汽轮机发电机设备及系统试题.docx

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汽轮机发电机设备及系统试题

1汽轮机发电机设备及系统

1.1名词解释

1）汽轮机：

使蒸汽膨胀将热能转换为机械能的、具有叶片的旋转式动力机械。

2）汽缸：

承受压力，包容转子并供安装持环、隔板、静叶、汽封等零部件的壳体。

3）喷嘴：

通常指汽轮机第一级的静叶片（栅）。

4）叶片：

使蒸汽的热能有效地转换为动能或机械功，并对汽流起导向作用的零件。

5）汽轮机叶片拉金：

是穿过叶型部分，将若干叶片连成一组的不锈钢金属条，其作用是增加叶片的刚性，以改善其振动特性。

6）四大管道：

主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道、低温再热蒸汽管道、主给水管道。

7）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。

8）隔板：

装有静叶片的两半圆环或整圆环。

9）隔板套：

外缘嵌装在汽缸槽内，安装多级隔板的中间支撑体。

10）转子：

包含动叶片及传递汽轮机机械功的所有旋转部件的总体。

11）主轴：

用于套装叶轮并传递机械功的旋转构件。

12）汽封：

防止蒸汽从动、静部件之间的间隙处过量泄漏，或空气从轴端处漏入汽缸的密封装置。

13）联轴器：

汽轮发电机组各转子相互连接的部件。

14）动叶片：

装在转子上的叶片，其主要功能是使蒸汽动能和热能有效地转换为机械功。

15）静叶片：

隔板、汽缸等静止部件上的叶片，其功能是使蒸汽的热能有效地转换为动能并对汽流起导向作用。

16）围带：

位于叶片顶部，用于改善叶片振动特性和应力水平并减少叶顶漏气的覆盖体。

17）护环：

用于防止转子部件和励磁绕组端部在电磁力和高速的离心力作用下发生变形、位移和偏心的高强度、非磁性、金属环状构件。

18）抽汽：

自汽轮机某级后抽出的蒸汽。

19）排汽：

从汽轮机低压缸排出的蒸汽。

1.2判断题

1）主蒸汽管道保温后，可以防止热传递过程的发生。

（×）

2）热力除氧器、喷水减温器等是混合式换热器。

（√）

3）在密闭容器内不准同时进行电焊及气焊工作。

（√）

4）采用再热器可降低汽轮机末级叶片的蒸汽湿度，并提高循环热效率。

（√）

5）多级汽机的各级叶轮轮面上一般都有5-7个平衡孔，用来平衡两侧压差，以减少轴向推力。

（×）

6）发电机护环的组织是马氏体。

（×）

7）汽轮机找中心的目的就是为使汽轮机机组各转子的中心线连成一条线。

（×）

8）蒸汽在汽轮机内做功的原理分为冲动作用原理和反动作用原理。

（√）

9）汽缸冷却过快比加热过快更危险。

（√）

10）盘车装置的主要作用是减少冲转子时的启动力矩。

（×）

11）安装叶片时，对叶片组的轴向偏差要求较高，而对径向偏差可不作要求。

（×）

12）引起叶片振动的激振力主要是由于汽轮机工作过程中汽流的不均匀造成的。

（√）

13）转子叶轮松动的原因之一是汽轮机发生超速，也有可能是原有过盈不够或运行时间过长产生材料疲劳。

（√）

14）对于汽轮机叶片应选用振动衰减率低的材料。

（×）

15）猫爪横销的作用仅是承载缸体重量的。

（×）

16）轴向振动是汽轮机叶片振动中最容易发生，同时也是最危险的一种振动。

（×）

17）发电机转子热不稳定性会造成转子的弹性弯曲，形状改变，这将影响转子的质量平衡，从而也造成机组轴承振动的不稳定变化。

（√）

18）蒸汽对动叶片的作用力分解为轴向力和圆周力，这两者都推动叶轮旋转做功。

（×）

19）为提高动叶片的抗冲蚀能力，可在检修时将因冲蚀而形成的粗糙面打磨光滑。

（×）

20）造成火力发电厂效率低的主要原因是汽轮机机械损失。

（×）

