【正文】 （ 1— 13） （ 3）蓋呂薩克定律：氣體壓力不變時(shí)，比容與溫度成正比變化，對(duì)于質(zhì)量為 m的氣體，壓力不變時(shí)，體積與溫度成正比變化。反之，氣體分子間存在著引力，分子本身占有體積的氣體叫實(shí)際氣體。單位質(zhì)量工質(zhì)內(nèi)能和壓力位能之和稱為比焓。此外，還有分子中原子數(shù)目、 物質(zhì)性質(zhì)、氣體的壓力等因素也會(huì)對(duì)比熱容產(chǎn)生影響。物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)所具有的能量叫機(jī)械能。 5 16．什么叫熱能？它與什么因素有關(guān)？ 物體內(nèi)部大量分子不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)稱為熱運(yùn)動(dòng)。速度越大，動(dòng)能就越大；質(zhì)量越大，動(dòng)能也越大。 h 12．什么叫功率？其單位是什么？ 功率的定義是功與完成功所用的時(shí)間之比，也就是單位時(shí)間內(nèi)所做的功。 10．什么叫參數(shù)坐標(biāo)圖？ 以狀態(tài)參數(shù)為直角坐標(biāo)表示工質(zhì)狀態(tài)及其變化的圖稱參數(shù)坐標(biāo)圖。用小寫(xiě)的字母ν表示，即： ν＝ V／ m m3/kg （ 1— 5） 3 式中 m—— 物質(zhì)的質(zhì)量。 5．什么叫絕對(duì)壓力、表壓力？ 容 器內(nèi)工質(zhì)本身的實(shí)際壓力稱為絕對(duì)壓力，用符號(hào) p表示。絕對(duì)溫標(biāo)用 K作為單位符號(hào)，用 T 作為物理量符號(hào)。 3．什么叫溫度、溫標(biāo)？常用的溫標(biāo)形式有哪幾種？ 溫度是衡量物體冷熱程度的物理量。 1 汽輪機(jī)技術(shù)問(wèn)答 一、 基礎(chǔ)知識(shí) 1． 什么叫工質(zhì)？火力發(fā)電廠采用什么作為工質(zhì)？ 工質(zhì)是熱機(jī)中熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的一種媒介物質(zhì)（如燃?xì)狻⒄羝龋?，依靠它在熱機(jī)中的狀態(tài)變化（如膨脹）才能獲得功。對(duì)溫度高低量度的標(biāo)尺稱為溫標(biāo)。攝氏溫標(biāo)與絕對(duì)溫標(biāo)的關(guān)系為 t＝ T－ ℃。工質(zhì)的絕對(duì)壓力與大氣壓力的差值為表壓力，用符號(hào) pg表示。 kg； V—— 物質(zhì)所占有的容積， m3。參數(shù)坐標(biāo)圖上的點(diǎn)表示工質(zhì)的平衡狀態(tài)，由許多點(diǎn)相連而組成的線表示工質(zhì)的熱力過(guò)程。即： P＝ W／ t （ W ） (1— 7) 式中 W—— 功， J； t—— 做功的時(shí)間， s。 動(dòng)能按下式計(jì)算： Ek＝ 1/2mc2 （ kJ） (1— 8) 式中 m—— 物體質(zhì)量， kg； c—— 物體速度， m／ s。這種熱運(yùn)動(dòng)所 具有的能量叫熱能，它是物體的內(nèi)能。 19．什么叫熱機(jī)？ 把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的設(shè)備稱為熱機(jī)。 21．什么叫熱容量？它與比熱有何不同？ 熱容 Q＝ mc，熱容的大小等于物體質(zhì)量與比熱的乘積，熱容與質(zhì)量有關(guān)，比熱容與質(zhì)量無(wú)關(guān)，對(duì)于相同質(zhì)量的物體，比熱容大的熱容大，對(duì)于同一物質(zhì)，質(zhì)量大的熱容大。 26．什么叫熵？ 