《汽轮机调速-论述题》.

4.1.6 论述题
La2F2001 影响金属材料疲劳极限的因素有哪些?怎样提高金属材料的疲劳极限?
答：影响金属材料疲劳极限的因素很多，通常内在因素有材料本身的强度、塑性、组织结构、纤维方向和材料内部缺陷等。

外界因素主要为零件的工作条件，表面光洁度等。

金属材料本身的强度和塑性好，其抗疲劳断裂的能力就大，但材料内部存在夹杂，表面洁度低，有刀痕或磨裂等，都容易引起应力集中而使疲劳极限下降。

此外，在酸碱盐的水溶液等腐蚀性介质中工作的金属制品，由于表面易腐蚀，其腐蚀产物嵌入金属内也会造成应力集中，而使疲劳极限下降。

提高表面光洁度，防止表面划伤，改善零件的结构形状，避免应力集中，对零件表面进行强化处理等，都可提高零件的疲劳极限。

La1F3002 主蒸汽管道设监督段的目的和要求是什么?
答：主蒸汽管道设监督段的目的是：更好地监视主蒸汽管道的运行状态，保证主蒸汽管道的安全运行。

主蒸汽管道设置监督段的测点应满足下列要求：
(1)监督段所处地段温度应是该主蒸汽管道上温度最高处。

(2)用作监督段的钢管应是该主蒸汽管道上管壁最薄的管段。

(3)监督段的钢管钢号、规格尺寸等应和主蒸汽管道的其他部分的钢管钢号、规格尺寸等一致；并有关于钢管化学成分、金属组织、力学性能(有可能时还应有钢管的耐热性的试验结果)及探伤结果的证件。

(4)监督段钢管的组织性能应和该主蒸汽管道上其他管段一致或稍差，以保证在组织性质变化上有代表性。

La1F4003 指出下列各概念间的区别：
(1)弹性变形和塑性变形；
(2)正应力和剪应力；
(3)内力和应力；
(4)极限应力和许用应力。

答：各概念间的区别分述如下。

(1)弹性变形和塑性变形：固体在外力的作用下会发生变形；当外力卸去后固体能消除变形而恢复原状，这种能完全消失的变形称弹性变形。

当外力卸去后，固体仍保留部分变形而不能恢复原状，这种不能消失而残留下来的变形，称为塑性变形。

(2)正应力和剪应力：正应力指垂直于杆件横截面的应力。

剪应力指平行于杆件横截面的应力。

(3)内力和应力：物体在外力作用下将发生变形，即外力迫使物体内各质点的相对位置发生改变，伴随着变形，物体内各质点间将产生抵抗变形，力图恢复原状的互相作用力。

这种由于外力作用而引起的“附加内力”通常称为内力。

应力是指工程上所采用的单位面积上的内力。

(4)极限应力和许用应力：材料在外力作用下产生工程上不容许的变形时的应力称为极限应力。

考虑了材料的强度储备量，把极限应力除一个比1大的安全系数，所得到的供工程应用中作为强度设计依据的最大应力称为许用应力。

Lb3F3004 什么是调速系统的速度变动率?从有利于汽轮机运行的角度对其有何要求? 答：当汽轮机孤立运行时，空负荷对应的稳定转速n 2与满负荷对应的稳定转速n 1之间的差值，与额定转速n 0比值的百分数，叫调速系统的速度变动率，用符号δ表示： %1000
12⨯-=n n n δ 速度变动率表明了汽轮机从空负荷到满负荷转速的变化程度。

