《汽轮机》四、蒸汽参数的变化
汽轮机思考题
第一章一.概念题:级:由一列喷嘴叶栅和紧邻其后的一列动叶栅所组成的热能到机械能转换的基本单元。
反动度:蒸汽在动叶中的理想焓降与级的滞止理想焓降之比。
部分进气度:工作喷嘴所占的弧段长度与整个圆周长之比。
速度比：级的圆周速度u与喷嘴出口速度c1或与级的假想出口速度ca的比值。
级的最佳速度比:对应轮周效率最高点的速度比。
级的轮周效率:单位蒸汽量流过某级时所产生的轮周功Pu1与蒸汽在该级中所具有的理想能量E0之比。
级的相对内效率:级的有效焓降与级的理想能量之比。
w1,w2大小比较:w1=(c12+u2-2uc1cosα1)½w2=ψ(2(h1-h2t)+w12)½=(2Δh b*)½=(c22+u²+2u1c1cosα2*)½纯冲动级:Ωm=0, Δh=0,w2=ψw1反动级: Ωm=0.5,Δh n=Δh b=Δh t*/2,α2=90°时，w1=w2cosβ2*冲动级: Ωm=0.05∽0.20,可大可小，具体计算。
各种级的最佳速度比:纯冲动级:X1＝COSα1/2 反动级:X1＝COSα 1冲动级:X1＝COSα1/2(1-Ωm) 复数级:X1=COSα1/4二.综合性题:1.级的分类与特点:（一）按反动度分1.纯冲动级Ωm＝0的级，Δhb＝0, Δh*n= Δh*t，做功能力较大，但效率较低。
2.冲动级（带反动度的冲动级）Ωm＝0 .05～0.20的级，Δhb＞0, 但Δhb＜Δhn，做功能力和效率介于纯冲动级和反动级之间。
3.反动级Ωm≈0 .5的级，Δhb＝Δhn，动、静叶型相同，做功能力较小，但效率高。
（二）按能量转换过程分1.速度级以利用蒸汽流速为主的级，有双列和多列之分。
双列速度级又称复速级。
复速级做功能力比单列冲动级大，但效率低。
2.压力级以利用级组中合理分配的压力降（焓降）为主的级，又称单列级。
做功能力较小，但效率高。
（三）按负荷变化时通流面积是否改变分1.调节级喷嘴调节的汽轮机的第一级，负荷变化时，其通流面积是改变的。
汽轮机名词解释
第一章一.概念1.级：汽轮机做功的基本单元，由喷嘴叶栅和与之相配合的动叶栅所组成。
2.反动度：蒸汽在动叶栅中膨胀时的理想比焓降Δh b 和整个级的滞止理想比焓降Δh t *之比，即b n b t b m h h h h h ∆+∆∆≈∆∆=Ω**3.部分进汽度：工作喷嘴所占的弧段长度Z n t n 与整个圆周长πd n 的比值：nnn d t Z e π= 4.级的速度比：级的圆周速度u 与喷嘴出口速度c 1或级的假象出口速度c a 之比，即 11c ux =或a a c u x =5.最佳速度比：动叶出口绝对速度c 2在轴向排气时，余速损失最小，有一特定的速度关系可使最小速度损失得以实现。
6.级的轮周效率：1kg/s 蒸汽在级内所做的轮周功P ul 与蒸汽在该级中所具有的理想能量E 0之比，即 00E h E P u ul u ∆==η 7.级的相对内效率：级的有效比焓降Δh i 与理想能量E 0之比，即 21*2*0c t c x e f l b n t i h h h h h h h h h h h h E h ∆-∆∆-∆-∆-∆-∆-∆-∆-∆-∆-∆=∆=μηδθξξ8.压力级：以利用级组中合理分配的压力降或比焓降为主的级，效率较高，又称单列级。
9.调节级：在采用喷嘴调节的汽轮机中，第一级的通流面积是可以随负荷变化而改变的，这种改变的另一个原因是部分进汽。
