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汽轮机主要辅助设备


汽轮机主要辅助设备
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1.汽轮机的辅助设备主要有哪些? 汽轮机设备除了本体、保护调节及供油设备外,还有许多重要的辅助设备。主要有凝汽 器、回热加热设备、除氧器等。
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2.凝汽器由哪些设备组成? 汽轮机凝

汽设备主要由凝汽器、循环水泵、抽气器、凝结水泵等组成。
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3.凝汽设备的作用是什么? 凝汽设备的作用是: ⑴ 凝汽器用来冷却汽轮机排汽,使之凝结为水,再由凝结水泵送到除氧器,经给水泵送 到锅炉。凝结水在发电厂是非常珍贵的,尤其对高温、高压设备。因此在汽轮机运行中,监 视和保证凝结水是非常重要的。 ⑵ 在汽轮机排汽口造成高度真空,使蒸汽中所含的热量尽可能被用来发电,因此,凝汽 器工作的好坏,对发电厂经济性影响极大。 ⑶ 在正常运行中凝汽器有除气作用,能除去凝结水中的含氧,从而提高给水质量防止设 备腐蚀。
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4.凝汽器的工作原理是怎样的? 凝汽器中真空的形成主要原因是由于汽轮机的排汽被冷却成凝结水,其比容急剧缩小。 如蒸汽在绝对压力 4kPa 时蒸汽的体积比水的体积大 3 万多倍。当排汽凝结成水后,体积就 大为缩小,使凝汽器内形成高度真空。 凝汽器的真空形成和维持必须具备三个条件: ⑴ 凝汽器铜管必须通过一定的冷却水量。 ⑵ 凝结水泵必须不断地把凝结水抽走,避免水位升高,影响蒸汽的凝结。 ⑶ 抽气器必须把漏入的空气和排汽不凝结的气体抽走。
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5.对凝汽器的要求是什么? 对凝汽器的要求是: ⑴ 有较高的传热系数和合理的管束布置。 ⑵ 凝汽器本体及真空管系统要有高度的严密性。 ⑶ 汽阻及凝结水过冷度要小。 ⑷ 水阻要小。 ⑸ 凝结水的含氧量要小。 ⑹ 便于清洗冷却水管。 ⑺ 便于运输和安装。
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6.凝汽器有哪些分类方式? 按换热的方式,凝汽器可分为混合式和表面式两大类。 表面式凝汽器又可分为:按冷却水的流程,分为单道制、双道制、三道制。按水侧有无 垂直隔板,分为单一制和对分制。 按进入凝汽器的汽流方向,分为汽流向下式、汽流向上式、汽流向心式、汽流向侧式。
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7.什么是混合式凝汽器?什么是表面式凝汽器? 汽轮机的排汽与冷却水直接混合换热的叫混合式凝汽器。这种凝汽器的缺点是凝结水不 能回收, 一般应用于地热电站。 汽轮机排汽与冷却水通过铜管表面进行间接换热的凝汽器叫 做表面式凝汽器。现在一般电厂都是用表面式凝汽器。
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8.通常表面式凝汽器的构造由哪些部件组成? 凝汽器主要由外壳、水室、管板、铜管、与汽轮机连接处的补偿装置和支架等部件组成。 凝汽器有一个圆形(或方形)的外壳,两端为冷却水水室,冷却水管固定在管板上,冷却水 从进口流入凝汽器,流经管束后,从出水口流出。汽轮机的排汽从进汽口进入凝汽器与温度 较低的冷却水管外壁接触而放热凝结。 排汽所凝结的水最后聚集在热水井中, 由凝结水泵抽 出。不凝结的气体流经空气冷却区后,从空气抽出口抽出。以上就是凝汽器的工作过程。
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9.大机组的凝汽器外壳由圆形改为方形有什么优缺点? 凝汽器外壳由圆形改为方形(矩形) ,使制造工艺简化,并能充分利用汽轮机下部空间。 在同样的冷却面积下,凝汽器的高度可降低,宽度可缩小,安装也比较方便。但方形外壳受 压性能差,需用较多的槽钢和撑杆进行加固。
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10.汽流向侧式凝汽器有什么特点? 汽轮机的排汽进入凝汽器后,因抽气口处压力最低,所以汽流向抽气口处流动。汽流向 侧式凝汽器有上下直通的蒸汽通道, 保证了凝结水与蒸汽的直接接触。 一部分蒸汽由此通道 进入下部,其余部分从上面进入管束的两半,空气从两侧抽出。在这类凝汽器中,当通道面 积足够大时,凝结水过冷度很小,汽阻也不大。国产机组多数采用这种型式。
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11.汽流向心式凝汽器又有什么特点? 汽流向心式凝汽器,蒸汽被引向管束的全部外表面,并沿半径方向流向中心的抽气口。 在管束的下部有足够的蒸汽通道,使向下流动的凝结水及热水井中的凝结水与蒸汽相接触, 从而凝结水得到很好的回热。 这种凝汽器还由于管束在蒸汽进口侧具有较大的通道, 同时蒸 汽在管束中的行程较短,所以汽阻比较小。此外,由于凝结水与被抽出的蒸汽空气混合物不 接触,保证了凝结水的良好除氧作用。其缺点是体积较大。国产 200MW 机组就采用这种凝 汽器。
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12.国产 125MW 汽轮机的凝汽器结构有哪些主要特点? 国产 125MW 汽轮机的凝汽器结构有如下特点: ⑴ 凝汽器冷却水管采用带状布置,按三角形排列。管子两端用胀管法固定时,铜管造 成一定的拱度,中间紧固在六块中间隔板上,以增加管子的刚性,改善管子的振动特性,避 免共振,同时可以补偿壳体和钢管的热膨胀差。 ⑵ 外壳钢板焊接,弹簧支座支承,上面通过排汽管与低压缸排汽口焊接。运行中凝汽 器与冷却水的重量基本上都由弹簧支座支承。 采用弹簧支座便于汽轮机和凝汽器受热膨胀或 冷却时收缩。 ⑶ 集水箱中设有淋水盘式的真空除氧装置。
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13.凝汽器钢管在管板上如何固定? 凝汽器铜管在管板上的固定方法主要有垫装法、胀管法、焊接法(钛管) 。垫装法是将
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管子两端置于管板上,再用填料加以密封。优点是当温度变化时,铜管能自由胀缩,但运行 时间长了,填较会腐烂而造成漏水。胀管法是将铜管置于管板上后,用专用的胀管器将铜管 扩胀,扩管后的铜管管端外径比原来大 1~1.5mm,与管板间保持严密接触,不易漏水。这 种方法工艺简单、严密性好,现在广泛在凝汽器上采用。 14.凝汽器与汽轮机排口是怎样连接的?排汽缸受热膨胀时如何补偿? 凝汽器与排汽口的连接方式有焊接、法兰连接、伸缩节连接三种。大机组为保证连接处 的严密性,一般用焊接连接。当用焊接方法或法兰盘连接时,凝汽器下部用弹簧支撑。排汽 缸受热膨胀时,靠支承弹簧的压缩变形来补偿。小机组用伸缩节连接时,凝汽器放置在固定 基础上,排汽缸的温度变化时,膨胀靠伸缩节补偿。也有的凝汽器上部用波形伸缩节与排汽 缸连接,下部仍用弹簧支承。
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15.什么是凝汽器的热力特性曲线? 凝汽器内压力的高低是受许多因素影响的,其中主要因素是汽轮机排入凝汽器的蒸汽 量、冷却水的进口温度、冷却水量。这些因素在运行中都会发生很大的变化。凝汽器的压力 与凝汽量、冷却水进口温度、冷却水量之间的变化关系称为凝汽器的热力特性。在冷却面积 一定,冷却水量也一定时,对应于每一个冷却水进水温度,可求出凝汽器压力与凝汽量之间 的关系,将此关系绘成曲线,即为凝汽器的热力特性曲线。
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16.凝汽器热交换平衡方程式如何表示? 凝汽器热交换平衡方程式的物理意义是: 排汽凝结时放出的热量等于冷却水带走热量。 方程式为: Dc(hc-hc’)=Dw(t2-t1)cw (4-1) 式中 Dc——进入凝汽器的蒸汽量,kg/h; hc——汽轮机排汽的焓值,kJ/kg; hc’——凝结水的焓值,kJ/kg; t1 、t2——冷却水的进、出水温度,℃; cw——冷却水的比热容,kJ/(kg?℃) ; Dw——进入凝汽器的冷却水量,kg/h. 式中(hc-hc’)的数值在(510~520)×4.186 kJ/kg 之间,近似取 520×4.186 kJ/kg。
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17.什么叫凝汽器的的冷却倍率? 凝结 1kg 排汽所需要的冷却水量,称为冷却倍率。 其数值为进入凝汽器的冷却水量与进入凝汽器的汽轮机排汽量之比。一般取 50~80。
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18.什么是凝汽器的极限真空? 凝汽设备在运行中应该从各方面采取措施以获得良好真空。但真空的提高也不是越高越 好,而有一个极限。这个真空的极限由汽轮机最后一级叶片出口截面的膨胀极限所决定。当 通过最后一级叶片的蒸汽已达到膨胀极限时, 如果继续提高真空, 不可能得到经济上的效益, 反而会降低经济效益。简单地说,当蒸汽在末级叶片中的膨胀达到极限时,所对应的真空称 为极限真空,也有的称之为临界真空。
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19.什么是凝汽器的最有利真空?

