汽轮机调节级压力异常的原因
汽轮机速度级和调节级-概述说明以及解释
汽轮机速度级和调节级-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以介绍汽轮机速度级和调节级的基本概念和作用。
概述：汽轮机是一种将热能转化为机械能的装置，它广泛应用于发电、航空和工业生产等领域。
而汽轮机的性能和运行稳定性受到许多因素的影响，其中速度级和调节级是关键的组成部分。
速度级是汽轮机中的涡轮工作段，是由转子与定子组成的一对一对的装置。
在速度级中热能被转化为动能，从而推动涡轮转动。
每个速度级都具有不同的压力和温度工况，其设计和运行状态对汽轮机的性能和效率有着重要影响。
调节级是汽轮机中的一种调节机构，用于控制和调节汽轮机的工作状态。
通过调节级的控制，可以使汽轮机在不同负载和工况下保持稳定的运行。
调节级具有不同的分类和功能，根据需要可以选用不同的调节级来实现优化的控制。
速度级和调节级在汽轮机中发挥着重要的作用。
速度级的设计和选取关系到汽轮机的性能和效率，而调节级则保障了汽轮机在不同工况下的稳定运行。
对于汽轮机的设计和运行来说，合理地选择和优化速度级和调节级是非常重要的。
本文将详细介绍汽轮机速度级和调节级的定义、原理、作用和影响因素，并探讨汽轮机速度级的重要性以及调节级的作用和优化方法。
通过深入了解和研究汽轮机的速度级和调节级，可以为汽轮机的性能提升和运行的稳定性提供有益的参考和指导。
1.2 文章结构文章结构部分的内容：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分概述了本文的内容，并介绍了文章的目的和结构。
正文部分分为两个小节，分别是汽轮机速度级和汽轮机调节级。
在汽轮机速度级部分，我们将详细阐述了其定义和原理，并探讨了它的作用和影响因素。
在汽轮机调节级部分，我们将介绍了调节级的定义和原理，同时对调节级进行了分类和功能的讨论。
最后，在结论部分，我们将强调了汽轮机速度级的重要性，并探讨了汽轮机调节级的作用和优化方法。
通过对这些内容的深入研究和讨论，读者将对汽轮机速度级和调节级有更深入的理解和认识。
3.3汽轮机的调节方式及调节级变工况
（3）过负荷时，通过旁通阀部分的蒸汽有
节流损失，旁通阀不能全开，效率有所降低；
（4）当开旁通阀时，旁通室压力升高，旁
通级焓降减小，速度比增大，功率减小，效率 降低。
3、旁通调节汽轮机的变 工况曲线压力与流量的关系。
OA为调节阀后（第一级前）
的压力随流量的变化情况。 全开时，流量为 G 0 ，压力
分进汽的，带有部分进汽损失且调节级的余速不
能被利用（调节级后为汽室，蒸汽速度为０），
因此在额定功率下，喷嘴配汽汽轮机的效率比节
流配汽稍低。
主要缺点：定压运行时，调节级和各高压级在
变工况下温度变化大，热应力较大，负荷适应
性差；
应用：定压运行、滑压运行——承担基本负荷、
调峰 定压运行的背压式和调节抽汽式汽轮机宜 采用喷嘴配汽，减少节流损失。
一、节流配汽
1、节流调节：这种调节方式就是用一个或几
个调节阀对进入汽轮机的全部进汽量 D 0 进行调
节，然后流向第一级喷嘴。 进入汽轮机的全部进汽量都受到节流作用。 当机组功率变化时，流量和焓降都要变化。
2、节流调节的热力过程曲线
特点：各级通流面积不变，变工况时各 级级前压力与流量成正比，δht几乎不变，
ht
G G G
i
G G
i
G , G , G
—分别为第一、二、三阀的流量；G——
总流量；
hi
