汽机培训资料
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由于本公司人员流动率比较大，往往一年都要培训几十号人，特制订本培训内容以供新员工学习参考，本培训教材原理部分均是引用多本热力发电厂书籍，操作部分为自己编写，如有错误地方请大家多多指教。经过多次的实践，证明本培训教材确实适合新员工培训，特别是刚走出校门的学员。
目录
第一章汽机理论基础知识
一. 汽机专业基础知识
二. 汽轮机本体知识
三. 汽轮机的辅助设备
四. 汽轮机的运行知识介绍
第二章汽机工段操作
第一节辅机启停的操作步骤
(一) 减温减压装置的投入步骤
(二) 调速给水泵的启动、停止
(三) 给水泵的启动、停止、切换
(四) 凝结水泵的启动、停止、切换
(五) 凝汽器的半侧停运及恢复
(六) 水环真空泵的启动、停止、切换
(七) 低加的解列与投用
(八) 高加的解列与投用
(九) 冷油器的切换
第二节汽轮机的启动与停止
（一）冷态启动与热态启动
（二）停机
第三章汽机本体的试验步骤
一. OPC超速实验
二. 真空严密性实验
三. 注油实验
四. 电超速实验
五. 主汽门活动实验
六. 调门活动性实验
七. 机械超速实验
第四章事故处理
第一节典型事故的现象及其处理（一）真空下降的原因有哪些? （二）凝汽器水位升高的原因有哪些? （三）循环水中断
（四）油系统漏油
（五）油泵故障
（六）水冲击
（七）轴向位移增大
（八）超速
（九）厂用电中断
（十）发电机着火
（十一）差胀、绝对膨胀异常
第二节CC60/8.83/3.73-1.27汽轮机组重大事故的处理过程（一）4.26真空低停机事故
（二）4.29转速探头失效事故
（三）5.4后汽缸满水事故
（四）5.5差胀大停机事故
（五）6.29厂用电中断事故
（六）7.20低真空重大事故报告
（七）8.26停机事故
（八）9.6低真空停机事故报告
（十）9.29降负荷事故
（九）9.20轴加满水事故
第五章联锁
第一节联锁图表
第二节联锁保护整定值
第六章岗位安规
第一节防止火灾事故的发生
第二节防止误操作事故的放生
第三节防止压力容器爆破事故
第四节防止汽机超速和轴系断裂事故。
第五节防止汽轮机大轴弯曲和轴瓦烧坏事故
一.汽机专业基础知识
1.什么是表压力?什么是绝对压力?
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.
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.
表压力和绝对压力的关系如下:
P表= P绝– p。或P绝= P表＋Po
式中P表----------工质的表压力
P绝----------工质的绝对压力
Po--------------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?
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.
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?
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.
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.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.
5.什么是汽化现象?什么是凝结现象?
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.
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.
6.什么是过热蒸汽?什么是蒸汽的过热度?
在同一压力下,对饱和蒸汽再加热,则蒸汽温度开始上升,超过饱和温度,这时的蒸汽就叫过热蒸汽.
过热蒸汽的温度与饱和蒸汽的温度之差叫蒸汽的过热度.过热度越大,则表示蒸汽所储存的热能越多,对外做功的能力越强.
7.什么是焓?
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.
8.什么是熵?
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.
9.什么是液体的汽化潜热?
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.
10.什么是凝结热?
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.
11.汽化热与凝结热有什么关系?
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.
12.什么是循环热效率?它说明了什么?
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.
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.
13.什么叫汽耗率?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.用字母d 表示.
计算公式:
d = D/Nf
式中 d -------- 汽耗率, 千克/千瓦·时；
D -------- 汽轮机每小时的汽耗量, 千克/时；
Nf -------- 发电量, 千瓦 .
14.什么是热耗率? 凝汽式汽轮机的热耗率怎样计算?
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.用字母q 表示.
计算公式:
q = d ( io --- t )
式中q -------- 热耗率, 千焦/千瓦·时；
d -------- 汽耗率, 千克/千瓦·时；
io-------- 蒸汽初焓, 千焦/千克；
t -------- 给水焓, 千焦/千克 .
15.什么是导热?
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.
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.
16.什么是对流换热?
流动的流体与固体壁面之间的热量交换或流动的流体与流体之间的热量交换均称为对流换热.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.
17.什么是热辐射?
波长在0.4 ---- 40 微米的射线能被物体吸收后又可能转变为热能,这样的射线叫热射线.热射线传播热能的过程叫热辐射.热辐射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.
18.什么叫热应力?
