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汽輪機設(shè)備結(jié)構(gòu)與工作原理
1.汽輪機工作的基本原理是怎樣的?汽輪機發(fā)電機組是如何發(fā)出電來
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(nèi)膨
脹獲得很高的速度。高速流動的蒸汽流經(jīng)汽輪機轉(zhuǎn)子上的動葉片做功,
當動葉片為反動式時,蒸汽在動葉中發(fā)生膨脹產(chǎn)生的反動力亦使動葉片
做功,動葉帶動汽輪機轉(zhuǎn)子,按一定的速度均勻轉(zhuǎn)動。這就是汽輪機最
基本的工作原理。從能量轉(zhuǎn)換的角度講,蒸汽的熱能在噴嘴內(nèi)轉(zhuǎn)換為汽
流動能,動葉片又將動能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換成機械能。汽輪機的轉(zhuǎn)子與發(fā)電機轉(zhuǎn)子是用聯(lián)軸
器連接起來的,汽輪機轉(zhuǎn)子以一定速度轉(zhuǎn)動時,發(fā)電機轉(zhuǎn)子也跟著轉(zhuǎn)動,
由于電磁感應(yīng)的作用,發(fā)電機靜子線圈中產(chǎn)生電流,通過變電配電設(shè)備
向用戶供電。
2.汽輪機如何分類?汽輪機按熱力過程可分為:⑴凝汽式汽輪機(代
號為N)。⑵一次調(diào)整抽汽式汽輪機(代號為C)o(3)二次調(diào)整抽汽
式汽輪機(代號為C、C)。⑷背壓式汽輪機(代號為B)。按工作原
理可分為:⑴沖動式汽輪機。⑵反動式汽輪機。⑶沖動反動聯(lián)合式
汽輪機。按新蒸汽壓力可分為:⑴低壓汽輪機新汽壓力為1.18-
1.47MPao⑵中壓汽輪機新汽壓力為1.96~3.92MPao(3)高壓汽輪
機新汽壓力為5.88~9.81MPao(4)超高壓汽輪機新汽壓力為
11.77~13.75MPao(5)亞臨界壓力汽輪機新汽壓力為15.69~
17.65MPao(6)超臨界壓力汽輪機新汽壓力為22.16MPao按蒸汽流
動方向可分為:⑴軸流式汽輪機。⑵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(shù)字來表示汽輪機型號,其型號由三段組成:xx
X-XXX/XXX/XXX-X(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(shù),第三段表示
設(shè)計變型序號。例N100-90/535型表示凝汽式100MW汽輪機,新
汽壓力為8.82MPa,新汽溫度為535℃O
4.什么是沖動式汽輪機?沖動式汽輪機指蒸汽主要在噴嘴中進行膨脹,
在動葉片中蒸汽不再膨脹或膨脹很少,而主要是改變流動方向?,F(xiàn)代沖
動式汽輪機各級均具有一定的反動度,即蒸汽在動葉片中也發(fā)生很小一
部分膨脹,從而使汽流得到一定的加速作用,但仍算作沖動式汽輪機。
5.什么是反動式汽輪機?反動式汽輪機是指蒸汽在噴嘴和動葉中的膨
脹程度基本相同。此時動葉片不僅受到由于汽流沖擊而引起的作用力,
而且受到因蒸汽在葉片中膨脹加速而引起的反作用力。由于動葉片進出
口蒸汽存在較大壓差,所以與沖動式汽輪機相比,反動式汽輪機軸向推
力較大。因此一般都裝平衡盤以平衡軸向推力。
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做功
后全部排入凝汽器,凝結(jié)成水全部返回鍋爐。進入汽輪機的蒸汽,對于
一般中壓機組來說每1kg蒸汽含熱量約3223kJ這些熱量中只有837
kJ左右是做了功的,凝結(jié)水中約有126kJ熱量,約2240kJ熱量是被
冷卻排汽的冷卻水帶走了,這是一個很大的損失。對于高壓汽輪機,由
于進汽含熱量大些(約3433kJ左右),可用的熱量相對來說要大些,
但損失仍很大。為了減少這些損失,采用帶回熱設(shè)備的凝汽式汽輪機,
就是把進入汽輪機做過一部分功的蒸汽抽出來,在回熱加熱器內(nèi)加熱鍋
爐的給水,使給水溫度提高,節(jié)約燃料,提高經(jīng)濟性。
7.什么是調(diào)整抽汽式汽輪機?從汽輪機某一級中經(jīng)調(diào)壓器控制抽出大
量已經(jīng)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(shè)有凝汽器,這種型式的機組稱為調(diào)整抽汽式汽輪機。它一方面
能使蒸汽中的含熱量得到充分利用,同時因設(shè)有凝汽器,當用戶用汽量
減少時,仍能根據(jù)低壓缸的容量保證汽輪機帶一定電負荷。
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(nèi)
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(xù)做功,最后排入凝汽器的汽
輪機。
9.中間再熱式汽輪機主要有什么優(yōu)點?中間再熱式汽輪機優(yōu)點主要是
提高機組的經(jīng)濟性。在同樣的初參數(shù)下,再熱機組比不再熱機組的效率
提高4%左右。其次是對防止大容量機組低壓末級葉片水蝕特別有利,
因為末級蒸汽濕度比不再熱機組大大降低。
10大功率機組總體結(jié)構(gòu)方面有哪些特點?大功率汽輪機由于采用了高
參數(shù)蒸汽、中間再熱以及低壓缸分流等措施,汽缸的數(shù)目相應(yīng)增加,這
就帶來了機組布置、級組分段、定位支持、熱膨脹處理等許多新問題。
從總體結(jié)構(gòu)上講,大功率汽輪機有如下特點:⑴為了適應(yīng)新蒸汽高壓
高溫的特點,蒸汽室與調(diào)節(jié)汽門從高壓汽缸殼上分離出來,構(gòu)成單獨的
進汽閥體,從而簡化了高壓缸的結(jié)構(gòu),保證了鑄件質(zhì)量,降低了由于運
行溫度不均而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。國產(chǎn)125MW、300MW機組的高、中壓
調(diào)節(jié)汽門以及200MW汽輪機的高壓缸調(diào)節(jié)汽門都采用這種結(jié)構(gòu)形式。
⑵高、中壓級的布置采用兩種方式。一種是高、中壓級合并在一個汽
缸內(nèi)(上汽廠125MW機組和東方廠300MW機組上采用)。另一種
是高、中壓級分缸的結(jié)構(gòu)(上汽廠300MW機組和國產(chǎn)200MW機組
