催化重整装置技术问答（共5篇）

第一篇：催化重整装置技术问答

第一章原料预分馏过程

1.何谓催化重整?催化重整装置的任务是什么?生产汽油与生产芳烃在流程上有何不同?

催化重整是一种石油二次加工过程。这一过程是以含C6~C11烃的石脑油为原料：在一定的操作条件和催化剂的作用下。原料(烃)分子结构发生重新排列，使环烷烃和烷烃转化成芳烃或异构烷烃，同时副产部分氢气。

催化重整装置的任务是：①能够生产低分子石油芳烃—苯、甲苯和二甲苯等，因而它是生产芳香系石油化工产品的龙头装置，是芳烃联合装置的核心部分；②催化重整反应生成的产物—芳烃和异构烷烃具有很高的辛烷值，因此催化重整又是生产高辛烷值汽油组分的重要过程；③此外，副产的氢气是加氢裂化等用氢装置的重要氢气来源。综上所述，催化重整是炼油和石油化工的重要生产工艺之一，但生产汽油与生产芳烃的工艺流程不同。

（1）生产苯类芳烃的重整装置，需要设置单独的芳烃分离工艺过程。而生产汽油的重整装置则不需要。

芳烃分离过程是借助某种萃取剂(如甘醇类溶剂、环丁矾等)，将重整生成油中的芳烃抽出，再借助芳烃精馏过程，将单体芳烃苯、甲苯及二芳烃分离出来。

（2）生产汽油的重整装置，虽然不需要芳烃抽提过程。但要生产符合汽油规格指标要求的高辛烷值汽油调合组分，通常需将重整生成油中的低分子烃脱除，因此，需设置重整

生成油稳定塔，将C4以下的烃类脱除。

无论是生产苯类芳烃产品，还是生产高辛烷值汽油组分的重整装置都离不了原料预处理过程和重整反应过程。

2.重整原料有哪些来源?各有何特点?

在炼厂中，催化重整装置主要是加工常减压装置得到的低辛烷值直馏石脑油(粗汽油)。有些炼油厂，为了提高全厂汽油的辛烷值，将低辛烷值焦化石脑油、减粘石脑油经加氢精制后也送到催化重整装置处理。在国外，有些炼油厂甚至把催化裂化汽油中辛烷值较低的馏分经加氢后送到重整装置进行加工。加氢裂化装置得到的重石脑油也是生产芳烃的主要原料来源。

不同来源的重整原料油各有其特点。

(1)直馏石脑油

直馏石脑油，在我国通常是优质的重整原料。一与二次加工重整原料比较，直馏石脑油芳烃潜含量较高，硫、氮含量较低。有些直馏石脑油(如大庆直馏石脑油)砷含量高，做重整原料时，必须进行脱砷。

(2)热加工石脑油

热加工石脑油(如焦化汽油、减粘汽油)的特点是环烷烃含量少、芳烃潜含量低，含有大量不饱和烯烃，且硫、氮等化合物含量高。做重整原料必须进行预处理。

(3)加氢裂化石脑油

加氢裂化石脑油的特点是有害杂质含量少，不饱和烃含量低，是理想的重整原料;但有些加氢裂化石脑油由于加氢裂化的原料和过程不同，芳烃潜含量可能稍低，但多数加氢裂化石脑油的芳烃潜含量可高达40%以上。

3.重整装置对原料有些什么要求?

重整装置对原料的要求，通常希望含有较多的能转化为目的产品的前身物，不含或少含杂质。具体的要求是：

（1）对原料的组成要求

①对馏分组成的要求

根据装置生产任务不同，对原料馏程要求如下:

目的产物

要求的馏程(实沸点)，℃

C6~C8的芳烃

65~145

苯

65~85

甲苯

85~105

二甲苯

105~145

高辛烷值汽油

80~180

②对烃组成的要求

从烃组成的角度来说，芳烃潜含量较高的原料是比较理想的原料。芳烃潜含量低(低于28％)的原料通常称为劣质原料，这种原料会极大地影响催化重整的经济性。

另外，进料中不应含有C5以下的轻烃，C5以下的轻烃不利于生成芳烃，而且会带来许多不利的影响，如增加能耗、降低氢纯度等。

（2）对原料中杂质的要求

通常与反应压力和重整催化剂的类型有密切关系，如铂催化剂和反应压力较高时，－允许的杂质，如硫、水等可允许稍高(10³106以上)。

对现代双(多)金属重整催化剂而言，原料中的有害杂质含量限制为: －－

As<109;

S<0.5³106;－－

Cu<15³109

N<³106

－－

Pb<10³109

H2O < 5³106 4.重整原料为什么要预处理?包括哪些过程?

