第一篇：催化重整裝置技術問答

第一章原料預分餾過程

1.何謂催化重整?催化重整裝置的任務是什么?生產汽油與生產芳烴在流程上有何不同?

催化重整是一種石油二次加工過程。這一過程是以含C6~C11烴的石腦油為原料：在一定的操作條件和催化劑的作用下。原料(烴)分子結構發生重新排列，使環烷烴和烷烴轉化成芳烴或異構烷烴，同時副產部分氫氣。

催化重整裝置的任務是：①能夠生產低分子石油芳烴—苯、甲苯和二甲苯等，因而它是生產芳香系石油化工產品的龍頭裝置，是芳烴聯合裝置的核心部分；②催化重整反應生成的產物—芳烴和異構烷烴具有很高的辛烷值，因此催化重整又是生產高辛烷值汽油組分的重要過程；③此外，副產的氫氣是加氫裂化等用氫裝置的重要氫氣來源。綜上所述，催化重整是煉油和石油化工的重要生產工藝之一，但生產汽油與生產芳烴的工藝流程不同。

（1）生產苯類芳烴的重整裝置，需要設置單獨的芳烴分離工藝過程。而生產汽油的重整裝置則不需要。

芳烴分離過程是借助某種萃取劑(如甘醇類溶劑、環丁礬等)，將重整生成油中的芳烴抽出，再借助芳烴精餾過程，將單體芳烴苯、甲苯及二芳烴分離出來。

（2）生產汽油的重整裝置，雖然不需要芳烴抽提過程。但要生產符合汽油規格指標要求的高辛烷值汽油調合組分，通常需將重整生成油中的低分子烴脫除，因此，需設置重整

生成油穩定塔，將C4以下的烴類脫除。

無論是生產苯類芳烴產品，還是生產高辛烷值汽油組分的重整裝置都離不了原料預處理過程和重整反應過程。

2.重整原料有哪些來源?各有何特點?

在煉廠中，催化重整裝置主要是加工常減壓裝置得到的低辛烷值直餾石腦油(粗汽油)。有些煉油廠，為了提高全廠汽油的辛烷值，將低辛烷值焦化石腦油、減粘石腦油經加氫精制后也送到催化重整裝置處理。在國外，有些煉油廠甚至把催化裂化汽油中辛烷值較低的餾分經加氫后送到重整裝置進行加工。加氫裂化裝置得到的重石腦油也是生產芳烴的主要原料來源。

不同來源的重整原料油各有其特點。

(1)直餾石腦油

直餾石腦油，在我國通常是優質的重整原料。一與二次加工重整原料比較，直餾石腦油芳烴潛含量較高，硫、氮含量較低。有些直餾石腦油(如大慶直餾石腦油)砷含量高，做重整原料時，必須進行脫砷。

(2)熱加工石腦油

熱加工石腦油(如焦化汽油、減粘汽油)的特點是環烷烴含量少、芳烴潛含量低，含有大量不飽和烯烴，且硫、氮等化合物含量高。做重整原料必須進行預處理。

(3)加氫裂化石腦油

加氫裂化石腦油的特點是有害雜質含量少，不飽和烴含量低，是理想的重整原料;但有些加氫裂化石腦油由于加氫裂化的原料和過程不同，芳烴潛含量可能稍低，但多數加氫裂化石腦油的芳烴潛含量可高達40%以上。

3.重整裝置對原料有些什么要求?

重整裝置對原料的要求，通常希望含有較多的能轉化為目的產品的前身物，不含或少含雜質。具體的要求是：

（1）對原料的組成要求

①對餾分組成的要求

根據裝置生產任務不同，對原料餾程要求如下:

目的產物

要求的餾程(實沸點)，℃

C6~C8的芳烴

65~145

苯

65~85

甲苯

85~105

二甲苯

105~145

高辛烷值汽油

80~180

②對烴組成的要求

從烴組成的角度來說，芳烴潛含量較高的原料是比較理想的原料。芳烴潛含量低(低于28％)的原料通常稱為劣質原料，這種原料會極大地影響催化重整的經濟性。

另外，進料中不應含有C5以下的輕烴，C5以下的輕烴不利于生成芳烴，而且會帶來許多不利的影響，如增加能耗、降低氫純度等。

（2）對原料中雜質的要求

通常與反應壓力和重整催化劑的類型有密切關系，如鉑催化劑和反應壓力較高時，－允許的雜質，如硫、水等可允許稍高(103106以上)。

對現代雙(多)金屬重整催化劑而言，原料中的有害雜質含量限制為: －－

As<109;

S<0.53106;－－

Cu<153109

N<3106

－－

Pb<103109

H2O < 53106 4.重整原料為什么要預處理?包括哪些過程?

簡單來說，提供給重整裝置的原料(如直餾石腦油、加氫石腦油等)餾程和雜質含量一般不可能達到重整原料油的要求指標，為了保證生產出合格的產品，確保安、穩、長、滿、優生產，重整裝置設計中，均設有原料預處理系統，以便對不同來源的原料油進行預處理，主要過程包括：

原料預分餾過程；原料預脫砷過程；原料加氫預精制過程；原料蒸發脫水過程；原料深度脫硫過程。

5.什么叫分餾?重整原料預分餾的目的是什么？

所謂分餾，就是依據原料中各種組分的沸點差異(即揮發度不同)，將原料混合物中的各種組分加以分離的過程。石油加工中是對蒸餾和精餾過程的統稱。

重整原料預分餾的目的，是在重整原料應進入反應系統之前，預先將原料油中不適宜重整反應的過輕、過重組分分餾出去。分餾出的輕組分通常叫做“拔頭油”；分餾出的過重組分稱為“切尾油”。.B、T、X的涵義是什么?

B是英文Benzene的字頭，漢語的意思是苯。在英語中，還有兩個單詞與苯的涵義接近，一個是Benzol(e)，它的涵義是(粗)苯或苯的混合物；另一個是Benzoline，它的涵義是不純苯，Benzoline還表示輕汽油(Benzine)，即表示含苯汽油之意。應加以注意。

T是英文Toluene的字頭，漢語的意思是甲苯。在英語中，甲苯也可以寫做rnethyl benzene。

X是英文Xylene的字頭，漢語的意思是二甲苯[C6 H4(C H3)2]。二甲苯有鄰二甲苯（o-Xylene)、間二甲苯(m-Xylene)和對二甲苯(p-Xylene)三種異構體。未經說明時，通常指的是三種異構體的混合物。在英語中Xylene代表(混合)二甲苯，因此，鄰、間、對二甲苯分別也可以寫作o-Xylene、m-Xylene、p-Xylene。同時，在英語中二甲苯也可寫成dimethyl benzene。

簡言之，B、T、X分別是表示苯、甲苯和二甲苯。7.MON表示什么?RON表示什么?(M+R)/2表示什么?

MON和RON都是表示汽油辛烷值的符號。其中MON表示馬達法辛烷值，RON是表示研究法辛烷值。(M+R)/2則表示汽油的抗爆指數。

汽油的辛烷值與其抗爆性有著密切的關系。

汽油的抗爆性是衡量汽油質量最重要的性能指標之一。一定壓縮比的內燃機，必須使用具有一定辛烷值的汽油，才能保證發動機氣缸內的正常燃燒而不致產生爆震。對氣化器式發動機使用的車用汽油，通常采用研究法辛烷值(RON)和馬達法辛烷值(MON)進行評價，分別反映汽車在低速和高速行駛條件下的抗爆性。

為了反映汽油在實際行車中的抗爆性，采用道路法辛烷值進行評價。由于道路法辛烷值難于在日常的質量控制中應用。通常借用抗爆指數近似地反映道路辛烷值。抗爆指數是馬達法辛烷值和研究法辛烷值的平均值〔(MON十RON)/2〕，一般簡寫為(M+R)/2。

8.CAA的涵義是什么?CAA對汽油中苯含量含量有何要求?

1990年11月15日，美國總統簽署了一項名為“清潔空氣計劃”的文件，后來又得到了美國國會的批準，這樣便成為美國的一項法規，即“清潔空氣法”，它用CAA(C1ean Air Act)來表示。清潔空氣法符合人們對環境保護要求，因此，CAA己逐漸被工業化國家和發展中國家所接受。

CAA對汽油中的苯和芳烴等毒物—致癌物提出了嚴格要求，CAA條款中第211項中規定普通汽車新配方汽油(用RFG表示)中苯含量應降至1.0%（體）以下，芳烴最大含量(包括苯)不應大于25%(體〕。

為了達到重整汽油苯含量≧1.0%（體）的要求，其措施之一可將原料中的苯及能夠在重整反應中生成苯的前身物除掉。

9．從重整原料中切除苯母體有何利弊? 為滿足新配方汽油對含苯量≧1.0%（體）的要求，目前許多煉廠都先將原料石腦油用分餾辦法除苯的母體(C6烴類)，這種辦法的主要優點是投資少，但這種方法也有不利的一面，主要缺點是：

（1）隨同苯母體的切除，副產的氫氣產率降低;（2）切除的C6輕組分需隨C5一起異構化才能添加到汽油中去，它們會引起異構化裝置催化劑嚴重失活;(3)不能除去重整過程中脫烷基而新產生的苯。

如果不將苯母體切除而留在重整裝置進行異構化是很困難的，必然要提高重整苛刻度，以便提高汽油辛烷值，這樣使重整油收率下降。

綜合利弊，美國Eengelhard公司提出了重整生成油液相加氫新工藝。10.什么是初餾點、干點?什么是餾程? 初餾點和干點是表示油品餾分組成的兩個重要指標。其中初餾點是表示油品在餾程實驗測定時餾出第一滴凝液時的汽相溫度;干點是表示餾出最后一滴凝液時的汽相溫度。從初餾點到干點這段溫度范圍就是這種油品的餾程。

11.什么是重整指數?什么是芳烴潛含量? 重整指數和芳烴潛含量都是描述重整原料油質量的具體指標。我國一般用芳烴潛含量，國外常用重整指數。

重整指數通常用(N＋2A)表示，N表示環烷含量，A表示芳烴含量，它的具體定義是:

(N?2A)?CiN%?2CiA%

式中CiN—原料中環烷烴的百分含量;

Ci—原料中芳烴的百分數。

顯然原料中環烷和芳烴的含量愈高，重整生成油中的芳烴產量愈大，辛烷值愈高，這就A是重整指數的基本涵義。

芳烴潛含量(Ar％)的涵義與重整指數(N＋2A)的涵義相近，其計算方法是: Ar%?a?C6N%?b?C7N%?c?C8N%?2A)??Aro%

式中，?Ar%為原料中總的芳烴含量；a、b、c分別為C6N、C7N、C8N與相應生成的苯(B)、甲苯(T)、二甲苯(X)之間的轉換系數，其值分別為: oa?MB/MC6N?78/84?0.93 b?MT/MC7N?92/93?0.94 c?MX/MC8N?102/112?0.95

NN式中，MB、MT、MX分別為B、T、X的摩爾質量，MC6、MC7、MC8N分別為C6環烷烴、C7環烷烴和C8環烷烴的摩爾質量。

12.重整原料中常含有哪些非烴化合物?它們的危害是什么? 重整原料和其它石油餾分一祥，主要是由碳和氫兩種元素組成的烴類化合物，但是也有一些含硫、氧、氮等元素組成的化合物和含有砷、銅、鉛等金屬元素組成的金屬有機化合物。這兩種化合物統稱為非烴化合物。非烴化合物在重整原料中的含量雖然不多，但是對重整反應過程的影響卻很大。

（1）雜原子化合物

重整原料中的雜原子化合物主要是含硫、氮化合物。

①含硫化合物

通常重整原料中含硫化合物主要有:硫醇(RSH)、硫醚(RSR}，二硫化物(RSSR)，噻吩等。硫在各種重整原料中的數量從百萬分之幾到萬分之幾不等。它對重整反應過程影響比較特殊。首先，它是重整催化劑的毒物，在反應過程中，各種硫化物將轉化成H2S，在重整系

－統中H2S濃度增加到一定程度(例如>0.53106)，就使現代雙金屬重整催化劑的活性和選擇性受到損害，由于硫中毒造成重整裝置停工的事故并不罕見，但是，利用硫對重整催化劑活性的減活作用，可限制某些催化劑(如Pt-Re催化劑)開工時超溫現象，因此，鉑錸重整裝置工時通常需要向催化劑床層注硫，這就是所謂的預硫化過程。

此外，硫對系統的設備還有腐蝕作用。②含氮化合物

重整原料中的含氮化物主要包括吡咯，吡啶等。

重整原料中的氮含量，通常比硫更少。在重整反應條件下，氮化物將轉化成NH3和烴，NH3是堿性化合物，將降低催化劑的酸性功能。

(2)金屬有機化合物 ①含砷化合物

重整原料中代表性的含砷有機化合物有: 二乙基砷化氫(C2H5)2AsH,沸點為161℃;三乙基砷(C2H5)3As。沸點為140℃;三甲基砷化氫(CH3)3AsH,沸點為52℃。

總的來說，對重整原料油中的砷化物尚不太清楚，但是砷對重整催化劑的嚴重危害，在國內外重整技術開發過程中有過深刻教訓。已經證實砷（As）能與鉑（Pt)生成Pt As化合物，使催化劑喪失活性，而且不能再生復活，屬永久性中毒。

②含銅、含鉛化合物 含銅、含鉛化合物與砷化合物一樣，也是重整催化劑的永久性毒物(即不能再生復活)。13．預分餾過程的墓本原理是什么? 預分餾過程是利用原料混合物中的各種組分的沸點不同(即揮發度不同)，將其切割成不同沸點范圍的餾分。

由于不同烴類的沸點不同，在受熱時輕組分（沸點低的組分)容易氣化，在冷凝時重組分(沸點高的組分)容易冷凝。由此在分餾塔中可將各組分切割開來。

如將初餾~130℃的石腦油加熱到一定溫度（如80℃)，就要發生部分汽化，其中沸點較輕的組分容易汽化，成為氣體(或汽相)。而沸點較高的組分不易汽化，被留在液體（液相）中。經過一次汽化，輕、重組分就得到一次初步分離。當然，一次汽化只能粗略的分離，因為汽相中同時也會有少量沸點較高的組分，而液相中也會有部分沸點低的組分。如果將剩余的液體再加熱，液相中的較輕組分將不斷汽化，最后剩余在液相中的主要是沸點最高的組分。

如果將氣相混合物逐漸冷凝(或稱部分冷凝)，則首先冷凝的是沸點較高的重組分，而留在汽相中的主要是沸點較低的輕組分。這樣把汽相混合物多次冷凝，最后留在汽相中的就是沸點最低的輕組分。

液體汽化要吸收熱量，蒸氣冷凝要放出熱熱量，當汽液直接接觸時，不僅有熱量的交換(傳熱)，汽液兩相中各組分要發生轉移(傳質)，液相中的輕組分容易汽化優先進入汽相，汽相中的重組分容易冷凝優先進入液相中。這樣汽液兩相組成發生了變化。

分餾塔板是兩相接觸的場所。在塔板上溫度低、輕組分濃度高的液體回流與溫度高、輕組分濃度低的氣體進行接觸。回流液由塔頂打入，高溫氣體由塔下部上升，蒸氣和液體通過塔板逆流接觸。越近塔頂溫度越低，輕組分濃度越高;越往塔底溫度越高，輕組分濃度越低。這樣，不適于重整的輕組分(如初餾~65℃的餾分)—拔頭油，就可在塔頂拔出。塔底得到適于重整的65~130℃原料。

如果原料含有>130℃的重組分，重整原料可由側線抽出，>130℃的組分—切尾油自塔底切除，也可由兩個塔完成“拔頭”和“切尾”，重整原料則在第二個分餾塔的塔頂抽出。

14.分餾過程的必要條件有哪些?（1）分(精)餾過程主要依靠多次部分汽化及多次部分冷凝的方法，實現對液體混合物的分離，因此，液體混合物中各組分的相對揮發度差異是實現精餾過程的一首要條件。在揮發度十分接近(如C4烴類混合物)難以分離的條件下，可以采用恒沸精餾或萃取精餾的方法來進行分離。

（2）塔頂加入輕組分濃度很高的回流液體，塔底用加熱或汽提的方法產生熱的蒸氣。（3）塔內要裝設有塔板或填料，提供傳熱和傳質場所。15.預分餾過程的基本流程有哪幾種? 重整原料預分餾過程有三種不同的流程: ①單塔蒸餾過程(見圖1－1)； ②雙塔蒸餾過程;③單塔開側線流程。

單塔預分餾通常適于只切除不合格的輕組分，即拔頭，所以又稱它為拔頭塔。

雙塔預分餾用于生產芳烴，它既拔掉不需要的輕組分(如<60℃的餾分)，又要切除不需要的重組分(如>145℃的餾分)。

單塔開側線流程也能生產出符合芳烴生產要求的60~145℃原料餾分，但操作上不如雙塔預分餾容易控制，因此，工業中應用不多。

16.分餾過程對塔板上接觸的汽液兩相有什么要求?（1）汽相溫度高于液相溫度;（2）液相中輕組分濃度應較高(高于與汽相相平衡的液相濃度)，這樣，才能保證液相中的輕組分轉移到汽相中去，增加氣相中輕組分的含量。

17.分餾塔板或填料在分餾過程中有何作用? 分餾塔板或填料在分餾過程中主要提供汽、液相良好的接觸場所，以便于傳熱、傳質過程的進行。在塔板上或填料表面自上而下流動的輕組分含量較多、溫度較低的液體與自下而上流動的溫度較高的蒸氣相接觸。回流液體的溫度升高，其中輕組分被蒸發到汽相中去，高溫的蒸氣被低溫的液體所冷卻，其中重組分被冷凝下來轉到回流液體中去。從而使回流液體每經過一塊塔板重組分含量有所上升，而上升蒸氣每經過一塊塔板輕組分含量也有所上升，這就是塔板或填料上的傳質過程也稱提濃效應。液相的輕組分汽化需要熱量――汽化熱，這熱量是由汽相中重組分冷凝時放出的冷凝熱直接提供的。因此在蒸餾塔板上進行傳質過程的同時也進行著熱量傳遞過程。

分餾塔板和填料設計的一個重要的指導思想，是提供汽、液相充分接觸的傳熱、傳質表面積。面積越大越有利于傳質、傳熱過程的進行。

18.什么是塔板效率?如何計算? 塔板效率是描述塔板傳質效果的重要指標。通常用?來表示。如果汽液兩相充分接觸，離開塔板時兩相達到平衡，這樣的塔板就稱為理論塔板(或稱為理想塔板)，但實際塔板不可能達到理想塔板的分離效果。因此，實際生產中必須用幾塊、幾十塊甚至上百塊塔板才能完成必要的分離效果。就是說實際塔板數(n實)比理想塔板數(nl理)要大，n實與n理的比值就稱為塔板效率。通常可寫成:

??n理 n實塔板效率高低，與被分離介質的性質和操作條件都有關系，但最主要的是與塔板的結構有關。

19.什么是拉烏爾定律?什么是道爾頓定律? 拉烏爾(Raoult)研究稀溶液的性質，歸納了很多實驗結果，于1887年發表了拉烏爾定律:在一定溫度下的稀溶液中，溶劑的蒸氣壓等于純溶劑的飽和蒸氣壓乘以溶劑在溶液中的摩爾分率。其數學表達式為:

opA?pA?xA

式中pA—溶劑A的蒸氣壓;o

pA—在一定溫度條件下純溶劑A的飽和蒸氣壓;

xA—溶液中溶劑A的摩爾分率。

以后大量的科學研究實踐證明，拉烏爾定律不僅適用于稀溶液，而且也適用于化學結構相似、相對分子質量接近的不同組分所形成的理想溶液。

道爾頓(Dalton)根據大量試驗結果，歸納出“系統的總壓等于該系統中各組分的分壓之和”。以上結論發表于1801年，通常稱之為道爾頓定律。

道爾頓定律有兩種數學表達式:

P=P1+P2+……+Pn

pi?p?yi

式中P1、P2……Pn—各組分在氣相中的分壓;yi——i組分在氣相中的摩爾分率。

經以后的大量科學研究證實，道爾頓定律能準確地用于壓力低于0.3MPa的氣體混合物。將上述兩個定律進行聯解時，很容易得到以下算式:

pi0yi??xi

p根據此算式很容易由某一相的組成，求取與其相平衡的另一相的組成。20.氣液相平衡和相平衡常數的物理意義是什么? 氣液相平衡是指氣、液兩相存在于一個系統中，在兩相之中進行物質傳遞，最終系統的溫度、壓力保持恒定，各相的組成保持不變，這樣的狀態稱之為氣液平衡。在石油蒸餾過程中氣液相平衡主要用于研究溫度、壓力等操作參數與氣、液組成之間的關系。

氣液相平衡常數Ki，是指氣、液兩相達到平衡時，在系統的溫度、壓力條件下，系統中某一組分i在氣相中的摩爾分率yi與液相中的摩爾分率xi的比值。即

Ki?yi xi相平衡常數是石油蒸餾過程相平衡計算時最重要的參數，對于壓力低于<0.3MPa的理想溶液,相平衡常數可以用下式計算:

Ki?Pi0P

式中Pi0—i組分在系統溫度下的飽和蒸氣壓，Pa;P—系統壓力，Pa。

對于石油或石油餾分，可用實沸點蒸餾的方法切割成為沸程為10~30℃的若干個窄餾分，借助于多元系統汽液相平衡計算的方法，進行石油蒸餾過程的氣相相平衡的計算。

21.什么叫揮發度、相對揮發度? 液體混合物中任一組分汽化傾向的大小可以用揮發度?i來表示，其數值是相平衡常數與壓力的乘積，即:

?i?Ki?P?(yi/xi)?P

對于理想體系Ki?Pi/P，液體混合物中i組分的揮發度顯然就等于它的飽和蒸氣壓，即?i?Pi。

相對揮發度是指系統中，任一組分i與對比組分j揮發度之比值，即: 00aij?對于理想體系

?iKi ??jKjpi0aij?0

pj對于低壓非理想溶液

?ipi0 aij?0?jpj其中?i、?j—

i、j組分的活度系數。

22.什么叫飽和蒸氣壓?飽和蒸氣壓都與哪些因素有關? 在某一溫度下，純液體與在它液面上的蒸氣呈平衡狀態時，由此蒸氣所產生的壓力稱為飽和蒸氣壓，簡稱為蒸氣壓。蒸氣壓的高低表明了液體中的分子離開液體汽化或蒸發的能力，蒸氣壓越高，就說明液體越容易汽化。

蒸氣壓的大小首先與物質的本性：相對分子質量大小、化學結構等有關，同時也和體系的溫度有關。在壓力低于0.3M Pa的條件下，對于有機化合物常采用恩托因(Antoine)方程來表示蒸氣壓與溫度的關系:

lnpi0?Ai?Bi

T?Ci式中

Pi0—i組分的蒸氣壓，Pa;Ai、Bi、Ci—恩托因常數；

T—系統溫度，K。

恩托因常數Ai、Bi、Ci可由有關手冊中查到。對于同一物質其飽和蒸氣壓的大小主要與系統的溫度T有關，溫度越高，飽和蒸氣壓越大。

23.什么叫泡點、露點?什么是泡點方程和露點方程? 泡點是在恒壓條件下加熱液體混合物，當液體混合物開始汽化出現第一個汽泡時的溫度。

露點是在恒壓條件下冷卻氣體混合物，當氣體混合物開始冷凝出現第一個液滴時的溫度。

石油精餾塔內側線抽出溫度則可近似看作為側線產品在抽出塔板油氣分壓下的泡點溫度。塔頂溫度則可以近似看作塔頂產品在塔頂油氣分壓下的露點溫度。

泡點方程是表征液體混合物組成與操作溫度、壓力之間關系的數學表達式，其算式如下:

?Kxi?1nii?1

露點方程是代表氣體混合物組成與操作溫度、壓力之間關系的數學表達式，其算式如下：

yi?1 ?i?1Ki式中，xi、yi分別代表i組分在液

相或汽相的摩爾分率;n代表系統中的組分數目。

24.化驗室分析餾分組成時，常用的方法有幾種?它們的餾出曲線有何不同?

煉廠化驗室主要應用實沸點蒸餾、恩氏蒸餾，平衡氣化三種方法。

實沸點蒸餾是一種間歇精餾過程。塔釜加入油樣加熱汽化，上部冷凝器提供回流，塔內裝有填料供汽液相接觸進行傳熱和傳質，塔頂按沸點高低依次切割出輕重不同的餾分。實沸點蒸餾主要用于原油評價試驗。

恩氏蒸餾也叫微分蒸餾。油樣放在標準的蒸溜燒瓶中，嚴格控制加熱速度，蒸發出來的油氣經專門的冷凝器冷凝后收集在量筒中，以確定不同餾出體積所對應的餾出溫度。恩氏蒸餾操作簡單，速度快。主要用于石油產品質量的考核及操作控制上。

n平衡汽化也稱為一次汽化，在加熱的過程中油品汽液兩相密切接觸并處于相平衡狀態，加熱終了使氣、液相分離。實際的平衡汽化是很難達到的，因為這要求汽液兩相有無限長的接觸時間和無限大接觸面積。但在石油加工過程中，近似于平衡汽化的情況很多。

通過三種蒸餾過程的餾出曲線進行比較(見圖1－2)，很容易看出，實沸點蒸餾初餾點最低，終餾點最高，曲線的斜率最大。平衡汽化的初餾點最高，終餾點最低，曲線斜率最小。恩氏蒸餾過程則居于兩者之間。

基于以上的現象，經過大量的試驗積累了豐富的數據，經處理得到二種蒸餾曲線換算圖表。主要用來從實沸點蒸餾數據或恩氏蒸餾數據出發，求取平衡汽化數據，便于在分餾塔設計時求取塔內各點的溫度。

25.分餾塔的操作中應掌握哪三大平衡? 分餾塔的操作應掌握物料平衡、氣液相平衡和熱量平衡。

物料平衡指的是單位時間內進塔的物料量應等于離開塔的諸物料量之和。物料平衡體現了塔的生產能.力，它主要是靠進料量和塔頂、側線和塔底出料量來調節的。操作中，物料平衡的變化具體反應在塔底液面上。當塔的操作不符合總的物料平衡時，可以從塔壓差的變化上反映出來。例如進得多，出得少，則塔壓差上升。對于一個固定的分餾塔來講，塔壓差應在一定的范圍內。塔壓差過大，塔內上升蒸氣的速度過大，霧沫夾帶嚴重，甚至發生液泛而破壞正常操作，塔壓差過小，塔內上升蒸氣的速度過小，塔板上汽液兩相傳質效率降低，甚至發生漏液而大大降低塔板效率。物料平衡掌握不好，會使整個塔的操作處于混亂狀態，掌握物料平衡是塔操作中的一個關鍵。如果正常的物料平衡受到破壞，它將影響另二個平衡，即：汽液相平衡達不到預期的效果，熱平衡也被破壞，需重新予以調整。

汽液相平衡主要體現了產品的質量及損失情況。它是靠調節塔的操作條件(溫度、壓力)及塔板上汽液接觸的情況來維持的。只有在溫度、壓力固定時，才有確定的汽液相平衡組成。當溫度、壓力發生變化時，汽液相平衡所決定的組成就發生變化，產品的質量和損失情況也隨之發生變化。汽液相平衡與物料平衡密切相關，掌握好物料平衡，塔內上升蒸氣速度合適，汽液接觸良好，則傳熱、傳質效率高，塔板效率也高。當然，溫度、壓力也會隨著物料平衡的變化而改變。

熱量平衡是指進塔熱量和出塔熱量的平衡，具體反應在塔頂溫度上。熱量平衡是物料平衡和汽液相平衡得以實現的基礎，反過來又依附于它們。沒有熱的汽相和冷的回流，整個精餾過程就無法實現；而塔的操作壓力、溫度的改變（即汽液相平衡組成改變），則每塊塔板上汽相冷凝的放熱量和液體汽化的吸熱量也會隨之改變。

掌握好物料平衡、氣液相平衡和熱量平衡是精餾操作的關鍵所在，三個平衡之間相互影響、相互制約。在操作中通常是以控制物料平衡為主，相應調節熱量平衡，最終達到氣液相平衡的目的。

要保持操作穩定的塔底液面，必需穩定:①進料量和進料溫度;②塔頂、側線及塔底抽出量;③塔頂壓力。

要保持穩定的塔頂溫度。必需穩定:①進料量和進料溫度;②頂回流、循環回流、各中段回流量及溫度;③塔頂壓力;④汽提蒸汽量;⑤原料及回流不帶水。

只要密切注意塔頂溫度，塔底液面，分析波動原因，及時加以調節，就能掌握塔的三個平衡，保證塔的正常操作。

26.塔頂回流帶水會有什么現象?如何處理? 塔頂回流由塔頂回流罐抽出，如果回流罐油水界位控制不好或失靈、水界面過高，超過回流抽出管水平面位置時，回流將含水。或者塔頂水冷卻器管因腐蝕穿孔，大量冷卻水漏進回流罐來不及脫水，也可造成回流油帶水。原料含水高，也可能造成預分餾塔頂回流罐水多，脫水不及時，也造成回流帶水。帶水的回流油進入塔頂部，由于水的氣化熱比油品汽化熱約大4倍，水蒸氣的比體積比油品蒸氣的比體積約大10倍，因此造成塔頂壓力上升，塔頂溫度下降，塔上部過冷。不及時處理，塔頂壓力會急劇上升沖塔，安全閥可能會跳開。

當發現塔頂溫度明顯降低，可初步斷定回流帶水，應迅速檢查回流罐油水界面控制是否過高，或打開在儀表控制閥下面的放空閥直接觀察回流油是否含水就可以準確判斷。

回流油帶水應采取如下處理辦法:（1）排除儀表控制故障，開大脫水閥門或副線閥門，加大切水流量，使水界面迅速降低。

（2）如果是冷卻器管束泄漏，停止使用，及時檢修。（3）適當提高塔頂溫度。加速塔內水的蒸發。（4）塔頂壓力上升可啟動空冷風機。

遇到回流帶水時，首先要及早判斷。迅速處理，將回流油中水脫除，就能很快恢復正常操作;如發現遲，處理慢對安全生產帶來嚴重危害。

27.什么叫回流比?對塔的操作有何影響? 回流比R是指回流量L0與塔頂產品D之比，即:

R?L0 D回流比的大小是根據各組分分離的難易程度(即相對揮發度的大小)以及對產品質量的要求而定。對于二元或多元物系它是由精餾過程的計算而定的。對于石油蒸餾過程，國內主要用經驗或半經驗的方法設計，回流比主要由全塔的熱量平衡確定。

在生產過程中精餾塔內的塔板數或理論塔板數是一定的，增加回流比會使塔頂輕組分濃度增加、質量變好。對于塔頂、底分別得到一個產品的簡單塔，在增加回流比的同時要注意增加塔底重沸器的蒸發量;而對于有多側線產品的復合石油蒸餾塔，在增加回流比的同時要注意調整各側線的開度，以保持合理的物料平衡和側線產品的質量。

28.除回流比之外，預分餾塔的操作參數還有哪些?

除回流比外，預分餾塔的操作參數還有:

(l)操作壓力;

(2)塔頂溫度;

(3)進料溫度;

(4〕塔底溫度;

(5)回流罐與塔底液面等。

29.預分餾塔的壓力對分餾過程有何影響? 預分餾塔頂產品通常是輕汽油餾分或重整原料(雙塔流程的塔Ⅱ)。當用水作為冷卻介質，產品冷至40℃左右，回流罐在0.11~0.3MPa壓力下操作時油品基本全部冷凝。因此分餾一般在稍高于常壓的壓力條件下操作，常壓預分餾塔的名稱由此而來。

對于原料中不凝氣含量較多時，提高壓力可以減少排放惰性氣體時輕質汽油損失的數量。適當提高塔的操作壓力可以提高塔的處理能力，當塔的操作壓力從0.11MPa提高到0.3MPa時，塔的生產能力可增長70％，塔的壓力提高以后，整個塔的操作溫度也上升，有利于側線產品與原料的換熱。

不利的因素是隨著壓力的提高，相對揮發度降低，分離困難。為達到相同的分離精確度，則必需加大塔頂的回流比，從而增加了塔頂冷凝器的負荷。此外由于進料溫度不能任意提高，當壓力上升以后，進料汽化率會有所下降。

30.預分餾塔壓力波動的原因有哪些?如何控制? 預分餾塔壓力波動的原因有:（1）進料或塔頂回流量波動;（2）進料或塔頂回流帶水和組成變化;（3）回流罐瓦斯(不凝氣)背壓變化，后路堵塞或壓力變化;（4）冷后溫度改變;（5）回流入塔溫度改變等。

通常采用冷卻水量和不凝氣排出量作為塔壓力的控制手段。壓力高低直接受回流罐油溫下蒸氣壓的影響。進料帶水或輕組分增多(減少)，塔內產生過多(少)的水蒸氣或不凝氣使壓力增高(下降)，要及時調整，保持塔內壓力穩定;與此同時應盡量排除使塔內壓力波動的因素。如果不排除上述造成塔內壓力波動的直接原因，只靠壓力控制器調節，就難以使塔內壓力真正平穩下來。

31.預分餾塔頂溫度過高或過低有什么害處? 塔頂溫度是控制塔頂拔頭油干點的主要操作參數。塔頂溫度過低，將不能拔出所有輕組分。造成塔內負荷增加，操作不穩;但是塔頂溫度過高將使拔頭油干點升高，拔頭油帶走較多適于重整進料的組分，浪費了原料。因此，過低、過高的塔頂溫度都是不適當的。

32.預分餾塔頂溫度波動的原因有哪些?如何控制?

影響預分餾塔頂溫度波動的主要因素有;

(l)塔頂回流量、溫度變化或回流帶水;

(2)進料組成、溫度變化或進料帶水;

(3)塔的操作壓力和塔底溫度或液面變化等。

控制塔頂溫度最基本的方法是分析原因加以調節。通常最有效的方法就是調節回流量，保持塔頂溫度穩定。如果塔頂溫度突然升高，就應及時增加回流量，或降低回流溫度。較大的回流量或溫度較低的回流進入塔頂后，與塔內高溫物料接觸、氣化時吸收熱量，如果回流量加大的數量或溫度降低的程度，正好能與塔頂溫度增高多產生的熱量相平衡，那么塔頂溫度就能恢復到正常值。

如果是進料組成變化造成的塔頂溫度變化應根據新原料組成確定適宜的塔項溫度，而不一定要恢復到原來的指標。

33.塔進料溫度對預分餾塔的操作有何影響? 在一定的操作壓力下，原料油進料溫度變化影響汽化率的變化。通常預分餾塔應在泡點溫度下進料。如果進料溫度太低，過冷進料將使進料口以下幾塊塔板的液體負荷增加，分餾效果降低。相反，進料溫度過高，將使進料口以上幾塊塔板的汽相負荷增大，嚴重時造成霧沫夾帶，也會影響分餾效率。

34.預分餾塔為什么采用泡點進料? 預分餾塔進料溫度應控制在泡點溫度。因為在泡點狀態下進入塔中，才能更好地與進料板中的飽和液體相混合，與下部上升的飽和油氣相接觸，達到最好的分餾效果。過冷進料或過熱進料均不能達到這種效果。

油品的泡點溫度是與油品組成密切相關的，因此，當原料油組成發生變化時，就要根據泡點分析結果，及時調整進料加熱器，以確保進料溫度保持在泡點溫度。當然，原料變化后，為了保證塔底油的質量指標，塔頂、塔底的溫度都應做相應的調整。

35.塔底退度和液面高度對預分餾有何影響? 塔底溫度是控制塔底油初餾點的主要參數，塔底溫度的變化將對全塔的熱平衡產生影響。塔底油初餾點通常是預分餾塔的主要控制指標，因此塔底溫度的變化對預分餾塔產生重要影響。

塔底液面變化是塔物料平衡改變的直接反映。塔底液面升高或下降表明進料量與進料性質可能發生變化，也可能與塔底溫度變化、側線抽出量變化（單塔開側線塔）、塔頂餾出量變化、塔底抽出量變化、塔頂壓力變化或者儀表失靈有關，如不及時調整，會破壞塔的平穩操作。

36.造成預分餾塔底溫度波動的因親有哪些?應如何控制?

