第三篇汽轮机基础知识2.doc

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1、作用在转子上的轴向力包括哪些？如何减小作用在推力轴承上的轴向推力？ 汽轮机联轴器有什么作用?有几种类型? 联轴器的作用是连接汽轮机的各段转子及发电机转子,用以传递转矩和轴向力. 根据工作特性的差别,联轴器可分为三种类型,即挠性、半挠性和刚性. 挠性联轴器的优点是允许被连接转子之间有较大的偏心,对振动传递也不敏感 ,这大大减轻了转子找中心的工作量,另外当机组振动时易于查找原因,它的缺点是结构复杂,传递转矩小,且不传递轴向力. 刚性联轴器的优点是结构简单,轴向尺寸短,传递转矩大,还能传递轴向力.它的缺点是对被连接转子的同心度要求严格,当机组发行振动时,查找原因较困难. 半挠性联轴器的性能处于挠性与

2、刚性之间,它能减小两转子之间各轴承座的热膨胀,运行中不同转子中心之间是可能产生偏差的.何谓盘车装置?它的作用是什么? 在汽轮机启动以前或停机以后,使转子低速转动的装置称为盘车装置. 盘车装置的作用: (1) 防止汽机转子受热不均产生的热弯曲: 在启动冲转前一般要向汽封送气,这些蒸汽进入汽缸后大部分留在汽缸上部,会造成汽缸上、下温差,停机后汽缸上、下部之间也会存在温差,此时若转子静止不动就会产生弯曲变形,因此必须盘动转子以防大轴弯曲； (2) 启动前进行盘车以检查汽轮机是否具备运行条件,例如是否存在动静部分摩擦及主轴弯曲变形,是否超过规定值等； (3) 在冲动转子时可减少惯性力. （4）对于中间

3、再热机组，为减少启动时的汽水损失，在锅炉点火后，蒸汽经旁路系统排入凝汽器，这样低压缸将产生受热不均匀现象。为此，在投入旁路系统前也应投入盘车装置，以保证机组顺利启动盘车装置的要求 和形式 对盘车装置的要求是：它既能盘动转子，又能在汽轮机转子转速高于盘车转速时自动脱开，并使盘车装置停止转动。 汽轮机的盘车装置，可以分为低速盘车（ 35转/分）装置和高速盘车(4070转/分)装置两种，这两种盘车装置在大型汽轮发电机组中都得到广泛应用。盘车转速的选择以各轴承中能建立起完整的润滑油膜为下限；高速盘车 还兼有在停机后减小上下缸壁和转子内部的温度差作用。但盘车转速提高，启动转矩增大，电动机的功率要增大。为

4、减小电动机功率，采用高压油顶轴装置，以便在盘车装置投入前将轴颈顶起0.03.mm 以上，这样，可减小启动转矩。大、中型机组一般都采用电动盘车装置，它们基本上都可以自动投入和切断。常见的电动盘车装置有螺旋轴式和摆动齿轮式两种。汽轮机的轴承有几种类型?各有什么作用? 汽轮机的轴承就其作用可分为两类,即支承轴承和推力轴承. 支承轴承即径向轴承,它的作用是支持转子重量的轴承,同时还确定了转子的径向位置,保证转子和静子部分同心,使各转子的中心线一致,并承受转子振动的冲击力,同时通过润滑,使转子工作时轴承上产生的磨擦损失为最小. 推力轴承的作用是承受汽轮发电机转子的轴向推力和限定转子在汽缸中的轴向位置.液

5、体摩擦原理 当连续向轴承供给一定压力和黏度的润滑后，转子旋转，将润滑油从起形间隙的宽口带向窄口，由于间隙进油量大于出油量，润滑油便积聚在狭窄的间隙产生油压，当间隙中的油压超过轴颈的载荷时，就把轴抬起来，形成油膜建立了液体摩擦。稳定油膜必须具备以下条件：接触面形成其形间隙，接触面有相对运动；接触面充满适合黏度的润滑油。（润滑油粘度愈大，油膜的承载力愈大，但油的粘度过大，会使油的分布不均匀，增加摩擦损失。油温过高会使油的粘度大大降低，以致破坏油膜形成，所以必须有一定量的油不断流过，把热量带走。）轴承的润滑油膜是怎样形成的的？ 油膜的形成主要是由于油有一种粘附性。轴转动时将油粘在轴与轴瓦上，由轴瓦间

6、隙大处到小处产生油楔，使油在间隙小处产生油压，由于转速的逐渐升高，油压也随之增大，并将轴向上托起。径向支持轴承油膜的形成 为了满足上述油膜形成的条件，须使轴瓦的内孔直径略大于轴颈的直径。当轴静止时，在转子自身重量的作用下，轴颈位于轴瓦内孔的下部，直接与轴瓦内表面的乌金接触，这时轴颈中心在轴瓦中心的正下方，而在轴颈与轴瓦之间形成上部大，下部逐渐减小的楔形间隙，对称分布在轴颈两侧。 当连续地向轴承供给具有一定压力和粘度的润滑油之后，轴颈旋转时，粘附在轴颈上的油层随轴颈一起转动，并带动相邻各层油转动，进入油楔向旋转方向和轴承端部流动。由于楔形面积逐渐减小，带入其中的润滑油由于具有不可压缩性，润滑油被