10.反动级：反动度Ωm ≈的级，即蒸汽在喷嘴叶栅和动叶栅中的膨胀各占一半左右。
11.径高比：级的平均直径d m 与动叶片高度l b 之比。
12.动叶进出口速度ω1与ω2大小比较：21*21222'2''ωψωψωψω+∆Ω=+∆==t m b t h h在纯冲动级中，Ωm =0，即Δh b =0，即ω2=4ω113.冲角：叶型几何进口角与气流进口角之差。
14.叶栅：有相同叶片构成气流通道的组合，分为环形叶栅，直列叶栅，平面叶栅。
汽轮机调节原理
汽轮机调节原理汽轮机是一种常见的热力机械设备，广泛应用于发电、船舶和工业生产等领域。
汽轮机的调节原理是其正常运行的基础，对于保证设备安全稳定运行具有重要意义。
本文将就汽轮机调节原理进行介绍，希望能对相关领域的工程师和技术人员有所帮助。
首先，汽轮机调节原理的基本概念是指通过控制汽轮机的进汽量、排汽量和蒸汽压力等参数，以保证汽轮机在各种负荷条件下都能稳定运行。
在汽轮机的运行过程中，负荷的变化会导致汽轮机转速和蒸汽参数的变化，因此需要通过调节系统对这些参数进行调节，以保证汽轮机的运行稳定性。
其次，汽轮机调节原理的关键在于控制系统的设计和运行。
汽轮机的调节系统通常由调速器、调节阀和控制器等部件组成，通过这些部件对汽轮机的进汽量和排汽量进行控制，从而实现对汽轮机的调节。
调速器是汽轮机的主要控制部件，它通过控制汽轮机的进汽量来调节汽轮机的转速；调节阀则是用来控制汽轮机的排汽量，以保证汽轮机的蒸汽参数在设定范围内稳定运行；控制器则是整个调节系统的智能核心，通过对各种传感器信号的采集和处理，实现对汽轮机运行参数的监测和控制。
再次，汽轮机调节原理的实现需要依靠先进的控制算法和技术手段。
随着科技的发展，汽轮机调节系统的控制算法也在不断更新和改进。
传统的PID控制算法已经不能满足对汽轮机调节精度和稳定性的要求，因此一些先进的控制算法，如模糊控制、神经网络控制和模型预测控制等，已经被应用到汽轮机调节系统中。
这些先进的控制算法能够更好地适应汽轮机的非线性特性和负载变化，提高汽轮机的运行效率和稳定性。
最后，汽轮机调节原理的实施需要综合考虑设备性能、负载特性和安全要求。
在汽轮机的调节系统设计和运行过程中，需要充分考虑汽轮机的性能特点和负载特性，合理选择控制策略和参数设置，以保证汽轮机在各种负载条件下都能稳定运行。
同时，还需要充分考虑汽轮机的安全性和可靠性要求，确保汽轮机在突发负载变化或其他异常情况下能够安全停机或安全运行，避免发生意外事故。
汽轮机理论简答题全解
汽轮机理论简答题1．什么叫工质？火力发电厂采用什么作为工质？答：工质是热机中热能转变为机械能的一种媒介物质（如燃气、蒸汽等），依靠它在热机中的状态变化（如膨胀）才能获得功。
为了在工质膨胀中获得较多的功，工质应具有良好的膨胀性。
在热机的不断工作中，为了方便工质流入与排出，还要求工质具有良好的流动性。
因此，在物质的固、液、气三态中，气态物质是较为理想的工质。
目前火力发电厂主要以水蒸气作为工质。
2. 什么叫动态平衡？什么叫饱和状态、饱和温度、饱和压力、饱和水、饱和蒸汽？答：一定压力下汽水共存的密封容器内，液体和蒸汽的分子在不停地运动，有的跑出液面，有的返回液面，当从水中飞出的分子数目等于因相互碰撞而返回水中的分子数时，这种状态称为动态平衡。
处于动态平衡的汽、液共存的状态叫饱和状态。
在饱和状态时，液体和蒸汽的温度相同，这个温度称为饱和温度；液体和蒸汽的压力也相同，该压力称为饱和压力。