塔底溫度波動的主要影響因素是:

(1)進料量的波動和原料組成的改變;

(2)塔底液面波動。

控制塔底溫度的基本手段是控制塔底加熱器(或加熱爐)出口溫度。在一定的循環量下，加熱器出口溫度越高，帶入塔底的熱量越多，塔底溫度隨之增高。這樣就可調節由于進料量突然增加(使塔底液面增高)引起的塔底溫度下降；或者由于進料組分變重需要更多的熱量使油品氣化引起的塔底溫度的降低。

與此相反，如果進料量突然減少(塔底液面降低)或組分變輕使塔底溫度升高時，就應調整加熱器(或加熱爐)出口溫度，使之下降。

37.預分餾開工過程是怎樣進行的? 預分餾開工是在做好必要的準備工作之后進行的。準備工作包括流程、設備的檢查，與油品罐區聯系，檢查罐區切水、收油、循環油返回原料罐的準備等。具體的開工步驟包括:(1)啟動原料泵向塔進油，塔底見液面時，塔底以20~30℃/h速度升溫至耍求溫度，根據塔底液面變化情況補充原料油，液面達70~80%可開啟塔底泵循環回原料罐。塔內壓力上升時，氣體先排至火炬。

(2)塔頂回流罐液面高度達30%時，先切水后開回流，液面達60%時經換熱回原料罐，此時便已形成罐、塔開工大循環，具體流程如下〔見圖1－3〕。

（3）調整各操作參數，使塔頂、塔底油質量合格，塔頂氣體排至燃料氣系統，保持壓力平穩。

(4)預分餾循環正常后，可全回流操作，等待與預加氫聯運。38.單塔預分餾塔底油初餾點過高或過低應如何處理? 如果塔底油初餾點過高，表明有部分重整原料組分被攜到塔頂，將使重整料減少，特別是生產芳烴裝置中，苯收率將明顯下降。在這種情況下，應及時降低塔底溫度，降低幅度應根據分析結果來確定。

相反，如果塔底油初餾點過低，表明有較多不適于做重整原料的輕組分進入塔底，（即重整料)。如前所述，這些輕組分進入重整裝置是無益的，因此應適當提高塔底溫度，將輕組分蒸發出來，以保證塔底油初餾點合格。

39.單塔預分餾拔頭油與塔底油重疊的原因是什么?如何處理? 兩種產品重疊表明分餾精確度較差，既降低了重整料收率又影響其質量。要實現產品之間脫空，就要以提高分餾塔分餾精確度入手。當塔的負荷不大(即中等負荷以下)時，可適當增大塔頂回流量。

通常，氣液相負荷過大，塔板結構不好，長周期運轉塔板損壞，塔板結垢都可能引起產品重疊。如塔內負荷過大可降低處理量，選擇分離效率高的塔板；停工檢修時仔細檢查塔板安裝質量，在一個開工周期內要求塔板無損壞;在塔板壓降增大結鹽時，及時洗除鹽垢。

油品在分餾塔進行分餾，目的就是為了將產品按規格需要，從輕的至重的分離清楚，要求輕的產品中不含或少含重的組分，重的產品中不含或少含輕組分，從分餾目的本身出發，各產品之間最好都脫空，以表明塔的分餾效率高。但脫空過多則表明物料平衡沒搞好，或塔板設置過多。

40.為什么用塔頂回流調節塔頂溫度有時不能達到預想的效果? 正常情況下一般不會發生這種情況，但是如果塔頂負荷過高時將會發生這種情況。這是因為:(1)預分餾原料過輕或混兌了較多輕烴原料，或者原料帶水過多。(2)裝置負荷量增加，預分餾塔在上限負荷操作。

在這種情況下，將會出現提高回流量，以期降低塔頂溫度，在瞬間還起到一些作用，但不久塔頂溫度會再度升高，如繼續增加回流，不但塔頂溫度難以下降，有時還會出現回流罐液位急劇升高，如不采取措施回流罐就會發生憋壓甚至冒罐的事故。這是由于進入預分餾塔頂的液相回流，在塔頂迅速氣化，增大了塔頂負荷，形成惡性循環。

41.預分餾塔發生沖塔是什么原因?如何處理? 分餾塔正常操作中，汽液相負荷相對穩定。當汽液相負荷都過大時，蒸氣通過塔板的壓降增大，會使降液管中液面高度增加;液相負荷增加時，出口堰上液面高度增加。當液體充滿整個降液管時，上下塔板液體連成一片，分餾完全被破壞，即出現沖塔。

形成塔內汽液相負荷過大的諸因素，都可引起沖塔。如原料處理量、原料進塔含水量，塔底供熱量、塔頂回流量過大等。在塔內塔板結鹽或降液管堵塞時汽液相負荷不均勻也會造成產品變顏色。

發生沖塔時，因塔內分餾效果變壞，破壞了正常的傳質傳熱，致使塔頂溫度、壓力、側線餾出口溫度、回流溫度均上升，塔底液位突然下降，拔頭油變重。

處理沖塔的原則是降低汽液負荷，即降低原料處理量；如原料含水大造成沖塔，即要加強脫水。

42．預分餾進料泵或(和)回流泵不能運轉時應如何處理? 預分餾進料泵(包括備用泵)不能運轉，其現象是：預分餾進料中斷，流量指示回零。發生這種故障時，可以甩掉預分餾，預加氫改用精制油，直接向預加氫進料，同時預加氫進料泵停抽預分餾塔底油。預分餾塔改全回流操作，單塔閉路循環，當班班長應及時向廠調度和車間匯報，聯系維修隊搶修設備。若長時間不能修復時，可以用預分餾原料全餾分加氫，利用脫水塔拔頭，維持重整裝置低溫運轉。

預分餾回流泵同時不能運轉時，發生這種事故的現象是:塔回流中斷，流量指標回零，塔頂溫度、壓力上升，回流罐液面上升，塔底液面下降。

處理措施的要點是:向廠調度和車間匯報，聯系檢修泵。停塔底重沸器熱源，加大塔進料量，預分餾塔底油不經分餾送至預加氫系統，全餾分精制，短時間維持生產，必要時停工處理。43..如何表示和評價預分餾塔的分餾精確度或分餾效果? 一般化工過程的精餾塔被分離物系是由若干個確定組成的組分構成的，該塔的分離精確度可以用某些組分在塔頂產品和塔底產品中的含量來表示。換言之可用塔頂產品和塔底產品的純度來表示。預分餾的產品不是具體的組分，而是較寬的餾分，上述分離精確度表示的方法不能用在重整原料預分餾過程中。兩相鄰餾分之間的分離精確度，通常用該兩個餾分的蒸餾曲線〔一般是恩氏蒸餾曲線)的相互關系來表示(參見圖1一4)。

倘若較重餾分的初餾點高于較輕餾分的終餾點。則這兩個餾分之間有些“脫空”，煉油

0工業的術語稱這兩個餾分之間有一定的“間隙”。這個間隙可以用較重餾分的初餾點tH與較輕餾分的終餾點t100L之間的溫差來表示：

0

恩氏蒸餾(0~100)的間隙＝tH－t100L

0假如較重餾分的初餾點tH低于較輕餾分的終餾點t100，重疊意味著一L，則稱為“重疊”部分輕餾分進入到重餾分當中，其結果降低了輕餾分的收率，又有損于重餾分的質量，顯然是分餾精確度差所造成的。間隙意味著有較高的分餾精確度，間隙越大說明分餾精確度越高。不論相鄰兩個餾分的恩氏蒸餾曲線有間隙或是重疊，如果以實沸點蒸餾曲線來表示兩相鄰餾分的相互關系。則只會出現重疊而不可能發生間隙。

通常，實際生產裝置真正達到脫空的情況是不容易的，多少總會有些重疊，因此最有實際意義的評價指標是重疊程度而不是脫空程度。

雙塔預分餾分割出的重整原料要好一些，基本能達到或接近脫空，所含有的拔頭油組分通常≧3%;拔頭油帶有的重整原料組分≧2%。因此對于生產芳烴，雙塔預分餾的分離效果較好。單塔預分餾的效果顯然要比雙塔預分餾差。但是對于只需得到干點基本合格的重整原料，單塔拔頭處理也就可以了。

44.雙塔預分餾在流程和操作上有何特點? 雙塔預分餾由拔頭塔和切尾塔兩部分組成（見圖1一5）。拔頭塔操作特點是: 拔頭塔的唯一操作變量是輸入到塔底的熱量。通常靠熱油(或者重沸爐加熱的熱載體)，在流量控制下循環輸入，調節塔底溫度。回流量通常由回流罐液位控制。拔頭塔的壓力，一般不是獨立變量，它隨火炬總的正背壓而變化。為防止火炬總管對拔頭塔的污染，在回流罐排放管線上設有氮氣吹掃線。拔頭油的組成可通過塔頂溫度的控制加以調節，控制塔頂溫度能重新改變拔頭油的拔出率。

切尾塔的操作特點:

切尾塔的熱量由再沸器(爐)提供。改變塔底溫度可以控制切尾油的組成和切出率。回流量由回流罐液位控制，塔的壓力隨火炬總管和氮氣吹掃線壓力而變化。塔頂抽出的重整原料在冷卻之前與拔頭塔進料換熱，回收其熱量。

45.塔板上氣液接觸的方式有幾種?各有何特點? 塔板上氣、液接觸的情況隨氣速的變化而有所不同，大致可以分為以下四種類型:

(1)鼓泡接觸:當塔內氣速較低的情況下，氣體以一個個氣泡的形態穿過液層上升。塔板上所有氣泡外表面積之和即該塔板上氣、液傳質的面積。

(2)蜂窩狀接觸:隨著氣速的提高，單位時間內通過液層氣體數量增加，使液層變成為蜂窩狀況。此時的傳質面積要比鼓泡接觸大。

(3)泡沫接觸:氣體速度進一步加大時，穿過液層的氣泡直徑變小，呈現泡床狀態的接觸形式。

(4)噴射接觸:氣體高速穿過塔板，將板上的液體都粉碎成為液滴，此時傳質和傳熱過程則是在氣體和液滴的外表面之間進行。

前三種情況在塔板上的液體是連續相，氣體是分散相，氣體分散在液體中進行氣、液接觸傳熱和傳質過程的;噴射接觸在塔板上氣體處在連續相、液體變成了分散相。

在小型低速的分餾塔內才會出現鼓泡和蜂窩狀的接觸情況。在預分餾過程中氣速一般都比較大，所以，多采用浮閥或泡帽塔板，以泡沫接觸為主的方式進行傳熱、傳質。

46.為什么大多數預分餾塔都采用浮閥塔?在操作和檢修中應注意哪些問題? 由于浮閥塔具有塔板效率高、常壓操作范圍廣和操作彈性大等優點，很適合重整原料預分餾過程的要求，因此設計中多被采用。

浮閥塔也有不足之處，例如，浮閥容易脫落，這就要求操作中盡量避免不正常的沖擊和波動，減少浮閥脫落。在檢修中應盡量檢查各層塔板浮閥脫落情況，并盡可能的修復或更換，以確保塔板效率得到良好發揮。47.塔內汽、液相負荷變化過大對塔操作有何影響?淹塔現象是怎樣發生的? 汽相負荷過小，塔內氣速過低，將發生泄塔(即液體從上層塔板的開孔中下漏)，或稱漏液或泄漏，顯然漏塔情況下會使塔的分離效果下降，不利于塔的平穩操作。

汽相負荷過大，使塔板上液層劇烈攪拌，使泡沫層增高，帶入上層塔板的液體夾帶量增大。如果夾帶量超過10%，就會使正常操作遭到破壞。

如果液相負荷太低，低于設計負荷50%以下，因塔內水力學的限制而難于操作。

如果液體負荷突然增加，液體在降液管中的流速加快，使液體中夾帶的氣體組分來不及分離，流到下層塔板，使下層塔板分離效果下降。通常要求液體在降液管中的流速不得超過0.12m/s。

進料量突然增加過多將使液相負荷和汽相負荷同時加大，出口堰上的液層高度增加，閥孔氣速增加，液體流過降液管時的阻力增大，塔板壓降增大，最終導致降液管中的液面高度(h液)增高。各因數間存在如下關系:

h液＝?p板＋h1?h2?h堰

式中?p板—塔板壓力降，mm液柱;

h1—出口堰液層高，mm液柱;h2—液體流過降液管時的阻力損失，mm液柱;

h堰—出口堰高，mm液柱。

如果降液管中液面高度達到頂點，降液管充滿液體時，上、下塔板就被液體連通，完全破壞了分餾作用，這就是所謂的淹塔現象或稱液泛現象。

通常要求降液管中的液面高度h液≤0.5H板（H板是塔板間距)。

48.如何保持預分餾塔的平穩操作? 影響預分餾塔正常操作的因素很多，但只要抓住主要矛盾，整個塔的操作也就迎刃而解。預分餾塔和所有分餾塔一樣。其主要矛盾是：全塔物料平衡和熱平衡。

物料平衡也就是塔進、出料的平衡，物料平衡的變化集中反映在塔底液面的變化上。熱平衡也就是進入塔的熱量與出塔熱量的平衡，具體反映在塔頂溫度上。

所以，只要密切注視塔頂溫度、塔底液面兩塊儀表，或對這兩個參數的跟蹤控制，經常調節、分析波動原因，并加以消除，就能很好保持住塔的物料平衡和熱平衡，也就保證了塔的平穩運行。

第二章原料預精制過程

1.原料預精制裝置的任務是什么?它是由哪些工序構成的? 重整原料預精制裝置的任務是脫除原料中的有害物質（即毒物），如砷、鉛、銅、汞、鐵和氮、硫、氧等，以保護重整催化劑的活性。

原料預精制裝置通常由以下一些工序構成:(l)原料預脫砷;(2)原料加氫預精制;(3)原料蒸餾脫水;(4)原料深度脫硫等。2.工業中應用的預脫砷方法有哪些?其作用是什么? 在我國催化重整裝置中，應用的預脫砷方法有三種:

①Si－Al小球或硫酸銅/Si－A小球吸附脫砷法;

②過氧化氫異丙苯(CHP)氧化脫砷法；

③臨氫脫砷法。

這些脫砷方法的作用，都是為了脫除掉原料石腦油中的常量砷，剩余的微量砷，再經加

－氫預精制深度凈化，獲得符合重整要求的原料油(如含砷<13109)。

這里所謂的常量砷與微量砷沒有嚴格的界限。通常要求預脫砷能夠將原料石腦油中的大－－約(200~10003109)的常量砷〔有時更高些)，脫至<(100~200)3109。這樣，一方面預加氫

－生成油含砷量能達到<13109的要求，另一方面可以延長預加氫催化劑的使用壽命。

3.Si－Al小球脫砷法的主要優、缺點是什么? CHP氧化脫砷在工業中為什么未能廣泛應用? Si－Al小球脫砷過程，是在常溫、常壓的緩和條件下，借助Si－Al小球裂化催化劑(經10％H2SO4浸泡)的吸附作用，能將原料石腦油中的砷吸附在脫砷劑上，經初步脫除砷，減少預加氫催化劑因積砷量高而失活的危險，這種方法優點是操作簡單，投資較少。缺點是容砷量較低，廢脫砷劑需要掩埋，難以適應環保要求。

CHP是過氧化氫異丙苯的英文縮略語。原料石腦油與CHP在80℃條件下，反應30min，可脫除95%左右的砷化物。這種方法的最大問題是氧化廢渣處理比較麻煩，因而在工業上應用不多。

4.臨氫預脫砷的基本原理是什么? 重整原料石腦油中的砷化物，通常是有機砷化物，如三甲基砷化氫(CH3)3AsH、三乙基砷(C2H5)3As。臨氫預脫砷的基本原理是在氫壓下，砷與脫砷劑(如加氫精制用的鎳鋁催化劑或其它專門生產的脫砷劑)接觸，轉化成不同價態的金屬砷化物，如砷化鎳（NiAs)、二砷化鎳(NiAs2)和二砷化五鎳(Ni5As2)等。因此，原料石腦油中的砷被留在脫砷劑中，石腦油中的砷被脫除。

5.法國Procatalyst捕集脫砷法的基本原理是什么? 據報道，Procatalyst捕集脫砷法的第一步是將原料石腦油在臨氫條件，借助精制催化劑的作用，將As-C鍵斷裂，使砷轉化成三氫化砷(AsH3);第二步是在捕砷劑上，將生成的AsH3捕集吸收，使原料石腦油中的砷得到脫除。

據悉，該工藝已在國外工業化，所用的捕集脫砷劑是CMG－841，脫砷率達92.4％。6.什么是高效脫砷劑?為什么要開發高效脫砷劑?如何防止高效脫砷劑結焦? 所謂高效脫砷劑，通常是指具有脫砷率高、容砷能力強的脫砷劑。例如北京石油化工科學研究院開發的RAS系列脫砷劑就是高效脫砷劑。據試驗結果，其脫砷率為90%~99.9%,容砷能力可高達40%以上。

開發高效脫砷劑的原因之一是為了提高脫砷技術的水平。原因之二是為了減少廢脫砷劑的量，減少對環境的污染，便于掩埋處理。

高效脫砷劑通常具有脫砷效率高容砷能力強的優點，它們通常是高鎳系催化劑，多具有很強的裂解性能，如果使用不當往往會造成脫砷劑迅速結焦(塊)、床層壓降增大，迫使裝置停工。為防止這類事故，介紹鈍化處理方法供參考。

鈍化過程是在脫砷劑臨氫活化處理(400℃)之后，將床層降至常溫，在1.0MPa壓力下用石腦油處理8h,試驗表明，鈍化后的脫砷劑結焦(塊)的可能性減至最低。

7.預脫砷油中砷含里過高時，應如何處理? 所謂預脫砷油，這里是指經預脫砷過程處理之后，進入加氫預精制系統的原料油，而不是加氫預精制后的生成油。

由于各裝置設計中采用的預脫砷方法不同，因此，預脫砷油砷含量不合格時的處理方法也就不同。

(1)如果預脫砷采用Si－Al小球脫砷法，當預脫砷油砷含量過高時，應將Si－Al小球使用周期內Si－Al小球實際容砷量盡可能準確地估算清楚，若超過5%～10%時，應予以更換。另外一種情況，如果是原料油砷含量突然增高，那么此時就應采取單罐循環的方法，保證供

－給加氫預精制裝置合格的原料(砷含量<(100~200)3109，視各裝置工藝卡片的要求決定)，必要時更換Si－Al小球脫砷劑。

(2).對干采用CHP氧化法脫砷的裝置，脫砷油砷含量過高時，首先應查明原因，根據情況可采取提高反應時間或增加CHP量等措施;與此同時，應制訂長期穩定運轉的可行方案。

(3)對于采用臨氫法脫砷的裝置，脫砷油砷含量過高時，通常表明該脫砷劑的脫砷能力己經下降，容砷能力超過允許范圍。如果有備用的并聯脫砷反應器可根據情況切入系統。但多數裝置均不設置并聯的備用脫砷反應器。因此，只要在每個運轉周期之初，對在用脫砷劑的含砷量做準確分析，通常不會出現這種情況。如果已分析出脫砷劑的砷含量較高。就應在運轉初期及時更換脫砷劑。

如果由于工作疏忽在開工之初未做分析，或分析失誤，或已發現脫砷劑積砷量已較高時，只好停工更換脫砷劑，別無其它更好辦法。

8.為什么對廢脫砷劑要妥善處理?環保方面有什么要求? 廢脫砷劑，是指吸附、濃縮了較多砷化物的吸附劑，它已基本達到工業最大容砷量，不能再起到脫砷作用，應予更換和妥善處理。

據(石油化工毒物手冊)介紹，元素砷基本是無毒的，但是砷的氧化物和某些鹽類絕大部分是劇毒物。如三氧化二砷(As2O3)是人們常說的劇毒物砒霜。

已經測出，廢的3665脫砷劑中含有NiAs、NiAs2和Ni5As2等，它們也是有毒物質，如果把含有砷和其它砷化物的廢脫砷劑長期露天堆放在地面上，砷也有被進一步氧化成劇毒物的可能。因此，為防止毒物對周圍環境的污染和對人身體的危害，必須對廢脫砷劑進行妥善處理。

環保方面要求對廢脫砷劑必須做好防護處理。國外有些國家已明確要求對廢脫砷劑采取水泥罐裝封閉深埋措施。我國環保部門對毒物處理也有具體明文規定，在處理不同含砷量的廢脫砷劑時，應在環保部門的指導下進行。

為避免廢脫砷劑對人體造成傷害，在處置廢脫砷劑時要求用防護用品，工作結束后要洗手、洗澡和更衣;不得在存放廢脫砷劑的場所進食、飲水和吸煙;盛放廢脫砷劑的金屬容器改做它用時應進行酸洗，在酸洗時應先測金屬容器及酸中的含砷量，以防砷化氫中毒;作業工人應定期體檢。

9.加氫預精制(即預加氫)的作用是什么?其工藝過程是怎樣構成的?氫氣從何而來? 預加氫的作用是:除去重整原料中的非烴化合物(主要是硫化物、氮化物和含氧有機化合物)和金屬有機化介物。使之符合重整催化劑對原料油的要求。

圖2－1是典型的重整原料加氫預精制工藝流程。

由預分餾工序切取得到適宜餾分的原料，經進料泵升壓后與氫氣混合，再經換熱器、加熱爐加熱到適宜溫度進入加氫預精制反應器進行精制反應，反應生成物經換熱器、冷卻器降至分離溫度(通常為38℃左右)，進入氣/液分離器，分離出的液體反應產物壓送到蒸發脫水塔。塔底得到含水合格的加氫精制油。

分離器分出的含氫氣體可做其它加氫裝置的氫氣來源;脫水塔頂分出的氣體可送入燃料氣系統。

預加氫過程所用的氫氣。通常是由重整裝置產生的氫做為預加氫部分的氫氣來源。有的裝置是一次通過，預加氫的尾氫不循環，因此，預加氫的氫油比是隨重整產氫的多少而定;有的預加氫部分帶循環氫壓縮機，預加氫的尾氫循環到壓縮機入口，重整裝置只提供補充氫，因此，它的氫油比較前者高。系統壓力也比前者高。

10.預加氫過程中發生的化學反應有哪些?它們的化學反應方程式是怎樣的? 在預加氫反應中可發生脫硫、脫氮、脫金屬、脫氧、烯烴加氫飽以及脫鹵化物等6種反應。下面是6種反應的反應方程式:

(l)脫硫反應:

(3)脫金屬反應: 雖然脫除金屬有機化合物的反應機理尚不十分清楚。但是知道，脫下的金屬是被保留在催化劑上。有人將廢加氫脫砷催化劑做了X光衍射分析，發現砷與催化劑上的金屬鎳形成了不同價態的化合物，如砷化鎳、二砷化鎳和五砷化二鎳等，據此，推測脫金屬反應方程式大致如下:

(5)烯烴加氫飽和反應: 鏈烯烴

11.我國常用的預加氫催化劑有哪些? 我國預加氫工業裝置應用的催化劑有3641 , 3665 , CH一3} }81} 3761, 481一} , RN一l和R一l等。各種催化 劑的基本活性組分和物化性狀如下:

為適應雙金屬重整工藝，70年代中期開發的3671催化劑可在低壓(分離器壓力最低達1.15MPa)下操作。

近年開發的481-3催化劑可以處理含有難以加氫的噻吩作原料，目前已有12套裝置采用該種催化劑，運轉良好。

－－原料油含硫量在2003106，在較低的壓力下也可脫至<0.53106;這種催化劑的脫砷性

－－能也很好，原料油含砷量為1653109時可降至0.33109。

481-3催化劑是球形的，所以裝卸催化劑土較容易;它可以采用蒸汽再生，再生后催化劑性能良好。對于混兌30%二次加工石腦油的預精制原料，481－3催化劑也能滿足重整對原料的要求。

北京石油化工科學研究院開發的RN－

1、RS－1催化劑也是具有優異性能的預加氫催化劑，具有活性高、空速大、穩定性好、應用范圍較廣的特點，能將含硫、氮較高的劣質原料一次精制而滿足多金屬重整的要求。此類催化劑目前已在國內、外30套工業裝置上推廣應用〔總加工能力約9Mt/a〕，其中用于重整預加氫裝置的有7套。

與國外同類型催化劑相比較，RN－

1、RS－1催化劑的脫硫、脫氮能力優于美國UOP公司的S －12催化劑，在進行深度精制時，起始溫度比S－12催化劑低5~10℃。

12.原料預加氫過程的操作參數有哪些? 原料預加氫過程的操作參數有:反應溫度，進料質量和進料量，操作壓力，H2/HC，空速。13.操作溫度對預加氫反應有何影響?如何控制預加氫的反應溫度? 提高溫度，將加速預加氫反應的速度，促進預加氫反應的進行，可降低精制油中的雜質含量;但是溫度過高，將會降低生成油的液體產品收率，并促使焦炭生成速度增加，損害催化劑的活性。

那么，應當如何控制好預加氫的反應溫度呢? 通常是控制反應器人口溫度，用以調整必須的脫硫、脫氮率。反應器出口溫度通常不是獨立的操作變量，它通常是進料質量的函數，當反應器入口溫度和進料質量及流率一定時，一般情況下其出口溫度是不變的。入口溫度通常應控制在所需的最低值、過高的反應器入口溫度是無益的，它將導致較高的生焦量。縮短裝置的運轉周期。

通常隨著運轉時間的增長，催化劑活性逐步衰減，這可以用提高反應溫度來補償。但是，最高的預加氫反應溫度通常是370℃左右，超過此值，焦炭生成速度極快，而且將有裂化反應發生，而精制效果收效甚微。此溫度界限是指床層最高溫度。反應器和進料加熱爐的設計溫度也可能限制最大容許操作值，反應器的最大溫升必須連續監測，以保證不超越裝置的最高設計值。通常反應器溫升不允許超過35~40℃，這一點在改變進料時特別重要，因為烯烴飽和將產生相當高的反應熱。

14.什么要嚴格控制預加氫進料的質量和速度?如何控制? 因為預加氫反應器中裝填的催化劑和其它操作參數都是根據裝置欲加工的原料的數量和質量設定的，進料類型和進料量可允許在適當范圍內變化，但不允許過大的波動。當進料質量變差和進料量增大時，一定程度上會降低催化劑的使用壽命。在極端的情況下，或因生成油質量不好、或因預加氫催化劑活性衰退過快，影響裝置生產正常運行，甚至停工。

進料量增加，需要較高的反應溫度才能完成恒定的脫硫率，并且需要較高的循環氣體流量以保持恒定的H2/HC比。反應溫度的上升將導致加快焦炭生成速度，縮短運轉周期。但是，進料量降低過多，將會造成催化劑的積炭增加，有時流量不均造成溝流，影響產品質量。通常進料速率不宜低于設計值的50%。

為了減少進料變化所帶來的影響，一般操作原則是:在降低進料量之前，應先降低反應溫度;反之，在提高反應溫度之前應先加大進料量。特別是對原料質量要隨時監控。

被加工的原料類型以餾程和密度表示。原料干點上升，將使脫氮、脫硫更加困難，因此需要較高的反應溫度，而高溫又加速焦炭生成;與此同時，較重的餾分本身還含有更多的生成焦炭的母體，更加速了焦炭的沉積。除此之外，高沸點餾分的原料可能含有更多的金屬雜質，不僅導致反應器壓降增加，而且也會加速催化劑的失活。必須注意，被金屬飽和了的催化劑的活性很難恢復。這樣，用干點高于設計值的原料時，會縮短運轉周期;在苛刻的條件下，導致催化劑活性不可逆轉的喪失。因此，必須盡量避免高干點原料進入裝置。為了減少焦炭的生成，在使用二次加工原料時，原料貯罐必須用氣封。

餾程相同，溴價較高的原料，表明烯烴含量較多。這種原料使床層溫升較高，也比較容易縮合，在反應器和相關設備中容易結焦。加工這種原料時，除控制好床層溫度，還應盡量加大H2/HC比。

15.操作壓力對加氫反應有何影響?為什么要求預加氫盡量在設計壓力條件下運轉? 通常提高壓力可以增加預加氫反應的深度，有利于雜質的脫除，并可以減緩催化劑上積炭生成速率。

反應器部分的操作壓力是由高壓分離器的壓力來控制。裝置所需的氫分壓是由需要完成的脫硫、脫氮程度所決定的。原始投資與操作費(成本)對催化劑壽命權衡的最佳值。由于下述原因，操作壓力(即高壓分離器壓力)必須盡量保持在設計值：

（1）雖然提高操作壓力對催化劑壽命有利，對催化劑活性有利，但是設備(加熱爐、反應器、壓縮機、換熱器、管道和安全閥)是根據設定的分離器壓力設計的，分離器壓力的提高將加速設備磨損，在極端情祝下可能造成代價高昂的危險及設備故障。

（2）操作壓力低于設計值，對催化劑活性不利，并且由于焦炭生成而加速催化劑失活。16.氫油比H2/HC對預加氫反應過程有何影響?如何計算H2/HC比? H2/HC比下降時應如何處理? 提高H2/HC比，也就是提高氫分壓，有利于加氫反應，可減緩催化劑上積炭生成速率，有利于導出反應熱，避免或減小床層溫升(甚至超溫)。但是H2/HC過大時，將會影響裝置的處理量，增加能耗，不利于提高裝置經濟效益。特別強調指出，裝置不允許在低于設計的H2/HC比下長期操作，那樣會導致催化劑迅速失活。

H2/HC比通常有兩種表達形式，一為氫油體積比，二為氫油摩爾比。按下式計算: 氫油體積比＝標準狀態下混合氫體積流量/原料油體積流量 氫油摩爾比＝混合氫摩爾流量/原料油摩爾流量

在帶有氣體循環裝置的運轉過程中，由于可循環的氣體是壓縮比的函數，當系統壓降增高時，循環氣量將逐漸減少，特別采用離心式壓縮機更是如此。在這種情況下，只要計算的IH2/HC比不低于設計值，循環氣量的減少還可允許。但是如果過低，催化劑必須再生、過篩，以減少系統壓降。

在一般的情況下，由于系統壓降或機械故障造成H2/HC比降低時，必須降低原料量，以保持必要的H2/HC比。

一旦循環氣完全中斷，必須立即停止原料進入反應器，以保護催化劑和設備。17.系統氫純度對預加氫反應過程有何影響?氫純度由哪些因素確定? 為使預加氫反應過程能有效進行，要求有一定的氫純度(最低氫分壓下)，H2/HC比和氫分壓均與氫純度有關。從實際情形來說，通常受到操作費用、催化劑壽命諸因素影響。保持氫純度在70%~80%(摩爾)是允許的最小值，更低的氫純度對裝置運行將不利，因為這樣必須在更高的溫度下才能達到希望的產品質量氫純度通常由下列因素確定:

（1）補充氣的氫純度;

（2）循環氣中容許的輕烴和H2S的累計含量。

在大多數情況下，補充氫的純度是不容易控制的，它是由重整裝置或制氫裝置的操作所決定的，除非在本裝置設置氫提濃設備。循環氣中的輕質烴加上反應中生成的輕質烴，隨同補充氣進入反應系統，在某些情況下，可在高壓分離器處排放，以避免積累。

18.原料雜質對預加氫系統有何影響?除去這些有害雜質有哪些方法? 硫和氮是原料中常見的雜質，在加氫反應中生成的H2S和NH3可以進一步反應生成硫化銨。如果進料中還有雜質氯。預加氫反應后生成HCl，HCl與NH3反應則生成氯化銨。這些銨鹽需要水洗脫除，以免在系統內結垢。如果進料中含有較多的氮或噻吩類硫化物，就必須在較高的反應壓力和〔或)較高的溫度操作。

在補充氣中含有少量的N2、CO和CO2，它們對催化劑的影響不會很大，但必須不斷排放，以免在系統內積累。過量的CO和CO2對催化劑則很不利，因為它們能夠被預加氫催化劑甲醇化，占據活性中心，并放熱使出口溫度升高，降低催化劑的表面活性。因此，不允許含有較高的CO或CO2的氣體進入預加氫。

堿金屬是預加氫催化劑的毒物，必須除去。固體腐蝕性物質或機械雜質進入反應器將導致床層結垢，壓降增加。因此，必須對原料進行過濾加以脫除。

19.循環氣中H2S含量較高時(如>1%)對預加氫反應過程有何影響?應如何處理? H2S的存在將會降低脫硫效率。5%的H2S含量將使氫分壓下降15%，特別是對原料含硫量較高時影響更大。另外，H2S腐蝕物將間接影響催化劑的活性。但是，當處理直餾石腦油時，如果新氫補充量保持在200Nm3/ m3油的情況下不會對脫硫效率產生影響。某研究單位發現H2S對脫硫反應有一種可逆的抑制效應，并推論含1%的H2S能使催化劑活性下降4％。因此，建議加工高硫石腦油(如熱加工石腦油)的裝置，預加氫系統應增設酸性氣脫硫工序。

20.焦化石腦油作重整原料時，預加氫前是否應將二烯烴飽和?為了把含硫、氮的雜質精制到要求指標，主要操作經驗是什么? 據多數裝置分析，焦化石腦油中二烯烴含量很低，一般不必設二烯烴飽和裝置。

美國大西洋里奇菲爾德公司曾有過經驗，影響預加氫催化劑結焦結垢的原因不是二烯烴本身。而是原料油與氧接觸所致。為此，有的公司把焦化汽油直接送到預加氫裝置，生產中沒有發生新的問題。

為了把焦化石腦油中含量較高的硫、氮雜質除掉，阿希蘭石油公司認為主要應供給足夠

－的氫。用Ni系催化劑，溫度為343℃、空速為4.0(h)1，氫油比不得低于62 Nm3/ m3油，但有的公司認為催化劑裝入量(即空速)最為重要，在Co系催化劑的裝置中，壓力為

－－－2.8~3.15MPa、330℃條件下，空速不大于4(h)1，可使硫由403106降至1.13106，氮－－由1.63106降0.53106。

還有人認為脫氮的關鍵是壓力，脫硫的關鍵是溫度。實踐證明，反應壓力幾乎與原料中氮化物含量成正比。其余各種因素應綜合考慮。

21.采用混兌大量(>25%)焦化石腦油做重整原料時有些什么經驗? 通常直餾原料中混入多于25%的焦化石腦油后，進料中的氮和烯烴含量將會明顯增加，烯烴在預加氫反應器中很容易轉化，但氮含量的增大將使操作條件更加苛刻。在這種情況下使用鎳系加氫精制催化劑比較有利。值得注意的是原料不宜在罐中存貯，應將焦化石腦油直接送到預加氫，避免與空氣接觸，但此時應防止焦化石腦油攜帶焦粉和明水。

如果焦化汽油占預加氫進料的50%以上，通常應采用兩段加氫。第一段是低溫淺度加氫，使二烯烴飽和;第二段由于二烯烴已經得到穩定，可進行較深度的脫氮。

催化劑的顆粒度最好大一些，強度應高一些，以便降低床層壓降。

焦化汽油含量較高(如25%以上)時，應選用徑向反應器。華特遜煉廠的經驗表明，其脫硫、脫氮性能與軸向反應器一樣，但壓降小，運轉周期長。

22．預加氫催化劑開工時預硫化的作用是什么? 預加氫催化劑中的活性金屬通常應是硫化(物)狀態，硫化(物)狀態的金屬(如鎳)具有比氧化(物)狀態更高的活性和穩定性。但是新鮮的或再生后的預加氫催化劑中，金屬活性組分均為氧化(物)狀態，開工時預硫化的作用就是將氧化(物)狀態的金屬變成具有更高活性和穩定性的硫化(物)狀態金屬。

23.預硫化過程中應注意哪些問題?(l)避免無硫熱氫介質與催化劑接觸。在315℃左右，無硫熱氫介質將使催化劑上的金屬組分還原，通常還原態的金屬的活性很低;(2)采用干法預硫化時，把H2S、CS2或DMDS(二甲基二硫)直接加到循環氫中的速度不宜過快，床層溫升不宜過高(通常要求≧30℃)，最高的床層溫度不宜超過260℃;(3)采用濕法預硫化時，原料油中添加的硫含量推薦為1%左右，原料油應是100%的直餾石腦油，床層最高點溫度亦應控制在260℃以下，為避免高沸點硫化物難于轉化為H2S，建議往原料油中添加H2S、CS2或低沸點的DMDS作為硫化劑。

(4)預加氫催化劑硫化時，通常要求催化劑吸收8%左右的硫，為保證預硫化效果，應供給足夠多的硫。

24.如果在沒有原料油進人的情況下，預加氫催化劑與氫接觸的最高允許溫度為多少?為什么? 在沒有原料油進入時，催化劑與氫氣接觸的最高允許溫度，在預硫化前一般為200℃，有的公司允許260℃。預硫化后，允許315℃。在停氣不進油時，希望循環氣中保持少量H2S。

所有上述限制條件，目的是為了防止預加氫催化劑活性金屬的還原。以鎳金屬為例，只有硫化態的鎳才具有更高的加氫活性，還原鎳是沒有活性的。

25.預加氫生成油中硫化氫，在什么情況下會與烯烴化合成有機硫?如何避免? H2S與烯烴結合變成有機硫，在熱力學上是可能的:

但是，這種反應是在溴價較高和一定的H2S分壓及溫度下才能發生。例如，在375℃反應條件下，預加氫生成物溴價2.0g/100mL,硫化氫分壓為0.025 MPa時，按化學平衡計算－平衡硫含量可達106，沒有一種催化劑能改變這種平衡。避免的方法是:首先應降低反應溫度，降低烯烴的生成量;其次可設法降低系統硫化氫分壓，如增加新氫量，系統置換等。如上述問題仍不能解決，應選用高活性預加氫催化劑。

26.怎樣評價預加氫催化劑的使用性能? 通常是在試驗室評價裝置上，用特定的原料，或按試驗要求在原料中添加一定數量的H2S來評價催化劑的脫硫性能或其它性能，進行最佳化運轉，確定最佳的使用條件等。

在進行催化劑性能比較時，應在相同的操作條件和相同的原料時才能進行對比，不同裝置上運轉催化劑的使用性能沒有可比性，這不僅由于使用的操作條件不同，而且原料油也有差異，催化劑壽命的不同，脫硫率的差異等。事實上如果工藝要求脫硫率為90%~95%時，也不能根據脫硫率在60%~80%時的試驗結果來評選催化劑，動力學的變化將導致催化劑選擇性的變化。

為了評價催化劑的活性，國外曾推導出一種簡單動力學公式，據悉可以把工業數據簡化為一種活度常數。這種活度常數是工藝參數的函數，某些催化劑廠用以做為催化劑使用性能的保證。

27.是否有辦法可以預測預加氫催化劑的使用壽命? 預測預加氫催化劑使用壽命是一件非常難辦的事，這是因為催化劑的使用壽命與下列因素有關，諸如催化劑的制備方法、原料的類型、原料油中硫及其它雜質毒物含量以及要求達到的精制深度等。因此，有人說不可能真正預測預加氫催化劑的使用壽命。

但是美國催化劑化學品公司提出了一種方法。對特定的原料油可以做出催化劑運轉周期與加工深度和氫分壓的函數關系，可以預測設計裝置允許的催化劑再生次數，這樣總的使用壽命便可以估算出來。

28.使預加氫催化劑壽命縮短的原因有哪些?如何延長預加氫催化劑的使用壽命?

