工学
问答题主蒸汽和再热蒸汽温度变化，对机组安全经济运行有何影响？
题目
问答题
主蒸汽和再热蒸汽温度变化，对机组安全经济运行有何影响？
参考答案和解析
正确答案：
（1）初温变化对安全经济运行的影响：
汽轮机的初温升高，蒸汽在锅炉内的平均吸热温度提高，循环效率提高，热耗率降低。另外，由于初温升高，凝汽式汽轮机的排汽湿度减小，其内效率也相应提高。循环效率和汽轮机的效率提高，运行经济性相应提高。反之，汽轮机的初温降低，运行经济性相应降低。
由于初温的变化，汽轮机的进汽量和进汽比焓值均变化，汽轮机的功率也相应变化。在汽轮机的进汽压力和调节阀开度不变时，进汽量与主蒸汽绝对温度的二次方根成反比。对于非再热机组，在进排汽压力不变时，其理想焓降与主蒸汽绝对温度成正比。汽轮机功率的相对变化与主蒸汽温度的的二次方根成正比。对于再热机组，由于假定主蒸汽压力和再热蒸汽温度不变，此时再热蒸汽压力因流量减少而降低，主蒸汽温度变化时对机组功率的影响小于非再热机组，但其功率的变化仍与主蒸汽温度的的二次方根成比例。
汽轮机的进汽部分和高压部分与高温蒸汽直接接触，蒸汽初温升高时，金属材料的温度升高，机械强度降低，蠕变速度加快，许用应力下降，从而使机组的使用寿命缩短。
在调节阀开度不变，主蒸汽温度降低时，汽轮机功率相应减小。要保持机组功率不变，要开大调节阀，进一步增加进汽量。此时对于低压级、特别是末级，流量和焓降同时增大，导致动叶栅上蒸汽的作用力增加，其弯曲应力可能超过允许值，且转子的轴向推力相应增大。另外，主蒸汽温度的降低，导致低压级的湿度增大，使湿气损失增大，对动叶片的冲蚀作用加剧。若蒸汽初温突然大幅度降低，则可能产生水冲击，引起机组出现事故。
（2）再热蒸汽温度变化对机组安全经济运行的影响
再热机组的再热蒸汽温度变化，对机组安全经济运行的影响与主蒸汽温度变化的影响相似。所不同的是再热蒸汽温度变化时，仅对中、低压缸的理想焓降和效率产生影响，而对高压缸的影响极小。只是再热蒸汽温度升高时，其比容相应增大，容积流量增加，再热器内流动阻力增大，使高压缸排汽压力略有增加。因此再热蒸汽温度变化1℃，对机组经济性的影响小于主蒸汽温度变化1℃时产生的影响。
汽轮机的初温升高，蒸汽在锅炉内的平均吸热温度提高，循环效率提高，热耗率降低。另外，由于初温升高，凝汽式汽轮机的排汽湿度减小，其内效率也相应提高。循环效率和汽轮机的效率提高，运行经济性相应提高。反之，汽轮机的初温降低，运行经济性相应降低。
由于初温的变化，汽轮机的进汽量和进汽比焓值均变化，汽轮机的功率也相应变化。在汽轮机的进汽压力和调节阀开度不变时，进汽量与主蒸汽绝对温度的二次方根成反比。对于非再热机组，在进排汽压力不变时，其理想焓降与主蒸汽绝对温度成正比。汽轮机功率的相对变化与主蒸汽温度的的二次方根成正比。对于再热机组，由于假定主蒸汽压力和再热蒸汽温度不变，此时再热蒸汽压力因流量减少而降低，主蒸汽温度变化时对机组功率的影响小于非再热机组，但其功率的变化仍与主蒸汽温度的的二次方根成比例。
汽轮机的进汽部分和高压部分与高温蒸汽直接接触，蒸汽初温升高时，金属材料的温度升高，机械强度降低，蠕变速度加快，许用应力下降，从而使机组的使用寿命缩短。