速度变动率不宜过大和过小，一般的取值范围是3%～6%，调峰机组取偏小值，带基本负荷机组取偏大值。

速度变动率过小时，电网频率的较小变化，即可引起机组负荷较大的变化，正常运行时会产生较大的负荷摆动，影响机组安全运行而且调速系统的动态稳定性差。

速度变动率过大，调速系统工作时动态稳定性好，但当机组甩负荷时，动态超速增加，容易产生超速。

另一方面，为了保证汽轮机在启动时易于并网和在满负荷时防止过负荷，要求在这两段有较大的速度变动率。

同时又要求保证总的速度变动率不至过大，所以中间段数值较小。

为了保证机组在全范围内平稳运行，速度变动率的变化要使调速系统的静态特性曲线平滑而连续地向功率增加的方向倾斜变化，不容许其曲线有上升段和水平段。

Lb3F3005 汽轮机对调速系统有哪些要求?
答：汽轮机调速系统应满足下列要求：
(1)自动主汽门全开时，调速系统应能维持机组空负荷运行。

(2)机组从空负荷到满负荷范围内应能稳定运行。

负荷摆动应在允许范围内，增减负荷应平稳。

(3)在设计范围内，应能使机组在电网频率高、新蒸汽参数低或排汽压力高时带上满负荷；在电网频率低而新蒸汽参数高或排汽压力低的情况下，能减负荷到零与电网解列。

(4)当机组突然甩掉全部负荷时，调速系统应能使机组的转速维持在危急遮断器的动作转速以下。

(5)调节阀、自动主汽门、抽汽逆止门等严密性试验合格。

(6)对于供热机组，当热负荷发生变化时，还要求调速系统能保证供热蒸汽的压力。

Lb3F3006 试编制防止油系统漏油的措施。

答：防止油系统漏油的措施有：
(1)当汽轮机油系统的管路、法兰、阀门不合要求时应进行更换，在更换或改进中应按其工作压力、温度等级提高一级标准选用。

(2)为了系统安全可靠地运行，应尽量减少不必要的法兰、阀门、接头和部件，管路的布置尽量减少交叉，要设在远离热源的地方，以便于维护。

(3)对于靠近高温热源及膨胀较大的地方，建议采用高颈带止口的法兰。

(4)平口法兰应内外施焊，内圈作密封焊，外圈应采用多层焊。

焊缝应平整，焊前的坡口和间隙应符合标准，施焊时要采取措施，防止法兰产生过大的变形。

(5)如发现焊口有微细裂纹，检修时应彻底处理，最好将原焊肉铲除进行重新补焊。

(6)油管表面互相接触时，应及时采取隔离措施，各油管间及油管与其他设备间最好应保留一定距离。

(7)改善油泵轴的密封、门杆的密封及轴承挡油环的密封，做好动、静密封点的防漏工作。

(8)凡油系统中由于螺栓丝扣漏油的，可采用罩帽加紫铜垫的方法加以消除，或在丝扣部分涂上密封胶；机头活动部分或盘车轴外伸端漏油时一般多由于间隙过大或排油不畅通造成，检修时应设法消除。

(9)热工引线要求在引出时应有一段从下往上的管段，以杜绝油流顺线流出。

Lb3F4007 汽轮机有哪些主要保护装置?其作用是什么?
答：为了保证汽轮机设备安全运行，除调速系统动作正确、可靠外，还必须设置一些必要的保护装置，保证在调速系统或机组发生事故，危及设备安全时，及时动作，切断汽轮机的进汽，迅速停机。

这些保护装置有：自动主汽门、超速保护、轴向位移保护、低油压保护、低真空保护、振动保护、油温保护等。

自动主汽门是所有保护装置的执行部件。

各种保护装置动作后最终都是通过自动主汽门切断进汽，使汽轮机停机的。

超速保护是在汽轮机转速大于等于额定转速的1.10～1.12倍时动作，使汽轮机停机，以防止因过大的离心力使汽轮机的转动部件损坏。

轴向位移保护是在汽轮机轴向位移达某设定值时动作，使汽轮机停机，以防止因汽轮机动静间隙消失而使汽轮机发生动静碰磨造成设备损坏。

低油压保护是在汽轮机润滑油压低时动作，以防止汽轮机轴承发生供油不足或断油，而导致轴承烧毁，发生动静相碰的恶性设备事故。

其动作分多段执行，一般低一值时发声光报警；低二值时启动交流油泵；低三值时启动直流油泵；低四值时执行停机操作；低五值时停盘车。

低真空保护是在汽轮机排汽真空低于某设定值时动作，防止因过低的排汽真空导致过高的排汽温度而使汽轮机的排汽部分发生振动、变形、损坏和使凝汽器因过大的热膨胀而
发生损坏等设备事故。

