零件在受力时抵抗弹性变形的能力称为刚度。硬度是指金属材料抵抗硬物压入其表面的能力。
80．何谓疲劳和疲劳强度？
在工程实际中，很多机器零件所受的载荷不仅大小可能变化，而且方向也可能变化，如齿轮的齿，转动机械的轴等。这种载荷称为交变载荷，交变载荷在零件内部将引起随时间而变化的应力，称为交变应力。零件在交变应力的长期作用下，会在小于材料的强度极限бb甚至小于屈服极限бs的应力下断裂，这种现象称为疲劳。金属材料在无限多次交变应力作用下，不致引起断裂的最大应力称为疲劳极限或疲劳强度。
81．什么叫热应力？
由于零部件内、外或两侧温差引起的零、部件变形受到约束，而在物体内部产生的应力称为热应力。
82．什么叫热冲击？
金属材料受到急剧的加热和冷却时，其内部将产生很大的温差，从而引起很大的冲击热应力，这种现象称为热冲击。一次大的热冲击，产生的热应力能超过材料的屈服极限，而导致金属部件的损坏。
83．造成汽轮机热冲击的原因有哪些？
汽轮机运行中产生热冲击主要有以下几种原因：
⑴ 起动时蒸汽温度与金属温度不匹配。一般起动中要求起动参数与金属温度相匹配，并控制一定的温升速度，如果温度不相匹配，相差较大，则会产生较大的热冲击。
⑵ 极热态起动时造成的热冲击。单元制机组极热态起动时，由于条件限制，往往是在蒸汽参数较低情况下冲转，这样在汽缸、转子上极易产生热冲击。
⑶ 负荷大幅度变化造成的热冲击。额定满负荷工况运行的汽轮机甩去较大部分负荷，则通流部分的蒸汽温度下降较大，汽缸、转子受冷而产生较大热冲击。突然加负荷时，蒸汽温度升高，放热系数增加很大，短时间内蒸汽与金属间有大量热交换，产生的热冲击更大。
⑷ 汽缸、轴封进水造成的热冲击。冷水进入汽缸、轴封体内，强烈的热交换造成很大的热冲击，往往引起金属部件变形。
84．蒸汽对汽轮机金属部件表面的热传递有哪些方式？
蒸汽对汽轮机金属部件表面的热传递有两种方式 ：当金属温度低于蒸汽的饱和温度时，热量以凝结放热方式传递给金属表面，当金属表面温度等于或高于蒸汽的饱和温度时，热量以对流放热方式传给金属表面。
85．蒸汽与金属表面间的凝结放热有哪些特点？
总的来说，由于凝结放热时热交换是通过蒸汽凝结放出汽化潜热的方式来实现的，故其放热系数一般较大。凝结放热有两种。 ⑴ 蒸汽在金属表面凝结形成水膜，而后蒸汽凝结时放出的汽化潜热通过水膜传给金属表面，这种方式叫膜状凝结。冷态起动初始阶段蒸汽对汽缸内表面的放热就是这种方式，其放热系数在4652～17445（m2·K）之间。
⑵ 蒸汽在金属表面凝结放热时，不形成水膜则这种凝结方式叫珠状凝结。冷态起动初始阶段，由于转子旋转的离心力，蒸汽对转子表面的放热属于珠状凝结。珠状凝结放热系数相当大，一般达膜状凝结放热系数的15～20倍。
86．蒸汽与金属表面间的对流放热有何特点？
金属的表面温度达到加热蒸汽压力下的饱和温度以上时，蒸汽与金属表面的热传递以对流放热方式进行，蒸汽的对流放热系数要比凝结放热系数小得多。
蒸汽对金属的放热系数不是一个常数，它与蒸汽的状态有很大的关系，高压过热蒸汽和湿蒸汽的放热系数较大。低压微过热蒸汽的放热系数较小。
87．何谓准稳态点、准稳态区？
在一定的温升率条件下，随着蒸汽对金属放热时间的增长和蒸汽参数的升高，蒸汽对金属的放热系数不断增大，即蒸汽对金属的放热量不断增加，从而使金属部件内的温差不断加大。当调节级的蒸汽温度升到满负荷所对应的蒸汽温度时，蒸汽温度变化率为零，此时金属部件内部温差达到最大值，在温升率变化曲线上这一点称为准稳态点，准稳态点附近的区域为准稳态区。
汽轮机起动时进入准稳态区时热应力达到最大值。
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88．汽轮机起、停和工况变化时，哪些部位热应力最大？
汽轮机起、停和工况变化时，最大热应力发生的部位通常是：高压缸的调节级处，再热机组中压缸的进汽区，高压转子在调节级前后的汽封处、中压转子的前汽封处等。