采用這種結(jié)構(gòu))o(3)大功率汽輪機各轉(zhuǎn)子之間一般用剛性聯(lián)軸器連接,
由此帶來機組定位和脹差過大的問題,必須設(shè)置合理的滑銷系統(tǒng)。(4)大
機組都裝有脹差保護裝置,一旦脹差超過極限時,便發(fā)出信號報警或緊
急停機。⑸大機組大都不把軸承布置在汽缸上,而采用全部軸承座直
接由基礎(chǔ)支持的方法。國產(chǎn)125MW、300MW汽輪機采用這種布置。
11.為什么大機組高、中壓缸采用雙層缸結(jié)構(gòu)?對大機組的高、中壓缸
來說,形狀應(yīng)盡量簡單,避免特別厚、重的中分面法蘭,以減少熱應(yīng)力、
熱變形以及由此而引起的結(jié)合面漏汽。采用雙層缸結(jié)構(gòu)后,很高的汽缸
內(nèi)、外蒸汽壓差由內(nèi)、外兩層分擔承受,汽缸壁和法蘭相對講可以做得
比較薄些,也有利于機組起停和工況變化時減小金屬溫差。所以目前高
壓汽輪機高、中壓汽缸大多采用雙層缸結(jié)構(gòu),國產(chǎn)125MW、200MW、
300MW機組都是如此。
12汽輪機本體主要由哪幾個部分組成?汽輪機本體主要由以下幾個部
分組成:⑴轉(zhuǎn)動部分:由主軸、葉輪、軸封和安裝在葉輪上的動葉片
及聯(lián)軸器等組成。⑵固定部分:由噴嘴室汽缸、隔板、靜葉片、汽封
等組成。⑶控制部分:由調(diào)節(jié)系統(tǒng)、保護裝置和油系統(tǒng)等組成。
13.汽缸的作用是什么?汽缸是汽輪機的外殼。汽缸的作用主要是將汽
輪機的通流部分(噴嘴、隔板、轉(zhuǎn)子等)與大氣隔開,保證蒸汽在汽輪
機內(nèi)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(chǎn)生的熱應(yīng)力。
14汽輪機的汽缸可分為哪些種類?汽輪機的汽缸一般制成水平對分式,
即分上汽缸和下汽缸。為合理利用鋼材,中小型汽輪機汽缸常以一個或
兩個垂直結(jié)合面分為高壓段、中壓段和低壓段。大功率的汽輪機根據(jù)工
作特點分別設(shè)置高壓缸、中壓缸和低壓缸。高壓高溫采用雙層汽缸結(jié)構(gòu)
后,汽缸分內(nèi)缸和外缸。汽輪機末級葉片以后將蒸汽排入凝汽器,這部
分汽缸稱排汽缸。
15.為什么汽缸通常制成上下缸的形式?汽缸通常制成具有水平結(jié)合面
的水平對分形式。上、下汽缸之間用法蘭螺栓聯(lián)在一起,法蘭結(jié)合面要
求平整,光潔度高,以保證上、下汽缸結(jié)合面嚴密不漏汽。汽缸分成上、
下缸,主要是便于加工制造與安裝、檢修。
16.汽缸個數(shù)通常與汽輪機功率有什么關(guān)系?根據(jù)機組的功率不同,汽
輪機汽缸有單缸和多缸之分。通常功率在100MW以下的機組采用單缸,
300MW以下采用2~4個汽缸,600MW以下采用4~6個汽缸。如
國產(chǎn)100MW機組為單缸,125MW機組為雙缸200MW機組為三缸,
300MW機組為三缸或四缸,總的趨勢是機組功率愈大,汽缸個數(shù)愈多。
17.按制造工藝分類,汽輪機汽缸有哪些不同型式?主要分鑄造與焊接
兩種。汽缸的高、中壓段一般采用合金鋼或碳鋼鑄造結(jié)構(gòu);低壓段根據(jù)
容量和結(jié)構(gòu)要求采用鑄造或簡單鑄件、型鋼及鋼板的焊接結(jié)構(gòu)。
18汽輪機的汽缸是如何支承的?汽缸的支承要求平穩(wěn)并保證汽缸能自
由膨脹而不改變它的中心位置。汽缸都是支承在基礎(chǔ)臺板(也叫座架、
機座)上;基礎(chǔ)臺板又用地腳螺釘固定在汽輪機基礎(chǔ)上。小型汽輪機用
整塊鑄件做基礎(chǔ)臺板,功率汽輪機的汽缸則支承在若干塊基礎(chǔ)臺板上。
汽輪機的高壓缸通過水平法蘭所伸出的貓爪(亦稱搭爪)支承在前軸承
座上。它又分為上缸貓爪支承和下缸貓爪支承兩種方式。
19.下缸貓爪支承方式有什么優(yōu)缺點?中、低參數(shù)汽輪機的高壓缸通常
是利用下汽缸前端伸出的貓爪作為承力面,支承在前軸承座上。這種支
承方式較簡單,安裝檢修也較方便,但是由于承力面低于汽缸中心線(相
差下缸貓爪的高度數(shù)值),當汽缸受熱后,貓爪溫度升高,汽缸中心線
向上抬起,而此時支持在軸承上的轉(zhuǎn)子中心線未變,結(jié)果將使轉(zhuǎn)子與下
汽缸的徑向間隙減小,與上汽缸徑向間隙增大。對高參數(shù)、大功率汽輪
機來說,由于法蘭很厚,溫度很高,貓爪膨脹的影響是不能忽視的。
20上缸貓爪支承法的主要優(yōu)點是什么?上缸貓爪支承方式亦稱中分面
(指汽缸中分面)支承方式。主要的優(yōu)點是由于以上缸貓爪為承力面,
其承力面與汽缸中分面在同一水平面上,受熱膨脹后,汽缸中心仍與轉(zhuǎn)
子中心保持一致。當采用上缸貓爪支承方式時,上缸貓爪也叫工作貓爪。
下缸貓爪叫安裝貓爪,只在安裝時起支持作用,下面的安裝墊鐵在檢修
和安裝時起作用,當安裝完畢,安裝貓爪不再承力。這時上缸貓爪支承
在工作墊鐵上,承擔汽缸重量。
21.大功率汽輪機的高、中壓缸采用雙層缸結(jié)構(gòu)有什么優(yōu)點?大功率汽
輪機的高、中壓缸采用雙層缸結(jié)構(gòu)有如下優(yōu)點:⑴整個蒸汽壓差由外
缸和內(nèi)缸分擔,從而可減薄內(nèi)、外缸缸壁及法蘭的厚度。⑵外層汽缸
不致與高溫蒸汽相接觸,因而外缸可以采用較低級的鋼材,節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼
材。⑶雙層缸結(jié)構(gòu)的汽輪機在起動、停機時,汽缸的加熱和冷卻過程
都可加快,因而縮短了起動和停機的時間。
22.高、中壓汽缸采用雙層缸結(jié)構(gòu)后應(yīng)注意什么問題?高壓、中壓汽缸
采用雙層結(jié)構(gòu)有很大的優(yōu)點,但也需注意一個問題。國產(chǎn)200MW、
300MW機組,在高壓內(nèi)、外缸之間由于隔熱罩的不完善以及抽汽口布
置不當,會造成外缸內(nèi)壁溫度升高到超過設(shè)計允許值,并且使內(nèi)缸的外
壁溫度高到不允許的數(shù)值,這種情況應(yīng)設(shè)法予以改善,否則有可能造成
汽缸產(chǎn)生裂紋。125MW機組取消正常運行中夾層冷卻蒸汽后,由于某
些原因,也出現(xiàn)外缸內(nèi)壁溫度過高的現(xiàn)象。
23.大機組的低壓缸有哪些特點?大機組的低壓缸有如下特點:⑴低
