汽轮机的调节与保护

汽轮机的调节与保护

1、汽轮机供油系统的作用是什么？

（1）、向汽轮发电机组的各轴承提供足够的、压力和温度合格的润滑油，以便润滑和冷却轴承。

（2）、向调节（保护）系统提供压力油以保证调节（保护）系统正常工作。

（3）、同时在机组停机或启动时，向盘车装置和顶轴装置供油。2、汽轮机供油系统主要由哪些设备组成？

汽轮机供油系统主要由油箱、主油泵、注油器、辅助油泵（即高压调速油泵、交流润滑油泵和直流事故油泵）、冷油器、滤油器、过压阀、顶轴油泵、净油系统、除油雾系统、电加热器、远传液位指示器等组成。我厂的135WM汽轮机采用相互独立的润滑油（透平）系统和抗燃油（EH油）系统，分别向轴承和调节系统供油。

3、为什么要研究将抗燃油作为汽轮发电机组油系统的介质？

随着机组功率和蒸汽参数的不断提高，调节系统的调节汽门提升力越来越大，提高油动机的油压是解决调节汽门提升力增大的一个途径。但油压的提高、容易造成油的泄漏，普通汽轮机油的燃点低，容易造成火灾。抗燃油的自燃点较高，通常大于700℃。这样，即使它落在炽热高温蒸汽管道表面也不会燃烧起来，抗燃油还具有火焰不能维持及传播的可能性。从而大大减小了火灾对电厂的威胁。因此，超高压大功率机组以抗燃油代替普通汽轮机油已成为汽轮机发展的必然趋势。

4、采用抗燃油做为油系统的介质有什么特点？

抗燃油的最大特点是它的抗燃性，但也有它的缺点，如有一定毒性，价格昂贵，粘温特性差（即温度对粘性的影响大）。所以一般将调节系统与润滑系统分成两个独立的系统。调节系统用高压抗燃油，润滑系统用普通汽轮机油。

5、主油箱的容量是根据什么决定的？什么是汽轮机油的循环倍率？

汽轮机主油箱的贮油量决定与油系统的大小，应满足润滑及调节系统的用油量。机组越大，调节、润滑系统用油量越多。油箱的容量也越大。

汽轮机油的循环倍率等于每小时主油泵的出油量与油箱总油量之比，一般应小于12。如循环倍率过大，汽轮机油在油箱内停留时间少，空气、水分来不及分离，致使油质迅速恶化，缩短油的使用寿命。

6、汽轮机的调速油压和润滑油压是根据什么来确定的？

汽轮机的调节系统通常用油来传递信号并作为动力使油动机动作，开、闭调节汽门和主汽门。为了保证调整迅速、灵敏，因此要保持一定的调速油压。汽轮机常用的调速油压有0.4MPa~0.5MPa、

1.2～1.4MPa、1.8～2.0MPa等几种。一般来说，油压高能使调节系统动作灵敏度高，油动机和错油门结构尺寸缩小。调速油压有的已高达4.0MPa。但油压过高时易漏油着火。汽轮机润滑油压根据转子的重量、转速、轴瓦的构造及润滑油的粘度等，在设计时计算出来，以保证轴颈与轴瓦之间能形成良好的油膜，并有足够的油量来冷却，因此汽轮机润滑油压一般取0.12~0.15MPa。

润滑油压过高可能造成油挡漏油，轴承振动。油压过低使油膜建立不良，甚至发生断油损坏轴瓦。

7、离心式油泵有哪些特点？

离心式油泵的优点油：

（1）转速高，可由汽轮机主轴直接带动而需任何减速装置。

（2）特性曲线比较平坦，调节系统动作大量用油时，油泵出油量增加，而出口油压下降不多，能、满足调节系统快速动作的要求。

离心式泵的缺点：油泵入口为负压，一旦漏入空气就会使油泵工作失常。因此必须用专门的注油器向主油泵供油，以保证油泵工作的可靠与稳定。

8、注油器的工作原理是怎样的？

注油器由喷嘴、滤网、扩压管、混合室等组成。注油器是一种喷射泵，其工作原理是：高压油经喷嘴高速喷出，造成混合室真空，油箱中的油被吸入混合室。高速油流带动周围低速油流，并在混合室中混合后进入扩压管。油流在扩压管中速度降低，油压升高，最后以一定压力流出，供给系统使用。装在注油器进口的滤网是为了阻塞杂物堵塞喷嘴。