21）发电机护环发生应力腐蚀开裂一般是从护环外壁开始。

（×）

22）每次大修都应当对发电机风冷叶片进行表面检验。

（√）

1.3选择题

1）火电机组启动有滑参启动和定参数两种方式，对高参数、大容量机组而言，主要是（a）方式。

a.滑参数；b.定参数；c.任意；d.定温。

2）在允许范围内，尽可能保持较高的蒸汽温度和压力，则使（c）。

a.锅炉热效率下降；b.锅炉热效率提高；

c.循环热效率提高；d.汽机效率提高。

3）汽轮机转子的疲劳寿命通常由（b）表示。

a.循环应力-应变曲线；b.应力循环次数或应变循环次数；

c.蠕变极限曲线；d.疲劳极限。

4）汽机轴封系统的作用是（c）。

a.防止缸内蒸汽向外泄漏；b.防止空气漏入凝结器内；

c.防止高压蒸汽漏出，防止真空区空气的漏入。

5）压力容器不按规定检验、申报注册的，（b）。

a.可以投入使用；b.严禁投入使用；

c.自己检验后可以投入使用；d.和相关单位协商后可以投入使用。

6）位于给水泵和锅炉省煤器之间的加热器为（c）。

a.低压加热器；b.除氧器；c.高压加热器；d.汽封加热器。

7）蒸汽压力为15.69MPa～17.65MPa的汽轮机属于（c）。

a.高压汽轮机；b.超高压汽轮机；

c.亚临界汽轮机；d.超临界汽轮机。

8）工作在湿蒸汽区的汽轮机的级，受水珠冲刷腐蚀最严重的部位是（a）。

a.动叶顶部背弧处；b.动叶顶部内弧处；

c.动叶根部背弧处；d.喷嘴背弧处。

9）机组启停频繁增加寿命损耗的原因是（d）。

a.上下缸温差可能引起动静部分摩托擦；b.胀差过大；

c.汽轮机转子交变应力太大；d.热应力引起的金属材料疲劳损伤。

10）当凝汽式汽轮机轴向推力增大时，其推力瓦（a）。

a.工作面瓦块温度升高；b.非工作面瓦块温度升高；

c.工作面瓦块、非工作面瓦块温度都升高；d.工作面瓦块温度不变。

11）采用双层缸的汽轮机外缸上、下缸温差超过（c）时，禁止汽轮机启动。

a.60℃；b.45℃；c.50℃；d.35℃。

12）按（a）分，汽轮机可分为凝汽式汽轮机、背压式汽轮机、调整抽汽式汽轮机、中间再热式汽轮机。

a.热力过程特性；b.工作原理；c.用途；d.汽流流动方向。

13）凝汽式汽轮机高、中压转子中间各级叶轮轮面上开设平衡孔的主要作用是

（c）。

a.减少离心力；b.增加叶轮强度；

c.平衡叶轮两侧压差，减小轴向推力；d.以上说法均不对。

14）汽轮机转子的临界转速的高低取决于（d）。

a.转子转速的高低；b.转子受力情况；

c.机组负荷大小；d.转子自身材料、尺寸等。

15）松汽缸螺栓的顺序为（d）。

a.从前往后；b.从后往前；c.从两端向中间；d.从中间对称向两端。

16）超临界压力汽轮机的新蒸汽压力（b）MPa。

a.>23.00；b.>22.16；c.>23.22；d.>24.00。

17）汽轮机的工作过程就是把（）转变成（b）。

a.化学能，机械能；b.热能，机械能；

c.热能，电能；d.化学能，电能。

18）汽轮机长期低负荷运行，会加速（a）叶片水蚀的发展。

a.末几级；b.中间级；c.调节级；d.所有级。

19）汽缸结合面变形一般宜采用（a）方法处理。

a.刮研法、喷涂法或焊接法；b.刷涂法、垫片法；

c.垫片法、焊接法；d.机加工法。

20）为了提高汽轮机末级叶片的抗冲蚀能力，采用（c）措施的效果最佳。

a.末几级动叶进汽边背弧处局部淬硬；b.表面镀铬；

c.镶焊司太立合金；d.喷涂硬质合金。

21）蒸汽在汽轮机内做功后以高于大气压的压力排出供给热用户使用的汽轮机称为（d）汽轮机。

a.凝汽式；b.回热式；c.调节抽汽式；d.背压式。

22）对叶片安全，影响较大的应力是（d）。

a.弯曲应力；b.扭转应力；c.离心力；d.振动应力。

23）汽轮机轴发生弯曲、需要进行直轴，一般采用（a）直轴。