在沒(méi)有摩擦的平衡過(guò)程中，單位質(zhì)量的工質(zhì)吸收的熱量 dq 與工質(zhì)吸熱時(shí)的絕對(duì)溫度 T 的比值叫熵的增加量。 28．火電廠中什么氣體可看作理想氣體？什么氣體可看作實(shí)際氣體？ 在火力發(fā)電廠中，空氣、燃?xì)?、煙氣可以作為理想氣體看待，因?yàn)樗鼈冞h(yuǎn)離液態(tài)，與理想氣體的性質(zhì)很接近。用公式表示： ν 1／Τ 1＝ν 2／Τ 2 或 V1／ T1＝ V2／ T2 （ 1— 14） 30．什么是熱力學(xué)第一定律，它的表達(dá)式是怎樣的？ 熱可以變?yōu)楣?，功可以變?yōu)闊幔欢康臒嵯r(shí)，必產(chǎn)生一定量的功，消耗一定量的功時(shí)，必出現(xiàn)與之對(duì)應(yīng)的一定量的熱。 33．什么叫等容過(guò)程？等容過(guò)程中吸收的熱量和所做的功如何計(jì)算？ 容積（或比容）保持 不變的情況下進(jìn)行的過(guò)程叫等容過(guò)程。由理想氣體狀態(tài)方程 pν＝ R T 9 對(duì)一定的工質(zhì)則 pν＝ RT＝常數(shù)，即等溫過(guò)程中壓力與比容成反比。 ω＝ [1／（ k－ 1） ]（ p1ν 1－ p2ν 2） （ 1— 23） k 為絕熱指數(shù)，與工質(zhì)的原子個(gè)數(shù)有關(guān)。它有兩種敘述方法： ①?gòu)哪芰總鬟f角度來(lái)講：熱不可以能自發(fā)地不付代價(jià)地，從低溫 物體傳至高溫物體。也就是說(shuō) ，在沒(méi)有溫差的體系中，無(wú)法實(shí) 11 現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的熱力循環(huán)，或者說(shuō)，只有一個(gè)熱源裝置而無(wú)冷卻裝置的熱機(jī)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。 ②在凝結(jié)溫度下，水從水蒸氣中不斷吸收熱量，則水蒸氣可以不斷凝結(jié)成水，并保持溫度不變。濕飽和蒸汽繼續(xù)在定壓條件下加熱，水完全汽化成蒸汽時(shí)的狀態(tài)叫干飽和蒸汽。 50．水蒸氣狀態(tài)參數(shù)如何確定？ 由于水蒸氣屬于實(shí)際氣體，其狀態(tài)參數(shù)按實(shí)際氣體的狀態(tài)方程計(jì)算非常 復(fù)雜，而且溫差較大不適應(yīng)工程上實(shí)際計(jì)算的要求，因此，人們?cè)趯?shí)際研究和理論分析計(jì)算的基礎(chǔ)上，將不同壓力下水蒸氣的比體積、溫度、焓、熵等列成表或繪成圖。將（ q－Δμ）這部分?jǐn)?shù)量的熱能所轉(zhuǎn)變成的功叫膨脹功，它是一種氣體容積變化功，用符號(hào)ω表示，對(duì)一般流動(dòng)系統(tǒng) ω＝ q－Δμ＝（ p2ν 2－ p1ν 1）＋ 1/2（ c22－ c12）＋ g（ z2－ z1） （ 1— 26） 54．什么叫噴管？電廠中常用哪幾種噴管？ 凡用來(lái)使氣流降壓增速的管道叫噴管。 ⑴．鍋爐：包括省煤器、爐膛、水冷壁和過(guò)熱器，其作是將給水定壓加熱，產(chǎn)生過(guò) 14 熱蒸汽，通過(guò)蒸汽管道，送入汽輪機(jī)。 —— 凝結(jié)水焓， kJ／ kg。 都由參數(shù) p2決定，所以朗肯循環(huán)效率取決于過(guò)熱蒸汽的初參數(shù) p t1和終參數(shù) p2。 62．什么叫再熱循環(huán)？ 再熱循環(huán)就是把汽輪機(jī)高壓缸已經(jīng)做了部分功的蒸汽再引入鍋爐的再熱器，重新加熱，使蒸汽溫度又提高到初溫度，然后再引回汽輪機(jī)中、低壓缸內(nèi)繼續(xù)做功，最后的乏汽排入凝汽器的一種循環(huán)。 