使預加氫催化劑壽命縮短的原因有:

(l)反應器溫度過高;

(2)進料干點過高;

(3)進料空速過低;

(4)循環氣氫純度過低，氫分壓下降;

(5)氫油比過低等。

延長預加氫催化劑使用壽命，應將上述導致催化劑結焦使用壽命下降的五個主要因素限制在允許的限度內:(1)控制反應溫度

在任何時候，反應溫度必須控制在完成所要求的脫硫率和脫氮率所必需的最低值。提高反應溫度會提高焦炭生成速度，因而縮短了再生之間的運轉時間。同樣，如果改變進料量，反應溫度隨之改變，通常的做法是在降低進料量之前，應先降低反應溫度，或在提溫前先提進料量。

(2)控制原料餾程

如果原料干點升高。硫、氮含量將增加，這就需要用較高的溫度來脫除。而重餾分的進料含有比較多的焦炭母體，使催化劑積炭增加。因此，一定要控制好原料餾程，勿使過高干點的物料進入反應器。

(3)控制進料速率

如果進料量下降很多，原料油在反應器內的停留時間(假反應時間〕延長，焦炭的生成量增加；同時，進料量(即空速)過低，會使水力學因素變得困難起來，反應器內物流的分配可能變得不均勻，出現邊壁氣流等，使催化劑利用率下降，需要較高的反應溫度來彌補，因而進一步使積炭增加，催化劑壽命縮短。為避免這種情況，通常要求進料量不宜低于設計值的70%。

(4)控制氫純度(氫分壓)如果氫純度(氫分壓)降低時，加氫反應將不能有效完成，焦炭生成的傾向將增大，催化劑活性變差，為此，操作人員只好用提高反應溫度去補償，使問題會變得更趨嚴重。為了延長催化劑的使用壽命，盡量減少焦炭的生成，不宜讓裝置在氫純度低干70%(摩爾)條件下運轉。應盡量通過提高補充氫純度和(或)提供更多的新氫量使系統氫純度提高。

(5)控制適宜的氫油比

適宜的氫油比是確保催化劑使用壽命的基本條件。如果裝置在低于氫/油比設計值的條件下運轉，催化劑床層和加熱爐管壁溫度都會提高，從而導致結焦加速生成。氫氣的中斷更是十分危險。因此，通常在氫/油比降至預定的最小值時，應使加熱爐熄火降溫或采取其它緊急措施(聯鎖)。

29.更換預加氫催化劑的標準是什么? 國內外各公司更換預加氫催化劑沒有固定的指標和標準。有的公司用一種活性因子，對比各再生周期催化劑活性衰退，當活性降至原始活性的60%時，認為應該更換催化劑。此外，有的公司認為反應溫度已提高至極限，而且必須通過降低空速才能滿足生產要求時，就應更換催化劑。

上述的活性衰退可以是脫硫活性、脫氮活性或脫金屬活性等的衰退，可按其中對運轉起限制作用的活性來確定。極限運轉溫度，就是不能生產出質量合格的重整原料時的最高反應溫度。

此外，還應考慮金屬毒物積累而穿透，造成生成油雜質含量超標，或者催化劑物性的明顯降級，如破碎嚴重，床層細粉增加導致床層壓降增大或溝流等。

更換催化劑要考慮停工計劃和額外的停產費用。

30.預加氫系統開工(用重整氫)及停工的基本程序是什么? 預加氫系統開工步驟大致如下:(1)催化劑干燥

和重整催化劑一樣，催化劑的干燥對預加氫系統開工是重要步驟之一，通常是在0.5MPa壓力下，要求氮氣中含O2≧0.5％和(烴＋H2)≧0.5％，升溫至干燥要求溫度〔如350℃)，脫除催化劑上的濕存水和凝結水。干燥結束后降溫至200℃，視重整開工情況進行預硫化、進油(如不硫化亦可)。

（2）用重整氫開工進油

重整產氫后，用重整氫使預加氫系統升壓至要求指標〔如2.0MPa 〕，點火升溫，使反應器入口達到預硫化或進油時要求的溫度后，亦可考慮預硫化或進油，進油時的條件

(原料通常用精制油開工):

溫度:250~300℃;

壓力:達到預期指標(如2.0MPa }

進料量:設計值的50%。

如果預硫化，應在進油之前進行。在預加氫進油前還要考慮脫水塔用精制油升溫循環，以便順利地與預加氫系統開工同步。當預加氫生成油進入蒸發脫水塔后，各部條件正常，塔底油質量符合重整要求后，也可及早向重整系統供原料，以便節省貯備的精制油。

如果有外供氫，預加氫也可先于重整開工，制備重整開工用精制油。預加氫系統停工的基本程序如下: 對于增壓型預加氫，是在重整停工前預加氫先行停工，即

①重整降溫至460℃改用精制油;

②預加氫降溫至300℃停油，用重整氫降溫;

③停工降溫期間生成油改入汽油罐。對于循環型預加氫，當重整降至460℃后，與重整系統斷開，兩個系統單獨循環降溫、停工。

31.在預加氫裝置實施“粗汽油開工”有何優點?有什么應用經驗? 雙金屬或多金屬重整要求用精制油作原料，以高純氫開工和進行催化劑還原，這就需要準備精制油和高純氫，并設置相應的油罐車和貯運氫系統，設備復雜，投資較高。石油化工科學研究院開發的在預加氫裝置實施的“粗汽油開工”技術為解決上述問題創造了條件，對不具備上述條件的重整裝置開工特別有利。

某廠的具體做法是:(l)粗汽油開工的工藝流程是以原有預加氫工藝流程為基礎(見圖2－2)。用第一反應器(鉑催化劑)制氫時，分離器分出的液相產品去汽油罐;制精制油時用第二反應器(裝3761催化劑)。

(2)制氫過程的基本做法是以單鉑催化劑來制氫。催化劑干燥后，切除精制反應器，制氫鉑催化劑反應條件是入口溫度400℃，分離器壓力為1.2M Pa。實踐表明，每噸粗汽油可產高純度氫氣30~50 Nm3(不包括損失)在70h內貯氫2400Nm3，純度高達99.3%(體)。

(3)為保護鉑催化劑，在床層頂部裝T－302脫硫劑是必要的。

(4)制精制油過程的基本做法是用3761催化劑高空速運行。制氫結束后，在第一反應器降至370℃后串入第二反應器〔即精制反應器)，當第二精制反應器床層溫度達到320℃時進油。在制精制油過程中主要操作條件是：第二反應器入口溫度約為340℃，體積空速為8.4h－1－－，壓縮機全量循環。在200小時內制含硫< 0.53106、含砷< S<13109的精制油560噸。綜上可以看出，煉油廠采用粗汽油開工的實踐是成功的，表明該工藝是可行的。另一煉油廠重整裝置1993年開工時也成功地采用了這一粗汽油開工技術。又有一煉油廠重整裝置，近幾年來一直采用精制油制高純氫開工方法(該裝置無貯氫瓶)。近些年來，陸續有幾個煉油廠，新建的重整裝置也均采用了這一技術。此工藝具有投資省、流程簡便、操作安全可靠等特點。

32.預加氫催化劑用水蒸氣再生的操作要點是什么? 頂加氫催化劑通常采用水蒸氣再生，有條件的裝置也可采用氮氣再生。

蒸汽再生就是向蒸汽介質中加氧，使催化劑上的積炭燃燒生成CO或CO2，使催化劑活性恢復的過程。

蒸汽再生時床層最大溫升不宜>50℃，床層最高點溫度不得>510℃，根據燒炭情況調整蒸汽中的含氧量，即改變注入的空氣量AF。AF(m3/h)可由下式計算: AF?Og?V15.79 式中Og—再生介質中的含氧量w(體);

V—蒸汽流量，kg/h。

33.預加氫催化劑用空氣/水蒸氣燒焦的程序是怎樣的? 空氣/水蒸氣燒焦通常分兩階段完成。

(1)400℃燒焦

蒸汽流通后，加熱爐點火，反應器入口達400℃后補空氣，床層溫升大于50℃時，停止補空氣，升溫60℃時，加熱爐滅火。根據床層溫升情況逐步提高蒸汽中的氧含量至1%，當床層溫升開始下降，表明400℃燒焦結束，停止補空氣。

(2)460℃燒焦

反應器入口升溫至460℃(床層溫度平穩)后，補空氣燒焦，床層溫升達45℃時，停止補空氣，溫升大于50℃時，加熱爐熄火，當床層溫升開始下降，表明燒焦結束，提高氧含量，最后提高含氧量至2%，床層無溫升，停止補空氣，結束燒焦。

由于預加氫催化劑結焦量大。初始補空氣時要小心，避免床層超溫，燒壞催化劑和設備。34．采用氮氣+空氣再生和水蒸氣+空氣再生時應如何防止硫酸根積累? 采用循環氣體(氮氣+空氣)再生時，為了防止硫酸根積累，通常用注堿的辦法，將再生氣中的SO2洗掉。注堿的位置一般在空冷器〔或水冷器)之前。含有SO2的堿液在專門的裝置進行處理。

采用水蒸氣+空氣再生時，為了防止硫酸根積累，可采用加大水蒸氣流量的辦法。

無論是采用循環氣體(氮氣十空氣)再生，還是采用水蒸氣+空氣再生法，裝置停工前，都應采取熱氫循環處理待生的催化劑床層，以便吹脫催化劑中的游離硫，這對防止硫酸根積累，無疑是有好處的。

35.已用過但未再生的預加氫催化劑卸出時為什么要采取預防自燃措施?怎樣卸出? 在卸出已用過而未再生的催化劑時，必須采用專門的預防措施，因為存在于反應器和催化劑床中的硫化鐵(FeS)與空氣接觸后極易自燃。這種燃燒產生的溫度是相當高的，如不遏制可能損壞催化劑、反應器內件和催化劑處理設備。

為防止接觸空氣，燒壞催化劑，因而催化劑卸出和過篩的整個過程應在氮氣保護下完成，其程序大致如下:

（1）裝置停工處理在正常停工之后，原料油已從反應器中除去，并經過用氫徹底沖洗置換后，將系統升至最高壓力并升高反應器人口溫度至350℃左右，脫除催化劑上吸附的烴類，此期間應注意低點排油，在床層達到300℃并穩定2小時(維持氫氣通過床層)后，繼續冷卻床層催化劑，冷卻至65℃以下，最好是40~50℃,氮氣吹掃后泄壓，準備卸劑。

(2)卸催化劑 在整個卸劑過程中應以氮氣覆蓋于反應器，以防止空氣進入使催化劑〔含有Fe)燃燒。打開反應器，進入反應器的人員戴好防護用品，掏出瓷球和筐籃，使催化劑與瓷球分開，并除去催化劑上部可能存在的硬垢，以免卸劑時堵塞流道。在氮氣保護下卸劑。

如果催化劑未再生，需過篩除去反應器下部瓷球和粉末，也應在氮氣保護下進行。當催化劑倒入桶中時，應保持氮氣流動(見圖2－3)。

如果不慎反應器內串入空氣，發生FeS著火，應停止卸劑，通入氮氣，直至燃燒停止。

36.預加氫工藝流程可分幾種?各有何特點? 重整原料預加氫的工藝流程可分氫氣一次通過、氫循環和兩段加氫等三種。（1）氫氣一次通過的流程

這種流程的特點是用全部重整生成氫做預加氫用的氫氣來源，預加氫高壓分離器分出的含氫氣體可供下游用氫裝置或作燃料進入燃料氣系統。為、了提高預加氫系統操作壓力，可用增壓機將重整生成氫增正后，進入預加氫系統。

(2)氫循環的流程

這種流程的待點是用氫循環壓縮機，將預加氫高壓分離器分出的含氫氣體循環.這樣，不僅可使預加氫系統壓力得到提高，而且可使氫氣循環量增大，保證更高的H2/HC比，對提高裝置的處理能力有利。

(3)兩段加氫的流程

反應器內裝填不同種類的催化劑，在不同操作條件下完成的加氫預精制的任務，而每段反應器所承擔的任務通常也是不一樣的。例如第一段反應器裝填對烯烴飽和性能比較好的精制催化劑，第二段裝填對雜質凈化性能比較好的精制催化劑。在操作條件上，通常一段反應溫度比較低，可用換熱器或蒸氣加熱器等做熱源，而第二段反應要求溫度可能更高一些，因此通常由加熱爐提供熱量。

可以看出，兩段加氫預精制可以處理含雜質較多的劣質原料，如焦化石腦油或減粘裂化石腦油等，使重整原料來源多樣化，煉油廠總加工方案可更加靈活些。

37.預加氫反應器有幾種類型?各有何特點? 預加氫反應器類型可分三種；軸向式反應器、徑向式反應器和球形反應器。

軸向式反應器結構簡單，它是一個符合壓力等級要求的立式圓筒形容器，出入口均帶有分配器，催化劑床層頂部安裝有籃框。

徑向反應器的特點是原料油和含氫氣體自反應器頂部入口管進入，經筒內壁周邊布置的扇形筒進入催化劑床層，橫穿過催化劑床層后，經中心收集管集合后，自反應器底部出口流出。徑向反應器催化劑床層厚度比軸向反應器薄，因而床層壓降低，適于裝置處理能力較大或原料含烯烴較多的原料。

球形反應器的高徑比亦比軸向圓筒形反應器小，但制作工藝難度較大，因而工業應用不多。

38.預加氫裝置在什么情況下必須采取緊急措施? 原料加氫預精制裝置發生緊急事故時，為避免裝置停工，避免催化劑和設備嚴重損壞，所必須立刻采取的措施，稱為緊急措施。

由于不同裝置設備和流程的復雜性，所采取的緊急措施也不相同。以下討論的緊急措施，是針對采用離心式循環氫氣壓縮機的預加氫裝置，其它情況應根據具體情況來掌握。

預加氫裝置如果發生進料泵故障、循環壓縮機故障、床層超溫、裝置停電、停水、停儀表風、加熱爐管或其它管路破裂、著.火等緊急故漳時，均應采取相應的緊急措施。

39.預加氫進料泵發生故障，應采取哪些緊急措施? 如果預加氫進料泵發生故障，裝置不能正常進料時，必須采取措施盡量維持臨氫系統壓力，盡量減少催化劑焦炭的生成，用循環氣冷卻催化劑，避免催化劑床層可能產生的高溫，具體措施:（1）預分餾改閉路循環，保持各部液面;(2)利用預分餾進料泵抽精制油進料;（3)利用開、停工管線將預分餾塔底油引入蒸發脫水塔(向蒸發脫水塔進料前，先置換管線，大約5分鐘);(4)預加氫加熱爐降溫至280℃;(5)保持氫氣一次通過;(6)聯系廠調度和維修隊，搶修機泵。

40．預加氫進料泵為什么會抽空?如何處理?

預加氫進料泵抽空的原因是:

(1)預分餾塔底液面過低;

(2)泵入口溫度過高、壓頭低或堵塞;

(3)進料帶水;

(4)泵本身故障。

處理方法是:

首先切換備用泵。如果備用泵也抽空，可用預分餾塔底備用泵，抽精制油，經跨線向蒸發脫水塔進精制油。

預加氫系統保持壓力，用循環氫使床層降溫(或保持入口溫度)。重整生成油視情況處理，必要時可調整生產方案。

預分餾塔全回流操作，調整塔底液面至正常后，預加氫恢復正常運轉。如果不是預分餾問題，而是預加氫泵入口溫度高、壓頭低或有異物堵塞、泵自身故障以及進料帶水，應分別加以調整或處理。故障排除后，預加氫可恢復運行。

41.預加氫循環氫壓縮機發生故障時，應采取哪些措施? 如果因循環氫壓縮機發生故障或停電而停止氫氣循環時，應維持系統壓力，避免催化劑生焦量急劇增加，用正常進料將催化劑迅速冷卻至反應溫度以下，密切注意床層溫升。具體措施是:

(l)首先將加熱爐熄火降溫，使反應器入口降至200℃;

(2)加大進料量，使床層降溫;

(3)增大新氫量，通過高壓分離器排氣，保持系統壓力正常;

(4)調整重整分離器壓力，使之與預加氫系統壓力平衡;

(5)重整系統用備用泵抽精制油，經開工線給脫水塔供料，保持重整裝置運轉；

(6)壓縮機修好后，盡快恢復運轉。

42.如果新氫(補充氫)來源中斷，應采取哪些緊急措施? 新氫(補充氫)來源中斷，將引起系統壓力下降。為了減少氫氣的消耗量和盡量減少結焦，在這種情況下應停止進料，用循環氣使床層降溫至反應溫度以下，密切注視床層溫升。具體措施是:

(1)立刻關閉高壓分離器的氫閥門并將加熱爐熄火，使反應器入口溫度降至200℃;，以盡量減少氫氣消耗和壓力損失;

(2)立即切斷進料;

(3)保持氣體循環，使床層溫度降至200℃;43.進料泵和循環氫壓縮機同時發生故障時，應采取哪些緊急措施? 如果由于機械故障，或裝置停電，預加氫進料泵和循環氫壓縮機同時停運，在所有討論的設備和公用工程故障中，這是最危險的情況。因此，要密切注意催化劑床層迅速超溫的情況。盡可能地保持氫壓，盡量減少結焦。當進料泵可用時，用正常進料冷卻催化劑，然后，開動循環氫壓縮機。具體步驟如下:

(1)加熱爐熄火;

(2)用新氫補充維持系統壓力平穩，維護系統氫氣流動，壓力過高時可從高壓分離器排放，如果新氫來源中斷，關閉所有放空，保持系統盡叮能高的壓力;

(3)當進料泵可以啟動時，以最大量向反應器進料，冷卻催化劑床層;

(4)在氫氣循環壓縮機啟動之前，床層各點溫度均應降至200℃以下;

(5)新氫補充氣源可以使用時，將裝置維持在正常操作壓力;

(6)重整系統可用精制油維持運轉。

44.預加氫加熱爐爐管發生破裂時，應采取哪些緊急措施? 如果發現預加氫加熱爐爐管破裂，應停止所有通過爐膛的加熱介質—氫和石腦油，并用蒸氣/氮氣吹掃破裂處，以防止空氣進入工藝管線和設備。

可能的話，可以按以下程序處理:(1)切斷進入加熱爐的所有液體進料和氫;〔2)關閉加熱爐燃料供應和返回管線，打開通入加熱爐的蒸汽;(3)全開煙囪擋板;(4)切斷補充氫，壓縮機系統停止運轉，如果裝置還未向加熱爐膛泄壓，則使裝置向火炬泄壓;(5)系統壓力降低后，用蒸汽繼續吹掃破裂處，防止空氣返流與烴類混合形成易爆混合物。如果吹掃必須通過反應器，應用氮氣代替蒸汽。在任何情況下都應優先采用氮氣保護催化劑和系統中奧氏體不銹鋼管線或設備。

45.儀表用壓縮風系統發生故障時，應采取哪些緊急措施? 如果儀表用壓縮空氣系統發生故障，補充氫由于控制失靈而中斷，系統壓力有可能因此而下降。這時應考慮催化劑床層中會產生超溫和減少積炭問題，這就需要停止液體進料并用循環氣迅速冷卻催化劑到反應溫度以下，減少氫耗和防止結焦。具體步驟是:(l)可能的話立即切入輔助用或裝置用空氣補充儀表風，如果輔助用風系統也發生故障，裝置不宜再繼續運行;(2)加熱爐熄火，保持最大量氫氣循環;(3)切斷進料;(4)把催化劑床層各點溫度降至200℃以下。46.催化劑床層發生超溫時.應采取哪些措施? 在正常的操作溫度下，原料油加氫預精制催化劑具有很高的脫硫活性和非常小的加氫裂化作用。由于操作不慎，有可能發生催化劑床層溫度急劇變化，甚至超溫的現象。

當發現催化劑床層溫度急劇變化時，可以用原料油和氫氣來調節，因為停止其中之一就會終止反應。但是，若溫度過高，足以發生熱裂化時，保持氫也無用。最好的措施就是停止進料，加熱爐降溫(熄火)，保持氫壓，用循環氫冷卻催化劑床層。如果還不能控制溫升，那么可以采取如下步驟:

(1)加熱爐熄火;

(2)循環氫壓縮機全量循環，為催化劑床層提供盡可能多的冷量。

(3)打開煙囪擋板，使爐膛降溫;

(4)如果溫升超過最高允許溫度，物料可向火炬排放，使反應器系統降壓，降壓時加大冷卻水量，防止換熱器過熱;

(5)如果壓縮機能維持運轉，可全量循環，使床層各點溫度冷卻至200℃;

(6)如吳壓縮機不能運轉，應立即關閉所有補充氣源，切斷反應器的補充氣體，使系統盡快降壓;

(7)在各點(包括反應器系統設備)溫度降到了200℃以下，查明超溫原因后，啟動循環壓縮機。使系統充壓到正常壓力。

47.預加氮系統腐蝕的危容是什么?造成腐蝕的原因有哪些? 預加氫系統如果發生腐蝕，會使設備管線泄漏，不僅被迫停工，影響生產，而且會造成事故，危及人身安全。

引起腐蝕的原因有:系統中存在酸性介質（如H2S、HC1等)會導致電化學腐蝕，高速流體會引起沖蝕腐蝕，它們共同作用的結果使預加氫系統腐蝕。

通常，H2S可與鐵反應生成硫化亞鐵(FeS)，FeS沉積在設備的表面上，形成保護膜，將金屬表面與酸性介質隔離，可防止進一步腐蝕:

但是，在預加氫系統中存在HC1、H2O以及其N H3等，其中HC1遇水形成鹽酸，能夠將上述保護膜(FeS)溶解破壞:

結果，金屬表面失去保護膜，同時產生H2S，FeC12不斷被流體沖刷(特別是90°彎頭處)，脫落后暴露出新表面繼續被腐蝕。

可以說HC1和H2O是腐蝕的罪魁禍首，而且存在液態水時，HC1本身亦具有強烈的腐蝕性:

如果沒有酸性介質的影響，沖蝕腐蝕將是微不足道的。

但是，系統中存在H2S、HC1和 H2O等，能夠形成酸腐蝕時，沖蝕腐蝕就如同火上澆油，加重了腐蝕的深度。

48．減緩預加氫系統腐蝕的方法有哪些?各有何優缺點?

減緩腐蝕的方法很多，下面介紹幾種常用方法:(1)換用耐腐蝕材質，如采用不銹鋼設備或管線;(2)涂防腐層，注緩蝕劑;(3)合理改造管道走向，減緩沖擊腐蝕;(4)減少進料和系統中的酸性物質(H2S、HC1)含量，減緩設備的電化學腐蝕，具體方法有: ①注氨水中和酸性介質(HC1)；

②采用吸附劑(脫氯劑)脫除酸性介質(HC1);對比上述各種方法可以看出: 采用不銹鋼合金可以增加設備的耐腐蝕能力，但是設備成本費會大大增加，采用是否合算，應結合裝置具體情況認真論證其可行性。

采用涂層，應注意系統高速流體對涂層的沖擊作用，涂上的防腐層強度是否滿足要求，以及沖刷下來的防腐物對重整催化劑性能是否有影響等問題，應進一步分析探討。，改造管道流向對減緩沖擊腐蝕有一定作用，但是不可能減緩電化學腐蝕作用;采用注氨水是一種簡易可行的方法，但受原料含氯量、注氨水量以及操作者責任心諸因素影響，因此很難借助此方法從根本上解決設備腐蝕問題;利用脫氯劑吸附作用。能夠較有效地脫除反應生成流出物中的氯化氫，操作簡單，安全可靠。關鍵問題是需要尋求一種高效的脫氯劑。

49.幾種較好的脫氯劑的使用情況如何? 從國內來看，下述幾種脫氯劑比較好。(1)低溫脫氯劑3925 某煉油廠的40萬噸/年連續催化重整裝置，為解決尾氫含氯對用氫系統腐蝕和堵塞，1992年采用3861催化劑的擔體作為脫氯劑，在系統壓力和常溫條件下進行尾氣低溫吸附脫氯。

－實踐表明，該脫氯劑可以將(2.0~2.5)3106的氯脫至0；但該脫氯劑氯容量較低，且價格較高。

北京石油化工科學研究院開發了高容量常溫脫氯劑，1993年放大試生產，牌號為3925，并于同年在某煉油廠15萬噸/年寬餾分重整裝置上應用。試用表明，3925脫氯劑可以使含氯－量由（8~11）3106氯降至0，因而較好地脫除了重整生成氫中的氯，對解決用氫裝置(石蠟加氫)安、穩、長、滿、優運轉，起到了良好作用。

(2)高溫脫氯劑NC－l 采用與加氫脫砷相似的工藝流程，用T－402高溫脫氯劑，對預加氫生成物進行脫氯，取得較好效果。但氯容量較低，還在繼續高氯容量脫氯劑的開發工作。南京化工學院開發了

－NC－1脫氯劑，在高溫（330℃）條件下脫氯，冷卻后氣液相中的氯含量均<0.53106,而原

－料油中的氯含量高達（100~400）3106。

實踐表明，NC－l高溫脫氯劑較好地解決了原料油含氯量高造成系統腐蝕泄漏的問題，取得了明顯的經濟效益。

在國外，脫氯劑多用高活性氧化鋁。近年來。美國Kaiser Aluminmmamd Chemical公司對高效氧化鋁吸附脫氯做了研究，美國S.L.Janke認為氧化鋁脫氯成本低，有較大的實用價值。美國La Roche公司生產的A-203C1氧化鋁用于液相脫氯時，容氯量為7~9%(重)，用于氣相時可以達到12%~14%(重)。

德國Edeleann工程公司設計的連續催化重整裝置，均安裝HC1)捕集器，在Pembrook煉廠中使用的HC1捕集器中，用沸石做捕集劑。

－50.重整進料為什么要求含水量小于53106?蒸發脫水過程的特點是什么? 現代重整裝置使用的雙(多)金屬重整催化劑通常要求原料含水量小于53106（重），否則重整催化劑的活性將受損，所以重整原料必須用蒸發的方法脫水。傳統的汽提塔，即使吹

－氫也難以提供含水量小于53106的重整原料。

－蒸發脫水過程能夠提供含水量小于53106的重整原料，這是因為蒸發脫水塔能夠使重整原料中存在的水與油呈不完全互溶的非均相二元物系，它存在于與其形成共沸物的最輕組分中，即存在于塔頂。塔頂蒸出的蒸氣冷凝后可以分成油相和水相，絕對量不多的水相中含油較少，可將水相排出系統，原料中的水就被脫除;油相則做為回流送回塔內，以保持適宜

－的塔頂操作溫度，順利蒸出水。含水量小于53106的重整原料從塔底排出。

51..影響蒸發脫水的因素有哪些?各有何影響? 影響蒸發脫水的因素有:塔結構因素、操作因素和原料帶水過多等。

(1)塔結構的影響

蒸發脫水形成非均相共沸物，所需理論塔板數并不多，但是，使用常規塔板時，物系蒸餾過程中的板效率較低。因此，實際操作中，如果實際板數較少時，脫水效果不好。通常實際塔板數為20~30塊。為了提高板效率，一些煉油廠近年采用的新型斜孔多溢流塔板，取得了較好效果。

(2)操作因素的影響影響脫水塔操作的因素有壓力、塔頂及塔底溫度、回流量和進料含水量等，這些因素的變化通常會影響脫水塔底油(重整原料)含水量。實踐表明當壓力為0.8~1.2MPa,塔頂溫度為100~130℃ ,塔底溫度為185~220℃、進料溫度為130 ~170℃和回流

－比為0.3以上時，可制得含水量<53106的重整原料。

（3）原料帶水的影響

通常原料含水過高(如系統泄漏等原因〕將影響脫水效果。一定要定期進行預分餾進料罐和預分餾塔頂回流罐的脫水。

52.精制油水含量過高時，應采取哪些措施?

(l)提高脫水塔底溫度;

(2)加強回流罐脫水;

(3〕檢查預加氫氣液分離罐水位，避免水位過高，必要時停止注水，加強脫水;

(4)檢查水分析是否有誤。

53.蒸發脫水塔能否兼具預分餾塔的拔頭作用? 蒸發脫水塔的流程與常規的精餾塔相同，在適當的設計條件下，它可以具有原料預分餾的拔頭作用。

某煉廠30kt/a重整裝置蒸發脫水塔就是兼具拔頭作用的精餾塔。該塔有30塊浮閥塔板，板間距450mm。塔正常操作時，回流罐保持40~50％液面，回流比控制在0.85~0.95之間，多余的拔頭油打入穩定塔，和重整生成油自然調合。實踐表明，當脫水塔進料輕組分含量較低時(≧12%)，該塔可取代預分餾塔，起到拔頭作用。

54．深度脫硫有些什么好處? 由于現代雙、多金屬重整催化劑對原料硫含量的要求越來越嚴，甚至要求無硫操作(即要－求硫含量< 0.13106，僅靠傳統的加氫預精制脫硫已難以保證。為此，近年來國內外開發了各種深度脫硫技術。重整原料油深度脫硫的好處有:

(l)深度脫硫可使重整裝置的運轉周期或重整催化劑的壽命得到延長。據文獻報道，重整催化劑兩次再生之間的運轉時間可延長25%。

(2)深度脫硫可以提高重整裝置液體產品收率和氫氣產率，使現代雙、多金屬重整催化劑、特別是高Re/ Pt比的重整催化劑的良好性能得到更充分發揮，因而可以得到更好的經濟收益。

（3)有關資料表明，對于一個0.43Mt/a的重整裝置，由于實施深度脫硫而獲得的收益每年大約是56萬元。

－但應指出，某連續重整裝置的生產實踐表明，重整進料含硫量不宜低于0.13106(重)，－否則可能造成反應器內產生焦塊物質。故原設計流程中的脫硫保護床近年已取消。

55.深度脫硫有幾種工藝流程?各有何特點? 工業上應用的深度脫硫過程基本上均為吸附脫硫工藝，其工藝流程可分為液相脫硫和氣相脫硫兩種。（1）液相深度脫硫

液相深度脫硫，是在液相狀態下，利用高選擇性的吸附劑，脫除加氫裂化石腦油或重整原料加氫預精制生成油中的硫或殘余硫，其工藝流程包括上流式液相脫硫和下流式液相脫硫。

我國Z－2型液相脫硫工藝和美國的雪佛隆(Chlvlon)公司的硫保護器技術均為上流式液相脫硫工藝。美國環球油品公司(UOP)開發的硫保護床為下流式液相脫硫工藝，已在我國石油化工廠應用。該工藝采用ASS－11脫硫劑，為保證脫硫劑的活性充分發揮，流程中設計了還原系統，供脫硫劑開工時還原用。

（2）氣相深度脫硫

氣相深度脫硫通常是在氫壓下，利用高選擇性脫硫劑，在氣相狀態下脫除原料石腦油中的微量硫。該工藝通常設計在重整臨氫系統中，因此不需要單獨的氫循環過程。為避免對重整反應環境的影響，要求脫硫劑應具有不可逆吸附作用。

我國早先開發的Z－1型氣相脫硫和美國恩格哈德公司(Fngelhard Co)近年開發的痕跡硫脫除技術均為氣相脫硫工藝。

56.我國深度脫硫裝置使用過的脫硫劑有哪些?國外近年開發的脫硫劑有哪些？各有何特點? 我國脫硫裝置使用過的脫硫劑有:3703、3831、CT-83、ADS-

11、0501和0501-3等。國外近年開發的脫硫劑有:UOP公司開發的ASS-11,Engelhard公司開發的非ZnO型脫硫劑和Chlvlon公司開發的再生型脫硫劑。

所有上述脫硫劑均含有具有很強吸附能力的活性金屬，Zn可以很好地脫除殘H2S(通常稱為無機硫)，而添加的第二種金屬(如Mn, Cu等)具有更好脫除有機硫的能力。

近年我國開發的高效脫硫劑(如0501－3)，采用還原Ni做活性組分，對無機硫和有機硫均具較好的活性。采用Cu一Ni型脫硫劑(如CT－83)也具有較好的脫無機硫和有機硫的能力。

國外近年開發的非ZnO型脫硫劑具有如下特點:能完全脫除原料中的痕跡硫，容硫能力高，吸附是不可逆過程，對重整環境沒有影響。據專利介紹，國外開發的再生型脫硫劑用于

－兩段吸附過程，第一段使用高Cu脫硫劑，使硫脫至<53106;第二段用Cu/Al2O3脫硫劑，在較高溫度(425℃)下進行深度脫硫。需要再生的是第一段高Cu脫硫劑，再生程序如下:

(1)惰性氣吹掃;(2)空氣熔燒(溫度315℃)，空速為(0.5~1)(h)-1，使硫化物變成硫酸鹽，然后在更高的溫度(950℃)下分解，使硫酸鹽轉變成H2S；

(3)氮氣吹掃，除去H2S;(4)抽真空繼續除硫;(5)500℃通入濕空氣，結束再生。57.脫硫劑如何活化處理? 脫硫劑的活化處理有兩種方法:(1)空氣活化

某些脫硫劑(如3703)需要進行高溫空氣活化。這種活化過程通常是在專門的活化處理裝置內進行，當然在重整裝置采用高溫氮氣活化也是可行的。

活化時間根據活化裝置結構，脫硫劑含水量和收率等因素計算:

式中:?—活化時間;?—收率，%;

d—被活化的脫硫劑物料的堆積密度，kg/m3;

D—活化器內徑，m；

H—活化劑床層高度，m；

G—活化劑處理能力，m3/h。(2)氫氣活化處理

某些含鎳型脫硫劑需要在氫氣氣氛中進行活化處理(還原)。這種處理需要在本裝置內完成，因此，設計脫硫裝置時應設計氫氣活化處理系統。

在還原條件下，脫硫劑里的氧化態金屬組分(如NiO、CuO等)將發生還原反應，生成活性金屬(如Ni、Cu等)；

上述空氣活化與氫氣活化(還原)的具體條件，可由脫硫劑開發單位制定。58.CT8-3脫硫劑在工業裝置中應用情況如何?有何特點?