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对于结构已确定的凝汽器,在极限真空内,当蒸汽参数和流量不变时,提高真空使蒸汽 在汽轮机中的可用焓降增大,就会相应增加发电机的输出功率。但是在提高真空的同时,需 要向凝汽器多供冷却水,从而增加循环水泵的耗功。由于凝汽器真空提高,使汽轮机功率增 加与循环水泵多耗功率的差数为最大时的真空值称为凝汽器的最有利真空 (即最经济真空) 。 影响凝汽器最有利真空的主要因素是:进入凝汽器的蒸汽流量、汽轮机排汽压力、冷却水的 进口温度、循环水量(或是循环水泵的运行台数) 、汽轮机的出力变化及循环水泵的耗电量 变化等。 实际运行中则是根据凝汽量及冷却水进口温度来选用最有利真空下的冷却水量, 也 即是合理调度使用循环水泵的容量和台数。
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20.什么是凝汽器的额定真空? 一般汽轮机铭牌排汽绝对压力对应的真空是凝汽器的额定真空。这是指机组在设计工 况、额定功率、设计冷却水量时的真空。这个数值并不是机组的极限真空值。
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21.凝汽器铜管的清洗方法有哪些? 当凝汽器冷却水管结垢或被杂物堵塞时,便破坏了凝汽器的正常工作。使真空下降。因 此必须定期清洗铜管,使其保持较高的清洁程度。 清洗方法通常有以下几种: ⑴ 机械清洗。机械清洗即用钢丝刷、毛刷等机械,用人工清洗水垢。缺点是时间长,劳 动强度大,此法已很少采用。 ⑵ 酸洗。当凝汽器铜管结有硬垢,真空无法维持时应停机进行酸洗。用酸液溶解去除硬 质水垢。去除水垢的同时还要采取适当措施防止铜管被腐蚀。 ⑶ 通风干燥法。凝汽器有软垢污泥时,可采用通风干燥法处理,其原理是使管内微生物 和软泥龟裂,再通水冲走。 ⑷ 反冲洗法。凝汽器中的软垢还可以采用冷却水定期在铜管中反向流动的反冲洗法来清 除。这种方法的缺点是要增加管道阀门的投资,系统较复杂。 ⑸ 胶球连续清洗法。是将比重接近水的胶球投入循环水中,利用胶球通过冷却水管,清 洗铜管内松软的沉积物。是一种较好的清洗方法,目前我国各电厂普遍采用此法。 ⑹ 高压水泵(15~20MPa) 。高速水流击振冲洗法。
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22.简述凝汽器胶球清洗系统的组成和清洗过程? 胶球连续清洗装置所用胶球有硬胶球和软胶球两种,清洗原理亦有区别。硬胶球的直径 比铜管内径小 1~2mm,胶球随冷却水进入铜管后不规则地跳动,并与铜管内壁碰撞,加之 水流的冲刷作用,将附着在管壁上的沉积物清除掉,达到清洗的目的。软胶球的直径比铜管 大 1~2mm,质地柔软的海绵胶球随水进入铜管后,即被压缩变形与铜管壁全周接触,从而 将管壁的污垢清除掉。胶球自动清洗系统由胶球泵、装球室、收球网等组成。清洗时把海绵 球填入装球室,起动胶球泵,胶球便在比循环水压力略高的压力水流带动下,经凝汽器的进 水室进入铜管进行清洗。由于胶球输送管的出口朝下,所以胶球在循环水中分散均匀,使各 铜管的进球率相差不大。胶球把铜管内壁抹擦一遍,流出铜管的管口时,自身的弹力作用使 它恢复原状, 并随水流到达收球网, 被胶球泵入口负压吸入泵内, 重复上述过程, 反复清洗。
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23.凝汽器胶球清洗收球率低有哪些原因? 收球率低的原因如下: ⑴ 活动式收球网与管壁不密合,引起“跑球”。 ⑵ 固定式收球网下端弯头堵球,收球网脏污堵球。
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⑶ 循环水压力低、水量小,胶球穿越铜管能量不足,堵在管口。 ⑷ 凝汽器进口水室存在涡流、死角,胶球聚集在水室中。 ⑸ 管板检修后涂保护层,使管口缩小,引起堵球。 ⑹ 新球较硬或过大,不易通过铜管。 ⑺ 胶球比重太小,停留在凝汽器水室及管道顶部,影响回收。胶球吸水后的比重应接 近于冷却水的比重。
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24.怎样保证凝汽器胶球清洗的效果? 为保证胶球清洗的效果,应做好下列工作: ⑴ 凝汽器水室无死角,连接凝汽器水侧的空气管、放水管等要加装滤网,收球网内壁 光滑不卡球,且装在循环水出水管的垂直管段上。 ⑵ 凝汽器进口应装二次滤网,并保持清洁,防止杂物堵塞铜管和收球网。 ⑶ 胶球的直径一般要比铜管大 1~2mm 或相等,这要通过试验确定。发现胶球磨损直 径减小或失去弹性,应更换新球。 ⑷ 投入系统循环的胶球数量应达到凝汽器冷却水一个流程铜管根数的 20%。 ⑸ 每天定期清洗,并保证 1h 清洗时间。 ⑹ 保证凝汽器冷却水进出口一定的压差,可采用开大清洗侧凝汽器出水阀以提高出口 虹吸作用和提高凝汽器进口压力的办法。
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25.凝汽器进口二次滤网的作用是什么?二次滤网有哪两种形式? 虽然在循环水泵进口装设有拦污栅、回转式滤网等设备,但仍有许多杂物进入凝汽器, 这些杂物容易堵塞管板、铜管,也会堵塞收球网。这样不仅降低了凝汽器的传热效果,而且 有可能会使胶球清洗装置不能正常工作。 为了使进入凝汽器的冷却水进一步得到过滤, 在凝 汽器循环水进口管上装设二次滤网。对二次滤网的要求,既要过滤效果好,又要水流的阻力 损失小,二次滤网分内旋式和外旋式滤网二种。外旋式滤网带蝶阀的旋涡式,改变水流方向 产生扰动,使杂物随水排出。内旋式滤网的网芯由液压设备转动,上面的杂物被固定安置的 括板刮下,并随水流排入凝汽器循环水出水管。两种形式比较,内旋式二次滤网清洗排污效 果好。 26.凝汽器铜管腐蚀、损坏造成泄漏的原因有哪些? 运行中的凝汽器铜管腐蚀损伤大致可分为三种类型。 ⑴ 电化学腐蚀 由于铜管本身材料质量关系引起电化学腐蚀, 造成铜管穿孔, 脱锌腐蚀。 ⑵ 冲击腐蚀 由于水中含有机械杂物在管口造成涡流,使管子进口端产生溃疡点和剥蚀 性损坏。 ⑶ 机械损伤 造成机械损伤的原因主要是铜材的热处理不好,管子在胀接时产生的应力 以及运行中发生共振等原因造成铜管裂纹。凝汽器铜管的腐蚀,其主要形式是脱锌。腐蚀部 分的表面因脱锌而成海绵状,使铜管变得脆弱。
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27.防止铜管腐蚀的方法有哪些? 防止铜管腐蚀有如下方法: ⑴ 采用耐腐蚀金属制作凝汽器管子,如用钛管制成冷却水管。 ⑵ 硫酸亚铁或铜试剂处理 经硫酸亚铁处理的铜管不但能有效地防止新铜管的脱锌腐 蚀,而且对运行中已经发生脱锌腐蚀的旧铜管,也可在锌层表面形成一层紧密的保护膜,能 有效地抑制脱锌腐蚀的继续发展。
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⑶ 阴极保护法 阴极保护法也是一种防止溃疡腐蚀的措施,采用这种方法可以保护水 室、管板和管端免遭腐蚀。 ⑷ 冷却水进口装设过滤网和冷却水进行加氯处理。 ⑸ 采取防止脱锌腐蚀的措施,添加脱锌抑制剂。防止管壁温度上升,消除管子内表面 停滞的沉积物,适当增加管内流速。 ⑹ 加强新铜管的质量检查试验和提高安装工艺水平。
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28.什么是阴极保护法?它的的原理是什么? 阴极保护法是防止铜管电腐蚀的一种方法,常用外部电源法和牺牲阳极法两种。阴极保 护法的原理如下:不同的金属在溶液中具有不同的电位,同一种金属在溶液中,由于表面材 质的不均匀性,表面的各部位的电位也不同。所以不同的金属(较靠近的)或同一种金属浸 泡在溶液中,便会在金属之间(或各部位之间)产生电位差,这种电位差就是产生电化学腐 蚀的动力。 腐蚀发生时只有金属的阳极遭受腐蚀, 而阴极不受腐蚀, 要防止这种腐蚀的产生, 就得消除它们的电位差。