壓缸的排汽容積流量較大,要求排汽缸尺寸龐大,故一般采用鋼板焊接
結(jié)構(gòu)代替鑄造結(jié)構(gòu)。⑵再熱機組的低壓缸進汽溫度一般都超過230℃,
與排汽溫度差達200℃,因此也采用雙層結(jié)構(gòu)。通流部分在內(nèi)缸中承受
溫度變化,低壓內(nèi)缸用高強度鑄鐵鑄造,而兼作排汽缸的整個低壓外缸
仍為焊接結(jié)構(gòu)。龐大的排汽缸只承受排汽溫度,溫差變化小。⑶為防
止長時間空負荷運行,排汽溫度過高而引起的排汽缸變形,在排汽缸內(nèi)
還裝有噴水降溫裝置。⑷為減少排汽損失,排汽缸設(shè)計成徑向擴壓結(jié)
構(gòu)。
24.什么叫排汽缸徑向擴壓結(jié)構(gòu)?所謂徑向擴壓結(jié)構(gòu),實質(zhì)上是指整個
低壓外缸(汽輪機的排汽部分)兩側(cè)排汽部分用鋼板連通。離開汽輪機
的末級排汽由導(dǎo)流板引導(dǎo)徑向、軸向擴壓,以充分利用排汽余速。然后
排入凝汽器。采用徑向擴壓主要是充分利用排汽余速,降低排汽阻力。
提高機組效率。
25.低壓外缸的一般支承方式是怎樣的?低壓汽缸I雙層缸時的外缸),
在運行中溫度較低,金屬膨脹不顯著,因此低壓外缸的支承不采用高、
中壓汽缸的中分面支承方式,而是把低壓缸直接支承在臺板上。內(nèi)缸兩
側(cè)擱在外缸內(nèi)側(cè)的支承面上,用螺栓固定在低壓外缸上。內(nèi)、外缸以鍵
定位。外缸與軸承座僅在下汽缸設(shè)立垂直導(dǎo)向鍵(立銷)。
26房E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(dǎo)入凝汽器。
27為什么排汽缸要裝噴水降溫裝置?在汽輪機起動、空載及低負荷時,
蒸汽流通量很小,不足以帶走蒸汽與葉輪摩擦產(chǎn)生的熱量,從而引起排
汽溫度升高,排汽缸溫度也高。排汽溫度過高會引起排汽缸較大的變形,
破壞汽輪機動靜部分中心線的一致性,嚴重時會引起機組振動或其它事
故。所以,大功率機組都裝有排汽缸噴水降溫裝置。小機組沒有噴水降
溫裝置,應(yīng)盡量避免長時間空負荷運行而引起排汽缸溫度超限。
28再熱機組的排汽缸噴水裝置是怎樣設(shè)置的?噴水減溫裝置裝在低壓
外缸內(nèi),噴水管沿末級葉片的葉根呈圓周形布置,噴水管上鉆有兩排噴
水孔,將水噴向排汽缸內(nèi)部空間,起降溫作用。噴水管在排汽缸外面與
凝結(jié)水管相連接,打開凝結(jié)水管上的閥門即進行噴水,關(guān)閉閥門則停止
噴水。
29.為什么汽輪機有的采用單個排汽口,而有的采用幾個排汽口?大功
率汽輪機的極限功率實質(zhì)上受末級通流截面的限制,增大葉片高度能增
大機組功率,但增大葉片高度又受材料強度和制造工藝水平的限制。如
采用同樣的葉片高度,將汽輪機由單排汽口改為雙排汽口,極限功率可
增大一倍。為增加汽輪機的極限功率,現(xiàn)在大功率汽輪機采用多個排汽
口。如國產(chǎn)125MW汽輪機為雙排汽口,200MW汽輪機為三排汽口,
300MW為四排汽口(200MW、300MW汽輪機末級采用長葉片后改
為雙排汽口)。
30汽缸迸汽部分布置有哪幾種方式?從調(diào)節(jié)汽門到調(diào)節(jié)級噴嘴這段區(qū)
域叫做進汽部分,它包括蒸汽室和噴嘴室,是汽缸中承受壓力、溫度最
高的區(qū)域。一般中、低參數(shù)汽輪機進汽部分與汽缸澆鑄成T本,或者將
它們分別澆鑄好后,用螺栓連接在一起。高參數(shù)汽輪機單層汽缸的進汽
部分則是將汽缸、蒸汽室、噴嘴分別澆鑄好后,焊接在一起。這種結(jié)構(gòu)
由于汽缸本身形狀得到簡化,而且蒸汽室、噴嘴室沿著汽缸四周對稱布
置,汽缸受熱均勻,因而熱應(yīng)力較小。又因高溫、高壓蒸汽只作用在蒸
汽室與噴嘴室上,汽缸接觸的是調(diào)節(jié)級噴嘴出口后的汽流,因而汽缸可
以選用比蒸汽室、噴嘴室低一級的材料。
31.為什么大功率高參數(shù)汽輪機的調(diào)節(jié)汽門與汽缸分離單獨布置?新汽
壓力在9.0MPa、新汽溫度在535(以下的中、小功率汽輪機,調(diào)節(jié)汽
門均直接裝在汽缸上。更高參數(shù)的大功率汽輪機,為減小熱應(yīng)力,使汽
缸受熱均勻及形狀對稱,這就要求噴嘴室沿圓周均勻分布,而且汽缸上
下都要有進汽管和調(diào)節(jié)汽門。由于調(diào)節(jié)汽門布置在汽缸下部,會給機組
布置、安裝、檢修帶來困難,因此需要調(diào)節(jié)汽門與汽缸分離單獨布置。
另外,大功率汽輪機新汽和再熱汽進汽管道都為雙路布置,需要兩個主
汽門。這樣就可以把兩個主汽門分置于汽缸兩側(cè),并且分別和調(diào)節(jié)汽門
合用一個殼體,每個主汽門控制兩個或多個調(diào)節(jié)汽門。
32.雙層缸結(jié)構(gòu)的汽輪機,為什么要采用特殊的進汽短管?對于采用雙
層缸結(jié)構(gòu)的汽輪機,因為進入噴嘴室的進汽管要穿過外缸和內(nèi)缸,才能
和噴嘴室相連接,而內(nèi)外缸之間在運行時具有相對膨脹,進汽管既不能
同時固定在內(nèi)、外缸上又不能讓大量高溫蒸汽外泄。因此采用了一種雙
層結(jié)構(gòu)的高壓進汽短管,把高壓進汽導(dǎo)管與噴嘴室連接起來。
33.高壓進汽短管的結(jié)構(gòu)是怎樣的?國產(chǎn)125MW汽輪機和300MW
汽輪機的高壓進汽短管外層通過螺栓與外缸連接在一起,內(nèi)層則套在噴
嘴室的進汽管上,并有密封環(huán)加以密封。這樣既保證了高壓蒸汽的密封,
又允許噴嘴室進汽管與雙層套管之間的相對膨脹。為遮擋進汽連接管的
輻射熱量,在雙層套管的內(nèi)外層之間還裝有帶螺旋圈的遮熱襯套管,或
稱遮熱筒。遮熱襯套管上端的小管就是汽缸內(nèi)層中冷卻蒸汽流出或起動
時加熱蒸汽流入的通道。
34膈板的結(jié)構(gòu)有哪幾種形式?隔板的具體結(jié)構(gòu)是根據(jù)隔板的工作溫度
和作用在兩側(cè)的蒸汽壓差來決定的,主要有以下三種形式:⑴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(shù)汽輪機的高、中壓部分。⑵窄噴嘴焊接隔板:高
參數(shù)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(yōu)點是噴嘴損
失小,但有相當數(shù)量的導(dǎo)流筋存在,將增加汽流的阻力。國產(chǎn)125MW、