、h i 、 —分别为两全开阀调节级有效焓降、
i
焓值、内效率；
h
i
、 h 、 i
i
—分别为部分开启阀调节级有效焓降、
Dx
h0
汽轮机的调节方式及调节级变工况
（2）工况变动时，各级焓降(除最末级外)变 化不大，故各级前的温度变化很小，从而减小了 由温度变化而引起的热变形与热应力，提高了机 组的运行可靠性和机动性；
（3）在部分负荷下由于节流损失，机组经 济性下降。
节流调节的应用：节流调节一般用在小机 组以及承担基本负荷的大型机组上。
D D
ri
从图中可见，调节级效率曲线具有明显的 波折状。这是因为阀全开时，节流损失小，效率 较高。在其它工况下，通过部分开启阀的汽流受 到较大的节流，使效率下降。
3.喷嘴调节的特点：
（1）喷嘴调节的结构较复杂、制造成 本高；
（2）工况变动时，调节级汽室温度变 化大，从而增加了由温度变化而引起的热 变形与热应力，限制了机组的运行可靠性 和机动性；
第二组喷嘴将从非临界状态过渡到临界状态。
在喷嘴达临界之前，喷嘴压力比随流量的增 加而减小，喷嘴达临界后压力比则保持不变。
图3--17 调节级变工况曲线
第三调节阀开启过程中： 第三组喷嘴中一直达不到临界状态；喷嘴压力比随
流量的增大而减小。 第四调节阀开启过程中： 第四调节阀为过负荷阀，第四组喷嘴的变工况特
1.调节级的变工况分析
第一调节阀开启过程中：
阀后压力(即喷嘴前压力)与流量成正比，当 阀门全开时， 达最大。
焓降的变化：由于压力比保持不变，所以焓 降也保持不变。但随着第二、第三调节阀的开启， 焓降将逐渐减小。
调节级后压力一直小于临界压力，故通过该 组喷嘴的流量为临界流量。
第二调节阀开启过程中：
第三节 汽轮机的调节方式及调 节级变工况
汽轮机的功率方程 汽轮机常用的调节方式：
Pel
DH trim g
3600
调节级和压力级各自特点
调节级和压力级各自特点（1）调节级的特点：在工况变化时，通流面积呈阶梯形变化，其理想焓降变化最大。
为使其在工况变化时效率相对变化小一些，应尽可能增大调节级的理想焓降。
通常其平均直径比高压非调节级大，同时速度比小于最佳值。
调节级的效率相对比较低，其理想焓降的取值需考虑汽轮机的效率和整体结构。
为了提高调节级的级效率，其应具有一定的反动度。
考虑到调节级为部分进汽的级，且叶片较短，为了减小漏汽损失，一般反动度值不宜过大。
（2）压力级的特点：压力级一般是指调节级后各非调节级。
根据蒸汽容积流量的大小和压力的高低，将压力级分为三种不同的级组：高压级组、中压级组和低压级组。
A．高压级组：高压级组中蒸汽容积流量不大，其变化相对较小。
高压级组的通流部分叶栅高度一般不大，平均直径和叶栅高度变化比较平缓，其各级的能量损失中叶栅端部损失、级内间隙漏汽损失所占比例较大。
当蒸汽容积流量较小，可采用部分进汽的措施来提高叶片高度。
对于大容量汽轮机，高压级组通流部分叶栅高度虽较大，但为了保证必要的刚度和强度，往往采用较厚的高压隔板和较宽的喷嘴，这将导致喷嘴相对高度降低，端部损失较大。
B．中压级组：中压级组介与高压级组与低压级组之间，随着蒸汽的不断膨胀，其容积流量已较大。
中压级组一般工作在过热蒸汽区，无湿汽损失，同时各级的端部损失和漏汽损失相对较小，级组中各级的级效率较高。
C．低压级组：低压级组指包括最末级在内的几个压力级，其蒸汽压力低，容积流量大，一般工作于湿蒸汽区。
由于低压级组蒸汽容积流量急剧增大，导致低压级组的叶栅高度和平均直径相应增大。