简单来说，提供给重整装置的原料(如直馏石脑油、加氢石脑油等)馏程和杂质含量一般不可能达到重整原料油的要求指标，为了保证生产出合格的产品，确保安、稳、长、满、优生产，重整装置设计中，均设有原料预处理系统，以便对不同来源的原料油进行预处理，主要过程包括：

原料预分馏过程；原料预脱砷过程；原料加氢预精制过程；原料蒸发脱水过程；原料深度脱硫过程。

5.什么叫分馏?重整原料预分馏的目的是什么？

所谓分馏，就是依据原料中各种组分的沸点差异(即挥发度不同)，将原料混合物中的各种组分加以分离的过程。石油加工中是对蒸馏和精馏过程的统称。

重整原料预分馏的目的，是在重整原料应进入反应系统之前，预先将原料油中不适宜重整反应的过轻、过重组分分馏出去。分馏出的轻组分通常叫做“拔头油”；分馏出的过重组分称为“切尾油”。.B、T、X的涵义是什么?

B是英文Benzene的字头，汉语的意思是苯。在英语中，还有两个单词与苯的涵义接近，一个是Benzol(e)，它的涵义是(粗)苯或苯的混合物；另一个是Benzoline，它的涵义是不纯苯，Benzoline还表示轻汽油(Benzine)，即表示含苯汽油之意。应加以注意。

T是英文Toluene的字头，汉语的意思是甲苯。在英语中，甲苯也可以写做rnethyl benzene。

X是英文Xylene的字头，汉语的意思是二甲苯[C6 H4(C H3)2]。二甲苯有邻二甲苯（o-Xylene)、间二甲苯(m-Xylene)和对二甲苯(p-Xylene)三种异构体。未经说明时，通常指的是三种异构体的混合物。在英语中Xylene代表(混合)二甲苯，因此，邻、间、对二甲苯分别也可以写作o-Xylene、m-Xylene、p-Xylene。同时，在英语中二甲苯也可写成dimethyl benzene。

简言之，B、T、X分别是表示苯、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号。其中MON表示马达法辛烷值，RON是表示研究法辛烷值。(M+R)/2则表示汽油的抗爆指数。

汽油的辛烷值与其抗爆性有着密切的关系。

汽油的抗爆性是衡量汽油质量最重要的性能指标之一。一定压缩比的内燃机，必须使用具有一定辛烷值的汽油，才能保证发动机气缸内的正常燃烧而不致产生爆震。对气化器式发动机使用的车用汽油，通常采用研究法辛烷值(RON)和马达法辛烷值(MON)进行评价，分别反映汽车在低速和高速行驶条件下的抗爆性。

为了反映汽油在实际行车中的抗爆性，采用道路法辛烷值进行评价。由于道路法辛烷值难于在日常的质量控制中应用。通常借用抗爆指数近似地反映道路辛烷值。抗爆指数是马达法辛烷值和研究法辛烷值的平均值〔(MON十RON)/2〕，一般简写为(M+R)/2。

8.CAA的涵义是什么?CAA对汽油中苯含量含量有何要求?

