力变化进行调节相比）。外负荷增加，燃烧率增大，使主蒸汽流量增加，主蒸汽压力相应升高。汽轮机的调节系统根据主蒸汽压力的变化，改变其调节阀的开度，使主蒸汽压力恢复为规定的数值，机组的功率与外负荷的变化相适应。此调节方式主蒸汽压力波动幅度较小，但不能利用主蒸汽系统的蓄热能力。

协调控制是将单元机组作为一个整体进行调节，它是在炉跟机或机跟炉两种基本调节方式的基础上，将外负荷变化和主蒸汽压力变化的信号，同时引入锅炉燃烧调节器和汽轮机的调节系统，两者的调节相互协调，以提高机组对外负荷变化的响应速度，并使主蒸汽压力波动在允许范围内。 27． 单元机组协调控制的调节原理是什么？有何优点？

解答：机炉协调控制的基本原理是在机炉单独调节、炉跟机或机跟炉的基本调节方案中，增加机炉间的协调信号回路，两者的调节相互协调，以提高机组对外负荷变化的响应速度，并使主蒸汽压力波动在允许范围内。

以炉跟机为基础的协调控制方式，是在炉跟机基本调节方式的基础上，将主蒸汽压力变化的信号同时引入汽轮机的调节系统，仍以外负荷变化的信号控制其调节阀的开度，充分利用主蒸汽系统的蓄热能力，使汽轮机的功率与外负荷的变化相适应。若主蒸汽压力变化在允许范围内，此信号不起作用；当主蒸汽压力的变化超过允许范围时，该信号将限制汽轮机调节阀的开度进一步变化。另外，将汽轮机的功率信号同时引入锅炉燃烧调节器，仍以主蒸汽压力变化为主调信号，而汽轮机的功率信号用于强化燃烧调节，减缓锅炉燃烧调节的迟缓，使燃烧指令直接与汽轮机的能量需求相平衡。

以机跟炉为基础的协调控制方式，是在炉跟机或机跟炉两种基本调节方式的基础上，将外负荷变化的信号同时引入锅炉燃烧调节器，仍以主蒸汽压力变化为主调信号，而外负荷变化信号用于强化燃烧调节，以缩小机、炉调节对外负荷变化响应速度的差别。此时将外负荷变化和主蒸汽压力变化的信号同时引入汽轮机的调节系统，根据主蒸汽压力改变调节阀的开度（主蒸汽压力升高，调节阀开大），使汽轮机的功率变化，与外负荷的变化相适应，维持主蒸汽压力为设定值。而引入外负荷变化的信号，则使汽轮机充分利用主蒸汽系统的蓄热能力，提高机组对外负荷变化的响应速度。

单元机组的协调控制是解决大系统控制问题基本策略的具体运用。它采用分解与协调的基本方法，把系统分解成机、炉和其他辅机的若干个子系统，进行分块处理，求得各块达到最优控制。再从系统的全局出发进行各子系统之间的协调，求得各子系统之间的和谐，进而实现对整个系统的最优控制。因此，既可加快锅炉的燃烧调节、充分利用主蒸汽系统的蓄热能力，提高机组对外负荷变化的响应速度，又可保证主蒸汽压力波动在允许范围内，提高单元机组调节的动态稳定性。同时，在协调中充分考虑控制对象的性能和相互间的影响，控制精度和可靠性都很高。另外，它把自动调节、状态监视、逻辑

控制、联锁保护和报警显示等功能有机地结合在一起，组成一个具有多种控制功能，满足不同运行方式和不同运行工况控制要求的综合控制系统。由于采用分散处理，各控制器的结构相对简单，易于整定和维修。

第三章 汽轮机的经济运行思考题答案

1． 热耗率反映了汽轮发电机组中那些的损失，2． 它与机组绝对内效率有什么关系？

解答：机组热耗率与绝对电效率相对应，它反映：①机组的冷源损失，包括汽轮机的级内各项损失和系统中各管道的阻力（节流）损失等；②汽轮发电机组的机械传动损失；③发电机损失； ④热力系统内各种管道的散热损失；⑤热力系统内各种汽水损失。