直接接觸的物體各部分之間的熱量傳遞現(xiàn)象叫導(dǎo)熱。 68．什么叫對(duì)流換熱？舉出在電廠中幾個(gè)對(duì)流換熱的實(shí)例。 ⑶流體的流態(tài)。 層流是各流體微團(tuán)彼此平行地分層流動(dòng)，互不干擾與混雜。在實(shí)際應(yīng)用中只用下臨界雷諾數(shù)，對(duì)于圓管中的流動(dòng)， Re＜ 2300 為層流，當(dāng) Re＞ 2300 為紊流。應(yīng)力交遞變化，對(duì)設(shè)備有不利的影響，同時(shí)負(fù)水錘時(shí)，如壓力降得過(guò)低可能使管中產(chǎn)生不利的真空，在外界壓力的作用下，會(huì)將管道擠扁。 強(qiáng)度極限是指材料斷裂時(shí)的應(yīng)力 。當(dāng)應(yīng)力繼續(xù)增大，金屬在大量塑性變形之后即發(fā)生斷裂。 82．什么叫熱沖擊？ 金屬材料受到急劇的加熱和冷卻時(shí) ，其內(nèi)部將產(chǎn)生很大的溫差，從而引起很大的沖擊熱應(yīng)力，這種現(xiàn)象稱為熱沖擊。突然加負(fù)荷時(shí)，蒸汽溫度升高，放熱系數(shù)增加很大，短時(shí)間內(nèi)蒸汽與金屬間有大量熱交換，產(chǎn)生的熱沖擊更大。 K）之間。當(dāng)調(diào)節(jié)級(jí)的蒸汽溫度升到滿負(fù)荷所對(duì)應(yīng)的蒸汽溫度時(shí)，蒸汽溫度變化率為零，此時(shí)金屬部件內(nèi)部溫差達(dá)到最大值，在溫升率變化曲線上這一點(diǎn)稱為準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)點(diǎn)，準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)點(diǎn)附近的區(qū)域?yàn)闇?zhǔn)穩(wěn)態(tài)區(qū)。沉積在蒸汽的通流部分。主要有：光學(xué)高溫計(jì)、全輻射式高溫計(jì)和光電高溫計(jì)等。它具有良好的耐振性，安裝方便，容易讀數(shù)，沒(méi)有汞害。電流是有一定方向的，規(guī)定正電荷運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较颉? 105．構(gòu)成 煤粉鍋爐的主要本體設(shè)備和輔助設(shè)備有哪些？ 煤粉鍋爐本體的主要設(shè)備包括：燃燒器、燃燒室（爐膛）、布置有受熱面的煙道、汽包、下降管、水冷壁、過(guò)熱器、再熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器、聯(lián)箱、減溫器、安全閥、水位計(jì)等。 燃料發(fā)熱量的大小取決于燃料中可燃成分的多少。 ⑵ 鍋爐給水的壓力和溫度必須達(dá)到規(guī)定值。 ⑵ 一次調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)（代號(hào)為 C）。 ⑶ 高壓汽輪機(jī) 新汽壓力為 ～ 。 4．什么是沖動(dòng)式汽輪機(jī)？ 沖動(dòng)式汽輪機(jī)指蒸汽主要在噴嘴中進(jìn)行膨脹，在動(dòng)葉片中蒸汽不再膨脹或膨脹 很少，而主要是改變流動(dòng)方向。對(duì)于高壓汽輪機(jī)，由于進(jìn)汽含熱量大些（約 3433 kJ 左右），可用的熱量相對(duì)來(lái)說(shuō)要大些，但損失仍很大。 10．大功率機(jī)組總體結(jié)構(gòu)方面有哪些特點(diǎn)？ 大功率汽輪機(jī)由于采用了高參數(shù)蒸汽、中間再熱以及低壓缸分流等措施，汽缸的數(shù)目相應(yīng)增加，這就帶來(lái)了機(jī)組布置、級(jí)組分段、定位支持、熱膨脹處理等許多新問(wèn)題。 ⑸ 大機(jī)組大都不把軸承布置在汽缸上，而采用全部軸承座直接由基礎(chǔ)支持的方法。 13．汽缸的作用是什么？ 30 汽缸是汽輪機(jī)的外殼。 15．為什么汽缸通常制成上下缸的形式？ 汽缸通常制成具有水平結(jié)合面的水平對(duì)分形式。 18．汽輪機(jī)的汽缸是如何支承的？ 31 汽缸的支承要求平穩(wěn)并保證汽缸能自由膨脹而不改變它的中心位置。 20．上缸貓爪支承法的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？ 上缸貓爪支承方式亦稱中分面（指汽缸中分面）支承方式。 32 22．高、中壓汽缸采用雙層缸結(jié)構(gòu)后應(yīng)注意什么問(wèn)題？ 高壓、中壓汽缸采用雙層結(jié)構(gòu)有很大的優(yōu)點(diǎn)，但也需注意一個(gè)問(wèn)題。 ⑷ 為減少排汽損失，排汽缸設(shè)計(jì)成徑向擴(kuò)壓結(jié)構(gòu)。內(nèi)、外缸以鍵定位。噴水管在排汽缸外面與凝結(jié)水管相連接，打開(kāi)凝結(jié)水管上的閥門(mén)即進(jìn)行噴水，關(guān)閉閥門(mén)則停止噴 水。這種結(jié)構(gòu)由于汽缸本身形狀得到簡(jiǎn)化，而且蒸汽室、噴嘴室沿著汽缸四周對(duì)稱布置，汽缸受熱均勻，因而熱應(yīng)力較小。因此采用了一種雙層結(jié)構(gòu)的高壓進(jìn)汽短管，把高壓進(jìn)汽導(dǎo)管與噴嘴室連接起來(lái)。國(guó)產(chǎn) 125MW、 300MW 汽輪機(jī)都是有用的窄噴嘴焊接隔板。 隔板是汽輪機(jī)各級(jí)的間壁，用以固定靜葉片。 41．采用雙列速度級(jí)有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 采用速度級(jí)后可增大汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)的焓降，減少壓力級(jí)級(jí)數(shù)，節(jié)省耐高溫的優(yōu)質(zhì)材料，但效率較低。 43．為什么汽輪機(jī)第一組噴嘴安裝在噴嘴室，而不固定在隔板上？ 第一級(jí)噴嘴安裝在噴嘴室的目的是： ⑴ 將與最高參數(shù)的蒸汽相接觸的部分盡可能限制在很小的范圍內(nèi)，使汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子、汽缸等部件僅與第一級(jí)噴嘴后降溫減壓后的蒸汽相接觸。 ⑵ 由于高壓缸進(jìn)汽端承受的蒸汽壓力較新蒸汽壓力低，故可在同一結(jié)構(gòu)尺寸下，使該部分應(yīng)力下降，或者保持同一應(yīng)力水平，使汽缸壁厚度減薄。 42．高壓高溫汽輪機(jī)為什么要設(shè)汽缸、法蘭螺栓加熱裝置？ 高壓高溫汽輪機(jī)的汽缸要承受很高的壓力和溫度，同時(shí)又要保證汽缸結(jié)合面有很好的嚴(yán)密性，所以汽缸的法蘭必須做得又寬又厚。 38．什么叫汽輪機(jī)的級(jí)？ 由一列噴嘴和一列動(dòng)葉柵組成的汽輪機(jī)最基本的工作單元叫做汽輪機(jī)的級(jí)。 35．什么叫噴嘴??？ 采用噴嘴調(diào)節(jié)配汽方式的汽輪機(jī)第一級(jí)噴嘴，通常根據(jù)調(diào)節(jié)汽門(mén)的個(gè)數(shù)成組布置，這些成組布置的噴嘴稱為噴嘴弧段，簡(jiǎn)稱噴嘴弧。這樣既保證了高壓蒸汽的密封，又允許噴嘴室進(jìn)汽管與雙層套管之間的相對(duì)膨脹。 31．為 什么大功率高參數(shù)汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)汽門(mén)與汽缸分離單獨(dú)布置？ 新汽壓力在 、新汽溫度在 535℃以下的中、小功率汽輪機(jī)，調(diào)節(jié)汽門(mén)均直接裝在汽缸上。