解答:为了评价机组运行的可靠性,常采用以下指标: (1)可用系数:在统计时间段内,机组处于可用状态的时间所占的百分比。机组处于可用状态的时间等于机组实际运行时间与停机备用时间之和。
(2)计划停运系数:在统计时间段内,计划大修、小修和节假日维修的时间所占的百分比。
(3)非计划停运系数:在统计时间段内,机组因故障或事故停机维修和计划维修工期延迟的时间之和所占的百分比。
(4)强迫停运系数:在统计时间段内,汽轮机因故障或事故被迫停机持续的时间所占的百分比。
(5)运行系数:在统计时间段内,汽轮机运行时间所占的百分比。
(6)强迫停运率:在统计时间段内,汽轮机被迫停机持续的时间占机组应运行时间的百分比。机组应运行时间等于机组实际运行时间与汽轮机被迫停机持续时间之和。
从安全角度,汽轮机运行的可靠性指标主要是可用系数和强迫停运系数,它们反映汽轮机设计、安装和运行维护的水平。
可靠性指标的计算,首先要确定统计时间段PH(一年或一个大修期);其次统计在此时间段内机组处于可用状态的时间AH;机组实际运行时间SH;计划大修、小修和节假日维修的时间POH;汽轮机被迫停机持续的时间FOH;故障或事故停机维修和计划维修工期延迟的时间UOH。
可用系数AF=(AH/PH)×100%;计划停运系数POF=(POH/PH)×100%;非计划停运系数UOF=(UOH/PH)×100%;强迫停运系数FOF=(FOH/PH)×100%;强迫停运率FOR=(FOH/(FOH+SH))×100%;运行系数SF=(SH/PH)×100%。
5. 汽轮机运行中,其汽缸受哪些作用力?这些作用力在汽缸内产生什么样的应力状态?这些作用力在什么条件下最大?它们对汽缸安全工作有何影响?在运行中如何保证汽缸安全工作?
解答:汽轮机运行中,其汽缸承受的作用力有:蒸汽与大气压力差产生的作用力;隔板或隔板套作用在汽缸上的力;汽缸内、外壁温差产生的热应力;连接管道作用在汽缸上的力。
蒸汽与大气压力差产生的作用力,在汽缸壁内部产生切向、轴向和径向应力;在高、中压汽缸的法兰内还产生弯曲应力;在其螺栓内产生拉应力。隔板或隔板套作用在汽缸上的力,在其与汽缸的接触面产生挤压应力;蒸汽喷射对隔板产生的反作用力,通过隔板的挂耳传递给汽缸,在汽缸内产生剪切应力;汽缸内、外壁温差产生切向、轴向和径向热应力。连接管道作用在汽缸上的力,在汽缸壁内产生局部的拉、压应力或剪切应力。
除凝汽式汽轮机的最末几级和低压排汽室外,其内部蒸汽压力大于大气压力,承受蒸汽表压力在其内壁产生的作用力,其中以进汽部分蒸汽压力最高,特别是在其进汽超压的最大流量工况,汽缸、法兰和螺栓承受的蒸汽作用力最大。对于其低压最末几级和低压排汽室,内部压力低于大气压力,主要承受大气的作
用力,它随凝汽器真空升高而增大。隔板或隔板套作用在汽缸上的力,以最大流量工况时最大。汽缸内的热应力,与汽缸内、外壁温差成比例,温差愈大,热应力愈大。连接管道作用在汽缸上的力,与管道连接的状态有关。
对于汽缸的高、中压部分,若运行中其内、外压力差过大而超过最大许用值,其最大应力可能超过材料的许用应力;螺栓因变形而使预紧力消失,法兰结合面出现张口,产生漏汽,冲刷法兰结合面,破坏结合面的严密性。对于汽缸的低压部分,其内部压力低于大气压力,主要解决刚度问题,同时防止排汽压力高于大气压力。因为排汽压力升高,排汽温度随之升高,排汽缸的垂直膨胀量增大,破坏转子或汽缸中心线的自然垂弧,可能引起机组振动,造成动、静部分摩擦;而且可能造成凝汽器铜管泄漏,影响凝结水的质量。在汽轮机启停和变负荷过程中热应力为交变应力,热应力过大将使材料提前出现疲劳裂纹,还可能使合成应力超过许用应力。连接管道作用在汽缸上的力过大将阻碍汽轮机自由膨胀,严重时会引起汽缸中心线偏斜,或与台板脱离,造成推力轴承烧毁,或激起机组强烈振动。
只要在安装时注意控制连接管道作用在汽缸上的力;在运行中控制主蒸汽和调节级后蒸汽的参数不超过最大许用值;汽缸内、外壁温差和法兰内、外壁温差不超过最大允许值,可以保证汽缸的安全。 6.
汽轮机运行中,其隔板受哪些作用力?这些作用力在什么
条件下最大?它们对隔板的安全工作有何影响?在运行中如何才能保证隔板安全工作?
解答:汽轮机运行中隔板承受其前后蒸汽压力差产生的作用力;隔板喷嘴内蒸汽加速产生的反作用力。这些作用力在最大流量工况下最大。隔板前后蒸汽压力差产生的作用力,使隔板产生弯曲变形,隔板体内孔产生轴向位移;喷嘴叶栅顶部截面产生较大的弯曲应力。蒸汽加速对喷嘴叶栅产生的反作用力,在叶栅顶部和根部截面产生较大的弯曲应力。隔板体内孔轴向位移过大,可能使汽轮机动、静部分发生摩擦;喷嘴叶栅弯曲应力过大,可能产生裂纹。 运行中控制汽轮机调节级汽室蒸汽压力不超过允许值,即能保证隔板安全工作。 7.
汽轮机运行中,其转子承受哪些作用力?哪些因素影响这
些作用力的大小?这些作用力过大,对转子安全工作有何影响?在运行中如何保证转子安全工作,使其具有一定的使用寿命?
解答:汽轮机运行中转子承受其高速旋转产生的离心力;蒸汽作用在转子叶轮、轴肩和汽封凸肩上的轴向力;转子振动在其中产生的动应力;转子内部温度不均产生的热应力;传递机械功率的扭矩。
旋转产生的离心力与转速的平方成正比;蒸汽作用在叶轮上的轴向力与叶轮面积和其两侧蒸汽的压力差成正比;蒸汽作用在轴肩上的轴向力与其面积和该处蒸汽的压力成正比;转子振动在其中产生的动应力与振动的振幅和频率成比例,振动频率愈高、振幅愈大,动应力愈大;转子内的热应力与转子内、外壁温差和轴向温差有关,温差愈大,热应力愈大;传递机械功率的扭矩与机组的负荷成正比,以发电