低真空保护也是先发声光报警信号，继续降低到设定值时执行停机操作。

振动保护是在汽轮机轴或轴承振动达设定值时动作，防止过大的振动使汽轮机部件因大的交变应力或发生动静相碰而造成恶性设备事故。

振动保护也是先发声光报警信号，继续增大到设定值时执行停机操作。

Lb3F4008 汽轮机带不上满负荷有哪些原因?
答：汽轮机带不上满负荷的根本原因是进汽量不足，而进汽量不足有两种情况：一是机组本身的问题，如喷嘴严重结垢、堵塞等。

二是调速系统的问题，即有：
(1)同步器高限行程不足或同步器失灵。

(2)功率限制器未调整好，当机组尚未带满负荷时，功率限制器过早起作用，或功率限制器没完全退出。

(3)油动机开启侧行程不足。

(4)错油门行程受到限制。

(5)主汽门或调节阀滤网堵塞。

(6)主汽门大阀碟脱落，仅小阀碟进汽。

(7)部分调节阀有问题，如连杆脱落、卡涩等。

Lb3F4009 垫料使用中的安全注意事项有哪些?
答：垫料使用中的安全注意事项有：
(1)使用的温度、压力及介质和所用垫料必须相符，不能错用。

(2)使用前应认真检查法兰接合面质量，锈皮、杂物必须清理干净，不能出现径向沟痕。

(3)对于较大尺寸的法兰垫料有开口时，其接口应采用燕尾槽式嵌接，禁止平口对接。

(4)较大尺寸的热风道、烟道法兰，可采用φ10mm左右石棉绳做垫料。

石棉绳应加在螺丝孔内侧，法兰较宽可以在螺丝孔内再加一道，以避免法兰变形，为提高内侧严密性，外侧石棉绳应稍细1～2mm，接口处应搭接好。

(5)安装法兰垫片时，一个接口只准放一个垫片，不准采用双层，垫片外径应不妨碍螺丝穿人，内径应比管口略大2～3mm，不能放偏，平面法兰可做成带把形状，使得安装方便。

(6)石棉垫或橡胶石棉垫均较脆，加工时应注意，最好选用成型垫片，使用时接触面间涂墨铅粉，以方便取换。

(7)水平安装的管道法兰，应先将下部螺丝穿人，再放入垫片。

垫片放正后，可以紧固螺栓，应上下左右对称均匀拧紧。

Lb3F4010 油温对汽轮机振动有什么影响?
答：汽轮机转子和发电机转子在运行中，轴颈和轴瓦之间有一层润滑油膜。

假如油膜不稳定或者油膜被破坏，转子轴颈就可能和轴瓦发生干摩擦或半干摩擦，使机组强烈振动。

引起油膜不稳和破坏的因素很多，如润滑油的黏度、轴瓦间隙、油膜单位面积上受的压力等等。

在运行中如果油温发生变化，油的黏度也跟着变化。

当油温偏低时，汽轮机油黏度增大，轴承油膜变厚，汽轮机转子容易进入不稳定状态，使汽轮机油的油膜破坏，产生油膜振荡，使汽轮机发生强烈振动。

Lb3F4011 绘图说明调速系统静态特性四象限图的测取方法。

答：调速系统的静态特性是由转速的感应机构、传动放大机构和执行机构的静态特性决定的，它是这三个特性的综合体现。

通过空负荷试验和带负荷试验可以测得感应机构特性、传动放大机构特性、执行机构特性，分别画人第二、三、四象限中，然后用做图法求出第一象限中的曲线，即调速系统静态特性曲线。

作图方法：利用二、三、四象限中任意一条线为基准(现以第二象限为基准)，在曲线上找出若干个点(先找1、2、3点)然后找出第三、四象限相应的点，分别相交于第一象限，得出1′、2′、3′点，连接这些点便求出调速系统的静态特性曲一线，见图F-1′。

｛此处缺图｝
Lb3F4012 支持轴承常见的缺陷有哪些?产生缺陷的原因是什么?
答：支持轴承的缺陷，常有如下外部表现，运行中润滑油温升过高，机组发生振动；在轴瓦内部常表现为轴承合金磨损，产生裂纹、局部脱胎、脱胎及电腐蚀等，以上缺陷若不及时消除，都会发展为轴承合金熔化事故。