89．什么叫热疲劳？
金属零部件被反复加热和冷却时，其内部产生交变热应力，在此交变热应力反复作用下零部件遭到破坏的现象叫热疲劳。
90．什么叫蠕变？
金属材料长期处于高温条件下，在低于屈服点的应力作用下，缓慢而持续不断地增加材料塑性变形的过程叫蠕变。
91．什么叫应力松弛？
金属零件在高温和某一初始应力作用下，若维持总变形不变，则随时间的增加，零件的应力逐渐地降低，这种现象叫应力松弛，简称松弛。
92．何谓汽轮机积盐？
带有各种杂质的过热蒸汽进入汽轮机后，由于做了功，压力和温度便有所降低，而钠化合物和硅酸在蒸汽中的溶解度便随着压力的降低而减小。当其中某种物质的携带量大于它在蒸汽中的溶解度时，该物质就会以固态排出。沉积在蒸汽的通流部分。沉积的物质主要是盐类，这种现象常称汽轮机积盐。
93．什么叫热工检测和热工测量仪表？
发电厂中，热力生产过程的各种热工参数（如压力、温度、流量、液位、振动等）的测量方法叫热工检测，用来测量热工参数的仪表叫热工测量仪表。
94．什么叫允许误差？什么叫精确度？
根据仪表的制造质量，在国家标准中规定了各种仪表的最大误差，称为允许误差。允许误差表示为： K＝仪表的最大允许绝对误差／（量程上限－量程下限）×100%
允许误差去掉百分量以后的绝对值（K值）叫仪表的精确度，一般实用精确度的等级有：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0等。
95．温度测量仪表分哪几类？各有哪几种？ 温度测量仪表按其测量方法可分为两大类：
⑴ 接触式测温仪表。主要有：膨胀式温度计，热电阻温度计和热电偶温度计等。 ⑵ 非接触式测量仪表。主要有：光学高温计、全辐射式高温计和光电高温计等。
96．压力测量仪表分为哪几类？
压力测量仪表可分为滚柱式压力计、弹性式压力计和活塞式压力计等。
97．水位测量仪表有哪几种？
水位测量仪表主要有玻璃管水位计、差压型水位计、电极式水位计等。
98．流量测量仪表有哪几种？
根据测量原理，常用的流量测量仪表（即流量计）有差压式、速度式和容积式三种。火力发电厂中主要采用差压式流量计来测量蒸汽、水和空气的流量。
99．如何选择压力表的量程？
为防止仪表损坏，压力表所测压力的最大值一般不超过仪表测量上限的2/3；为保证测量的准确度，被测压力不得低于标尺上限的1/3。当被测压力波动较大时，应使压力变化范围处在标尺上限的1/3～1/2处。
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100．何谓双金属温度计？其测量原理怎样？
双金属温度计是用来测量气体、液体和蒸汽的较低温度的工业仪表。它具有良好的耐振性，安装方便，容易读数，没有汞害。 双金属温度计用绕成螺旋弹簧状的双金属片作为感温元件，将其放在保护管内，一端固定在保护管底部（固定端），另一端连接在一细轴上（自由端），自由端装有指针，当温度变化时，感温元件的自由端带动指针一起转动，指针在刻度盘上指示出相应的被测温度。
101．何谓热电偶？
在两种不同金属导体焊成的闭合回路中，若两焊接端的温度不同时，就会产生热电势，这种由两种金属导体组成的回路就称为热电偶。
102．什么叫继电器？它有哪些分类？
继电器是一种能借助于电磁力或其它物理量的变化而自行切换的电器。它本身具有输入回路，是热工控制回路中用得较多的一种自动化元件。
根据输入信号不同，继电器可分为两大类：一类是非电量继电器，如压力继电器，温度继电器等，其输入信号是压力、温度等，输出的都是电量信号。一类是电量继电器，它输入、输出的都是电量信号。
103．电流是如何形成的？它的方向是如何规定的？
在金属导体中存在着大量电子，能自由运动的电子叫自由电子，金属中的电流就是自由电子朝一个方向运动所形成的。电流是有一定方向的，规定正电荷运动的方向为电流方向。
