【正文】 環(huán)效率和汽輪機的效率提高，運行經(jīng)濟性相應提高。由于初溫的變化，汽輪機的進汽量和進汽比焓值均變化，汽輪機的功率也相應變化。對于非再熱機組，在進排汽壓力不變時，其理想焓降與主蒸汽絕對溫度成正比。對于再熱機組，由于假定主蒸汽壓力和再熱蒸汽溫度不變，此時再熱蒸汽壓力因流量減少而降低，主蒸汽溫度變化時對機組功率的影響小于非再熱機組，但其功率的變化仍與主蒸汽溫度的的二次方根成比例。在調(diào)節(jié)閥開度不變，主蒸汽溫度降低時，汽輪機功率相應減小。此時對于低壓級、特別是末級，流量和焓降同時增大，導致動葉柵上蒸汽的作用力增加，其彎曲應力可能超過允許值，且轉子的軸向推力相應增大。若蒸汽初溫突然大幅度降低，則可能產(chǎn)生水沖擊，引起機組出現(xiàn)事故。所不同的是再熱蒸汽溫度變化時，僅對中、低壓缸的理想焓降和效率產(chǎn)生影響，而對高壓缸的影響極小。因此再熱蒸汽溫度變化1℃，對機組經(jīng)濟性的影響小于主蒸汽溫度變化1℃時產(chǎn)生的影響。排汽壓力變化，對機組安全經(jīng)濟運行有何影響？解答：在進汽參數(shù)和進汽量不變的條件下，排汽壓力變化對機組經(jīng)濟性的影響分為：末級未達臨界、達臨界和排汽壓力低于末級動葉柵的極限背壓三種情況。排汽壓力升高，末級組的理想焓降減?。淮藭r排汽比容和濕度相應減小，使末級組的濕汽損失和末級余速損失減小，末級組的效率有所提高；另外，排汽壓力升高，凝汽器內(nèi)凝結水溫度升高，凝結水在低壓加熱器內(nèi)的溫升減小，低壓回熱抽汽量相應減少，末級組各級的流量隨之增大。隨著排汽壓力逐漸降低，若末級組出現(xiàn)臨界狀態(tài)，則首先發(fā)生在末級動葉柵。由于蒸汽在動葉柵斜切部分內(nèi)膨脹，動葉的速度系數(shù)相應減小，動葉損失隨之增加，故級效率降低。其次，隨著排汽壓力的降低，凝汽器內(nèi)凝結水溫度相應降低，而回熱抽汽壓力不變，因此凝結水在最末一級低壓加熱器內(nèi)的焓升增大，最末一段的回熱抽汽量相應增大，末級的蒸汽流量隨之減少。當排汽壓力繼續(xù)降低至動葉柵斜切部分膨脹的極限壓力后，排汽壓力繼續(xù)降低，由極限壓力降到排汽壓力的膨脹，將在動葉柵后無序進行，損失增加，末級的有效焓降不再增加。此時末級功率不但不再增加，反而減少，對經(jīng)濟性產(chǎn)生負效應，即隨著排汽壓力的降低，熱耗率相應增加。其變化幅度與功率的變化幅度一致。若排汽壓力升高較多，使排汽溫度大幅度升高，導致排汽室的膨脹量過分增大。此外排汽溫度大幅度升高，還將導致凝汽器內(nèi)銅管的脹口松動，造成冷卻水漏入汽側空間，凝結水的水質(zhì)惡化，影響汽輪機運行的安全。18.熱力設計的一般步驟：（1）確定汽輪機設計的基本參數(shù)；擬定回熱系統(tǒng)，進行初步熱平衡計算，確定各段回熱抽汽量和各級流量；（3）進行汽輪機各級焓降分配和級的熱力計算，確定汽輪機的級數(shù)、通流部分葉柵的幾何尺寸和各級的內(nèi)功率；（4）根據(jù)汽輪機設計工況的內(nèi)功率計算值和要求值的相對誤差，按比例修正汽輪機的進汽量和各級流量，使之與原確定的設計功率相等；（5）利用弗留蓋爾公式，對各級后的壓力進行修正；（6）按級后蒸汽參數(shù)修正各段抽汽壓力和抽汽焓（只能從級后進行抽汽）；（7）再次進行回熱系統(tǒng)熱平衡計算和汽輪機各級的熱力計算。19.壓力級中焓降分配的原則是使子午面流道形狀光滑變化，各級的速度比為最佳值，保證級具有較高的內(nèi)效率，并使末級的排汽壓力等于給定值。調(diào)節(jié)級和壓力級各自有何特點？解答：（1）調(diào)節(jié)級的特點：在工況變化時，通流面積呈階梯形變化，其理想焓降變化最大。通常其平均直徑比高壓非調(diào)節(jié)級大，同時速度比小于最佳值。為了提高調(diào)節(jié)級的級效率，其應具有一定的反動度。（2）壓力級的特點：壓力級一般是指調(diào)節(jié)級后各非調(diào)節(jié)級。A．高壓級組的通流部分葉柵高度一般不大，平均直徑和葉柵高度變化比較平緩，其各級的能量損失中葉柵端部損失、級內(nèi)間隙漏汽損失所占比例較大。