CT8-3脫硫劑已在6個重整原料預處理裝置中應用。

該脫硫劑的特點是:(1)以Cu、Ni為活性組分，但無銅流失，使用前不必進行還原和其它復雜的處理。

－－（2)原料(脫水塔底油)含硫≤13106時，脫硫后可降至≤0.53106;如原料含硫≤0.53－－106時，脫硫后可降至≤0.23106以下。

(3)價格便宜，使用方便。

59.0501-3脫硫劑的特性和基本組成是什么?有些什么應用經驗? 某石油化工廠重整裝置1989年改用CB-6低鉑徠催化劑時，選用0501-3重整原料脫硫劑。投用以來，經過長期工業考察，多次受到高硫沖擊，結果表明0501-3重整原料脫硫劑的脫硫效果明顯優于原來常用的氧化鋅脫硫劑，平均脫硫率在70%以上，與UOP ADS-11高鎳脫硫劑相比，脫硫效果毫不遜色，而價格比UOP ADS-11脫硫劑便宜得多。

0501-3脫硫劑主要的活性組分是鎳，以Al2O3為主要載體。片劑，機械強度（側壓)不小于1.2MPa/顆，比表面積120~170 m3/g，孔體積0.2~0.3 Ml/g,平均孔徑420nm，堆積密度1.09g/mL。

在0501-3脫硫劑投用前，用精制油沖洗運輸和裝填過程中產生的粉末，這對保護重整催化劑是十分重要的。

在硫容量達到4%(重)時，脫前油中硫含量增加，脫后油中硫含量隨之增加，脫硫率也將隨之下降。該脫硫劑的工藝條件和蒸發脫水塔底操作條件相同，不需要外部供熱，也不需要專門調節。

60.運轉過程中精制油硫含量超高時，應如何查找原因?如何處理? 分析運轉過程中發生硫超高現象時，道常采用倒序法(所謂倒序法就是按照工藝流程由后部往前查)找原因，采取處理措施。

(l)液相脫硫系統故障

檢查脫硫劑是否失效，只要在脫硫器出人口采樣分析便可確定其脫硫率。如果入口硫含量和操作條件沒變，而脫硫率下降至50%以下，表明脫硫劑已需更換。處理方法是切斷脫硫器更換脫硫劑。

(2)蒸餾脫水系統的故障

所謂蒸餾脫水系統硫含量超高故瘴。是指蒸餾脫水塔進料中并未發現有機硫含量突然升高，而脫水塔底油硫含量超高，這種情況顯然是由于加氫過程生成的H2S(溶解在分離器液相中)，在進入脫水塔后未被很好脫除所致，脫水塔在正常的操作條件下，H2S和水一樣，在石腦油中具有較高的相平衡常數，在正常的脫水操作條件下，H2S能很好地被除掉。但是，如果操作波動，如溫度、壓力、進料量的波動，特別是回流罐頂部H2S排出量減少時，將造成脫水塔底油含硫量升高。處理方法是調整好蒸餾脫水塔的操作。

〔3)預加氫反應系統的故障。

如果蒸餾脫水系統進料發現含硫量高，那就要從上游反應系統進行檢查分析。

影響加氫精制反應效果的工藝因素，諸如溫度、氫分壓和接觸時間等已討論過。除此之外，還有一些因素也應加以分析: ①混氫量波動

在一定的進料流量情況下，氫氣流量的減少，也將導致硫超高現象的發生。通常氫流量有一個下限值，在此界限之上的波動對催化劑的活性似乎影響不大。但是，氫氣流量低于此下限值后，將引起催化劑迅速結焦，導致催化劑活性下降，脫硫能力降低，使生成油硫含量升高。處理的方法是應盡快調整好混氫量，避免在低于下限值時操作。

②部分原料短路

反應器床層溝流(壓降過高)或系統閥門與換熱器泄漏都有可能使部分原料短路，不經催化劑層反應而漏入加氫生成油中，結果是生成油中的有機硫含量超高。

換熱器或閥門泄漏可用著色試驗檢查。著色劑是一種用量極少的含氮化合物，如不短路，而經過反應器床層催化劑時，它將被轉化成無色的產物。

反應器床層短路的發生有兩種可能。一是催化劑床層發生溝流，這種情況的發生，可由床層各點溫度的不均勻性得到反映;另一種原因，是在帶有襯筒的冷壁反應器里發生的，由于襯筒漏焊或床層壓降過高而使襯筒焊點開裂，導致部分原料經襯筒外壁流動，而不通過催化劑床層，致使未轉化的硫化物進入生成油中。解決前者的辦法是均勻裝填催化劑，而后者需要補焊修理。這兩種情況的處理，通常都必須在裝置停工的情況下才能進行。

對于反應器涂有變色漆的裝置，很容易發現襯筒開裂溝流現象，由于原料短路使壁溫超高，變色漆變色。這種情況，在我國不少裝置時有發生，導致的硫超高現象也大都相同。避免的方法是采用內襯筒軟結構(見圖2－4)。當然根本途徑是采用熱壁反應器。

在操作過程中與床層溝流有關的因素是床層的質量流率過低，當床層截面質量流率低于某一極限值的時候就有發生溝流的可能。對重整原料石腦油加氫預精制過程來說，適宜的床層截面質量流率是7~25t/(h2m2)。

③預加氫催化劑中毒失活

影響重整原料(石腦油)加氫預精制催化劑活性的毒物有:鈉、鋁、砷化合物和硫酸鹽等。鈉將堵塞催化劑擔體孔道，致使催化劑失活。當鈉含量達到0.2％時，就會明顯影響催化劑活性。

鋁和砷對預加氫催化劑活性的影響十分相似，它們都將在催化劑上逐層沉積，降低催化劑的孔容體積和孔表面，使催化劑活性降低。處理方法是查清毒物來源，并加以消除。

第三章

重整催化劑與重整化學

1.什么叫催化劑?它具有哪些特征? 在反應物系中，加入某種物質能使反應速率明顯變化(加速或減速)，而該物質在反應前后的數量以及化學性質不發生變化，這種物質稱為催化劑。

催化劑的基本特征是:(l)催化劑對化學反應具有選擇性，即一種催化劑只能改變特定的化學反應;(2)催化劑只能改變化學熱力學平衡上可能進行的化學反應;(3)對可逆化學反應而言，催化劑以相同倍數改變正反應和逆反應的速率，因此，化學平衡不能改變;(4)催化劑的數量、基本性狀不會發生變化，催化劑的組分不進入化學反應產物之中。2.什么是重整催化劑?鉑重整催化劑是誰發明的? 重整催化劑是一種能夠在石腦油重整過程中加速烴類分子重新排列成新的分子結構，而本身沒有改變的物質。

研制、開發鉑催化劑可以說是經過幾十年的時間，經過許多人的努力才取得的成果。早在本世紀初(1911年)，俄羅斯化學家H.Д.澤林斯基和B.A.卡贊斯基等，在試驗室使用含鉑催化劑對重整反應進行了研究，但他們只進行了試驗室階段的研究。對含鉑催化劑具有工業實用意義的開發工作是由美國環球油品公司完成的，該公司化學家埃比和漢塞爾等，對含鉑催化劑進行了深入研究，于1949年首先將鉑/氧化鋁催化劑(R-4)投入工業運轉。此后，將使用這類含鉑催化劑的石腦油催化重整工藝稱為鉑重整(Platinum Reforming，簡寫為Platforming)。

3.重整催化劑的發展經歷了哪幾個主要階段? 重整催化劑的發展，主要經歷了非鉑金屬氧化物催化劑、單鉑催化劑和含鉑雙、多金屬重整催化劑三個階段。

（1）非鉑金屬氧化物催化劑 1949年單鉑催化劑問世之前，工業中應用的重整催化劑主要是非鉑金屬氧化物，如1940年美國投入工業生產的臨氫重整裝置使用的催化劑(氧化鉬、氧化鉻等)和德國在二次世界大戰期間投產的重整過程使用的催化劑(氧化鋁、氧化銅)。

（2)單鉑催化劑

穩定而有效的鉑催化劑問世之后，催化重整在國外(主要是美國)開始迅速發展，鉑催化劑的研究和改進進入了空前活躍階段。

使用Pt/Al2O3為催化劑，將烷烴，特別是環烷烴轉化為芳香烴的工業鉑重整過程的發展。那是本世紀中葉(1949~1967年)的事情。美國化學家漢塞爾曾回憶說:“你們會感到很奇怪，為什么會制造出鉑重整(Platforming)這個名詞來。回想起來，將鉑(Platinum)和重整(Reforming)縮寫成鉑重整(Platforming),確實是一個精巧的縮合，它是由埃比想出來的，他是我們三個化學家當中的一個。鉑重整不但敘述了事實，而且包含了水平，這個水平就是辛烷值和產率方面的高度。”與使用Crl2O3/Al2O3催化劑相比，Pt/Al2O3催化劑的活性已提高了100多倍。

(3)雙、多金屬催化劑 1967年，美國雪佛隆研究公司公布了發明的鉑錸雙金屬催化劑—（Pt-Re）/Al2O3，自此，催化重整開始了第三個發展階段—雙、多金屬重整，并結束了鉑重整一統天下的局面。由于(Pt-Re)/Al2O3等雙、多金屬催化劑的優良性能，很快推廣于世界各國。到目前為止，據不完全統計，已有八個國家(中國、美國、荷蘭、法國、德國、墨西哥、前蘇聯和前捷克斯洛伐克等)十二個公司生產了多種不同牌號的雙(多)金屬重整催化劑。特別值得指出的是我國近年開發的CB-6 , x CB-7 , CB-8高Re/ Pt比固定床半再生重整催化劑已達到或超過了國外同類催化劑的先進水平。

近年開發的3861-Ⅰ和CB-10錫鉑連續重整催化劑也達到了國外同類型催化劑的水平，并在引進的連續重整裝置上替代了進口催化劑。

4.當前世界都有哪些雙、多金屬半再生重整催化劑? 當前世界上有中國、美國、德國、墨西哥、前蘇聯、前捷克斯洛伐克、荷蘭和法國等國家生產的雙、多金屬重整催化劑，各國生產的雙、多金屬重整催化劑的牌號大致如下:

(1)中國

CB-

6、x CB-7、CB-

8、3861-Ⅰ

(2)美國

①環球油品公司

如:R-

56、R-62、R-

32、R-

34、R-100、R-132等牌號。

②雪佛隆公司

如:F、H等牌號。

③標準催化劑公司(Cricerion Cat Co)

如:PR-8.8A、PR-8E、PR-28、PR-

18、PR-18A、PS-

7、PS-10等牌號。

5.當前世界上主要應用的連續熏整催化劑有哪些牌號?各有何特點? 當前工業上應用的連續重整催化劑有中國的3861－I,CB-10；美國的R-32, R－

34、R－132、Ps－7和法國的AR－401、AR－403、CR－201等牌號。

各牌號連續重整催化劑的性狀和特點見表3－1

6.重整催化劑是由哪兩部分構成的?各部分的作用是什么? 當前工業使用的重整催化劑均是由活性組分和載體兩部分構成的。其中活性組分由金屬組分和酸性組分兩部分構成。各部分的作用是:（1)金屬組分

重整催化劑中的金屬組分是重整催化劑的核心，它的基本作用是促進脫氫和加氫反應。傳統的鉑催化劑的金屬組分是由貴金屬鉑構成、現代雙、多金屬重整催化劑除鉑外，還加入一種或多種其它金屬，如鐮、錫、欽、銥等。引入非鉑金屬的主要作用是抑制鉑晶粒長大，提高穩定性，改善選擇性，增強容炭能力，使重整裝置可以在低壓、低氫油比和較高溫度下長周期運轉。

(2)酸性組分

酸性組分的作用是促進重整催化劑的異構化和裂解性能，通常由添加氯組元構成。

(3)載體

載體的作用是擔載活性組分，使其均勻分散。現代重整催化劑多用γ－Al2O3作為載體。7.什么是催化劑的主劑?什么是助劑?它們之間有什么關系? 所謂主劑就是起上要作用的活性物質，對重整催化劑來說金屬組元中的鉑是主劑。助劑是指某些物質被加入到催化劑之后，能使催化劑的活性、穩定性和/或選擇性得到改善。這種物質稱為助劑。

重整催化劑中的助劑包括第二金屬或其它多金屬組元和酸性組分氯等。

主劑和助劑是相輔相成的，只有將主劑和助劑很好匹配起來，才能成為好的催化劑。8．何謂雙功能催化劑?重整催化劑為什么必須具備雙功能作用? 所謂雙功能催化劑，通常是指具有兩種催化作用的催化劑。以重整催化劑而言，雙功能重整催化劑具有促進加氫/脫氫作用的金屬功能，同時具有促進裂化、異構化反應的酸性功能。

重整催化劑必須具備金屬和酸性兩種功能，這是因為重整反應中通常包括幾種不同類型的反應。一類是脫氫反應，要求催化劑具有金屬功能來促進脫氫、加氫反應。另一類是裂化、異構化反應，要求催化劑具有酸性功能，以便促進裂化、異構化反應。還有一類是烷烴脫氫環化轉化成芳烴的反應，它必須在金屬中心與酸性中心交替地進行反應，所以重整催化劑必須具備金屬和酸性兩種功能。

9.重整催化劑的酸性功能是怎樣形成的? 現代雙、多金屬重整催化劑的酸性是由酸性組分氯提供的。氯在催化劑載體中占據了原有的一個羥基的位置。

載體(γ－Al2O3)表面具有一定數量的羥基，在一定的條件下，可以部分脫水而生成氧橋;氧橋又可以與環境氣氛中的HCl發生交換反應。使氯被固定在載體表面上(見圖3-1)。

把反應式(1)和反應式(2)合并，可得到反應式(3)

這里所說的固定的酸性，是相對的、有條件的，境中濕度很高，被固定的氯也會流失。10.重整催化劑的金屬功能是怎樣形成的? 金屬活性功能主要是靠第Ⅷ族貴金屬鉑提供的。催化劑中，每個鉑原子在一個運轉周期可促使2000萬個烴分子進行化學反應，可見它的功能是很強的。

在制備催化劑時鉑以氯鉑酸的形式加入，在制備過程中，由于酸性功能活性組分氯的誘導，形成復合活性中心(見圖3－2)。

在金屬活性功能和酸性活性功能構成的復合活性中心中，金屬鉑通常不是由單原子存在的，由于各種原因(如高溫)將使鉑原子發生凝聚化作用，結果降低了鉑的總活性功能。為抑制凝聚化作用、提高鉑的分散性和調整活性功能，在制備中往往還要加入第二種金屬(如錸)、第三種金屬(如鈦)。

總之，只有有效地發揮酸性活性功能和金屬活性功能，才能使復合簇團發揮更好的作用，即催化劑的活性、選擇性和穩定性更好。

11.現代雙、多金屬重整催化劑常用的助劑組分有哪些?各有些什么作用? 現代雙、多金屬重整催化劑通常采用錸、錫、銥、鋁和鉛等第二金屬組元，做為主劑活性組分鉑的助劑。其中，應用最多的是錸，其次是錫。它們的具體作用是:（1)錸(Re)能促進鉑的分散，抑制主劑鉑的凝聚;錸具有極高的熔點，它進入鉑的活性基團中起到抗積炭的作用，因而能使催化劑的穩定性提高、使用壽命延長。

?(2)錫(Sn)能促進選擇性的改善，C5液收率明顯提高，但溫度效應較差，穩定性欠佳，此類催化劑多適用于連續再生型重整過程。

(3)銥(Ir)本身具有良好的脫氫環化功能，能提高重整催化劑的穩定性，但它的氫解和裂化性能較強，且價格昂貴，限制了它的廣泛應用;鋁(Al)做為第三種組分加入，能改善重整催化劑的裂解性能;鉛（Pb)是重整催化劑的毒物，但做為制備催化劑的活性組分，具有催化劑的變性劑功能。

12.催化重整的基本反應是誰最先發現的? 所謂催化重整的基本反應通常是指C6環烷(即環己烷)脫氫變成苯的反應。

1911年，俄國化學家澤林斯基最先發現了環己烷脫氫生成苯的反應，他是借助于載鉑一鈀的催化劑，在300℃的條件下進行這一反應，其反應方程式如下:

1936年，莫達維斯基等用氧化鉻做催化劑，在450~470℃實現了烷烴脫氫環化生成芳烴的化學反應;與此同時，卡贊斯基等也指出，在300~310℃,借助鉑/碳催化劑，烷烴脫氫環化是可能的:

13.重整催化劑上發生的主要化學反應有哪些?

在催化重整催化劑上發生的基本反應是:

2直鏈烷烴異構化反應;

2烷烴的脫氫環化反應;

2烷烴的加氫裂化反應;

2六員環烷的脫氫反應;

2五員環烷的脫氫異構反應;這些基本反應，幾乎在所有現代催化重整催化劑上均能發生。除此之外，在某些情況下，還會發生其它一些反應，其中包括:

2脫烷基反應;

2歧化反應;

2烷基化反應等。

除了上述反應之外，在重整催化劑上還發生縮聚生焦反應。

14.什么是直鏈烷烴異構化反應?該反應對催化重整過程有些什么作用?特點是什么? 所謂直鏈烷烴異構化反應，就是由正構烷烴(即直鏈烷烴)轉化成異構烷烴(即帶側鏈或支鏈的烷烴)的過程，例如：

該反應的作用是提高了反應物的辛烷值。如上述反應辛烷值凈增加值達92個單位，是提高汽油辛烷值的理想反應。

該反應的特點是熱效應很小，但該反應深度受熱力學平衡的限制，因此，不可能將原料中的直鏈烷烴100%的轉化成異構烷烴，通常，在催化重整過程中只能使重整汽油辛烷值提高20~30個單位。

該反應的另一特點是除主要借助催化劑的酸性功能(A)的作用外，還必須借助催化劑的金屬功能(M)的輔助作用才能完成。應該說，直鏈烷烴異構化過程包括三個步驟: 第一步:先借助金屬功能脫氫生成烯烴;第二步:借助酸性功能異構成不飽和異構烴;第三步:再利用金屬功能加氫變成飽和異構烷烴。

15.什么是六員環烷脫氫反應?該反應在通整過程有些什么貢獻和特點? 所謂六員環烷脫氫反應就是由六員環烷脫掉6個氫原子變成相應的芳烴的反應，例如:

該反應是重整過程最基本的化學反應。它的貢獻是提高了重整油的辛烷值和芳香度(即芳烴含量)。特點是借助催化劑金屬活性功能作用發生的，是各種重整反應中速度最快的一個化學反應，即使在很高的空速下，也能幾乎定量完成。該反應是吸熱量很大的反應，轉化1摩爾六員環大約吸收209kJ(50kcal卡)左右的熱量，是造成床層溫降的最主要反應之一。該過程副產大量氫氣，因此它也是重整副產氫的主要來源。

16.什么是五員環烷脫氫異構反應?它在整反應過程中有些什么貢獻和特點? 五員環烷脫氫異構反應是比較復雜的反應，以甲基環戊為例，首先在金屬功能作用下脫氫，再在酸性功能作用下異構成六員環，最后還得在金屬功能作用下脫氫生成芳烴，其反應方程式如下:

這種反應對提高重整汽油辛烷值也有較大貢獻(辛烷值增加13.6),最主要的貢獻是增加了產品的芳香度，為增產芳烴做了貢獻。

該反應的特點是需要在兩種活性中心交換數次才能完成，反應條件要求比較苛刻，酸性中心是整個反應過程的控制步驟，需要兩種功能良好匹配才能取得最佳效果;雙功能失調，對這種反應極為不利。該過程是強吸熱反應，1摩爾甲基環戊烷轉化成苯需要205kJ的熱量。

17.什么是烷烴脫氫環化反應?它在重整反應過程中有何貢獻和特點? 所謂烷烴脫氫環化反應就是在金屬功能(和酸性功能)的作用下，將烷烴轉化成芳烴的反應過程。以正庚烷為例，其反應過程如下:

該反應是現代催化重整過程追求的目標之一，它也是提高汽油辛烷值與芳烴產率的主要反應，該過程使辛烷值增加高達120個單位。

我國原油多為石蠟基原油，直餾石腦油中的烷烴占40%~60%，因此，該反應是我國重整裝置提高經濟效益的關鍵反應。

該反應的特點是烷烴可以在金屬活性中心上直接環化，也可以在M和A兩個中心作用下完成。受反應動力學控制，要求反應條件苛刻，催化劑應具有良好的脫氫環化功能，控制好水氯平衡，這些是進行烷烴脫氫環化反應的先決條件。

該過程是強吸熱反應過程，1摩爾正己烷轉化為苯需要205kJ的熱量才能完成。18.什么是加氫裂化反應?為什么說加氫裂化反應是不希望發生的反應? 加氫裂化反應是在酸性和金屬（A.M）兩種功能作用下使大分子烴變成小分子烴類的反應。以正庚烷(n－C7)為例，反應如下:

該反應雖然也是一種改進汽油辛烷值的反應，將大分子烷烴裂解為低分子烴，濃縮了液體產品中的高辛烷值組分，提高了液體產品辛烷值和芳香度;但是，它使重整過程產氫量減少，氫純度下降，液體產品收率降低;同時，由于該反應速度快，對烷烴脫氫環化極為不利，最后造成芳烴產率減少，并使催化劑選擇性變差。總體來說，此種反應是利小害大，是不希望發生的反應，應加以適當控制(然而不讓發生是不太可能的)。

19．什么是氫解反應?它與加氫裂化反應有什么區別? 氫解反應主要是生成C3以下的低分子烷烴的反應，主要生成物是C1、C2和C3，其反應式如下:

加氫裂化通常是指生成C3、C4低分子烴的反應，其反應歷程是:

這兩種反應都是不希望發生的反應，它們將使液休產品收率下降，因此操作中盡量避免它們的發生。

20.什么是脫烷基反應、歧化反應和烷基化反應?它們對重整工藝過程有何影響? 烷基化反應是脫掉苯環丘烷基的反應。例如

這種反應不能提高重整油的辛烷值，但可增產輕質芳烴—甲苯或二甲苯。

在歧化反應中，烷基從一個芳烴分子的苯環上轉移到另一個芳烴分子的苯環上。例如，甲苯歧化生成苯和二甲苯:

這是一種增產二甲苯的有用反應。烷基化反應是脫烷基反應的逆反應，該反應和脫烷基反應相似，沒有氫的交換，但是會使汽油產品的干點升高，同時會加速焦炭生成，因此，應設法避免這種反應發生。

21.強化脫氮環化反應時會受到哪些因素限制? 脫氫環化反應是烷烴變成芳烴的反應過程，例如:

烷烴脫氫環化反應是吸熱量很大的化學反應過程〔+250Kj/mol〕，受到反應動力學限制，轉化率相對較低，只有在較苛刻的條件下才能發生(如較高的反應溫度)。但是提高溫度使烷烴加氫裂化反應比烷烴脫氫環化更容易進行，因此，提高溫度強化脫氫環化的措施，會使加氫裂化反應加速，嚴重時，環烷烴也可能開環并裂解，使潛在的芳烴組分減少。只有降低反應壓力，既有利于烷烴的脫氫環化反應，又可減少加氫裂化反應。

21.焦炭前身物是什么?生焦反應是怎樣發生的? 焦炭前身物是一種稠環芳烴類物質。通常它是由苯環和二烯烴縮聚生成的:

在后部反應器中，在較高的反應溫度下，焦炭前身物是很容易形成的。在苛刻的條件下，這些焦炭前身物進一步縮合，氫含量進一步減少，便形成了焦炭。

23.重整各反應器發生哪些化學反應?各有何特點? 不同類型反應的反應速度差異很大，進行反應的難易程度不同，因此，前部反應器進行的反應是比較容易發生的、反應速度較快的反應，后部反應器進行的反應是速度慢、不易發生的反應。

(l)前部反應器

前部反應器(即一反)，主要進行環烷脫氫反應，借助催化劑金屬功能.該反應是各類反應中進行最快的一個，六員環烷脫氫可在很高的空速下完成，反應選擇性好，吸熱量大。因而前部反應器溫降最大。同時該反應的產率極高，幾乎是按熱力學計算量完成。

在前部反應器，除進行環烷脫氫外，還發生烷烴異構化反應，該反應是在酸性功能的作用下發生的，反應速度也較快，選擇性好，反應熱較低，是提高汽油辛烷值的理想反應之一。但是這種反應的深度受熱力學平衡的限制，不可能將原料中的正構烷烴全部轉化成辛烷值較高的異構烷烴。通常它的貢獻，可使重整原料的辛烷值提高20個單位左右。

(2)中部反應器

包括二反和三反，除繼續完成前部反應器未完成的環烷脫氫和烷烴異構化反應之外，還將開始進行一些其它反應，如加氫裂化反應、烷烴脫氫環化反應和C5環烷異構脫氫反應。

烷烴脫氫環化和C5環烷異構脫氫反應。比C6環烷脫氫難得多。C6環烷可在金屬活性中心上直接脫氫生成苯類產品，但五員環烷不能，它需首先在金屬活性中心上脫氫，然后還需在酸性中心異構，而后者是整個反應的控制步驟，因此，保持水氯平衡，最大限度地把五員環轉化為芳烴，對重整裝置效益有很大好處。

(3)后部反應器

后部反應器發生的反應是反應最難進行、速度最慢的脫氫環化反應和C5環烷異構脫氫反應，由于條件苛刻，不希望發生的加氫裂化和結焦反應進行得也相當劇烈。

24.重整轉化率是如何定義的?影響重整轉化率的因素有哪些? 重整轉化率，定義為重整轉化過程產物中所得到的芳烴量與原料中芳烴潛含量之比值。因此，重整轉化率又稱芳烴轉化率，即: 重整生成油中的芳烴產率重整轉化率＝?100%

原料油中芳烴潛含量影響重整轉化率的因素很多，幾乎所有影響反應溫降的因素對轉化率均有影響，具體來說，影響重整轉化率的因素有:

(1)催化劑的組成與活性;

(2)原料的性質及組成;

(3)反應壓力;

(4)氫油比;

(5)空速;

〔6)環境控制和氯水平衡;

(7)反應溫度;

(8)催化劑積炭程度等。

25.何謂環烷轉化率?它與芳烴轉化率有何關系? 盡管環烷脫氫反應易于進行，但受熱力學平衡的限制，生成油中總會殘余少量環烷。轉化了多少環烷可用環烷轉化率來表示，即

第二篇：乙烯裝置基礎知識問答試題

1、影響脫氫反應的因素有哪些？

（1）催化劑活性（2）反應器壓力（3）反應器溫度

（4）蒸汽/碳氫化合物比（5）進料純度（6）進料率或空速

2、為什么循環乙苯進料中的苯乙烯含量不能超過2-3﹪ ？

苯乙烯能發生聚合反應，引起TT-201、TT-202的堵塞，使催化劑結焦并降低催化劑的活性，使乙苯——苯乙烯反應平衡向不利的方向移動，使轉化率和選擇性下降。

3、PE-293的冷凝器采用什么作沖洗液？為什么？

采用乙苯作為沖洗液。

因為從TT-216來的排放氣中含有部分苯乙烯，冷凝器運行一段時間后很可能被苯乙烯聚合物堵塞，所以需要用乙苯沖洗，防止苯乙烯聚合。

4、什么是全回流？

在精餾塔的操作中，把停止塔進料，塔釜出料和塔頂出料，將塔頂凝液全部作為回流液的操作，稱為全回流。

5、AS-201和 AS-202為什么采用填料塔？

填料塔可以有比較小的塔壓差，即減小了塔底壓力，從而降低了塔底溫度，減小了苯乙烯的聚合速率。

6、停車時，蒸發蒸汽通入的時間為什么不能過長？

因為通蒸汽的時間過長會損害催化劑的活性，所以FV-2051的開啟時間不能超過60分鐘。

五、案例分析:在苯乙烯精餾過程中，塔釜及再沸器內聚合或掛壁的原因？應如何處理？

原因：（1）苯乙烯在再沸器內停留時間過長；

（2）再沸器溫度過高，再沸器及塔釜液面波動頻繁；

（3）所加精餾阻聚劑量不足；

（4）再沸器密封不好，有空氣漏入。

處理 ：（1）提高回流量，沖淡苯乙烯在塔釜內的濃度；

（2）把粘度高的釜液盡快置換出去；

（3）必要時可以降低釜液或將釜液倒空重新加料；

（4）聚合嚴重時，物料倒空，注乙苯全回流沖洗或停車處理。

六、論述題

2、裝置停車后，苯乙烯精餾應做哪些工作？

（1）確認所有再沸器蒸汽入口調節閥及其前后截止閥是否處于關閉狀態；

（2）停止罐區、界外向AS-201塔的各種進料；

（3）檢查DNBP、TBC及其攜帶劑是否停止供應；

（4）循環乙苯停止向反應器進料，泵出至MT-305；

（5）應盡可能把各塔殘液泵出；

（6）若是計劃停車，工藝處理后各塔應引氮氣保持微正壓。

1、AS-203塔的儀表為什么采用苯乙烯沖洗而不用乙苯？

用乙苯沖洗時，如果發生泄漏會使產品不合格。

2、AS-205底部閃蒸罐的一部分殘液為什么要送入AS-205塔？

殘液中含有較高濃度的DNBP阻聚劑，送入AS-205塔的目的是防止在AS-205塔的提餾段生成過多的聚合物。

3、乙二醇冷凍系統中斷對真空系統有何影響？

乙二醇冷凍系統中斷會使各塔的尾氣量增加，使噴射泵的負荷增加，必要時應再開一組噴射泵。

4、孔板流量計讀數不準與那些因素有關？

（1）孔板質量

（2）安裝質量

（3）使用情況

5、反應器床層溫度低于238℃前，為什么不能引入稀釋蒸汽？

在反應器床層溫度低于238℃時，稀釋蒸汽會發生冷凝，使催化劑中的碳酸鉀，氧化鉀水解，導致催化劑活性下降。

6、開車時，過熱爐點火前為什么進行爐膛置換？

爐膛內可能存在可燃氣體，直接點燃容易發生爆炸，為了安全必須進行爐膛置換。

1、靜電是如何產生的？如何防止靜電產生？

（一）靜電是摩擦產生的。

（二）防止靜電產生方法：

（1）限制流速，限制人體帶電，采用靜電屏蔽；

（2）促使產生積累的電荷流散或消除可做接地，跨接增加導電性，使用靜電添加劑；

（3）避免或防止周圍環境的危險因素，限制使用或除去危險物品，改善通風及換氣條件，用惰性氣體置換或充氣。

2、關小過熱爐的煙道擋板會造成什么影響？

（1）減少煙氣中的含氧量；

（2）減少輻射段的通風；（3）提高離開輻射段的煙氣溫度；

（4）降低煙氣溫度；

（5）增加輻射段熱通量密度；

（6）減少對流段熱通量密度；（7）提高過熱爐熱效率。

六、案例分析：

接收聚苯循環液，苯乙烯當班人員如何操作？（2012.11.22）

近來，因為聚苯向MT-322送料，造成當天SC-220不合格，主要原因是二甲苯含量高。（二甲苯與

苯乙烯沸點接近，不易分離）

1、MM-222的作用?

是將TT-222出來的不凝物中夾帶的液體除去。

2、GF-211的作用?

用以除去水中的無機固體和有機聚合物顆粒。

3、PC-271停AS-206在工藝上如何調整？

（1）AS-206至苯乙烯單元的尾氣截止閥關；

（2）繼續接受乙苯單元的尾氣。

4、潤滑油對于PC-271的作用？

（1）潤滑作用；

（2）帶走轉子高速旋轉所產生的熱量。

5、設不合格苯乙烯罐MT-305的目的？

收集不合格苯乙烯和來自精餾塔泵出總管的物料。

6、脫氫反應的選擇性是怎樣定義的？

選擇性的定義為反應的乙苯中轉化為苯乙烯的百分數。

五、論述題(30分，每題15分)

1、加入到反應器系統的蒸汽有何作用？（1）提供反應熱；

（2）通過水煤氣反應除去催化劑上的碳，有助于延長催化劑的使用壽命；

（3）用來降低苯乙烯的分壓，由于降低了苯乙烯的分壓，加入的蒸汽有利于正反應的進行，結果提高了乙苯

的轉化率和苯乙烯生成的選擇性。

2、日常操作中如何監控反應器流出物中緩蝕劑的注入？

通過胺加料器將緩蝕劑注入到反應器出口管線的情況必須加以檢查。注入位置正好位于粗苯乙烯冷凝器的上游處，此緩蝕劑有使液態烴乳化的趨勢，乳化液會進入工藝凝液汽提塔，并且不能在汽提塔中被汽提出來。

緩蝕劑的加入量應以防止腐蝕為準，但應當經常加以檢查和調整，以防止生成乳化液。

六、案例分析：

2013年11月23日苯乙烯產品不合格原因：

今晨6：50因FIC-2149儀表引壓管被苯乙烯聚合物堵塞，造成FIC-2149指示偏高（12T/h以上），當時閥為自動（AUTO）狀態，閥位逐漸關小至2%（限位后最小開度）達50分鐘，TS-215液位滿，AS-203/205系統的操作平衡被破壞，苯乙烯產品不合格，采出切至MT-305。至11：00苯乙烯產品恢復正常采出。為了杜絕此類事件，今后苯乙烯總控人員要做到以下兩點：

1、加強對本單元總控畫面的巡檢，至少每半小時巡檢一次；

2、對總控各調節閥的閥位要有記載，以應對類似突發事件。

1、安全閥的作用是什么？

安全閥是一種自動排氣裝置，當設備壓力超過規定值時，能夠自動開啟排出氣體，使壓力下降，防止設備因超壓發生爆炸事故。

2、什么是軸的臨界轉速？

當轉子在某一轉速下旋轉，如果離心力引起的振動頻率與轉子的固有頻率一致時，則發生共振，這個轉速即稱為軸的臨界轉速。

3、真空精餾操作的優點是什么？

（1）可以降低混合物的泡點，從而降低分離溫度；

（2）可以提高組分間的相對揮發度，提高分離能力；

（3）可以防止有毒物質泄漏，減少環境污染。

4、MS-210的作用是什么？

可以起到壓力釋放裝置的作用，即在反應系統與火炬總管之間保持一個液封，反應系統一般是負壓的。

5、MS-202罐液位過高有什么危害？

MS-202罐液位過高，會造成尾氣中帶液，并隨著尾氣進入壓縮機，PC-271內液體的存在會造成設備的損壞。

6、HS-201/HS-219中鍋爐給水的作用是什么？

（1）回收加熱爐的熱量并降低了煙氣溫度；

（2）為產生HP提供能量；

（3）間接增大了加熱爐的熱效率。

五、論述題(30分，每題15分)

1、在日常工作中，接觸氮氣時應注意什么？

氮氣為無色、無味、無臭的惰性氣體。如果空氣中的氮氣含量增高時，會使人呼吸困難。如果吸入純氮，會因嚴重缺氧而窒息以致死亡。為避免空氣中氮氣含量增多，不得將氮氣排放于室內。有大量氮氣存在時，應戴氧氣呼吸器。檢修充氮設備、容器和管道時，先用空氣置換到氧含量合格。在檢修過程中，應對氮氣閥門嚴加看管，以防誤開閥門而發生人身事故。

六、案例分析：為什么MT-322罐的脫水操作

MT-322罐中粗苯乙烯在生產過程中和儲存過程中很容易帶水，油品中的游離水會對AS-201塔的正常操

作造成影響。所以MT-322罐正常操作時要經常脫水。脫水時，應將含油污水脫至PS系統。脫水前檢查MS-40

1罐液位，PP404泵是否設定在自動位置。

（1）緩慢微開脫水閥前3/4〃倒淋，檢查水含量多少。（2）如果水量大，緩慢打開脫水閥3-4圈。（3）當水量很少時（有油出來）關閉脫水閥。（4）脫水過程中不可脫崗，防止跑油。

（5）冬季要保證脫水閥和脫水管線伴熱保溫完好。

四、問答題(30分，每題5分)

1、AS-204塔底控制指標是多少？

碳氫化合物小于1mg/L，PH值6.2-6.8。

2、塔壓差高說明什么問題？

說明塔底液位過高，或液相回流過大，或填料堵塞，或者塔內有局部聚合現象。

3、造成苯乙烯精餾塔塔壓突然升高的原因有哪些？

（1）塔底加熱量過大；

（2）有空氣內漏；（3）真空泵失靈。

4、AS-201 和AS-202為什么采用填料塔？

填料塔可以有比較小的塔壓差，即減小了塔底阻力，從而降低了塔底溫度，減少了苯乙烯的聚合速率。

5、停車時，蒸發蒸汽通入的時間為什么不能過長？

因為通蒸汽的時間過長會損害催化劑的活性，所以FIC-2051的開啟不能超過60分鐘。

6、真空精餾操作的優點是什么？

（1）可以降低混合物的泡點，從而降低分離溫度；（2）可以提高組分間的相對揮發度，提高分離能力；（3）可以防止有毒物質泄漏，減少環境污染。

五、論述題(30分，每題15分)

1、PC-271油系統的過濾器何時切換？說明切換步驟？

（1）當PDI-2256指示過大時，說明運行的過濾器有些堵塞，應及時切換過濾器。

（2）切換步驟：

a.開平衡線向備用過濾器、冷卻器充油；

b.微開備用過濾器放空閥，觀察油是否充滿； c.確認備用過濾器管程的冷卻水已投用正常；

d.旋轉六通閥使備用過濾器、冷卻器投用，應隨時精心調節油溫； e.原運行過濾器離線后，將油從倒淋排出并清洗濾網，準備備用。

六、案例分析：PP-224泵雙泵故障處理方法（2012.9.28）

1、在MM-287平臺上將AS-204塔工藝凝液切至MT-402；

2、同時在苯乙烯平臺上關閉TT-222降液線，之后將工藝凝液全部切至MT-402，通知乙苯單元補入PV-3061B鍋爐給水，并提高AS-401塔負荷至23T/h，提高FIC-3121量至15 T/h以上，保證TI-3129在102℃以上。

3、停PE-295，關閉尾氣入口閥及其MS閥，關TIC-2395旁路閥，關閉TT-222管殼程乙苯沖洗；關閉TT-222降液線。

4、總控關閉FIC-2097，TIC-2395。

5、聯系工段及設備人員修泵，并及時上報車間。

第三篇：汽機技術問答

汽輪機技術問答

一、基礎知識

1．什么叫工質？火力發電廠采用什么作為工質？

工質是熱機中熱能轉變為機械能的一種媒介物質（如燃氣、蒸汽等），依靠它在熱機中的狀態變化（如膨脹）才能獲得功。

為了在工質膨脹中獲得較多的功，工質應具有良好的膨脹性。在熱機的不斷工作中，為了方便工質流入與排出，還要求工質具有良好的流動性。因此，在物質的固、液、氣三態中，氣態物質是較為理想的工質。目前火力發電廠主要以水蒸氣作為工質。

2．何謂工質的狀態參數？常用的狀態參數有幾個？基本狀態參數有幾個？

描述工質狀態特性的物理量稱為狀態參數。常用的工質狀態參數有溫度、壓力、比容、焓、熵、內能等，基本狀態參數有溫度、壓力、比容。

3．什么叫溫度、溫標？常用的溫標形式有哪幾種？

溫度是衡量物體冷熱程度的物理量。對溫度高低量度的標尺稱為溫標。常用的有攝氏溫標和絕對溫標。

⑴攝氏溫標。規定在標準大氣壓下純水的冰點為0℃，沸點為100℃，在0℃與100℃之間分成100個格，每格為1℃，這種溫標為攝氏溫標，用℃表示單位符號，用t作為物理量符號。

⑵絕對溫標。規定水的三相點（水的固、液、汽三相平衡的狀態點）的溫度為273.15K。絕對溫標與攝氏溫標的每刻度的大小是相等的，但絕對溫標的0K，則是攝氏溫標的－273.15℃。絕對溫標用K作為單位符號，用T作為物理量符號。攝氏溫標與絕對溫標的關系為 t＝T－273.15℃。

4．什么叫壓力？壓力的單位有幾種表示方法？ 單位面積上所受到的垂直作用力稱為壓力。用符號“p”表示，即? ?? ?? ?? ?? ?p=F／A? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?(1—1)式中? ?F——垂直作用于器壁上的合力，N； ? ?? ?? ???A——承受作用力的面積m2。壓力的單位有：

⑴國際單位制中表示壓力采用N/m2，名稱為[帕斯卡]，符號是Pa。1Pa=1N/m2，在電力工業中，機組參數多采用MPa（兆帕），1MPa=106N/m2。⑵以液柱高度表示壓力的單位有：毫米水柱（mmH2O）、毫米汞柱（mmHg），1 mmHg=133 N/m2，1 mmH2O=9.81 N/m2。

⑶工程大氣壓的單位為kgf/cm2，常用at作代表符號，1at=98066.5 N/m2，物理大氣壓的數值為1.0332 kgf/cm2，符號是atm，1 atm=1.013×10⒌N/m2。

5．什么叫絕對壓力、表壓力？

容器內工質本身的實際壓力稱為絕對壓力，用符號p表示。工質的絕對壓力與大氣壓力的差值為表壓力，用符號pg表示。因此，表壓力就是我們用表計測量所得的壓力，大氣壓力用符號patm表示。絕對壓力與表壓力之間的關系為：

? ?? ?? ? pa＝pg＋p atm? ?或? ? pg＝p a－p atm? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—2）

6．什么叫真空和真空度？

當容器中的壓力低于大氣壓力時，把低于大氣壓力的部分叫真空。用符號“pv”表示。其關系式為：

? ?? ?? ?pv＝patm－pa? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?(1—3)發電廠有時用百分數表示真空值的大小，稱為真空度。真空度是真空值和大氣壓力比值的百分數，即：

