汽机基础培训

汽轮机基础概念部分1、什么是表压力？什么是绝对压力？1）用压力表测量压力所得的数值，是高于大气压力的数值,，即表压力，它指的是在大气压力的基础上测得的压力值。2）将大气压力计算在内的数值才是压力的真正数值，工程上称这个压力为绝对压力，3）表压力和绝对压力的关系如下：P表=P绝－B或P绝=P表＋B式中：P表----------工质的表压力P绝----------工质的绝对压力B--------------当时当地的大气压力(近似等于1工程大气压)2、什么是真空？什么是真空度？1）当密闭容器中的压力低于大气压力时，称低于大气压力的部分为真空。2）用百分数表示的真空叫真空度，即：用测得的真空数值除以当地大气压力的数值再化为百分数，用公式表示：h真空真空度=--------------×100%h大气3、什么是经济真空?什么是极限真空？1）所谓经济真空是提高真空使汽轮发电机增加的负荷与循环水泵多消耗的电功率之差为最大时的真空.2）如真空再继续提高,由于汽轮机末级喷嘴的膨胀能力已达极限,汽轮机的功率不再增加,此时真空称为极限真空.4、什么是工质？火电厂常用的工质是什么？工质的状态参数有哪些？1）能实现热能和机械能相互转换的媒介物叫工质；2）水、水蒸气、油等；3）压力、温度、比容、热力学能、焓、熵。4）其中压力、温度、比容可直接用仪器测量，称为基本状态参数；其余状态参数可根据基本状态参数间接算得。5）焓：是汽体的一个重要的状态参数，焓的物理意义为:在某一状态下汽体所具有的总能量,它等于内能和压力势能之和.6）熵：是热力学中的一个导出参数，熵的微小变化起着有无传热的标志作用，熵的引入可以方便地反映出热力过程热量的转换及循环的热效率。7）何谓硬水、除盐水和软化水？（1）未经化学处理而含有钙、镁等盐类的水成为硬水。（2）各种离子全被除去的水称为除盐水。（3）经化学处理除去钙、镁离子的水称为软水。5、气体的比容与压力、温度有什么关系?气体的比容与压力、温度有密切的关系，当温度不变，压力提高时，气体的比容缩小；如果压力保持不变，只提高温度，则气体的体积膨胀，比容增大；它们之间的关系式为：Pv=RT式中：P-------压力v-------比容T-------绝对温度R-------气体常数.6、什么是饱和状态、饱和水、饱和蒸汽、过热蒸汽?过热度？1）液体与蒸汽的分子在相互运动过程中，当由液体中跑到蒸汽空间的分子数与由蒸汽中返回液体的分子数相等而达到平衡时的状态称为饱和状态。两相平衡时的蒸汽称为饱和蒸汽,液体称为饱和水.2）饱和状态时的压力,即汽液两相平衡时压力,称为饱和压力,此时的温度称饱和温度.此温度下蒸汽叫饱和蒸汽。3）在一定压力下,温度高于该压力下的饱和温度的蒸汽称为过热蒸汽.。4）过热蒸汽的温度超出该压力下的饱和温度的数值叫过热度。用符号D来表示D=T过－T饱7、什么是汽化现象？什么是凝结现象？水蒸气凝结有哪些特点？1）物质从液态变为汽态的过程叫汽化，汽化方式有两种：蒸发；沸腾。2）物质从汽态变为液态的现象叫凝结，在一定的压力下，液态的沸点也就是蒸汽的凝结温度，凝结与汽化是两个相反的热力过程3）水蒸汽凝结有以下特点：（1）一定压力下的水蒸汽，必须降到该压力下所对应的凝结温度才开始凝结成液体。（2）在凝结温度下，水从水蒸汽中不断吸收热量，则水蒸汽可以不断凝结成水，并保持温度不变。8、什么是凝结热?什么是液体的汽化潜热?汽化热与凝结热有什么关系?1）在定压下，1千克蒸汽完全凝结成同温度的水所放出的热量叫做凝结热。2）在定压下把1千克的饱和水加热成1千克干饱和蒸汽所需要的热量，叫做该液体的汽化潜热。3）在一定的压力和温度下，液体的汽化热与相同压力、温度下的凝结热相等；即在温度相等、压力相同的情况下，1千克饱和蒸汽凝结时放出的热量等于1千克饱和水汽化时所吸收的热量。9、凝结换热有几种形式？1）凝结换热：当蒸汽与温度低于蒸汽压力对应的饱和温度的金属表面接触时，在金属壁面就会发生蒸汽凝结的现象，蒸汽放出汽化潜热，凝结成液体。