對于大容量汽輪機，高壓級組通流部分葉柵高度雖較大，但為了保證必要的剛度和強度，往往采用較厚的高壓隔板和較寬的噴嘴，這將導致噴嘴相對高度降低，端部損失較大。中壓級組一般工作在過熱蒸汽區(qū)，無濕汽損失，同時各級的端部損失和漏汽損失相對較小，級組中各級的級效率較高。由于低壓級組蒸汽容積流量急劇增大，導致低壓級組的葉柵高度和平均直徑相應增大。低壓級由于平均直徑增加，葉柵高度增大，圓周速度相應增加，使離心力增大。單排汽口的汽輪機，其最大額定功率可達150MW左右。為減少濕汽損失，降低濕汽對葉片的沖蝕，限制汽輪機排汽的濕度應不超過12～13%，并設置去濕裝置和采用去濕措施來降低蒸汽濕度對葉柵的沖蝕。噴嘴調(diào)節(jié)和節(jié)流調(diào)節(jié)是定壓運行機組采用的負荷調(diào)節(jié)方式，在外負荷變化時，通過改變調(diào)節(jié)閥的開度，使進汽量變化，改變機組的功率，與外負荷的變化相適應。由于在部分負荷下，幾個調(diào)節(jié)閥中只有一個或兩個調(diào)節(jié)閥未全開，因此在相同的部分負荷下，汽輪機的進汽節(jié)流損失較小，其內(nèi)效率的變化也較小。汽輪機采用節(jié)流調(diào)節(jié)，在部分負荷下，所有的調(diào)節(jié)閥均關小，進汽節(jié)流損失較大，在相同的部分負荷下，其內(nèi)效率相應較低，因此這種調(diào)節(jié)方式僅適應于帶基本負荷的汽輪機。采用滑壓調(diào)節(jié)的汽輪機，在外負荷變化時，調(diào)節(jié)閥保持全開，通過改變進汽壓力，使進汽量和蒸汽的理想焓降變化，改變機組的功率，與外負荷的變化相適應。但在部分負荷下，由于進汽壓力降低，循環(huán)效率隨之降低。只有單元機組，或可切換為單元制連接的機組，其汽輪機才能采用復合調(diào)節(jié)方式。它有兩種組合方式：其一是高負荷區(qū)采用額定參數(shù)定壓運行噴嘴調(diào)節(jié)；中間負荷段采用滑壓運行；低負荷區(qū)，采用低參數(shù)定壓運行節(jié)流調(diào)節(jié)，即“定－滑－定”的調(diào)節(jié)方式。由于復合調(diào)節(jié)方式包含滑壓調(diào)節(jié)方式，也只有單元機組，或可切換為單元制連接的機組，其汽輪機才能采用。另外，可使部分負荷下滑壓運行的主蒸汽壓力相應提高，使循環(huán)效率降低較少，提高滑壓運行的經(jīng)濟性，而且可以利用已關閉的高壓調(diào)節(jié)閥參與動態(tài)調(diào)節(jié)，提高機組對外界負荷變化的適應能力。對于超臨界機組，在高負荷區(qū)等壓線和等溫線很陡，采用滑壓調(diào)節(jié)經(jīng)濟性優(yōu)于額定參數(shù)定壓運行噴嘴調(diào)節(jié)，若不參加電網(wǎng)調(diào)頻，在高、中負荷區(qū)采用滑壓調(diào)節(jié)；在低負荷區(qū)采用低參數(shù)定壓運行節(jié)流調(diào)節(jié)，即“滑－定”的復合調(diào)節(jié)方式。2． 什么單元機組的汽輪機均采用復合調(diào)節(jié)方式？解答：復合調(diào)節(jié)方式綜合噴嘴調(diào)節(jié)、節(jié)流調(diào)節(jié)和滑壓調(diào)節(jié)的優(yōu)點，在負荷調(diào)節(jié)過程中可以使機組獲得較高的經(jīng)濟性，提高機組對外負荷變化的響應速度。對于亞臨界中間再熱機組，在高負荷區(qū)，采用額定參數(shù)定壓運行，噴嘴調(diào)節(jié)的節(jié)流損失不大，循環(huán)效率沒有降低，其經(jīng)濟性優(yōu)于滑壓運行方式。同時，可以利用高壓調(diào)節(jié)閥參與動態(tài)調(diào)節(jié)，提高機組對外界負荷變化的適應能力。即“定－滑－定”的復合調(diào)節(jié)方式。若超臨界機組在電網(wǎng)中帶基本負荷，則可采用高負荷和中間負荷區(qū)滑壓運行，低負荷區(qū)低參數(shù)定壓運行的“滑－定”復合調(diào)節(jié)方式。