汽轮机操作技术问答(5)

汽轮机操作技术问答(5)1.下缸猫爪支承方式有什么优缺点？中、低参数汽轮机的高压缸通常是利用下汽缸前端伸出的猫爪作为承力面，支承在前轴承座上。

这种支承方式较简单，安装检修也较方便，但是由于承力面低于汽缸中心线（相差下缸猫爪的高度数值），当汽缸受热后，猫爪温度升高，汽缸中心线向上抬起，而此时支持在轴承上的转子中心线未变，结果将使转子与下汽缸的径向间隙减小，与上汽缸径向间隙增大。

对高参数、大功率汽轮机来说，由于法兰很厚，温度很高，猫爪膨胀的影响是不能忽视的。

2.上缸猫爪支承法的主要优点是什么？上缸猫爪支承方式亦称中分面（指汽缸中分面）支承方式。

主要的优点是由于以上缸猫爪为承力面，其承力面与汽缸中分面在同一水平面上，受热膨胀后，汽缸中心仍与转子中心保持一致。

当采用上缸猫爪支承方式时，上缸猫爪也叫工作猫爪。

下缸猫爪叫安装猫爪，只在安装时起支持作用，下面的安装垫铁在检修和安装时起作用，当安装完毕，安装猫爪不再承力。

这时上缸猫爪支承在工作垫铁上，承担汽缸重量。

3.大功率汽轮机的高、中压缸采用双层缸结构有什么优点？大功率汽轮机的高、中压缸采用双层缸结构有如下优点：⑴整个蒸汽压差由外缸和内缸分担，从而可减薄内、外缸缸壁及法兰的厚度。

⑵外层汽缸不致与高温蒸汽相接触，因而外缸可以采用较低级的钢材，节省优质钢材。

⑶双层缸结构的汽轮机在起动、停机时，汽缸的加热和冷却过程都可加快，因而缩短了起动和停机的时间。

4.高、中压汽缸采用双层缸结构后应注意什么问题？高压、中压汽缸采用双层结构有很大的优点，但也需注意一个问题。

国产200MW、300MW机组，在高压内、外缸之间由于隔热罩的不完善以及抽汽口布置不当，会造成外缸内壁温度升高到超过设计允许值，并且使内缸的外壁温度高到不允许的数值，这种情况应设法予以改善，否则有可能造成汽缸产生裂纹。

125MW机组取消正常运行中夹层冷却蒸汽后，由于某些原因，也出现外缸内壁温度过高的现象。

5.大机组的低压缸有哪些特点？大机组的低压缸有如下特点：⑴低压缸的排汽容积流量较大，要求排汽缸尺寸庞大，故一般采用钢板焊接结构代替铸造结构。

⑵再热机组的低压缸进汽温度一般都超过230℃，与排汽温度差达200℃，因此也采用双层结构。

通流部分在内缸中承受温度变化，低压内缸用高强度铸铁铸造，而兼作排汽缸的整个低压外缸仍为焊接结构。

庞大的排汽缸只承受排汽温度，温差变化小。

⑶为防止长时间空负荷运行，排汽温度过高而引起的排汽缸变形，在排汽缸内还装有**降温装置。

⑷为减少排汽损失，排汽缸设计成径向扩压结构。

6.什么叫排汽缸径向扩压结构？所谓径向扩压结构，实质上是指整个低压外缸（汽轮机的排汽部分）两侧排汽部分用钢板连通。

离开汽轮机的末级排汽由导流板引导径向、轴向扩压，以充分利用排汽余速。

然后排入凝汽器。

采用径向扩压主要是充分利用排汽余速，降低排汽阻力。

提高机组效率。

7.低压外缸的一般支承方式是怎样的？低压汽缸（双层缸时的外缸），在运行中温度较低，金属膨胀不显著，因此低压外缸的支承不采用高、中压汽缸的中分面支承方式，而是把低压缸直接支承在台板上。

内缸两侧搁在外缸内侧的支承面上，用螺栓固定在低压外缸上。

内、外缸以键定位。

外缸与轴承座仅在下汽缸设立垂直导向键（立销）。

8.排汽缸的作用是什么？排汽缸的作用是将汽轮机末级动叶排出的蒸汽导入凝汽器。

9.为什么排汽缸要装**降温装置？在汽轮机起动、空载及低负荷时，蒸汽流通量很小，不足以带走蒸汽与叶轮摩擦产生的热量，从而引起排汽温度升高，排汽缸温度也高。

排汽温度过高会引起排汽缸较大的变形，破坏汽轮机动静部分中心线的一致性，严重时会引起机组振动或其它事故。

所以，大功率机组都装有排汽缸**降温装置。

小机组没有**降温装置，应尽量避免长时间空负荷运行而引起排汽缸温度超限。

10.再热机组的排汽缸**装置是怎样设置的？**减温装置装在低压外缸内，**管沿末级叶片的叶根呈圆周形布置，**管上钻有两排**孔，将水喷向排汽缸内部空间，起降温作用。