300MW汽輪機都是有用的窄噴嘴焊接隔板。⑶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(yīng)小于300℃,因此都用在汽輪機的低壓部分。
35.什么叫噴嘴???采用噴嘴調(diào)節(jié)配汽方式的汽輪機第一級噴嘴,通常
根據(jù)調(diào)節(jié)汽門的個數(shù)成組布置,這些成組布置的噴嘴稱為噴嘴弧段,簡
稱噴嘴弧。
36.噴嘴弧有哪幾種結(jié)構(gòu)形式?噴嘴弧結(jié)構(gòu)形式如下:⑴中參數(shù)汽輪
機上采用的由單個銃制的噴嘴葉片組裝、焊接成的噴嘴弧。⑵高參數(shù)
汽輪機采用的整體銃制焊接而成或精密澆鑄而成的噴嘴弧。如25MW
汽輪機采用第一種噴嘴弧,125MW汽輪機采用后一種噴嘴弧。
37.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(gòu)成的不動汽道,是一個把蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽艿慕Y(jié)構(gòu)元件。裝在汽
輪機第一級前的噴嘴成若干組,每組由一個調(diào)節(jié)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。
38.什么叫汽輪機的級?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。
39.什么叫調(diào)節(jié)級和壓力級?當汽輪機采用噴嘴調(diào)節(jié)時,第一級的進汽
截面積隨負荷的變化在相應(yīng)變化,因此通常稱噴嘴調(diào)節(jié)汽輪機的第一級
為調(diào)節(jié)級。其它各級統(tǒng)稱為非調(diào)節(jié)級或壓力級。壓力級是以利用級組中
合理分配的壓力降或焰降為主的級,是單列沖動級或反動級。
40.什么叫雙列速度級?為了增大調(diào)節(jié)級的烙降,利用第一列動葉出口
的余速,減小余速損失,使第一列動葉片出口汽流經(jīng)固定在汽缸上的導(dǎo)
葉改變流動方向后,進入第二列動葉片繼續(xù)做功。這時把具有一列噴嘴,
和一級葉輪上有兩列動葉片的級,稱為雙列速度級。
41采用雙列速度級有什么優(yōu)缺點?采用速度級后可增大汽輪機調(diào)節(jié)級
的烙降減少壓力級級數(shù),節(jié)省耐高溫的優(yōu)質(zhì)材料,但效率較低°100MW
汽輪機的調(diào)節(jié)級采用雙列速度級,125MW、200MW、300MW汽輪
機采用單列調(diào)節(jié)級。
42.高壓高溫汽輪機為什么要設(shè)汽缸、法蘭螺栓加熱裝置?高壓高溫汽
輪機的汽缸要承受很高的壓力和溫度,同時又要保證汽缸結(jié)合面有很好
的嚴密性,所以汽缸的法蘭必須做得又寬又厚。這樣給汽輪機的起動就
帶來了一定的困難,即沿法蘭的寬度產(chǎn)生較大溫差。如溫差過大,所產(chǎn)
生的熱應(yīng)力將會使汽缸變形或產(chǎn)生裂紋。一般來說,汽缸比法蘭容易加
熱,而螺栓的熱量是靠法蘭傳給它的,因此螺栓加熱更慢。對于雙層汽
缸的機組來說,外缸受熱比內(nèi)缸慢很多,外缸法蘭受熱更慢,由于法蘭
溫度上升較慢,牽制了汽缸的熱膨脹,引起轉(zhuǎn)子與汽缸間過大的膨脹差,
從而使汽輪機通流部分的動、靜間隙消失,發(fā)生摩擦。簡單地說,為了
適應(yīng)快速起、停的需要,減小額外的熱應(yīng)力和減少汽缸與法蘭、法蘭與
螺栓及法蘭寬度上的溫差有效地控制轉(zhuǎn)子與汽缸的膨脹差,125MW、
200MW、300MW機組采用雙層缸結(jié)構(gòu),內(nèi)外汽缸除法蘭螺栓有加熱
裝置外,還設(shè)有汽缸夾層加熱裝置。
43.為什么汽輪機第一組噴嘴安裝在噴嘴室,而不固定在隔板上?第一
級噴嘴安裝在噴嘴室的目的是:⑴將與最高參數(shù)的蒸汽相接觸的部分
盡可能限制在很小的范圍內(nèi),使汽輪機的轉(zhuǎn)子、汽缸等部件僅與第一級
噴嘴后降溫減壓后的蒸汽相接觸。這樣可使轉(zhuǎn)子、汽缸等部件采用低一
級的耐高溫材料。⑵由于高壓缸進汽端承受的蒸汽壓力較新蒸汽壓力
低,故可在同一結(jié)構(gòu)尺寸下,使該部分應(yīng)力下降,或者保持同一應(yīng)力水
平,使汽缸壁厚度減薄。(3)使汽缸結(jié)構(gòu)簡單勻稱,提高汽缸對變工況
的適應(yīng)性。⑷降低了高壓缸進汽端軸封漏汽壓差,為減小軸端漏汽損
失和簡化軸端汽封結(jié)構(gòu)帶來一定好處。
44膈板套的作用是什么?采用隔板套有什么優(yōu)點?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,從而使汽輪楣由向尺寸相對減小。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(chuàng)
造方便條件。國產(chǎn)100MW、125MW、200MW、300MW機組的部
分級組均采用隔板套結(jié)構(gòu)。
45.什么是汽輪機的轉(zhuǎn)子?轉(zhuǎn)子的作用是什么?汽輪機中所有轉(zhuǎn)動部件
的組合叫做轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子的作用是承受蒸汽對所有工作葉片的回轉(zhuǎn)力,并
帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子、主油泵和調(diào)速器轉(zhuǎn)動。
46.什么叫大功率汽輪機的轉(zhuǎn)子蒸汽冷卻?汽輪機的轉(zhuǎn)子蒸汽冷卻是大
機組為防止轉(zhuǎn)子在高溫、高轉(zhuǎn)速狀況下無蒸汽流過帶走摩擦產(chǎn)生的熱量,
而使轉(zhuǎn)子、汽缸溫度過高,熱應(yīng)力過大而設(shè)置的結(jié)構(gòu)。如再熱機組熱態(tài)
用中壓缸進汽起動時,達到一定轉(zhuǎn)速,高壓缸排汽逆止門旁路自動打開,
一部分蒸汽逆流經(jīng)過汽缸由進汽口排至凝汽器,這樣達到冷卻轉(zhuǎn)子、汽
缸的目的。
47.為什么大功率汽輪機采用轉(zhuǎn)子蒸汽冷卻結(jié)構(gòu)?大功率汽輪機普遍采
用整鍛轉(zhuǎn)子或焊接轉(zhuǎn)子。隨著轉(zhuǎn)子整體直徑的增大,離心應(yīng)力和同一變