对厚重的金属部件受单向加热和冷却时,其各部分的温度是不均匀的,这样,热膨胀也不均匀.作为部件的整体是有连续性的,各部分之间有着相互约束和牵制的作用力,这使热的部分膨胀不出去而受到压缩；冷的部分被拉长,因而在部件内部产生了应力.这种由于加热不均而产生的应力称为热应力.
19.什么叫金属疲劳?
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.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.
汽轮机动叶片在冲击汽流力的多次反复作用发生共振现象,如果发生共振,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，启动时有热拉应力，停机时则有热压应力，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。
二.汽轮机本体知识
1.国产汽轮机的型号
△XX- XX- X
例如：CC60/8.83/3.73-1.27，为高温高压、双抽汽凝汽式汽轮机，额定功率60MW，额定压力8.83MPa，双抽汽额定压力分别为3.73 MPa ，1.27 MPa。
（上图为我公司汽机本体图）
2.汽轮机本体是由哪些部分组成的?
汽轮机本体由三个部分组成的:
(1) 转动部分: 由主轴、叶轮、动叶栅、联轴器及其它装在轴上的零件组成；
(2) 固定部分: 由汽缸、喷嘴隔板、隔板套、汽封、静叶片、滑销系统、轴承和支座等组成；
(3) 控制部分: 由自动主汽门、调速汽门、调节装置、保护装置和油系统等组成.
3.什么是冲动式汽轮机? 什么是反动式汽轮机?
冲动式汽轮机指的是蒸汽只在喷嘴叶栅中进行膨胀做功,而在动叶栅中只改变流动方向不膨胀做功者.
反动式汽轮机指的是蒸汽不仅在喷嘴叶栅中膨胀,而且在动叶栅中也进行膨胀的汽轮机.
4.什么是凝汽式汽轮机? 什么是背压式汽轮机?
凝汽式汽轮机,是指进入汽轮机的蒸汽做功后全部排入凝汽器,凝结成的水全部返回锅炉.
汽轮机的排汽压力高于大气压力,其排汽全部供热给用户使用,因而可不设凝汽器.由于全部排汽均供热给用户使用,从而避免了在凝汽器内的冷源损失.这种汽轮机称为背压式汽轮机.
5.简述汽轮机滑销系统的作用及滑销种类.
汽轮机组在受热膨胀时是以死点为中心向周围膨胀,滑销系统的作用就是保证机组在受热膨胀时不受阻碍,同时在产生一定膨胀的条件下保证机组的中心位置不变.
滑销种类有纵销、横销、立销等.
纵销: 纵销的作用是只允许汽缸沿纵向膨胀,而不允许汽缸做横向膨胀.
横销: 它的作用是允许汽缸沿横向膨胀.
死点: 在死点处汽缸既不能有横向移动也不能有纵向移动.
立销: 作用是允许机组上下膨胀,不致产生扭转变形.
6.汽轮机的轴封起什么作用?
汽轮机的转子是转动的,汽缸是静止的,为防止高压缸的蒸汽大量顺轴向漏出,低压缸真空部分大量空气顺轴向漏入,因此在汽缸前后端要设置高、低压轴封.
7.何谓盘车装置?它的作用是什么?
在汽轮机启动以前或停机以后,使转子低速转动的装置称为盘车装置.
盘车装置的作用:
(1) 防止汽机转子受热不均产生的热弯曲: 在启动冲转前一般要向汽封送气,这些蒸汽进入汽缸后大部分留在汽缸上部,会造成汽缸上、下温差,停机后汽缸上、下部之间也会存在温差,此时若转子静止不动就会产生弯曲变形,因此必须盘动转子以防大轴弯曲；
(2) 启动前进行盘车以检查汽轮机是否具备运行条件,例如是否存在动静部分摩擦及主轴弯曲变形,是否超过规定值等；
(3) 在冲动转子时可减少惯性力.
8.汽轮机为什么会产生轴向推力? 运行中是怎样变化的?
汽轮机的轴向推力由以下几部分组成:
(1) 汽流作用在动叶片上的轴向分力.
(2) 由于汽轮机叶片带有一定的反动度,因此它的每级叶轮前后都存在着压力差,这个压差作用在轮盘上就产生顺着汽流方向的轴向力.
(3) 作用在转子台阶上的轴向力.
以上几种力组成了汽轮机总的轴向推力.轴向推力的大小与蒸汽流量成正比,也就是负荷最大时轴向推力最大.
9.轴向位移变化过大有什么危害?