**管在排汽缸外面与凝结水管相连接，打开凝结水管上的阀门即进行**，关闭阀门则停止**。

11.为什么汽轮机有的采用单个排汽口，而有的采用几个排汽口？大功率汽轮机的极限功率实质上受末级通流截面的限制，增大叶片高度能增大机组功率，但增大叶片高度又受材料强度和制造工艺水平的限制。

如采用同样的叶片高度，将汽轮机由单排汽口改为双排汽口，极限功率可增大一倍。

为增加汽轮机的极限功率，现在大功率汽轮机采用多个排汽口。

如国产125MW汽轮机为双排汽口，200MW汽轮机为三排汽口，300MW为四排汽口（200MW、300MW汽轮机末级采用长叶片后改为双排汽口）。

12.汽缸进汽部分布置有哪几种方式？从调节汽门到调节级喷嘴这段区域叫做进汽部分，它包括蒸汽室和喷嘴室，是汽缸中承受压力、温度最高的区域。

一般中、低参数汽轮机进汽部分与汽缸浇铸成一体，或者将它们分别浇铸好后，用螺栓连接在一起。

高参数汽轮机单层汽缸的进汽部分则是将汽缸、蒸汽室、喷嘴分别浇铸好后，焊接在一起。

这种结构由于汽缸本身形状得到简化，而且蒸汽室、喷嘴室沿着汽缸四周对称布置，汽缸受热均匀，因而热应力较小。

又因高温、高压蒸汽只作用在蒸汽室与喷嘴室上，汽缸接触的是调节级喷嘴出口后的汽流，因而汽缸可以选用比蒸汽室、喷嘴室低一级的材料。

13.为什么大功率高参数汽轮机的调节汽门与汽缸分离单独布置？新汽压力在9.0MPa、新汽温度在535℃以下的中、小功率汽轮机，调节汽门均直接装在汽缸上。

更高参数的大功率汽轮机，为减小热应力，使汽缸受热均匀及形状对称，这就要求喷嘴室沿圆周均匀分布，而且汽缸上下都要有进汽管和调节汽门。

由于调节汽门布置在汽缸下部，会给机组布置、安装、检修带来困难，因此需要调节汽门与汽缸分离单独布置。

另外，大功率汽轮机新汽和再热汽进汽管道都为双路布置，需要两个主汽门。

这样就可以把两个主汽门分置于汽缸两侧，并且分别和调节汽门合用一个壳体，每个主汽门控制两个或多个调节汽门。

14.双层缸结构的汽轮机，为什么要采用特殊的进汽短管？对于采用双层缸结构的汽轮机，因为进入喷嘴室的进汽管要穿过外缸和内缸，才能和喷嘴室相连接，而内外缸之间在运行时具有相对膨胀，进汽管既不能同时固定在内、外缸上又不能让大量高温蒸汽外泄。

因此采用了一种双层结构的高压进汽短管，把高压进汽导管与喷嘴室连接起来。

15.高压进汽短管的结构是怎样的？国产125MW汽轮机和300MW汽轮机的高压进汽短管外层通过螺栓与外缸连接在一起，内层则套在喷嘴室的进汽管上，并有密封环加以密封。

这样既保证了高压蒸汽的密封，又允许喷嘴室进汽管与双层套管之间的相对膨胀。

为遮挡进汽连接管的辐射热量，在双层套管的内外层之间还装有带螺旋圈的遮热衬套管，或称遮热筒。

遮热衬套管上端的小管就是汽缸内层中冷却蒸汽流出或起动时加热蒸汽流入的通道。

16.隔板的结构有哪几种形式？隔板的具体结构是根据隔板的工作温度和作用在两侧的蒸汽压差来决定的，主要有以下三种形式：⑴焊接隔板：焊接隔板具有较高的强度和刚度，较好的汽密性，加工较方便，被广泛用于中、高参数汽轮机的高、中压部分。