饱和状态的水称为饱和水；饱和状态下的蒸汽称为饱和蒸汽。
3.为何饱和压力随饱和温度升高而增高？答：温度升高，分子的平均动能增大，从水中飞出的分子数目越多，因而使汽侧分子密度增大。
同时蒸汽分子的平均运动速度也随着增加，这样就使得蒸汽分子对器壁的碰撞增强，其结果使得压力增大，所以说：饱和压力随饱和温度升高而增高。
4. 什么叫喷管？电厂中常用哪几种喷管？答：凡用来使气流降压增速的管道叫喷管。
电厂中常用的喷管有渐缩喷管和缩放喷管两种。
渐缩喷管的截面是逐渐缩小的；而缩放喷管的截面先收缩后扩大。
5. 什么叫节流？什么叫绝热节流？答：工质在管内流动时，由于通道截面突然缩小，使工质流速突然增加，压力降低的现象称为节流。
节流过程中如果工质与外界没有热交换，则称之为绝热节流。
6.朗肯循环是通过哪些热力设备实施的？各设备的作用是什么？答：朗肯循环的主要设备是蒸汽锅炉、汽轮机、凝汽器和给水泵四个部分。
⑴．锅炉：包括省煤器、炉膛、水冷壁和过热器，其作是将给水定压加热，产生过热蒸汽，通过蒸汽管道，送入汽轮机。
蒸汽初中参数对汽轮机工作的影响讲解
2004年南屯矿电厂1#机大修中发现末二级叶片一只叶 片断裂脱落由于该叶片位置正处在叶片安装调整开口附近， 经询问并与汽轮机厂研究决定，更换该叶片及前四到后五 共10片。2008年大修再次发现末二级断叶片，经电厂研究 决定更换末二级全部叶片。从断裂部位分析认为汽缸尾部 湿汽综合效应导致叶片震颤是叶片断裂的直接原因。
对于中温中压汽轮机(C6/N6)而言，当主汽温度缓慢降低至 425℃时，应通知锅炉提高主汽温度，低于420℃时应降低机组 负荷：
汽温
负荷（kW)
汽温
负荷（
420
6000
400
3000
415
5500
395
2000
410
5000
360
0
405
4000
＜
停机
当汽温下降至400℃时应开启主蒸汽管道上所有疏水。
三、主蒸汽温度变化对机组的影响
1、 主蒸汽温度升高
从安全方面考虑，汽轮机的进汽部分（主 汽阀、导汽管、调节汽阀、蒸汽室、调节级喷嘴 等）直接与新蒸汽接触。金属材料在高温下是以 蠕变极限和长期强度极限作为强度准则的，蒸汽 温度即使升高不多，也会使汽轮机的高温部件材 料蠕变速度大大加快，许用应力大大下降，即部 件的高温疲劳。因此主汽温度升高超过允许值时， 对设备安全是十分有害的。主要表现在：
二、主蒸汽压力变化对机组的影响
无论主汽压 力偏高还是偏低， 只要偏离规定值， 运行值班员都应 及时联系值长做 出运行调整，使 其尽快恢复到规 定值！
三、主蒸汽温度变化对机组的影响
主蒸汽温度在允许范围内变 化时，会直接影响到汽轮机的功 率。主蒸汽温度升高，低压段各 级的蒸汽湿度减小，使湿汽损失 减小，机组功率增加，尤其是非 再热凝汽机组更为明显。根据一 般经验可近似认为初温每升高 30℃，汽轮机内效率可升高1%； 反之则降低。但无论主汽温度升 高或降低，若超过规定值，都会 对机组安全运行造成影响。
《汽轮机》 讲义
《汽轮机》讲义一、汽轮机的定义与工作原理汽轮机是一种将蒸汽的热能转化为机械能的旋转式动力机械。
它在现代工业中有着广泛的应用，特别是在发电领域。
其工作原理基于热力学中的朗肯循环。
高温高压的蒸汽进入汽轮机后，通过一系列的喷嘴和动叶片，蒸汽的热能被转化为动能，进而推动叶片旋转，输出机械能。
蒸汽在汽轮机中的流动过程是一个连续的能量转换过程。