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29.什么是牺牲阳极法? 牺牲阳极法就是在凝汽器水室内安装一块金属作为阳极, 它的电位低于被保护物 (管板、 管端、水室) ,而使整个水室、管板和管端成为阴极。在溶液(冷却水)的浸泡下,电化学 腐蚀就只腐蚀装上的金属板, 就是牺牲阳极保护了管板等金属免受腐蚀。 受腐蚀的金属板阳 极可以定期更换,材料为高纯度锌板、锌合金或纯铁。 30.什么是外部电源法? 外部电源法是在水室内装上外加电极接直流电源。水室接电源的负极做阴极,外加电极 电源的正极作为阳极。当电源接入,通以电流时,水室、管板、管端各部分成为阴极免受腐 蚀,从而得到保护。阳极材料一般选择磁性氧化铁及铝合金。
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31.改变凝汽器冷却水量的方法有哪几种? 改变冷却水量的方法有: ⑴ 采用母管制供水的机组,根据负荷增减循环水泵运行的台数,或根据水泵容量大小进 行切换使用。 ⑵ 对于可调叶片的循环水泵,调整叶片角度。 ⑶ 调节凝汽器循环水进水门,改变循环水量。
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32.凝汽器为什么要有热井? 热井的作用是集聚凝结水,有利于凝结水泵的正常运行。热井贮存一定数量的水,保证 甩负荷时不使凝结水泵马上断水。热井的容积一般要求相当于满负荷时约 0.5~10min 内所 聚集的凝结水流量。
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33.凝汽器汽侧中间隔板起什么作用? 为了减少铜管的弯曲和防止铜管在运行过程中振动,在凝汽器壳体中设有若干块中间隔 板。中间隔板中心一般比管板中心高 2~5mm,大型机组隔板中心抬高 5~10mm。管子中 心抬高后,能确保管子与隔板紧密接触,改善管子的振动特性;管子的预先弯曲能减少其热 应力;还能使凝结水沿弯曲的管子中央向两端流下,减少下一排管子上积聚的水膜,提高传 热效果,放水时便于把水放净。

34.抽气器的作用是什么? 抽气器的作用是不断地将凝汽器内的空气及其它不凝结的气体抽走,以维持凝汽器的真 空。
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35.抽气器有哪些种类和型式? 电站用的抽气器大体可分为两大类: ⑴ 容积式真空泵 主要有滑阀式真空泵、机械增压泵和液环泵等。因价格高、维护工作 量大,国产机组很少采用。 ⑵ 射流式真空泵 主要是射汽抽气器和射水抽气器等,射汽抽气器按其用途又分为主抽 气器和辅助抽气器。国产中、小型机组用射汽抽气较多,大型机组一般采用射水抽气器。
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36.射水式抽气器的工作原理是怎样的? 从射水泵来的具有一定压力的工作水经水室进入喷嘴,喷嘴将压力水的压力能转变为速 度能, 水流高速从喷嘴射出, 使空气吸入室内产生高度真空, 抽出凝汽器内的汽、 气混合物, 一起进入扩散管,水流速度减慢,压力逐渐升高,最后以略高于大气压力排出扩散管。在空 气吸入室进口装有逆止门,可防止抽气器发生故障时,工作水被吸入凝汽器中。
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37. 射水式抽气器主要有哪些优缺点? 射水式抽气器具有结构紧凑、工作可靠、制造成本低等优点,因而广泛用于汽轮机凝汽 设备中。缺点是要消耗一部分电力和水,占地面积大。
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38.射汽式抽气器的工作有原理是怎样的? 射汽式抽气器由工作喷嘴、 混合室和扩压管三部分组成。 工作蒸汽经过喷嘴时热降很大, 流速增高,喷嘴出口的高速蒸汽流,使混合室的压力低于凝汽器的压力,因此凝汽器里的空 气就被吸进混合室里。 吸入的空气和蒸汽混合在一起进入扩压管, 在扩压管中流速逐渐降低, 而压力逐渐升高。对于一个二级的主抽气器,蒸汽经过一级冷却室冷凝成水,空气再由第二 级射汽抽气器抽出。其工作过程与第一级完全一样,只是在第二级射汽抽气器的扩压管里, 蒸汽和空气的混合气体压力升高到比大气压力略高一点, 经过冷却器把蒸汽凝结成水, 空气 排到大气里。
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39.射汽式抽气器主要有什么优缺点? 射汽式抽气器的优点是效率比较高,可以回收蒸汽的热量。缺点是制造较复杂、造价大, 喷嘴容易堵塞。抽气器用的蒸汽,使用主蒸汽节流减压时损失比较大。随着汽轮机蒸汽参数 的提高, 使得依靠新蒸汽节流来获得汽源的射汽式抽气器的系统显得复杂且不合理; 大功率 单元机组多采用滑参数起动, 在机组起动之前亦不可能有足够汽源供给射汽式抽气器, 所以 射汽式抽气器现在在大机组上应用较少。
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40.离心真空泵有哪些优点? 与射水抽气器比较,离心真空泵有耗功低、耗水量少的优点,并且噪声也小。离心真 空泵的缺点是:过载能力很差,当抽吸空气量太大时,真空泵的工作恶化,真空破坏。这对 真空严密性较差的大机组来说是一个威胁。 故可考虑采用离心真空泵与射水抽气器共用的办 法,当机组起动时用射水抽气器,正常运行时用真空泵来维持凝汽器的真空。

41.离心真空泵的结构是怎样的? 离心真空泵主要由泵轴、叶轮、叶轮盘、分配器、轴承、支持架、进水壳体、端盖、 泵体、泵盖、逆止阀、喷嘴、喷射管、扩散管等零部件组成。泵轴是由装在支持架轴承室内 的两个球面滚珠轴承支承,其一端装有叶轮盘,在叶轮盘上固定着叶轮;在叶轮内侧的泵体 上装有分配器,改变分配器中心线与叶轮中心线的夹角 α(一般最佳角度为 8○) ,就能改变 工作水离开叶轮时的流动方向, 如果把分配器的角度调整到使工作水流沿着混合室轴心线方 向流动,这时流动损失最小,而泵的引射蒸汽与空气混合物的能力最高。 42.离心真空泵的工作原理是怎样的? 当泵轴转动时,工作水下部入口被吸入,并经过分配器从叶轮的流道中喷出,水流以极 高速度进入混合室,由于强烈的抽吸作用,在混合室内产生绝对压力为 3.54kPa 的高度真 空,这时凝汽器中的汽气混合物,由于压差作用冲开逆止阀,被不断地抽到混合室内,并同 工作水一道通过喷射管、喷嘴和扩散管被排出。 43.射水抽气器除了抽凝汽器空气外还有什么作用? 由于水流在抽气器中部扩压管处也具 有抽吸功能 ,但抽吸真空低,可用管子连接到凝汽器水室或循环水泵外壳,起动时在该两处建 立虹吸.另外还可接到轴封加热器代替轴封抽气器。
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44.射水抽气器的工作水供水有哪两种方式? 射水抽气器的工作供水有如下两种方式: ⑴ 开式供水方式 工作水是用专用的射水泵从凝汽器循环水入口管引出,经抽气器后排 出的气、水混合物引至凝汽器循环水出口管中。 ⑵ 闭式循环供水方式 设有专门的工作水箱(射水箱) ,射水泵从进水箱吸入工作水, 至抽气器工作后排到回水箱,回水箱与进水箱有连通管连接,因而水又回到进水箱。为防止 水温升高过多,运行中连续加入冷水,并通过溢水口,排掉一部分温度升高的水。
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45.什么是给水的回热加热? 发电厂锅炉给水的回热加热是指从汽轮机某中间级抽出一部分蒸汽,送到给水加热器中 对锅炉给水进行加热, 与之相应的热力循环和热力系统称为回热循环和回热系统。 加热器是 回热循环过程中加热锅炉给水的设备。
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46.为什么采用回热加热器后,汽轮机的总汽耗增大了,而热耗率和煤耗率却是下降的?