7、聚集到狭小的间隙中而产生油压。随着转速的升高，油压不断升高。当这个油压超过轴颈上的载荷时，便把轴颈抬起，使间隙增大，则所产生的油压有所降低。当油压作用在轴颈上的力与轴颈上载荷平衡时，轴颈便稳定在一定的位置上旋转，轴颈悬浮在油膜上,此时，轴颈与轴瓦完全由油膜隔开，建立了液体摩擦。轴的转速越高,油膜的内压力越大,轴颈也就被抬的越高,轴心在轴承内便处在较高的偏心位置,当汽轮机转速无穷大时,轴颈中心便和轴承中心重合。径向支持轴承 结构和分类 径向支持轴承的型式很多，按轴承支承方式可分为固定式和自位式两种； 按轴瓦可分为圆筒形轴承、椭圆形轴承、多油楔轴承及可倾瓦轴承等 圆筒形轴承主要适用于低速重载转子；

8、三油楔支 持轴承、椭圆形支持轴承分别适用于较高转速的轻、中和中、重载转子；可倾瓦支持轴承则适用于高转速轻载和重载转子。什么是自位式轴承？ 圆筒形支持轴承和椭圆形支持轴承按支持方式都可分为固定式和自位式（又称球面式）两种。自位式与固定式不同的只是轴承体外形呈球面形状。当转子中心变化引起轴颈倾斜时，轴承可以随轴颈转动自动调位，使轴颈和轴瓦之间的间隙在整个轴瓦长度内保持不变。但是这种轴承的加工和调整较为麻烦。 椭圆形轴承与圆筒形轴承有什么区别？ 椭圆形支持轴承的结构与圆筒形支持轴承基本相同，只是轴承侧边间隙加大了，通常侧边间隙是顶部间隙的2倍。轴瓦曲率半径增大。使轴颈在轴瓦内的绝对偏心距增大，轴承的

9、稳定性增加。同时轴瓦上、下部都可以形成油楔（因此又有双油楔轴承之称）。由于上油楔的油膜力向下作用，使轴承运行的稳定性好，这种轴承在大、中容量汽轮机组中得到广泛运用。固定式圆筒形支持轴承的结构是怎样的？ 固定式圆筒形支持轴承用在容量为50100MW的汽轮机上。轴瓦外形为圆筒形，由上下两半组成，用螺栓连接。下瓦支持在三块垫铁上，垫铁下衬有垫片，调整垫片的厚度可以改变轴瓦在轴承洼窝内的中心位置。上轴瓦顶部垫铁的垫片可以用来调整轴瓦与轴承上盖间的紧力。润滑油从轴瓦侧下方垫铁中心孔引入，经过下轴瓦体内的油路，自水平结合面的进油孔进入轴瓦。由于轴的旋转，使油先经过轴瓦顶部间隙，再经过轴颈和下瓦间的楔形间隙

10、，然后从轴瓦两端泄出，由轴承座油室返回油箱。在轴瓦进油口处有节流孔板来调整进油量大小。轴瓦的两侧装有防止油甩出来的油挡。轴瓦水平结合面处的锁饼用来防止轴瓦转动。轴瓦一般用优质铸铁铸造，在轴瓦内部车出燕尾槽，并浇铸锡基轴承合金（即巴氏合金），也称乌金。 推力轴承工作原理？ 推力轴承也是根据油膜润滑原理工作的，由于推力瓦块和调整块的局部接触，使瓦块在圆周方向上倾斜，与推力盘平面之间形成油楔。当推力盘随主轴旋转时，油被带入楔形间隙中，随着间隙的减小，油被挤压，油压逐渐增加，以承受转子的轴向推力。只有当楔形出口处的最小油膜厚度大于两金属表面的不平度时，才能形成液体润滑。因此在安装或检修时，对推力盘与推

11、力瓦块接触面必须仔细研刮。推力轴承的非工作瓦片起什么作用，工作瓦片和非工作瓦片之间的间隙太大有什么害处？ 非工作瓦片在运行正常时，不受任何推力，所以称为非工作瓦片。但当负荷突然减少时，有时会出现与汽流方向相反的轴向推力，这时非工作瓦片就起到了抵住推力盘的作用，不使转子向前移动。 如果工作瓦片与非工作瓦片之间的间隙太大，超过汽轮机动静部分之间的最小间隙时，则不能起到保护动静部分不发生相互摩擦的作用。什么是推力间隙? 推力间隙是推力盘在工作瓦和非工作瓦之间的移动间隙为推力间隙,一般不小于0.4mm 瓦片上的乌金厚度一般为1.5mm，其值小于汽轮机通流部分动静之间的最小间隙，以保证即使在乌金熔化的事