从喷嘴出来的高速蒸汽冲击动叶片，使动叶片带动转子旋转。
在这个过程中，蒸汽的压力和温度逐渐降低，流速也相应发生变化，最终以低温低压的状态排出汽轮机。
二、汽轮机的分类根据不同的分类标准，汽轮机可以分为多种类型。
按工作原理，可分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机。
冲动式汽轮机中，蒸汽主要在喷嘴中膨胀加速，在动叶片中不膨胀或膨胀很小；而反动式汽轮机中，蒸汽在喷嘴和动叶片中都膨胀做功。
按热力特性，可分为凝汽式、背压式、抽汽式和多压式汽轮机等。
凝汽式汽轮机是最常见的类型，其排汽在凝汽器中凝结成水，循环使用；背压式汽轮机的排汽压力高于大气压，可直接用于供热；抽汽式汽轮机则在运行过程中可抽出部分蒸汽用于供热或其他用途；多压式汽轮机则是在不同的压力段采用不同的热力循环，以提高效率。
按蒸汽参数，可分为低压、中压、高压、超高压、亚临界和超临界汽轮机等。
蒸汽参数越高，汽轮机的效率通常也越高。
按用途，可分为电站汽轮机、工业汽轮机和船用汽轮机等。
电站汽轮机主要用于发电；工业汽轮机用于驱动各种工业设备，如压缩机、风机等；船用汽轮机则用于船舶的动力系统。
三、汽轮机的结构汽轮机的结构复杂，主要由静止部分和转动部分组成。
静止部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封等。
汽缸是汽轮机的外壳，承受蒸汽的压力和温度；隔板将汽缸分成若干个汽室，引导蒸汽的流动；喷嘴将蒸汽的热能转化为动能；汽封则用于减少蒸汽的泄漏。
转动部分包括转子、叶轮、叶片和联轴器等。
转子是汽轮机的核心部件，由主轴和安装在其上的叶轮、叶片等组成；叶轮用于安装叶片，并传递扭矩；叶片则是实现能量转换的关键部件；联轴器用于连接汽轮机的转子和其他设备的轴。
蒸汽的参数
蒸汽的参数全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：蒸汽是指水在受热后产生的气态水蒸气，它是一种无色、无味、无臭的气体。
在自然界中，蒸汽是一种极为常见的状态，我们可以在煮水时看到涌泉腾腾的蒸汽冒出，也可以在洗澡时感受到热气弥漫在浴室里。
蒸汽在工业生产、能源利用、环境保护等方面都具有重要的作用。
蒸汽有许多重要的参数，这些参数主要是用来描述和评估蒸汽的性质和性能的。
其中最重要的参数包括压力、温度、比容、热容和焓等。
下面我们就来逐一介绍这些参数：1. 压力：蒸汽的压力是指蒸汽对其容器或周围环境施加的压力。
蒸汽的压力通常以帕斯卡（Pa）或大气压（atm）为单位。
蒸汽的压力与其温度有直接的关系，在常压下，水的沸点温度为100摄氏度，所对应的是标准大气压（1atm）的蒸汽压力。
2. 温度：蒸汽的温度是指蒸汽的热量水平，通常以摄氏度（℃）或开尔文（K）为单位。
蒸汽的温度与其压力密切相关，随着温度的升高，蒸汽的压力也会增加，这是由于热量增加导致蒸汽分子速度增加而产生的结果。
3. 比容：蒸汽的比容是指单位质量的蒸汽所占的体积大小，通常以立方米/千克（m³/kg）为单位。
比容与密度的倒数成正比，即比容越大，密度越小。
蒸汽的比容随着温度和压力的变化而变化，一般情况下比容随温度升高而增大。
4. 热容：蒸汽的热容是指单位质量的蒸汽吸收或释放的热量，通常以焦尔/千克-开尔文（J/kg-K）为单位。
热容是描述物质温度变化时需要吸收或释放的热量大小的重要参数，它与物质本身的热性质有关。