104．什么是电路的功率和电能？它们之间有何关系？
电路的功率就是单位时间内电场所做的功。电能用来表示电场在一段时间内所做的功。它们之间的关系为： E＝P·t （1—33） 式中 P——功率，hW； t——时间，t； E——电能，kW·h。
注：1 kW·h就是平常所说的1度电。
105．构成煤粉锅炉的主要本体设备和辅助设备有哪些？
煤粉锅炉本体的主要设备包括：燃烧器、燃烧室（炉膛）、布置有受热面的烟道、汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空气预热器、联箱、减温器、安全阀、水位计等。
辅助设备主要包括：送风机、引风机、排粉机、磨煤机、粗粉分离器、旋风分离器、给煤机、给粉机、除尘器及烟囟等。
106．何谓燃料？锅炉燃料有哪几种？
所谓燃料是指在燃烧过程中能放出热量的物质，燃料必须具备两个条件：一是可燃性，二是燃烧时可放出热量。 燃料按物理形态可分为固体、液体、气体三种。
⑴ 固体燃料包括：木材、煤、油母页岩、木炭、焦炭、煤粉等。 ⑵ 液体燃料包括：在石油、重油、煤油、柴油等。
⑶ 气体燃料包括：天然气、高炉煤气、发生炉煤气、焦炉煤气、地下气化煤气等。
107．什么是燃料的发热量？发热量的大小决定于什么？
燃料的发热量是指单位重量（气体燃料用单位容积）的燃料在完全燃烧时所放出的热量，单位为kJ／kg或kJ／m3。 燃料发热量的大小取决于燃料中可燃成分的多少。一般说来，燃料中含挥发分高，含碳量多，含水分和灰分少，就说明燃料的发热量大；反之则小。
108．燃料的定压高、低位发热量有何区别？
燃料的定压高、低位发热量的区别在于，定压高位发热量的指1kg收到基燃料完全燃烧时放出的全部热量，包括烟气中水蒸气
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已凝结成水放出的汽化潜热。定压低位发热量则要从定压高位发热量中扣除这部分汽化潜热。
109．锅炉对给水有哪几点要求？
锅炉对水质的要求随着锅炉额定压力的提高而提高。给水品质还随电厂的性质而有差别。凝汽式发电厂比热电厂要求高，单段蒸发比分段蒸发要求高，直流锅炉比汽包锅炉要求高。对锅炉给水一般有如下要求：
⑴ 锅炉给水必须是经化学处理的除盐水。 ⑵ 锅炉给水的压力和温度必须达到规定值。
⑶ 锅炉给水品质标准要求：硬度、溶解氧、pH值、含油量、含二氧化碳、含盐量、联氨量、含铜量、含铁量必须合格，水质澄清。
二、
汽轮机设备结构与工作原理
1．汽轮机工作的基本原理是怎样的？汽轮机发电机组是如何发出电来的？
具有一定压力、温度的蒸汽，进入汽轮机，流过喷嘴并在喷嘴内膨胀获得很高的速度。高速流动的蒸汽流经汽轮机转子上的动叶片做功，当动叶片为反动式时，蒸汽在动叶中发生膨胀产生的反动力亦使动叶片做功，动叶带动汽轮机转子，按一定的速度均匀转动。这就是汽轮机最基本的工作原理。
从能量转换的角度讲，蒸汽的热能在喷嘴内转换为汽流动能，动叶片又将动能转换为机械能，反动式叶片，蒸汽在动叶膨胀部分，直接由热能转换成机械能。
汽轮机的转子与发电机转子是用联轴器连接起来的，汽轮机转子以一定速度转动时，发电机转子也跟着转动，由于电磁感应的作用，发电机静子线圈中产生电流，通过变电配电设备向用户供电。
2．汽轮机如何分类？ 汽轮机按热力过程可分为： ⑴ 凝汽式汽轮机（代号为N）。
⑵ 一次调整抽汽式汽轮机（代号为C）。 ⑶ 二次调整抽汽式汽轮机（代号为C、C）。 ⑷ 背压式汽轮机（代号为B）。 按工作原理可分为： ⑴ 冲动式汽轮机。 ⑵ 反动式汽轮机。
⑶ 冲动反动联合式汽轮机。 按新蒸汽压力可分为：
⑴ 低压汽轮机 新汽压力为1.18～1.47MPa。 ⑵ 中压汽轮机 新汽压力为1.96～3.92MPa。 ⑶ 高压汽轮机 新汽压力为5.88～9.81MPa。 ⑷ 超高压汽轮机 新汽压力为11.77～13.75MPa。 ⑸ 亚临界压力汽轮机 新汽压力为15.69～17.65MPa。 ⑹ 超临界压力汽轮机 新汽压力为22.16MPa。