? ?? ?? ?真空度＝pv / patm×100%? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?(1—4)完全真空時真空度為100%，若工質的絕對壓力與大氣壓力相等時，真空度為零。例如：凝汽器水銀真空表的讀數為7100mmHg，大氣壓力計讀數為750 mmHg，求凝汽器內的絕對壓力和真空度各為多少？

根據 pa＝(patm－pv)/ 735.6＝(750－710)／735.6＝0.054at＝0.0051MPa 真空度＝pv／pamb×100%＝710／750×100%＝94.6%

7．什么叫比容和密度？它們之間有什么關系？

單位質量的物質所占有的容積稱為比容。用小寫的字母ν表示，即： ? ?? ???ν＝V／m??m3/kg? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—5）式中??m——物質的質量。??kg； V——物質所占有的容積，m3。

比容的倒數，即單位容積的物質所具有的質量，稱為密度，用符號“ρ”，單位為kg/m3。

比容與密度的關系為ρυ＝1，顯然比容和密度互倒數，即比容和密度不是相互獨立的兩個參數，而是同一個參數的兩種不同的表示方法。

8．什么叫平衡狀態？ 在無外界影響的條件下，氣體的狀態不隨時間而變化的狀態叫做平衡狀態。只有當工質的狀態是平衡狀態時，才能用確定的狀態參數值去描述。只有當工質內部及工質與外界間，達到熱的平衡（無溫差存在）及力的平衡（無壓差存在）時，才能出現平衡狀態。

9．什么叫標準狀態？

絕對壓力為1.01325×105Pa（1個標準大氣壓），溫度為0℃(273.15)時的狀態稱為標準狀態。

10．什么叫參數坐標圖？

以狀態參數為直角坐標表示工質狀態及其變化的圖稱參數坐標圖。參數坐標圖上的點表示工質的平衡狀態，由許多點相連而組成的線表示工質的熱力過程。如果工質在熱力過程中所經過的每一個狀態都是平衡狀態，則此熱力過程為平衡過程，只有平衡狀態及平衡過程才能用參數坐標圖上的點及線來表示。

11．什么叫功？其單位是什么？

功是力所作用的物體在力的方向上的位移與作用力的乘積。功的大小根據物體在力的作用下，沿力的作用方向移動的位移來決定，改變它的位移，就改變了功的大小，可見功不是狀態參數，而是與過程有關的一個量。功的計算式為：

? ?? ?? ?? ?? ?? ?W＝FS? ???(J)? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—6）式中??F——作用力，N； ? ?? ?S——位移，m。

單位換算：? ?? ???1J＝1N·m，? ? 1kJ＝2.778×10-4kW·h

12．什么叫功率？其單位是什么？

功率的定義是功與完成功所用的時間之比，也就是單位時間內所做的功。即： ? ?? ?? ?? ?? ?? ?P＝W／t? ?（W）? ?? ?? ?? ?? ?? ?(1—7)式中??W——功，J；

? ?? ? t——做功的時間，s。

功率的單位就是瓦特，1瓦特＝1焦耳／秒。

13．什么叫能？

物質做功的能力稱為能。能的形式一般有：動能、位能、光能、電能、熱能等。熱力學中應用的有動能、位能和熱能等。

14．什么叫動能？物體的動能與什么有關？

物體因為運動而具有做功的本領叫動能。動能與物體的質量和運動的速度有關。速度越大，動能就越大；質量越大，動能也越大。動能按下式計算：

? ?? ?? ?? ?? ???Ek＝1/2mc2??（kJ）? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?(1—8)式中??m——物體質量，kg； ? ?? ?c——物體速度，m／s。

動能與物體的質量成正比，與其速度的平方成正比。

15．什么叫位能？

由于相互作用，物體之間的相互位置決定的能稱為位能。

物體所處高度位置不同，受地球的吸引力不同而具有的能，稱為重力位能。重力位能由物質的重量（G）和它離地面的高度（h）而定。高度越大，重力位能越大；重力物體越重，位能越大。重力位能E? ?p＝Gh。

16．什么叫熱能？它與什么因素有關？

物體內部大量分子不規則的運動稱為熱運動。這種熱運動所具有的能量叫熱能，它是物體的內能。

熱能與物體的溫度有關，溫度越高，分子運動的速度越快，具有的熱能就越大。

17．什么叫熱量？其單位是什么？

高溫物體把一部分熱能傳遞給低溫物體，其能量的傳遞多少用熱量來度量。因此物體吸收或放出的熱能稱為熱量。熱量的傳遞多少和熱力過程有關，只有在能量傳遞的熱力過程中才有功和熱量的存在，沒有能量傳遞的熱力狀態是根本不存在什么熱量的，所以熱量不是狀態參數。

18．什么叫機械能？

物質有規律的運動稱為機械運動。機械運動一般表現為宏觀運動。物質機械運動所具有的能量叫機械能。

19．什么叫熱機？

把熱能轉變為機械能的設備稱為熱機。如汽輪機、內燃機、蒸汽機、燃輪氣機等。

20．什么叫比熱容？影響比熱容的主要因素有哪些？

單位數量（質量或容積）的物質溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量，稱為氣體的單位熱容量，簡稱為氣體的比熱容。比熱容表示單體數量的物質容納或貯存熱量的能力。物質的質量比熱容符號為c，單體為kJ／(kg·℃)。影響比熱容的主要因素有溫度和加熱條件，一般說來，隨著溫度的升高，物質比熱容的數值也增大；定壓加熱的比熱容大于定容加熱的比熱容。此外，還有分子中原子數目、物質性質、氣體的壓力等因素也會對比熱容產生影響。

21．什么叫熱容量？它與比熱有何不同？

熱容Q＝mc，熱容的大小等于物體質量與比熱的乘積，熱容與質量有關，比熱容與質量無關，對于相同質量的物體，比熱容大的熱容大，對于同一物質，質量大的熱容大。

22．如何用定值比熱容計算熱量？ 在低溫范圍內，可近似認為比熱值不隨溫度的變化而改變，即比熱容為某一常數，此時熱量的計算式為：

? ?? ?? ?? ?q＝c(t2－t1)? ???kJ／kg? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???(1—9)

23．什么叫內以能？

氣體內部分子運動所形成的內動能和由于分子相互之間的吸引力所形成的內位能的總和稱為內能。

μ表示1kg氣體的內能，U表示mkg氣體的內能。即：

? ?? ?? ?? ?? ???U＝mμ? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???（1—10）

24．什么叫內動能？什么叫內位能？它們由何決定？

氣體內部分子熱運動的動能叫內動以能，它包括分子的移動動能，分子的轉動動能和分子內部的振動動能等。從熱運動的本質來看，氣體溫度越高，分子的熱運動越激烈，所以內動能決定于氣體的溫度。氣體內部分子克服相互間存在的吸引力具有備用的位能，稱為內位能，它氣體的比容有關。

25．什么叫焓？

在某一狀態下單位質量工質比容為ν，所受壓力為p，為反抗此壓力，該工質必須具備pv的壓力位能。單位質量工質內能和壓力位能之和稱為比焓。26．什么叫熵？

在沒有摩擦的平衡過程中，單位質量的工質吸收的熱量dq與工質吸熱時的絕對溫度T的比值叫熵的增加量。其表達式： ? ?? ?? ?? ?? ???ΔS＝dq／T。

其中ΔS＝S2－S1是熵的變化量，熵的單位是（kJ/kg·k），若某過程中氣體的熵增加，即ΔS＞0，則表示氣體是吸熱過程。若某過程中氣體的熵減少，即ΔS＜0，則表示氣體是放熱過程。若某過程中氣體的熵不變，即ΔS＝0，則表示氣體是絕熱過程。

27．什么叫理想氣體？什么叫實際氣體？

氣體分子間不存在引力，分子本身不占有體積的氣體叫理想氣體。反之，氣體分子間存在著引力，分子本身占有體積的氣體叫實際氣體。

28．火電廠中什么氣體可看作理想氣體？什么氣體可看作實際氣體？ 在火力發電廠中，空氣、燃氣、煙氣可以作為理想氣體看待，因為它們遠離液態，與理想氣體的性質很接近。

在蒸汽動力設備中，作為工質的水蒸汽，因其壓力高，比容小，即氣體分子間的距離比較小，分子間的吸引力也相當大。離液態接近，所以水蒸汽應作為實際氣體看待。

29．理想氣體的基本定律有哪些？其內容是什么？ 理想氣體的三個基本定律是：（1）波義耳—馬略特定律；（2）查理定律；（3）蓋呂薩克定律。其具體內容：

（1）波義耳—馬略特定律：當氣體溫度不變時，壓力與比容成反比變化。用公式表示：

? ?? ?? ?? ? p1ν1＝p2ν2? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—11）

氣體質量為m時：

? ?? ?? ?? ? p1V1＝p2V2（其中V＝mν）。? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—12）

（2）查理定律：氣體比容不變時，壓力與溫度成正比變化。用公式表示為： ? ?? ?? ?? ? p1／T1＝p2／T2? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—13）

（3）蓋呂薩克定律：氣體壓力不變時，比容與溫度成正比變化，對于質量為m的氣體，壓力不變時，體積與溫度成正比變化。用公式表示：

? ?? ???ν1／Τ1＝ν2／Τ2 或 V1／T1＝V2／T2? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—14）

30．什么是熱力學第一定律，它的表達式是怎樣的？

熱可以變為功，功可以變為熱，一定量的熱消失時，必產生一定量的功，消耗一定量的功時，必出現與之對應的一定量的熱。熱力學第一定律的表達式如下：

? ?? ?? ?? ???Q＝Aω? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—15）

式中A在工程單位制中A＝1／427 kcal／（kgf·m）在國際單位制中，工程熱量均用焦耳（J）為單位，則A＝1即Q＝ω。附圖閉口系統內（不考慮工質的進出），外界給系統輸入的能量是加入的熱量q，系統向外界輸出的能量為功W，系統內工質本身所具有的能量只是內能μ，根據能量轉換與守恒定律可知，輸入系統的能量－輸出系統的能量＝系統內工質本身能量的增量，即當工質為1kg時：

? ?? ?? ?? ?? ?? ? q－ω＝Δμ 當工質為m公斤時則：

Q－W＝ΔU? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—16）

上兩式中??q，Q——外界加給工質的熱量，J／kg，J； ? ?? ?? ? Δμ，ΔU——工質內能的變化量，J／kg，J； ? ?? ?? ? ω，W——工質所做的功，J／kg，J。

31．熱力學第一定律的實質是什么？它說明什么問題？

熱力學第一定律的實質是能量守恒與轉換定律在熱力學上的一種特定應用形式。它說明了熱能與機械能互相轉換的可能性及其數值關系。

32．什么是不可逆過程？ 存在摩擦，渦流等能量損失使過程只能單方向進行，不可逆轉的過程叫做不可逆過程。實際的過程都是不可逆過程。

33．什么叫等容過程？等容過程中吸收的熱量和所做的功如何計算？

容積（或比容）保持不變的情況下進行的過程叫等容過程。由理想氣體狀態方程pν＝R T得p／T＝R／ν＝常數，即等容過程中壓力與溫度成正比。因Δν＝0，所以容積變化功ω＝0，則q＝Δμ＋ω＝Δμ＝μ2－μ1，也即等容過程中，所有加入的熱量全部用于增加氣體的內能。

34．什么叫等溫過程？等溫過程中工質吸收的熱量如何計算？

溫度不變的情況下進行的熱力過程叫做等溫過程。由理想氣體狀態方程pν＝R T對一定的工質則pν＝RT＝常數，即等溫過程中壓力與比容成反比。其吸收熱量：

? ?? ?? ?? ?? ?? ???q＝Δμ＋ω? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???（1—17）? ?? ?? ?? ?? ?? ???q＝T(S2－S1)。? ?? ?? ?? ?? ?? ???（1—18）

35．什么叫等壓過程？等壓過程的功及熱量如何計算？

工質的壓力保持不變的過程稱為等壓過程，如鍋爐中水的汽化過程，乏汽在凝汽器中的凝結過程，空氣預熱器中空氣的吸熱過程都是壓力不變時進行的過程。由理想氣體狀態方程pν＝R T得T／ν＝p／R＝常數，即等壓過程中溫度與比體積成正比。

等壓過程做的功：

? ?? ?? ?? ?? ? ω＝p（ν2－ν1）? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—19）等壓過程工質吸收的熱量：

? ?? ? q＝Δμ＋ω＝（μ2－μ1）＋p（ν2－ν1）

? ?? ?? ?? ? ＝（μ2＋p2ν2）－（μ1＋p1ν）＝h2－h1? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—20）

36．什么叫絕熱過程？絕熱過程的功和內能如何計算？ 在與外界沒有熱量交換情況下所進行的過程稱為絕熱過程。如汽輪機為了減少散熱損失，汽缸外側包有絕熱材料，而工質所進行的膨脹過程極快，在極短時間內來不及散熱，其熱量損失很小，可忽略不計，故常把工質在這些熱機中的過程作為絕熱過程處理。因絕熱過程

? ?? ?? ???q＝0，則? ?q＝Δμ＋ω? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—21）? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? ω＝-Δμ? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—22）即絕熱過程中膨脹功來自內能的減少，而壓縮功使內能增加。

? ?? ?? ?ω＝[1／（k－1）]（p1ν1－p2ν2）? ?? ?? ?? ???（1—23）k為絕熱指數，與工質的原子個數有關。單原子氣體k＝1.67，雙原子氣體k＝1.4,三原子氣體k＝1.28。

37．什么叫等熵過程？

熵不變的熱力過程稱為等熵過程。可逆的絕熱過程，即沒有能量損失的絕熱過程為等熵過程。在有能量損耗的不可逆過程中，雖然外界沒有加入熱量，但工質要吸收由于摩擦、擾動等損耗而轉變成的熱量，這部分熱量使工質的熵是增加的，這時絕熱過程不為等熵過程。汽輪機工質膨脹過程是個不可逆的絕熱過程。

38．簡述熱力學第二定律。

熱力學第二定律說明了能量傳遞和轉化的方向、條件、程度。它有兩種敘述方法： ①從能量傳遞角度來講：熱不可以能自發地不付代價地，從低溫物體傳至高溫物體。

②從能量轉換角度來講：不可能制造出從單一熱源吸熱，使之全部轉化成為功而不留下任何其它變化的熱力發動機。

39．什么叫熱力循環？ 工質從某一狀態點開始，經過一系列的狀態變化又回到原來這一狀態點的封閉變化過程叫做熱力循環，簡稱循環。

40．什么叫循環的熱效率？它說明什么問題？

工質每完成一個循環所做的凈功ω和工質在循環中從高溫熱源吸收的熱量q的比值叫做循環的熱效率，即：

? ?? ?? ?? ? η＝ω／q? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—24）

循環的熱效率說明了循環中熱轉變為功的程度，η越高，說明工質從熱源吸收的熱量中轉變為功的部分越多，反之，轉變為功的部分越少。

41．從卡諾循環的熱效率得出哪些結論？

從η＝1－Τ2／Τ1 中可以得出以下幾點結論：

①卡諾循環的熱效率決定于熱源溫度Τ1和冷源溫度Τ2，而與工質性質無關，提高T1和降低T1，可以提高循環熱效率。

②卡諾循環熱效率只能小于1，而不能等于1，因為要使Τ1＝∞（無窮大）或T2＝0（絕對零度）都是不可能的。也就是說，q2損失只能減少而無法避免。③當T1＝T2時，卡諾循環的熱效率為零。也就是說，在沒有溫差的體系中，無法實現熱能轉變為機械能的熱力循環，或者說，只有一個熱源裝置而無冷卻裝置的熱機是無法實現的。

42．什么叫汽化？它分為哪兩種形式？

物質從液態變成汽態的過程叫汽化。它分為蒸發和沸騰兩種形式。液體表面在任何溫度下進行的比較緩慢的汽化現象叫蒸發。液體表面和內部同時進行的劇烈的汽化現象叫沸騰。

43．什么叫凝結？水蒸氣凝結有什么特點？

物質從氣態變成液態的現象叫凝結，也叫液化。水蒸氣凝結有以下特點：

①一定壓力下的水蒸氣，必須降到該壓力所對應的凝結溫度才開始凝結成液體。這個凝結溫度也就是液體沸點，壓力降低，凝結溫度隨之降低，反之，則凝結溫度升高。

②在凝結溫度下，水從水蒸氣中不斷吸收熱量，則水蒸氣可以不斷凝結成水，并保持溫度不變。

44．什么叫動態平衡？什么叫飽和狀態、飽和溫度、飽和壓力、飽和水、飽和蒸汽？

一定壓力下汽水共存的密封容器內，液體和蒸汽的分子在不停地運動，有的跑出液面，有的返回液面，當從水中飛出的分子數目等于因相互碰撞而返回水中的分子數時，這種狀態稱為動態平衡。

處于動態平衡的汽、液共存的狀態叫飽和狀態。

在飽和狀態時，液體和蒸汽的溫度相同，這個溫度稱為飽和溫度；液體和蒸汽的壓力也相同，該壓力稱為飽和壓力。飽和狀態的水稱為飽和水；飽和狀態下的蒸汽稱為飽和蒸汽。

45．為何飽和壓力隨飽和溫度升高而增高？

溫度升高，分子的平均動能增大，從水中飛出的分子數目越多，因而使汽側分子密度增大。同時蒸汽分子的平均運動速度也隨著增加，這樣就使得蒸汽分子對器壁的碰撞增強，其結果使得壓力增大，所以說：飽和壓力隨飽和溫度升高而增高。

46．什么叫濕飽和蒸汽、干飽和蒸汽、過熱蒸汽？ 在水達到飽和溫度后，如定壓加熱，則飽和水開始汽化，在水沒有完全汽化之前，含有飽和水的蒸汽叫濕飽和蒸汽，簡稱濕蒸汽。濕飽和蒸汽繼續在定壓條件下加熱，水完全汽化成蒸汽時的狀態叫干飽和蒸汽。干飽和蒸汽繼續定壓加熱，蒸汽溫度上升而超過飽和蒸汽溫度時，就變成過熱蒸汽。

47．什么叫干度？什么叫濕度？

1kg濕蒸汽中含有干蒸汽的重量百分數叫做干度，用符號χ表示：

χ＝干蒸汽的重量／濕蒸汽的重量? ?? ?? ???（1—25）干度是濕蒸汽的一個狀態參數，它表示濕蒸汽的干燥程度；χ值越大則蒸汽越干燥。1kg濕蒸汽中含有飽和水的重量百分數稱為濕度，以符號（1-χ）表示。

48．什么叫臨界點？水蒸汽的臨界參數為多少？ 隨著壓力的增高，飽和水線與干飽和蒸汽線逐漸接近，當壓力增加到某一數值時，二線相交，相交點即為臨界點。臨界點的各狀態參數稱為臨界參數，對水蒸氣來說：其臨界壓力pc＝22.129MPa，臨界溫度為tc＝374.15℃，臨界比容為νc＝0.003147m3／kg。

49.是否存在400℃的液態水？

不存在。因為當水的溫度高于臨界溫度時（即t＞tc＝374.15℃時）都是過熱蒸汽，所以不存在400℃的液態水。

50．水蒸氣狀態參數如何確定？ 由于水蒸氣屬于實際氣體，其狀態參數按實際氣體的狀態方程計算非常復雜，而且溫差較大不適應工程上實際計算的要求，因此，人們在實際研究和理論分析計算的基礎上，將不同壓力下水蒸氣的比體積、溫度、焓、熵等列成表或繪成圖。利用查圖、查表的方法確定其狀態參數，這是工程上常用的方法。

51．什么叫液體熱、汽化熱、過熱熱？

把水加熱到飽和水時所加入的熱量，稱為液體熱。

1kg飽和水在定壓條件下加熱至完全汽化所加入的熱量叫汽化潛熱，簡稱汽化熱。

干飽和蒸汽定壓加熱變成過熱蒸汽，過熱過程吸收的熱量叫過熱熱。

52．什么叫穩定流動、絕熱流動？

流動過程中工質各狀態點參數不隨時間而變動的流動稱為穩定流動。與外界沒有熱交換的流動稱為絕熱流動。

53．什么叫軸功？什么叫膨脹功？

軸功即工質流經熱機時，驅動熱機主軸對外輸出的功，以“ωs”表示。將（q－Δμ）這部分數量的熱能所轉變成的功叫膨脹功，它是一種氣體容積變化功，用符號ω表示，對一般流動系統

ω＝q－Δμ＝（p2ν2－p1ν1）＋1/2（c22－c12）＋g（z2－z1）??（1—26）

54．什么叫噴管？電廠中常用哪幾種噴管？ 凡用來使氣流降壓增速的管道叫噴管。電廠中常用的噴管有漸縮噴管和縮放噴管兩種。漸縮噴管的截面是逐漸縮小的；而縮放噴管的截面先收縮后擴大。

55．什么叫節流？什么叫絕熱節流？

工質在管內流動時，由于通道截面突然縮小，使工質流速突然增加，壓力降低的現象稱為節流。

節流過程中如果工質與外界沒有熱交換，則稱之為絕熱節流。

56．什么叫朗肯循環？ 以水蒸氣為工質的火力發電廠中，讓飽和蒸汽在鍋爐的過熱器中進一步吸熱，然后過熱蒸汽在汽輪機內進行絕熱膨脹做功，汽輪機排汽在凝汽器中全部凝結成水。并以水泵代替卡諾循環中的壓縮機使凝結水重又進入鍋爐受熱，這樣組成的汽-水基本循環，稱之為朗肯循環。

57．朗肯循環是通過哪些熱力設備實施的？各設備的作用是什么？

朗肯循環的主要設備是蒸汽鍋爐、汽輪機、凝汽器和給水泵四個部分。

⑴．鍋爐：包括省煤器、爐膛、水冷壁和過熱器，其作是將給水定壓加熱，產生過熱蒸汽，通過蒸汽管道，送入汽輪機。

⑵．汽輪機：蒸汽進入汽輪機絕熱膨脹做功將熱能轉變為機械能。

⑶．凝汽器：作用是將汽輪機排汽定壓下冷卻，凝結成飽和水，即凝結水。⑷．給水泵：作用是將凝結水在水泵中絕熱壓縮，提升壓力后送回鍋爐。

58．朗肯循環的熱效率如何計算？ 根據效率公式

? ?? ?? ?η＝ω／q1＝（q1－q2）／q1? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—27）

式中??q1——1kg蒸汽在鍋爐中定壓吸收的熱量，kJ／kg； ? ?? ?q2——1kg蒸汽在凝汽器中定壓放出的熱量，kJ／kg。對朗肯肯循環1kg蒸汽在鍋爐中定壓吸收的熱量為：

? ?? ?? ? q1＝h1－h給? ? kJ／kg? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—28）式中??h1——過熱蒸汽焓，kJ／kg ； ? ?? ?h給——給水焓，kJ／kg。

1kg排汽在冷凝器中定壓放出熱量為：

? ?? ?? ???q2＝h2－h21? ? kJ／kg? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???（1—29）式中? ?h2 ——汽輪機排汽焓，kJ／kg； ? ?? ? h21 ——凝結水焓，kJ／kg。

因水在水泵中絕熱壓縮時，其溫度變化不大，所以hfw可以認為等于凝結水焓h21。則循環所獲得功為：

? ?? ?ω＝q1－q2＝（h1―h給）―（h2―h2‘）? ?? ???＝h1－h2＋h2‘－h給＝h1－h2? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???（1—30）所以

? ?? ?η＝ω／q1＝（h1－h2）／（h1－h21）? ?? ?? ?? ?? ?（1—31）

59．影響朗肯循環效率的因素有哪些？

從朗肯循環效率公式η＝（h1－h2）／（h1－h21）或以看出η取決于過熱蒸汽焓h1，排汽焓h2以及凝結水焓h21，而h1由過熱蒸汽的初參數 p1、t1 決定。h1和h21都由參數p2決定，所以朗肯循環效率取決于過熱蒸汽的初參數 p1、t1和終參數p2。

毫無疑問：初參數（過熱蒸汽壓力，溫度）提高，其他條件不變，熱效率將提高，反之，則下降；終參數（排汽壓力）下降，初參數不變，則熱效率提高，反之，則下降。

60．什么叫給水回熱循環

把汽輪機中部分做過功的蒸汽抽出，送入加熱器中加熱給水，這種循環叫給水回熱循環。

61．采用給水回熱循環的意義是什么？ 采用給水回熱加熱以后，一方面從汽輪機中間部分抽出一部分蒸汽，加熱給水提高了鍋爐給水溫度。這樣可使抽汽不在凝汽器中冷凝放熱，減少了冷源損失。另一方面，提高了給水溫度，減少給水在鍋爐中的吸熱量。

因此，在蒸汽初參數、終參數相同的情況下，采用給水回熱循環的熱效率比朗肯循環熱效率高。

一般回熱級數不止一級，中參數的機組，回熱級數3—4級；高參數機組6—7級；超高參數機組不超過8—9級。

62．什么叫再熱循環？

再熱循環就是把汽輪機高壓缸已經做了部分功的蒸汽再引入鍋爐的再熱器，重新加熱，使蒸汽溫度又提高到初溫度，然后再引回汽輪機中、低壓缸內繼續做功，最后的乏汽排入凝汽器的一種循環。

63．采用中間再熱循環的目的是什么？ 采用中間再熱循環的目的有兩個：

⑴降低終濕度：由于大型機組初壓的提高，使排汽濕度增加，對汽輪機的末幾級葉片侵蝕增大。雖然提高初溫可以降低終濕度，但提高初溫度受金屬材料耐溫性能的限制，因此對終濕度改善較少；采用中間再熱循環有利于終濕度的改善，使得終濕度降到允許的范圍內，減輕濕蒸汽對葉片的沖蝕，提高低壓部分的內效率。⑵提高熱效率：采用中間再熱循環，正確的選擇再熱壓力后，循環效率可以提高4%—5%。

64．什么的熱電合供循環？其方式有幾種？ 在發電廠中利用汽輪機中做過功的蒸汽，（抽汽或排汽）的熱量供給熱用戶，可以避免或減少在凝汽器中的冷源損失，使發電廠的熱效率提高，這種同時生產電能和熱能的生產過程稱為熱電合供循環。熱電合供循環中供熱汽源有兩種：一種是由背壓式汽輪機排汽；一種是由調整抽汽式汽輪機抽汽。

65．何謂換熱？換熱有哪幾種基本形式？ 物體間的熱量交換稱為換熱。

換熱有三種基本形式：導熱、對流換熱、輻射換熱。直接接觸的物體各部分之間的熱量傳遞現象叫導熱。在流體內，流體之間的熱量傳遞主要由于流體的運動，使熱流體中的一部分熱量傳遞給冷流體，這種熱量傳遞方式叫做以對流換熱。

高溫物體的部分熱能變為輻射能，以電磁波的形式向外發射到接收物體后，輻射能再轉變為熱能，而被吸收。這種電磁波傳遞熱量的方式 叫做輻射換熱。

66．什么叫穩定導熱？ 物體各點的溫度不隨時間而變化的導熱叫做穩定導熱。火電廠中大多數熱力設備在穩定運行時其壁面間的傳熱都屬于穩定導熱。

67．什么叫導熱系數？導熱系數與什么有關？ 導熱系數是表明材料導熱能力大小的一個物理量，又稱熱導率，它在數值上等于壁的兩表面溫差為1℃，壁厚等于1m時，在單位壁面積上每秒鐘所傳遞的熱量。導熱系數與材料的種類、物質的結構、濕度有關，對同一種材料，導熱系數還和材料所處的溫度有關。

68．什么叫對流換熱？舉出在電廠中幾個對流換熱的實例。

流體流過固體壁面時，流體與壁面之間進行的熱量傳遞過程叫對流換熱。

在電廠中利用對流換熱的設備較多，如煙氣流過對流過熱器與管壁發生的熱交換；在凝汽器中，銅管內壁與冷卻水及銅管外壁與汽輪機排汽之間發生的熱交換。

69．影響對流換熱的因素有哪些？

影響對流換熱的因素主要有五個方面： ⑴流體流動的動力。流體流動的動力有兩種：一種是自由流動；一種是強迫流動。強迫流動換熱通常比自由流動換熱更強烈。

⑵流體有無相變。一般來說對同一種流體有相變時的對流換熱比無相變時更強烈。

⑶流體的流態。由于紊流時流體各部分之間流動劇烈混雜，所以紊流時，熱交換比層流時更強烈。⑷幾何因素影響。流體接觸的固體表面的形狀、大小及流體與固體之間的相對位置都影響對流換熱。

⑸流體的物理性質。不同流體的密度、粘性、導熱系數、比熱容、汽化潛熱等都不同，它影響著流體與固體壁面的熱交換。

注：物質分固態、液態、氣態三相，相變就是指其狀態變化。

70．什么叫層流？什么是紊流？ 流體有層流和紊流兩種流動狀態。

層流是各流體微團彼此平行地分層流動，互不干擾與混雜。

紊流是各流體微團間強烈地混合與摻雜、不僅有沿著主流方向的運動，而且還有垂直于主流方向的運動。

71．層流與紊流各有什么流動特點？在汽水系統上常遇到哪一種流動？ 層流的流動特點：各層間液體互不混雜，液體質點的運動軌跡是直線或是有規則的平滑曲線。

紊流的流動特點：流體流動時，液體質點之間有強烈的互相混雜，各質點都呈現出雜亂無章的紊亂狀態，運動軌跡不規則，除有沿流動方向的位移外，還有垂直于流動方向的位移。

發電廠的汽、水、風、煙等各種管道系統中的流動，絕大多數屬于紊流運動。

72．什么叫雷諾數？它的大小能說明什么問題？

雷諾數用符號“Re”表示，流體力學中常用它來判斷流體流動的狀態。? ?? ?? ?? ???Re＝cd／ν? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???（1—32）式中??c——流體的流速，m／s； ? ?? ?d——管道內徑，m；

? ?? ?ν——流體的運動粘度，m2／s。

雷諾數大于10000時表明流體的流動狀態是紊流，雷諾數小于2320時表明流體的流動狀態是層流。在實際應用中只用下臨界雷諾數，對于圓管中的流動，Re＜2300為層流，當Re＞2300為紊流。

73．何謂流量？何謂平均流速？它與實際流速不什么區別？ 流體流量是指單位時間內通過過流斷面的液體數量。其數量用體積表示，稱為體積流量，常用m3／s或m3／h表示；其數量用重量表示，稱為重量流量，常用kg／s或kg／h表示。

平均流速：是指過流斷面上各點流速的算術平均值。實際流速與平均流速的區別：過流斷面上各點的實際流速是不相同的，而平均流速在過流斷面上是相等的（這是由于取算術平均值而得）。

74．何謂水錘？有何危害？如何防止？ 在壓力管路中，由于液體流速的急劇變化，從而造成管中的液體壓力顯著、反復、迅速地變化，對管道中有一種“錘擊”的特征，這種現象稱為水錘（或叫水擊）。水錘有正水錘和負水錘之分，它們的危害有：

正水錘時，管道中的壓力升高，可以超過管中正常壓力的幾十倍至幾百倍，以致管壁產生很大的應力，而壓力的反復變化將引起管道和設備的振動，管道的應力交變變化，將造成管道、管件和設備的損壞。

負水錘時，管道中的壓力降低，出會引起管道和設備振動。應力交遞變化，對設備有不利的影響，同時負水錘時，如壓力降得過低可能使管中產生不利的真空，在外界壓力的作用下，會將管道擠扁。

為了防止水錘現象的出現，可采取增加閥門起閉時間，盡量縮短管道的長度，在管道上裝設安全閥門或空氣室，以限制壓力突然升高的數值或壓力降得太低的數值。

75．何謂金屬的機械性能？

金屬的機械性能是金屬材料在外力作用下表現出來的特性。如彈性、強度、硬度、韌性和塑性等。

76．什么叫強度？強度指標通常有哪些？

強度是指金屬材料在外力作用下抵抗變形和破壞的能力。強度指標有彈性極限бe、屈服極限бs、強度極限бb。

所謂彈性極限是指材料在外力作用下產生彈性變形的最大應力。屈服極限是指材料在外力作用下出現塑性變形時的應力。強度極限是指材料斷裂時的應力。

77．什么叫塑性？塑性指標有哪些？

金屬材料在外力作用下產生塑性變形而不破壞的能力，塑性指標有延伸率和斷面收縮率。

78．什么叫變形？變形過程有哪三個階段？

金屬材料在外力作用下，所引起尺寸和形狀的變化稱為變形。任何金屬，在外力作用下引起的變形過程可分為三個階段： ⑴彈性變形階段。即在應力不大的情況下變形量隨應力值成正比例增加，當應力去除后變形完全消失。

⑵彈-塑性變形階段。即應力超過材料的屈服極限時，在應力去除后變形不能完全消失，而有殘留變形存在，這部分殘留變形即為塑性變形。⑶斷裂。當應力繼續增大，金屬在大量塑性變形之后即發生斷裂。

79．什么叫剛度和硬度？

零件在受力時抵抗彈性變形的能力稱為剛度。硬度是指金屬材料抵抗硬物壓入其表面的能力。

80．何謂疲勞和疲勞強度？ 在工程實際中，很多機器零件所受的載荷不僅大小可能變化，而且方向也可能變化，如齒輪的齒，轉動機械的軸等。這種載荷稱為交變載荷，交變載荷在零件內部將引起隨時間而變化的應力，稱為交變應力。零件在交變應力的長期作用下，會在小于材料的強度極限бb甚至小于屈服極限бs的應力下斷裂，這種現象稱為疲勞。金屬材料在無限多次交變應力作用下，不致引起斷裂的最大應力稱為疲勞極限或疲勞強度。

81．什么叫熱應力？

由于零部件內、外或兩側溫差引起的零、部件變形受到約束，而在物體內部產生的應力稱為熱應力。

82．什么叫熱沖擊？

金屬材料受到急劇的加熱和冷卻時，其內部將產生很大的溫差，從而引起很大的沖擊熱應力，這種現象稱為熱沖擊。一次大的熱沖擊，產生的熱應力能超過材料的屈服極限，而導致金屬部件的損壞。

83．造成汽輪機熱沖擊的原因有哪些？

汽輪機運行中產生熱沖擊主要有以下幾種原因：

⑴ 起動時蒸汽溫度與金屬溫度不匹配。一般起動中要求起動參數與金屬溫度相匹配，并控制一定的溫升速度，如果溫度不相匹配，相差較大，則會產生較大的熱沖擊。

⑵ 極熱態起動時造成的熱沖擊。單元制機組極熱態起動時，由于條件限制，往往是在蒸汽參數較低情況下沖轉，這樣在汽缸、轉子上極易產生熱沖擊。

⑶ 負荷大幅度變化造成的熱沖擊。額定滿負荷工況運行的汽輪機甩去較大部分負荷，則通流部分的蒸汽溫度下降較大，汽缸、轉子受冷而產生較大熱沖擊。突然加負荷時，蒸汽溫度升高，放熱系數增加很大，短時間內蒸汽與金屬間有大量熱交換，產生的熱沖擊更大。

⑷ 汽缸、軸封進水造成的熱沖擊。冷水進入汽缸、軸封體內，強烈的熱交換造成很大的熱沖擊，往往引起金屬部件變形。

84．蒸汽對汽輪機金屬部件表面的熱傳遞有哪些方式？ 蒸汽對汽輪機金屬部件表面的熱傳遞有兩種方式：當金屬溫度低于蒸汽的飽和溫度時，熱量以凝結放熱方式傳遞給金屬表面，當金屬表面溫度等于或高于蒸汽的飽和溫度時，熱量以對流放熱方式傳給金屬表面。

85．蒸汽與金屬表面間的凝結放熱有哪些特點？

總的來說，由于凝結放熱時熱交換是通過蒸汽凝結放出汽化潛熱的方式來實現的，故其放熱系數一般較大。凝結放熱有兩種。

⑴ 蒸汽在金屬表面凝結形成水膜，而后蒸汽凝結時放出的汽化潛熱通過水膜傳給金屬表面，這種方式叫膜狀凝結。冷態起動初始階段蒸汽對汽缸內表面的放熱就是這種方式，其放熱系數在4652～17445（m2·K）之間。

⑵ 蒸汽在金屬表面凝結放熱時，不形成水膜則這種凝結方式叫珠狀凝結。冷態起動初始階段，由于轉子旋轉的離心力，蒸汽對轉子表面的放熱屬于珠狀凝結。珠狀凝結放熱系數相當大，一般達膜狀凝結放熱系數的15～20倍。

86．蒸汽與金屬表面間的對流放熱有何特點？

金屬的表面溫度達到加熱蒸汽壓力下的飽和溫度以上時，蒸汽與金屬表面的熱傳遞以對流放熱方式進行，蒸汽的對流放熱系數要比凝結放熱系數小得多。

蒸汽對金屬的放熱系數不是一個常數，它與蒸汽的狀態有很大的關系，高壓過熱蒸汽和濕蒸汽的放熱系數較大。低壓微過熱蒸汽的放熱系數較小。

87．何謂準穩態點、準穩態區？ 在一定的溫升率條件下，隨著蒸汽對金屬放熱時間的增長和蒸汽參數的升高，蒸汽對金屬的放熱系數不斷增大，即蒸汽對金屬的放熱量不斷增加，從而使金屬部件內的溫差不斷加大。當調節級的蒸汽溫度升到滿負荷所對應的蒸汽溫度時，蒸汽溫度變化率為零，此時金屬部件內部溫差達到最大值，在溫升率變化曲線上這一點稱為準穩態點，準穩態點附近的區域為準穩態區。汽輪機起動時進入準穩態區時熱應力達到最大值。