机组热耗率与机组绝对内效率的关系可由公式q 0 =3600/ηiηmηg（kJ/kW·h）来表达。由该式可见，机组热耗率与机组绝对内效率成反比，它是影响机组热耗率的决定因素。机组绝对内效率越高，机组热耗率就越小，机组的热经济性越好。

3． 求取机组热经济指4． 标5． 有那些方法？它们各有什么特点？

解答：一般来说，在下列四种情况下，需要求取机组热经济指标：①汽轮机本体设计时；②设计热力系统时；③评价机组运行经济性时；④机组热力试验时。在不同情况下求取机组热经济指标，采用不同的方法。

①汽轮机本体设计过程中，应首先拟定一个相对简单的热力系统(只考虑基本汽水流程及轴封、门杆漏汽、厂用汽等)，然后同时进行通流部分的设计计算和热力系统的热力计算。因为汽轮机通流部分的设计计算需要已知各级的流量和各段回热抽汽量；而确定各段回热抽汽量的热平衡计算，又需要已知通流部分的蒸汽参数。因此两种计算需要交叉进行，通过反复迭代达到预定的精度。一旦整个机组各部分的流量和参数都确定后，其热经济性也就随之确定。此外，还须同样的方法进行不同工况下的热力计算，求取各工况下的热经济性。

其特点是：各种损失均按经验公式计算；回热抽汽的压力损失和加热器端差按规定取值；计算出的热经济性仅为理论值。

②热力系统设计过程中，根据已选定锅炉、汽轮机，以及拟定的热力系统来计算其热经济性。这时，汽轮机及热力系统的汽水参数均为已知，各种系数则通常按规定取值或取额定值。计算中设主蒸汽的流量为1kg，首先计算各辅助汽水的份额（即相对主蒸汽流量为1kg时的流量），然后根据加热器的热平衡计算，确定各回热抽汽的份额，从而算出排汽份额，以及1kg主蒸汽在汽轮机中所作内功和在锅炉（包括在再热器中）的吸热量等，最后便可求得机组的热耗率。如果所拟定的热力系统相对汽轮机制造厂设定的热力系统有较大的改动，则应对抽汽压力和抽汽比焓作相应的修正。此外，还可以运用

这种方法对多种不同的热力系统的热经济性进行计算、比较，达到优化热力系统的目的。

其特点是：锅炉、汽轮机的效率取制造厂的给定值；回热抽汽的压力损失和加热器端差按规定取值；计算出的热经济性仅为设计工况的理论值。

③在机组运行中求取其热经济性指标，可以通过机组性能实时监测系统完成。机组性能实时监测系统利用计算机进行数据的采集，然后对数据进行处理和分析，计算出机组的热耗率和其他热经济指标。 其特点是：各种参数均为实测值；但由于相邻机组之间不可避免地存在工质交流，且主蒸汽流量测量存在误差，故严格来讲，实时计算出的机组热经济性指标并不很准确。

④机组热力试验时，求取其热经济性指标的方法与机组运行中的求取方法相同。

其特点是：试验时对机组的热力系统进行严格的隔离，并安装准确的流量计测量汽水流量，各贮水容器(如除氧器水箱、锅炉汽包等)的水位变化也予以考虑，并且计算前先对试验数据进行整理，故能够很准确地测量各处的汽水流量，计算出机组的热经济性指标也准确。 6． 实时监测热经济指7． 标8． 为什么不9． 能替代热力试验？

解答：由于正在运行的机组不可能完全与相邻机组隔离；汽包、除氧器水箱等容器的水位也不可能完全稳定；实测的主蒸汽流量或由调节级后压力换算求得的主蒸汽流量都存在误差，因此实时监测的性能指标值并不十分准确，故不能取代热力试验准确测定机组的热耗率。 10． 影响汽轮机相对内效率的因素有那些？

解答：汽轮机相对内效率反映机组通流部分的完善程度和运行状况。影响汽轮机相对内效率的主要因素有：汽轮机通流部分结构和表面状态的变化；通流部分动、静间隙的变化；汽轮机的负荷、进汽参数和调节阀门开度的变化等。