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汽耗增大是因为进入汽轮机的 1kg 蒸汽所做的功减少了,而热耗率和煤耗率的下降是由 于冷源损失减少,给水温度提高使给水在锅炉的吸热量减少。 47.加热器有哪些种类?加 热器按换热方式不同, 分表面式加热器与混合式加热器两种型式。 按装置方式分立式和卧式 两种。按水压分低压加热器和高压加热器。一般管束内通凝结水的称为低压加热器,加热给 水泵出口后给水的称高压加热器。
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48.什么是表面式加热器?表面式加热器主要有什么优缺点? 加热蒸汽和被加热的给水不直接接触,其换热通过金属壁面进行的加热器叫表面式加热 器。在这种加热器中,由于金属的传热阻力,被加热的给水不可能达到蒸汽压力下的饱和温 度,使其热经济性比混合式加热器低。优点是它组成的回热系统简单,运行方便,监视工作 量小,因而被电厂普遍采用。
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49.什么是混合式加热器?混合式加热器的主要优缺点的什么? 加热蒸汽和被加热的水直接混合的加热器称混合式加热器。其优点是传热效果好,水的 温度可达到加热蒸汽压力下的饱和温度(即端差为零) ,且结构简单、造价低廉。缺点是每 台加热器后均需设置给水泵,使厂用电消耗大,系统复杂。故混合式加热器主要做除氧器使 用。
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50.管板—U 形管式加热器的结构是怎样的? 表面式加热器常见的是管板—U 形管式,其结构如下:由黄铜管或钢管组成的 U 形管束 放在圆筒形的加热器外壳内,并以专门的骨架固定。管子胀(或焊)接在管板上,管板上部 为水室端盖。端盖、管板与加热器外壳用法兰连接。被加热的水经连接短管进入水室一侧, 经 U 形管束之后,从水室另一侧的管口流出。加热蒸汽从外壳上部管口进入加热器的汽侧。 借导流板的作用,汽流曲折流动,与管子的外壁接触凝结放热加热管内的给水。为防止蒸汽 进入加热器时冲刷损坏管束,在其进口处设置有护板。加热蒸汽的凝结水(疏水)汇集于加 热器的底部,采用疏水器及时排出这些凝结水。外壳上还装有水位计来监视疏水水位。管板 与管束连为一体,便于检修和清洗。此外,在外壳和水室盖上安装必要的法兰短管用来安装 压力表、温度计、排气门、疏水自动装置等。
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51.高压加热器水室顶部自密封装置的结构是怎样的? 125MW 和 300MW 机组的高压加热器水室顶部采用自密封装置代替了法兰连接装置。 自密封装置由密封座、密封环、均压四合圈等组成。水室顶部有压板,通过双头螺母与密封 座相接。当装在双头螺栓压板一端的转动球面螺母时,就使密封座移动,密封座又通过密封 环、 垫圈压住嵌在水室槽内的均压四合圈上, 这就起了初步的密封作用。 当加热器投入运行, 水室中充高压水后,密封座就自内向外紧紧压在均压四合圈上,完全达到了自密封的效果。 压力愈高,密封性能愈好。均压四合圈是由四块组成的一圆环装置。安装时先将均压四合圈 分四块放入水室槽内,然后中间再装止脱箍,以防止四合圈的脱落。水室顶部自密封装置的 优点,不仅可靠地解决了法兰连接容易引起的泄漏问题,而且使水室拆装简化,免去了紧松 法兰螺栓的繁重劳动。
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59.加热器疏水装置的作用是什么?加热器疏水装置有哪两种型式? 加热器加热蒸汽放出热量后凝结成的水称为加热器的疏水。加热器疏水装置的作用是可 靠地将加热器内的疏水排出, 同时防止蒸汽随之漏出。 加热器疏水装置的型式通常有疏水器 和多级水封两种。常用的疏水器有浮子式疏水器和疏水调节阀两种。
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60.浮子式疏水器的结构和工作原理是怎样的? 浮子式疏水器多用于低压加热器。其结构由浮子、浮子滑阀及它们之间的连杆组成。当 加热器内的水位升高时,浮子随之升高,经杠杆、连杆和滑阀杆的传动使滑阀上移,开启疏 水门排出疏水。当水位降低时,浮子也随着降低,滑阀重又下移关闭疏水门,疏水不再继续 流出。
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61.疏水调节阀的调节原理是什么? 疏水调节阀常用于高压加热器的疏水。疏水调节阀内部机械部分为一滑阀,外部为电动 执行机构。当高压加热器内水位变化时,装在加热器上的控制水位计发出水位变化信号,经 过电子控制系统的动作,最后由电动执行机构操纵疏水调节阀的摇杆,摇杆动作时,心轴、 杠杆转动,带动阀杆、滑阀移动,改变疏水流量,使高压加热器保持一定水位。

62.多级水封疏水的原理是什么? 多级水封是近几年某些电厂用来代替疏水器的装置,其原理是疏水采用逐级溢流,而加 热器内的蒸汽被多级水封内的水柱封住不能外泄。 水封的水柱高度取决于加热器内的压力与 外界压力之差。
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63.使用多级水封管作为加热器疏水装置有什么优缺点? 多级水封的优点:没有机械传动,因而无磨损、无卡涩;没有电气元件,因而不需调试, 不耗电;结构简单、维护方便。缺点:停机后水封管内有残留积水,易造成金属锈蚀,因而 影响再次起动时凝结水质量; 占地面积大, 需挖深坑放置水封以及仅能在加热器间压力差不 大情况下使用。
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63.高压加热器一般有哪些保护装置? 高压加热器的保护装置一般有如下几个:水位高报警信号,危急疏水门,给水自动旁路, 进汽门、抽汽逆止门联动关闭,汽侧安全门等。
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64.什么是高压加热器给水自动旁路? 当高压加热器内部钢管破裂,水位迅速升高到某一数值时,高压加热器进、出水迅速关 闭,切断高压加热器进水,同时让给水经旁路直接送往锅炉,这就是高压加热器给水自动旁 路。对于大机组来说,这是一个十分重要的保护装置。
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65.轴封加热器的作用是什么? 汽轮机采用内泄式轴封系统时,一般设有轴封加热器(亦称轴封冷却器) ,用以加热凝 结水,回收轴封漏汽,从而减少轴封漏汽及热量损失,并改善车间的环境条件。随轴封漏汽 进入的空气,常用连通管引到射水抽气器扩压管处,靠后者的负压来抽除,从而确保轴封加 热器的微真空状态。这样,各轴封的第一腔室也保持微真空,轴封汽不会外泄。
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66.进入锅炉的给水为什么必须经过除氧? 这是因为,如果锅炉给水中含有氧气,将会使给水管道、锅炉设备及汽轮机通流部分遭 受腐蚀,缩短设备的寿命。防止腐蚀最有效的办法是除去水中的溶解氧和其它气体,这一过 程称为给水的除氧。
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67.给水除氧的方式有哪两种? 除氧的方式分物理除氧和化学除氧两种。物理除氧是设除氧器,利用抽汽加热凝结水达 到除氧目的;化学除氧是在凝结水中加化学药品进行除氧。 68.除氧器的作用是什么? 除氧器的主要作用就是用它来除去锅炉给水中的氧气及其它气体,保证给水的品质。同 时,除氧器本身又是给水回热加热系统中的一个混合加热器,起了加热给水,提高给水温度 的作用。
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69.除氧器的压力等级和结构形式有哪些? 根据除氧器的压力不同,可分为真空除氧器、大气式除氧器、高压除氧器三种。根据水 在除氧器中散布的形式不同,又分为淋水盘式、喷雾式和喷雾填料式三种结构型式。
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70.除氧器的工作原理是什么? 水中溶解气体量的多少与气体的种类,水的温度及各种气体在水面上的分压力有关。除 氧器的工作原理是:把压力稳定的蒸汽通入除氧器加热给水,在加热过程中,水面上水蒸气 的分压力逐渐增加,而其它气体的分压力逐渐降低,水中的气体就不断地分离析出。当水被 加热到除氧器压力下的饱和温度时, 水面上的空间全部被水蒸汽充满, 各种气体的分压力趋 于零,此时水中的氧气及其它气体即被除去。
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71.除氧器加热除氧有哪两个必要的条件? 热力除氧的必要条件是: ⑴ 必须把给水加热到除氧器压力对应的饱和温度。 ⑵ 必须 及时排走水中分离逸出的气体。第一个条件不具备,气体不能全部从水中分离出来;第二个 条件不具备时,已分离出来的气体会重新回到水中。还需指出的是:气体从水中分离逸出的 过程,并不是在瞬间能够完成的,需要一定的持续时间,气体才能分离出来。
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72.大机组采用高压除氧器有哪些优缺点? 国产 100MW、200MW、300MW 等大机组都是采用高压除氧器,与大气式除氧器相比 具有下述优点: ⑴ 当高压加热器故障停用时, 进入锅炉的给水温度仍可保持 150~160℃, 有利于锅炉的正常运行。 ⑵ 可以减少一级价格昂贵而运行不十分可靠高压加热器。 ⑶ 有 利于回收利用加热器疏水热量。同时在凝结水量很少时,仍能保持有加热蒸汽进入除氧器, 使除氧器工作稳定。缺点:配套的给水泵处在高温高压条件下运行,设备投资费用高,运行 时给水泵耗用厂用电较多。同时,这种除氧器必须设置在水泵上方较高的标高层(17~ 18m) ,以避免运行中给水泵发生汽蚀和给水管道内发生水冲击。