88．汽輪機起、停和工況變化時，哪些部位熱應力最大？ 汽輪機起、停和工況變化時，最大熱應力發生的部位通常是：高壓缸的調節級處，再熱機組中壓缸的進汽區，高壓轉子在調節級前后的汽封處、中壓轉子的前汽封處等。

89．什么叫熱疲勞？

金屬零部件被反復加熱和冷卻時，其內部產生交變熱應力，在此交變熱應力反復作用下零部件遭到破壞的現象叫熱疲勞。

90．什么叫蠕變？

金屬材料長期處于高溫條件下，在低于屈服點的應力作用下，緩慢而持續不斷地增加材料塑性變形的過程叫蠕變。

91．什么叫應力松弛？ 金屬零件在高溫和某一初始應力作用下，若維持總變形不變，則隨時間的增加，零件的應力逐漸地降低，這種現象叫應力松弛，簡稱松弛。

92．何謂汽輪機積鹽？

帶有各種雜質的過熱蒸汽進入汽輪機后，由于做了功，壓力和溫度便有所降低，而鈉化合物和硅酸在蒸汽中的溶解度便隨著壓力的降低而減小。當其中某種物質的攜帶量大于它在蒸汽中的溶解度時，該物質就會以固態排出。沉積在蒸汽的通流部分。沉積的物質主要是鹽類，這種現象常稱汽輪機積鹽。

93．什么叫熱工檢測和熱工測量儀表？

發電廠中，熱力生產過程的各種熱工參數（如壓力、溫度、流量、液位、振動等）的測量方法叫熱工檢測，用來測量熱工參數的儀表叫熱工測量儀表。

94．什么叫允許誤差？什么叫精確度？ 根據儀表的制造質量，在國家標準中規定了各種儀表的最大誤差，稱為允許誤差。允許誤差表示為：

? ? K＝儀表的最大允許絕對誤差／（量程上限－量程下限）×100% 允許誤差去掉百分量以后的絕對值（K值）叫儀表的精確度，一般實用精確度的等級有：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0等。

95．溫度測量儀表分哪幾類？各有哪幾種？ 溫度測量儀表按其測量方法可分為兩大類：

⑴ 接觸式測溫儀表。主要有：膨脹式溫度計，熱電阻溫度計和熱電偶溫度計等。⑵ 非接觸式測量儀表。主要有：光學高溫計、全輻射式高溫計和光電高溫計等。

96．壓力測量儀表分為哪幾類？

壓力測量儀表可分為滾柱式壓力計、彈性式壓力計和活塞式壓力計等。

97．水位測量儀表有哪幾種？

水位測量儀表主要有玻璃管水位計、差壓型水位計、電極式水位計等。

98．流量測量儀表有哪幾種？

根據測量原理，常用的流量測量儀表（即流量計）有差壓式、速度式和容積式三種。火力發電廠中主要采用差壓式流量計來測量蒸汽、水和空氣的流量。

99．如何選擇壓力表的量程？

為防止儀表損壞，壓力表所測壓力的最大值一般不超過儀表測量上限的2/3；為保證測量的準確度，被測壓力不得低于標尺上限的1/3。當被測壓力波動較大時，應使壓力變化范圍處在標尺上限的1/3～1/2處。

100．何謂雙金屬溫度計？其測量原理怎樣？ 雙金屬溫度計是用來測量氣體、液體和蒸汽的較低溫度的工業儀表。它具有良好的耐振性，安裝方便，容易讀數，沒有汞害。

雙金屬溫度計用繞成螺旋彈簧狀的雙金屬片作為感溫元件，將其放在保護管內，一端固定在保護管底部（固定端），另一端連接在一細軸上（自由端），自由端裝有指針，當溫度變化時，感溫元件的自由端帶動指針一起轉動，指針在刻度盤上指示出相應的被測溫度。

101．何謂熱電偶？

在兩種不同金屬導體焊成的閉合回路中，若兩焊接端的溫度不同時，就會產生熱電勢，這種由兩種金屬導體組成的回路就稱為熱電偶。

102．什么叫繼電器？它有哪些分類？

繼電器是一種能借助于電磁力或其它物理量的變化而自行切換的電器。它本身具有輸入回路，是熱工控制回路中用得較多的一種自動化元件。根據輸入信號不同，繼電器可分為兩大類：一類是非電量繼電器，如壓力繼電器，溫度繼電器等，其輸入信號是壓力、溫度等，輸出的都是電量信號。一類是電量繼電器，它輸入、輸出的都是電量信號。

103．電流是如何形成的？它的方向是如何規定的？ 在金屬導體中存在著大量電子，能自由運動的電子叫自由電子，金屬中的電流就是自由電子朝一個方向運動所形成的。電流是有一定方向的，規定正電荷運動的方向為電流方向。

104．什么是電路的功率和電能？它們之間有何關系？ 電路的功率就是單位時間內電場所做的功。電能用來表示電場在一段時間內所做的功。它們之間的關系為：

? ?? ?? ?? ?? ?E＝P·t? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—33）式中??P——功率，hW； ? ?? ?t——時間，t；

? ?? ?E——電能，kW·h。

注：1 kW·h就是平常所說的1度電。

105．構成煤粉鍋爐的主要本體設備和輔助設備有哪些？ 煤粉鍋爐本體的主要設備包括：燃燒器、燃燒室（爐膛）、布置有受熱面的煙道、汽包、下降管、水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器、空氣預熱器、聯箱、減溫器、安全閥、水位計等。

輔助設備主要包括：送風機、引風機、排粉機、磨煤機、粗粉分離器、旋風分離器、給煤機、給粉機、除塵器及煙囟等。

106．何謂燃料？鍋爐燃料有哪幾種？

所謂燃料是指在燃燒過程中能放出熱量的物質，燃料必須具備兩個條件：一是可燃性，二是燃燒時可放出熱量。

燃料按物理形態可分為固體、液體、氣體三種。

⑴ 固體燃料包括：木材、煤、油母頁巖、木炭、焦炭、煤粉等。⑵ 液體燃料包括：在石油、重油、煤油、柴油等。

⑶ 氣體燃料包括：天然氣、高爐煤氣、發生爐煤氣、焦爐煤氣、地下氣化煤氣等。

107．什么是燃料的發熱量？發熱量的大小決定于什么？ 燃料的發熱量是指單位重量（氣體燃料用單位容積）的燃料在完全燃燒時所放出的熱量，單位為kJ／kg或kJ／m3。

燃料發熱量的大小取決于燃料中可燃成分的多少。一般說來，燃料中含揮發分高，含碳量多，含水分和灰分少，就說明燃料的發熱量大；反之則小。

108．燃料的定壓高、低位發熱量有何區別？ 燃料的定壓高、低位發熱量的區別在于，定壓高位發熱量的指1kg收到基燃料完全燃燒時放出的全部熱量，包括煙氣中水蒸氣已凝結成水放出的汽化潛熱。定壓低位發熱量則要從定壓高位發熱量中扣除這部分汽化潛熱。

109．鍋爐對給水有哪幾點要求？

鍋爐對水質的要求隨著鍋爐額定壓力的提高而提高。給水品質還隨電廠的性質而有差別。凝汽式發電廠比熱電廠要求高，單段蒸發比分段蒸發要求高，直流鍋爐比汽包鍋爐要求高。對鍋爐給水一般有如下要求： ⑴ 鍋爐給水必須是經化學處理的除鹽水。⑵ 鍋爐給水的壓力和溫度必須達到規定值。

⑶ 鍋爐給水品質標準要求：硬度、溶解氧、pH值、含油量、含二氧化碳、含鹽量、聯氨量、含銅量、含鐵量必須合格，水質澄清。

二、? ?? ? 汽輪機設備結構與工作原理

1．汽輪機工作的基本原理是怎樣的？汽輪機發電機組是如何發出電來的？ 具有一定壓力、溫度的蒸汽，進入汽輪機，流過噴嘴并在噴嘴內膨脹獲得很高的速度。高速流動的蒸汽流經汽輪機轉子上的動葉片做功，當動葉片為反動式時，蒸汽在動葉中發生膨脹產生的反動力亦使動葉片做功，動葉帶動汽輪機轉子，按一定的速度均勻轉動。這就是汽輪機最基本的工作原理。從能量轉換的角度講，蒸汽的熱能在噴嘴內轉換為汽流動能，動葉片又將動能轉換為機械能，反動式葉片，蒸汽在動葉膨脹部分，直接由熱能轉換成機械能。汽輪機的轉子與發電機轉子是用聯軸器連接起來的，汽輪機轉子以一定速度轉動時，發電機轉子也跟著轉動，由于電磁感應的作用，發電機靜子線圈中產生電流，通過變電配電設備向用戶供電。2．汽輪機如何分類？

汽輪機按熱力過程可分為： ⑴ 凝汽式汽輪機（代號為N）。

⑵ 一次調整抽汽式汽輪機（代號為C）。⑶ 二次調整抽汽式汽輪機（代號為C、C）。⑷ 背壓式汽輪機（代號為B）。按工作原理可分為： ⑴ 沖動式汽輪機。⑵ 反動式汽輪機。

⑶ 沖動反動聯合式汽輪機。按新蒸汽壓力可分為：

⑴ 低壓汽輪機? ???新汽壓力為1.18～1.47MPa。⑵ 中壓汽輪機? ???新汽壓力為1.96～3.92MPa。⑶ 高壓汽輪機? ???新汽壓力為5.88～9.81MPa。⑷ 超高壓汽輪機? ?新汽壓力為11.77～13.75MPa。⑸ 亞臨界壓力汽輪機??新汽壓力為15.69～17.65MPa。⑹ 超臨界壓力汽輪機??新汽壓力為22.16MPa。按蒸汽流動方向可分為： ⑴ 軸流式汽輪機。⑵ 輻流式汽輪機。

3．汽輪機的型號如何表示？

汽輪機型號表示汽輪機基本特性，我國目前采用漢語拼音和數字來表示汽輪機型號，其型號由三段組成：

× ××-×××／×××／×××-×（第一段）（? ?第??二? ?段? ?）（第三段）第一段表示型式及額定功率（MW），第二段表示蒸汽參數，第三段表示設計變型序號。

例N100-90／535型表示凝汽式100MW汽輪機，新汽壓力為8.82 MPa，新汽溫度為535℃。

4．什么是沖動式汽輪機？

沖動式汽輪機指蒸汽主要在噴嘴中進行膨脹，在動葉片中蒸汽不再膨脹或膨脹很少，而主要是改變流動方向。現代沖動式汽輪機各級均具有一定的反動度，即蒸汽在動葉片中也發生很小一部分膨脹，從而使汽流得到一定的加速作用，但仍算作沖動式汽輪機。

5．什么是反動式汽輪機？

反動式汽輪機是指蒸汽在噴嘴和動葉中的膨脹程度基本相同。此時動葉片不僅受到由于汽流沖擊而引起的作用力，而且受到因蒸汽在葉片中膨脹加速而引起的反作用力。由于動葉片進出口蒸汽存在較大壓差，所以與沖動式汽輪機相比，反動式汽輪機軸向推力較大。因此一般都裝平衡盤以平衡軸向推力。

6．什么是凝汽式汽輪機？ 凝汽式汽輪機是指進入汽輪機的蒸汽在做功后全部排入凝汽器，凝結成水全部返回鍋爐。

進入汽輪機的蒸汽，對于一般中壓機組來說，每1kg蒸汽含熱量約3223kJ，這些熱量中只有837 kJ左右是做了功的，凝結水中約有126 kJ熱量，約2240 kJ熱量是被冷卻排汽的冷卻水帶走了，這是一個很大的損失。對于高壓汽輪機，由于進汽含熱量大些（約3433 kJ左右），可用的熱量相對來說要大些，但損失仍很大。為了減少這些損失，采用帶回熱設備的凝汽式汽輪機，就是把進入汽輪機做過一部分功的蒸汽抽出來，在回熱加熱器內加熱鍋爐的給水，使給水溫度提高，節約燃料，提高經濟性。

7．什么是調整抽汽式汽輪機？

從汽輪機某一級中經調壓器控制抽出大量已經做了部分功的一定壓力范圍的蒸汽，供給其它工廠及熱用戶使用，機組仍設有凝汽器，這種型式的機組稱為調整抽汽式汽輪機。它一方面能使蒸汽中的含熱量得到充分利用，同時因設有凝汽器，當用戶用汽量減少時，仍能根據低壓缸的容量保證汽輪機帶一定電負荷。

8．什么是中間再熱式汽輪機？

中間再熱式汽輪機就是蒸汽在汽輪機內做了一部分功后，從中間引出，通過鍋爐的再熱器提高溫度（一般升高到機組額定溫度），然后再回到汽輪機繼續做功，最后排入凝汽器的汽輪機。

9．中間再熱式汽輪機主要有什么優點？

中間再熱式汽輪機優點主要是提高機組的經濟性。在同樣的初參數下，再熱機組比不再熱機組的效率提高4%左右。其次是對防止大容量機組低壓末級葉片水蝕特別有利，因為末級蒸汽濕度比不再熱機組大大降低。

10．大功率機組總體結構方面有哪些特點？

大功率汽輪機由于采用了高參數蒸汽、中間再熱以及低壓缸分流等措施，汽缸的數目相應增加，這就帶來了機組布置、級組分段、定位支持、熱膨脹處理等許多新問題。

從總體結構上講，大功率汽輪機有如下特點：

⑴ 為了適應新蒸汽高壓高溫的特點，蒸汽室與調節汽門從高壓汽缸殼上分離出來，構成單獨的進汽閥體，從而簡化了高壓缸的結構，保證了鑄件質量，降低了由于運行溫度不均而產生的熱應力。國產125MW、300MW機組的高、中壓調節汽門以及200MW汽輪機的高壓缸調節汽門都采用這種結構形式。

⑵ 高、中壓級的布置采用兩種方式。一種是高、中壓級合并在一個汽缸內（上汽廠125MW機組和東方廠300MW機組上采用）。另一種是高、中壓級分缸的結構（上汽廠300MW機組和國產200MW機組采用這種結構）。

⑶ 大功率汽輪機各轉子之間一般用剛性聯軸器連接，由此帶來機組定位和脹差過大的問題，必須設置合理的滑銷系統。

⑷ 大機組都裝有脹差保護裝置，一旦脹差超過極限時，便發出信號報警或緊急停機。

⑸ 大機組大都不把軸承布置在汽缸上，而采用全部軸承座直接由基礎支持的方法。國產125MW、300MW汽輪機采用這種布置。

11．為什么大機組高、中壓缸采用雙層缸結構？

對大機組的高、中壓缸來說，形狀應盡量簡單，避免特別厚、重的中分面法蘭，以減少熱應力、熱變形以及由此而引起的結合面漏汽。

采用雙層缸結構后，很高的汽缸內、外蒸汽壓差由內、外兩層分擔承受，汽缸壁和法蘭相對講可以做得比較薄些，也有利于機組起停和工況變化時減小金屬溫差。所以目前高壓汽輪機高、中壓汽缸大多采用雙層缸結構，國產125MW、200MW、300MW機組都是如此。

12．汽輪機本體主要由哪幾個部分組成？ 汽輪機本體主要由以下幾個部分組成：

⑴ 轉動部分：由主軸、葉輪、軸封和安裝在葉輪上的動葉片及聯軸器等組成。⑵ 固定部分：由噴嘴室汽缸、隔板、靜葉片、汽封等組成。⑶ 控制部分：由調節系統、保護裝置和油系統等組成。

13．汽缸的作用是什么？

汽缸是汽輪機的外殼。汽缸的作用主要是將汽輪機的通流部分（噴嘴、隔板、轉子等）與大氣隔開，保證蒸汽在汽輪機內完成做功過程。此外，它還支承汽輪機的某些靜止部件（隔板、噴嘴室、汽封套等），承受它們的重量，還要承受由于沿汽缸軸向、徑向溫度分布不均而產生的熱應力。

14．汽輪機的汽缸可分為哪些種類？

汽輪機的汽缸一般制成水平對分式，即分上汽缸和下汽缸。為合理利用鋼材，中小型汽輪機汽缸常以一個或兩個垂直結合面分為高壓段、中壓段和低壓段。

大功率的汽輪機根據工作特點分別設置高壓缸、中壓缸和低壓缸。高壓高溫采用雙層汽缸結構后，汽缸分內缸和外缸。

汽輪機末級葉片以后將蒸汽排入凝汽器，這部分汽缸稱排汽缸。

15．為什么汽缸通常制成上下缸的形式？

汽缸通常制成具有水平結合面的水平對分形式。上、下汽缸之間用法蘭螺栓聯在一起，法蘭結合面要求平整，光潔度高，以保證上、下汽缸結合面嚴密不漏汽。汽缸分成上、下缸，主要是便于加工制造與安裝、檢修。

16．汽缸個數通常與汽輪機功率有什么關系？

根據機組的功率不同，汽輪機汽缸有單缸和多缸之分。通常功率在100MW以下的機組采用單缸，300MW以下采用2～4個汽缸，600MW以下采用4～6個汽缸。如國產100MW機組為單缸，125MW機組為雙缸，200MW機組為三缸，300MW機組為三缸或四缸，總的趨勢是機組功率愈大，汽缸個數愈多。

17．按制造工藝分類，汽輪機汽缸有哪些不同型式？ 主要分鑄造與焊接兩種。汽缸的高、中壓段一般采用合金鋼或碳鋼鑄造結構；低壓段根據容量和結構要求采用鑄造或簡單鑄件、型鋼及鋼板的焊接結構。

18．汽輪機的汽缸是如何支承的？

汽缸的支承要求平穩并保證汽缸能自由膨脹而不改變它的中心位置。

汽缸都是支承在基礎臺板（也叫座架、機座）上；基礎臺板又用地腳螺釘固定在汽輪機基礎上。小型汽輪機用整塊鑄件做基礎臺板，功率汽輪機的汽缸則支承在若干塊基礎臺板上。

汽輪機的高壓缸通過水平法蘭所伸出的貓爪（亦稱搭爪）支承在前軸承座上。它又分為上缸貓爪支承和下缸貓爪支承兩種方式。

19．下缸貓爪支承方式有什么優缺點？ 中、低參數汽輪機的高壓缸通常是利用下汽缸前端伸出的貓爪作為承力面，支承在前軸承座上。這種支承方式較簡單，安裝檢修也較方便，但是由于承力面低于汽缸中心線（相差下缸貓爪的高度數值），當汽缸受熱后，貓爪溫度升高，汽缸中心線向上抬起，而此時支持在軸承上的轉子中心線未變，結果將使轉子與下汽缸的徑向間隙減小，與上汽缸徑向間隙增大。對高參數、大功率汽輪機來說，由于法蘭很厚，溫度很高，貓爪膨脹的影響是不能忽視的。

20．上缸貓爪支承法的主要優點是什么？

上缸貓爪支承方式亦稱中分面（指汽缸中分面）支承方式。主要的優點是由于以上缸貓爪為承力面，其承力面與汽缸中分面在同一水平面上，受熱膨脹后，汽缸中心仍與轉子中心保持一致。

當采用上缸貓爪支承方式時，上缸貓爪也叫工作貓爪。下缸貓爪叫安裝貓爪，只在安裝時起支持作用，下面的安裝墊鐵在檢修和安裝時起作用，當安裝完畢，安裝貓爪不再承力。這時上缸貓爪支承在工作墊鐵上，承擔汽缸重量。

21．大功率汽輪機的高、中壓缸采用雙層缸結構有什么優點？ 大功率汽輪機的高、中壓缸采用雙層缸結構有如下優點：

⑴ 整個蒸汽壓差由外缸和內缸分擔，從而可減薄內、外缸缸壁及法蘭的厚度。⑵ 外層汽缸不致與高溫蒸汽相接觸，因而外缸可以采用較低級的鋼材，節省優質鋼材。

⑶ 雙層缸結構的汽輪機在起動、停機時，汽缸的加熱和冷卻過程都可加快，因而縮短了起動和停機的時間。

22．高、中壓汽缸采用雙層缸結構后應注意什么問題？

高壓、中壓汽缸采用雙層結構有很大的優點，但也需注意一個問題。

國產200MW、300MW機組，在高壓內、外缸之間由于隔熱罩的不完善以及抽汽口布置不當，會造成外缸內壁溫度升高到超過設計允許值，并且使內缸的外壁溫度高到不允許的數值，這種情況應設法予以改善，否則有可能造成汽缸產生裂紋。125MW機組取消正常運行中夾層冷卻蒸汽后，由于某些原因，也出現外缸內壁溫度過高的現象。

23．大機組的低壓缸有哪些特點？ 大機組的低壓缸有如下特點：

⑴ 低壓缸的排汽容積流量較大，要求排汽缸尺寸龐大，故一般采用鋼板焊接結構代替鑄造結構。

⑵ 再熱機組的低壓缸進汽溫度一般都超過230℃，與排汽溫度差達200℃，因此也采用雙層結構。通流部分在內缸中承受溫度變化，低壓內缸用高強度鑄鐵鑄造，而兼作排汽缸的整個低壓外缸仍為焊接結構。龐大的排汽缸只承受排汽溫度，溫差變化小。

⑶ 為防止長時間空負荷運行，排汽溫度過高而引起的排汽缸變形，在排汽缸內還裝有**降溫裝置。

⑷ 為減少排汽損失，排汽缸設計成徑向擴壓結構。

24．什么叫排汽缸徑向擴壓結構？

所謂徑向擴壓結構，實質上是指整個低壓外缸（汽輪機的排汽部分）兩側排汽部分用鋼板連通。離開汽輪機的末級排汽由導流板引導徑向、軸向擴壓，以充分利用排汽余速。然后排入凝汽器。

采用徑向擴壓主要是充分利用排汽余速，降低排汽阻力。提高機組效率。

25．低壓外缸的一般支承方式是怎樣的？ 低壓汽缸（雙層缸時的外缸），在運行中溫度較低，金屬膨脹不顯著，因此低壓外缸的支承不采用高、中壓汽缸的中分面支承方式，而是把低壓缸直接支承在臺板上。內缸兩側擱在外缸內側的支承面上，用螺栓固定在低壓外缸上。內、外缸以鍵定位。外缸與軸承座僅在下汽缸設立垂直導向鍵（立銷）。

26．排汽缸的作用是什么？

排汽缸的作用是將汽輪機末級動葉排出的蒸汽導入凝汽器。

27．為什么排汽缸要裝**降溫裝置？

在汽輪機起動、空載及低負荷時，蒸汽流通量很小，不足以帶走蒸汽與葉輪摩擦產生的熱量，從而引起排汽溫度升高，排汽缸溫度也高。排汽溫度過高會引起排汽缸較大的變形，破壞汽輪機動靜部分中心線的一致性，嚴重時會引起機組振動或其它事故。所以，大功率機組都裝有排汽缸**降溫裝置。

小機組沒有**降溫裝置，應盡量避免長時間空負荷運行而引起排汽缸溫度超限。

28．再熱機組的排汽缸**裝置是怎樣設置的？

**減溫裝置裝在低壓外缸內，**管沿末級葉片的葉根呈圓周形布置，**管上鉆有兩排**孔，將水噴向排汽缸內部空間，起降溫作用。**管在排汽缸外面與凝結水管相連接，打開凝結水管上的閥門即進行**，關閉閥門則停止**。

29．為什么汽輪機有的采用單個排汽口，而有的采用幾個排汽口？ 大功率汽輪機的極限功率實質上受末級通流截面的限制，增大葉片高度能增大機組功率，但增大葉片高度又受材料強度和制造工藝水平的限制。如采用同樣的葉片高度，將汽輪機由單排汽口改為雙排汽口，極限功率可增大一倍。為增加汽輪機的極限功率，現在大功率汽輪機采用多個排汽口。如國產125MW汽輪機為雙排汽口，200MW汽輪機為三排汽口，300MW為四排汽口（200MW、300MW汽輪機末級采用長葉片后改為雙排汽口）。30．汽缸進汽部分布置有哪幾種方式？

從調節汽門到調節級噴嘴這段區域叫做進汽部分，它包括蒸汽室和噴嘴室，是汽缸中承受壓力、溫度最高的區域。

一般中、低參數汽輪機進汽部分與汽缸澆鑄成一體，或者將它們分別澆鑄好后，用螺栓連接在一起。高參數汽輪機單層汽缸的進汽部分則是將汽缸、蒸汽室、噴嘴分別澆鑄好后，焊接在一起。這種結構由于汽缸本身形狀得到簡化，而且蒸汽室、噴嘴室沿著汽缸四周對稱布置，汽缸受熱均勻，因而熱應力較小。又因高溫、高壓蒸汽只作用在蒸汽室與噴嘴室上，汽缸接觸的是調節級噴嘴出口后的汽流，因而汽缸可以選用比蒸汽室、噴嘴室低一級的材料。

31．為什么大功率高參數汽輪機的調節汽門與汽缸分離單獨布置？

新汽壓力在9.0MPa、新汽溫度在535℃以下的中、小功率汽輪機，調節汽門均直接裝在汽缸上。更高參數的大功率汽輪機，為減小熱應力，使汽缸受熱均勻及形狀對稱，這就要求噴嘴室沿圓周均勻分布，而且汽缸上下都要有進汽管和調節汽門。由于調節汽門布置在汽缸下部，會給機組布置、安裝、檢修帶來困難，因此需要調節汽門與汽缸分離單獨布置。

另外，大功率汽輪機新汽和再熱汽進汽管道都為雙路布置，需要兩個主汽門。這樣就可以把兩個主汽門分置于汽缸兩側，并且分別和調節汽門合用一個殼體，每個主汽門控制兩個或多個調節汽門。

32．雙層缸結構的汽輪機，為什么要采用特殊的進汽短管？ 對于采用雙層缸結構的汽輪機，因為進入噴嘴室的進汽管要穿過外缸和內缸，才能和噴嘴室相連接，而內外缸之間在運行時具有相對膨脹，進汽管既不能同時固定在內、外缸上又不能讓大量高溫蒸汽外泄。因此采用了一種雙層結構的高壓進汽短管，把高壓進汽導管與噴嘴室連接起來。

33．高壓進汽短管的結構是怎樣的？

國產125MW汽輪機和300MW汽輪機的高壓進汽短管外層通過螺栓與外缸連接在一起，內層則套在噴嘴室的進汽管上，并有密封環加以密封。這樣既保證了高壓蒸汽的密封，又允許噴嘴室進汽管與雙層套管之間的相對膨脹。為遮擋進汽連接管的輻射熱量，在雙層套管的內外層之間還裝有帶螺旋圈的遮熱襯套管，或稱遮熱筒。遮熱襯套管上端的小管就是汽缸內層中冷卻蒸汽流出或起動時加熱蒸汽流入的通道。

34．隔板的結構有哪幾種形式？

隔板的具體結構是根據隔板的工作溫度和作用在兩側的蒸汽壓差來決定的，主要有以下三種形式：

⑴ 焊接隔板：焊接隔板具有較高的強度和剛度，較好的汽密性，加工較方便，被廣泛用于中、高參數汽輪機的高、中壓部分。⑵ 窄噴嘴焊接隔板：高參數大功率汽輪機的高壓部分，每一級的蒸汽壓差較大，其隔板做得很厚，而靜葉高度很短，采用寬度較小的窄噴嘴焊接隔板。優點是噴嘴損失小，但有相當數量的導流筋存在，將增加汽流的阻力。國產125MW、300MW汽輪機都是有用的窄噴嘴焊接隔板。

⑶ 鑄造隔板：鑄造隔板加工制造比較容易，成本低，但是靜葉片的表面光潔度較差，使用溫度也不能太高，一般應小于300℃，因此都用在汽輪機的低壓部分。

35．什么叫噴嘴弧？

采用噴嘴調節配汽方式的汽輪機第一級噴嘴，通常根據調節汽門的個數成組布置，這些成組布置的噴嘴稱為噴嘴弧段，簡稱噴嘴弧。

36．噴嘴弧有哪幾種結構形式？ 噴嘴弧結構形式如下：

⑴ 中參數汽輪機上采用的由單個銑制的噴嘴葉片組裝、焊接成的噴嘴弧。⑵ 高參數汽輪機采用的整體銑制焊接而成或精密澆鑄而成的噴嘴弧。如25MW汽輪機采用第一種噴嘴弧，125MW汽輪機采用后一種噴嘴弧。

37．汽輪機噴嘴、隔板、靜葉的定義是什么？ 噴嘴是由兩個相鄰靜葉片構成的不動汽道，是一個把蒸汽的熱能轉變為動能的結構元件。裝在汽輪機第一級前的噴嘴成若干組，每組由一個調節汽門控制。隔板是汽輪機各級的間壁，用以固定靜葉片。靜葉是指固定在隔板上靜止不動的葉片。

38．什么叫汽輪機的級？

由一列噴嘴和一列動葉柵組成的汽輪機最基本的工作單元叫做汽輪機的級。

39．什么叫調節級和壓力級？ 當汽輪機采用噴嘴調節時，第一級的進汽截面積隨負荷的變化在相應變化，因此通常稱噴嘴調節汽輪機的第一級為調節級。其它各級統稱為非調節級或壓力級。壓力級是以利用級組中合理分配的壓力降或焓降為主的級，是單列沖動級或反動級。

40．什么叫雙列速度級？

為了增大調節級的焓降，利用第一列動葉出口的余速，減小余速損失，使第一列動葉片出口汽流經固定在汽缸上的導葉改變流動方向后，進入第二列動葉片繼續做功。這時把具有一列噴嘴，和一級葉輪上有兩列動葉片的級，稱為雙列速度級。

41．采用雙列速度級有什么優缺點？

采用速度級后可增大汽輪機調節級的焓降，減少壓力級級數，節省耐高溫的優質材料，但效率較低。

100MW汽輪機的調節級采用雙列速度級，125MW、200MW、300MW汽輪機采用單列調節級。

42．高壓高溫汽輪機為什么要設汽缸、法蘭螺栓加熱裝置？ 高壓高溫汽輪機的汽缸要承受很高的壓力和溫度，同時又要保證汽缸結合面有很好的嚴密性，所以汽缸的法蘭必須做得又寬又厚。這樣給汽輪機的起動就帶來了一定的困難，即沿法蘭的寬度產生較大溫差。如溫差過大，所產生的熱應力將會使汽缸變形或產生裂紋。一般來說，汽缸比法蘭容易加熱，而螺栓的熱量是靠法蘭傳給它的，因此螺栓加熱更慢。對于雙層汽缸的機組來說，外缸受熱比內缸慢很多，外缸法蘭受熱更慢，由于法蘭溫度上升較慢，牽制了汽缸的熱膨脹，引起轉子與汽缸間過大的膨脹差，從而使汽輪機通流部分的動、靜間隙消失，發生摩擦。

簡單地說，為了適應快速起、停的需要，減小額外的熱應力和減少汽缸與法蘭、法蘭與螺栓及法蘭寬度上的溫差，有效地控制轉子與汽缸的膨脹差，125MW、200MW、300MW機組采用雙層缸結構，內外汽缸除法蘭螺栓有加熱裝置外，還設有汽缸夾層加熱裝置。

43．為什么汽輪機第一組噴嘴安裝在噴嘴室，而不固定在隔板上？ 第一級噴嘴安裝在噴嘴室的目的是：

⑴ 將與最高參數的蒸汽相接觸的部分盡可能限制在很小的范圍內，使汽輪機的轉子、汽缸等部件僅與第一級噴嘴后降溫減壓后的蒸汽相接觸。這樣可使轉子、汽缸等部件采用低一級的耐高溫材料。

⑵ 由于高壓缸進汽端承受的蒸汽壓力較新蒸汽壓力低，故可在同一結構尺寸下，使該部分應力下降，或者保持同一應力水平，使汽缸壁厚度減薄。⑶ 使汽缸結構簡單勻稱，提高汽缸對變工況的適應性。

⑷ 降低了高壓缸進汽端軸封漏汽壓差，為減小軸端漏汽損失和簡化軸端汽封結構帶來一定好處。

44．隔板套的作用是什么？采用隔板套有什么優點？ 隔板套的作用是用來安裝固定隔板。

采用隔板套可使級間距離不受或少受汽缸上抽汽口的影響，從而使汽輪機軸向尺寸相對減小。此外，還可簡化汽缸形狀，又便于拆裝，并允許隔板受熱后能在徑向自由膨脹，還為汽缸的通用化創造方便條件。

國產100MW、125MW、200MW、300MW機組的部分級組均采用隔板套結構。

45．什么是汽輪機的轉子？轉子的作用是什么？ 汽輪機中所有轉動部件的組合叫做轉子。

轉子的作用是承受蒸汽對所有工作葉片的回轉力，并帶動發電機轉子、主油泵和調速器轉動。

46．什么叫大功率汽輪機的轉子蒸汽冷卻？

汽輪機的轉子蒸汽冷卻是大機組為防止轉子在高溫、高轉速狀況下無蒸汽流過帶走摩擦產生的熱量，而使轉子、汽缸溫度過高，熱應力過大而設置的結構。如再熱機組熱態用中壓缸進汽起動時，達到一定轉速，高壓缸排汽逆止門旁路自動打開，一部分蒸汽逆流經過汽缸由進汽口排至凝汽器，這樣達到冷卻轉子、汽缸的目的。

47．為什么大功率汽輪機采用轉子蒸汽冷卻結構？

大功率汽輪機普遍采用整鍛轉子或焊接轉子。隨著轉子整體直徑的增大，離心應力和同一變工況速度下熱應力增大了。在高溫條件下受離心力作用而產生的金屬蠕變速度以及脆變危險也增大了。因此，更有必要從結構上來提高轉子的熱強度（特別是起動下的熱強度）。

從結構上減小金屬蠕變變形和降低起動工況下熱應力的有效方法之一，就是在高溫區段對轉子進行蒸汽冷卻。國外在300～350MW以上的機組幾乎都采用了轉子蒸汽冷卻結構。國產亞臨界參數300MW再熱機組的中壓轉子也采用了蒸汽冷卻結構。

48．汽輪機轉子一般有哪幾種型式？ 汽輪機轉子有如下幾種型式：

⑴ 套裝葉輪轉子：葉輪套裝在軸上，國產25MW汽輪機轉子和100MW汽輪機低壓轉子都是這種型式。

⑵ 整鍛型轉子：由一整體鍛件制成，葉輪聯軸器、推力盤和主軸構成一個整體。⑶ 焊接轉子：由若干個實心輪盤和兩個端軸拼焊而成。如125MW汽輪機低壓轉子為焊接式鼓型轉子。

⑷ 組合轉子：高壓部分為整鍛式，低壓部分為套裝式。如100MW機組高壓轉子、200MW機組中壓轉子。

49．套裝葉輪轉子有哪些優缺點？

套裝葉輪轉子的優點：加工方便，材料利用合理，葉輪和鍛件質量易于保證。缺點：不宜在高溫條件下工作，快速起動適應性差，材料高溫蠕變和過大的溫差易使葉輪發生松動。

50．整鍛轉子有哪些優缺點？

整鍛轉子的優點：避免了葉輪在高溫下松動的問題，結構緊湊，強度、剛度高。缺點：生產整鍛轉子需要大型鍛壓設備、鍛件質量較難保證，而且加工要求高，貴重材料消耗量大。

51．組合轉子有什么優缺點？

組合轉子兼有整鍛轉子和套裝葉輪轉子的優點，廣泛用于高參數中等容量的汽輪機上。

52．焊接轉子有哪些優缺點？

焊接轉子的優點：強度高，相對重量輕，結構緊湊，剛度大，而且能適應低壓部分需要大直徑的要求。

缺點：焊接轉子對焊接工藝要求高，要求材料有良好的焊接性能。

隨著冶金和焊接技術的不斷發展，焊接轉子的應用日益廣泛。如BBC公司生產的1300MW雙軸汽輪機的高、中、低壓轉子就全部采用焊接結構。

53．整鍛轉子中心孔起什么作用？

整鍛轉子通常打有￠100的中心孔，其目的主要是為了便于檢查鍛件質量，同時也可以將鍛件中心材質差的部分去掉，防止缺陷擴展，以保證轉子的強度。

54．汽輪機主軸斷裂和葉輪開裂的原因有哪些？

主軸斷裂和葉輪開裂的原因多數是材料及制造上的缺陷造成的，如材料內部有氣孔、夾渣、裂紋、材料的沖擊韌性值及塑性偏低，葉輪機械加工粗糙、鍵裝配不當造成局部應力過大。另外，長期過大的交變應力及熱應力作用易引起材料內部微觀缺陷發展，造成疲勞裂紋甚至斷裂。運行中，葉輪嚴重腐蝕和嚴重超速是引起主軸、葉輪設備事故的主要原因。

55．防止葉輪開裂和主軸斷裂應采取哪些措施？ 防止葉輪開裂和主軸斷裂應采取措施有以下幾點：

⑴ 首先應由制造廠對材料質量提出嚴格要求，加強質量檢驗工作。尤其應特別重視表面及內部的裂紋發生，加強設備監督。

⑵ 運行中盡可能減少起停次數，嚴格控制升速和變負荷速度，以減少設備熱疲勞和微觀缺陷發展引起的裂紋，要嚴防超壓、超溫運行，特別是要防止嚴重超速。

56．葉輪的作用的什么？葉輪是由哪幾部分組成的？

葉輪的作用是用來裝置葉片，并將汽流力在葉柵上產生的扭矩傳遞給主軸。汽輪機葉輪一般由輪緣、輪面和輪轂幾部分組成。

57．運行中的葉輪受到哪些作用力？ 葉輪工作時受力情況很復雜，除葉輪自身、葉片零件質量引起的巨大的離心力外，還有溫差引起的熱應力，動葉引起的切向力和軸向力，葉輪兩邊的蒸汽壓差和葉片、葉輪振動時的交變應力。

58．葉輪上開平衡孔的作用是什么？

葉輪上開平衡孔是為了減小葉輪兩側蒸汽壓差，減小轉子產生過大的軸向力。但在調節級和反動度較大、負載很重的低壓部分最末一、二級，一般不開平衡孔，以使葉輪強度不致削弱，并可減少漏汽損失。