在调节阀开度不变，主蒸汽温度降低时，汽轮机功率相应减小。要保持机组功率不变，要开大调节阀，进一步增加进汽量。此时对于低压级、特别是末级，流量和焓降同时增大，导致动叶栅上蒸汽的作用力增加，其弯曲应力可能超过允许值，且转子的轴向推力相应增大。另外，主蒸汽温度的降低，导致低压级的湿度增大，使湿气损失增大，对动叶片的冲蚀作用加剧。若蒸汽初温突然大幅度降低，则可能产生水冲击，引起机组出现事故。
（2）再热蒸汽温度变化对机组安全经济运行的影响
再热机组的再热蒸汽温度变化，对机组安全经济运行的影响与主蒸汽温度变化的影响相似。所不同的是再热蒸汽温度变化时，仅对中、低压缸的理想焓降和效率产生影响，而对高压缸的影响极小。只是再热蒸汽温度升高时，其比容相应增大，容积流量增加，再热器内流动阻力增大，使高压缸排汽压力略有增加。因此再热蒸汽温度变化1℃，对机组经济性的影响小于主蒸汽温度变化1℃时产生的影响。
解析：
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相似问题和答案
第1题：
在主蒸汽温度不变时，主蒸汽压力的变化对汽轮机运行有何影响？
正确答案: 主蒸汽温度不变，主蒸汽压力升高对汽轮机的影响：
（1）整机的焓降增大，运行的经济性提高。但当主汽压力超过限额时，会威胁机组的安全。
（2）调节级叶片易过负荷。
（3）机组末几级的蒸汽湿度增大；
（4）引起主蒸汽管道、主汽门及调速汽门、汽缸、法兰等变压部件的内应力增加，寿命减少，以致损坏。
主蒸汽温度不变，主蒸汽压力下降对汽轮机影响：
（1）汽轮机可用焓降减少，耗汽量增加，经济性降低，出力不足。
（2）汽机通流部分易过负荷。
（3）对于用抽汽供给的给水泵的小汽轮机和除氧器，因主汽压力过低也就引起抽汽压力相应降低，使小汽轮机和除氧器无法正常运行。
第2题：
运行中主蒸汽压力变化对机组运行工况和经济性有什么影响？
正确答案: 当主蒸汽压力升高时，如果保持机组的负荷不变，则要相应地关小调汽门。这样蒸汽流量减少了，汽轮机的汽耗率降低，热耗率也必然降低，因而提高了机组的经济性。蒸汽量减少，使得再热蒸汽压力降低，在保持再热蒸汽温度不变的情况下，低压缸后几级的湿度也减小了。
当主蒸汽压力降低时，汽轮机的理想焓降减小，将引起经济性降低。在调汽门开度不变时，汽压降低将引起蒸汽流量成比例地减少，这时机组负荷减少。如果保持负荷不变，则要开大调汽门，其结果使蒸汽流量增加，并使锅炉压力进一步降低。如果汽压降低太多，使机组带不到额定负荷。
第3题：
中间再热机组在滑参数减负荷停机过程中，与主蒸汽温度相比，再热蒸汽温度下降有（）现象。
- A、超前
- B、滞后
- C、同步
正确答案:B
第4题：
在主蒸汽压力不变时，主蒸汽温度降低对汽轮机运行有何影响？运行中应如何处理？
正确答案:（1）主蒸汽温度下降，使汽轮机做功的焓降减少，故要保持原有出力，则蒸汽流量必须增加，因此汽轮机的汽耗增加，经济性下降。另外，由于蒸汽流量增加，还可能造成通流部分过负荷。
（2）主蒸汽温度急剧下降，使汽轮机末几级的蒸汽湿度增加，加剧了末几级叶片的汽蚀，缩短了叶片使用寿命。
（3）主蒸汽温度急剧下降，会引起汽轮机各金属部件温差增大，热应力和热变形也随着增加，且胀差会向负值变化，因此机组振动加剧，严重时会发生动静摩擦。
（4）主蒸汽温度急剧下降，往往是发生水冲击的预兆，会引起转子轴向推力增加。一旦发生水冲击，则机组就要受到严重损害。若汽温骤降，使主蒸汽带水，引起水冲击，后果极其严重。
主蒸汽温度降低的处理：
（1）应加强监视机组的振动、声音、轴向位移、推力瓦温度、差胀、汽缸金属温度、高中压转子应力趋势等变化；