12、故情况下，汽轮机动静部分也不会相互摩擦。 推力间隙过小,会造成推力瓦块温度升高,使润滑不良,乌金面出现磨痕;间隙过大,在汽轮机负荷突然发生变化,特别是甩负荷时会造成推力盘反弹 笋尖冲击非工作瓦块,间隙越大,冲击的动能越大,对非工作瓦块工作不利,严重时会造成转子动静摩擦.汽轮机油系统的作用有哪些? 油系统的作用是：向机组各轴承供油，减少轴承接触表面的摩擦损失并带走因摩擦产生的热量及由转子传来的热量；供给调速系统和保护装置稳定充足的压力油，使之正常工作；供给各传动机构润滑用油 汽轮机润滑油和动力油系统为什么独立分开？ （1）机组供轴承用的润滑油压力与供油动机的动力油压力相差较大 （2）动力油与润滑

13、油的介质不同，当动力油压提高后，如使用透平油则易引起火灾；由于润滑油系统庞大，加上抗燃油价格昂贵，因而润滑油介质采用透平油比较合适； （3）动力油和润滑油系统对清洁度要求不同。I汽轮机润滑油供油系统主要由叮些设备组成? 汽轮机润滑油供油系统主要由主油泵、注油器、辅助润滑油泵、顶轴油泵、冷油器、滤油器、油箱、滤网等组成。 汽轮机供油系统有哪几种类型？ 在正常运行中，汽轮机的用油是由主油泵供给的，根据供油系统中主油泵的类型不同，汽轮机供油系统基本上可分为具有容积式主油泵的供油系统和具有离心式主油泵的供油系统两大类。 容积式主油泵的供油系统的主油泵采用齿轮油泵或螺旋油泵等容积式油泵，容积式油泵的主要

14、优点是吸油可靠，系统比较简单，但工作转速低，不能由主轴直接带动,经济性也较差,现代大中型汽轮机已不再采用这种系统，而代之以离心式主油泵供油系统；离心式主油泵转速高可由主轴直接带动,调速系统快速动作时油压下降不多,缺点是油泵入口为负压,需由专门的注油器向主油泵供油.注油器有什么作用？结构组成？ 为保证主油泵工作可靠，不发生因吸入侧不严而漏入空气致使吸油中断的严重事，在主油泵前有注油器，注油器向主油泵供油，使主油泵吸入侧恒为正压。顶轴油系统的作用是什么？ 顶轴油系统的作用是在盘车装置投入前及投入过程中，向汽轮发电机组各支持轴承上的静压油腔通入高压油，将转子轴颈顶离轴瓦并在轴颈下强制形成油 膜，以避

15、免在启动和停机过程中轴瓦与轴径间发生干摩，保护轴瓦和轴径不被损坏。另外，在启动盘车时，还可大大地减小摩擦力矩,从而减少盘车电动机的功率.溢油阀装置 溢油阀的作用是保持在润滑油中（冷油器后）的油压为一个常数。当润滑油压大于0.147 MPa（表压）时，低压油过压阀（溢油阀）将自动开启，将自动开启，将多余的油溢回油箱，使润滑油压保持在0.07800.147范围内。 为维持润滑油压不超过0.15 MPa表压（滤油器后），可调整其调整螺钉，在润滑油压升高至0.15 MPa表压时，油口开始打开将油泄回油箱，保持一定压力。油箱的作用是什么?油箱的底部为什么要做成斜面?油箱的构造和工作原理是怎样的? 油箱用

16、来储油，同时具有分离气泡、水分、杂质和沉淀物的作用。油箱的底部做成斜面，便于把沉淀物和水分放掉，且检修时容易将油放尽。 为了分离油中的空气、水分和杂质，必须使油箱的油流速度尽量慢，而且均匀，因此油箱内部通常分成几个小室，并装有两道滤网，将油过滤。油箱分为净段和污段，轴承及调速系统的回油都进入污段，各油泵及注油器的入口均接在净段，污净两段用滤网隔开。油箱装有油位计，并有最高、最低油位标志和音响灯光信号。油箱上部装有排烟机，随时抽出油烟。油箱底部装有泄油管，以便及时排出水分和沉淀物。 汽轮机主油箱上面安装排烟风机的作用是什么？ 排烟风机作用有：（1）排除油箱内的油烟、不凝结气体、水蒸汽等，可防止透

17、平油的劣化，延长使用寿命；（2）使主油箱建立一定的真空度（一般为3050mm水柱），保证回油畅通。 试述冷油器的构造和工作原理。 冷油器主要有外壳、铜管、管板、隔板、上下水室等组成。铜管胀在两端的管板上，油在铜管外面流动，水在铜管里面流动。为了提高冷却效率，增加油在冷油器内的流程和流动时间，用隔板将冷油器隔成若干个弯曲的通道。冷油器属于表面式热交换器，高温润滑油和冷却水分别在铜管外、内流过，通过管壁进行热量交换，润滑油的热量被冷却水带走，从而降低了自身的温度。板式加热器 板式加热器是一种高效率的节能加热设备，已普遍受到重视。其特点是热损失小，热效率高，结构紧凑，占地面积小，操作灵活，安装方便，

