止因升溫過快而產(chǎn)生較大的熱應力，避免管道變形、裂紋甚至破裂；同時，排除管內(nèi)的凝結水，防止在啟動過程中發(fā)生水沖擊。暖管的方法：-低壓暖管：開啟主蒸汽管道上的疏水門，緩慢開啟電動主閘閥的旁路閥，使主蒸汽以較低的壓力和流量進入管道進行暖管。控制暖管速度，一般溫升速度為2-3℃/min。在此過程中，密切監(jiān)視管道的膨脹情況和疏水情況。-升壓暖管：當管道壁溫接近主蒸汽壓力下的飽和溫度時，逐漸關閉電動主閘閥的旁路閥，緩慢開啟電動主閘閥，提升管道內(nèi)的蒸汽壓力至沖轉(zhuǎn)參數(shù)。在升壓過程中，繼續(xù)控制溫升速度，同時注意檢查管道的支吊架是否正常。2.汽輪機運行中，主蒸汽壓力變化時應注意哪些問題？答：-主蒸汽壓力升高時：-當主蒸汽壓力升高超過允許值時，會使調(diào)節(jié)級葉片過負荷，應及時調(diào)整，防止長期超壓運行。-主蒸汽壓力升高，蒸汽溫度不變時，末幾級葉片濕度增大，可能加劇葉片的水蝕，要加強對末幾級葉片的監(jiān)視。-主蒸汽壓力升高會使承壓部件承受的應力增大，要密切監(jiān)視主蒸汽管道、汽缸等承壓部件的膨脹、變形情況，防止出現(xiàn)泄漏等異常。-主蒸汽壓力降低時：-主蒸汽壓力降低，機組的焓降減小，汽耗量增加，機組效率降低，經(jīng)濟性變差。-若要維持機組負荷不變，需要增加進汽量，可能會使軸向推力增大，應注意軸向位移的變化。-主蒸汽壓力過低時，可能會導致調(diào)速汽門接近全開，影響機組的調(diào)節(jié)性能，甚至可能無法維持額定負荷。3.如何判斷汽輪機真空系統(tǒng)漏空氣？答：-真空下降速度：正常運行中，若發(fā)現(xiàn)凝汽器真空下降速度較快，且排除循環(huán)水量減少、軸封供汽不足等其他原因后，很可能是真空系統(tǒng)漏空氣。例如，在短時間內(nèi)真空下降超過規(guī)定值，就需要進一步檢查。-凝結水過冷度增大：當真空系統(tǒng)漏入空氣時，空氣會積聚在凝汽器銅管周圍，影響蒸汽的凝結，使凝結水溫度低于排汽壓力下的飽和溫度，導致凝結水過冷度增大。-空氣抽出器負荷增大：如果空氣抽出器的電流或蒸汽耗量增大，說明抽出的空氣量增多，可能存在真空系統(tǒng)漏空氣的情況。-用蠟燭或氦質(zhì)譜儀檢查：在可能泄漏的部位，如法蘭、閥門、管道焊縫等，用蠟燭靠近，若火焰被吸向泄漏處，可初步判斷有泄漏；也可以使用氦質(zhì)譜儀進行更精確的檢測。4.汽輪機發(fā)生水沖擊的現(xiàn)象有哪些？答：-主蒸汽溫度急劇下降：水沖擊時，大量低溫水進入蒸汽管道，會使主蒸汽溫度在短時間內(nèi)急劇下降。-主蒸汽管道振動：水在管道內(nèi)流動會引起管道的劇烈振動，同時可能伴有水擊聲，嚴重時管道支吊架可能損壞。-汽輪機內(nèi)部聲音異常：汽輪機內(nèi)有水沖擊時，會發(fā)出異音，如金屬摩擦聲、水擊聲等。-軸向位移增大：水沖擊會使蒸汽的流動方向和動量發(fā)生變化，導致軸向推力突然增大，軸向位移指示值會明顯增大。-推力瓦溫度升高：軸向推力增大，會使推力瓦承受的負荷增加，導致推力瓦溫度升高。-機組振動增大：水沖擊破壞了汽輪機轉(zhuǎn)子的平衡，使機組振動明顯增大。四、計算題1.某臺汽輪機額定功率$P=300MW$，在某一工況下運行時，測得其進汽焓$h_1=3347kJ/kg$，排汽焓$h_2=2248kJ/kg$，蒸汽流量$D=940t/h$，求該工況下汽輪機的相對內(nèi)效率$\eta_{ri}$。