9、汽轮机油箱为什么要装排油烟机？

油箱装设排油烟机的作用是排除油箱中的气体和水蒸气。这样一方面使水蒸气不在油箱中凝结；另一方面使油箱中的压力不高于大气压力，使轴承回油顺利地流入油箱。反之，如果油箱密闭，那么大量气体和水蒸气积在油箱中产生正压，会影响轴承的回油，同时易使油箱油中积水。排油烟机还有排除有害气体使油质不易劣化的作用。

10、油箱底部为什么要安装放水管？

汽轮机运行中，由于轴封漏汽大、汽动油泵水不畅、水冷发电机转子进水法兰漏水过多等原因，使汽轮机油中带水。这些带有水分的油回到油箱后，因为水的比重大，水与油分离后沉积在油箱底部。及时排除这些水可避免已经分离出来的水再与油混合使油质劣化。所以油箱底部都装有放水管。

11、汽轮机油油质劣化有什么危害？

汽轮机油的质量的好坏与汽轮机能否正常运行关系密切。油质变坏使润滑油的性能和油膜力发生变化，造成各润滑部件不能很好的润滑，结果使轴瓦乌金融化损坏；还会使调节系统部件被腐蚀、生锈而卡涩，导致调节系统和保护装置动作失灵的严重后果。所以必须重视对汽轮机油质量的监督。

12、汽轮机油有哪些质量指标？

汽轮机油的质量有许多指标，主要有粘度、酸价、酸碱性反应、抗乳化度和闪点等五个指标。此外，透明程度、凝固点温度和机械杂质等也是判别油质的标准。

13、为什么汽轮机轴承盖上必须装设通气孔、通气管？

一般轴承内呈负压状态，通常这是因为从轴承流出的油有抽吸作用所造成的。由于轴承内形成负压，促使轴承内吸入蒸汽并凝结水珠。为避免轴承内产生负压，在轴承盖上设有通气孔或通气管与大气连通。另一方面，在轴承盖上设有通气管也可起着排除轴承中汽轮机油由于受热产生的烟气的作用，不使轴承内压力高于大气压。运行中应注意通气孔保持通畅防止堵塞。某厂汽轮机前轴承盖通气孔堵塞，轴承箱积聚可燃气体，被轴承箱内电火花引爆，造成前轴承箱爆炸事故。

14、汽轮机调节（保护）系统的任务是什么？

汽轮机调节系统的基本任务是：（1）对汽轮机进行转速调节和功率调节。（2）保证汽轮机安全的运行。例如在外界负荷变化时，及时的调节汽轮机的功率以满足用户用电量变化的需要，同时保证汽轮发电机组的工作转速在正常允许范围之内。

15、汽轮机运行对调节系统的要求是什么？

一个好的调节系统在运行中应能满足以下要求：

（1）、当转速不变时，调节系统应能保证机组的负荷不变。

（2）、当蒸汽参数或供电频率在允许范围内变化时调节系统仍能维持机组在零负荷至满负荷之间稳定运行，并能保证起轮发电机组能顺利并网。

（3）、当负荷变化时，调节系统应能保证机组安全地从一个稳定工况过渡到另一个稳定工况，而不发生较大的和常时间地摆动。

（4）、当机组突然甩去全负荷时，调节系统应能保证机组维持空转。

（5）、调节系统中的保护装置，应能在被监控的参数超过规定的极限值时，迅速动作，自动控制机组负荷或使机组紧急停机，以保证机组的安全。

16、汽轮机进汽调节方式有几种？各有何优缺点？

汽轮机进汽调节方式有三种：

（1）、节流调节法：节流调节法也称质量调节法。汽轮机的进汽量全部经过一个或几个同时开关的调节汽门进入所有喷嘴。这种调节法只有带额定负荷时，调节汽门全开，节流损失最小，此时汽轮机的效率最高。负荷减少时调节汽门关小，使蒸汽在调节汽门内产生节流作用，降低蒸汽压力，然后进入汽轮机。由于节流作用而存在节流损失，汽轮机的效率也降低。