11． 机组主蒸汽参数降低为什么会影响其热经济性？

解答：主蒸汽参数是决定机组所采用的基本循环特性的重要参数，它们决定热力循环的平均吸热温度，对机组的经济性有很大的影响。在终参数不变情况下，主蒸汽压力或温度降低，将使热力循环的平均吸热温度降低，从而循环热效率降低，影响了机组的热经济性。 12． 机组运行时，13． 引起表面式加热器端差增加的原因有那些？

解答：机组运行中，引起表面式加热器端差增加的原因很多，主要表现为：①加热器水管泄漏造成给水流到其汽侧，或者疏水器失灵，以致汽侧水位升高而淹没加热器水管，致使实际传热面积减小，传热温差增大，端差增加；②加热器抽气系统故障或者加热器漏气严重（对于处于真空状态的加热器而言）致使加热器内不凝结气体积聚，这些气体附着在水管外侧，致使传热系数降低，端差增加；③加热水管的表面被污染或结垢，使传热热阻增大，端差增加；④电厂常采用堵管的方法来临时处理加热

器水管破裂的问题，而不至完全切除加热器，当堵塞的管束增多时，造成传热面积减少，而引起端差增加。

14． 蒸汽管道的节流损失在数量和质量上是如何体现的？

解答：蒸汽在管道中流动时，由于蒸汽管道及其阀门存在沿程阻力和局部阻力，产生压力损失，其大小一般采用压损系数来表示。压损系数的大小与蒸汽的热力参数、流速，以及管道的内径有关，设计时通过技术经济比较来确定经济上合理的压力损失。

压力损失是一种不明显的热力损失，使蒸汽的作功能力下降，即能量质量的下降。机组运行时，进、排汽节流损失增加，蒸汽在汽轮机内的理想焓降减小，所作的机械功减少。抽汽管道的压力损失增加，虽然抽汽的比焓不变。但使加热器内蒸汽压力降低，引起加热器内蒸汽温度降低。若端差不变，则加热器出口水温降低，造成给水加热不足。此时虽然本级抽汽量有所减少，但相邻上一级（压力较高）加热器的抽汽量则因其进口水温降低而增大。这样，在相同的加热效果下（本级进口水温和上一级出口水温不变），能级较高的抽汽增多，能级较低的抽汽减少，蒸汽在汽轮机内所作的机械功减少，其热经济性降低。

15． 加热器旁路泄漏为什么会引起机组热经济性的下降？

解答：加热器旁路装置是加热器切除时，提供主凝结水或给水绕过加热器的通路。正常运行时旁路阀门应关闭严密，以保证所有被加热的水都能流经加热器。而运行时往往因旁路阀门关闭不严导致泄漏，一部分水量经旁路绕过加热器流走，使加热器出口水温降低，产生给水加热不足。虽本级加热器的抽汽量因此而减少，但上一级加热器的抽汽量相应增加，降低了机组热经济性。显然，旁路泄漏份额越大，热经济性降低越多；泄漏份额相同时，大旁路（多个加热器共用）的泄漏比小旁路（一个加热器的）泄漏对热经济性的影响大。 16． 引起机组真空下降的因素有那些？

解答：影响凝汽器真空的因素很多，除了凝汽器本身结构因素外，还与真空系统严密性、冷却水量、冷却水入口温度、管束的清洁度、抽气器的性能等有关。凝汽器运行中的常见问题是真空降低，这大多与真空系统严密性和抽气器工作不正常有关。

引起机组真空下降的因素主要有：①凝汽器管束内表面脏污，传热热阻增加，使传热端差增大；②真空系统不严密，漏入空气量过大，或抽空气设备运行不良，使凝汽器汽侧积存过量空气，影响凝汽器内的传热，传热端差和过冷度增大；③循环水泵故障或凝汽器铜管被堵塞，或循环水系统阀门未处于全开状态，而导致通过凝汽器的循环水量减少，使循环水温的升高值增大；④凝汽器水位过高，淹没了下层管束，冷却面积减小。