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73.淋水盘式除氧器的结构和工作过程是怎样的? 淋水盘式除氧器主要由除氧塔和下部的贮水箱组成。在除氧塔中装有筛状多孔的淋水 盘,从凝结水泵来的凝结水,其它疏水及化学补充水,分别由上部管道进入除氧塔,经筛状 多孔圆形淋水盘分散成细小的水滴落下。汽轮机来的抽汽经过压力调整器进入除氧塔下部, 并由下向上流动,与下落的细小水滴接触换热,把水加热到饱和温度,水中的气体不断分离 逸出,并由塔顶的排气管排走,凝结水则流至下部的贮水箱中,除氧器排出的气、汽混合物 经过余汽冷却器,回收余汽中工质和一部分热量后排入大气。淋水盘式除器外型尺寸大,检 修困难,制造加工工作量大,而且除氧效果差,出力往往达不到铭牌规定,老机组采用淋水 盘式除氧器多,现在已很少采用。
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74.大气式除氧器水封筒起什么作用? 除氧器水封筒作用是: ⑴ 除氧器水箱满水时,可经水封筒溢水。 ⑵ 当除氧器超过正 常工作压力时,水封筒动作,先将存水压走,然后把蒸汽排出,这样就起了防止除氧器超压 的作用。
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75.除氧器的标高对给水泵运行有何影响? 因除氧器水箱的水温相当于除氧器压力下的饱和温度,如果除氧器安装高度和给水泵相 同的话,给水泵进口处压力稍有降低,水就会汽化,在给水泵进口处产生汽蚀,造成给水泵 损坏的严重事故。为了防止汽蚀产生,必须不使给水泵进口压力降低至除氧器压力,因此就 将除氧器安装在一定高度处, 利用水柱的高度来克服进口管的阻力和给水泵进口可产生的负 压,使给水泵进口压力大于除氧器的工作压力,防止给水泵的汽化。一般还要考虑除氧器压 力突然下降时,给水泵运行的可靠性,所以,除氧器安装标高还留有安全余量,一般大气式
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除氧器的标高 6m 左右,0.6MPa 的除氧器安装高度为 14~18m,滑压运行的高压除氧器安 装标高达 35m 以上。
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76.除氧器水箱的作用是什么? 除氧器水箱的作用是贮存给水,平衡给水泵向锅炉的供水量与凝结水泵送进除氧器水量 的差额。也就是说,当凝结水量与给水量不一致时,可以通过除氧器的水位高低变化调节, 满足锅炉给水量的需要。
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77.对除氧器水箱的容积有什么要求? 除氧器水箱的容积一般考虑满足锅炉额定负荷下 20min 用水量的要求。 当汽轮机甩全负 荷,除氧器停止进水,锅炉打开向空排汽门,除氧器水箱尚可维持一段时间,给水泵可继续 向锅炉供水。当除氧器水箱容积一定时,为充分发挥水箱有效容积的作用,运行中应尽量维 持较高的水位。
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78.除氧器上各汽水管道如何排列较为合理? 一般除氧器汽水管道排列的原则是:进水应在除氧器的上部,因其温度低,蒸汽管放在 除氧器的下部, 这样使汽水形成良好的对流加热条件。 喷雾填料式除氧器为了防止二次蒸汽 对雾状水滴加热不足, 另设一路蒸汽通过旁路蒸汽管进入除氧塔头部喷水热交换区, 使水滴 能够获得更大的热量,以加速水中气体的逸出。
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79.除氧器再沸腾管起什么作用? 除氧器加热蒸汽有一路引入水箱的底部或下部(正常水面以下) ,作为给水再沸腾用。 装设再沸腾管有两点作用: ⑴ 有利于机组起动前对水箱中给水的加温。 因为这时水并未循 环流动,如加热蒸汽只在水面上加热,压力升高较快,但水不易得到加热。 ⑵ 正常运行中 使用再沸腾管对提高除氧效果有益处。开启再沸腾阀,使水箱内的水经常处于沸腾状态,同 时水箱液面上的汽化蒸汽还可以把除氧水与水中分离出来的气体隔绝,从而保证了除氧效 果。使用再沸腾管的缺点是汽水加热沸腾是噪声较大,且该路蒸汽一般不经过自动调节阀, 操作调整不方便。
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80.什么是除氧器的自生沸腾现象? 所谓除氧器“自生沸腾”指进入除氧器的疏水汽化和排气产生的蒸汽量已经满足或超过除 氧器的用汽需要, 从而使除氧器内的给水不需要回热抽汽加热自己就沸腾, 这些汽化蒸汽和 排汽在除氧塔下部与分离出来的气体形成旋涡,影响除氧效果,使除氧器压力升高。这种现 象称除氧器的“自生沸腾”现象。
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81.除氧器发生“自生沸腾”现象有什么不良后果? 除氧器发生“自生沸腾”现象有如下后果: ⑴ 除氧器发生“自生沸腾“现象,使除氧器内压 力超过正常工作压力, 严重时发生除氧器超压事故。 ⑵ 原设计的除氧器内部汽水逆向流动 受到破坏,除氧塔底部形成蒸汽层,使分离出来气体难以逸出,因而使除氧效果恶化
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82.除氧器加热蒸汽的汽源是如何确定的? 大气式除氧器的加热蒸汽汽源可接在汽轮机 0.049~0.147MPa 的抽汽管道上。高压除 氧器用汽连接在相应压力的抽汽管上, 为保证除氧器压力在汽轮机低负荷时不致降低, 设置 有能切换至较高抽汽压力的切换阀。 当几台机组并列运行时可设置用汽母管, 作为备用汽源。
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83.除氧器为什么要装溢流装置? 除氧器安装溢流装置的目的是:防止在运行中大量水突然进入除氧器或监视调整不及时 造成除氧器满水事故。安装溢流装置后,如果满水,水从溢流装置排走,避免除氧器运行失 常危及设备安全。 大气式除氧器的溢流装置一般为水封筒, 高压除氧器装设高水位自动放水 门。
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83.除氧器水位高、低有什么危害? 除氧器水位过高:大量从溢水管排出,造成工质和热量损失;造成除氧器内工作压力不 稳定及设备安全和影响除氧效果。除氧器水位过低:使给水泵进口压力降低,造成给水泵汽 化,严重时会造成给水泵损坏危及机组安全。
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84.为保证除氧器正常工作,必须具备哪些安全设施? 除氧器的安全设施有: ⑴ 除氧器进汽必须有压力自动调节装置。 ⑵ 除氧器水箱必须设水位调整装置,以保持正常水位。 ⑶ 除氧器本体或水箱上应装能通过最大加热蒸汽量的安全阀,当除氧器压力超过设计 压力时,安全阀动作向大气排汽。 ⑷ 除氧器水箱应有溢流装置。底部还应有放水装置,以便检修时放尽存水。 ⑸ 并列运行的除氧器必须装设汽、水平衡管。
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85.什么是除氧器定压运行? 所谓定压运行, 即运行中不管机组负荷多少, 始终保持除氧器在额定的工作压力下运行。 定压运行时抽汽压力始终高于除氧器压力, 用进汽调节阀节流调节进汽量, 保持除氧器额定 工作压力。
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86.什么是除氧器滑压运行? 所谓除氧器滑压运行是指除氧器的运行压力不是恒定的,而是随着机组负荷与抽汽压力 而改变。机组从额定负荷至某一低负荷范围内,除氧器进汽调节阀全开,进汽压力不进行任 何调节,机组负荷降低时,除氧器压力随之下降;负荷增加时,除氧器压力随之上升。 87.除氧器滑压运行有哪些优点? 除氧器滑压运行最主要的优点是提高了运行的经济性。这是因为避免了抽汽的节流损 失; 低负荷时不必切换压力高一级的抽汽, 投资节省; 同时可使汽轮机抽汽点得到合理分配, 使除氧器真正作为一级加热器用,起到加热和除氧两个作用,提高机组的热经济性。另外还 可避免出现除氧器超压。
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88.什么是给水的化学除氧? 在高参数发电厂中,为了使给水中含氧量更低,给水除了应用除氧器加热除氧以外,同 时还采用化学除氧作为其补充处理, 这样可以保证给水中的溶氧接近完全除掉, 以确保给水 的纯净。 给水的化学除氧是在水中加入定量的化学药剂使溶解在水中的氧气成为化合物而析 出。 低压锅炉可使用亚硫酸钠 中、 (Na2SO3) 亚硫酸钠与氧发生反应生成硫酸钠 。 (Na2SO4) 沉淀下来。这种除氧方法的缺点是:由于水中增加硫酸盐,使锅炉的排污量增加。另一种化 学除氧法是联氨除氧法, 使用联氨不会提高水中的含盐量, 联氨和氧的反应产物是水和氮气。
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联氨除氧法虽有上述优点,但它的价格高于加热除氧法,所以仅作为加热除氧的补充。
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89.什么是泵?泵可分为哪些不同类型? 泵是用来把原动机的机械能转变为液体的动能和压力能的一种设备。泵一般用来输送液 体,可以从位置低的地方送到位置高的地方,或者从压力低的容器送至压力高的容器。泵的 种类可分为: ⑴ 叶片泵 离心泵、轴流泵、混流泵、旋涡泵、自吸泵。 ⑵ 容积泵 齿轮泵、 螺杆泵、活塞泵。 ⑶ 其它型式泵 喷射泵、真空泵。
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90.火电厂主要有哪三种水泵?它们的作用是什么? 给水泵、凝结水泵、循环水泵是发电厂最主要的三种水泵。 给水泵的任务是把除氧器贮水箱内具有一定温度、除过氧的给水,提高压力后输送给锅 炉,以满足锅炉用水的需要。 凝结水泵的作用是将凝汽器热井内的凝结水升压后送至回热系统。 循环水泵的作用是向汽轮机凝汽器供给冷却水,用以冷凝汽轮机的排汽。在发电厂中, 循环水泵还要向冷油器、冷水器、发电机的空气冷却器等提供冷却水。