轴向发生位移说明汽轮机的动静部分相对位置发生了变化,如果轴向位移的数值接近或超过汽轮机动静部分最小轴向间隙,将会发生动静部分摩擦,使汽轮机严重损坏.
10.推力轴承损坏或烧坏的原因有哪些?
发生推力轴承磨损或烧坏的原因主要有以下几方面:
(1) 水冲击；
(2) 叶片积盐垢；
(3) 隔板汽封间隙过大；
(4) 机组突然甩负荷,引起轴向推力增大；
(5) 机组热膨胀受阻；
(6) 油系统不清洁、油质劣化、油中带水或缺油等原因造成推力轴承损坏.
11.引起转子轴向位移增大的原因有哪些?
轴向位移增大的主要原因有:
(1) 主机负荷变化大,例如突然甩负荷或加负荷过快；
(2) 汽温急剧下降或发生水击；
(3) 汽轮机过负荷运行；
(4) 推力轴承工作失常；
(5) 叶片结垢严重；
(6) 真空恶化.
12.什么是相对胀差?
汽轮机在启停的工况变化时,转子和汽缸分别以各自的死点为基准进行膨胀或收缩.由于汽缸的质量大而接触蒸汽的面积小,转子的质量小,而接触蒸汽的面积大,以及由于转子转动使蒸汽对转子的放热系数大于对汽缸的放热系数等原因,汽缸在受热时,一般转子的膨胀数值大于汽缸的膨胀数值.汽缸与转子这种相对热膨胀的差值就叫相对胀差.转子的轴向膨胀大于汽缸的轴向膨胀则称正胀差.反之,称负胀差.
13.汽缸与转子相对膨胀在什么情况下会出现负值?
一般情况下,转子的热膨胀值大于汽缸的膨胀值,但在汽轮机减负荷过快或负荷突然下降,汽机过水时,转子收缩比汽缸快,胀差可能出现负值；汽机热态启动时,如果蒸汽的温度低于汽缸和转子的温度,使转子收缩比汽缸快,也会出现负值；当低压缸排汽量不变而真空急剧下降,排汽温度上升时,低压胀差也会出现负值 .
14.什么是汽轮机的临界转速?
汽轮机转子的重心不可能完全和轴的中心相符合,因此在轴旋转时就产生离心力,而引起转子的强迫振动；又因汽轮机转子是弹性体,具有一定的自由振动频率,当转子旋转的强迫振动频率与转子的自由振动频率相同或成整数倍时,就产生共振,这时的转速就称汽轮机的临界转速。
15.汽轮机在运行中胀差变化过大与哪些因素有关?
胀差过大与下列因素有关:
(1) 暖机不当；
(2) 增、减负荷速度过快；
(3) 空负荷或低负荷运行时间过长；
(4) 排汽温度过高时,引起低压缸负胀差增大；
(5) 蒸汽参数变化.
(6) 启动时轴封供汽汽源选择不当
16.推力轴承的非工作瓦块起何作用？
推力轴承的非工作瓦块在正常运行时，不承受推力，所以称非工作瓦块。但当负荷突然减少时，有时会出现与汽流方向相反的轴向推力，这时非工作瓦块就起抵住推力盘的作用，使转子不能向前窜动。
三.汽轮机的辅助设备
1.汽轮机凝汽器有什么作用?
凝汽器的主要作用有以下三个:
(1)在汽轮机排汽口造成高真空,使蒸汽在汽轮机中膨胀到最低压力,增大蒸汽在汽轮机中的可用焓降,提高汽轮机的循环热效率；
(2)将汽轮机的排汽凝结成水,重新送回锅炉进行循环；
(3)汇集各种疏水,减少汽水损失.
2.什么是凝结水的过冷度?
从理论上讲,汽轮机排汽是在饱和状态下凝结的,其凝结水的温度应等于排汽压力下的饱和温度.但实际上由于凝汽器构造和运行中的汽阻等因素,而使凝结水的温度总是低于排汽温度.
凝结水温度与排汽温度的差值称为凝结水的过冷度.
3.凝结水过冷度过大有什么危害?
凝结水过冷度过大,会使凝结水中的含氧量增加,不利安全运行.另外,凝结水过冷却时,凝结水自身的热额外地被冷却水带走一部分,这使凝结水回热加热时,又额外地多消耗一些汽轮机抽汽,降低了电厂的热经济性.一般高压汽轮机凝结水过冷度要求在1℃以下.
4.何谓凝汽器端差?其大小说明什么?