（2）主蒸汽单管温度降至525℃时，联系锅炉恢复正常；
（3）两平行主蒸汽管温度偏差不大于14℃，否则应与锅炉核准表计，并要求锅炉恢复正常，两管最大温差不准超过42℃；
（4）主蒸汽温度降至500℃时，开电动主闸门前及高导疏水门，当主蒸汽温度降至490℃时，开各缸疏水门；
（5）汽温继续下降，应按规定减负荷，直至停机；（450℃减负荷到零，430℃故障停机）。
第5题：
主、再热蒸汽温度突降有何危害？
正确答案:蒸汽温度突降，可能机组发生水冲击的预兆，而水冲击会引起整个机组严重损坏，此外，汽温突降还会引起机组部件温差增大，热应力增大，且降温产生的温差会使金属承受拉应力，其允许值比压应力小得多，降温还会引起静部分收缩不一，差胀向负值增大，甚至动静之间发生摩擦，严重时还将导致设备损坏，因此在发生汽温突降时，除按规程规定外，还应对机组运行情况进行监视与检查。
第6题：
锅炉正常运行时，主蒸汽；再热蒸汽的两侧温差不超过（），主蒸汽温度与再热蒸汽温度差不超过（）。
正确答案:17℃；40℃
第7题：
对主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道缺陷处理有何要求？
正确答案: 三通：
（1）有裂纹等严重缺陷时，应及时采取处理措施。
（2）已运行20万h的铸造三通，其检查周期应当缩短到2万h，根据检查结果决定是否采取更换措施。
（3）碳钢和钼钢焊接三通，当发现石墨化达4级时，应予以更换。
弯头：
（1）已运行20万h的铸造弯头，其检查周期应当缩短到2万h，根据检查结果决定是否采取更换措施。
（2）碳钢和钼钢焊接弯头，当发现石墨化达4级时，应予以更换。
（3）发现外壁有蠕变裂纹时，应及时更换。
阀门存在裂纹或粘沙、缩孔、折迭、夹渣、漏焊等降低强度和严密性的缺陷时，要及时处理或更换。
第8题：
主蒸汽和再热蒸汽温度变化，对机组安全经济运行有何影响？
正确答案:（1）初温变化对安全经济运行的影响：
汽轮机的初温升高，蒸汽在锅炉内的平均吸热温度提高，循环效率提高，热耗率降低。另外，由于初温升高，凝汽式汽轮机的排汽湿度减小，其内效率也相应提高。循环效率和汽轮机的效率提高，运行经济性相应提高。反之，汽轮机的初温降低，运行经济性相应降低。
由于初温的变化，汽轮机的进汽量和进汽比焓值均变化，汽轮机的功率也相应变化。在汽轮机的进汽压力和调节阀开度不变时，进汽量与主蒸汽绝对温度的二次方根成反比。对于非再热机组，在进排汽压力不变时，其理想焓降与主蒸汽绝对温度成正比。汽轮机功率的相对变化与主蒸汽温度的的二次方根成正比。对于再热机组，由于假定主蒸汽压力和再热蒸汽温度不变，此时再热蒸汽压力因流量减少而降低，主蒸汽温度变化时对机组功率的影响小于非再热机组，但其功率的变化仍与主蒸汽温度的的二次方根成比例。
汽轮机的进汽部分和高压部分与高温蒸汽直接接触，蒸汽初温升高时，金属材料的温度升高，机械强度降低，蠕变速度加快，许用应力下降，从而使机组的使用寿命缩短。
在调节阀开度不变，主蒸汽温度降低时，汽轮机功率相应减小。要保持机组功率不变，要开大调节阀，进一步增加进汽量。此时对于低压级、特别是末级，流量和焓降同时增大，导致动叶栅上蒸汽的作用力增加，其弯曲应力可能超过允许值，且转子的轴向推力相应增大。另外，主蒸汽温度的降低，导致低压级的湿度增大，使湿气损失增大，对动叶片的冲蚀作用加剧。若蒸汽初温突然大幅度降低，则可能产生水冲击，引起机组出现事故。