这种换热方式叫凝结换热。2）膜状凝结：汽轮机冷态启动时，汽缸、转子等金属部件的温度等于室温，低于蒸汽的饱和温度，蒸汽容易在金属表面上凝结，并形成水膜。这层水膜把蒸汽与金属表面分开，蒸汽凝结时放出的汽化潜热要通过水膜才能传给金属表面，这种凝结方式称为膜状凝结。汽轮机冷态启动时的初始阶段，蒸汽对汽缸内壁的放热就是这种膜状放热。3）珠状凝结：如果蒸汽在金属表面上凝结时，形不成水膜，则这种方式的凝结称为珠状凝结。汽轮机冷态启动的初始阶段，蒸汽对转子表面的放热就属于珠状凝结。10、影响凝结放热的因素有那些？1）蒸汽中含有不凝结气体：当蒸汽中含有空气时，空气附在冷却面上，影响蒸汽的通过，造成很大的热阻，使蒸汽凝结放热显著削弱。2）蒸汽流动速度和方向：如果蒸汽流动方向与水膜流动方向相同，因摩擦作用的结果会使水膜变薄而水膜热阻减小，凝结放热系数增大。反之，则凝结放热系数减小。但是如果蒸汽流速较高，将会把水膜吹离冷却壁面，使水蒸汽与冷却表面直接接触，凝结放热系数反而会大大增加。3）冷却表面情况：冷却面表现粗糙不平或不清洁时，会使凝结水膜向下流动阻力增加，从而增加了水膜厚度，热阻增大，使凝结放热系数减小。4）管子排列方式：管子排列方式有顺排、叉排、辅排等。当管子排数相同时，下排管子受上排管子凝结水膜下落的影响为顺排最大，叉排最小，辅排居中。因此，叉排时放热系数最大。11、热量传递的三种基本形式是什么？三种形式是：导热、对流、热辐射。1）什么是导热？什么是导热系数？（1）直接接触的物体或物体本身各部之间的热量传递现象叫导热；（2）火力发电厂中常见的导热现象如管壁、汽缸壁、汽包壁内外表面间的热量传递。（3）导热系数是表示材料导热性能的指标，仅与材料本身有关，说明材料物理性质的参数。2）什么是对流换热?对流换热有几种方式?（1）流动的流体和固体壁面之间的热量交换称为对流换热。（2）对流换热分强制对流和自然对流两种方式；凡是由风机,泵或其它外部动力的作用所引起的流动称为“强制对流”，由于流体冷热各部分的密度不同而引起的流动称为“自然对流”。（3）火力发电厂中常见的对流换热现象如烟气对省煤器工质对水冷壁；汽机排汽对凝汽器铜管；循环水对铜管;空气对暖器等。3）什么是辐射传热?辐射传热与哪些因素有关?（1）物体以电磁波（波长在0.4----40微米）的射线的方式向外界传播热量的过程称为辐射传热，也可理解为不需要物质直接接触而进行的热量传递方式。（2）辐射传热与下列因素有关：①与热源温度的高低有关，热源温度愈高,辐射传热量就愈大，即与温度的4次方成正比。②与黑度有关，受热物体表面愈黑暗，吸收辐射的能量就愈强，辐射传热量就愈大。③与受热物体表面的粗糙程度有关，受热物体表面愈粗糙,辐射传热量就愈大。（3）热辐热是一种不需要物质直接接触而进行的热量传递方式，如火电厂中,炉膛内火焰与水冷壁屏式过热式,墙式再热式之间的传热。12、什么是循环热效率?它说明了什么？1）工质每完成一个热力循环所做的有功和工质在每个热循环过程中从热源吸收的热量的比值叫做循环热效率。2）循环热效率说明了循环中热能转变为功的程度；效率越高、说明工质从热源吸收的热量转变为有用功的比例越高；反之、效率越小，说明转变为有用功的热量越少。13、卡诺循环是由哪些过程组成的？它在T--S图上如何表示？卡诺循环是由两个可逆的定温过程和两个可逆和绝热过程组成的.它在T----S图上所示.1---2过程是可逆的等温吸热过程2---3过程是可逆的绝热膨胀过程3---4为可逆的等温放热过程4---1为可逆的绝热压缩过程15、朗肯循环是通过哪些设备实现的？各热力设备在热力循环中起什么作用？朗肯循环是火力发电厂的基本热力循环，它是通过蒸汽锅炉、汽轮机、凝汽器和给水泵这四个主要热力设备实现的。各热力设备所起的作用如下：1）锅炉的作用：锅炉包括省煤器、炉膛水冷壁和过热器，它将给水定压加热，最终产生过热蒸汽,即主蒸汽，然后通过主蒸汽管路送入汽轮机。