5. 焓：蒸汽的焓是用来描述蒸汽的热力状态的参数，通常表示为单位质量的蒸汽所具有的内能和功的总和，以焦耳/千克（J/kg）为单位。
蒸汽的焓随着温度和压力的变化而变化，它能够反映蒸汽的热力特性和能量状况。
综上所述，蒸汽的压力、温度、比容、热容和焓是描述和评估蒸汽性质和性能的重要参数，它们之间具有密切的关系，并且随着蒸汽的物理状态和热力特性的变化而变化。
汽轮机考试重点
原理火力发电厂中的汽轮机是将热能转变为机械能的设备。
火力发电厂的蒸汽参数一般是指蒸汽的压力和温度。
提高蒸汽初温，其他条件不变，汽轮机相对内效率提高。
当主蒸汽温度不变时而汽压降低，汽轮机的可用焓降下降。
提高蒸汽初温度受动力设备材料强度的限制，提高蒸汽初压力受汽轮机末级叶片最大允许湿度的限制。
蒸汽在汽轮机内的膨胀过程可以看作是绝热过程。
对凝汽式汽轮机，除调节级外，各级的级前压力与蒸汽流量成正比。
热耗率、汽耗率什么叫汽轮机的余速损失?采用多级汽轮机的目的是增加功率和提高效率。
汽缸怎样投运蒸汽管道？汽轮机组的高中压缸采用双层缸结构，在夹层中通入压力和温度较低的蒸汽，以减小多层汽缸的内外温差和热应力。
有利于减小汽缸内外壁温差，改善启动性能。
什么是胀差，汽轮机正胀差的含义是什么？汽轮机启停或变工况时，汽缸和转子以不同死点进行自由膨胀和收缩。
正胀差、负胀差哪个更危险？滑销系统有什么作用？在机组启停过程中，汽缸的绝对膨胀值突然增大或突然减小时，说明滑销系统卡涩。
汽轮机排汽缸为什么要装喷水降温装置?汽缸进汽有什么要求？控制哪些参数，保证汽缸安全？汽轮机发电机组启动时为保障汽缸运行安全，应有哪些注意事项？喷嘴汽轮机喷嘴的作用是把蒸汽的热能转变成动能，也就是使蒸汽膨胀降压，增加流速，按一定的方向喷射出来推动动叶片而作功。
动叶蒸汽在动叶中膨胀速度变化规律，受力分析？蒸汽在汽轮机中作功后蒸汽状态参数变化规律？在湿蒸汽区工作的动叶发生冲蚀现象的部位是进汽边背弧上,且叶顶部最为严重。
高频激振力是怎样形成的？汽轮机叶顶围带主要的三个作用是增加叶片刚度、调整叶片频率、防止级间漏汽。
转子转子组成，汽轮机常用的联轴器有三种，即刚性联轴器、半挠性联轴器和挠性联轴器。
低压转子和发电机转子常采用半挠性联轴器。
多级汽轮机的轴向推力，主要由哪些因素构成？反动式汽轮机的轴向推力较冲动式汽轮机大。
汽轮机轴向推力的平衡方法。
一般来说，流量越大，轴向推力越大。
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（5）高温部件将产生很大的热应力和热变形。
当初温降低超过50度，有可能发生水冲击。须降负荷运行，继续下降，打闸停机
2.对功率的影响：
初温变化→焓降变化→功率变化→蒸汽在锅炉内吸热量变化→初焓变化
（2）使凝汽器温度升高，可造成冷却水管热胀过大而产生泄漏 （3）最末几级焓降减小，反动度增加，轴向推力增加。 （4）排汽的容积流量减小，蒸汽流速将减小，叶片颤振
2.排汽压力下降（真空升高）
排汽压力降低时，蒸汽在汽轮机内的理想焓降增加，排汽温度降低， 被循环水带走的热量损失减少，机组运行的经济性提高。
2.功率的影响：
1）负荷保持不变 节流调节： 关小各个调节汽阀，节流损失增加
喷嘴调节： H t1 H t
G01
G0
H t H t1
初压升高，保持额定负荷不变时，流量将减少， 需关小最后一个调节阀的开度
Pi
DH tri
3600