一般加大直径可限制叶栅高度过分增大，又可增加级的理想焓降，减少级数，但末级的余速损失也会相应增大。
低压级由于平均直径增加，叶栅高度增大，圆周速度相应增加，使离心力增大。
在目前的技术条件下，末级叶片长度可达1000mm左右，末级的平均直径可达2500mm左右。
单排汽口的汽轮机，其最大额定功率可达150MW左右。
汽轮机的调节方式及调节级变工况解析课件
背景介绍
某核电站汽轮机在运行过程中，需要应对多种复杂工况和运行条件，对调节方式和调节级变工况的要求较高。
调节方式及调节级变工况解析
该核电站采用了先进的蒸汽阀门控制系统（SVPC），对汽轮机的蒸汽阀门进行实时监测和精确控制，实现了多种复杂的调节方式和调节级变工况的应对策略。
应用效果
采用蒸汽阀门控制系统后，该核电站的汽轮机运行效率得到了显著提高，同时保证了机组的安全稳定运行。
优化方法
先对调节系统进行详细分析，确定需要优化的环节和关键参数；然后制定优化方案，进行实验验证；最后将优化成果应用于实际生产中。
实施步骤
积极引进新技术、新方法，如智能控制、自适应控制等，尝试突破现有技术的限制，实现汽轮机调节方式的技术创新。
技术创新
鼓励企业与科研机构合作，开展汽轮机调节方式的创新实践，积累经验，推动汽轮机调节技术的发展。
THANKS
感谢您的观看。
数字调节系统
早期汽轮机采用机械调节系统，随着技术的发展，电液调节系统和数字调节系统逐渐得到广泛应用。
数字调节系统的出现使得汽轮机控制策略更加复杂和精细化，为汽轮机高效稳定运行提供了有力支持。
02
CHAPTER
汽轮机调节级变工况概述
调节级变工况是指汽轮机在运行过程中，通过调节汽门开度来改变进入汽轮机的蒸汽流量和参数，以适应不同负荷需求和保证机组安全稳定运行的状态。
制定完善的应急处理预案，包括应急组织、通讯联络、现场处置等方面。在调节级变工况发生时，能够迅速启动应急预案，采取有效的处理措施，确保汽轮机的安全稳定运行。同时，加强应急演练和培训，提高操作人员的应急处理能力。
总结词
05
CHAPTER
汽轮机调节方式及调节级变工况的实际应用案例分析
汽机答辩试题
2005年大唐国际发电有限责任公司火电机组运行事故处理技能比赛很答辩试题（集控）专业：汽机集控（每题25分）题号01（集控）题目：汽轮机在启停或运行中出现大轴弯曲的主要原因有哪些？机组启动过程中防止大轴弯曲运行采取的措施有哪些？评分标准：1、主要原因：（1) 由于动静摩擦，使转子局部过热，产生压缩应力，出现塑性变形。
在转子冷却后，受到残余拉应力的作用，造成大轴弯曲。
（1分）（2) 加热器故障使冷水进入汽缸，转子受冷部位产生拉应力，出现塑性变形，造成大轴弯曲。
（1分）（3) 轴封系统故障，冷空气进入汽缸，转子急剧冷却，使动静间隙消失产生摩擦造成大轴弯曲。
（1分）（4) 轴瓦或推力瓦磨损，使轴系轴心不一致造成动静摩擦产生弯曲事故。
（1分）2、防止大轴弯曲的措施：（1) 机组启动前要按规程及操作标准认真进行系统检查，如下阀门应处于正确的位置：高压旁路减温水隔离门；所有汽轮机蒸汽管道及本体疏水门；通向锅炉的减温水，给水泵中间抽头；多级水封的注水门等。
（2分）（2) 机组启动前按规程要求进行盘车，转子的晃度不超过原始值的±0.02mm。
（4分）（3) 冲转过程中应严格监视机组振动。
中速暖机前轴承振动不超过0.03mm，过临界转速时，当轴承振动超过0.1mm，或相对轴振动超过0.26mm应立即打闸停机。
（4分）（4) 冲转前应对主蒸汽管道、再热蒸汽管道、各联箱充分疏水暖管暖箱。