59．為什么葉輪上的平衡為單數？ 每個葉輪上開設單數個平衡孔，可避免在同一徑向截面上設兩個平衡孔，從而使葉輪截面強度不致過分削弱。通常開孔5個或7個。

60．按輪面的斷面型線不同，可把葉輪分成幾種類型？ 按輪面的斷面型線不同，可把葉輪分為如下類型：

⑴ 等厚度葉輪：這種葉輪輪面的斷面厚度相等，用在圓周速度較低的級上。⑵ 錐形葉輪：這種葉輪輪面的斷面厚度沿徑向呈錐形，廣泛用于套裝式葉輪上。⑶ 雙曲線葉輪：這種葉輪輪在的斷面沿徑向呈雙曲線形，加工復雜，僅用在某些汽輪機的調節級上。

⑷ 等強度葉輪：葉輪設有中心孔，強度最高，多用于盤式焊接轉子或高速單級汽輪機上。

61．套裝葉輪的固定方法有哪幾種？ 套裝葉輪的固定方法有以下幾種： ⑴ 熱套加鍵法。⑵ 熱套加端面鍵法。⑶ 銷釘軸套法。

⑷ 葉輪軸向定位采用定位環。

62．動葉片的作用是什么？ 在沖動式汽輪機中，由噴嘴射出的汽流，給動葉片一沖動力，將蒸汽的動能轉變成轉子上的機械能。在反動式汽輪機中，除噴嘴出來的高速汽流沖動動葉片做功外，蒸汽在動葉片中也發生膨脹，使動葉出口蒸汽速度增加，對動葉片產生反動力，推動葉片旋轉做功，將蒸汽熱能轉變為機械能。由于兩種機組的工作原理不同，其葉片的形狀和結構也不一樣。

63．葉片工作時受到哪幾種作用力？

葉片在工作時受到的作用力主要有兩種：一種是葉片本身質量和圍帶、拉金質量所產生的離心力；另一種是汽流通過葉柵槽道時使葉片彎曲的作用力以及汽輪機起動、停機過程中，葉片中的溫度差引起的熱應力。

64．汽輪機葉片的結構是怎樣的？

葉片由葉型、葉根和葉頂三部分組成。葉型部分是葉片的工作部分，它構成汽流通道。按照葉型部分的橫截面變化規律，可以把葉片分成等截面葉片和變截面葉片。

等截面葉片的截面積沿葉高是相同的，各截面的型線通常也一樣。變截面葉片的截面積則沿葉高按一定規律變化，一般地說，葉型也沿葉高逐漸變化，即葉片繞各截面形心的連線發生扭轉，所以通常叫做扭曲葉片。葉根是葉片與輪緣相連接的部分，它的結構應保證在任何運行條件下葉片都能牢靠地固定在葉輪上，同時應力求制造簡單，裝配方便。

葉型以上的部分叫葉頂。隨葉片成組方式不同，葉頂結構也各異。采用鉚接與焊接圍帶時，葉頂做成凸出部分（端釘）。采用彈性拱形圍帶時，葉頂必須做成與彈性拱形片相配合的鉚接部分。當葉片用拉筋聯成組或作為自由葉片時，葉頂通常削薄，以減輕葉片重量并防止運行中與汽缸相碰時損壞葉片。

65．汽輪機葉片的葉根有哪些型式？ 葉根的型式較多，有以下幾種： ⑴ T形葉根。

⑵ 外包凸肩T形葉根。⑶ 菌形葉根。⑷ 雙T形葉根。⑸ 叉形葉根。⑹ 樅樹形葉根。

66．裝在動葉片上的圍帶和拉筋（金）起什么作用？

動葉頂部裝圍帶（也稱覆環）和動葉中部串拉筋，都是使葉片之間連接成組，增強葉片的剛性，調整葉片的自振頻率，改善振動情況。另外，圍帶還有防止漏汽的作用。

67．汽輪機高壓段為什么采用等截面葉片？

一般在汽輪機高壓段，蒸汽容積流量相對較小，葉片短，葉高比d／L（d為葉片平均直徑，L為葉片高度）較大，沿整個葉高的圓周速度及汽流參數差別相對較小。此時依靠改變不同葉高處的斷面型線，不能顯著地提高葉片工作效率，所以多將葉身斷面型線沿葉高做成相同的，即做成等截面葉片。這樣做雖使效率略受影響，但加工方便，制造成本低，而強度也可得到保證，有利于實現部分級葉片的通用化。

68．為什么汽輪機有的級段要采用扭曲葉片？

大機組為增大功率，往往葉片做得很長。隨著葉片高度的增加，當葉高比具有較小值（一般為小于10）時，不同葉高處圓周速度與汽流參數的差異已不容忽視。此時葉身斷面型線必須沿葉高相應變化，使葉片扭曲變形，以適應汽流參數沿葉高的變化規律，減小流動損失；同時，從強度方面考慮，為改善離心力所引起的拉應力沿葉高的分布，葉身斷面面積也應由根部到頂部逐漸減小。

69．防止葉片振動斷裂的措施主要有哪幾點？ 防止葉片振動斷裂的措施有：

⑴ 提高葉片、圍帶、拉金的材料、加工與裝配質量。⑵ 采取葉片調頻措施，避開危險共振范圍。⑶ 避免長期低頻率運行。

70．多級凝汽式汽輪機最末幾級為什么要采用去濕裝置？

多級凝汽式汽輪機的最末幾級蒸汽溫度很低，一般均在濕蒸汽區工作。濕蒸汽中的微小水滴不但消耗蒸汽的動能形成濕汽損失，還將沖蝕葉片，威脅葉片安全。因此必須采取去濕措施，以保證凝汽式汽輪機膨脹終了的允許濕度。大功率機組采用中間再熱，對減少低壓級葉片濕度帶來顯著的效果。當末級濕度達不到要求時，應加裝去濕裝置和提高葉片的抗沖蝕能力。

71．汽輪機末級排汽的濕度一般允許值為多少？ 一般規定汽輪機末級排汽的濕度不超過10%～12%。中間再熱機組的排汽濕度一般為5%～8%。

72．汽輪機去濕裝置有哪幾種？

去濕裝置根據它所安裝的位置分級前和動葉片前兩種。它是利用水珠受離心力作用而被拋向通流部分外圓的原理工作的。一般將水滴甩進到去濕裝置的槽中，然后引入凝汽器。

另外還采用具有吸水縫的空心靜葉，利用凝汽器內很低的壓力，把附著在靜葉表面的水滴沿靜葉片上開設的吸水縫直接吸入凝汽器。

73．汽封的作用是什么？

為了避免動、靜部件之間的碰撞，必須留有適當的間隙，這些間隙的存在勢必導致漏汽，為此必須加裝密封裝置——汽封。根據汽封在汽輪機中所處位置可分為：軸端汽封（簡稱軸封）、隔板汽封和圍帶汽封（通流部分汽封）三類。

74．汽封的結構型式和工作原理是怎樣的？

汽封的結構類型有曲徑式和迷宮式。曲徑式汽封有梳齒形（平齒、高低齒）、J形、樅樹形三種。

曲徑式汽封的工作原理：一定壓力的蒸汽流經曲徑式汽封時，必須依次經過汽封齒尖與軸凸肩形成的狹小間隙，當經過第一個間隙時通流面積減小，蒸汽流速增大，壓力降低。隨后高速汽流進入小室，通流面積突然變大，流速降低，汽流轉向，發生撞擊和產生渦流等現象，速度降到近似為零，蒸汽原具有的動能轉變成熱能。當蒸汽經過第二個汽封間隙時，又重復上述過程，壓力再次降低。蒸汽流經最后一個汽封齒后，蒸汽壓力降至與大氣壓力相差甚小。所以在一定的壓差下，汽封齒越多，每個齒前后的壓差就越小，漏汽量也越小。當汽封齒數足夠多時，漏汽量為零。

75．什么是通流部分汽封？

動葉頂部和根部的汽封叫做通流部分汽封，用來阻礙蒸汽從動葉兩端漏汽。通常的結構形式為動葉頂端圍帶及動葉根部有個凸出部分以減小軸向間隙，圍帶與裝在汽缸或隔板套上的阻汽片組成汽封以減小徑向間隙，使漏汽損失減小。

76．軸封的作用是什么？ 軸封是汽封的一種。汽輪機軸封的作用是阻止汽缸內的蒸汽向外漏泄，低壓缸排汽側軸封是防止外界空氣漏入汽缸。

77．汽輪機為什么會產生軸向推力？運行中軸向推力怎樣變化？ 純沖動式汽輪機動葉片內蒸汽沒有壓力降，但由于隔板汽封的漏汽，使葉輪前后產生一定的壓差，且一般的汽輪機中，每一級動葉片蒸汽流過時都有大小不等的壓降，在動葉片前后產生壓差。葉輪和葉片前后的壓差及軸上凸肩處的壓差使汽輪機產生由高壓側向低壓側、與汽流方向一致的軸向推力。影響軸向推力的因素很多，軸向推力的大小基本上與蒸汽流量的大小成正比，也即負荷增大時軸向推力增大。

需指出：當負荷突然減小時，有時會出現與汽流方向相反的軸向推力。

78．減小汽輪機的軸向推力，可采取哪些措施？ 減小汽輪機軸向推力，可采取如下措施： ⑴ 高壓軸封兩端以反向壓差設置平衡活塞。⑵ 高、中壓缸反向布置。⑶ 低壓缸對稱分流布置。⑷ 葉輪上開平衡孔。

余下的軸向推力，由推力軸承承受。

79．什么是汽輪機的軸向彈性位移？

汽輪機的軸向位移反映的是汽輪機轉動部分和靜止部分的相對位置，軸向位移變化，也是轉子和靜子軸向相對位置發生了變化。

所謂軸向彈性位移是指汽輪機推力盤及工作推力瓦片后的支承座、墊片瓦架等在汽輪機負荷增加、推力增加時，會發生彈性變形。由此產生隨著負荷增加而增加的軸向彈性位移。當負荷減小時，彈性位移也減少。

80．汽輪機為什么要設滑銷系統？

汽輪機在起動及帶負荷過程中，汽缸的溫度變化很大，因而熱膨脹值較大。為保證汽缸受熱時能沿給定的方向自由膨脹，保持汽缸與轉子中心一致，同樣，汽輪機停機時，保證汽缸能按給定的方向自由收縮，汽輪機均設有滑銷系統。

81．汽輪機的滑銷有哪些種類？它們各起什么作用？ 根據滑銷的構造形式、安裝位置可分為下列六種： ⑴ 橫銷：一般安裝在低壓汽缸排汽室的橫向中心線上，或安裝在排汽室的尾部，左右兩側各裝一個。橫銷的作用是保證汽缸橫向的正確膨脹，并限制汽缸沿軸向移動。由于排汽室的溫度是汽輪機通流部分溫度最低的區域，故橫銷都裝于此處，整個汽缸由此向前或向后膨脹，形成了軸向死點。

⑵ 縱銷：多裝在低壓汽缸排汽室的支撐面、前軸承箱的底部、雙缸汽輪機中間軸承的底部等和基礎臺板的接合面間。所有縱銷均在汽輪機的縱向中心線上。縱銷可保證汽輪機沿縱向中心線正確膨脹，并保證汽缸中心線不能作橫向滑移。因此，縱銷中心線與橫銷中心線的交點形成整個汽缸的膨脹死點，在汽缸膨脹時，這點始終保持不動。⑶ 立銷：裝在低壓汽缸排汽室尾部與基礎臺板間，高壓汽缸的前端與軸承座間。所有的立銷均在機組的軸線上。立銷的作用可保證汽缸的垂直定向自由膨脹，并與縱銷共同保持機組的正確縱向中心線。

⑷ 貓爪橫銷：起著橫銷作用，又對汽缸起著支承作用。貓爪一般裝在前軸承座及雙缸汽輪機中間軸承座的水平接合面上，是由下汽缸或上汽缸端部突出的貓爪，特制的銷子和螺栓等組成。貓爪橫銷的作用是：保證汽缸在橫向的定向自由膨脹，同時隨著汽缸在軸向的膨脹和收縮，推動軸承座向前或向后移動，以保持轉子與汽缸的軸向相對位置。

⑸ 角銷：裝在排汽缸前部左右兩側支撐與基礎臺板間。銷子與銷槽的間隙為0.06～0.08mm。斜銷是一種輔助滑銷，不經常采用，它能起到縱向及橫向的雙重導向作用。

82．什么是汽輪機膨脹的“死點”，通常布置在什么位置？

橫銷引導軸承座或汽缸沿橫向滑動并與縱銷配合成為膨脹的固定點，稱為“死點”。也即縱銷中心線與橫銷中心線的交點。“死點”固定不動，汽缸以“死點”為基準向前后左右膨脹滑動。對凝汽式汽輪機來說，死點多布置在低壓排汽口的中心線或其附近，這樣在汽輪機受熱膨脹時，對于龐大笨重的凝汽器影響較小。國產200MW和125MW汽輪機組均設兩個死點，高、中壓缸向前膨脹，低壓缸向發電機側膨脹，各自的絕對膨脹量都可適當減小。

83．汽輪機聯軸器起什么作用？有哪些種類？各有何優缺點？ 聯軸器又叫靠背輪。汽輪機聯軸器是用來連接汽輪發電機組的各個轉子，并把汽輪機的功率傳給發電機。

汽輪機聯軸器可分為剛性聯軸器、半撓性聯軸器和撓性聯軸器。以下介紹這幾種聯軸器的優缺點。

剛性聯軸器：優點是構造簡單、尺寸小、造價低、不需要潤滑油。缺點是轉子的振動、熱膨脹都能相互傳遞，校中心要求高。

半撓性聯軸器：優點是能適當彌補剛性靠背輪的缺點，校中心要求稍低。缺點是制造復雜、造價較大。撓性聯軸器：優點是轉子振動和熱膨脹不互相傳遞，允許兩個轉子中心線稍有偏差。缺點是要多裝一道推力軸承，并且一定要有潤滑油，直徑大，成本高，檢修工藝要求高。

大機組一般高低壓轉子之間采用剛性聯軸器，低壓轉子與發電機轉子之間采用半撓性聯軸器。

84．剛性聯軸器分哪兩種？

剛性聯軸器又分裝配式和整鍛式兩種型式。裝配式剛性聯軸器是把兩半聯軸器分別用熱套加雙鍵的方法，套裝在各自的軸端上，然后找準中心、鉸孔，最后用螺栓緊固；整鍛式剛性聯軸器與軸整體鍛出。這種聯軸器的強度和剛度都比裝配式高，且沒有松動現象。為使轉子的軸向位置作少量調整，在兩半聯軸器之間裝有墊片，安裝時按具體尺寸配制一定厚度的墊片。

85．什么是半撓性聯軸器？

半撓性聯軸器的結構是在兩個聯軸器間用半撓性波形套筒連接，并用螺栓緊固。波形套筒在扭轉方向是剛性的，在彎曲方向則是撓性的。

86．撓性聯軸器的結構型式是怎樣的？

撓性聯軸器有齒輪式和蛇形彈簧式兩種型式。齒輪式撓性聯軸器多用在小型汽輪機上，它的結構是兩個齒輪用熱套加鍵的方式分別裝兩個軸端上，并用大螺帽緊固，防止從軸上滑脫。兩個齒輪的外面有一個套筒，套筒兩端的內齒分別與兩個齒輪嚙合，從而將兩個轉子連接起來。套筒的兩側安置擋環限制套筒的軸向位置，擋環用螺栓固定在套筒上。

125MW機組電動調速給水泵就是采用這種撓性聯軸器。

87．汽輪機的盤車裝置起什么作用？ 汽輪機沖動轉子前或停機后，進入或積存在汽缸內的蒸汽使上缸溫度比下缸溫度高，從而使轉子不均勻受熱或冷卻，產生彎曲變形。因而在沖轉前和停機后，必須使轉子以一定的速度連續轉動，以保證其均勻受熱或冷卻。換句話說，沖轉前和停機后盤車可以消除轉子熱彎曲。同時還有減小上下汽缸的溫差和減少沖轉力矩的功用，還可在起動前檢查汽輪機動靜之間是否有摩擦及潤滑系統工作是否正常。

88．盤車有哪兩種方式？電動盤車裝置主要有哪兩種型式？ 小機組采用人力手動盤車，中型和大型機組都采用電動盤車。電動盤車裝置主要有兩種型式。

⑴ 具有螺旋軸的電動盤車裝置（大多數國產中、小型汽輪機組及125MW、300MW機組采用）。

⑵ 具有擺動齒輪的電動盤車裝置（國產50MW、100MW、200MW機組采用）。

89．具有螺旋軸的電動盤車裝置的構造和工作原理是怎樣的？

螺旋軸電動盤車裝置由電動機、聯軸器、小齒輪、大齒輪、嚙合齒輪、螺旋軸、盤車齒輪、保險銷、手柄等組成。嚙合齒輪內表面銑有螺旋齒與螺旋軸相嚙合，嚙合齒輪沿螺旋軸可以左右滑動。

當需要投入盤車時，先拔出保險銷，推手柄，手盤電動機聯軸器直至嚙合齒輪與盤車齒輪全部嚙合。當手柄被推至工作位置時，行程開關接點閉合，接通盤車電源，電動機起動至全速后，帶動汽輪機轉子轉動進行盤車。當汽輪機起動沖轉后，轉子的轉速高于盤車轉速時，使嚙合齒輪由原來的主動輪變為被動輪，即盤車齒輪帶動嚙合齒輪轉動，螺旋軸的軸向作用力改變方向，嚙合齒輪與螺旋軸產生相對轉動，并沿螺旋軸移動退出嚙合位置，手柄隨之反方向轉動至停用位置，斷開行程開關，電動機停轉，基本停止工作。

若需手動停止盤車，可手撳盤車電動機停按鈕，電動機停轉，嚙合齒輪退出，盤車停止。

90．具有擺動齒輪的盤車裝置的構造和工作原理是怎樣的？

具有擺動齒輪的盤車裝置主要由齒輪組、擺動殼、曲柄、連桿、手輪、行程開關、彈簧等組成。齒輪組通過兩次減速后帶動轉子轉動。

盤車裝置脫開時，擺動殼被杠桿系統吊起，擺動齒輪與盤車齒輪分離；行程開關斷路，電動機不轉，手輪上的鎖緊銷將手輪鎖在脫開位置；連桿在壓縮彈簧的作用下推緊曲柄，整個裝置不能運動。

投入盤車時，拔出鎖緊銷，逆時針轉動手輪，與手輪同軸的曲柄隨之轉動，克服壓縮彈簧的推力，帶動連桿向右下方運動；拉桿同時下降，使擺動殼和擺動輪向下擺動，當擺動輪與盤車齒輪進入嚙合狀態時，行程開關閉合，接通電動機電源，齒輪組即開始轉動。由于轉子尚處于靜止狀態，擺動齒輪帶著擺動殼繼續順時針擺動，直到被頂桿頂住。此時擺動殼處于中間位置，擺動輪與盤車齒輪完全嚙合并開始傳遞力矩，使轉子轉動起來。

盤車裝置自動脫開過程如下：沖動轉子以后，盤車齒輪的轉速突然升高，而擺動齒輪由主動輪變為被動輪，被迅速推向右方并帶著擺動殼逆時針擺動，推動拉桿上升。當拉桿上端點超過平衡位置時，連桿在壓縮彈簧的推動下推著曲柄逆時針旋轉，順勢將擺動殼拉起，直到手輪轉過預定的角度，鎖緊銷自動落入鎖孔將手輪鎖住。此時行程開關動作，切斷電動機電源，各齒輪均停止轉動，盤車裝置又恢復到投用前脫開狀態。操作盤車停止按鈕，切斷電源，也可使盤車裝置退出工作。

91．主軸承的作用是什么？

軸承是汽輪機的一個重要組成部件，主軸承也叫徑向軸承。它的作用是承受轉子的全部重量以及由于轉子質量不平衡引起的離心力，確定轉子在汽缸中的正確徑向位置。由于每個軸承都要承受較高的載荷，而且軸頸轉速很高，所以汽輪機的軸承都采用液體摩擦為理論基礎的軸瓦式滑動軸承，借助于有一定壓力的潤滑油在軸頸與軸瓦之間形成油膜，建立液體摩擦，使汽輪機安全穩定地運行。

92．軸承的潤滑油膜是怎樣形成的？

軸瓦的孔徑較軸頸稍大些，靜止時，軸頸位于軸瓦下部直接與軸瓦內表面接觸，在軸瓦與軸頸之間形成了楔形間隙。

當轉子開始轉動時，軸頸與軸瓦之間會出現直接摩擦。但是，隨著軸頸的轉動，潤滑油由于粘性而附著在軸的表面上，被帶入軸頸與軸瓦之間的楔形間隙中。隨著轉速的升高，被帶入的油量增多，由于楔形間隙中油流的出口面積不斷減小，所以油壓不斷升高，當這個壓力增大到足以平衡轉子對軸瓦的全部作用力時，軸頸被油膜托起，懸浮在油膜上轉動，從而避免了金屬直接摩擦，建立了液體摩擦。

93．汽輪機主軸承主要有哪幾種結構型式？ 汽輪機主軸承主要有四種： ⑴ 圓筒瓦支持軸承。⑵ 橢圓瓦支持軸承。⑶ 三油楔支持軸承。⑷ 可傾瓦支持軸承。

94．固定式圓筒形支持軸承的結構是怎樣的？

固定式圓筒形支持軸承用在容量為50～100MW的汽輪機上。軸瓦外形為圓筒形，由上下兩半組成，用螺栓連接。下瓦支持在三塊墊鐵上，墊鐵下襯有墊片，調整墊片的厚度可以改變軸瓦在軸承洼窩內的中心位置。上軸瓦頂部墊鐵的墊片可以用來調整軸瓦與軸承上蓋間的緊力。潤滑油從軸瓦側下方墊鐵中心孔引入，經過下軸瓦體內的油路，自水平結合面的進油孔進入軸瓦。由于軸的旋轉，使油先經過軸瓦頂部間隙，再經過軸頸和下瓦間的楔形間隙，然后從軸瓦兩端泄出，由軸承座油室返回油箱。在軸瓦進油口處有節流孔板來調整進油量大小。軸瓦的兩側裝有防止油甩出來的油擋。軸瓦水平結合面處的鎖餅用來防止軸瓦轉動。

軸瓦一般用優質鑄鐵鑄造，在軸瓦內部車出燕尾槽，并澆鑄錫基軸承合金（即巴氏合金），也稱烏金。

95．什么是自位式軸承？

圓筒形支持軸承和橢圓形支持軸承按支持方式都可分為固定式和自位式（又稱球面式）兩種。

自位式與固定式不同的只是軸承體外形呈球面形狀。當轉子中心變化引起軸頸傾斜時，軸承可以隨軸頸轉動自動調位，使軸頸和軸瓦之間的間隙在整個軸瓦長度內保持不變。但是這種軸承的加工和調整較為麻煩。

96．橢圓形軸承與圓筒形軸承有什么區別？

橢圓形支持軸承的結構與圓筒形支持軸承基本相同，只是軸承側邊間隙加大了，通常側邊間隙是頂部間隙的2倍。軸瓦曲率半徑增大。

使軸頸在軸瓦內的絕對偏心距增大，軸承的穩定性增加。同時軸瓦上、下部都可以形成油楔（因此又有雙油楔軸承之稱）。由于上油楔的油膜力向下作用，使軸承運行的穩定性好，這種軸承在大、中容量汽輪機組中得到廣泛運用。

97．什么是三油楔軸承？

在大容量機組中，如國產125MW、200MW、300MW機組都采用三油楔軸承。三油楔支持軸承的軸瓦上有三個長度不等的油楔，從理論上分析，三個油楔建立的油膜其作用力從三個方向拐向軸頸中心，可使軸頸穩定地運轉。但這種軸承上、下軸瓦的結合面與水平面傾斜角為35度。給檢修與安裝帶來不便。從有的機組三油楔支持軸承發生油膜振蕩的現象來看，這種軸承的承載能力并不很大，穩定性也并不十分理想。

98．什么是可傾瓦支持軸承？

可傾瓦支持軸承通常由3～5個或更多個能在支點上自由傾斜的弧形瓦塊組成，所以又叫活支多瓦形支持軸承，也叫擺動軸瓦式軸承。由于其瓦塊能隨著轉速、載荷及軸承溫度的不同而自由擺動，在軸頸周圍形成多油楔。且各個油膜壓力總是指向中心，具有較高的穩定性。

另外，可傾瓦支持軸承還具有支承柔性大、吸收振動能量好、承載能力大、耗功小和適應正反方向轉動等特點。但可傾瓦結構復雜、安裝、檢修較為困難，成本較高。

99． 幾種不同型式的支持軸承各適應于哪些類型的轉子？ 圓筒形支持軸承主要適用于低速重載轉子；三油楔支持軸承、橢圓形支持軸承分別適用較高轉速的輕中和中、重載轉子；可傾瓦支持軸承則適用于高轉速輕載和重載轉子。

100．推力軸承的作用是什么？

推力軸承的作用是承受轉子在運行中的軸向推力，確定和保持汽輪機轉子和汽缸之間的軸向相互位置。

101．推力軸承有哪些種類？主要構造是怎樣的？

推力軸承可以設置為單獨式，也可以和支持軸承合并為一體，稱為聯合式（推力支持聯合軸承）。按結構形狀分多顎式和扇形瓦片式，現在普遍采用的為扇形瓦片式。主要構造由工作瓦片、非工作瓦片、調整墊片、安裝環等組成。推力盤的兩側分別安裝十至十二片工作瓦片和非工作瓦片。各瓦片都安裝在安裝環上，工作瓦片承受轉子正向軸向推力，非工作瓦片承受轉子的反向軸向推力。

102．什么叫推力間隙？

推力盤在工作瓦片和非工作瓦片之間的移動距離叫推力間隙，一般不大于0.4mm。瓦片上的烏金厚度一般為1.5mm，其值小于汽輪機通流部分動靜之間的最小間隙，以保證即使在烏金熔化的事故情況下，汽輪機動靜部分也不會相互摩擦。

103．汽輪機推力軸承的工作過程是怎樣的？

安裝在主軸上的推力盤兩側工作面和非工作面各有若干塊推力瓦塊，瓦塊背面有一銷釘孔，靠此孔將瓦塊安置在安裝環的銷釘上，瓦塊可以圍繞銷釘略為轉動。瓦塊上的銷釘孔設在偏離中心7.54mm處，因此瓦塊的工作面和推力盤之間就構成了楔形間隙。當推力盤轉動時油在楔形間隙中受到擠壓，壓力提高，因而這層油膜上具有承受轉子軸向推力的能力。安裝環安置在球面座上，油經過節流孔送入推力軸承進油室，分為兩路經推力軸承球面座上的進油孔進入主軸周圍的環形油室，并在瓦塊之間徑向流過。在瓦塊與瓦塊之間留有寬敞的空間，便于油在瓦塊中循環。

推力軸承球面座上裝有回油擋油環，油環圍在推力盤外圓形成環形回油室。在工作面和非工作面回油擋環的頂部各設兩個回油孔，而且還可以用針形閥來調節回油量。

在推力瓦塊安裝環與推力盤之間也裝有擋油環，該擋油環包圍住推力瓦塊，形成推力軸承的環形進油室。

三、? ?? ? 汽輪機的調節與保護 1．汽輪機油系統的作用是什么？ 汽輪機油系統的作用如下：

⑴ 向機組各軸承供油，以便潤滑和冷卻軸承。

⑵ 供給調節系統和保護裝置穩定充足的壓力油，使它們正常工作。⑶ 供應各傳動機構潤滑用油。

根據汽輪機油系統的作用，一般將油系統分為潤滑油系統和調節（保護）油系統兩個部分。

2．為什么要將抗燃油作為汽輪發電機組油系統的介質？它有什么特點？

隨著機組功率和蒸汽參數的不斷提高，調節系統的調節汽門提升力越來越大，提高油動機的油壓是解決調節汽門提升力增大的一個途徑。但油壓的提高、容易造成油的泄漏，普通汽輪機油的燃點低，容易造成火災。抗燃油的自燃點較高，即使它落在熾熱高溫蒸汽管道表面也不會燃燒起來，抗燃油還具有火焰不能維持及傳播的可能性。從而大大減小了火災對電廠威脅。抗燃油的最大特點是它的抗燃性，但也有它的缺點，如有一定的毒性，價格昂貴，粘溫特性差（即溫度對粘性的影響大）。所以一般將調節系統與潤滑系統分成兩個獨立的系統。調節系統用高壓抗燃油，潤滑系統用普通汽輪機油。

3．主油箱的容量是根據什么決定的？什么是汽輪機油的循環倍率？

汽輪機主油箱的貯油量決定于油系統的大小，應滿足潤滑及調節系統的用油量。機組越大，調節、潤滑系統用油量越多。油箱的容量也越大。

汽輪機油的循環倍率等于每小時主油泵的出油量與油箱總油量之比，一般應小于12。如循環倍率過大，汽輪機油在油箱內停留時間少，空氣、水分來不及分離，致使油質迅速惡化，縮短油的使用壽命。

4．汽輪機的潤滑油壓是根據什么來確定

汽輪機潤滑油壓根據轉子的重量、轉速、軸瓦的構造及潤滑油的粘度等，在設計時計算出來，以保證軸頸與軸瓦之間能形成良好的油膜，并有足夠的油量來冷卻，因此汽輪機潤滑油壓一般取0.12～0.15MPa。

潤滑油壓過高可能造成油擋漏油，軸承振動。油壓過低使油膜建立不良，甚至發生斷油損壞軸瓦。

5．汽輪機油箱為什么要裝排油煙風機？

油箱裝設排油煙風機的作用是排除油箱中的氣體和水蒸氣。這樣一方面使水蒸氣不在油箱中凝結；另一方面使油箱中壓力不高于大氣壓力，使軸承回油順利地流入油箱。

反之，如果油箱密閉，那么大量氣體和水蒸氣積在油箱中產生正壓，會影響軸承的回油，同時易使油箱油中積水。

排油煙風機還有排除有害氣體使油質不易劣化的作用。

6.油箱底部為什么要安裝放水管？

汽輪機運行中，由于軸封漏汽大、水冷發電機轉子進水法蘭漏水過多等原因，使汽輪機油中帶水。這些帶有水分的油回到油箱后，因為水的比重大，水與油分離后沉積在油箱底部。及時排除這些水可避免已經分離出來的水再與油混合使油質劣化。所以油箱底部都裝有放水管。

7．汽輪機油油質劣化有什么危害？

汽輪機油質量的好壞與汽輪機能否正常運行關系密切。油質變壞使潤滑油的性能和油膜力發生變化，造成各潤滑部分不能很好潤滑，結果使軸瓦烏金熔化損壞；還會使調節系統部件被腐蝕、生銹卡澀，導致調節系統和保護裝置動作失靈的嚴重后果。所以必須重視對汽輪機油質量的監督。

8．什么是汽輪機油的粘度？粘度指標是多少？

粘度是判斷汽輪機油稠和稀的標準。粘度大，油就稠，不容易流動；粘度小，油就稀、薄容易流動。粘度以恩氏度作為測定單位，常用的汽輪機油粘度為恩氏度2.9～4.3。粘度對于軸承潤滑性能影響很大，粘度過大軸承容易發熱，過小會使油膜破壞。油質惡化時，油的粘度會增大。

9．為什么汽輪機軸承蓋上必須裝設通氣孔、通氣管？ 一般軸承內呈負壓狀態，通常這是因為從軸承流出的油有抽吸作用所造成的。由于軸承內形成負壓，促使軸承內吸入蒸汽并凝結水珠。為避免軸承內產生負壓，在軸承蓋上設有通氣孔或通氣管與大氣連通。另一方面，在軸承蓋上設有通氣管也可起著排除軸承中汽輪機油由于受熱產生的煙氣的作用，不使軸承箱內壓力高于大氣壓。運行中應注意通氣孔保持通暢防止堵塞。

10．汽輪機調節系統的任務是什么？ 汽輪機調節系統的基本任務是：在外界負荷變化時，及時地調節汽輪機的功率以滿足用戶用電量變化的需要，同時保證汽輪機發電機組的工作轉速在正常允許范圍之內。

11．調節系統一般應滿足哪些要求？ 調節系統應滿足如下要求：

⑴ 當主汽門全開時，能維持空負荷運行。

⑵ 由滿負荷突降到零負荷時，能使汽輪機轉速保持在危急保安器（ETS保護）動作轉速以下。

⑶ 當增、減負荷進，調節系統應動作平穩，無晃動現象。

⑷ 當危急保安器（ETS保護）動作后，應保證高、中壓主汽門、調節汽門迅速關閉。

⑸ 調節系統速度變動率應滿足要求（一般在4%～6%），遲緩率越小越好，一般應在0.5%以下。

12．汽輪機調節系統一般由哪幾個機構組成？

汽輪機的調節系統根據其動作過程，一般由轉速感受機構、傳動放大機構、執行機構、反饋裝置等組成。

13．汽輪機調節系統各組成機構的作用分別是什么？ 轉速感受機構：感受汽輪機轉速變化，并將其變換成位移變化或油壓變化的信號送至傳動放大機構。按其原理分為機械式、液壓式、電子式三大類。傳動放大機構：放大轉速感受機構的輸出信號，并將其傳遞給執行機構。執行機構：通常由調節汽門和傳動機構兩部分組成。根據傳動放大機構的輸出信號，改變汽輪機的進汽量。

反饋裝置：為保持調節的穩定，調節系統必須設有反饋裝置，使某一機構的輸出信號對輸入信號進行反向調節，這樣才能使調節過程穩定。反饋一般有動態反饋和靜態反饋兩種。

14．什么調節系統的靜態特性和動態特性？

調節系統的工作特性有兩種：即動態特性和靜態特性。在穩定工況下，汽輪機的功率和轉速之間的關系即為調節系統的靜態特性。從一個穩定工況過渡到另一個穩定工況的過渡過程的特性叫做調節系統的動態特性，是指在過渡過程中機組的功率、轉速、調節汽門的開度等參數隨時間的變化規律。

15．什么是調節系統的靜態特性曲線？對靜態特性曲線有何要求？

調節系統的靜態特性曲線即在穩定狀態下其負荷與轉速之間的關系曲線。調節系統靜態特性曲線應該是一條平滑下降的曲線，中間不應有水平部分，曲線兩端應較陡。如果中間有水平部分，運行時會引起負荷的自發擺動或不穩定現象。曲線左端較陡，主要是使汽輪機容易穩定在一定的轉速下進行發電機的并列和解列，同時在并網后的低負荷下還可減少外界負荷波動對機組的影響。右端較陡是為使機組穩定經濟負荷，當電網頻率下降時，使汽輪機帶上的負荷較小，防止汽輪機發生過負荷現象。

16．什么叫調節系統的速度變動率？對速度變動率有何要求？

從調節系統靜態特性曲線可以看到，單機運行從空負荷到額定負荷，汽輪機的轉速由n2降低到n1，該轉速變化值與額定轉速n0之比稱之為速度變動率，以δ表示。

即? ?? ? δ＝(n2－n1)／n0×100% δ較小的調節系統具有負荷變化靈活的優點。適用于擔負調頻負荷的機組；δ較大的調節系統負荷穩定性也，適用于擔負基本負荷的機組；δ太大，則甩負荷時機組容易超速；δ太小的調節系統可以出現晃動，故一般取4%～6%。速度變動率與靜態特性曲線越陡，則速度變動率越大，反之則越小。

17．什么是調節系統的遲緩率？ 調節系統在動作過程中，必須克服各活動部件內的摩擦阻力，同時由于部件的間隙，重疊度等影響，使靜態特性在升速和降速時并不相同，變成兩條幾乎平行的曲線。換句話說，必須使轉速多變化一定數值，將阻力、間隙克服后，調節汽門反方向動作才剛剛開始。同一負荷下可能的最大轉速變動Δn和額定轉速n0之比叫做遲緩率。通常用字母ε表示 即? ?? ?? ?? ? ε＝Δn／n0×100%

18．調節系統遲緩率過大，對汽輪機運行有什么影響？ 調節系統遲緩率過大造成對汽輪機運行的影響有： ⑴ 在汽輪機空負荷時，由于調節系統遲緩率過大，將引起汽輪機的轉速不穩定，從而使并列困難。

⑵ 汽輪機并網后，由于遲緩率過大，將會引起負荷的擺動。

⑶ 當機組負荷驟然甩至零時，因遲緩率過大，使調節汽門不能立即關閉，造成轉速突升，致使危急保安器（ETS保護）動作。如危急保安器有故障不動作，那就會造成超速飛車的惡性事故。

19．為什么調節系統要做動態、靜態特性試驗？

調節系統靜態特性試驗的目的是測定調節系統的靜態特性曲線、速度變動率、遲緩率，全面了解調節系統的工作性能是否正確、可靠、靈活；分析調節系統產生缺陷的原因，以正確地消除缺陷。

調節系統動態特性試驗的目的是測取甩負荷時轉速飛升曲線，以便準確地評價過渡過程的品質，改善調節系統的動態調節品質。

20．何謂調節系統的動態特性試驗？

調節系統的動態特性是指從一個穩定工況過渡到另一個穩定工況的過渡過程的特性，即過程中汽輪機組的功率、轉速、調節汽門開度等參數隨時間的變化規律。汽輪機滿負荷運行時，突然甩去全負荷是最大的工況變化，這時汽輪機的功率、轉速、調節汽門開度變化最大。只要這一工況變動時，調節系統的動態性能指標滿足要求，其他工況變動也就能滿足要求，所以動態特性試驗是以汽輪機甩全負荷為試驗工況。即甩全負荷試驗就是動態特性試驗。