工況速度下熱應(yīng)力增大了。在高溫條件下受離心力作用而產(chǎn)生的金屬蠕
變速度以及脆變危險也增大了。因此,更有必要從結(jié)構(gòu)上來提高轉(zhuǎn)子的
熱強度(特別是起動下的熱強度)。從結(jié)構(gòu)上減小金屬蠕變變形和降低
起動工況下熱應(yīng)力的有效方法之一,就是在高溫區(qū)段對轉(zhuǎn)子進行蒸汽冷
卻。國外在300~350MW以上的機組幾乎都采用了轉(zhuǎn)子蒸汽冷卻結(jié)構(gòu)。
國產(chǎn)亞臨界參數(shù)300MW再熱機組的中壓轉(zhuǎn)子也采用了蒸汽冷卻結(jié)構(gòu)。
48汽輪機轉(zhuǎn)子一般有哪幾種型式?汽輪機轉(zhuǎn)子有如下幾種型式U)套
裝葉輪轉(zhuǎn)子:葉輪套裝在軸上,國產(chǎn)25MW汽輪機轉(zhuǎn)子和100MW汽
輪機低壓轉(zhuǎn)子都是這種型式。⑵整鍛型轉(zhuǎn)子:由一整體鍛件制成,葉
輪聯(lián)軸器、推力盤和主軸構(gòu)成一個整體。⑶焊接轉(zhuǎn)子:由若干個實心
輪盤和兩個端軸拼焊而成。如125MW汽輪機低壓轉(zhuǎn)子為焊接式鼓型轉(zhuǎn)
子。⑷組合轉(zhuǎn)子:高壓部分為整鍛式,低壓部分為套裝式。如100MW
機組高壓轉(zhuǎn)子、200MW機組中壓轉(zhuǎn)子。
49.套裝葉輪轉(zhuǎn)子有哪些優(yōu)缺點?套裝葉輪轉(zhuǎn)子的優(yōu)點:加工方便,材
料利用合理,葉輪和鍛件質(zhì)量易于保證。缺點:不宜在高溫條件下工作,
快速起動適應(yīng)性差,材料高溫蠕變和過大的溫差易使葉輪發(fā)生松動。
50.整鍛轉(zhuǎn)子有哪些優(yōu)缺點?整鍛轉(zhuǎn)子的優(yōu)點:避免了葉輪在高溫下松
動的問題,結(jié)構(gòu)緊湊,強度、剛度高。缺點:生產(chǎn)整鍛轉(zhuǎn)子需要大型鍛
壓設(shè)備、鍛件質(zhì)量較難保證,而且加工要求高,貴重材料消耗量大。
51組合轉(zhuǎn)子有什么優(yōu)缺點?組合轉(zhuǎn)子兼有整鍛轉(zhuǎn)子和套裝葉輪轉(zhuǎn)子的
優(yōu)點,廣泛用于高參數(shù)中等容量的汽輪機上。
52.焊接轉(zhuǎn)子有哪些優(yōu)缺點?焊接轉(zhuǎn)子的優(yōu)點:強度高,相對重量輕,
結(jié)構(gòu)緊湊,剛度大,而且能適應(yīng)低壓部分需要大直徑的要求。缺點:焊
接轉(zhuǎn)子對焊接工藝要求高,要求材料有良好的焊接性能。隨著冶金和焊
接技術(shù)的不斷發(fā)展,焊接轉(zhuǎn)子的應(yīng)用日益廣泛。如BBC公司生產(chǎn)的
1300MW雙軸汽輪機的高、中、低壓轉(zhuǎn)子就全部采用焊接結(jié)構(gòu)。
53.整鍛轉(zhuǎn)子中心孔起什么作用?整鍛轉(zhuǎn)子通常打有a100的中心孔,
其目的主要是為了便于檢查鍛件質(zhì)量,同時也可以將鍛件中心材質(zhì)差的
部分去掉,防止缺陷擴展,以保證轉(zhuǎn)子的強度。
54汽輪機主軸斷裂和葉輪開裂的原因有哪些?主軸斷裂和葉輪開裂的
原因多數(shù)是材料及制造上的缺陷造成的,如材料內(nèi)部有氣孔、夾渣、裂
紋、材料的沖擊韌性值及塑性偏低,葉輪機械加工粗糙、鍵裝配不當造
成局部應(yīng)力過大。另外,長期過大的交變應(yīng)力及熱應(yīng)力作用易引起材料
內(nèi)部微觀缺陷發(fā)展,造成疲勞裂紋甚至斷裂。運行中,葉輪嚴重腐蝕和
嚴重超速是引起主軸、葉輪設(shè)備事故的主要原因。
55昉止葉輪開裂和主軸斷裂應(yīng)采取哪些措施?防止葉輪開裂和主軸斷
裂應(yīng)采取措施有以下幾點:⑴首先應(yīng)由制造廠對材料質(zhì)量提出嚴格要
求,加強質(zhì)量檢驗工作。尤其應(yīng)特別重視表面及內(nèi)部的裂紋發(fā)生,加強
設(shè)備監(jiān)督。⑵運行中盡可能減少起停次數(shù),嚴格控制升速和變負荷速
度,以減少設(shè)備熱疲勞和微觀缺陷發(fā)展引起的裂紋,要嚴防超壓、超溫
運行,特別是要防止嚴重超速。
56葉輪的作用的什么?葉輪是由哪幾部分組成的?葉輪的作用是用來
裝置葉片,并將汽流力在葉柵上產(chǎn)生的扭矩傳遞給主軸。汽輪機葉輪一
般由輪緣、輪面和輪轂幾部分組成。
57.運行中的葉輪受到哪些作用力?葉輪工作時受力情況很復(fù)雜,除葉
輪自身、葉片零件質(zhì)量引起的巨大的離心力外,還有溫差引起的熱應(yīng)力,
動葉引起的切向力和軸向力,葉輪兩邊的蒸汽壓差和葉片、葉輪振動時
的交變應(yīng)力。
58.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(cè)蒸汽壓差,減小轉(zhuǎn)子產(chǎn)生過大的軸向力。但在調(diào)節(jié)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。
59.為什么葉輪上的平衡為單數(shù)?每個葉輪上開設(shè)單數(shù)個平衡孔,可避
免在同一徑向截面上設(shè)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7個。
60.按輪面的斷面型線不同,可把葉輪分成幾種類型?按輪面的斷面型
線不同,可把葉輪分為如下類型:⑴等厚度葉輪:這種葉輪輪面的斷
面厚度相等,用在圓周速度較低的級上。⑵錐形葉輪:這種葉輪輪面
的斷面厚度沿徑向呈錐形,廣泛用于套裝式葉輪上。⑶雙曲線葉輪:
這種葉輪輪在的斷面沿徑向呈雙曲線形,加工復(fù)雜,僅用在某些汽輪機
的調(diào)節(jié)級上。⑷等強度葉輪:葉輪設(shè)有中心孔,強度最高,多用于盤
式焊接轉(zhuǎn)子或高速單級汽輪機上。
61.套裝葉輪的固定方法有哪幾種?套裝葉輪的固定方法有以下幾種:
⑴熱套加鍵法。⑵熱套加端面鍵法。⑶銷釘軸套法。⑷葉輪軸向定
位采用定位環(huán)。
62.動葉片的作用是什么?在沖動式汽輪機中,由噴嘴射出的汽流,給
動葉片一沖動力,將蒸汽的動能轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)子上的機械能。在反動式汽輪
機中,除噴嘴出來的高速汽流沖動動葉片做功外,蒸汽在動葉片中也發(fā)