解：首先計算理想焓降$\Deltah_t$：$\Deltah_t=h_1-h_{2t}$（假設為理想過程，這里先不考慮其他因素，認為排汽為理想狀態(tài)）實際焓降$\Deltah=h_1-h_2$$\Deltah=3347-2248=1099kJ/kg$汽輪機的軸端功率$P$與蒸汽流量$D$、實際焓降$\Deltah$的關系為$P=D\times\Deltah\times1000/3600$（將蒸汽流量單位換算為$kg/s$）$D=940\times1000/3600\approx261.11kg/s$假設理想功率$P_t$，理想焓降為$\Deltah_t$，則$P_t=D\times\Deltah_t\times1000/3600$相對內(nèi)效率$\eta_{ri}=\frac{\Deltah}{\Deltah_t}$先計算理想功率$P_t$，在理想情況下，若忽略機械損失等，根據(jù)能量守恒，設理想焓降$\Deltah_t$，已知$P=300\times1000kW$，$D=261.11kg/s$$P=D\times\Deltah\times1000/3600$，$P_t=D\times\Deltah_t\times1000/3600$$\eta_{ri}=\frac{P}{P_t}=\frac{\Deltah}{\Deltah_t}$假設理想排汽焓$h_{2t}$，若按等熵膨脹，先不考慮其他復雜因素，我們可根據(jù)實際數(shù)據(jù)計算$\eta_{ri}=\frac{h_1-h_2}{h_1-h_{2t}}$，這里假設為簡單情況，認為理想排汽焓$h_{2t}$可使理想焓降計算后滿足效率計算$\eta_{ri}=\frac{3347-2248}{3347-2200}\approx\frac{1099}{1147}\approx0.958=95.8\%$2.已知某凝汽器循環(huán)水進口溫度$t_1=20℃$，出口溫度$t_2=30℃$，排汽溫度$t_s=35℃$，求該凝汽器的端差$\deltat$和循環(huán)水溫升$\Deltat$。解：-循環(huán)水溫升$\Deltat$：循環(huán)水溫升是指循環(huán)水出口溫度與進口溫度之差，即$\Deltat=t_2-t_1$$\Deltat=30-20=10℃$-端差$\deltat$：端差是指凝汽器排汽溫度與循環(huán)水出口溫度之差，即$\deltat=t_s-t_2$$\deltat=35-30=5℃$五、論述題1.論述汽輪機啟動過程中可能出現(xiàn)的問題及處理方法。答：汽輪機啟動過程是一個復雜的熱力過程，可能會出現(xiàn)以下問題及相應的處理方法：（一）溫度方面的問題-上下缸溫差大-原因：啟動過程中，汽缸上半散熱條件差，而下半有抽汽管道、疏水管道等，散熱較快；暖機時間不足，汽缸加熱不均勻；保溫層損壞等。-處理方法：嚴格控制暖機時間和升速、升溫速度，保證汽缸均勻受熱；檢查保溫層是否完好，如有損壞及時修復；當上下缸溫差超過規(guī)定值時，應停止升速或減負荷，加強暖機，必要時可投入汽缸夾層加熱裝置。-法蘭內(nèi)外壁溫差大-原因：法蘭加熱裝置使用不當，加熱蒸汽量不足或溫度不合適；暖管時間短，蒸汽參數(shù)不穩(wěn)定。-處理方法：正確投入法蘭加熱裝置，根據(jù)法蘭內(nèi)外壁溫差調(diào)整加熱蒸汽的壓力和溫度；延長暖管時間，確保蒸汽參數(shù)穩(wěn)定；當法蘭內(nèi)外壁溫差過大時，適當降低升速、升溫速度，待溫差減小后再繼續(xù)啟動。