汽轮机课后思考题与答案(3)

2019-04-14 21:42

27. 简述凝汽设备的组成及作用;凝汽式汽轮机的排汽冷凝方式有那几种,各有何特点? 答:组成:

1) 凝汽器 是凝汽系统的主要部件 作用是将低压缸来的乏汽凝结,并在汽轮机末级排汽口建立真空

2) 抽气设备 作用是正常运行时抽出凝汽器中的不凝结气体,维持真空度,在机组启动时抽出凝汽器汽轮机和管路中的空气。 3) 循环水泵 作用是作为循环水的驱动力来源

4) 凝结水泵 作用是抽出凝汽器中的凝结水并送往低加和除氧器 冷凝方式:

1) 水冷(直流供水 循环供水)直流供水用水量大,水来自天然水源,循环供水需要冷却塔,用水量小。

2) 空冷(直接空冷 间接空冷)直接空冷不需要水等中间冷却介质传热温差大,可获得较低排汽压力,但是体积庞大且易泄漏,同时一般要采用强制通风,增加了用电量和噪声。

28. 水冷表面式凝汽器的凝结压力用何理论表达式表达?影响凝汽器压力的主要因素有那些,如何影响?凝汽器的主要特性指标有那些?多压凝汽器的凝结温度用何式表示?什么是凝汽器的热力特性曲线? 答:表达式:

影响凝汽器压力的主要因素:

1) 冷却水进口温度tw1,在其他条件不变的情况下,冷却水进口温度tw1越低,凝汽器压力越低,凝汽器的真空度越低。

2) 冷却水温升?t , 冷却水温升?t 减小,凝汽器压力降低 3) 凝汽器传热端差?t,传热端差?t升高,凝汽器内温度ts增大,凝汽器压降低,真空降低。

主要特性指标:凝汽器传热端差?t,冷却倍率m

多压凝汽器的凝结温度用何式表示:以双压凝汽器为例, 经过双压凝汽器各汽室的冷却

pchc?hc'?t1??t2??D4.187?W??Dc?2hc?hc'?t?? ?4.187?2m2????双压那个七七两汽室的平均传热端差分别为

?t1?e?t1??k1Ac??2?4.187D??w????1?t?2??e????k1Ac??2?4.187D??w??? ?1???两汽室蒸汽凝结温度分别为

?t2?e?t2??k2Ac??2?4.187D??w????1?t?2??e????k2Ac??2?4.187D??w????1?

??双压蒸汽凝结室的平均凝结温度温度为

ts1?tw1??t1??t1?tw1?t???t12 ?t?t?)???t222ts2?(tw1??t1)??t2??t2?(tw1凝汽器的热力特性曲线:就是凝汽器的压力,真空,排气压力循环水量流量,温

度,压力之间的关系曲线。

29. 什么汽轮机的变工况及变工况特性,引起汽轮机运行工况变化的原因有那些?对变工况前后的G-P关系研究有那些重要结论,这些结论有何用途? 答:汽轮机的变工况:由于各种因素影响,运行参数偏离设计值的工况 变工况特性:变工况运行时汽轮机的特性 引起汽轮机运行工况变化的原因: 1) 外扰:外部需求变化。

2) 内扰:初终参数变化 通流部分结构变化(结垢磨损等)进汽调节方式变化 热力系统热力系统运行方式变化

对变工况前后的G-P关系研究重要结论及用途:弗留格尔公式 用途:

1) 监视汽轮机通流部分运行是否正常

2) 推算出不同功率(流量)时各级的压差和比焓降,从而计算出相应的功率速比效率及零部件的受力情况\\

30.当汽轮机进汽量增大时,凝汽式汽轮机各非调节级的中间级和末级的级前后压差如何变化;调整抽汽式汽轮机调整抽汽口前一级的级前后压差如何变化? 答:当汽轮机进气量增大时,凝气式汽轮机非调节级的各中间级前后压力比不变,即各中间级焓降不变,或者变化不大。末级前后压差增大。(调整抽气式的同理) 31. 当汽轮机进汽量变化时,凝汽式汽轮机非调节级的各中间级和末级的比焓降如何变化;背压式汽轮机非调节级的各中间级和末级的比焓降如何变化? 答:凝汽式汽轮机非调节级各中间级在汽轮机进汽量变化时,比焓降不变;背压式汽轮机中间级当流量减小时,级的比焓降减小,当流量增大时,级的比焓降增大;末级当流量增大时,比焓降减小,当流量减小时,比焓降增大。 32. 汽轮机各级的比焓降或速比变化时其反动度如何变化,冲动级与反动级相比其变化有何不同?

当工况变动级的理想比焓降减小(或速度比增大)时,级的反动度增大;相反,工况变动级的理想比焓降增大时,则级的反动度减小。另外,原设计反动度小的级,比焓降变化较大,原设计反动度大的级,比焓降变化较小。速度比变化引起的反动度变化主要发生在反动度不大的冲动级。

33. 喷嘴调节汽轮机流量变化时其经济性和安全性如何变化,有何注意事项?