生膨脹,使動葉出口蒸汽速度增加,對動葉片產(chǎn)生反動力,推動葉片旋
轉(zhuǎn)做功,將蒸汽熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。由于兩種機組的工作原理不同,其
葉片的形狀和結(jié)構(gòu)也不一樣。
63川?片工作時受到哪幾種作用力?葉片在工作時受到的作用力主要有
兩種:一種是葉片本身質(zhì)量和圍帶、拉金質(zhì)量所產(chǎn)生的離心力;另一種
是汽流通過葉柵槽道時使葉片彎曲的作用力以及汽輪機起動、停機過程
中,葉片中的溫度差引起的熱應(yīng)力。
64汽輪機葉片的結(jié)構(gòu)是怎樣的?葉片由葉型、葉根和葉頂三部分組成。
葉型部分是葉片的工作部分,它構(gòu)成汽流通道。按照葉型部分的橫截面
變化規(guī)律,可以把葉片分成等截面葉片和變截面葉片。等截面葉片的截
面積沿葉高是相同的,各截面的型線通常也一樣。變截面葉片的截面積
則沿葉高按一定規(guī)律變化,一般地說,葉型也沿葉高逐漸變化,即葉片
繞各截面形心的連線發(fā)生扭轉(zhuǎn),所以通常叫做扭曲葉片。葉根是葉片與
輪緣相連接的部分,它的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證在任何運行條件下葉片都能牢靠地
固定在葉輪上,同時應(yīng)力求制造簡單,裝配方便。葉型以上的部分叫葉
頂。隨葉片成組方式不同,葉頂結(jié)構(gòu)也各異。采用挪接與焊接圍帶時,
葉頂做成凸出部分(端釘)。采用彈性拱形圍帶時,葉頂必須做成與彈
性拱形片相配合的鐘接部分。當葉片用拉筋聯(lián)成組或作為自由葉片時,
葉頂通常削薄,以減輕葉片重量并防止運行中與汽缸相碰時損壞葉片。
65.汽輪機葉片的葉根有哪些型式?葉根的型式較多,有以下幾種:⑴
T形葉根。⑵外包凸肩T形葉根。(3)菌形葉根。⑷雙T形葉根。⑸叉
形葉根。⑹楓樹形葉根。
66.裝在動葉片上的圍帶和拉筋(金)起什么作用?動葉頂部裝圍帶(也
稱覆環(huán))和動葉中部串拉筋,都是使葉片之間連接成組,增強葉片的剛
性,調(diào)整葉片的自振頻率,改善振動情況。另外,圍帶還有防止漏汽的
作用。
67.汽輪機高壓段為什么采用等截面葉片?一般在汽輪機高壓段,蒸汽
容積流量相對較小,葉片短,葉高比d/L(d為葉片平均直徑,L為葉
片高度)較大,沿整個葉高的圓周速度及汽流參數(shù)差別相對較小。此時
依靠改變不同葉高處的斷面型線,不能顯著地提高葉片工作效率,所以
多將葉身斷面型線沿葉高做成相同的,即做成等截面葉片。這樣做雖使
效率略受影響,但加工方便,制造成本低,而強度也可得到保證,有利
于實現(xiàn)部分級葉片的通用化。
68.為什么汽輪機有的級段要采用扭曲葉片?大機組為增大功率,往往
葉片做得很長。隨著葉片高度的增加,當葉高比具有較小值(一般為小
于10)時,不同葉高處圓周速度與汽流參數(shù)的差異已不容忽視。此時
葉身斷面型線必須沿葉高相應(yīng)變化,使葉片扭曲變形,以適應(yīng)汽流參數(shù)
沿葉高的變化規(guī)律,減小流動損失;同時,從強度方面考慮,為改善離
心力所引起的拉應(yīng)力沿葉高的分布,葉身斷面面積也應(yīng)由根部到頂部逐
漸減小。
69防止葉片振動斷裂的措施主要有哪幾點?防止葉片振動斷裂的措施
有:⑴提高葉片、圍帶、拉金的材料、加工與裝配質(zhì)量。⑵采取葉片
調(diào)頻措施,避開危險共振范圍。⑶避免長期低頻率運行。
70多級凝汽式汽輪機最末幾級為什么要采用去濕裝置?多級凝汽式汽
輪機的最末幾級蒸汽溫度很低,一般均在濕蒸汽區(qū)工作。濕蒸汽中的微
小水滴不但消耗蒸汽的動能形成濕汽損失,還將沖蝕葉片,威脅葉片安
全。因此必須采取去濕措施,以保證凝汽式汽輪機膨脹終了的允許濕度。
大功率機組采用中間再熱,對減少低壓級葉片濕度帶來顯著的效果。當
末級濕度達不到要求時,應(yīng)加裝去濕裝置和提高葉片的抗沖蝕能力。
71汽輪機末級排汽的濕度一般允許值為多少?一般規(guī)定汽輪機末級排
汽的濕度不超過10%~12%o中間再熱機組的排汽濕度一般為5%~
8%o
72汽輪機去濕裝置有哪幾種?去濕裝置根據(jù)它所安裝的位置分級前和
動葉片前兩種。它是利用水珠受離心力作用而被拋向通流部分外圓的原
理工作的。一般將水滴甩進到去濕裝置的槽中,然后引入凝汽器。另外
還采用具有吸水縫的空心靜葉,利用凝汽器內(nèi)很低的壓力,把附著在靜
葉表面的水滴沿靜葉片上開設(shè)的吸水縫直接吸入凝汽器。
73.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?shù)拈g隙,這些間隙的存在勢必導(dǎo)致漏汽,為此必須加裝密封裝置——
汽封。根據(jù)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。
74.汽封的結(jié)構(gòu)型式和工作原理是怎樣的?汽封的結(jié)構(gòu)類型有曲徑式和
迷宮式。曲徑式汽封有梳齒形(平齒、高低齒)、J形、極樹形三種。
曲徑式汽封的工作原理:一定壓力的蒸汽流經(jīng)曲徑式汽封時,必須依次
經(jīng)過汽封齒尖與軸凸肩形成的狹小間隙,當經(jīng)過第一個間隙時通流面積
減小,蒸汽流速增大,壓力降低。隨后高速汽流進入小室,通流面積突
然變大,流速降低,汽流轉(zhuǎn)向,發(fā)生撞擊和產(chǎn)生渦流等現(xiàn)象,速度降到
近似為零,蒸汽原具有的動能轉(zhuǎn)變成熱能。當蒸汽經(jīng)過第二個汽封間隙
時,又重復(fù)上述過程,壓力再次降低。蒸汽流經(jīng)最后一個汽封齒后,蒸
汽壓力降至與大氣壓力相差甚小。所以在一定的壓差下,汽封齒越多,
每個齒前后的壓差就越小,漏汽量也越小。當汽封齒數(shù)足夠多時,漏汽
量為零。
75.什么是通流部分汽封?動葉頂部和根部的汽封叫做通流部分汽封,
用來阻礙蒸汽從動葉兩端漏汽。通常的結(jié)構(gòu)形式為動葉頂端圍帶及動葉
根部有個凸出部分以減小軸向間隙,圍帶與裝在汽缸或隔板套上的阻汽
片組成汽封以減小徑向間隙,使漏汽損失減小。
76.軸封的作用是什么?軸封是汽封的一種。汽輪機軸封的作用是阻止
汽缸內(nèi)的蒸汽向外漏泄,低壓缸排汽側(cè)軸封是防止外界空氣漏入汽缸。
77汽輪機為什么會產(chǎn)生軸向推力?運行中軸向推力怎樣變化?純沖動
式汽輪機動葉片內(nèi)蒸汽沒有壓力降,但由于隔板汽封的漏汽,使葉輪前
