汽轮机课后思考题与答案(5)

2019-04-14 21:42

?Ab?为许用安全倍率,可以分为三种情况计算:

A0型与低频激振力kn共振

下工作的叶片。

1) 第一种不调频叶片的许用安全倍率:允许在切向

k [错误!未找到引用源。]

2) 第二种不调频叶片的许用安全倍率:

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13~20 >20 3 10.0 7.8 6.2 5.0 4.4 4.1 4.0 3.9 3.8 3.7 3.5 ?Ab??10

A0型与高频激振力zn共振

3) 第三种不调频叶片的许用安全倍率:允许在切向下工作的叶片,推荐全周进汽

?Ab?=45,部分进汽?Ab?=55

当激振力频率等于或接近叶片自振频率时将发生共振,同时当叶片的自振频率等于或接近扰动力频率的整数倍k(k=1,2,3……)时,也可能发生共振。

47.什么是叶片频率分散度,应达到何要求?叶片的动频率由何式确定?

答:叶片频率分散度:指的是同一级叶片中检测出的错误!未找到引用源。型振动自振频率最高、最低值之差与平均值(或最低值)之比的百分数。 制造标准要求:频率分散度小于8%。

动频率错误!未找到引用源。:错误!未找到引用源。

式中:错误!未找到引用源。,错误!未找到引用源。,f为叶片静频。

48.什么是调频叶片和不调频叶片,写出三种不调频叶片的定义及安全准则,写出两种调频叶片的定义及安全准则。

当叶片的自振频率靠近激振力频率,叶片强度又不能满足不调频叶片的安全要求时,应对叶片进行调频,采取必要的措施改变叶片的自振频率,避开共振的可能,这种叶片称为调频叶片。

若叶片强度足够,在共振条件下仍能正常工作。在这种情况下,无需将叶片的自振频率与激振频率调开以避免共振,这种叶片称为不调频叶片。

第一种不调频叶片:允许在切向A0型与低频激振力kn共振下工作的叶片。安全准则,Ab??Ab??Ab?

第二种不调频叶片:允许切向B0型与高频激振为zn共振的叶片。安全准则,

Ab?,许用安全倍率?Ab?? 10。

Ab?=45,部分进汽级?第三种不调频叶片:允许在切向A0型与高频激振力为zn共振下工作的叶片。安全准则,Ab??Ab?。全周进汽级?Ab?=55

对于调频叶片,要调整叶片的自振频率,使其与其整倍数避开一个安全距离,同时还必须满足许用安全倍率?Ab?的要求。

第一种调频叶片,对切向A0型振动,将自振频率与低频激振力频率(kn)调开的叶片(组)(其中k?6)。叶片的动频率应满足以下要求

fd1??k?1?n1?7.5Hzkn2?fd2?7.5Hz。

第二种调频叶片,对切向B0型振动调开频率以避开高频激振力(zn)频率的叶片组,其调频要求

fs1?zn?f1??100%?15%f?zn 时 zn当s1

zn?fs2?f2??100%?12%f?zn 时 zn当s1

49.画出第一类调频叶片A0型振动的坎贝尔图,标出其共振避开范围。

50.什么是转子的临界转速,什么是刚性转子和挠性转子;写出单轮盘转子的临界转速表达式。

答:汽轮发电机组在启动和升速过程中,当升到某一定转速时,转子将发生较大振动;待转速升高离开此转速后,转子的振动随即明显减小。这种转子发生较大振动时对应的转速称为转子的临界转速。

汽轮发电机组的工作转速低于第一阶临界转速的转子称为刚性转子。汽轮发电机组的工作转速高于第一阶临界转速的转子称为挠性转子。

48EIw?2ml单轮盘转子的临界转速:

51.写出汽轮发电机转子运动方程,为何发电机负荷变化时会引起转速变化?

dwJ?Mst?Mem?Mfdt答:

发电机负荷变化时,蒸汽驱动力矩

Mst变化,上述三个力矩失去平衡,转

子在不平衡力矩作用下,转速发生变化。

52汽轮机控制系统经历了那三代发展?画出汽轮机调节保护系统

答:第一代:机械液压型

第二代:功率电流调节 第三代:DEH

53.什么是汽轮机调节系统的静态特性,它由那些特性合成?什么是调节系统的四象限图?静态特性指标有那几个,数值是多少?写出因迟缓率引起的机组负晃动值的表达式。

答:汽轮机调节系统的静态特性指额定参数工况下汽轮机的功率与转速之间的对应关系。它由第二象限的转速感受机构特性、第三象限的中间传动放大环节的传递特性和第四象限的配汽机构特性合成。以上四个特性构成了调节系统的四象限图。