2）汽轮机的作用：蒸汽进入汽轮机进行绝热膨胀做功，将热能转变为机械能，做完功的排汽排入凝汽器。3）凝汽器的作用：将汽轮机的排汽加以冷却，使其在定压下凝结成饱合水，其压力等于汽轮机排汽压力。4）给水泵的作用：将凝结水进行绝热压缩，升高压力送回锅炉，送入锅炉的水称为给水。16、怎样在T--S图上表示朗肯循环？如图所示:4---5---6---1过程是工质(水)在锅炉中被定压加热、汽化和过热过程；1---2过程是过热蒸汽在汽轮机中等熵膨胀做功过程；2---3过程是做完功的蒸汽(排汽)排入凝汽器中定压凝结放热过程；3---4过程是凝结水在给水泵中等熵压缩过程。17、什么是水击（或水锤）现象？原因？有何危害？如何消除？1）水击（水锤）现象：在压力管道中，由于液体流速的急剧改变，从而造成瞬时压力显著、反复、迅速变化的现象，称为水锤。2）引起水击（水锤）的基本原因是：（1）当压力管道的阀门突然关闭或开启时，当水泵突然停止或启动时，因瞬时流速发生急剧变化，引起液体动量迅速改变，而使压力显著变化。（2）管道上止回阀失灵，也会发生水击现象。在蒸汽管道中，若暖管不充分，疏水不彻底，导致送出的蒸汽部分凝结成水，体积突然缩小，造成局部真空，周围介质将高速向此处冲击，也会发出巨大的音响和振动。3）水击（水锤）的危害：水击现象发生时，压力升高值可能为正常压力的好多倍，使管壁材料承受很大应力；压力的反复变化，会引起管道和设备的振动，严重时会造成管道、管道附件及设备的损坏。消除或减轻水击危害的基本方法有：4）水击（水锤）的消除方法：（1）缓慢开启或关闭阀门；（2）尽量缩短阀件与容器间的管道长度；（3）止回阀应动作灵活，不应出现忽开忽关现象；（4）管道装设安全阀、空气阀或蓄能器；（5）蒸汽管道送汽前要充分暖管，彻底疏水，然后缓慢开启阀门送汽。18、什么叫汽耗率?汽耗率的计算公式是怎样的？汽轮发电机组每发出1千瓦小时的电能所消耗的蒸汽量称为汽耗率.19、什么是热耗率？汽轮发电机组每发1千瓦小时的电能,所需要的热量叫热耗率.20、什么是压应力？什么是热应力？1）材料或构件在单位截面上所承受的垂直作用力称为压应力。2）物体内部温度变化时，只要物体不能自由伸缩，或其内部彼此约束，则在物体内部就产生应力，这种应力为热应力。21、什么叫热冲击？金属材料受到急剧加热或冷却时，在其内部将产生很大温差，引起很大的冲击热应力，这种现象称为热冲击。一次大的热冲击，产生的热应力能超过材料的屈服极限，而导致金属部件的损坏。22、什么叫热疲劳？当金属零部件被反复加热或冷却时，其内部就会产生交变热应力。在此交变热应力反复作用下，零部件遭到破坏的现象称为热疲劳。23、什么叫金属疲劳?1）金属材料在长期交变应力的作用下，虽然应力数值远比强度极限小，但是仍能使金属材料遭到破坏，这种现象称为金属疲劳。2）汽轮机在启动、停机过程中，如果蒸汽温度变化较大,与金属温差加大,，转子表面和汽缸壁都要受到很大的热应力的冲击。冲击时间虽短，但其冲击力很大，如果材料呈现脆性时更为危险，不仅要校检材料的屈服极限，也要考虑所引起的热疲劳损伤。3）汽轮机动叶片在汽流冲击力的多次反复作用下发生共振现象，如发生共振严重时可能导致疲劳断裂。由于转子遭受到的热疲劳损伤则是由于多次交变的热应力所造成的，由于热应力循环的频率非常低，例如启、停一次或负荷升、降一次做为一个同期，就整锻转子而言，启动时有热压应力，停机时则有热拉应力，整锻转子热应力方向与内孔相反，其热应力幅值叠加。在温度突变时可以达到8---10倍，所以容易产生热疲劳裂纹，在工况突变时使转子损坏。24、什么是金属的蠕变？蠕变过程分哪几个阶段？1）金属材料在长期高温和静应力的作用下，逐渐产生塑性变形的过程称为金属的蠕变；2）材料在一定压力、温度下被加上一定的载荷后，就会产生弹性变形，其过程为Oa，这段不是蠕变造成的。第Ⅰ阶段ab为不稳定阶段，塑性变形发展很快，但为时不久。第Ⅱ阶段bc为稳定阶段，塑性变形发展缓慢，而且蠕变速