缺陷的原因可归纳为以下几项：
(1)润滑油的油质不良及油量不足；
(2)由于轴承合金表面修刮不合格，轴瓦位置安装不正确，使轴瓦与轴颈的间隙不符合要求或接触不良；
(3)轴承合金质量不好或浇铸工艺不良；
(4)汽轮机振动过大，轴颈不断撞击轴承合金；
(5)运行中产生油膜振荡，使轴承油温升高太多造成轴承事故；
(6)轴电流腐蚀。

Lb2F2013 大修后的冷油器如何查漏?
答：大修后冷油器组装好后用清洁的凝结水进行油侧打水压试验进行查漏。

具体方法是：在进、出口油管加上堵板，然后接上试压泵打水压。

要求打压到0.5MPa，保持5min，检查铜管本身、胀口及结合面有无泄漏。

胀口渗漏时可进行补胀，当胀口胀不住时，则可将铜管剔出打上铜闷头。

如有个别铜管泄漏时，可采取两头加堵铜闷头的办法堵漏。

此外，对于立式冷油器还可用压缩空气查漏，具体方法和步骤是：
(1)在未盖水室前，关出水门，水侧灌水至铜管口上约5～l0mm处关进水门。

(2)关进出油门，冷油器油侧接上压力表并通入压缩空气至0.2MPa保持5min，检查铜管、胀口、结合面等是否泄漏。

(3)若个别铜管泄漏，则做好记号，放水后两头用铜闷头堵好。

Lb2F3014 电磁加速器(电超速保护)的作用和工作原理是什么?
答：在中间再热机组中，为了进一步改善调速系统的甩负荷特性，防止机组超速，在二次油压和校正器的油路上并联了电超速保安装置——电磁加速器。

电磁加速器有两副触点，当再热器后汽压p＞60%额定值时，电接点式压力表断开，使中间继电器接通；同时当发电机电流I＞25%额定值时，使过电流继电器断开，此时电磁阀在关闭位置。

甩负荷时发电机电流迅速下降，当电流小于25%额定值时，则使电流继电器接通，此时再热器后汽压尚未降下来，所以中间继电器仍然接通，因而电磁开关打开，二次油压和校正器油压被泄去，高、中压缸调节阀均关小，直到中间再热器后汽压降到60%额定值时，中间继电器断开，电磁阀复位，汽轮机维持空转。

在低负荷时，发电机的输出电流较小，但因中压调节阀后的压力亦较低，故电超速保护装置不会动作。

Lb2F3015 试编制更换调节阀扩散器的安全、技术措施。

答：大修中发现调节阀扩散器损坏时应予以更换。

为了保证操作的安全、可靠，更换的具体步骤和要求如下：
(1)准备好拆卸专用工具：拉板、拉杆组合件。

(2)用角向磨磨去点焊保险，装好拉板、拉杆专用工具。

(3)用足够数量的烤把加热阀壳(扩散器处)，待加热至一定程度后，一边用大锤敲击振动，一边紧螺帽，将拉杆拉紧。

(4)拉动后停止加热，迅速将扩散器拉出。

(5)待扩散器冷却后，测量其配合尺寸，按紧力要求加工好新的扩散器。

(6)清理干净阀壳的配合面，并用盖板加封。

(7)待扩散器加工好后，做好阀壳加热后孔径测量样棒，样棒应比扩散器尺寸长
0.15～0.20mm。

(8)均匀加热阀壳，待尺寸达到要求后(应在几个方向测量)，将扩散器放入，并稍微转动一下，使它能自由落下，确定到位。

(9)停止加热，用盖板加封，待冷却后，做翻边、点焊等保险工作。

Lb2F3016 DEH系统的液压伺服系统的组成及各组成部分的作用是什么?
答：DEH系统的液压伺服系统由伺服放大器、电液伺服阀、油动机及其位移反馈(即线性位移差动变送器)组成。