（2）再热蒸汽温度变化对机组安全经济运行的影响
再热机组的再热蒸汽温度变化，对机组安全经济运行的影响与主蒸汽温度变化的影响相似。所不同的是再热蒸汽温度变化时，仅对中、低压缸的理想焓降和效率产生影响，而对高压缸的影响极小。只是再热蒸汽温度升高时，其比容相应增大，容积流量增加，再热器内流动阻力增大，使高压缸排汽压力略有增加。因此再热蒸汽温度变化1℃，对机组经济性的影响小于主蒸汽温度变化1℃时产生的影响。
第9题：
再热蒸汽温度的变化对中间再热机组的工况有什么影响？
正确答案: 当主蒸汽温度不变而再热蒸汽温度变化时，不仅中、低压缸的工况要受到暴动影响，高压缸工况也要受到影响。当再热蒸汽温度升高时，汽轮机总的焓降将增加，若保持汽轮机出力不变，汽轮机总的进汽量将减少。根据机组变工况原理的分析：再热蒸汽温度升高时，高压缸的出力将降低，而中、低缸的功率有所增加；反之，当再热蒸汽温度降低时，再热系统流动阻力减小，再热器中压力降低，此时高压缸的功率增大，特别是末级超载，而中、低压缸各级焓降减小，这又会导致反动度及轴向推力的变化。另外，再热蒸汽温度降低也导致低压缸末级叶片湿度增大，影响整个机组的经济性。
第10题：
主蒸汽压力变化，对机组安全经济运行有何影响？
正确答案: 在初压变化时，若保持调节阀开度不变，此时除少数低压级之外，绝大多数级内蒸汽的理想焓降不变，故汽轮机的效率基本保持不变，但其进汽量将随之改变。对于凝汽式机组或某一级叶栅为临界状态的机组，其进汽量与初压的变化成正比，由于此时汽轮机内蒸汽的理想焓降随初压升高而增大，机组功率的相对变化大于机组进汽量的相对变化。对于不同背压的级组，背压越高，初压改变对功率的影响越大。
当主蒸汽温度不变，主蒸汽压力升高时，蒸汽的初焓减小；此时进汽流量增加，回热抽汽压力升高，给水温度随之升高，给水在锅炉中的焓升减小，一公斤蒸汽在锅炉内的吸热量减少。此时进汽量虽增大，但由于进汽量的相对变化小于机组功率的相对变化，故热耗率相应减小，经济性提高，反之亦然。
采用喷嘴调节的机组，初压改变时保持功率不变。当初压增加时，一个调节阀关小，其节流损失增大，故汽轮机的内效率略有降低。虽然初压升高使循环效率增高，但经济性不如调节阀开度不变的工况。
采用节流调节的机组，若保持功率不变，初压升高时，所有调节阀的开度相应减小，在相同条件下，进汽节流损失大于喷嘴调节。初压升高使循环效率增大的经济效益，几乎全部被进汽节流损失相抵消。
初压升高时，所有承压部件受力增大，尤其是主蒸汽管道、主汽门、调节阀、喷嘴室、汽缸等承压部件，其内部应力将增大。初压升高时若初温保持不变，使在湿蒸汽区工作的级湿度增大，末级叶片的工作条件恶化，加剧其叶片的侵蚀，并使汽轮机的相对内效率降低。若初压升高过多，而保持调节阀开度不变，由于此时流量增加，轴向推力增大，并使末级组蒸汽的理想焓降增大，会导致叶片过负荷。此时调节级汽室压力升高，使汽缸、法兰和螺栓受力过大，高压级隔板前后压差增大。因此对机组初压和调节级汽室压力的允许上限值有严格的限制。
当初压降低时，要保持汽轮机的功率不变，则要开大调节阀，增加进汽量。此时各压力级蒸汽的流量和理想焓降都相应增大，则蒸汽对动叶片的作用力增加，会导致叶片过负荷，并使机组的轴向推力相应增大。现代汽轮机在设计工况下，进汽调节阀的富余开度不大，保证在其全开时，动叶片的弯曲应力和轴向推力不超限。