3． 輪機運行對其調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本要求有哪些？解答：汽輪機運行對其調(diào)節(jié)系統(tǒng)有如下基本要求：1）能控制汽轉機轉速，按要求從零逐步升高到額定轉速；并入電網(wǎng)后，能使機組功率在零和額定值之間任一負荷下穩(wěn)定運行；外負荷不變時，能保持機組功率和轉速不變。3）在機組甩負荷（主汽門全開，突然與電網(wǎng)解列，負荷降至零）時，能維持機組轉速在3000r/min左右空負荷運行。4.汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般由哪些機構組成？各自的作用分別是什么？解答：汽輪機的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由感應機構、傳動放大機構、執(zhí)行機構和定值機構組成。采用轉速變化為調(diào)節(jié)信號時，感應機構稱為調(diào)速器。汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機構是進汽調(diào)節(jié)閥和操縱機構，也稱配汽機構。定值機構即同步器，對于電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)即轉速給定和功率給定。5． 調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性品質(zhì)用哪幾項指標來衡量？何謂動態(tài)響應曲線？解答：衡量調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性品質(zhì)的指標為：（1）調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性。（2）動態(tài)超調(diào)量。（3）過渡時間。6． 影響汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性的主要因素有哪些？改善調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性的措施有哪些？解答：影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性的主要因素有：轉子飛升時間常數(shù)、中間容積時間常數(shù)、油動機時間常數(shù)、速度變動率和遲緩率等。改善調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性的措施有：1） 盡量減小調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率。設計中調(diào)節(jié)元件的鉸鏈應采用高精度的滾珠軸承；采用自動對中滑閥，或旋轉滑閥，或蝶閥；少用平衡彈簧；采用電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。檢修時，在保證調(diào)節(jié)特性的條件下，可適當調(diào)整移動件的間隙和錯油門的過封度等。在保證機組甩全負荷時能維持空負荷運行的前提下，適當增大速率變動率(一般不得超過6%)。電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，調(diào)整系統(tǒng)的速率變動率更方便。在保證機組穩(wěn)定工況轉速波動和功率波動在允許范圍的前提下，盡可能減小油動機時間常數(shù)。4） 設置加速度調(diào)節(jié)器(微分器)。5） 甩負荷時同步器回零。6） 消除或減弱中間再熱器的影響。7． 研究調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性的方法有幾種？現(xiàn)場一般采用哪種方法？