伺服放大器的作用是将控制机构送来的信号与反馈信号的差值进行功率放大，并转换
成电流信号。

电液伺服阀的作用是将电气量转换为液压量去控制油动机。

油动机的作用是接受电液伺服阀来的液压信号，控制油动机活塞的开度，通过连杆带动，使汽阀开度变化。

线性位移差动变送器的作用是把油动机活塞的位移(同时也代表调节汽阀的开度)转换成电压信号，反馈到伺服放大器前端，实现油动机开度的闭环控制。

Lb2F3017 冷油器更换铜管的技术措施有哪些?
答：当冷油器被闷堵铜管的根数占总管数的10%以上时，应考虑更换冷油器铜管，以确保冷油器的冷却效果。

(1)根据所更换铜管的规格、数量造计划、进货。

(2)对采购来的铜管进行检查：
①检查制造厂出厂合格证。

②外观检查：每根铜管表面应无裂纹、砂眼、腐蚀、凹陷和毛刺等缺陷，管内无杂物和堵塞现象，管子不直时应校直。

③进行机械性能测试。

④内伤检查：利用涡流探伤和氨薰检查，合格后方可使用。

(3)将检查合格后的铜管，按冷油器的尺寸下料，铜管要比管板长出4～5mm，铜管两端除去毛刺，将胀管部位打磨光滑，在两端约50mm处进行回火处理。

(4)剔除旧铜管：选用专用半圆软钢三角錾子剔除，剔除时注意不要损伤管板，先用錾子把铜管两端剔成梅花三角形，再用铜棒从一端向另一端冲出。

(5)旧管抽出后，将管板管孔清理干净，用细砂皮打磨光洁，管板胀口处如有毛刺，应用铰刀铰光滑。

(6)穿新管、胀口：穿铜管时不宜用力过猛、蹩劲，对准各自的孔位装入，新管外露部分应相等。

铜管穿好后可用胀管器胀口，胀管时力量速度不宜过大或过小，胀管长度应为管板厚度的三分之二，不可大于管板的厚度。

(7)换铜管时，要一半一半地换，拆一半换好后再拆另一半，保持上下管板平行，不可歪斜。

Lb2F4018 调整抽汽式汽轮机的调节系统有何特点?
答：调整抽汽式汽轮机有两种：一种是一次调整抽汽式，另一种是两次调整抽汽式。

它们与普通调节系统相比，主要的特点在四方面：
(1)抽汽供热机组调节系统的调节目标有两个：电负荷和热负荷。

调整抽汽式汽轮机的调节系统能使所控制的汽轮机同时满足热、电两种负荷的需要。

(2)抽汽供热机组调节系统的感应机构与普通汽轮机不同，其输入信号有两个或三个。

抽汽供热机组的调节系统接受汽轮机的转速、一段调整抽汽压力、二段调整抽汽压力
(二段调整抽汽式汽轮机有两个压力脉冲)。

(3)抽汽供热机组调节系统的传动放大机构与普通汽轮机不同。

它要对两个或三个输入信号进行综合，产生控制输出。

(4)抽汽供热机组调节系统的执行机构与普通汽轮机不同。

它除控制调节阀之外，还控制回转隔板。

调速器为转速的敏感元件，接受转速变化信号而起作用，调压器为压力敏感元件，接受压力变化信号而起作用，通过油动机控制高、中、低压调节阀或回转隔板，使转速和压力维持在所需要的范围之内。

Lb2F3019 造成油系统进水的主要原因是什么?应采取哪些防止措施?
答：造成油中进水的原因很多，主要有：
(1)由于汽封径向间隙过大，或汽封块各弧段之间膨胀间隙太大，而造成汽封漏汽窜入轴承润滑油内。