18、应用范围广，使用寿命长。在相同压力损失的情况下，其传热系数是管式加热器的3 倍，占地面积为管式加热器的，金属材料消耗量为管式加热器的/ ，热量回收率可达99%。因此，在电力工业的供热加热系统中开始采用。 板片之间密封用垫片的形式如下图所示。密封垫片的作用不仅是把流体密封在加热器内，而且还使加热及被加热的流体分隔开，不使之互相混合。通过改变垫片的左右位置，可以使加热及被加热流体在加热器中交替通过人字板面。板式冷油器冷油器串、并联运行各有何优缺点？ 串联运行：优点：冷却效果好，油温冷却均匀。缺点：油的压降大，如果冷油器泄漏，油侧无法被隔离。并联运行：优点：油压下降少，而且隔离方便，可在运行中检修任

19、意一台冷油器。缺点：冷却效果差，油温冷却不均匀。 因为冷油器是采用油和水在管子或管板的内外两面靠对流换热而将油温降低的。假如水侧压力高于油侧压力时，一旦出现管子泄漏或有某些结合面处不严密时，将使部分冷却水进入到油侧，造成油质的恶化。为此，调整冷油器的入口水门，不仅可以达到降低水侧的压力，使其低于油压，而且也达到了降低油温的目的。为什么轴承的来油管细,回油管粗?若油管过细有何影响? 因为轴承的来油是具有一定压力的,它的流速较高.在这种情况下,轴承的来油管只要能保证有足够的油滑油量就够了,因此它不必很粗.而轴承的回油管内的压力很低,油的流速较小,所以回油管一定要比来油管粗.如果轴承的回油管过细,则

20、轴承的回油不畅,就会影响润滑效果,使轴承温度升高.如何防止油中进水？ 可采取如下措施防止油中进水： （1）带负荷中，汽轮机运行人员应经常检查油温、油压、并从轴瓦回油油流情况和油中有无水分（有水分时回油窗玻璃上凝结有水珠）。如果所有轴承油的温升都增加，可能是因为油质恶化油中进水所引起的。（2）汽轮机运行规程规定定期从油箱最低位置的放油管处进行放水检查，排放出油箱中的水和其它沉淀物。（3）透平油中进水的主要原因在于汽轮机端部轴封蒸汽压力过高、温度过低和端部间隙过大，致使轴封漏汽自轴承室与轴的间隙进入油内。所以运行人员必须适当控制轴封供汽压力和保证轴封加热器的正常运行，以免油中进水。（4）通常要保证

21、冷油器油则压力大于水则压力；可防止冷油器管子泄漏时造成油中进水。 润滑油温度对轴承工作有何影响？ 润滑油温过低，油的粘度增大，会使油膜过厚，不但承载能力下降，而且工作不稳定。油温也不能过高，否则油的粘度过低，以至难以建立油膜，失去润滑作用。 什么是透平油的循环倍率?它对油系统的工作有什么影响? 循环倍率是一小时内油在整个系统中循环的次数。即每小时使用的油量与油系统总油量之比。 循环倍率是影响透平油使用期限的一个重要因素。油箱容积愈小，则循环倍率愈大，油在油箱中被分离、沉淀的过程不充分，每千克油在单位时间内从轴承中吸收的热量也愈多，油质越容易恶化。循环倍率不应超过810。 什么叫油的闪点、燃点、

22、自燃点? 随着温度的升高，油的蒸发速度加快，油中的轻质馏分首先蒸发的空气中。当油气和空气的混合物与明火接触时，能够闪出火花，这种短暂的燃烧过程叫闪燃，发生闪燃的最低温度叫油的闪点。 油被加热到超过闪点温度时，油蒸发出的油气和空气的混合物与明火接触时立即燃烧并能连续燃烧5秒钟以上，油发生这种燃烧的最低温度叫油的燃点。 当油的温度逐渐升高到一定的温度时，没遇到明火也会自动燃烧起来，这叫油的自燃点。什么润滑油的“粘度”?润滑油号数的高低与“稠”“稀”的关系是什么? “粘度”是润滑油的基本特征，它表示润滑油流动时的“内阻力”的大小。即“稠”不易流动，“稀”易于流动。 润滑油号数高，表示粘度高，即润滑油