解答：研究調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性的方法有三種：理論分析、試驗研究和試驗仿真。用理論分析法研究調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性，通過建立調(diào)節(jié)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)和調(diào)節(jié)對象的數(shù)學模型，進行分析計算，判斷其動態(tài)特性的優(yōu)劣。對于電廠的汽輪機，調(diào)節(jié)系統(tǒng)已經(jīng)存在，通常都用甩負荷試驗的方法研究和分析其動態(tài)特性。8． 中間再熱式汽輪機的調(diào)節(jié)特點是什么？為什么有這些特點？解答：由于中間再熱式汽輪機與鍋爐之間采用單元制連接，并存在很大的中間再熱器容積，其調(diào)節(jié)特點是：在外負荷變化時，導致機組功率的變化“滯后”；對負荷變化的適應能力較差；甩負荷時動態(tài)超調(diào)量極大。在外負荷變化、高壓調(diào)節(jié)閥開度變化時，主蒸汽相應變化，造成調(diào)節(jié)閥過調(diào)，高壓缸的功率變化“滯后”。由于在外負荷變化時，機組功率變化“滯后”，因此，對負荷變化的適應能力較差。9． 如何改善中間再熱式汽輪機的調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性？解答：改善中間再熱機組調(diào)節(jié)特性的方法如下：1） 設置動態(tài)效正器，在調(diào)節(jié)的動態(tài)過程中，使高壓調(diào)節(jié)閥動態(tài)過調(diào)，利用主蒸汽系統(tǒng)的蓄能，增加高壓缸功率的變化，以彌補中、低壓缸功率變化的“滯后”。3） 在外負荷增加的調(diào)節(jié)過程中，瞬間關閉除氧器的進水和低壓加熱器的進汽，利用除氧器的蓄熱，使中、低壓缸的功率提前變化，以彌補中、低壓缸功率變化的“滯后”。10． 根據(jù)圖211，分析定壓運行時中間再熱式機組聯(lián)合調(diào)節(jié)的過程。和負荷給定值Ｐ0組成。由于機組的輸出功率受輔機出力的影響，所以引人輔機出力信號，作為P’0的修正和限制信號。并將主蒸汽壓力與整定值之間的差值Δp鍋爐燃燒調(diào)節(jié)器綜合處理這三個信號，并輸出燃燒調(diào)節(jié)信號FR，以調(diào)整風、煤系統(tǒng)和給水系統(tǒng)。利用鍋爐和主蒸汽系統(tǒng)的儲熱能力，迅速實現(xiàn)與外負荷之間的功率平衡。雖然將Δp11． 數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)有何優(yōu)點？由哪幾部分組成？解答：數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）的優(yōu)點如下：可滿足汽輪機運行對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求，可靠性強，具有易調(diào)的靜態(tài)特性和良好的動態(tài)特性；信號綜合能力強，可組合成多種控制方式，滿足自動化水平日益提高的要求；它靈敏度高，能精確的控制機組的轉速和功率（在轉速控制時，其控制精度為2r/min；在功率控制時，其控制精度可達額定負荷的177。DEH調(diào)節(jié)保護系統(tǒng)包括兩大部分：即數(shù)字調(diào)節(jié)系統(tǒng)和EH油系統(tǒng)。12． 數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，在自動控制方式和手動控制方式下的轉速調(diào)節(jié)有何不同？