后產(chǎn)生一定的壓差,且一般的汽輪機中,每一級動葉片蒸汽流過時都有
大小不等的壓降,在動葉片前后產(chǎn)生壓差。葉輪和葉片前后的壓差及軸
上凸肩處的壓差使汽輪機產(chǎn)生由高壓側(cè)向低壓側(cè)、與汽流方向一致的軸
向推力。影響軸向推力的因素很多,軸向推力的大小基本上與蒸汽流量
的大小成正比,也即負荷增大時軸向推力增大。需指出:當負荷突然減
小時,有時會出現(xiàn)與汽流方向相反的軸向推力。
78.減小汽輪機的軸向推力,可采取哪些措施?減小汽輪楣由向推力,
可采取如下措施:⑴高壓軸封兩端以反向壓差設(shè)置平衡活塞。⑵高、
中壓缸反向布置。⑶低壓缸對稱分流布置。⑷葉輪上開平衡孔。余下
的軸向推力,由推力軸承承受。
79.什么是汽輪機的軸向彈性位移?汽輪機的軸向位移反映的是汽輪機
轉(zhuǎn)動部分和靜止部分的相對位置,軸向位移變化,也是轉(zhuǎn)子和靜子軸向
相對位置發(fā)生了變化。所謂軸向彈性位移是指汽輪機推力盤及工作推力
瓦片后的支承座、墊片瓦架等在汽輪機負荷增加、推力增加時,會發(fā)生
彈性變形。由此產(chǎn)生隨著負荷增加而增加的軸向彈性位移。當負荷減小
時,彈性位移也減少。
80.汽輪機為什么要設(shè)滑銷系統(tǒng)?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(zhuǎn)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(shè)有滑銷系統(tǒng)。
81汽輪機的滑銷有哪些種類?它們各起什么作用?根據(jù)滑銷的構(gòu)造形
式、安裝位置可分為下列六種:⑴橫銷:一般安裝在低壓汽缸排汽室
的橫向中心線上,或安裝在排汽室的尾部,左右兩側(cè)各裝一個。橫銷的
作用是保證汽缸橫向的正確膨脹,并限制汽缸沿軸向移動。由于排汽室
的溫度是汽輪機通流部分溫度最低的區(qū)域,故橫銷都裝于此處,整個汽
缸由此向前或向后膨脹,形成了軸向死點。⑵縱銷:多裝在低壓汽缸
排汽室的支撐面、前軸承箱的底部、雙缸汽輪機中間軸承的底部等和基
礎(chǔ)臺板的接合面間。所有縱銷均在汽輪機的縱向中心線上。縱銷可保證
汽輪機沿縱向中心線正確膨脹,并保證汽缸中心線不能作橫向滑移。因
此,縱銷中心線與橫銷中心線的交點形成整個汽缸的膨脹死點,在汽缸
膨脹時,這點始終保持不動。⑶立銷:裝在低壓汽缸排汽室尾部與基
礎(chǔ)臺板間,高壓汽缸的前端與軸承座間。所有的立銷均在機組的軸線上。
立銷的作用可保證汽缸的垂直定向自由膨脹,并與縱銷共同保持機組的
正確縱向中心線。⑷貓爪橫銷:起著橫銷作用,又對汽缸起著支承作
用。貓爪一般裝在前軸承座及雙缸汽輪機中間軸承座的水平接合面上,
是由下汽缸或上汽缸端部突出的貓爪,特制的銷子和螺栓等組成貓爪
橫銷的作用是:保證汽缸在橫向的定向自由膨脹,同時隨著汽缸在軸向
的膨脹和收縮,推動軸承座向前或向后移動,以保持轉(zhuǎn)子與汽缸的軸向
相對位置。⑸角銷:裝在排汽缸前部左右兩側(cè)支撐與基礎(chǔ)臺板間。銷
子與銷槽的間隙為0.06~0.08mm。斜銷是一種輔助滑銷,不經(jīng)常采用,
它能起到縱向及橫向的雙重導(dǎo)向作用。
82.什么是汽輪機膨脹的“死點”,通常布置在什么位置?橫銷引導(dǎo)軸
承座或汽缸沿橫向滑動并與縱銷配合成為膨脹的固定點,稱為"死點"O
也即縱銷中心線與橫銷中心線的交點。"死點”固定不動,汽缸以"死
點"為基準向前后左右膨脹滑動。對凝汽式汽輪機來說,死點多布置在
低壓排汽口的中心線或其附近,這樣在汽輪機受熱膨脹時,對于龐大笨
重的凝汽器影響較小。國產(chǎn)200MW和125MW汽輪機組均設(shè)兩個死
點,高、中壓缸向前膨脹,低壓缸向發(fā)電機側(cè)膨脹,各自的絕對膨脹量
都可適當減小。
83汽輪機聯(lián)軸器起什么作用?有哪些種類?各有何優(yōu)缺點?聯(lián)軸器又
叫靠背輪。汽輪機聯(lián)軸器是用來連接汽輪發(fā)電機組的各個轉(zhuǎn)子,并把汽
輪機的功率傳給發(fā)電機。汽輪機聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器、半撓性聯(lián)軸
器和撓性聯(lián)軸器。以下介紹這幾種聯(lián)軸器的優(yōu)缺點。剛性聯(lián)軸器:優(yōu)點
是構(gòu)造簡單、尺寸小、造價低、不需要潤滑油。缺點是轉(zhuǎn)子的振動、熱
膨脹都能相互傳遞,校中心要求高。半撓性聯(lián)軸器:優(yōu)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(fù)雜、造價較大。撓
性聯(lián)軸器:優(yōu)點是轉(zhuǎn)子振動和熱膨脹不互相傳遞,允許兩個轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子之間采用剛性聯(lián)軸器,
低壓轉(zhuǎn)子與發(fā)電機轉(zhuǎn)子之間采用半撓性聯(lián)軸器。
84.剛性聯(lián)軸器分哪兩種?剛性聯(lián)軸器又分裝配式和整鍛式兩種型式。
裝配式剛性聯(lián)軸器是把兩半聯(lián)軸器分別用熱套加雙鍵的方法,套裝在各
自的軸端上,然后找準中心、錢孔,最后用螺栓緊固;整鍛式剛性聯(lián)軸
器與軸整體鍛出。這種聯(lián)軸器的強度和剛度都比裝配式高,且沒有松動
現(xiàn)象。為使轉(zhuǎn)子的軸向位置作少量調(diào)整,在兩半聯(lián)軸器之間裝有墊片,
安裝時按具體尺寸配制一定厚度的墊片。
85.什么是半撓性聯(lián)軸器?半撓性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)是在兩個聯(lián)軸器間用半
撓性波形套筒連接,并用螺栓緊固。波形套筒在扭轉(zhuǎn)方向是剛性的,在
彎曲方向則是撓性的。
86撓性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)型式是怎樣的?撓性聯(lián)軸器有齒輪式和蛇形彈簧
式兩種型式。齒輪式撓性聯(lián)軸器多用在小型汽輪機上,它的結(jié)構(gòu)是兩個
齒輪用熱套加鍵的方式分別裝兩個軸端上,并用大螺帽緊固,防止從軸
上滑脫。兩個齒輪的外面有一個套筒,套筒兩端的內(nèi)齒分別與兩個齒輪