a.内应力松弛法；b.局部加热法；c.机械加压法；d.捻打法。

24）当汽轮机膨胀受阻时转子（d）。

a.振幅随转速的增大而增大；b.振幅与负荷无关；

c.振幅随着负荷的增加而减小；d.振幅随着负荷的增加而增大。

25）引起转子振动的主要原因是（b）。

a.叶轮、叶片、拉金的离心力；b.转子质量不平衡引起的离心力；

c.蒸汽作用在转子上的轴向推力；d.以上说法都不对。

26）亚临界压力汽轮机新蒸汽压力为（c）MPa。

a.5.88～9.8；b.11.76～13.72；

c.15.68～17.64；d.22.129以上。

1.4问答题

1）除氧器的作用是什么？

答：

除去锅炉给水中的氧气及其他气体，保证给水品质，同时它本身又是回热系

统中的一个混合式加热器，起到加热给水的作用。

2）简答汽轮机轴瓦损坏的原因？

答：

a）轴承断油；

b）机组强烈振动；c）轴瓦制造不良；

d）检修安装轴瓦间隙调整不当；e）润滑油油质不良。

3）发展超临界机组的目的？

答：

a）降低煤耗、节约能源，提高发电厂效率，即提高经济性；

b）减少燃煤量，实际上就是减少NOx、SOx和CO２的排量，特别是降低了会导致“温室效应”、日益增加的CO2排量，使其达到国家有关“标准”要求，以符合中国和国际社会日益提高的环保要求。

4）什么是汽轮机寿命管理?

答：

汽轮机的寿命管理，是实现汽轮机组运行科学管理的一项重要工作。

汽轮机的运行使用寿命控制的主要内容，就是在汽轮机运行启停过程中及工况变动时，控制其蒸汽温度水平，蒸汽温度变化幅度、变化速率，限制金属部件内的热应力，使机组寿命消耗率不超过要求的技术指标，保证机组在有效使用期内，其部件不至于过早地产生变形裂纹和及时地进行检查处理，防止机组设备发生灾难性断轴事故。

5）简答汽轮机叶片损坏的原因。

答：

原因主要有：

a）外来杂物造成叶片损坏。

b）汽缸内固定零件脱落造成叶片损坏。

c）轴瓦损坏；胀差超标、大轴弯曲、强烈振动造成动静摩擦，使叶片损坏。

d）水冲击造成叶片损坏。

e）水蚀（冲刷）造成叶片损坏。

f）叶片本身存在缺陷造成叶片损坏。

6）造成汽缸裂纹的主要原因有哪些?

答：

主要原因是：

a）汽缸多次承受冷、热交替的运行方式；使应力超过薄弱点的强度，产生疲劳裂纹。

b）长期强烈振动，使汽缸材料的应力超过疲劳极限。

c）汽缸材料有缺陷或处理不良，使汽缸局部承受较大内应力，在运行方式不当（不均匀加热或冷却）时，这些部位的应力超过允许值。

d）设计不好，不同截面处过渡尺寸不当。

e）转动部分损伤脱落，强力冲击汽缸。

7）汽轮机主要由哪些部件组成?

答：

汽轮机主要由静止部分和转动部分两大部分组成。

静止部分主要包括汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承等；转动部分主要包括主轴、叶轮、动叶片、联轴器及盘车装置等。

8）汽缸吊空清理后，对缸体检查包括哪些基本内容?

答：

汽缸吊空清理后，对缸体检查包括：

a）宏观检查汽缸是否有冲刷、损坏、特别是汽缸结合面有否泄漏痕迹；

b）仔细检查汽缸是否有裂纹，发现裂纹后，应边清除边进行认真观察，直至将裂纹清除干净，不留残余，然后再做必要的处理。

9）常用叶片的叶根有哪几种类型?

答：

有T型叶根、菌型叶根、叉型叶根、枞树型叶根四种类型。

10）汽缸在工作时承受的作用力有哪些?

答：

汽缸在工作时承受的作用力有：

①汽缸内外的压差作用于汽缸上的力；

②隔板和喷嘴作用予汽缸上的力；

③汽缸本身和安装在汽缸上零部件的重力；

④轴承座与汽缸铸成一体或轴承座用螺栓连接下汽缸的机组，汽缸还承受转子的

重量及转子转动时产生的不平衡力；

⑤进汽管道作用在汽缸上的力；

⑥汽缸各部分由于温差的存在，引起的极为复杂的热应力。

11）对叶片检查包括哪些项目?