21．電磁超速保護裝置的結構是怎樣的？ 電磁超速保護裝置結構有兩種形式。一種是上半部為電磁鐵，下半部為套筒和滑閥，在正常運行中滑閥將放大器來的二次油堵住，當電磁鐵動作時滑閥芯桿上移，將二次油從回油孔排掉。另一種是電磁加速器控制閥（簡稱電磁閥）。上部為電磁鐵，下部為控制活塞，正常運行時活塞將校正器和放大器來油與高、中壓油動機油路接通。當電磁鐵動作時，活塞將校正器和放大器的來油口關閉，而將高、中壓油動機的油路與排油接通，使高、中壓調節汽門同時關閉。當電磁閥線圈電源中斷后，靠彈力和重力使活塞下落，校正油壓和二次油壓重又恢復，使高、中壓調節汽門恢復到較低位置的開度。

22．電液調節系統的基本工作原理是怎樣的？

電液調節裝置是一個以轉速訊號作為反饋的調節系統。轉速訊號來自安裝在汽輪機軸端的磁阻發送器（或測速發電機）。將被測軸的轉速轉換成相應的頻率電訊號，線性地轉換成電壓輸出，通過運算放大器與轉速給定值綜合比較，并將其差值放大。這一代表轉速偏差的電量又在下一級運算放大器中與同步器給出的電壓偏量綜合，然后作為電調的總輸出。經過電液轉換器將這一輸出電量線性地轉換成油壓量。最后由控制執行機構——高、中壓油動機來改變高、中壓調節汽門開度，對汽輪機轉速進行自動調節。

23．汽輪機為什么必須有保護裝置？ 為了保證汽輪機設備的安全，防止設備損壞事故的發生，除了要求調節系統動作可靠以外，還應該具有必要的保護裝置，以便汽輪機遇到調節系統失靈或其他事故時，能及時動作，迅速停機，避免造成設備損壞等事故。

保護裝置本身應特別可靠，并且汽輪機容量越大，造成事故的危害越嚴重，因此對保護裝置的可靠性要求就越高。

24．自動主汽門的作用是什么？

自動主汽門的作用是在汽輪機保護裝置動作后，迅速切斷汽輪機的進汽并使汽輪機停止運行。因此，它是保護裝置的執行元件。

25．對自動主汽門有什么要求？

為了保證安全，要求自動主汽門動作迅速，并關閉嚴密，對于高壓汽輪機來說，在正常進汽參數和排汽壓力的情況下，自動主汽門關閉后（調節汽門全開），汽輪機轉速應能夠降低到1000r／min以下。自汽輪機保護系統動作到主汽門完全關閉的時間，通常要求不大于0.5～0.8s。

26．為什么通常主汽門都是以油壓開啟，而以彈簧力來關閉？

這是因為在任何事故情況下，包括在油源斷絕時，自動主汽門仍應能迅速關閉。所以一般主汽門都設計成以彈簧力來關閉。

27．危急保安器有哪兩種型式？ 按結構特點不同，危急保安可分為飛錘式和飛環式兩種。它們的工作原理完全相同。其基本原理是當汽輪機轉速達到危急保安器規定的動作轉速時，飛錘（或飛環）飛出，打擊脫扣桿件，使危急遮斷滑閥（危急遮油門）動作，關閉自動主汽門和調節汽門，使汽輪機迅速停機。

28．飛錘式危急保安器的結構和動作過程是怎樣的？

飛錘式的危急保安器裝在主軸前端縱向孔內，由飛錘、外殼、彈簧和調整螺母等組成。飛錘的重心和旋轉中心偏離6.5mm，所以又稱偏心飛錘。飛錘被彈簧壓住，在轉速低于動作轉速時，彈簧力大于離心力，飛錘不動。當轉速高于飛出轉速時，飛錘離心力大于彈簧力，飛錘向外飛出。飛錘一旦動作，偏心距將隨之增大，離心力隨之增加，所以飛錘必然加速走完全部行程。飛錘的行程由限位襯套的凸肩限制，正常情況下，全行程為6mm。飛錘飛出后打擊脫扣杠桿，使危急遮斷油門動作，關閉主汽門和調節汽門，切斷汽輪機進汽，使汽輪機迅速停機。在汽輪機轉速降至某一轉速時，飛錘離心力小于彈簧力，飛錘在彈簧力的作用下，回到原來位置，這個轉速稱為復位轉速，一般復位轉速在3050r／min左右。飛錘的動作轉速，可通過改變彈簧的初緊力加以調整，轉動調整螺母使導向襯套移動，就能改變彈簧的初緊力。

29．飛環式危急保安器與飛錘式危急保安器結構上有什么不同？ 飛環式危急保安器和飛錘式危急保安器主要不同之處，就是用一個套在汽輪機主軸上的具有偏心重量的飛環式代替偏心飛錘。當汽輪機轉速升高到動作轉速時，偏心環的離心力克服彈簧力而向外飛出。飛環的飛出轉速也可以通過調整螺母改變彈簧力來調整。30．危急遮斷器滑閥的結構和動作原理是怎樣的？ 危急保安器的飛錘或飛環飛出后，都通過撞擊危急遮斷油門上的拉鉤來實現關閉主汽門和調節汽門。因此說，是危急保安器和危急遮斷油門共同組成超速保護裝置。

危急遮斷滑閥的結構型式很多，它主要由活塞、拉鉤、導銷、壓彈簧、扭彈簧及外殼組成。每只危急保安器配用一只危急遮斷滑閥。

在正常運行中，活塞被拉鉤頂住，活塞所處位置，使二次油室、安全油室均不與任何油路相通。當轉速升高到危急保安器動作后，飛環打擊在拉鉤上，使拉鉤逆時針方向旋轉而脫鉤，活塞在下部彈簧的作用下抬起，使二次油和安全油分別與回油管接通，同時泄掉安全油和二次油，自動主汽門和調節汽門關閉停機。若需危急遮斷滑閥重新掛鉤，可操作復位裝置使復位油進入活塞上部，在復位油壓的作用下，活塞下行，拉鉤借扭彈簧的作用順時針轉回原位重新頂住活塞，復位油隨即切斷，危急遮斷滑閥處于工作位置。

31．汽輪機軸向位移保護裝置起什么作用？

汽輪機轉子與靜子之間的軸向間隙很小，當轉子的軸向推力過大，致使推力軸承烏金熔化時，轉子將產生不允許的軸向位移，造成動靜部分摩擦，導致設備嚴重損壞事故，因此汽輪機都裝有軸向位移保護裝置。其作用是：當軸向位移達到一定數值時，發出報警信號；當軸向位移達到危險值時，保護裝置動作，切斷汽輪機進汽，停機。

32．低油壓保護裝置的作用是什么？

潤滑油油壓過低，將導致潤滑油膜破壞，不但要損壞軸瓦，而且造成動靜之間摩擦等惡性事故，因此，在汽輪機的油系統中都裝有潤滑油低油壓保護裝置。低油壓保護裝置一般具有以下作用：

⑴ 潤滑油壓低于正常要求數值時，首先發出信號，提醒運行人員注意并及時采取措施。

⑵ 油壓繼續下降到某數值時，自動投入備用油泵（備用交流潤滑油泵和直流油泵），以提高油壓。

⑶ 備用油泵投入后，仍繼續跌到某一數值應掉閘停機。

33．低真空保護裝置的作用是什么？ 汽輪機運行中真空降低，不僅會影響汽輪機的出力和降低熱經濟性，而且真空降低過多還會因排汽溫度過高和軸向推力增加影響汽輪機安全。因此大功率的汽輪機均裝有低真空保護裝置。當真空降低到一定數值時，發出報警信號，真空降至規定的極限時，能自動停機。以保護汽輪機免受損壞。

四、汽輪機主要輔助設備

1．汽輪機的輔助設備主要有哪些？

汽輪機設備除了本體、保護調節及供油設備外，還有許多重要的輔助設備。主要有凝汽器、回熱加熱設備、除氧器等。

2．凝汽器由哪些設備組成？

汽輪機凝汽設備主要由凝汽器、循環水泵、抽氣器、凝結水泵等組成。

3．凝汽設備的作用是什么？ 凝汽設備的作用是：

⑴ 凝汽器用來冷卻汽輪機排汽，使之凝結為水，再由凝結水泵送到除氧器，經給水泵送到鍋爐。凝結水在發電廠是非常珍貴的，尤其對高溫、高壓設備。因此在汽輪機運行中，監視和保證凝結水是非常重要的。

⑵ 在汽輪機排汽口造成高度真空，使蒸汽中所含的熱量盡可能被用來發電，因此，凝汽器工作的好壞，對發電廠經濟性影響極大。

⑶ 在正常運行中凝汽器有除氣作用，能除去凝結水中的含氧，從而提高給水質量防止設備腐蝕。

4．凝汽器的工作原理是怎樣的？

凝汽器中真空的形成主要原因是由于汽輪機的排汽被冷卻成凝結水，其比容急劇縮小。如蒸汽在絕對壓力4kPa時蒸汽的體積比水的體積大3萬多倍。當排汽凝結成水后，體積就大為縮小，使凝汽器內形成高度真空。凝汽器的真空形成和維持必須具備三個條件： ⑴ 凝汽器銅管必須通過一定的冷卻水量。

⑵ 凝結水泵必須不斷地把凝結水抽走，避免水位升高，影響蒸汽的凝結。⑶ 抽氣器必須把漏入的空氣和排汽不凝結的氣體抽走。

5．對凝汽器的要求是什么？ 對凝汽器的要求是：

⑴ 有較高的傳熱系數和合理的管束布置。

⑵ 凝汽器本體及真空管系統要有高度的嚴密性。⑶ 汽阻及凝結水過冷度要小。⑷ 水阻要小。

⑸ 凝結水的含氧量要小。⑹ 便于清洗冷卻水管。⑺ 便于運輸和安裝。

6．凝汽器有哪些分類方式？ 按換熱的方式，凝汽器可分為混合式和表面式兩大類。表面式凝汽器又可分為：

按冷卻水的流程，分為單道制、雙道制、三道制。按水側有無垂直隔板，分為單一制和對分制。

按進入凝汽器的汽流方向，分為汽流向下式、汽流向上式、汽流向心式、汽流向側式。

7．什么是混合式凝汽器？什么是表面式凝汽器？

汽輪機的排汽與冷卻水直接混合換熱的叫混合式凝汽器。這種凝汽器的缺點是凝結水不能回收，一般應用于地熱電站。

汽輪機排汽與冷卻水通過銅管表面進行間接換熱的凝汽器叫做表面式凝汽器。現在一般電廠都是用表面式凝汽器。

8．通常表面式凝汽器的構造由哪些部件組成？

凝汽器主要由外殼、水室、管板、銅管、與汽輪機連接處的補償裝置和支架等部件組成。凝汽器有一個圓形（或方形）的外殼，兩端為冷卻水水室，冷卻水管固定在管板上，冷卻水從進口流入凝汽器，流經管束后，從出水口流出。汽輪機的排汽從進汽口進入凝汽器與溫度較低的冷卻水管外壁接觸而放熱凝結。排汽所凝結的水最后聚集在熱水井中，由凝結水泵抽出。不凝結的氣體流經空氣冷卻區后，從空氣抽出口抽出。以上就是凝汽器的工作過程。

9．大機組的凝汽器外殼由圓形改為方形有什么優缺點？ 凝汽器外殼由圓形改為方形（矩形），使制造工藝簡化，并能充分利用汽輪機下部空間。在同樣的冷卻面積下，凝汽器的高度可降低，寬度可縮小，安裝也比較方便。但方形外殼受壓性能差，需用較多的槽鋼和撐桿進行加固。

10．汽流向側式凝汽器有什么特點？

汽輪機的排汽進入凝汽器后，因抽氣口處壓力最低，所以汽流向抽氣口處流動。汽流向側式凝汽器有上下直通的蒸汽通道，保證了凝結水與蒸汽的直接接觸。一部分蒸汽由此通道進入下部，其余部分從上面進入管束的兩半，空氣從兩側抽出。在這類凝汽器中，當通道面積足夠大時，凝結水過冷度很小，汽阻也不大。國產機組多數采用這種型式。

11．汽流向心式凝汽器又有什么特點？ 汽流向心式凝汽器，蒸汽被引向管束的全部外表面，并沿半徑方向流向中心的抽氣口。在管束的下部有足夠的蒸汽通道，使向下流動的凝結水及熱水井中的凝結水與蒸汽相接觸，從而凝結水得到很好的回熱。這種凝汽器還由于管束在蒸汽進口側具有較大的通道，同時蒸汽在管束中的行程較短，所以汽阻比較小。此外，由于凝結水與被抽出的蒸汽空氣混合物不接觸，保證了凝結水的良好除氧作用。其缺點是體積較大。國產200MW機組就采用這種凝汽器。

12．國產125MW汽輪機的凝汽器結構有哪些主要特點？ 國產125MW汽輪機的凝汽器結構有如下特點：

⑴ 凝汽器冷卻水管采用帶狀布置，按三角形排列。管子兩端用脹管法固定時，銅管造成一定的拱度，中間緊固在六塊中間隔板上，以增加管子的剛性，改善管子的振動特性，避免共振，同時可以補償殼體和鋼管的熱膨脹差。

⑵ 外殼鋼板焊接，彈簧支座支承，上面通過排汽管與低壓缸排汽口焊接。運行中凝汽器與冷卻水的重量基本上都由彈簧支座支承。采用彈簧支座便于汽輪機和凝汽器受熱膨脹或冷卻時收縮。

⑶ 集水箱中設有淋水盤式的真空除氧裝置。

13．凝汽器鋼管在管板上如何固定？

凝汽器銅管在管板上的固定方法主要有墊裝法、脹管法、焊接法（鈦管）。墊裝法是將管子兩端置于管板上，再用填料加以密封。優點是當溫度變化時，銅管能自由脹縮，但運行時間長了，填較會腐爛而造成漏水。脹管法是將銅管置于管板上后，用專用的脹管器將銅管擴脹，擴管后的銅管管端外徑比原來大1～1.5mm，與管板間保持嚴密接觸，不易漏水。這種方法工藝簡單、嚴密性好，現在廣泛在凝汽器上采用。

14．凝汽器與汽輪機排口是怎樣連接的？排汽缸受熱膨脹時如何補償？ 凝汽器與排汽口的連接方式有焊接、法蘭連接、伸縮節連接三種。大機組為保證連接處的嚴密性，一般用焊接連接。當用焊接方法或法蘭盤連接時，凝汽器下部用彈簧支撐。排汽缸受熱膨脹時，靠支承彈簧的壓縮變形來補償。小機組用伸縮節連接時，凝汽器放置在固定基礎上，排汽缸的溫度變化時，膨脹靠伸縮節補償。

也有的凝汽器上部用波形伸縮節與排汽缸連接，下部仍用彈簧支承。

15．什么是凝汽器的熱力特性曲線？

凝汽器內壓力的高低是受許多因素影響的，其中主要因素是汽輪機排入凝汽器的蒸汽量、冷卻水的進口溫度、冷卻水量。這些因素在運行中都會發生很大的變化。凝汽器的壓力與凝汽量、冷卻水進口溫度、冷卻水量之間的變化關系稱為凝汽器的熱力特性。

在冷卻面積一定，冷卻水量也一定時，對應于每一個冷卻水進水溫度，可求出凝汽器壓力與凝汽量之間的關系，將此關系繪成曲線，即為凝汽器的熱力特性曲線。

16．凝汽器熱交換平衡方程式如何表示？ 凝汽器熱交換平衡方程式的物理意義是：排汽凝結時放出的熱量等于冷卻水帶走熱量。方程式為： Dc（hc－hc/）＝Dw（t2－t1）cw? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（4—1）式中??Dc——進入凝汽器的蒸汽量，kg／h； ? ?? ?hc——汽輪機排汽的焓值，kJ／kg； ? ?? ?hc/——凝結水的焓值，kJ／kg；

? ?? ?t1、t2——冷卻水的進、出水溫度，℃； ? ?? ?cw——冷卻水的比熱容，kJ／（kg·℃）； ? ?? ?Dw——進入凝汽器的冷卻水量，kg／h.式中（hc－hc/）的數值在（510～520）×4.186 kJ／kg之間，近似取520×4.186 kJ／kg。

17.什么叫凝汽器的的冷卻倍率？

凝結1kg排汽所需要的冷卻水量，稱為冷卻倍率。其數值為進入凝汽器的冷卻水量與進入凝汽器的汽輪機排汽量之比。一般取50～80。

18．什么是凝汽器的極限真空？

凝汽設備在運行中應該從各方面采取措施以獲得良好真空。但真空的提高也不是越高越好，而有一個極限。這個真空的極限由汽輪機最后一級葉片出口截面的膨脹極限所決定。當通過最后一級葉片的蒸汽已達到膨脹極限時，如果繼續提高真空，不可能得到經濟上的效益，反而會降低經濟效益。簡單地說，當蒸汽在末級葉片中的膨脹達到極限時，所對應的真空稱為極限真空，也有的稱之為臨界真空。

19．什么是凝汽器的最有利真空？

對于結構已確定的凝汽器，在極限真空內，當蒸汽參數和流量不變時，提高真空使蒸汽在汽輪機中的可用焓降增大，就會相應增加發電機的輸出功率。但是在提高真空的同時，需要向凝汽器多供冷卻水，從而增加循環水泵的耗功。由于凝汽器真空提高，使汽輪機功率增加與循環水泵多耗功率的差數為最大時的真空值稱為凝汽器的最有利真空（即最經濟真空）。影響凝汽器最有利真空的主要因素是：進入凝汽器的蒸汽流量、汽輪機排汽壓力、冷卻水的進口溫度、循環水量（或是循環水泵的運行臺數）、汽輪機的出力變化及循環水泵的耗電量變化等。實際運行中則是根據凝汽量及冷卻水進口溫度來選用最有利真空下的冷卻水量，也即是合理調度使用循環水泵的容量和臺數。

20．什么是凝汽器的額定真空？

一般汽輪機銘牌排汽絕對壓力對應的真空是凝汽器的額定真空。這是指機組在設計工況、額定功率、設計冷卻水量時的真空。這個數值并不是機組的極限真空值。

21．凝汽器銅管的清洗方法有哪些？

當凝汽器冷卻水管結垢或被雜物堵塞時，便破壞了凝汽器的正常工作。使真空下降。因此必須定期清洗銅管，使其保持較高的清潔程度。清洗方法通常有以下幾種：

⑴ 機械清洗。機械清洗即用鋼絲刷、毛刷等機械，用人工清洗水垢。缺點是時間長，勞動強度大，此法已很少采用。

⑵ 酸洗。當凝汽器銅管結有硬垢，真空無法維持時應停機進行酸洗。用酸液溶解去除硬質水垢。去除水垢的同時還要采取適當措施防止銅管被腐蝕。

⑶ 通風干燥法。凝汽器有軟垢污泥時，可采用通風干燥法處理，其原理是使管內微生物和軟泥龜裂，再通水沖走。

⑷ 反沖洗法。凝汽器中的軟垢還可以采用冷卻水定期在銅管中反向流動的反沖洗法來清除。這種方法的缺點是要增加管道閥門的投資，系統較復雜。

⑸ 膠球連續清洗法。是將比重接近水的膠球投入循環水中，利用膠球通過冷卻水管，清洗銅管內松軟的沉積物。是一種較好的清洗方法，目前我國各電廠普遍采用此法。

⑹ 高壓水泵（15～20MPa）。高速水流擊振沖洗法。

22．簡述凝汽器膠球清洗系統的組成和清洗過程？ 膠球連續清洗裝置所用膠球有硬膠球和軟膠球兩種，清洗原理亦有區別。硬膠球的直徑比銅管內徑小1～2mm，膠球隨冷卻水進入銅管后不規則地跳動，并與銅管內壁碰撞，加之水流的沖刷作用，將附著在管壁上的沉積物清除掉，達到清洗的目的。軟膠球的直徑比銅管大1～2mm，質地柔軟的海綿膠球隨水進入銅管后，即被壓縮變形與銅管壁全周接觸，從而將管壁的污垢清除掉。

膠球自動清洗系統由膠球泵、裝球室、收球網等組成。清洗時把海綿球填入裝球室，起動膠球泵，膠球便在比循環水壓力略高的壓力水流帶動下，經凝汽器的進水室進入銅管進行清洗。由于膠球輸送管的出口朝下，所以膠球在循環水中分散均勻，使各銅管的進球率相差不大。膠球把銅管內壁抹擦一遍，流出銅管的管口時，自身的彈力作用使它恢復原狀，并隨水流到達收球網，被膠球泵入口負壓吸入泵內，重復上述過程，反復清洗。

23．凝汽器膠球清洗收球率低有哪些原因？ 收球率低的原因如下：

⑴ 活動式收球網與管壁不密合，引起“跑球”。⑵ 固定式收球網下端彎頭堵球，收球網臟污堵球。

⑶ 循環水壓力低、水量小，膠球穿越銅管能量不足，堵在管口。⑷ 凝汽器進口水室存在渦流、死角，膠球聚集在水室中。⑸ 管板檢修后涂保護層，使管口縮小，引起堵球。⑹ 新球較硬或過大，不易通過銅管。

⑺ 膠球比重太小，停留在凝汽器水室及管道頂部，影響回收。膠球吸水后的比重應接近于冷卻水的比重。

24．怎樣保證凝汽器膠球清洗的效果？

為保證膠球清洗的效果，應做好下列工作：

⑴ 凝汽器水室無死角，連接凝汽器水側的空氣管、放水管等要加裝濾網，收球網內壁光滑不卡球，且裝在循環水出水管的垂直管段上。

⑵ 凝汽器進口應裝二次濾網，并保持清潔，防止雜物堵塞銅管和收球網。⑶ 膠球的直徑一般要比銅管大1～2mm或相等，這要通過試驗確定。發現膠球磨損直徑減小或失去彈性，應更換新球。

⑷ 投入系統循環的膠球數量應達到凝汽器冷卻水一個流程銅管根數的20%。⑸ 每天定期清洗，并保證1h清洗時間。

⑹ 保證凝汽器冷卻水進出口一定的壓差，可采用開大清洗側凝汽器出水閥以提高出口虹吸作用和提高凝汽器進口壓力的辦法。

25．凝汽器進口二次濾網的作用是什么？二次濾網有哪兩種形式？ 雖然在循環水泵進口裝設有攔污柵、回轉式濾網等設備，但仍有許多雜物進入凝汽器，這些雜物容易堵塞管板、銅管，也會堵塞收球網。這樣不僅降低了凝汽器的傳熱效果，而且有可能會使膠球清洗裝置不能正常工作。為了使進入凝汽器的冷卻水進一步得到過濾，在凝汽器循環水進口管上裝設二次濾網。

對二次濾網的要求，既要過濾效果好，又要水流的阻力損失小，二次濾網分內旋式和外旋式濾網二種。外旋式濾網帶蝶閥的旋渦式，改變水流方向產生擾動，使雜物隨水排出。內旋式濾網的網芯由液壓設備轉動，上面的雜物被固定安置的括板刮下，并隨水流排入凝汽器循環水出水管。

兩種形式比較，內旋式二次濾網清洗排污效果好。

26．凝汽器銅管腐蝕、損壞造成泄漏的原因有哪些？ 運行中的凝汽器銅管腐蝕損傷大致可分為三種類型。

⑴ 電化學腐蝕??由于銅管本身材料質量關系引起電化學腐蝕，造成銅管穿孔，脫鋅腐蝕。

⑵ 沖擊腐蝕??由于水中含有機械雜物在管口造成渦流，使管子進口端產生潰瘍點和剝蝕性損壞。

⑶ 機械損傷??造成機械損傷的原因主要是銅材的熱處理不好，管子在脹接時產生的應力以及運行中發生共振等原因造成銅管裂紋。

凝汽器銅管的腐蝕，其主要形式是脫鋅。腐蝕部分的表面因脫鋅而成海綿狀，使銅管變得脆弱。

27．防止銅管腐蝕的方法有哪些？ 防止銅管腐蝕有如下方法：

⑴ 采用耐腐蝕金屬制作凝汽器管子，如用鈦管制成冷卻水管。

⑵ 硫酸亞鐵或銅試劑處理??經硫酸亞鐵處理的銅管不但能有效地防止新銅管的脫鋅腐蝕，而且對運行中已經發生脫鋅腐蝕的舊銅管，也可在鋅層表面形成一層緊密的保護膜，能有效地抑制脫鋅腐蝕的繼續發展。

⑶ 陰極保**??陰極保**也是一種防止潰瘍腐蝕的措施，采用這種方法可以保護水室、管板和管端免遭腐蝕。

⑷ 冷卻水進口裝設過濾網和冷卻水進行加氯處理。

⑸ 采取防止脫鋅腐蝕的措施，添加脫鋅抑制劑。防止管壁溫度上升，消除管子內表面停滯的沉積物，適當增加管內流速。

⑹ 加強新銅管的質量檢查試驗和提高安裝工藝水平。

28．什么是陰極保**？它的的原理是什么？

陰極保**是防止銅管電腐蝕的一種方法，常用外部電源法和犧牲陽極法兩種。陰極保**的原理如下：

不同的金屬在溶液中具有不同的電位，同一種金屬在溶液中，由于表面材質的不均勻性，表面的各部位的電位也不同。所以不同的金屬（較靠近的）或同一種金屬浸泡在溶液中，便會在金屬之間（或各部位之間）產生電位差，這種電位差就是產生電化學腐蝕的動力。腐蝕發生時只有金屬的陽極遭受腐蝕，而陰極不受腐蝕，要防止這種腐蝕的產生，就得消除它們的電位差。

29．什么是犧牲陽極法？

犧牲陽極法就是在凝汽器水室內安裝一塊金屬作為陽極，它的電位低于被保護物（管板、管端、水室），而使整個水室、管板和管端成為陰極。在溶液（冷卻水）的浸泡下，電化學腐蝕就只腐蝕裝上的金屬板，就是犧牲陽極保護了管板等金屬免受腐蝕。受腐蝕的金屬板陽極可以定期更換，材料為高純度鋅板、鋅合金或純鐵。

30．什么是外部電源法？

外部電源法是在水室內裝上外加電極接直流電源。水室接電源的負極做陰極，外加電極電源的正極作為陽極。當電源接入，通以電流時，水室、管板、管端各部分成為陰極免受腐蝕，從而得到保護。陽極材料一般選擇磁性氧化鐵及鋁合金。

31．改變凝汽器冷卻水量的方法有哪幾種？ 改變冷卻水量的方法有：

⑴ 采用母管制供水的機組，根據負荷增減循環水泵運行的臺數，或根據水泵容量大小進行切換使用。

⑵ 對于可調葉片的循環水泵，調整葉片角度。⑶ 調節凝汽器循環水進水門，改變循環水量。

32．凝汽器為什么要有熱井？

熱井的作用是集聚凝結水，有利于凝結水泵的正常運行。熱井貯存一定數量的水，保證甩負荷時不使凝結水泵馬上斷水。熱井的容積一般要求相當于滿負荷時約0.5～10min內所聚集的凝結水流量。

33．凝汽器汽側中間隔板起什么作用？

為了減少銅管的彎曲和防止銅管在運行過程中振動，在凝汽器殼體中設有若干塊中間隔板。中間隔板中心一般比管板中心高2～5mm，大型機組隔板中心抬高5～10mm。管子中心抬高后，能確保管子與隔板緊密接觸，改善管子的振動特性；管子的預先彎曲能減少其熱應力；還能使凝結水沿彎曲的管子中央向兩端流下，減少下一排管子上積聚的水膜，提高傳熱效果，放水時便于把水放凈。

34．抽氣器的作用是什么？

抽氣器的作用是不斷地將凝汽器內的空氣及其它不凝結的氣體抽走，以維持凝汽器的真空。

35．抽氣器有哪些種類和型式？

電站用的抽氣器大體可分為兩大類：

⑴ 容積式真空泵??主要有滑閥式真空泵、機械增壓泵和液環泵等。因價格高、維護工作量大，國產機組很少采用。

⑵ 射流式真空泵??主要是射汽抽氣器和射水抽氣器等，射汽抽氣器按其用途又分為主抽氣器和輔助抽氣器。國產中、小型機組用射汽抽氣較多，大型機組一般采用射水抽氣器。

36．射水式抽氣器的工作原理是怎樣的？

從射水泵來的具有一定壓力的工作水經水室進入噴嘴，噴嘴將壓力水的壓力能轉變為速度能，水流高速從噴嘴射出，使空氣吸入室內產生高度真空，抽出凝汽器內的汽、氣混合物，一起進入擴散管，水流速度減慢，壓力逐漸升高，最后以略高于大氣壓力排出擴散管。在空氣吸入室進口裝有逆止門，可防止抽氣器發生故障時，工作水被吸入凝汽器中。

37.射水式抽氣器主要有哪些優缺點？

射水式抽氣器具有結構緊湊、工作可靠、制造成本低等優點，因而廣泛用于汽輪機凝汽設備中。缺點是要消耗一部分電力和水，占地面積大。

38．射汽式抽氣器的工作有原理是怎樣的？ 射汽式抽氣器由工作噴嘴、混合室和擴壓管三部分組成。工作蒸汽經過噴嘴時熱降很大，流速增高，噴嘴出口的高速蒸汽流，使混合室的壓力低于凝汽器的壓力，因此凝汽器里的空氣就被吸進混合室里。吸入的空氣和蒸汽混合在一起進入擴壓管，在擴壓管中流速逐漸降低，而壓力逐漸升高。對于一個二級的主抽氣器，蒸汽經過一級冷卻室冷凝成水，空氣再由第二級射汽抽氣器抽出。其工作過程與第一級完全一樣，只是在第二級射汽抽氣器的擴壓管里，蒸汽和空氣的混合氣體壓力升高到比大氣壓力略高一點，經過冷卻器把蒸汽凝結成水，空氣排到大氣里。

39．射汽式抽氣器主要有什么優缺點？

射汽式抽氣器的優點是效率比較高，可以回收蒸汽的熱量。缺點是制造較復雜、造價大，噴嘴容易堵塞。抽氣器用的蒸汽，使用主蒸汽節流減壓時損失比較大。隨著汽輪機蒸汽參數的提高，使得依靠新蒸汽節流來獲得汽源的射汽式抽氣器的系統顯得復雜且不合理；大功率單元機組多采用滑參數起動，在機組起動之前亦不可能有足夠汽源供給射汽式抽氣器，所以射汽式抽氣器現在在大機組上應用較少。

40．離心真空泵有哪些優點？

與射水抽氣器比較，離心真空泵有耗功低、耗水量少的優點，并且噪聲也小。離心真空泵的缺點是：過載能力很差，當抽吸空氣量太大時，真空泵的工作惡化，真空破壞。這對真空嚴密性較差的大機組來說是一個威脅。故可考慮采用離心真空泵與射水抽氣器共用的辦法，當機組起動時用射水抽氣器，正常運行時用真空泵來維持凝汽器的真空。

41．離心真空泵的結構是怎樣的？

離心真空泵主要由泵軸、葉輪、葉輪盤、分配器、軸承、支持架、進水殼體、端蓋、泵體、泵蓋、逆止閥、噴嘴、噴射管、擴散管等零部件組成。泵軸是由裝在支持架軸承室內的兩個球面滾珠軸承支承，其一端裝有葉輪盤，在葉輪盤上固定著葉輪；在葉輪內側的泵體上裝有分配器，改變分配器中心線與葉輪中心線的夾角α（一般最佳角度為8○），就能改變工作水離開葉輪時的流動方向，如果把分配器的角度調整到使工作水流沿著混合室軸心線方向流動，這時流動損失最小，而泵的引射蒸汽與空氣混合物的能力最高。

42．離心真空泵的工作原理是怎樣的？

當泵軸轉動時，工作水下部入口被吸入，并經過分配器從葉輪的流道中噴出，水流以極高速度進入混合室，由于強烈的抽吸作用，在混合室內產生絕對壓力為3.54kPa的高度真空，這時凝汽器中的汽氣混合物，由于壓差作用沖開逆止閥，被不斷地抽到混合室內，并同工作水一道通過噴射管、噴嘴和擴散管被排出。

第四篇：抗旱技術問答

抗旱技術問答

問：提到抗旱自然要澆水，是嗎？

答：也不能一概而論，首先對那些嚴重干旱，大量死苗的麥田要早澆返青水，早施返青肥。

問：“冷尾暖頭、夜凍日消、有水即澆、小水為主”是什么意思？

答：我們說早澆返青水，早施返青肥，是在嚴重干旱條件下的不得已而為之。實際上早澆返青水有弊端——降低地溫、發苗慢。因此澆水時機要在“冷尾暖頭、夜凍日消”時候。即：前次降溫結束，升溫即將開始。要看天氣預報，最好是從網上查一周的天氣趨勢。澆水量要小，當天能滲下，決不能結明冰。另外，澆后在宜耕期及時松土、保墑、增溫。

問：具體灌多少水呢？

答：畝灌30-40立方即可，同時適量施用化肥，砂性土壤多灌點兒，它不大保水。問：早澆返青水時，結合施什么肥？施多少？

答：每畝施用10公斤左右尿素。并適量增施磷酸二銨，促進次生根噴出，增加春季分蘗，提高分蘗成穗率。

問：哪些情況旱情重，需早澆“保命水”？

答：對于沒澆越冬水、偏沙性麥田、播種淺、分蘗節處于干土層中、次生根長不出來或很短、出現點片黃苗或死苗的麥田，要澆好保苗水、促苗壯。

問：我鄰居的麥田去年整地差，地也次，連凍水都沒澆，該早澆返青水吧？

答：對，兩類麥田應當早澆：一是凡0-20厘米土壤相對含水量在50%以下，且群體頭數不足的麥田，尤其是搶墑播種又從未澆過水的麥田，或整地播種質量差、土壤懸松翹空、失墑嚴重的麥田，開春后都應及早澆水；二是對于因晚播苗小苗弱的麥田應盡可能早澆水。對于因干旱嚴重影響小麥正常生長的地塊，當日均氣溫穩定在3℃、白天澆水后能較快滲下時，要抓緊澆水保苗，時間越早越好。澆水時應注意，要做到小水灌溉，當日下滲，地表無存水。杜絕大水漫灌，防止地表積水，出現夜間地面結冰現象。

問：您剛才說“土壤含水量50%以下”是怎么回事？

答：簡便易行些吧，扒開分蘗節以下的土，手握不能成團，就旱到這程度了。問：我的麥田去年澆過凍水了，也沒有較大片的缺苗，怎么澆？

答：一類麥田應適當晚澆：凡冬前已經澆過水，且開春后麥苗生長基本正常，畝群體頭數在80萬頭左右及其以上麥田，可適當推遲澆水時間，待春季氣溫回升，小麥進入起身拔節期再進行澆水。

問：這一天當中，什么時間澆水好？

答：這個問題提得好，澆水的時間和方法也應該注意，要在日平均氣溫穩定在3℃以上的晴天上午10點到下午4點前小水細澆，澆透，杜絕大水漫灌。澆水時如遇大幅降溫，應立即停澆，待氣溫回升后再澆，以防凍害發生。澆水量以晚上降溫前全部滲完、地面無積水為宜。

問：我看到有些地方壓麥，可行嗎？ 答：對沒有水澆條件的旱地麥田，春季管理要將鎮壓提墑作為春季麥田管理的重點措施。要采取中耕鎮壓的方法，先壓后鋤，以起到提墑保墑增溫，促根壯蘗，促苗早發快長的效果。

麥田鎮壓后，土壤中毛細管形成，深層的土壤水分沿毛細管上升至上層土壤，有利于滋潤根系生長，提高小麥抗旱能力。同時，趁早春土壤返漿或下小雨后，用化肥耬施入氮肥，對增加畝穗數和穗粒數、提高粒重、增加產量有突出效果。一般畝追施尿素10公斤左右。對底肥沒施磷肥的要配施磷酸二銨。

各類麥田返青期都要鎮壓劃鋤（澆水的麥田在宜耕期進行）鎮壓可壓碎坷垃，沉實土壤，彌封裂縫，減少水分蒸發和避免根系受旱；對旺長麥田，鎮壓可抑制地上部生長，控旺轉壯。鎮壓要結合劃鋤進行，先壓后鋤。劃鋤能保墑、提溫、消滅雜草，鋤地時要鋤細、鋤勻、不壓麥苗。

第五篇：化工裝置個人技術工作總結

化工裝置個人技術工作總結

本人XXX，XXXX年X月于XX省XXXXX學校XXXXX專業畢業。同年X月分配到了XXXXXXXX(單位)。XXXX年X月在單位任XXXXX（職務）。

在擔任XXXXX（職務）期間，我對所管轄的裝置設備實行定點定制管理。為確保設備良好，堅持每天三次巡回檢查制，對檢查出的故障設備及時交予XXXX公司檢修，以爭取在最快的時間將設備檢修投用。同時，今年產量任務艱巨，而設備在三年未大修的情況下，更加顯示出設備運行的好壞是影響生產的關鍵因素。為保障設備運行正常，工作中我除了對日常設備加強維護保養外，還對關鍵設備、重要機組實行多看、多聽、多摸的政策，通過勤觀察、勤巡檢，將發現的隱患及時消除在萌芽狀態。在今年單位的幾次小修中，我堅持早做方案、早準備材料，找準一切機會將只有在停車中才能解決的設備問題一并解決，實現了設備隱患早解決的局面。工作之余，我也利用業余時間自學專業課程，通過對專業的更深入了解，解決了自己在專業某些領域的貧乏，以便更好的運用到工作中。

由于我個人經驗有限，專業知識技術也不夠豐富，在工作中也會有“碰壁”的時候。一次次的不懂，只會激發我在專業水平上更加進步，更加提高。在今后的工作中，我也會以很多優秀設備管理者為楷模，更加深入、更加細致的自學專業技術，為單位的XX管理做出更大的貢獻！