解答：轉速調(diào)節(jié)在自動控制方式下，系統(tǒng)根據(jù)機組狀態(tài)，經(jīng)過邏輯運算，決定其沖轉升速的控制是采用高壓主汽閥，或高壓調(diào)節(jié)閥，還是中壓調(diào)節(jié)閥，并確定升速率；由操作員設置目標轉速，轉速給定回路按確定的升速率，將階躍的目標轉速變換為線性變化的轉速給定值；以轉速給定值和實測轉速的差值Δn作為調(diào)節(jié)信號，改變進汽閥門的開度，控制機組的轉速。只要轉速給定值不變，若出現(xiàn)內(nèi)部擾動（如蒸汽參數(shù)變化），使轉速偏離給定值（Δn≠0）時，調(diào)節(jié)系統(tǒng)立即進行調(diào)節(jié)，恢復轉速等于給定值，使機組轉速始終跟隨轉速給定值的變化而變化。但用差值信號進行調(diào)節(jié)時，必須配置積分器或積分環(huán)節(jié)，以便在Δn=0時，保持調(diào)節(jié)器的輸出信號——閥位信號，使調(diào)節(jié)閥的開度不致因Δn=0而關閉。需要改變轉速時，操作員直接手動增、減轉速按鈕，發(fā)出指令信號Δnm*，通過相應閥門的閥位控制裝置，使對應的進汽閥門開度變化，改變進汽量，從而控制機組轉速。由于在手動控制方式下，沒有引入轉速反饋信號，主調(diào)節(jié)回路是開環(huán)控制，即使閥位不變，蒸汽參數(shù)的波動也會使轉速產(chǎn)生漂移，所以系統(tǒng)沒有抗內(nèi)擾能力，調(diào)節(jié)精度相應降低。電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)在進行負荷調(diào)節(jié)時，除以轉速給定值（3000r/min）與實測轉速的差值kΔn作為調(diào)節(jié)信號之外，還設置功率給定回路，產(chǎn)生功率給定值P*，并引入機組實測輸出電功率P作為反饋信號，使功率調(diào)節(jié)回路為閉環(huán)結構，以負荷指令（kΔn＋P*）與實測輸出電功率的差值作為調(diào)節(jié)信號，控制機組輸出的電功率。而且，改變負荷給定值，可以進行二次調(diào)頻和各機組間的負荷調(diào)度。由于發(fā)電機輸出電流的變化先于轉速的變化，因此在外負荷增大的初始瞬間，發(fā)電機電功率實測信號P的增加先于機組轉速實測信號n的降低，使負荷調(diào)節(jié)信號（解決“反調(diào)”問題有兩種辦法，其一是用汽輪機的內(nèi)功率作為功率反饋信號，以便精確的控制機組輸出的電功率；其二是抑制外負荷變化初期電功率反饋信號的強度，讓機組轉速變化的信號處于主導地位。負荷給定的作用是根據(jù)設定的目標負荷和選定的升負荷率，產(chǎn)生負荷給定值，使系統(tǒng)按選定的升負荷率，控制機組功率逐步達到目標負荷確定的值。轉速給定和負荷給定的作用，相當于液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的同步器。15． 液調(diào)節(jié)系統(tǒng)在進行轉速調(diào)節(jié)和負荷調(diào)節(jié)時的調(diào)節(jié)信號各由什么信號組成？解答：轉速調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)信號是轉速給定值n*與轉速測量值n的差值（n*－n），經(jīng)放大后的信號KΔn。16． 閥門管理器的作用是什么？解答：閥門管理器有兩個作用，其一是實現(xiàn)“單閥”控制（節(jié)流調(diào)節(jié)）和“順序閥”控制（噴嘴調(diào)節(jié)）方式之間相互切換；其二是將調(diào)節(jié)器輸出的負荷指令（或稱流量請求值GVSP）轉換為閥門開度請求值。電液轉換器又稱電液伺服閥，它的作用是將來自伺服放大器的閥位調(diào)節(jié)信號，轉化為油壓信號，以控制高壓主汽門、高壓調(diào)節(jié)閥和中壓調(diào)節(jié)閥的開度。由“手動／自動”切換開關進行切換。這四種控制方式的級別順序為：二級手動→一級手動→操作員自動→程控自動。二級手動也稱模擬手動，是一種備用控制方式，有些機組不設置這種控制方式。一級手動也稱數(shù)字手動，它是在兩臺控制計算機出現(xiàn)故障，轉速反饋、功率