嚙合,從而將兩個轉(zhuǎn)子連接起來。套筒的兩側(cè)安置擋環(huán)限制套筒的軸向
位置,擋環(huán)用螺栓固定在套筒上。125MW機組電動調(diào)速給水泵就是采
用這種撓性聯(lián)軸器。
87.汽輪機的盤車裝置起什么作用?汽輪機沖動轉(zhuǎn)子前或停機后,進入
或積存在汽缸內(nèi)的蒸汽使上缸溫度比下缸溫度高,從而使轉(zhuǎn)子不均勻受
熱或冷卻,產(chǎn)生彎曲變形。因而在沖轉(zhuǎn)前和停機后,必須使轉(zhuǎn)子以一定
的速度連續(xù)轉(zhuǎn)動,以保證其均勻受熱或冷卻。換句話說,沖轉(zhuǎn)前和停機
后盤車可以消除轉(zhuǎn)子熱彎曲。同時還有減小上下汽缸的溫差和減少沖轉(zhuǎn)
力矩的功用,還可在起動前檢查汽輪機動靜之間是否有摩擦及潤滑系
統(tǒng)工作是否正常。
88盤車有哪兩種方式?電動盤車裝置主要有哪兩種型式?小機組采用
人力手動盤車,中型和大型機組都采用電動盤車。電動盤車裝置主要有
兩種型式。⑴具有螺旋軸的電動盤車裝置(大多數(shù)國產(chǎn)中、小型汽輪
機組及125MW、300MW機組采用)。⑵具有擺動齒輪的電動盤車
裝置(國產(chǎn)50MW、100MW.200MW機組采用)。
89具有螺旋軸的電動盤車裝置的構(gòu)造和工作原理是怎樣的?螺旋軸電
動盤車裝置由電動機、聯(lián)軸器、小齒輪、大齒輪、嚙合齒輪、螺旋軸、
盤車齒輪、保險銷、手柄等組成。嚙合齒輪內(nèi)表面銃有螺旋齒與螺旋軸
相嚙合,嚙合齒輪沿螺旋軸可以左右滑動。當需要投入盤車時,先拔出
保險銷,推手柄,手盤電動機聯(lián)軸器直至嚙合齒輪與盤車齒輪全部嚙合。
當手柄被推至工作位置時,行程開關(guān)接點閉合,接通盤車電源,電動機
起動至全速后,帶動汽輪機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動進行盤車。當汽輪機起動沖轉(zhuǎn)后,
轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速高于盤車轉(zhuǎn)速時,使嚙合齒輪由原來的主動輪變?yōu)楸粍虞?
即盤車齒輪帶動嚙合齒輪轉(zhuǎn)動,螺旋軸的軸向作用力改變方向,嚙合齒
輪與螺旋軸產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動,并沿螺旋軸移動退出嚙合位置,手柄隨之反
方向轉(zhuǎn)動至停用位置,斷開行程開關(guān),電動機停轉(zhuǎn),基本停止工作。若
需手動停止盤車,可手揪盤車電動機停按鈕,電動機停轉(zhuǎn),嚙合齒輪退
出,盤車停止。
90具有擺動齒輪的盤車裝置的構(gòu)造和工作原理是怎樣的?具有擺動齒
輪的盤車裝置主要由齒輪組、擺動殼、曲柄、連桿、手輪、行程開關(guān)、
彈簧等組成。齒輪組通過兩次減速后帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。盤車裝置脫開時,
擺動殼被杠桿系統(tǒng)吊起,擺動齒輪與盤車齒輪分離;行程開關(guān)斷路,電
動機不轉(zhuǎn),手輪上的鎖緊銷將手輪鎖在脫開位置;連桿在壓縮彈簧的作
用下推緊曲柄,整個裝置不能運動。投入盤車時,拔出鎖緊銷,逆時針
轉(zhuǎn)動手輪,與手輪同軸的曲柄隨之轉(zhuǎn)動,克服壓縮彈簧的推力,帶動連
桿向右下方運動;拉桿同時下降,使擺動殼和擺動輪向下擺動,當擺動
輪與盤車齒輪進入嚙合狀態(tài)時,行程開關(guān)閉合,接通電動機電源,齒輪
組即開始轉(zhuǎn)動。由于轉(zhuǎn)子尚處于靜止狀態(tài),擺動齒輪帶著擺動殼繼續(xù)順
時針擺動,直到被頂桿頂住。此時擺動殼處于中間位置,擺動輪與盤車
齒輪完全嚙合并開始傳遞力矩,使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來。盤車裝置自動脫開過
程如下:沖動轉(zhuǎn)子以后,盤車齒輪的轉(zhuǎn)速突然升高,而擺動齒輪由主動
輪變?yōu)楸粍虞?,被迅速推向右方并帶著擺動殼逆時針擺動,推動拉桿上
升。當拉桿上端點超過平衡位置時,連桿在壓縮彈簧的推動下推著曲柄
逆時針旋轉(zhuǎn),順勢將擺動殼拉起,直到手輪轉(zhuǎn)過預(yù)定的角度,鎖緊銷自
動落入鎖孑LW手輪鎖住。此時行程開關(guān)動作,切斷電動機電源,各齒輪
均停止轉(zhuǎn)動,盤車裝置又恢復(fù)到投用前脫開狀態(tài)。操作盤車停止按鈕,
切斷電源,也可使盤車裝置退出工作。
91.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
也叫徑向軸承。它的作用是承受轉(zhuǎn)子的全部重量以及由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平
衡引起的離心力,確定轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速很高,所以汽輪機的軸承都采用液體
摩擦為理論基礎(chǔ)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(wěn)定地運行。
92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(nèi)表面接觸,在軸瓦與軸頸之間形成了楔
形間隙。當轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時,軸頸與軸瓦之間會出現(xiàn)直接摩擦。但是,
隨著軸頸的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速的升高,被帶入的油量增多,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(zhuǎn)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(zhuǎn)動,從而避免了金屬直接摩擦,建立了液體摩擦。
93.汽輪機主軸承主要有哪幾種結(jié)構(gòu)型式?汽輪機主軸承主要有四種:
⑴圓筒瓦支持軸承。⑵橢圓瓦支持軸承。⑶三油楔支持軸承。⑷
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