23、较稠。汽轮机调节保护系统 汽轮机是发电厂的原动机，驱动同步发电机旋转产生电能，向电网输送符合数量和供电品质(电压与频率)要求的电力。由同步发电机的运行特性已知，发电机的端电压决定于无功功率，而无功功率决定于发电机的励磁；电网的频率(或称周波)决定于有功功率，即决定于原动机的驱动功率。因此，电网的电压调节归发电机的励磁系统，频率调节归汽轮机的功率控制系统。这样，机组并网运行时，根据转速偏差改变调节汽门的开度，调节汽轮机的进汽量及焓降，改变发电机的有功功率，满足外界电负荷的变化要求。由于汽轮机调节系统是以机组转速为调节对象，故习惯上将汽轮机调节系统称为调速系统。 汽轮机调节保护系统的任务 正常运行

24、时，通过改变汽轮机的进汽量，使汽轮机的功率输出满足外界的负荷要求，且使调节后的转速偏差在允许的范围内；在危急事故工况下，快速关闭调节汽门或主汽门，使机组维持空转或快速停机。 汽轮机运行对其调节系统的基本要求有哪些？ 1）能控制汽转机转速，按要求从零逐步升高到额定转速；并入电网后，能使机组功率在零和额定值之间任一负荷下稳定运行；外负荷不变时，能保持机组功率和转速不变。 2）在外负荷变化时，能迅速改变机组输出功率与外负荷相适应，从原稳定工况过渡到新的稳定工况，保证机组转速的变化在允许范围内。 3）在机组甩负荷（主汽门全开，突然与电网解列，负荷降至零）时，能维持机组转速在3000r/min左右空负荷

25、运行。 4）能按要求控制机组正常停机；当出现危及机组安全的情况时，能迅速切断汽源，实行事故停机。 5)调节系统的迟缓率应在0.2%0.4%范围内，不得超过0.5% 6)调节系统的速度变动率应在3.5%6% 7)供热机组应能满足负荷变化的特殊要求。汽轮机调节系统一般由哪些机构组成？各自的作用分别是什么 汽轮机的调节系统，由感应机构、传动放大机构、执行机构和定值机构组成。 它们各自的作用如下：感应机构接受调节信号的变化，并将其转换为可传递的信号。采用转速变化为调节信号时，感应机构称为调速器。传动放大机构将感应机构送来的调节信号进行幅值放大和功率放大，并进行综合处理，传递给执行机构进行调节。汽轮机调

26、节系统的执行机构是进汽调节阀和操纵机构，也称配汽机构。它根据调节信号，改变调节阀的开度，使机组功率相应变化。定值机构即同步器，对于电液调节系统即转速给定和功率给定。它通过手动产生调节信号，也送入传动放大机构，以改变进汽调节阀的开度。什么调节系统的静态特性和动态特性？ 调节系统的工作特性有两种：即动态特性和静态特性。在稳定工况下，汽轮机的功率和转速之间的关系即为调节系统的静态特性。从一个稳定工况过渡到另一个稳定工况的过渡过程的特性叫做调节系统的动态特性，是指在过渡过程中机组的功率、转速、调节汽门的开度等参数随时间的变化规律。 什么是调节系统的静态特性曲线？对静态特性曲线有何要求？ 调节系统的静态

27、特性曲线即在稳定状态下其负荷与转速之间的关系曲线。 调节系统静态特性曲线应该是一条平滑下降的曲线，中间不应有水平部分，曲线两端应较陡。如果中间有水平部分，运行时会引起负荷的自发摆动或不稳定现象。曲线左端较陡，主要是使汽轮机容易稳定在一定的转速下进行发电机的并列和解列，同时在并网后的低负荷下还可减少外界负荷波动对机组的影响。右端较陡是为使机组稳定经济负荷，当电网频率下降时，使汽轮机带上的负荷较小，防止汽轮机发生过负荷现象。 调速系统静态特性曲线 调速系统的静态特性曲线是由转速感受机构、传动放大机构和执行机构的静态特性决定的，改变这三个机构的任一个静态特性，都会引起调速系统静态特性的改变。转速感受

28、机构的静态特性曲线，传动放大机构的静态特性曲线，执行机构的静态特性曲线 转速感受机构的静态特性曲线 稳定工况下,转速的输出信号(位移、油压或油压差)与输入信号（转速）之间关系叫转速静态特性。表示这个关系的曲线叫转速感受机构的静态特性曲线。 传动放大机构的静态特性曲线 稳定工况下, 传动放大机构的输入信号(位移、油压或油压差)与输出信号（油动机位移）之间关系叫传动放大机构静态特性。表示这个关系的曲线叫传动放大机构的静态特性曲线。 执行机构的静态特性曲线 稳定工况下, 执行机构的输入信号(油动机位移)与输出信号（进汽流量）之间关系叫执行机构静态特性。表示这个关系的曲线叫执行机构的静态特性曲线。汽轮