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91.离心泵的工作原理是什么? 在泵内充满液体的情况下,叶轮旋转产生离心力,叶轮槽道中的液体在离心力的作用下 甩向外围,流进泵壳,使叶轮中心形成真空,液体就在大气压力的作用下,由吸入池流入叶 轮。 这样液体就不断地被吸入和打出。 在叶轮里获得能量的液体流出叶轮时具有较大的动能, 这些液体在螺旋形泵壳中被收集起来,并在后面的扩散管内把动能变成压力能。
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92.轴流泵的工作原理是什么? 轴流泵的工作原理就是在泵内充满液体的情况下,叶轮旋转时对液体产生提升力,把能 量传递给液体,使水沿着轴向前进,同时跟着叶轮旋转。轴流泵常用作循环水泵。
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93.螺杆泵的工作原理是什么? 由两个或三个螺杆啮合在一起组成的泵称螺杆泵。螺杆泵的工作原理是螺杆旋转时,被 吸入螺丝空隙中的液体,由于螺杆间螺纹的相互啮合受挤压,沿着螺纹方向向出口侧流动。 螺纹相互啮合后,封闭空间逐渐增加形成真空,将吸入室中的液体吸入,然后被挤出完成工 作过程。
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94.自吸泵的工作原理是什么? 不需在吸入管道中充满水就能自动地把水抽上来的离心泵称为自吸泵。自吸泵的工作原 理是:在泵内存满水的情况下,叶轮旋转产生离心力,液体沿槽道流向涡壳。在泵的入口形 成真空,使进水逆止门打开,吸入进水管内的空气进入泵内,在叶轮槽道中,空气与径向回 水孔(或回水管)里的水混合,一起沿槽道沿蜗壳流动,进入分离室,在分离室中,空气从 液体中分离出来,液体重新回到叶轮,这样反复循环,直至将吸入管道中的空气排尽,使液 体进入泵内,完成自吸过程。
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95.齿轮泵的工作原理是什么? 由两个齿轮相互啮合在一起组成的泵称齿轮泵。齿轮泵的工作原理是:齿轮转动时,齿 轮间相互啮合, 啮合后封闭空间逐渐增大, 产生真空区, 将外界的液体吸入齿轮泵的入口处,

同时齿轮啮合时,使充满于齿轮坑中的液体被挤压,排向压力管。 96.活塞泵的工作原理是什么? 利用活塞的往复运动来输送液体的设备称活塞泵。活塞泵的工作原理:在活塞往复运动 的过程中,当活塞向外运动时,出口逆止门在自重和压差作用下关闭,进口逆止门在压差的 作用下打开,将液体吸入泵腔。当活塞向内挤压时,泵腔内压力升高,使进口逆止门关闭, 出口逆止门开启将液体压入出口管道。
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97. 喷射泵的工作原理是什么? 利用较高能量的液体,通过喷嘴产生高速液体后形成负压来吸取液体的装置称喷射泵。 喷射泵的工作原理是利用较高能量的液体, 通过喷嘴产生高速度, 裹挟周围的流体一起向扩 散管运动,使接受室中产生负压,将被输送液体吸入接受室,与高速流体一起在扩散管中升 压后向外流出。
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98.离心泵有哪些种类? 离心泵按工作叶轮数目可分为:单级泵、多级泵。按工作压力可分为:低压泵、中压泵、 高压泵。 按叶轮进水方式可分为:单吸泵、双吸泵。按泵壳结合缝形式可分为:水平中开式泵、 垂直结合面泵。 按泵轴位置可分为:卧式泵、立式泵。按叶轮出来的水引向压出室的方式可分为:蜗壳 泵、导叶泵。 按泵的转速可否改变可分为:定速泵、调速泵。
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99.离心泵由哪些构件组成? 离心泵的主要组成部分有转子和静子两部分。转子包括叶轮、轴、轴套、键和联轴器等。 静子包括泵壳、密封设备(填料筒、水封环、密封圈) 、轴承、机座、轴向推力平衡设备等。
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100.离心泵的平衡盘装置的构造和工作原理如何? 平衡盘装置的构造由平衡盘、平衡座和调整套(有的平衡盘和调整套为一体)组成。 平衡盘装置的工作原理是:从末级叶轮出来的带有压力的液体,经平衡座与调整套间的 径向间隙流入平衡盘与平衡座间的水室中, 使水室处于高压状态。 平衡盘后有平衡管与泵的 入口相连,其压力近似为泵的入口压力。这样在平衡盘两侧压力不相等,就产生了向后的轴 向平衡力。轴向平衡力的大小随轴向位移变化、调整平衡盘与平衡座间的轴向间隙(即改变 平衡盘与平衡座间水室压力)而变化,从而达到平衡的目的。但这种平衡经常是动态平衡。
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101.什么是泵的特性曲线? 泵的特性曲线就是在转速为某一定值下,流量与扬程,所需功率及效率间的关系曲线。 即 Q-H 曲线、Q-N 曲线、Q-η 曲线。
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101.泵的主要性能参数有哪些? 泵的主要性能参数有:扬程 单位重量液体通过泵后所获得的能量。用 H 表示,单位为 m。流量 单位时间内泵提供的液体数量。有体积流量 Q,单位为 m3/s。有质量流量 G, 单位为 kg/s。转速 泵每分钟的转数。用 n 表示,单位为 r/min 轴功率 原动机传给泵轴 上的功率。用 P 表示,单位为 kW。效率 泵的有用功率与轴功率的比值。用 η 表示。它是
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衡量泵在水力方面完善程度的一个指标。
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102.离心泵的并联运行有何要求? 特性曲线差别较大的泵并联有何不好?并联运行的离心泵应具有相似而且稳定的特性 曲线,并且在泵的出口阀门关闭的情况下,具有接近的出口压力。特性曲线差别较大的泵并 联,若两台并联泵的关死扬程相同,而特性曲线陡峭程度差别较大时,两台泵的负荷分配差 别较大,易使一台泵过负荷。若两台并联泵的特性曲线相似,而关死扬程差别较大,可能出 现一台泵带负荷运行,另一台泵空负荷运行,白白消耗电能,并且易使空负荷运行泵汽蚀损 坏。
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103. 什么是离心泵的串联运行?串联运行有什么特点? 液体依次通过两台以上离心泵向管道输送的运行方式称为串联运行。串联运行的特点 是:每台水泵所输送的流量相等,总的扬程为每台水泵扬程之和。串联运行时,泵的总性能 曲线是各泵的性能曲线在同一流量下各扬程相加所得点相连组成的光滑曲线, 其工作点是泵 的总性能曲线与管道特性曲线的交点。
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104.什么是离心泵的并联运行?并联运行有什么特点? 两台或两台以上离心泵同时向同一条管道输送液体的运行方式称为并联运行。并联运行 的特点是:每台水泵所产生的扬程相等,总的流量为每台泵流量之和。并联运行时泵的总性 能曲线是每台泵的性能曲线在同一扬程下各流量相加所得的点相连而成的光滑曲线。 泵的工 作点是泵的总性能曲线与管道特性曲线的交点。
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105. 水泵串联运行的条件是什么?何时需采用水泵串联? 水泵串联的条件是: ⑴ 两台水泵的设计出水量应该相同,否则容量较小的一台会发生 严重的过负荷或限制了水泵的出力。 ⑵ 串联在后面的水泵(即出口压力较高的水泵)结构 必须坚固,否则会遭到损坏。在泵装置中,当一台泵的扬程不能满足要求或为了改善泵的汽 蚀性能时,可考虑采用泵串联运行方式。
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106. 并联工作的泵压力为什么升高?而串联工作的泵流量为什么会增加? 水泵并联时,由于总流量增加,则管道阻力增加,这就需要每台泵都提高它的扬程来克 服这个新增加的损失压头,故并联运行时,压力较一台运行时高一些;而流量同样由于管道 阻力的增加而受制约, 所以总是小于各台水泵单独运行下各输出水量的总和, 且随着并联台 数的增多,管路特性曲线愈陡直以及参与并联的水泵容量愈小,输出水量减少得更多。水泵 串联运行时,其扬程成倍增加,但管道的损失并没有成倍的增加,故富余的扬程可使流量有 所增加。但产生的总扬程小于它们单独工作时的扬程之和。
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107. 水泵调速的方法有哪几种? 水泵调速方法有: ⑴ 采用电动机调速。 ⑵ 采用液力偶合器和增速齿轮变速。 ⑶ 用 小汽轮机直接变速驱动。
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108.何谓凝结水泵的低水位运行?有什么优缺点? 利用凝结水泵的汽蚀特性自动调节凝汽器水位的运行方式, 称为低水位运行。 其优点是: 不设水位自动调节装置,系统简化,投资减小,减少值班人员的操作,并且提高了运行的可 靠性,还可节省电力。其缺点是:凝结水泵经常在汽蚀条件下工作,对水泵叶轮要求较高,

且噪声大,振动大,影响水泵寿命,特别在低负荷时汽蚀时间长,故汽轮机低负荷时不宜低 水位运行。