（二）振動方面的問題-啟動中振動異常增大-原因：轉(zhuǎn)子動不平衡，可能是啟動前轉(zhuǎn)子上有異物附著或轉(zhuǎn)子本身存在質(zhì)量不平衡；軸系中心不正，包括聯(lián)軸器中心偏差、軸承座安裝不正等；油溫過低或過高，影響軸承油膜的穩(wěn)定性；汽缸膨脹不暢，產(chǎn)生不均勻應力。-處理方法：若振動異常增大，應立即打閘停機，檢查轉(zhuǎn)子是否有異物，必要時進行動平衡試驗；重新調(diào)整軸系中心，確保聯(lián)軸器中心和軸承座安裝符合要求；調(diào)整油溫至合適范圍，一般油溫應保持在38-45℃；檢查汽缸膨脹情況，消除阻礙膨脹的因素。-臨界轉(zhuǎn)速下振動大-原因：臨界轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)子的振動頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近，產(chǎn)生共振。-處理方法：在臨界轉(zhuǎn)速下，應快速平穩(wěn)地通過，避免在臨界轉(zhuǎn)速附近停留。若振動過大，超過規(guī)定值，應立即打閘停機，待轉(zhuǎn)子靜止后，分析原因并采取相應措施，如檢查轉(zhuǎn)子平衡等，然后重新啟動。（三）真空方面的問題-真空下降-原因：真空系統(tǒng)泄漏，如法蘭、閥門、管道焊縫等部位漏空氣；循環(huán)水量不足，可能是循環(huán)水泵故障、循環(huán)水管道堵塞等；軸封供汽不足，軸封加熱器水位異常等。-處理方法：用蠟燭或氦質(zhì)譜儀檢查真空系統(tǒng)泄漏部位，及時進行堵漏；檢查循環(huán)水泵運行情況，清理循環(huán)水管道，保證循環(huán)水量正常；調(diào)整軸封供汽壓力，檢查軸封加熱器水位，維持水位在正常范圍內(nèi)。若真空下降過快且無法恢復，應根據(jù)情況減負荷或停機。（四）軸向位移方面的問題-軸向位移增大-原因：汽輪機進汽參數(shù)變化，如主蒸汽壓力、溫度降低，使軸向推力增大；葉片結垢，使通流部分面積減小，軸向推力增加；推力軸承損壞或潤滑不良。-處理方法：及時調(diào)整進汽參數(shù)，使其恢復正常；若懷疑葉片結垢，可進行通流部分清洗；檢查推力軸承溫度、潤滑油壓等參數(shù)，若推力軸承損壞，應立即停機檢修。當軸向位移超過規(guī)定值時，軸向位移保護應動作，否則應手動打閘停機。2.論述如何提高汽輪機的運行效率。答：提高汽輪機的運行效率對于電廠的經(jīng)濟性和能源利用具有重要意義，可從以下幾個方面入手：（一）優(yōu)化蒸汽參數(shù)-提高主蒸汽溫度和壓力：根據(jù)汽輪機的設計要求，在安全允許的范圍內(nèi)，提高主蒸汽溫度和壓力可以增加蒸汽的焓降，使更多的熱能轉(zhuǎn)化為機械能，從而提高汽輪機的效率。例如，超臨界和超超臨界機組通過提高蒸汽參數(shù)，大大提高了發(fā)電效率。但同時要注意對設備材料和運行控制的要求也更高，需確保設備的安全運行。-降低排汽壓力：排汽壓力越低，蒸汽在汽輪機內(nèi)的膨脹過程越充分，焓降越大，效率越高?？赏ㄟ^優(yōu)化凝汽器的運行來降低排汽壓力，如保證循環(huán)水量充足、提高循環(huán)水的冷卻效果、確保真空系統(tǒng)嚴密性等。（二）改善通流部分性能-保持葉片清潔：葉片結垢會使通流部分面積減小，蒸汽流動阻力增大，效率降低。定期對葉片進行清洗，可采用濕蒸汽清洗或化學清洗等方法，恢復葉片的原有形狀和表面光潔度，提高蒸汽的流動效率。-優(yōu)化葉片設計：采用先進的葉片設計技術，如三元流葉片，可改善蒸汽在葉片中的流動特性，減少流動損失，提高級效率。同時，合理的葉片