（2分）（5) 投蒸汽加热装置要精心调整，不允许汽缸法兰上下左右交叉变化，各项温差在规定的范围内。
（1分）（6) 严格监视主、再热蒸汽温度的变化，当汽温在10分钟内下降50℃应打闸停机。
（4分）（7) 开机过程中应加强对各水箱、加热器水位的监视，防止水或冷汽进入汽缸。
（2分）（8) 低负荷时应调整好凝结水泵的出口压力，防止加热器钢管破裂。
（1分）（9) 投高加前要做好各项保护试验，使高加保护正常投入。
（1分）题号02（集控）题目：停机过程中及停机后防止转子弯曲的措施有哪些?评分标准：停机后防止汽轮机大轴弯曲主要是防止汽轮机进冷汽冷水。
3.3汽轮机的调节方式及调节级变工况
调节级为例
简化假设：
(1)调节级后的压力p2∝G
(2) 设 m 0 ,则 p 1 1p 21 (3)四个调节汽门依次开启，没有重叠度； (4)凡全开调节汽门后的喷嘴组前压力均为
p 不0' 变。
调节阀后即各喷嘴组前的压力p01 、p02是 变动的，其值取决于各调节阀的开度大小，喷 嘴后压力p1各喷嘴都相同。
应用： 滑压运行——承担基本负荷，还可用于调峰； 定压运行——承担基本负荷。
★旁通调节 1、旁通调节有外旁通调节和内旁通调节
外旁通调节
内旁通调节
2、旁通调节的工作原理： （1）当经济功率时，调节阀2全开，旁通 阀3、4关闭。相当于节流调节； （2）当过负荷时，调节阀2全开，旁通阀 部分开启。由于后几级有较大的通流面积，可 以多进汽、多作功；
点n之后， < p 2，流p c量r 为临界。
（4）通过喷嘴组的流量：如ILMN所示。
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ第三阀开启过程：
（1）阀后（喷嘴组前）压力：
p
0
，如
“4-5-
7”所示；
（2）临界压力为： ’d-e-g’ 线，（整个
级从 ’H’ 点后p，2
>p c
）；
（3）喷嘴组后的压力：p 2 > p cr ； （4）亚临界流动。
01 线 ， 终 焓 为h 1 ， 有 效 焓 降
为 h i1 h 0 ； h 1 为通D过x 旁通阀进入 旁通室的流量，压力为 ，终焓
为 p x，而混合后的h 0 焓值为 。
hx
h x D 1 D h 1 1 D D x x h 0 D 1 (h 0 D h i1 ) D x h 0 h 0 D D 1 h i1
汽轮机的异常与事故处理
汽轮机的异常与事故处理————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:ﻩ汽轮机的异常与事故1、在什么情况下需要破坏真空紧急停机？答:在下列情况下，应破坏真空紧急停机：（1）机组转速升到3330r/mｉn，而危急保安器不动作，即将危急汽轮机设备安全。
（2）确认汽温、汽压、负荷大幅度变化,发生了水冲击。
（3）主蒸汽、再热蒸汽温度在10ｍin内上升或下降50℃以上。
（4）机组发生强烈振动，或机组内部有明显的金属摩擦声、撞击声。
（5）轴封摩擦冒火花。
（6）轴承润滑油低到保护值，启动辅助油泵无效或任一轴承断油冒烟。
（7）主要系统管道突然破裂，不能维持运行。
（8）轴向位移达到极限值。
（9）推力瓦钨金温度达到保护值,而保护拒动。
（10）任一轴承温度达到保护值，而保护拒动。
（11）油系统大量漏油，油箱油位降到最低值，而补油无效。
（12）油系统着火不能及时扑灭，威胁机组安全。
（13）高、中、低压胀差值达到保护值,而保护拒动。
（14）发电机、励磁机冒烟着火，发电机内氢气爆炸。