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按蒸汽流动方向可分为： ⑴ 轴流式汽轮机。 ⑵ 辐流式汽轮机。
3．汽轮机的型号如何表示？
汽轮机型号表示汽轮机基本特性，我国目前采用汉语拼音和数字来表示汽轮机型号，其型号由三段组成： × ××-×××／×××／×××- × （第一段） （ 第 二 段 ） （第三段）
第一段表示型式及额定功率（MW），第二段表示蒸汽参数，第三段表示设计变型序号。 例N100-90／535型表示凝汽式100MW汽轮机，新汽压力为8.82 MPa，新汽温度为535℃。
4．什么是冲动式汽轮机？
冲动式汽轮机指蒸汽主要在喷嘴中进行膨胀，在动叶片中蒸汽不再膨胀或膨胀很少，而主要是改变流动方向。现代冲动式汽轮机各级均具有一定的反动度，即蒸汽在动叶片中也发生很小一部分膨胀，从而使汽流得到一定的加速作用，但仍算作冲动式汽轮机。
5．什么是反动式汽轮机？
反动式汽轮机是指蒸汽在喷嘴和动叶中的膨胀程度基本相同。此时动叶片不仅受到由于汽流冲击而引起的作用力，而且受到因蒸汽在叶片中膨胀加速而引起的反作用力。由于动叶片进出口蒸汽存在较大压差，所以与冲动式汽轮机相比，反动式汽轮机轴向推力较大。因此一般都装平衡盘以平衡轴向推力。
6．什么是凝汽式汽轮机？
凝汽式汽轮机是指进入汽轮机的蒸汽在做功后全部排入凝汽器，凝结成水全部返回锅炉。
进入汽轮机的蒸汽，对于一般中压机组来说，每1kg蒸汽含热量约3223kJ，这些热量中只有837 kJ左右是做了功的，凝结水中约有126 kJ热量，约2240 kJ热量是被冷却排汽的冷却水带走了，这是一个很大的损失。对于高压汽轮机，由于进汽含热量大些（约3433 kJ左右），可用的热量相对来说要大些，但损失仍很大。为了减少这些损失，采用带回热设备的凝汽式汽轮机，就是把进入汽轮机做过一部分功的蒸汽抽出来，在回热加热器内加热锅炉的给水，使给水温度提高，节约燃料，提高经济性。
7．什么是调整抽汽式汽轮机？
从汽轮机某一级中经调压器控制抽出大量已经做了部分功的一定压力范围的蒸汽，供给其它工厂及热用户使用，机组仍设有凝汽器，这种型式的机组称为调整抽汽式汽轮机。它一方面能使蒸汽中的含热量得到充分利用，同时因设有凝汽器，当用户用汽量减少时，仍能根据低压缸的容量保证汽轮机带一定电负荷。
8．什么是中间再热式汽轮机？
中间再热式汽轮机就是蒸汽在汽轮机内做了一部分功后，从中间引出，通过锅炉的再热器提高温度（一般升高到机组额定温度），然后再回到汽轮机继续做功，最后排入凝汽器的汽轮机。
9．中间再热式汽轮机主要有什么优点？
中间再热式汽轮机优点主要是提高机组的经济性。在同样的初参数下，再热机组比不再热机组的效率提高4%左右。其次是对防止大容量机组低压末级叶片水蚀特别有利，因为末级蒸汽湿度比不再热机组大大降低。
10．大功率机组总体结构方面有哪些特点？
大功率汽轮机由于采用了高参数蒸汽、中间再热以及低压缸分流等措施，汽缸的数目相应增加，这就带来了机组布置、级组分段、定位支持、热膨胀处理等许多新问题。
从总体结构上讲，大功率汽轮机有如下特点：
⑴ 为了适应新蒸汽高压高温的特点，蒸汽室与调节汽门从高压汽缸壳上分离出来，构成单独的进汽阀体，从而简化了高压缸的结构，保证了铸件质量，降低了由于运行温度不均而产生的热应力。国产125MW、300MW机组的高、中压调节汽门以及200MW汽轮机的高压缸调节汽门都采用这种结构形式。
⑵ 高、中压级的布置采用两种方式。一种是高、中压级合并在一个汽缸内（上汽厂125MW机组和东方厂300MW机组上采用）。
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汽轮机基础知识技术问答