29、机调节系统速度变化率分布 同步器的作用 在汽轮机并列运行时，若电网的频率基本不变，则机组所承担的负荷也就基本不变。因此，在机组并网带负荷时，也应有一能平移静态特性线的装置，在并列运行的机组间进行负荷的重新分配。这种能平移调节系统静态特性线的装置称为同步器，其主要作用是： (1)单机运行时，启动过程中提升机组转速到达额定值，带负荷运行时可以保证机组在任何稳态负荷下转速维持在额定值； (2)并列运行时，在各机组间进行负荷重新分配，承担电网二次调频任务，保持电网频率基本不变。 单机运行时同步器的作用 同步器调节范围根据同步器提升转速和调节机组负荷的作用，同步器平移静态特性线的调节范围，除满足正常蒸汽

30、参数和额定转速工况要求外，还应充分考虑蒸汽参数、真空和电网频率等实际运行因素的影响，为这些因素变化预留足够的调节范围。 同步器下限位置 ：下限工作位置的设置应考虑在电网频率降低、蒸汽参数升高及真空上升等运行因素，并为机组并网前操作留有一定操作空间。当电网频率低于额定值时，若仍能使机组维持空负荷运行同步器调节的下限位置通常设在为额定转速下-5.0处。 同步器的上限位置 ：上限位置的设定主要在考虑电网频率升高和新蒸汽参数降低、低真空工况下，为能使机组卸去全部负荷并维持空转运行通常要求同步器调节的上限位置不小于(12)。对于一般机组，速度变动率取为5.0，则同步器调节的上限位置取为7.0。 同步器平

31、移静态特性线 平移调节系统的静态特性线，可以通过平移转速感受特性线，也可平移中间放大传递特性线来实现，前者称为第一类同步器，后者称为第二类同步器。目前，实际使用中以第二类同步器为主。 速度变动率 轮机调节系统静态特性曲线可知，对应于汽轮机不同的功率，机组的转速是不同的，静态特性曲线的斜率表明了这种差异。我们定义：汽轮机空负荷时所对应的最大转速nmax与额定负荷时所对应的最小转速nmin之差，与额定转速n0的比，称为调节系统的速度变动率或速度不等率，通常用表示，即 速度变动率一般范围 速度变动率愈小，即静态特性曲线愈平坦，则转速变化很小就会引起汽轮机较大的功率变化，使汽轮机的进汽量和蒸汽参数变化

32、较大，机组内各部件的受力、温度应力等都变化很大，将造成寿命损耗，甚至造成部件损坏。=0的极限情况下，只要电网频率稍有改变，机组的负荷就由额定负荷变为空负荷，或由空负荷变为额定负荷，机组负荷产生严重晃动而无法运行。因此，调节系统的速度变动率一般不得小于3.0。但是，速度变动率也不宜太大，因为过大的速度变动率，一方面使机组参与电网一次调频能力下降；另一方面使调节系统甩负荷后的稳定转速过高，稍有不慎，有可能使甩负荷后最高飞升转速超过危急保安器的动作转速，不利于机组安全和甩负荷后重新并网带负荷。所以，调节系统的速度变动率一般不要超过6.0。 综上所述，汽轮机调节系统的速度变动率，应根据机组在电网中所处

33、的地位和安全性方面的要求来确定。对一次调频要求较高的带尖峰负荷机组，速度变动率应取小些，如=3.04.0；对带基本负荷的机组，速度变动率则应取大些，如=4.0-6.0。一般地，速度变动率通常设为=5.0。 在机组空负荷附近，为便于机组并网操作，要求速度变动率大些，容易控制机组并网前的转速。另外，在机组带初负荷后应有一定的暖机时间，以免刚带负荷后机组加热太快产生过大的热应力和胀差。为防止电网频率变化对机组带初负荷暖机的影响，通常在机组010负荷范围内，对其最大局部速度变动率不作限制。 在机组满负荷附近，过小的速度变动率在电网频率降低时容易使机组过载，危及机组的运行安全。所以，在机组满负荷处的速度

34、变动率也应取得大些。一般在90100负荷范围内，最大局部速度变动率不大于整体速度变动率的3倍。 因此，调节系统速度变动率在满足整体设计要求条件下，其分布应当是两端大、中间小且无拐点平滑变化 迟缓率 在汽轮机调节系统中，相对运动部件间不可避免地存在动、静摩擦，机械传动机构中存在着旷动间隙，滑阀存在一定的盖度，这些非线性因素的存在，使转速感受特性和传递特性发生畸变，最终表现在静态特性曲线上，使之偏离理想工况。 在调节系统增、减负荷特性曲线上，相同功率处转速偏差n=n1-n2与额定转速n0的比为调节系统的迟缓率，通常用表示 迟缓率对调节系统的影响 迟缓率对调节系统的控制精度和机组的稳定运行产生不良影

35、响。在汽轮机单机运行时，机组的功率决定于外界的电负荷。在某一稳定负荷下，迟缓率的存在将会使机组的转速在n=n0范围内漂移，引起机组转速波动，如图6-11(a)所示。如果迟缓率为=0.5，则对应的转速波动的幅度为n=15r/min，相当于供电频率有0.25Hz的波动。 在多台机组并列运行时，机组的转速决定于电网的频率，当电网的频率一定时，迟缓率存在将会引起机组功率晃动，如图6-11(b)所示。由速度变动率和迟缓率的定义可知，功率晃动的幅度为,P=/P0。迟缓率愈大、速度变动率愈小，功率晃动的幅度就愈大。所以，为提高调节系统的控制精度和运行稳定性，要求迟缓率尽可能小。由于迟缓率难以避免，故希望速度