如采用同樣的葉片高度，將汽輪機(jī)由單排汽口改為雙排汽口，極限功率可增大一倍。 33 26．排汽缸的作用是什么？ 排汽缸的作用是將汽輪機(jī)末級(jí)動(dòng)葉排出的蒸汽導(dǎo)入凝汽器。離開(kāi)汽輪機(jī)的末級(jí)排汽由導(dǎo)流板引導(dǎo)徑向、軸向擴(kuò)壓，以充分利用排汽余速。 125MW 機(jī)組取消正常運(yùn)行中夾層冷卻蒸汽后，由于某些原因，也出現(xiàn)外缸內(nèi)壁溫度過(guò)高的現(xiàn)象。 當(dāng)采用上缸貓爪支承方式時(shí)，上缸貓爪也叫工作貓爪。小型汽輪機(jī)用整塊鑄件做基礎(chǔ)臺(tái)板，功率汽輪機(jī)的汽缸則支承在若干塊基礎(chǔ)臺(tái)板 上。汽缸分成上、下缸，主要是便于加工制造與安裝、檢修。此外，它還支承汽輪機(jī)的某些靜止部件（隔板、噴嘴室、汽封套等），承受它們的重量，還要承受由于沿汽缸軸向、徑向溫度分布不均而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。 11．為什么大機(jī)組高、中壓缸采用雙層缸結(jié)構(gòu)？ 對(duì)大機(jī)組的高、中壓缸來(lái)說(shuō)，形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，避免特別厚、重的中分面法蘭，以減少熱應(yīng)力、熱變形以及由此而引起的結(jié)合面漏汽。國(guó)產(chǎn) 125MW、 300MW 機(jī)組的高、中壓調(diào)節(jié)汽門(mén)以及 200MW 汽輪機(jī)的高壓缸調(diào)節(jié)汽門(mén)都采用這種結(jié)構(gòu)形式。 7．什么是調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)？ 從汽輪機(jī)某一級(jí)中經(jīng)調(diào)壓器控制抽出大量已經(jīng)做了部分功的一定壓力范圍的蒸汽，供給其它工廠及熱用戶使用，機(jī)組仍設(shè)有凝汽器，這種型式的機(jī)組稱為調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)。 5．什么是反動(dòng)式汽輪機(jī)？ 反動(dòng)式汽輪機(jī)是指蒸汽在噴嘴和動(dòng)葉中的膨脹程度基本相同。 ⑸ 亞臨界壓力汽輪機(jī) 新汽壓力為 ～ 。 ⑷ 背壓式汽輪機(jī)（代號(hào)為 B）。 26 二、 汽輪機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)與工作原理 1．汽輪機(jī)工作的基本原理是怎樣的？汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組是如何發(fā)出電來(lái)的？ 具有一定壓力、溫度的蒸汽，進(jìn)入汽輪機(jī)，流過(guò)噴嘴并在噴嘴內(nèi)膨脹獲得很高的速度。 108．燃料的定壓高、低位發(fā)熱量有何區(qū)別？ 燃料的定壓高、低位發(fā)熱量的區(qū)別在于，定壓高位發(fā)熱量的指 1kg 收到基燃料完全燃燒時(shí)放出的全部熱量，包括煙氣中水蒸氣已凝結(jié)成水放出的汽化潛熱。 106．何謂燃料？鍋爐燃料有哪幾種？ 所謂燃料是指在燃燒過(guò)程中能放出熱量的物質(zhì)，燃料必須具備兩個(gè)條件：一是可燃性，二是燃燒時(shí)可放出熱量。電能用來(lái)表示電場(chǎng)在一段時(shí)間內(nèi)所做的功。 101．何謂熱電偶？ 在兩種不同金屬導(dǎo)體焊成的閉合回路中，若兩焊接端的溫度不同時(shí)，就會(huì)產(chǎn) 生熱電勢(shì)，這種由兩種金屬導(dǎo)體組成的回路就稱為熱電偶。 97．水位