答:喷嘴调节的凝气式汽轮机,在工况变动引起流量变化,比焓降变化主要发生在调节级和末级,个中间级的比焓降几乎不变,由于个中间级的速度比不变,则级的效率不变。而调节级与末级的比焓降变化了,其速度偏离了最佳速度比,级的内效率降低,从而导致整个机组的经济性降低。

另一方面,在工况变动引起流量变化时,喷嘴调节的凝气式汽轮机调节级和末级除比焓降的变化以外,其手里情况也要发生变化。当流量减少时,调节级前的压力为新蒸气压力,而级后压力降低,级的比焓降增加,调节级动静叶片收到的气流力增加。相反,当流量增加时,末级级前压力升高,末级级后压力受凝气器控制几乎不变,则级的比焓降增加。末级动静叶片收到的气流力增加,因此,在工况变化时,必须对调节级和末级动静叶片收到的受流力进行进行认真的核算,以保证机组的安全性。

34. 什么是滑参数运行与定参数运行,各有何特点?什么是喷嘴调节和节流调节,各有何特点?喷嘴调节汽轮机流量变化时,级后压力和级的比焓降如何变化?答:滑参数与定参数,一般是指开停机或升降负荷过程中的一种运行方式。定参数运行,是指保持汽压不变的运行方式。主要通过汽机调门来实现汽压的相对稳定,随着锅炉燃烧的调整,汽温上升或下降到某一温度时,再通过调整汽机调门开度来调整汽压,定参数阶段,汽压的变化是阶段性的,变化之后维持一定时间。定参数运行时汽机的喷嘴节流损失相对较大。滑参数运行,主要是指汽温、汽压随着机组负荷变化而变化的运行方式。滑参数运行时,汽机主汽门和调门一般保持全开,汽温、汽压随锅炉燃烧工况而变化,主要通过燃料两、风量、燃烧器摆角等调节汽温、汽压。

节流调节和喷嘴调节对应的是“单阀”控制(节流调节全周进汽)和“顺序阀”控制(喷嘴调节部分进汽)方式,即在外负荷变化时,通过改变调节阀的开

度,使进汽量变化,改变机组的功率,与外负荷的变化相适应。 采用喷嘴调节的汽轮机,在外负荷变化时,各调节阀按循序逐个开启或关闭。由于在部分负荷下,几个调节阀中只有一个或两个调节阀未全开,因此在相同的部分负荷下,汽轮机的进汽节流损失较小,其内效率的变化也较小。从经济性的角度,当机组负荷经常变动时,这种调节方式较为合理。

汽轮机采用节流调节,在部分负荷下,所有的调节阀均关小,进汽节流损失较大,在相同的部分负荷下,其内效率相应较低,因此这种调节方式仅适应于带基本负荷的汽轮机。另外,许多采用节流调节的汽轮机没有调节级,在工况变化时,高、中压级的温度变化较小,故启动升速和低负荷时对零件加热均匀。当然,目前的机组一般在启停阶段或新机组投运时都考虑采用节流(单阀)全周进汽调节,其目的也是为了对金属零部件加热或冷却均匀,减少热应力的产生。 喷嘴调节汽轮机调节级的焓降是随汽轮机的流量变化而变化的,流量增加时,部分开启汽阀所控的喷嘴焓降增大,全开汽阀所控制的喷嘴焓降减少,而节流调节汽轮机,在工况变动时,因第一级流通面积不随进汽量的改变而变化,因而其变工况特性和中间级完全相同,既第一级级前压力与流量成正比,焓降,反动度,速比和效率等在变工况时近于保持不变,只有最末级的焓降随着工况的变化而发生改变

35.理解并画出喷嘴调节汽轮机调节级的G-P0-PCR-P2关系曲线;说明调节级

动叶的危险受力工况在那个工况点? 答:

P

3 P`0 4 5 6

P0ii P0III P0IV P0I m E A n k 8 d

Pcr s 7 pcr

2 R O D1 D2 D3 D4 调节级变工况曲线

最危险工况点在第一节调节阀全开而第二调节阀即将开启之前,即是图中的2点

?D

B```

B`` DIV

g`` B` C` DIII g` B C DII DI g A 各级喷嘴组流量与总流量的关系曲线

36.当进汽量变化时节流调节和喷嘴调节凝汽式汽轮机的轴向推力如何变化;反动式汽轮机的轴向推力如何变化?

答:凝气式汽轮机:节流配气方式时,汽轮机的轴向力随负荷增加而增加,在最大负荷时,轴向力达到最大值。喷嘴调节时,除调节级外,其余各级的轴向力的变化规律与节流调节方式相同,喷嘴调节凝气式汽轮机的最大轴向力在最大负荷工况。

反动式汽轮机:反动式汽轮机由于各级的涉及反动度大,在变工况时,即使的的比焓降变化大,反动度变化却小,故反动级的轴向力与级压差成正比的变化,最大轴向力在最大负荷工况下。


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