2、破坏真空紧急停机的操作步骤有哪些?答:破坏真空紧急停机的操作步骤如下：（1）按下盘上停机按钮或手打危急保安器后,确认高、中压自动主蒸汽门及调汽门关闭，确认高压缸排汽止回门、各段抽汽止回门关闭，负荷到零,发电机解列，转速下降。
（2）启动润滑油泵。
（3）开真空破坏门，破坏真空,停止射水泵运行。
（4）调整汽封,需要时切换汽封为备用汽源，开启本体、导管疏水。
（5）倾听机组声音，记录转子惰走时间。
（6）调整并维持除氧器、凝汽器水位。
（7）转速到零,真空到零，切断汽封供汽和其他进入缸体和凝汽器的汽源和疏水。
（8）启动盘车，倾听盘车状态下转动声音。
（9）完成其他停机操作，做好记录。
3、在什么情况下进行一般故障停机？答:在下列情况下进行一般故障停机：（1）主蒸汽、再热蒸汽温度降至允许最低值。
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汽轮机是由蒸汽冲动做功，带动发电机旋转发出电能的设备，是发电厂三大主设备之一。
一个喷嘴栅和一个动叶栅组成了汽轮机的一个基本组成结构-汽轮机的级，很多级便组成了一个多级汽轮机。
人们通常把汽轮机的第一级叫做调节级，也称速度级。
在结构上，它通常比其它压力级直径大。
调节级的通流面积由于部分进汽可以随负荷变化而改变，达到调节的作用，因此被称为调节级。
由于从调节级喷嘴内喷出的蒸汽是主蒸汽经调节级喷嘴减压降温而来，因此此时的蒸汽具有很高的流速。
在很大程度上，蒸汽对调节级叶轮的做功就是靠非常大的汽流速度冲击而获得，因此，监视调节级压力则具有非常重要的意义。
对于一个300MW机组的调节级来说，在正常运行中，调节级压力与主蒸汽流量成正比，引起调节级压力异常的原因大多与主蒸汽流量的异常有关。
所以引起调节级压力异常的原因主要有:
1、仪表的指示不准。
2、汽轮机通流部分积盐或者叶片变形损坏导致的通流面积减小。
3、在负荷不变的情况下，各种原因导致的主蒸汽流量的异常，从而反映在调节级压力上。
4、主机超负荷的运行。
当调节级压力出现异常后，应结合汽轮机其他重要参数，如振动，轴向位移，真空等做相应的分析，得出结论。
何为冲动式汽轮机和反动式汽轮机?
根据蒸汽在喷嘴和动叶栅膨胀做功的不同，把汽轮机分为冲动式机轮机和反动式汽轮机，冲动式汽轮机在级中蒸汽主要在喷嘴栅中膨胀，在动叶栅中只有少量膨胀。
而反动式汽轮机，蒸汽在汽轮机的喷嘴栅和动叶栅中都有相当程度的膨胀。
因为调节级均为部分进汽，而反动级不能采用部分进汽，所以即便是反动式汽轮机，调节级也应采用冲动级。
因为调节级均采用部分进汽，工作时动叶通道不是连续地通过工作蒸汽。
当旋转着的动叶通过无喷嘴的弧段时，就成为动叶前后的漏气通道，而反动级动叶前后压差比较大，严重的漏汽损失将会造成级效率的极大降低。
另外冲动级做功能力大且级前后压差小,满足了调节级便于负荷响应的要求。
所以喷嘴调节的汽轮机调节级采用冲动式。
小贴士:为什么调节级为部分进汽而不是全周进汽?
这是由调节级的喷嘴结构所决定的，调节级喷嘴被分成不同数目的弧段。
上下不对称布置，在汽轮机的调节级中，蒸汽比容很小，如果喷嘴整圈布置，则喷嘴高度过小，而喷嘴高度太小会造成很大的流动损失，即叶高损失。
所以即便是单阀运行，也只是部分圆面有蒸汽从喷嘴喷出，这就是部分进汽了，更何况顺阀运行中可能所有调门没有全开那就更是部分进汽了，这是由于调节级的的喷嘴在圆面布置占比少的结构所决定的，说深点就是调节级前的蒸汽是高温高压低比容，不需要那么多面积通汽。