华北电力汽轮机习题

概念1.速度比和最佳速比：将（级动叶的）圆周速度u与喷嘴出口（蒸汽的）速度c1的比值定义为速度比，轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比。2.假想速比：圆周速度u与假想全级滞止理想比焓降都在喷嘴中等比熵膨胀的假想出口速度的比值。3.汽轮机的级：汽轮机的级是汽轮机中由一列静叶栅和一列动叶栅组成的将蒸汽热能转换成机械能的基本工作单元。4.轮周功率：单位时间内蒸汽推动叶轮旋转所作出的机械功。5.级的轮周效率：1kg蒸汽在轮周上所作的轮周功与整个级所消耗的蒸汽理想能量之比。6.滞止参数：具有一定流动速度的蒸汽，如果假想蒸汽等熵地滞止到速度为零时的状态，该状态为滞止状态，其对应的参数称为滞止参数。7.临界压比：汽流达到音速时的压力与滞止压力之比。8.级的相对内效率：级的相对内效率是指级的有效焓降和级的理想能量之比。9.喷嘴的极限膨胀压力：随着背压降低，参加膨胀的斜切部分扩大，斜切部分达到极限膨胀时喷嘴出口所对应的压力10.级的反动度：动叶的理想比焓降与级的理想比焓降的比值。表示蒸汽在动叶通道内膨胀程度大小的指标。11.余速损失：汽流离开动叶通道时具有一定的速度，且这个速度对应的动能在该级内不能转换为机械功，这种损失为余速损失。12.临界流量：喷嘴通过的最大流量。13.漏气损失：汽轮机在工作中由于漏气而产生的损失。14.部分进汽损失：由于部分进汽而带来的能量损失。15.湿气损失：饱和蒸汽汽轮机的各级和普通凝汽式汽轮机的最后几级都工作与湿蒸汽区，从而对干蒸汽的工作造成一种能量损失称为湿气损失。16.盖度：指动叶进口高度超过喷嘴出口高度的那部分叶高。17.级的部分进汽度：装有喷嘴的弧段长度与整个圆周长度的比值。18.汽轮发电机组的循环热效率：每千克蒸汽在汽轮机中的理想焓降与每千克蒸汽在锅炉中所吸收的热量之比称为汽轮发电机组的循环热效率。19.热耗率：每生产1kW.h电能所消耗的热量。20.发电机组的汽耗率：汽轮发电机组每发1KW·h电所需要的蒸汽量。21.汽轮机的极限功率：在一定的初终参数和转速下，单排气口凝汽式汽轮机所能发出的最大功率。22.汽轮机的相对内效率：蒸汽实际比焓降与理想比焓降之比。23.汽轮机的绝对内效率：蒸汽实际比焓降与整个热力循环中加给1千克蒸汽的热量之比。24.汽轮发电机组的相对电效率：1千克蒸汽所具有的理想比焓降中最终被转化成电能的效率称为汽轮发电机组的相对电效率。25.汽轮发电机组的绝对电效率：1千克蒸汽理想比焓降中转换成电能的部分与整个热力循环中加给1千克蒸汽的热量之比称为绝对电效率。26.轴封系统：端轴封和与它相连的管道与附属设备。27.叶轮反动度：各版和轮盘间汽室压力与级后蒸汽压力之差和级前蒸汽压力与级后压力之差的比值。28.进汽机构的阻力(节流)损失：由于蒸汽在汽轮机进汽机构中节流，从而造成蒸汽在汽轮机中的理想焓降减小，称为进汽机构的阻力（节流）损失。29.多级汽轮机的重热现象：在多级汽轮机中，前面各级所损失的能量可以部分在以后各级中被利用的现象。30.重热系数：因重热现象而增加的理想焓降占汽轮机理想焓降的百分比，称为多级汽轮机的重热系数。31.凝汽器的极限真空：凝汽器真空达到末级动叶膨胀极限压力下的真空时，该真空称为凝汽器的极限真空。32.滑压运行：调节汽门全开或开度不变，根据负荷大小调节进入锅炉的燃料量，给水量和空气量，使锅炉出口蒸汽压力和流量随负荷而变化，维持出口蒸汽温度不变的运行方式。（分为纯滑压方式，节流滑压方式，复合滑压方式）33.汽耗微增率：每增加单位功率需多增加的汽耗量。34.空载汽耗：汽轮发电机组保持空转时为克服机械损失所消耗的蒸汽量。35.汽轮机的工况图：汽轮机发电机组的功率与汽耗量间的关系曲线。36.级的临界工况：级内的喷嘴叶栅和动叶栅两者之一的流速达到或超过临界速度。37.级的亚临界工况：级内喷嘴和动叶出口气流速度均小于临界速度。38.级组：流量相等而依次串联排列的若干级称为一个级组。39.级组的临界工况：级组内至少有一列叶栅的出口流速达到或超过临界速度。