静态特性指标:转速?n、调速器滑块位移?z、油动机活塞的行程?m、机组的电功率输出?P。其中?n??150r/min;

?z?fn??n,fn为转速感受传递系数;

?m?fm??z,fm为中间传动放大环节传递系数;?P?fp??m,fp为配汽特性传递系数。

?P???n0??????P??P0? 因迟缓率引起的机组负晃动值的表达式:P0??n0?

54.什么是一次调频和二次调频?写出一次调频的负荷调节量表达式。

答:一次调频:并网运行的机组当电网周波变化时,按自己的n-p特性,自动改变气门开度,调节进气量,从而调节电网周波。

二次调频:在电网周波一定的情况下,通过给定装置(就地或远操),平移n-p特性,人为改变气门开度。 一次调频的负荷调节量表达式:

?PS?n`?Po?·no

?nno , ?n?n0?n1

??其中:

55.什么是汽轮机调节系统的动态特性,动态特性指标有那些?影响动态特性的因素有那两个方面,各有哪些因素?

答:汽轮机调节系统动态特性描述调节系统从一个稳定状态到另一个稳定状态过程中机组转速、油动机行程、调节气阀开度和机组电功率输出等参数随时间的变化规律,由此可研究调节系统的动态稳定性和机组甩负荷后最高飞升转速对安全性的影响。 影响因素: 1、 本体设备。 (1)转子时间常数

T4?J?0Mst0

T4。

转子的惯性越大,蒸汽的驱动力矩越小,转子的时间常数就越大,机组甩负荷后的最高飞升转速就越小。

T(2)中间容积时间常数3。

T3?D0V?0?G0G0

中间容积V越大、蒸汽参数越高,中间容积中储存蒸汽量和能量就越多,这部分蒸汽在机组甩负荷时继续进入汽轮机膨胀做功,将使机组转速进一步飞升。 2、调节系统。

(1)调速器时间常数T1。

调速器时间常数描述了调速器在转速扰动时达到稳定输出的时间大小。其对调节系统的甩负荷特性影响较大,过大的调速器时间常数将使甩负荷后最高飞升转速增大。

(2)速度变动率δ。

δ越大,机组在甩负荷工况下调节气阀的关闭时间延长,最高飞升转速增高。另一方面,大的δ将使油动机的关闭速度迟后于转子转速飞升,从而减小动态超调量和过渡过程的振荡次数,缩短过渡过程的调整时间。 (3)液压伺服执行机构时间常数

T2??mmaxAmQmax

T2。

油动机活塞直径和行程越大,油动机的时间常数就越大,全行程关闭所需的时间就越长。 (4)迟缓率ε。

其对稳定性和甩负荷动态特性均产生不利影响。迟缓率存在时,只有当转速飞升量超过迟缓值后方能使油动机动作,使油动机表现出动作滞后,不仅使动态飞升转速增加,而且使动态偏差增大,从而过渡过程的振荡次数增多和调整时间延长,严重时可能产生持续震荡。另一方面,迟缓的存在,也是调节系统不稳定晃动等动态故障的重要原因。

56.中间再热汽轮机有那些运行特点? 中间再热汽轮机运行时高调节阀、中压调节阀及旁路调节阀是按何规律调控负荷的?

答:中间再热汽轮机运行特点:

1、再热器及再热蒸汽管道容积影响运行安全,在甩负荷危急工况下,即使高压缸气阀能即使完全关闭,但再热器等容器空间中储存的大量蒸汽仍会进入中、低压缸继续膨胀做功,有可能使机组转速超过额定转速的40%,严重危及机组的运行安全。因此中间再热式汽轮机除设置高压主汽阀和高压调节汽阀外,还要在再热蒸汽进入中压缸的管道上设置中压主汽阀和中压调节汽阀。

2、中间再热机组的功率滞后,在外界负荷变化时,高压缸功率会随高压调


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