在凝汽器中,汽轮机的排汽与冷却水出口温度之间具有一定的差值,这个差值就称为凝汽器端差.即:
凝汽器端差==汽轮机排汽温度-冷却水出口温度
运行中,在机组负荷不变的情况下,如果端差增大,说明凝汽器脏污.铜管结垢,影响传热；凝汽器内漏入空气,铜管堵塞,冷却水不足等,也使端差增大.冷却面积大.铜管清洁,则端差小.
5.凝汽器铜管漏泄的原因有哪些?
(1)铜管在管板上的胀口不严密；
(2)铜管受到腐蚀或铜管质量不良而破裂；
(3)铜管断裂.
6.凝汽器真空下降的原因有哪些？
(1)真空系统严密性不好；
(2)真空系统管道或设备损坏；
(3)循环水温度高；
(4)循环水泵出力不足或故障跳闸；
(5)真空泵效率下降或故障跳闸；
(6)轴封蒸汽压力下降或中断；
(7)凝结水泵入口发生汽化,泵盘根密封水调整不当；
(8)凝汽器热井水位过高；
(9)凝汽器铜管脏污,结垢；
(10)轴加疏水下部的小U设计不合理或水封被破坏；
7.水环真空泵的工作原理是什么？
这种泵属于离心式机械泵.在圆筒形泵壳内偏心安装着叶轮转子,其叶片为前弯式.当叶轮旋转时,工作水在离心力作用下形成沿泵壳旋流的水环,由于叶轮偏心布置,水环相对于叶片作相对运动,使相邻两叶片之间的空间容积呈周期性变化,有液体"活塞"在叶栅中作径向往复运动.随着叶轮稳定转动,每个容积轮番变化,使排汽过程持续下去,这就是水环机械真空泵的工作原理.
8.凝结水再循环管为什么要接至凝汽器上部?
凝结水再循环经过轴封冷却器后,温度比原来提高了,若直接回到热水井,将造成汽化,影响凝结水泵正常工作.因此把再循环管接至凝汽器上部,使水由上部进入还可起到降低排汽温度的作用.
9.凝汽器水位升高的原因有哪些?
凝汽器水位升高的主要原因有:
(1)凝结水泵故障,不能正常工作；
(2)凝汽器铜管漏泄,冷却水进入汽侧；
(3)疏水泵故障,大量低压加热器疏水导入凝汽器；
(4)运行中,主机负荷变化大调整不当；
(5)凝汽器补水量过大.
10.凝汽器水位升高有什么危害?
运行中必须保持凝汽器水位正常.水位过高,会淹没一部分冷却面积,降低凝汽器冷却效率,使真空下降,凝结水过冷度增大.如果水位高过空气管口时,则凝汽器中的空气无法抽出,抽气器将失去作用,真空会急剧下降.如因铜管漏泄水位升高,会造成凝结水硬度增大,水质不合格.
（上图为我公司凝汽器）
11.除氧器作用是什么?
(1)汇集机组的凝结水` 化学来的补充水和其它疏水；
(2)除掉水中氧和其它气体,提高锅炉给水水质,防止管道及锅炉设备的腐蚀；
(3)回收热力设备各种疏水的排汽,并加以利用,减少发电厂的汽水损失；
(4)除氧器是个混合式的加热器,可提高锅炉给水温度,提高发电厂的热经济性；
(5)除氧器的水箱保证给水泵入口压头,防止给水泵汽化；储存大量给水。
12.除氧器运行中振动的原因有哪些？
振动的原因有以下几方面：
(1)再循环管流速过大引起管道振动；
(2)加热蒸汽量过大造成水冲击振动；
(3)除氧器满水,造成进水困难,内部压力不均造成振动；
(4)凝结水量突然增大或进水温度过低,汽水温差过大,造成振动；
(5)压力波动过大,引起进水管水流速度波动而造成振动；
(6)启动除氧器时,汽水负荷不均,操作不当.
13.加热器的作用是什么?
加热器的作用,是利用已在汽轮机内做过一部分功的抽汽来加热凝结水和给水.由于这部分抽汽不再排入凝汽器中,因而减少了冷源损失.又因给水温度的提高,可减少给水在锅炉中的吸热量,节省了高品位热能,因而提高了电厂的热经济性.
14.加热器运行时为什么要保持一定水位?
加热器运行时必须保持一定水位,不能过高或过低.水位过高会淹没部分铜管,影响传热效果,严重时,汽轮机有进水的危险；水位过低,将有部分蒸汽经疏水管进入下一级加热器而排挤下一级抽汽降低热经济性.为此,在运行中对加热器水位必须严格控制.
15.给水泵液力偶合器的作用是什么? 它有哪些优点?