40.汽轮机的变工况：汽轮机在偏离设计参数的条件下运行，称为汽轮机的变工况。41.阀点：阀门全开的状态点，汽流节流损失最小，流动效率最高的工况点。42.抽气效应：喷嘴中流出的高速气流在叶根处对隔板与叶轮间腔室内的蒸汽产生抽吸作用，其效应相当于增大腔室中的压力。43.泵浦效应：高速旋转的叶轮带动周围蒸汽旋转运动，离心力使部分蒸汽产生指向叶根的径向运动，叶轮和叶根间隙两侧增加一压差，其效应相当于增大腔室中压力。44.节流配汽：进入汽轮机的所有蒸汽都通过一个调节汽门，然后进入汽轮机的配汽方式。节流配汽特点：1）负荷小于额定值时，所有蒸汽节流。2）同样复合下，背压越高，节流效率越低。45.小容积流量工况：级的容积流量的相对值小于（30~35）%时的工况。小容积流量工况危害：大功率汽轮机的最后几级，特别是末级，在小流量下运行时，出现叶片振动应力升高，转子和静子被加热，动叶出口边受到水珠冲蚀，级的有效功率为负值等现象，影响汽轮机的安全性和经济型。46.抽汽器型式：射汽抽汽器、射水抽汽器和水环式真空泵47.评价凝汽器优劣的指标有真空，凝结水过冷度，凝结水含氧量，水阻，空冷区排出的汽气混合物的过冷度。48.凝汽器的冷却（循环）倍率：进入凝汽器的冷却水量与进入凝汽器的蒸汽量的比值称为凝汽器的冷却倍率。49.凝汽器的过冷度：凝结水的温度比凝汽器喉部压力下的饱和温度低的数值，称为凝汽器的过冷度。50.汽阻：凝汽器入口压力与空气抽出口的压力的差值。51.水阻：凝汽器冷却水入口压力与冷却水出口压力差值。52.多压凝汽器：有两个以上排气口的大容量机组的凝汽器可制成多压凝汽器，汽侧有密封的分隔板隔开。53.凝汽器真空：当地大气压与凝汽器内绝对压力的差值。54.最佳真空：在其它条件不变的情况下，如增加冷却水量，则凝汽器的真空就会提高，汽轮发电机组输出的功率就会增加，但同时循环水泵的耗功也会增加，当汽轮发电机组输出功率的增加量与循环水泵耗功的增加量之差达到最大时，即凝汽器达到了最佳真空。55.静应力：稳定工况下不随时间变化的应力。56.动应力：周期性激振力引起的振动应力。57.激振力产生原因：1）叶栅尾迹扰动2）结构扰动58.临界转速：启动或停机过程中出现振幅峰值的转速，称为临界转速。合拍：当自振频率等于激振力频率或前者是后者的整数倍而共振时，称为两者合拍。59.调频叶片：对于有些叶片要求其某个主振型频率与某类激振力频率避开才能安全运行，这个叶片对这一主振型称为调频叶片。60.不调频叶片：对有些叶片允许其某个主振型频率与某类激振力频率合拍而处于共振状态下长期运行，不会导致叶片疲劳破损，这个叶片对这一主振型成为不调频叶片。61.耐振强度：表示材料在承受动应力时的一种机械性能。在某一温度和某一静压力下试件在空气环境中，作弯-弯试验，循环107次不被破坏可承受的最大动应力。62.安全倍率：表征叶片抵抗疲劳破坏的系数。63.叶片的动频率：考虑离心力影响后的叶片震动频率。64.热应力：汽轮机主要零件不能按照温度的变化规律进行自由胀缩，即热变形受到约束，则在零件内部引起应力，这种由温度引起的应力称为热应力。65.热变形：零部件由于温度变化而产生的膨胀或收缩变形称为热变形。66.热应力产生条件：1）有温度变化（必有热变形）2）热变形受到限制67.一次调频：因电负荷改变而引起电网频率变化时，电网中全部并列运行的机组均自动地按其静态特性承担一定的负荷变化，以减少电网频率的改变，称为一次调频。68.二次调频：二次调频就是在电网周波不符合要求时，操作电网中的某些机组的同步器，增加或减少他们的功率，使电网周波恢复正常。69.调节系统的动态过渡时间：调节系统受到扰动后，从调节过程开始到被调量与新的稳定值偏差小于允许值时的最短时间称为调节系统的动态过渡时间。70.调速系统的迟缓率：在同一功率下，转速上升过程与转速下降过程的特性曲线之间的转速差和额定转速之比的百分数，称为调节系统的迟缓率。71.调节系统的静态特性：在稳定状态下，汽轮机的功率与转速之间的关系。72.