(2)汽封连通管通流截面太小，漏汽不能从连通管畅通排出，而造成汽封漏汽窜入轴承润滑油内。

(3)汽动油泵漏汽进入油箱。

(4)轴封抽汽器负压不足或空气管阻塞，而造成汽封漏汽窜人轴承润滑油内。

(5)冷油器水压调整不当，水漏入油内。

(6)盘车齿轮或联轴器转动鼓风的抽吸作用造成轴承箱内局部负压而吸入蒸汽。

(7)油箱负压太高。

而造成汽封漏汽窜人轴承润滑油内。

(8)汽缸接合面变形漏汽，而造成蒸汽窜人轴承润滑油内。

防止油中进水应采取下列措施：
(1)调整好汽封间隙。

(2)加大轴封连通管的通流截面积。

(3)消除或减低轴承内部负压。

(4)缩小轴承油挡间隙。

(5)改进轴封供汽系统。

(6)保证轴封抽汽系统合理，轴封抽汽器工作正常。

Lb2F3020 试述润滑油温过高的原因及处理方法。

答：油温过高的原因及对应处理方法有：
(1)个别轴瓦回油温度过高：这通常是由于轴承进油分配不均匀，个别轴承进油不畅以及轴瓦本身工作不正常所引起的。

如果发现个别轴瓦回油量显著减少，则应注意查明进油堵塞的原因并及时消除。

有时轴瓦本身存在乌金碎裂、油膜不稳定等缺陷时，也会造成油温升高和温度不稳定的现象。

当经过检查确认轴瓦本身工作正常，但却存在有的轴瓦油温很高，有的轴瓦油温很低时，可把油温高的进油孔放大一些。

(2)各轴承油温普遍升高：这通常是由于冷油器冷却效果不良所引起的。

出现这种情
况时，应首先打开冷油器水侧放空气门，以检查水侧是否有空气及冷却水压力是否足够。

当阀门中有水流出，则说明水侧无空气。

如果冷却水压力也是足够时，就应隔离冷油器清理其水侧。

清理水侧后效果仍不明显，则说明油侧铜管结垢或脏污严重，待停机后解体清理、检查油侧。

(3)盘车设备和轴承壳体温度过高，从而造成该处轴承回油温度过高：靠近盘车装置的轴承，往往由于盘车齿轮的鼓风摩擦造成回油温度过高。

此问题通常可以通过加装盘车齿轮罩壳或缩小罩壳间隙的方法加以解决。

Lb2F3021 试分析调节阀门杆断裂的原因。

答：调节阀门杆断裂的原因主要是调节阀的振动导致门杆断裂，或上部连接螺帽脱落。

调节阀振动主要原因有两方面：
(1)由于调节阀工作不稳定而造成的。

有的调节阀由于汽流旋转而将顶部门盖上口部分冲刷形成切割状态，在运行中，当调速系统处在某一开度时，会产生汽流的脉冲。

频率由几赫兹到几十赫兹，而压力脉冲将超过门前压力很多，这将引起作用在门杆上的力发生突变，从而导致门杆振动。

(2)调节阀的振动的另一原因是调节阀门杆与门杆套的间隙过大，门杆漏汽也会产生汽流脉动，导致门杆振动。

门杆振动使门杆经常处在交变力的作用下产生疲劳而导致断裂，或者门杆螺帽的丝扣磨损造成脱落。

此外，门杆材质及加工、热处理工艺不合要求也是门杆断裂的一个原因。

Lb2E3022 中联门安全油压不能建立，应如何处理?
答：中联门安全油压不能建立一般是因主汽门阀碟磨损后，关闭的富裕行程消失，活塞顶住托盘，安全油从中泄掉引起。

处理方法有：
(1)用撬棒分别撬动各中联门，一旦撬动后安全油压立即建立起来，则说明该门的富裕行程不够，待检修时，可用下列解决方法：
①更换接合器。

②换上阀杆和导向键。

③临时改变活塞杆的配合轴向位置(一般不采用)。

(2)托盘的阀线不严密或损坏，则研磨阀线或予以更换。

(3)托盘的轴承松出，轴承与杆不活络有卡涩现象，或托盘与活塞油室有碰卡，应找出原因加以消除。

Lb2F4023 抽汽式机组调压器工作不正常应如何分析处理?
答：抽汽式机组调压器工作不正常的影响、原因及对应处理方法如下：
(1)调压器不能投入运行，轻者引起电负荷变化，需用同步器的帮助才能维持电负荷，重者则根本带不上负荷或电负荷剧烈摆动。

发生上述情况的主要原因是由于调节系统。