（2）、喷嘴调节法：也称断流调节法。进入汽轮机的进汽量，通过数只依次启闭的调节汽门，进入汽轮机的第一级喷嘴调整汽轮机的负荷。每个调节汽门控制一组喷嘴，根据负荷的多少确定调节汽门的开启数目。在每一个调节汽门未开足时，也有节流损失，但这仅是全部新蒸汽的一部分，因此在低负荷时比节流调节的节流损失小，经济性好。缺点是检修安装时调整较为复杂；变工况时调节汽室温度变化大，负荷的变动速度不能太快。

（3）、旁通调节法：采用节流调节的汽轮机，特别是反动式汽轮机应用较多。通常在汽轮机的经济负荷下，主调节汽门全开。超出经济负荷时开旁通门，把新蒸汽引至后面几级叶片中去。其优点是在经济（设计）负荷时运行效率最高，节流损失最少。其缺点是当超过经济负荷时，旁通进汽，优质金属材料的比例相应提高，其效率也应旁通阀的节流损失和旁通室压力升高而下降。

17、汽轮机的调节系统根据其动作过程，一般由哪几部分组成？

（1）、转速感应机构，它是用来感受转速的变化，并将转速的变化转变为其他物理量变化的调节机构。

（2）、传动放大机构，它是处于转速感受机构之后，配汽机构之前的，起着信号传递和放大的调节机构。

（3）、配汽机构，它是接受由转速感受机构通过传动放大机构来的信号，并能依次来改变汽轮机的进汽量的机构。

（4）、调节对象，对汽轮机调节来说，调节对象就是汽轮发电机组。

图中z、s、m和l分别为滑环、滑阀（错油门）、油动机以及调节汽阀的行程。

18、汽轮机有哪些主要保护？

（1）超速保护（机械超速保护、电超速、附加超速保护）；（2）串轴保护；（3）高、中压缸相对膨胀超限保护；（4）低压转子绝对膨胀超限保护；（5）低油压保护；（6）低真空保护；（7）轴承回油温度超限保护；（8）轴承振动超限保护；（9）机组发生其它紧急故障时，运行人员就地手打危急遮断器或接通停机电磁阀电源使机组停机。

19、调节系统不能维持空负荷运行及甩负荷时引起危急保安器动作有哪些原因？

调节汽门漏汽及调节系统不支撑是推进系统不能维持空负荷运行及引起危急保安其动作的主要原因。其中调节系统工作不正常原因较多，如同步器下限太高致使调节汽门关不严。另外当速度变动率过大，在负荷由满负荷甩至零负荷时，转速上升超过危急保安器动作转速，此外，调节系统连杆卡涩，调节汽门卡住，调节系统迟缓率过大，在甩负荷时也会引起危急保安器动作。

20、汽轮机轴向位移保护装置起什么作用？

汽轮机转子与定子之间的轴向间隙很小，当转子的轴向推力过大，致使推力轴承乌金熔化时，转子将产生不允许的轴向位移，造成动静部分摩擦，导致设备严重损害事故，因此汽轮机都装有轴向位移保护装置。其作用是：当轴向位移达到一定数值时，发出报警信号；当轴向位移达到危险值时，保护装置动作，切断进汽，紧急停机。

21、汽轮机为什么要设差胀保护？

汽轮机启动、停机及异常工况下，常因转子加热（或冷却）比汽缸快，产生膨胀差值（简称差胀）。无论是正差胀还是负差胀，达到某一数值，汽轮机轴向动静部分就要相碰发生摩擦。为了避免因差胀过大引起动静摩擦，大机组一般都设有差胀保护，当正差胀或负差胀达到某一数值时，保护动作，关闭主汽门和调节汽门等，紧急停机。（同时应立即破坏真空紧急停机，防止汽轮机损坏。）

22、什么是一次调频和二次调频？

1）电负荷改变而引起电网频率变化时，电网中全部并列运行的机组均自动按其静态特性承担一定的负荷变化以减少电网频率的改变，称为一次调频。一次调频不能精确的维持电网频率不变，只能缓和频率变化的程度。

2）二次调频就是在电网周波不符合要求时，操作电网中某些机组的同步器，增加或减少它们的功率，使电网周波恢复正常。一般来讲要靠二次调频才能精确的维持电网周波恒定。

23、什么是调节系统的静态特性和动态特性？

（1）、静态特性是指在单机运行的各稳定状态下，汽轮机功率与转速之间的对应关系，将这种关系绘制成曲线即为静态特性曲线。
（2）、动态特性是指当汽轮机功率变化时其动态过渡过程特性。动态性能指标有：1