速度变动率：汽轮机空负荷时所对应的最大转速和额定负荷时所对应的最小转速之差，与汽轮机额定转速之比。73.动态超调量：汽轮机甩全负荷时，其转速在过渡过程中的最大转速与最后的稳定转速之差称为转速超调量。74.速度调节：根据汽轮机的转速来控制调节汽门的开度。简答1.冲动级和反动级的做功原理有何不同？在相等直径和转速的情况下，比较二者的做功能力的大小并说明原因。（8分）答：冲动级做功原理的特点是：蒸汽只在喷嘴中膨胀，在动叶汽道中不膨胀加速，只改变流动方向，动叶中只有动能向机械能的转化。反动级做功原理的特点是：蒸汽在动叶汽道中不仅改变流动方向，而且还进行膨胀加速。动叶中既有动能向机械能的转化同时有部分热能转化成动能。在同等直径和转速的情况下，纯冲动级和反动级的最佳速比比值：opx)(1/opx)(1=（1cu）im/（1cu）re=（1cos21）/1cos=reth21/imthreth／imth=1/2上式说明反动级的理想焓降比冲动级的小一倍2.分别说明高压级内和低压级内主要包括哪几项损失？答：高压级内：叶高损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失、扇形损失、漏气损失、叶轮摩擦损失等；低压级内：湿气损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失，扇形损失、漏气损失、叶轮摩擦损失很小。3.简述在汽轮机的工作过程。答：具有一定压力和温度的蒸汽流经喷嘴，并在其中膨胀，蒸汽的压力、温度不断降低，速度不断升高，使蒸汽的热能转化为动能，喷嘴出口的高速汽流以一定的方向进入装在叶轮上的通道中，汽流给动叶片一作用力，推动叶轮旋转，即蒸汽在汽轮机中将热能转化为了机械功。4.汽轮机级内有哪些损失？答：汽轮机级内的损失有：喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶高损失、叶轮摩擦损失、部分进汽损失、漏汽损失、扇形损失、湿气损失9种。5.指出汽轮机中喷嘴和动叶的作用。答：蒸汽通过喷嘴实现了由热能向动能的转换，通过动叶将动能转化为机械功。6.据喷嘴斜切部分截面积变化图，请说明：（1）当喷嘴出口截面上的压力比p1/p0大于或等于临界压比时，蒸汽的膨胀特点；（2）当喷嘴出口截面上的压力比p1/p0小于临界压比时，蒸汽的膨胀特点。答：（1）p1/p0大于或等于临界压比时，喷嘴出口截面AC上的气流速度和方向与喉部界面AB相同，斜切部分不发生膨胀，只起导向作用。（2）当喷嘴出口截面上的压力比p1/p0小于临界压比时，气流膨胀至AB时，压力等于临界压力，速度为临界速度。且蒸汽在斜切部分ABC的稍前面部分继续膨胀，压力降低，速度增加，超过临界速度，且气流的方向偏转一个角度。7.什么是速度比？什么是级的轮周效率？试分析纯冲动级余速不利用时，速度比对轮周效率的影响。答：将（级动叶的）圆周速度u与喷嘴出口（蒸汽的）速度c1的比值定义为速度比。1kg蒸汽在轮周上所作的轮周功与整个级所消耗的蒸汽理想能量之比称为轮周效率。在纯冲动级中，反动度Ωm=0，则其轮周效率可表示为：ηu=2121112coscos1cos叶型选定后，φ、ψ、α1、β1数值基本确定，由公式来看，随速比变化，轮周效率存在一个最大值。同时，速比增大时，喷嘴损失不变，动叶损失减小，余速损失变化最大，当余速损失取最小时，轮周效率最大。8.余速利用对最佳速比与轮周效率关系的影响：1）增大了轮周效率2）最佳速比附近轮轴效率敏感度下降，提高了适应工况变化的能力3）使速比向增大方向移动4）使轮周效率失去了对应于最高点的基本对称性9.什么是汽轮机的最佳速比？并应用最佳速度比公式分析，为什么在圆周速度相同的情况下，反动级能承担的焓降或做功能力比纯冲动级小？答：轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比。对于纯冲动级，2cos11；反动级11cos；在圆周速度相同的情况下，纯冲动级△ht=22ac=212cos212121uua反动级△ht=2