答：

a）检查铆钉头根部、拉筋孔周围、叶片工作部分向根部过渡处、叶片进出汽口边缘、表面硬化区、焊有硬质合金片的对缝处、叶根的断面过渡处及铆钉处等有无裂纹。

b）检查复环铆钉处有无裂纹，铆的严密程度，复环是否松动，铆头有无剥落，有无加工硬化后的裂纹。

c）检查拉筋有无脱焊、断开、冲蚀及腐蚀，叶片表面受到冲蚀、腐蚀或损伤情况。

12）叶片损伤有几种类型?

答：

类型有机械损伤、水击损伤、腐蚀及锈蚀损伤和振动断裂等。

13）叶轮上的平衡孔有何作用?

答:

由于汽封泄漏，使叶轮前侧压力高于后侧，叶轮平衡孔的作用就是平衡叶轮两侧压差，减少转子的轴向推力。

14）试简述如何查找汽缸裂纹。

答：

汽缸裂纹的检查要用砂轮打磨光（对非加工面）、消除氧化皮（对于加工面），使汽缸露出金属光泽后进行。

先用10%～15%硝酸水溶液酸浸，用5～10倍的放大镜仔细检查。

发现有可疑裂纹后，可进一步采取着色探伤法、磁力探伤法直至用超声波探伤仪进行检查，待裂纹被确定后即进行对裂纹本身的深入检查。

15）对高温紧固螺栓的材料有何要求?

答：

主要要求是具有较好的抗松弛性能；其次要求是材料应有小的缺口敏感性和蠕变脆化倾向，以减少应力集中的影响；第三要具备良好的力学性能和抗腐蚀性。

16）汽轮机转子发生断裂的原因有哪些?

答：

损坏机理主要是低周疲劳和高温蠕变损伤。

运行问题，主要是超速和发生油膜振荡。

材料和加工问题，主要是存在残余应力、白点、偏析、夹杂物、气孔等，材

质不均匀性和脆性，加工和装配质量差。

17）汽缸法兰为什么会发生变形?

答：

汽缸法兰发生变形的原因有：

①汽缸在铸造后因回火不充分，时效不足，使残存内应力值很大，会造成汽缸变形；

②汽轮机在启停或运行中操作不当时，会使汽缸和法兰厚度变化大的部位产生较大的温差应力，当应力超过材料的屈服极限时，将使汽缸法兰产生塑性变形。

此外，汽缸机加工残余应力、运行中各部件膨胀间隙过小造成的膨胀力、汽轮机基础不均匀下沉的作用力等也可能使汽缸法兰发生变形。

18）如何防止汽轮机大轴弯曲事故的发生?

答：

a）开停机前、后严密监视大轴弯曲数值在允许范围内，轴向位移、差胀保护、轴系监测保护装置等投入与解列严格执行规程；

b）上、下缸温差严格控制在50℃以内；c）防止动、静部分摩擦而引起转子局部过热；

d）汽轮机热态停机后严格执行盘车规定，汽缸温度低于150℃以下方可停用盘车；e）轴封供汽汽源在高低压汽源切换时防止积水进入轴封而引起局部收缩；

f）汽轮机振动发生异常，要认真分析，查明原因处理后方可继续启动，原因不明不得强行再次启动。

19）汽缸水平面螺栓热紧时应注意些什么?

答：

a）螺栓的热紧值应符合制造厂的要求。

当用螺栓伸长值进行测定时，应在螺栓冷紧后记下螺母和螺杆的相对尺寸，以便加热后再测量；当用螺母转动弧长测定时，则应在螺栓及上缸法兰的对应位置，划出螺母热紧的转弧值。

b）对螺栓加热应使用专用工具，加热必须充分均匀，尽量不使螺纹部位直接受热。

c）热紧螺栓应按制定的顺序进行，加热后一次紧到规定值，若达不到规定值，不

应强力猛紧，应待螺栓完全冷却后，重新加热再行拧紧。

20）为何末几级动叶片进汽侧叶片顶部水蚀严重?

答：

在汽轮机的末几级中，蒸汽速度逐渐加大，水分在隔板静叶出汽边处形成水滴，水滴运动速度低于蒸汽速度，因此，进入动叶片时发生与动叶背弧面的撞击，对动叶背弧面侵蚀。

叶片越长，叶顶圆周速度越大，水滴撞击动叶背弧面的速度也越高。

由于离心力作用，水滴向叶顶集中，故叶顶背弧面水蚀严重。

21）简述汽轮机的工作过程。

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。