⑵窄喷嘴焊接隔板：高参数大功率汽轮机的高压部分，每一级的蒸汽压差较大，其隔板做得很厚，而静叶高度很短，采用宽度较小的窄喷嘴焊接隔板。

优点是喷嘴损失小，但有相当数量的导流筋存在，将增加汽流的阻力。

国产125MW、300MW汽轮机都是有用的窄喷嘴焊接隔板。

⑶铸造隔板：铸造隔板加工制造比较容易，成本低，但是静叶片的表面光洁度较差，使用温度也不能太高，一般应小于300℃，因此都用在汽轮机的低压部分。

17.什么叫喷嘴弧？采用喷嘴调节配汽方式的汽轮机第一级喷嘴，通常根据调节汽门的个数成组布置，这些成组布置的喷嘴称为喷嘴弧段，简称喷嘴弧。

18.喷嘴弧有哪几种结构形式？喷嘴弧结构形式如下：⑴中参数汽轮机上采用的由单个铣制的喷嘴叶片组装、焊接成的喷嘴弧。

⑵高参数汽轮机采用的整体铣制焊接而成或精密浇铸而成的喷嘴弧。

如25MW汽轮机采用第一种喷嘴弧，125MW汽轮机采用后一种喷嘴弧。

19.汽轮机喷嘴、隔板、静叶的定义是什么？喷嘴是由两个相邻静叶片构成的不动汽道，是一个把蒸汽的热能转变为动能的结构元件。

装在汽轮机第一级前的喷嘴成若干组，每组由一个调节汽门控制。

隔板是汽轮机各级的间壁，用以固定静叶片。

静叶是指固定在隔板上静止不动的叶片。

20.什么叫调节级和压力级？当汽轮机采用喷嘴调节时，第一级的进汽截面积随负荷的变化在相应变化，因此通常称喷嘴调节汽轮机的第一级为调节级。

其它各级统称为非调节级或压力级。

压力级是以利用级组中合理分配的压力降或焓降为主的级，是单列冲动级或反动级。

21.什么叫双列速度级？为了增大调节级的焓降，利用第一列动叶出口的余速，减小余速损失，使第一列动叶片出口汽流经固定在汽缸上的导叶改变流动方向后，进入第二列动叶片继续做功。

这时把具有一列喷嘴，和一级叶轮上有两列动叶片的级，称为双列速度级。

22.采用双列速度级有什么优缺点？采用速度级后可增大汽轮机调节级的焓降，减少压力级级数，节省耐高温的优质材料，但效率较低。

100MW汽轮机的调节级采用双列速度级，125MW、200MW、300MW汽轮机采用单列调节级。

23.高压高温汽轮机为什么要设汽缸、法兰螺栓加热装置？高压高温汽轮机的汽缸要承受很高的压力和温度，同时又要保证汽缸结合面有很好的严密性，所以汽缸的法兰必须做得又宽又厚。

这样给汽轮机的起动就带来了一定的困难，即沿法兰的宽度产生较大温差。

如温差过大，所产生的热应力将会使汽缸变形或产生裂纹。

一般来说，汽缸比法兰容易加热，而螺栓的热量是靠法兰传给它的，因此螺栓加热更慢。

对于双层汽缸的机组来说，外缸受热比内缸慢很多，外缸法兰受热更慢，由于法兰温度上升较慢，牵制了汽缸的热膨胀，引起转子与汽缸间过大的膨胀差，从而使汽轮机通流部分的动、静间隙消失，发生摩擦。

简单地说，为了适应快速起、停的需要，减小额外的热应力和减少汽缸与法兰、法兰与螺栓及法兰宽度上的温差，有效地控制转子与汽缸的膨胀差，125MW、200MW、300MW机组采用双层缸结构，内外汽缸除法兰螺栓有加热装置外，还设有汽缸夹层加热装置。

24.为什么汽轮机第一组喷嘴安装在喷嘴室，而不固定在隔板上？第一级喷嘴安装在喷嘴室的目的是：⑴将与最高参数的蒸汽相接触的部分尽可能限制在很小的范围内，使汽轮机的转子、汽缸等部件仅与第一级喷嘴后降温减压后的蒸汽相接触。

这样可使转子、汽缸等部件采用低一级的耐高温材料。

⑵由于高压缸进汽端承受的蒸汽压力较新蒸汽压力低，故可在同一结构尺寸下，使该部分应力下降，或者保持同一应力水平，使汽缸壁厚度减薄。

⑶使汽缸结构简单匀称，提高汽缸对变工况的适应性。