36、变动率不宜过小。 调节系统迟缓对汽轮机运行的影响 某P=200MW机组调节系统的迟缓率=0.3，速度变动率=5，试计算由迟缓引起负荷摆动量是多少？汽轮机液压调节系统转速感受机构转速感受机构是将速度信号转变为一次控制信号的元件 径向钻孔脉冲泵 ：径向钻孔脉冲泵，或称径向脉冲泵，简称为径向泵或辐向泵。它是一种基于离心泵工作原理的转速感受器，由泵轮、稳流网和壳体等组成，其结构如图6-21所示。泵轮上均匀分布地钻有等直径的径向油孔，油流由泵轮中心进入，泵的出口油压为调节系统的一次控制信号。这种转速感受器具有结构简单、制造维修方便、灵敏度高及迟缓小的优点，并且当泵的负载流量增大时，泵的压增特性基本不变。

37、对于小型汽轮机，径向脉冲泵还可当作主油泵来使用。这种转速感受器的主要不足在于有时会出现油压低周波动，从而引起整个调节系统晃动，影响机组的稳定运行。因此，在泵轮外设置一个稳流网，其作用是抑制油泵出口的高频油压脉动。（径向钻孔脉冲泵的灵敏度通常为150r/min时585kPa） 径向钻孔脉冲泵 旋转阻尼器 旋转阻尼器也是一种基于离心泵工作原理的转速感受器，它主要由阻尼管、油封环(或稳流网)、壳体及针形阀等组成，其结构如图所示。旋转阻尼器与径向泵的差别，主要在于旋转阻尼器的供油来自于主油泵的压力油，经针形阀节流降压进入A腔室，然后经阻尼管径向向内流动，最后排至回油系统。A腔室的油压即为调节系统的一次

38、控制信号。 阻尼管内油液的离心力起着阻止通过针形阀流量的作用。当机组转速升高时，阻尼管外端处的压力升高，通过针形阀的流量就会减小。 旋转阻尼器有着与径向脉冲泵相似的特点，但因旋转阻尼器的供油来自于主油泵，主油泵出口油压的波动有时对一次控制油压产生显著影响。另外，油封环的磨损很容易引起一次控制油压波动，造成调节系统晃动。旋转阻尼器的灵敏度小于径向脉冲泵，一般为22kPa/150r/min。 旋转阻尼器何为调速汽门的重叠度？重叠度过大或过小对汽轮机运行有何影响 对采用喷嘴调节的汽轮机来说，一般都安装几只调速汽门，并规定了调速汽门一定的开启顺序，且让前一只调速汽门尚未全开时，后一只调速汽门就提前开启

39、，这一提前开启量，就称为调速汽门的重叠度。重叠度过大时，将造成调速汽门不必要的节流损失；若重叠度过小或没有时，将使调速汽门的联合升程特性曲线不是一条连续的直线，而是有一些阶梯的折线，这对调节来说是不利的。因为，在阶梯段升程增加，流量却很少增加，这就要求加大升程，加大油动机行程，从而使调速系统转速变动大，使甩负荷时的动态升速增高。因此，调速汽门的重叠度不能过小也不能过大，一般保持在10左右较合适。即前一只调节汽门开启到阀后压力为阀前压力的90左右时，后一只调速汽门随即开启。为什么有些调速系统能够维持空负荷运行，但不能在甩负荷后维持额定转速？ 汽轮机调速系统不能维持空负荷运行，甩负荷时就不能维持额

40、定转速，汽轮机是要跳闸的。但是甩负荷跳闸却并不一走由于调速系统不能维持空负荷运行，原因是多方面的：如速度变动率过大、调速系统迟缓率过大、抽汽逆止门不严等，都有可能造成甩负荷后跳闸。什么情况下应做危急保安器的超速试验？ 凡遇到下列情况之一时必须做危急保安器的超速试验：（1）机组首次启动或大修后首次启动时；（2）危急保安器解体或调整后；（3）做甩负荷试验以前；（4）机组停运一个月后再启动时；（5）机组运行2000小时。什么是调节系统静止试验？ 调节系统静止试验是在汽轮机静止状态下，启动高压辅助油泵，对调节系统进行试验。由于汽轮机处于静止状态，试验时干扰因素少，可获得比较准确的结果。对于新安装和检修