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109.凝结水泵有什么特点? 凝结水泵所输送的是相应于凝汽器压力下的饱和水,所以在凝结水泵入口易发生汽化, 故水泵性能中规定了进口侧的灌注高度,借助水柱产生的压力,使凝结水离开饱和状态,避 免汽化。因而凝结水泵安装在热井最低水位以下,使水泵入口与最低水位维持 0.9~2.2m 的高度差。 由于凝结水泵进口是处在高度真空状态下, 容易从不严密的地方漏入空气积聚在 叶轮进口,使凝结水泵打不出水。所以一方面要求进口处严密不漏气,另一方面在泵入口处 接一抽空气管道至凝汽器汽侧(亦称平衡管) ,以保证凝结水泵的正常运行。
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110.凝结水泵为什么要装再循环管? 凝结水泵接再循环管主要也是为了解决水泵汽蚀的问题。为了避免凝结水泵发生汽蚀, 必须保持一定的出水量。当空负荷和低负荷时凝结水量少,凝结水泵采用低水位运行,汽蚀 现象逐渐严重,凝结水泵工作极不稳定,这时通过再循环管,凝结水泵的一部分出水流回凝 汽器,能保证凝结水泵的正常工作。此外,轴封冷却器、射汽抽气器的冷却器在空负荷和低 负荷时必须流过足够的凝结水,所以一般凝结水再循环管都从它们的后面接出。
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111.给水泵的作用是什么?它有什么工作特点? 供给锅炉用水的泵叫给水泵。其作用是连续不断地可靠的向锅炉供水。由于给水温度高 (为除氧器压力对应的饱和温度) ,在给水泵进口处水容易发生汽化,会形成汽蚀而引起出 水中断。因此一般都把给水泵布置在除氧器水箱以下,以增加给水泵进口的静压力,避免汽 化现象的发生,保证水泵的正常工作。
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112.给水泵的出口压力是如何确定的? 给水泵的出口压力主要决定于锅炉汽包的工作压力,此外给水泵的出水还必须克服以下 阻力:给水调整门的阻力,省煤器的阻力、锅炉进水口和给水泵出水口间的静给水高度。根 据经验估算,给水泵出口压力最小为锅炉最高压力的 1.25 倍。
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113.给水泵的拖动方式有哪几种? 常见的有电动机拖动和专用小汽轮机拖动。此外还有燃气轮机拖动及汽轮机主轴直接拖 动等。
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114.给水泵为什么要装再循环管? 给水泵在起动后,出水阀还未开启时或外界负荷大幅度减少时(机组低负荷运行) ,给 水流量很小或为零, 这时泵内只有少量或根本无水通过, 叶轮产生的摩擦热不能被给水带走, 使泵内温度升高,当泵内温度超过泵所处压力下的饱和温度时,给水就会发生汽化,形成汽 蚀。为了防止这种现象的发生,就必须使给水泵在给水流量减小到一定程度时,打开再循环 管,使一部分给水流量返回到除氧器,这样泵内就有足够的水通过,把泵内摩擦产生的热量 带走。使温度不致升高而使给水产生汽化。总的一名话,装再循环管可以在锅炉低负荷或事 故状态下,防止给水在泵内产生汽化,甚至造成水泵振动和断水事故。
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115.给水泵出口逆止阀的作用是什么? 给水泵出口逆止阀的作用是:当给水泵停止运行时,防止压力水倒流,引起给水泵倒转。
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高压给水倒流会冲击低压给水管道及除氧器给水箱; 还会因给水母管压力下降, 影响锅炉进 水;如给水泵在倒转时再次起动,起动力矩增大,容易烧毁电动机或损坏泵轴。
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116.锅炉给水泵的允许最小流量一般是多少?为什么? 制造厂对给水泵运行一般都规定了一个允许的最小流量值,一般为额定流量 25%~ 30%。 规定允许最小流量的目的是防止因出水量太少使给水发生汽化。 现代高速给水泵普遍 采用变速调节,其小流量时为低转速,而低转速时不容易发生汽蚀现象,所以允许的最小流 量要比定速给水泵小得多。
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117.大机组配套的给水泵,轴承润滑供油设备有哪些组成部分? 大机组配套的给水泵一般都有独立的强迫供油系统,主要由主油泵、辅助油泵、滤网、 冷油器、油箱及其管道、阀门组成。正常运行时由主油泵供油,起动和停泵时由辅助油泵供 油。油流回路为:油箱→主油泵(辅助油泵)→过滤器→冷油器→压力油管→各轴承→回油 管→油箱。主油泵一般由泵轴带动,辅助油泵由电动机带动。
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118.给水泵中间抽头的作用是什么? 现代大功率机组,为了提高经济效益,减少辅助水泵,往往从给水泵的中间级抽取一部 分水量作为锅炉的减温水(主要是再热器的减温水) ,这就是给水泵中间抽头的作用。 119.离心泵为什么会产生轴向推力? 因为离心泵工作时,叶轮两侧承受的压力不对称,所以会产生叶轮出口侧往进口侧方向 的轴向推力。除此以外,还有因反冲力引起的轴向推力,不过这个力较小,在正常情况下不 考虑。在水泵起动瞬间,没有因叶轮两侧压力不对称引起的轴向推力,这个反冲力会使轴承 转子向出口窜动。对于立式泵,转子的重量亦是轴向推力的一部分。
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120.平衡水泵轴向推力常用的方法有哪几种? 单级泵轴向推力平衡方法有: ⑴ 在叶轮前、后盖板处设有密封环,叶轮后盖板上设有 平衡孔(平衡孔一般为 4~6 个,总面积五倍于密封面间隙面积)或装平衡管。 ⑵ 叶轮双 面进水。 ⑶ 叶轮出口盖板上装背叶片,除此以外,多余的轴向推力由推力轴承承受。多级 泵轴向推力平衡方法如下: ⑴ 叶轮对称布置。 ⑵ 平衡盘装置法。 ⑶ 平衡鼓和双向止推 轴承法。 ⑷ 采用平衡鼓带平衡盘的办法。
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121.采用平衡盘装置有什么缺点? 平衡盘装置在多级泵上广泛使用,用来平衡轴向推力,但它有三个缺点: ⑴ 在起动、 停泵或发生汽蚀时,平衡盘不能有效地工作,容易造成平衡盘与平衡座之间的摩擦和磨损。 ⑵ 由于转轴位移的惯性,易造成平衡力大于或小于轴向力的现象,致使泵轴往返窜动,造 成低频窜振。 ⑶ 高压水往往通过叶轮轴套与转轴之间的间隙窜水反流, 干扰了泵内水的流 动,又冲刷了部件,从而影响水泵的效率、寿命和可靠性。
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122.水在叶轮中是如何运动的? 水在叶轮中进行着复合运动。即一方面它要顺着叶片工作面向外流动,另一方面还要跟 着叶轮高速旋转。前一个运动称为相对运动,其速度称为相对速度。后一个运动称为圆周运 动,其速度称为圆周速度。两种运动的合成即是水在水泵内的绝对运动。
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123.离心泵流量有哪几种调节方法?各有什么优缺点? 离心泵流量有如下几种调节方法: ⑴ 节流调节法 用泵出口阀门的开度大小来改变泵的管路特性,从而改变流量。这种调 节的优点是十分简单,缺点是节流损失大。 ⑵ 变速调节 改变水泵转速,使泵的特性曲线升高或降低,从而改变泵的流量,这种调 节方法,没有节流损失,是较为理想的调节方法。 ⑶ 改变泵的运行台数 用改变泵的运行台数来改变管道的总流量。这种调节方法简单, 但工况点在管路特性曲线上的变化很大,所以进行流量的微调是很困难的。 ⑷ 汽蚀调节法 如凝结水泵采用低水位运行方式,通过凝汽器的水位高低,改变水泵特 性曲线,从而改变流量。方法简单易行、省电,但叶轮易损,并伴有振动,有噪声。 ⑸ 轴流泵和混流泵常采用改变叶轮、叶片角度的办法,此法调节流量十分经济。
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124.给水泵的轴端密封装置有哪些类型? 给水泵的轴封装置主要有填料轴封,浮动环轴封、机械密封、迷宫式轴封,此外还有液 体动力型轴封。填料密封由填料箱、填料、填料环、填料压盖、双头螺栓和螺母等组成。填 料轴封就是在填料箱内施加柔软方型填料来实现密封,由于给水泵轴封处压力高,转速快, 摩擦产生的热量也大,加之给水温度本来就高,所以对填料必须设冷却装置。这是电厂给水 泵使用最多的一种。优点是检修方便、工艺简单、对多级水泵来说密封效果好。
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125.什么是机械密封装置? 机械密封是无填料的密封装置,它是靠固定在轴上的动环和固定在泵壳上的静环,以及 两个端面的紧密接近(由弹簧力滑推,同时又是缓冲补偿元件)达到密封的。在机械密封装 置中,压力轴封水一方面顶住高压泄出水,另一方面窜进动静环之间,维持一层流膜,使动 静环端面不接触。由于流动膜很薄,且被高压水作用着,因此泄出水量很少,这种装置只要 设计得当,保证轴封水在动、静环端面上形成流动膜,也可满足“干转”下的运转。机械密封 的摩擦耗功较少,一般为填料密封摩擦功率的 10%~15%,且轴向尺寸不大,造价又低, 被认为是一种很有前途的密封装置。
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126.液力偶合器的主要构造是怎样的? 液力偶合器主要由泵轮、涡轮和转动外壳(又叫旋转内套)组成。它们形成了两个腔室: 在泵轮与涡轮间的腔室(即工作腔)中有工作油所形成的循环流动圆;另有由泵轮和涡轮的 径向间隙 (也有在涡壳上开几个小孔的) 流入涡轮与转动外壳腔室 (即副油腔) 中的工作油。 一般泵轮和涡轮内装有 20~40 片径向辐射形叶片,副油腔壁上亦装有叶片或开有油孔、凹 槽。