2）阀门开度保持不变
此时p 0变化，引起流量变化
Pi
H tri
3600
蒸汽参数变化时的变工况
回顾
Pel GH ti mg
总结凝汽式汽轮机的变工况规律 当流量增加时 ：
调节级 G 级前压力不变，级后压力升高- - - 焓降下降 反动度升高
轴向推力升高- - - 效率下降
中间级
G 级前压力升高，级后压力升高- - - 焓降不变 反动度不变 轴向推力升高- - - 效率不变 内功率增加
流量与初压成正比
k 1
Pi Pi
1
p0v0 H t
p2 p0
k
p0
p0
结论：在一定背压下，功率变化的大小与初压 改变量成正比； 背压越高，初压改变对功率的影响越大
二、新蒸汽温度变化
1.安全性影响：
（1）初温升高，材料蠕变加剧，缩短寿命； （2）初温升高，调节级可能过负荷 （3）初温升高，机组可能发生振动。
D1 D 3
p
T 2 2
21 2
p22T221
（吸热量不变）
D1 D
T0 T01
（湿汽损失减小）
三、排汽压力变化 （真空）
真空：
p v 大气压 pc
1.排汽压力升高（真空下降） NhomakorabeaPel1
Pel
H t1 H t
当新蒸汽压力和温度不变 蒸汽的理想焓降减少
机组的出力减少
排汽温度升高 （1）引起排汽缸及轴承座等部件受热膨胀，使机组中心发生变化， 造成振动。
D p0
p0
D ri
3600
H t p0
p0
DH t 3600
i
p 0
p 0
压力改变引起流量变化 压力改变引起焓降变化 压力改变引起效率变化
H t
k k 1 RT0
[1
(
pz
)
k 1 k
]
p0
k 1
Pi
DHt ri
3600
p0 p0
Dri
3600
p0v0
p2 p0
k
p0 p0
D1 p01 或 D D D p0 p0 p0
蒸汽在末级动叶或喷嘴产生膨胀不足的现象，造成能量损失。 同时可能造成隔板和动叶过负荷。
过分降低排汽压力，需要增加循环水量，使循环水泵耗功增加，机组运行费用增大。 排汽压力过低，还会使汽轮机末几级的蒸汽湿度增加，使末几级叶片的湿汽损失增加。
所以汽轮机在运行过程中，尽量维持最佳排汽压力。
D1
D3
2 2
2 21
蒸汽在锅炉中吸收的总热量 Q D(h0 h fw )
Pi
D Ht ri
3600
Q H t ri
3600 (h0 hfw )
Pi Pi
1 H
t
(H t ) 1
t0
h0 h fw
h0 t0
1
ri
ri
t0
t0
初温升高→焓降升高 初温升高→流量下降 初温升高→内效率升高
Ht1 Ht
T01 T0
最末级 G 级前压力升高，级后压力不变- - - 焓降增加 反动度下降（幅度小）
轴向推力减小- - - 效率下降 内功率增加
告知
1.喷嘴变工况的特点 2.级的变工况 3.级组变工况 4.凝汽式汽轮机的变工况 5.蒸汽参数变化对工况的 影响
6.配汽方式
1. 用弗留格尔公式分析汽 轮机的各种工况
2. 2.参数的变化对机组的 影响
3. 3.各种配汽方式的特点 和应用
基本知识
基本能力
Pi
DH tri
3600
蒸汽参数的变化引起汽轮机的工况变化-----内扰
蒸汽参数包括新蒸汽参数（压力和温度）和排汽参数（真空）
一、初压升高对机组的影响
1.安全性影响：
1）末几级的蒸汽湿度变大 2）末级叶片可能过负荷-----即时阀门开度不变，压力升高，流量增加 3）承压部件和紧固部件的内应力会加大 4）第一阀门刚开的时候，调节级叶片应力增加