41、后的机组，通过静止试验可将各机构的关系调整到符合设计要求，为保证安全、可靠启动和运行提供必要条件。对存在缺陷或经过改进的机组，通过静止试验测得各机构的相 互关系，与设计数据进行比较，找出产生缺陷的原因或判断改进的效果。如何进行静止试验？ 静止试验时，汽轮机还未运转，故主油泵不工作，压力 油由高压辅助油泵供给，转速信号由人工产生。对低速离心调速器的机组，拆除调速器的主弹簧，装设一个专用工具来移动滑套位置；对高速弹簧片调速器，可利用同步器来移动调速器错油门活塞的位置；对液压调速器，则切断原来的一次脉冲油路，另用人工产生的可调节油压代替。为使试验符合运行情况，应将油温保持在405 0度范围内。 试验

42、时，移动调速器滑套或改变一次脉冲油压，待油动 机开始关闭时作第一次记录，以后每移动一次记录一次，直至油动机全关，全部记录点不少于8个。油动机全关后再进行开启方向试验。必须注意，在关闭或开启方向试验时，只能单向进行，不可来回移动，否则不能测出迟缓率。 试验后将试验记录汇总，并修正仪表指示的误差，绘出曲线。调节系统静态特性试验的内容和目的是什么？ 调节系统静态特性试验包括空负荷试验和带负荷试验 空负荷试验是汽轮机在空转和无励磁情况下进行的，其目的是测定调速器特性、传动放大机构特性、同步器工作范围、感应机构和传动放大机构的迟缓率。同时可以检查调节系统能否维持机组空负荷稳定运转。 带负荷试验是在机组并

43、网运行情况下进行的，其目的是测定配汽机构的静特性线、同步器与油动机行程关系曲线、油动机行程与各调节汽阀开度的关系、调节汽阀开启的重迭度。还可检查调节系统在不同负荷条件下是否能稳定工作。什么是调节系统的动态特性试验？ 调节系统的动态特性是指被调参数如转速随时间而变化的非稳态特性。即从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态的过渡过程的特性。调节系统动态特性试验的目的主要是测取甩负荷时转速的飞升曲线，以便准确评定过渡过程的品质，同时试验中所取得的资料可以为改进系统的动态品质提供依据。汽轮机有哪些主要的保护装置？超速保护装置的作用及结构特点是什么？ 汽轮机主要的保护装置有超速保护装置和轴向位移保护 装置。有

44、些机组还装有轴承油压保护、油温保护、低真空保护等保护装置。 超速保护装置的作用是：当汽轮机转速超过额定转速的9%11%时，自动关闭主汽门，使汽轮机停止进汽迅速停机，以防止严重的设备损坏事故。 超速保护装置通常都是由危急保安器及危急遮断油门组 成的。调节汽阀 某电厂在低周波运行期间曾将速度变动率5的同步器工作范围由+7-5%改为+4-6，试问这样改动后，当电网频率恢复为50HZ后，机组最多能带多少负荷？（用百分数表示）？ 同步器工作范围改为+4-6后，为使机组带满负荷，同步器应处于高限位置，设在50HZ时机组带负荷P则 （1.043000-3000）/P=n0/P P/P100%=(1.0430

45、00-3000)/ n0 100% =1.043000-3000)/(0.053000) 100% =(0.04/0.05) 100%=80% 答：此时机组只能带80额定负荷。调节系统方式 液压调节系统包括1直接调节系统， 2间接调节系统 电液调节系统包括A功频电液调节， B数字电液调节间接调节系统功率稍大的汽轮机，改变调节汽门位置需要较大的提升力，必需将感受装置的信号在能量上通过中间环节加以放大，这种调节系统称为间接调节系统。 （1）转速感应机构：又称调速器。它能感应转速的变化并将其转变为其它物理量的变化（滑阀位移）。 调速器按其工作原理可分为液压式、机械式和电子式三大类。液压式调速器种类很

46、多，以径向钻孔泵和旋转阻尼两种居多见。 （2）传动放大机构：由于转速感应机构所产生的信号往往功率太小，不足以直接带动配气机构。因此传动放大机构是接受感应机构信号并将其放大，然后传给配气机构，使其动作。 它有断流和贯流（又称节流或继流）两种传动放大装置形式。反馈机构 和配气机构 （3）反馈机构：传动放大机构在将转速信号放大传递给配气机构的同时，还发出一个信号使滑阀复位，油动机活塞停止运动。 常用的反馈机构有杠杆反馈机构、油口反馈机构、弹簧反馈机构。 （4）配气机构：接受传动放大机构的信号来改变汽轮机的进气量。 高压调节气阀的提升形式有提板式、凸轮式和直接带动式三种。本机组蒸汽在主汽门后分为4路，进入布置在汽缸上部及两侧的调节汽阀阀壳的中间腔室，调节汽阀为凸轮转角单支点杠杆提升式，共有四只阀门开启次序为1阀、2阀、3阀、4阀。径向泵液压调节系统调速系统动作过程 根据离心泵的工作原理，出口油压与转速的平方成正比。当负荷减小而引起汽轮机转速升高时，径向泵的出口油压也升高。额定转速时，作用在压力变换器2底部的油压p0与顶部的弹簧力相平衡,当油压p0升高时，压力变