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127.液力偶合器和泵轮和涡轮的作用是什么? 偶合器泵轮是和电动机轴连接的主动轴上的工作轮,其功用是将输入的机械功转换为工 作液体的动能,即相当于离心泵叶轮,故称为泵轮。涡轮的作用相当于水轮机的工作轮,它 将工作液体的动能还原为机械功,并通过被动轴驱动负载。泵轮和涡轮具有相同的形状、相 同的有效直径(循环圆的最大直径)只是轮内径向辐射形叶片数不能相同,一般泵轮与涡轮 的径向叶片数差 1~4 片,以避免引起共振。
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128.在液力偶合器中工作油是如何传递动力的? 在泵轮与涡轮间的腔室中充有工作油,形成一个循环流道,在泵轮带动的转动外壳与涡

轮间又形成一个油室。若主轴以一定转速旋转,循环圆(泵轮与涡轮在轴面上构成的两个碗 状结构组成的腔室) 中的工作液体由于泵轮叶片在旋转离心力的作用下, 将工作油从靠近轴 心处沿着径向流道向泵轮外周处外甩升压, 在出口处以径向相对速度与泵轮出口圆周速度组 成合速,冲入涡轮外圆处的进口径向流道,并沿着涡轮径向叶片组成的径向流道流向涡轮, 靠近从动轴心处, 由于工作油动量距的改变去推动涡轮旋转。 在涡轮出口处又以径向相对速 度与涡轮出口圆周速度组成合速,冲入泵轮的进口径向流道,重新在泵轮中获取能量,泵轮 转向与涡轮相同,如此周而复始,构成了工作油在泵轮和涡轮二者间的自然环流,从而传递 了动力。
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129.简述液力偶合器的系统情况? 在典型液力偶合器中,工作油泵和润滑油泵同轴而装,它们由原动机轴驱动伞形齿轮而 拖动。工作油泵为离心式,供油经过控制阀后进入泵轮。偶合器循环圆内的工作油,由勺管 排出进入工作油冷油器。冷油器出口的油分两路流动,一路直接回油箱,另一路经过控制阀 再回到泵轮,因为勺管内的油流有较高的压力,使它通过冷油器后再回到泵轮,可以减少工 作油泵的供油量,节约油泵的能耗。润滑油泵与辅助油泵为齿轮式。润滑油泵的供油经过润 滑油冷油器、双向可逆过滤器,然后分别送往各轴承和齿轮处进行润滑,润滑油的另外一路 油经过控制油滤网,进入勺管控制滑阀和勺管的液压缸。辅助油泵在偶合器起动前工作,进 行轴承的润滑,待各轴承得到充分润滑后,才能起动偶合器。
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130.试述液力偶合器的调速原理。调速的基本方法有哪几种? 在泵轮转速固定的情况下,工作油量愈多,传递的动转距也愈大。反过来说,如果动转 距不变,那么工作油量愈多,涡轮的转速也愈大(因泵轮的转速是固定的) ,从而可以通过 改变工作油油量的多少来调节涡轮的转速去适应泵的转速、流量、扬程及功率。通过充油量 的调节,液力偶合器调速范围可达 0.2~0.975。在液力偶合器中,改变循环圆内充油量的 方法基本上有: ⑴ 调节循环圆的进油量。 ⑵ 调节循环圆的出油量。 ⑶ 调节循环圆的进 出油量。 调节工作油的进油量是通过工作油泵和调节阀来进行的。 调节工作油的出油量是通 过旋转外壳里的勺管位移来实现的。 但是采用前二种调节方法, 在发电机组要求迅速增加负 荷或迅速减负荷时,均不能满足要求。只有采用第三种方法,在改变工作油进油量的同时, 移动勺管位置,调节工作油的出油量,才能使涡轮的转速迅速变化。
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131.偶合器中产生轴向推力 的原因何在?为什么要设置双向推力轴承? 轴向推力产生的原因是: ⑴ 由于工作轮受力面积不均衡,在此压力作用下必然会引起轴向作用力。 ⑵ 液体在工作腔中流动时,要产生动压力,动压力的大小与旋转速度有关。 ⑶ 由于泵轮和涡轮间存在滑差,因此在循环圆和转动外壳的腔内液体动力值是有差异 的,也会引起轴向作用力。 ⑷ 工作腔内充液量的改变,也会引起推力的变化。而偶合器在额定工作下工作时轴向 力很小。在偶合器稳定运行时,两个工作轮承受的推力大小相等、方向相反。工作过程中随 负荷的变化,推力的大小和方向都可能发生变化,因此要设置双向推力轴承。
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132.勺管是如何调节涡轮转速的? 勺管用改变工作腔内充液量的方法来改变偶合器特性,获得不同的涡轮转速,调节工作 机械的转速,常用的方法是在转动外壳与泵轮间的副油腔中,安置一个导流管,即勺管。勺 管的管口迎着工作液的旋转方向。勺管由操纵机构控制,在副油腔中作径向移动。当勺管移

到最大半径位置时,将不断地把工作腔中供入的油全部排出,偶合器处于脱离状态。当勺管 处在最小半径位置时,偶合则处于全充油工作状态。这样当勺管径向移动每一个位置,即可 得到一个相应的不同充液度,从而达到调节负荷目的。 133.液力偶合器的涡轮转速为什么一定低于泵轮转速? 若涡轮的转速等于泵轮的转速,则泵轮出口处的工作油的压力与涡轮进口处的油压相 等,且它们的压力方向相反,相互顶住,工作油在循环圆内将不产生流动。涡轮就得不到力 距,当然就转不起来,因此涡轮的转速永远只能低于泵轮的转速。而只有当泵轮转速大于涡 轮转速时, 泵轮出口处的油压才大于涡轮进口处的油压, 工作油压力差作用下产生循环运动, 于是涡轮被冲动旋转起来。 就像交流异步电动机转子的转速, 永远低于静子旋转磁场旋转速 度。 134.偶合器装设易熔塞的作用是什么? 易熔塞是偶合器的一种保护装置。正常情况汽轮机油的工作温度不允许超过 100℃,油 温过高极易引起油质恶化。同时油温过高,偶合器工作条件恶化,联轴器工作极不稳定,从 而造成偶合器损坏及轴承损坏事故。 为防止工作油温过高而发生事故, 在偶合器转动外壳上 装有四只易熔塞,内装低熔点金属。当偶合器工作腔内油温升至一定温度时,易熔塞金属被 软化后吹损,工作油从四只孔中排出,工作油泵输出的油通过控制阀进入工作腔,不断带走 热量,使偶合器中油温不再继续上升,起到了保护作用。 135.液力偶合器的特点是什么? 液力偶合器的工作特点主要有以下几点: ⑴ 可实现无级变速。通过改变勺管位置来改变涡轮的转速,使泵的流量、扬程都得到 改变,并使泵组在较高效率下运行。 ⑵ 可满足锅炉点火工况要求。锅炉点火时要求给水流量很小,定速泵用节流降压来满 足,调节阀前、后压差可达 12MPa 以上。利用液力偶合器,只需降低输出转速即可满足要 求,既经济又安全。 ⑶ 可空载起动且离合方便。使电动机不需要有较大的富裕量,也使厂用母线减少启动 时的受冲击时间。 ⑷ 隔离振动。偶合器泵轮与涡轮间扭矩是通过液体传递的,是柔性联接。所以主动轴 与从动轴产生的振动不可能相互传递。 ⑸ 过载保护。由于偶合器是柔性传动,工作时有滑差,当从动轴上的阻力扭矩突然增 加时,滑差增大,甚至制动,但此时原动机仍继续运转而不致受损。因此,液力偶合器可保 护系统免受动力过载的冲击。 ⑹ 无磨损,坚固耐用,安全可靠,寿命长。液力偶合器的缺点:液力偶合器运转时有 一定的功率损失。除本体外,还增加一套辅助设备,价格较贵。
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136.偶合器勺管卡涩的原因有哪些?怎样处理? 偶合器调速是靠勺管的径向移动改变工作腔的充油量来实现的。勺管卡涩就使偶合器的 调速受阻, 其卡涩原因如下: ⑴ 偶合器油中带水,引起扇形齿轮轴上的两只滚动轴承严重锈蚀而不能转动,以致勺 管不能升降。 ⑵ 电动执行机构限位调整不当,从而使勺管导向键受过载应力导致局部变形,卡死在
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勺管键槽内,迫使勺管无法移动。 ⑶ 勺管与勺管套配合间隙过小,容易卡涩。 ⑷ 勺管表面氮化层剥落。 处理方法如下: ⑴ 严格监视偶合器油质,定期化验。如油质不合格应立即滤油或换油,并查处进入油 系统的水源。 ⑵ 调换导向键,将电动执行机构转角限定在安全位置。 ⑶ 将勺管与勺管套配合间隙放大至 0.015mm。并适当减小勺管套与排油腔体孔的配合 过盈量,增加勺管与勺管套的配合研磨工序,减少卡涩现象。 ⑷ 氮化层剥落应及时调换勺管。
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137.调速给水泵润滑油压降低的原因有哪些? 引起调速给水泵润滑油压降低的原因主要有: ⑴ 润滑油泵故障,齿轮碎裂,油泵打不出油。 ⑵ 辅助油泵出口逆止阀漏油,油系统溢油阀工作失常。 ⑶ 油系统存在泄漏现象。 ⑷ 油滤网严重阻塞,引起滤网前后压差过大。 ⑸ 油箱油位过低。 ⑹ 辅助油泵故障。主要有吸油部分漏空气,齿轮咬死,出口管段逆止阀前空气排不尽 等,从而引起油泵不出油。
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138.给水泵运行中发生振动的原因有哪些? 给水泵发生振动的原因有: ⑴ 流量过大超负荷运行。 ⑵ 流量小时,管路中流体出现周期性湍流现象,使泵运行不稳定。 ⑶ 给水汽化。 ⑷ 轴承松动或损坏。 ⑸ 叶轮松动。 ⑹ 轴弯曲。 ⑺ 转动部分不平衡。 ⑻ 联轴器中心不正。 ⑼ 泵体基础螺丝松动。 ⑽ 平衡盘严重磨损。 ⑾ 异物进入叶轮。
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139.给水泵运行中经常发生的故障有哪些? 给水泵运行中经常发生的故障有: ⑴ 给水泵汽蚀。给水泵的流量过小或过大,除氧器压力或水位下降,入口滤网堵塞较 多,从而引起给水泵汽化。使给水泵汽蚀。 ⑵ 运行中给水泵平衡盘磨损。使用平衡盘平衡轴向推力的给水泵,起、停中不可避免 地造成平衡盘与平衡座的摩擦,从而引起磨损。检修处理不当,也会造成平衡盘磨损。 ⑶ 运行中给水泵油系统故障。主要有轴承油压下降、油温升高、轴承故障、液力偶合 器故障、油系统漏油、油系统进水、油泵故障等。 ⑷ 运行中给水泵发生振动。主要有轴承地脚螺丝松动,台板刚性减弱,水泵转子不平 衡,水泵发生汽蚀,轴承损坏,水泵内部动静摩擦,水泵进入异物等。
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