1990年11月15日，美国总统签署了一项名为“清洁空气计划”的文件，后来又得到了美国国会的批准，这样便成为美国的一项法规，即“清洁空气法”，它用CAA(C1ean Air Act)来表示。清洁空气法符合人们对环境保护要求，因此，CAA己逐渐被工业化国家和发展中国家所接受。

CAA对汽油中的苯和芳烃等毒物—致癌物提出了严格要求，CAA条款中第211项中规定普通汽车新配方汽油(用RFG表示)中苯含量应降至1.0%（体）以下，芳烃最大含量(包括苯)不应大于25%(体〕。

为了达到重整汽油苯含量≧1.0%（体）的要求，其措施之一可将原料中的苯及能够在重整反应中生成苯的前身物除掉。

9．从重整原料中切除苯母体有何利弊? 为满足新配方汽油对含苯量≧1.0%（体）的要求，目前许多炼厂都先将原料石脑油用分馏办法除苯的母体(C6烃类)，这种办法的主要优点是投资少，但这种方法也有不利的一面，主要缺点是：

（1）随同苯母体的切除，副产的氢气产率降低;（2）切除的C6轻组分需随C5一起异构化才能添加到汽油中去，它们会引起异构化装置催化剂严重失活;(3)不能除去重整过程中脱烷基而新产生的苯。

如果不将苯母体切除而留在重整装置进行异构化是很困难的，必然要提高重整苛刻度，以便提高汽油辛烷值，这样使重整油收率下降。

综合利弊，美国Eengelhard公司提出了重整生成油液相加氢新工艺。10.什么是初馏点、干点?什么是馏程? 初馏点和干点是表示油品馏分组成的两个重要指标。其中初馏点是表示油品在馏程实验测定时馏出第一滴凝液时的汽相温度;干点是表示馏出最后一滴凝液时的汽相温度。从初馏点到干点这段温度范围就是这种油品的馏程。

11.什么是重整指数?什么是芳烃潜含量? 重整指数和芳烃潜含量都是描述重整原料油质量的具体指标。我国一般用芳烃潜含量，国外常用重整指数。

重整指数通常用(N＋2A)表示，N表示环烷含量，A表示芳烃含量，它的具体定义是:

(N2A)CiN%2CiA%

式中CiN—原料中环烷烃的百分含量;

Ci—原料中芳烃的百分数。

显然原料中环烷和芳烃的含量愈高，重整生成油中的芳烃产量愈大，辛烷值愈高，这就A是重整指数的基本涵义。

芳烃潜含量(Ar％)的涵义与重整指数(N＋2A)的涵义相近，其计算方法是: Ar%aC6N%bC7N%cC8N%2A)Aro%

式中，Ar%为原料中总的芳烃含量；a、b、c分别为C6N、C7N、C8N与相应生成的苯(B)、甲苯(T)、二甲苯(X)之间的转换系数，其值分别为: 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分别为B、T、X的摩尔质量，MC6、MC7、MC8N分别为C6环烷烃、C7环烷烃和C8环烷烃的摩尔质量。

12.重整原料中常含有哪些非烃化合物?它们的危害是什么? 重整原料和其它石油馏分一祥，主要是由碳和氢两种元素组成的烃类化合物，但是也有一些含硫、氧、氮等元素组成的化合物和含有砷、铜、铅等金属元素组成的金属有机化合物。这两种化合物统称为非烃化合物。非烃化合物在重整原料中的含量虽然不多，但是对重整反应过程的影响却很大。

（1）杂原子化合物

重整原料中的杂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。硫在各种重整原料中的数量从百万分之几到万分之几不等。它对重整反应过程影响比较特殊。首先，它是重整催化剂的毒物，在反应过程中，各种硫化物将转化成H2S，在重整系

－统中H2S浓度增加到一定程度(例如>0.5³106)，就使现代双金属重整催化剂的活性和选择性受到损害，由于硫中毒造成重整装置停工的事故并不罕见，但是，利用硫对重整催化剂活性的减活作用，可限制某些催化剂(如Pt-Re催化剂)开工时超温现象，因此，铂铼重整装置工时通常需要向催化剂床层注硫，这就是所谓的预硫化过程。

此外，硫对系统的设备还有腐蚀作用。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。在重整反应条件下，氮化物将转化成NH3和烃，NH3是碱性化合物，将降低催化剂的酸性功能。

(2)金属有机化合物 ①含砷化合物

重整原料中代表性的含砷有机化合物有: 二乙基砷化氢(C2H5)2AsH,沸点为161℃;三乙基砷(C2H5)3As。沸点为140℃;三甲基砷化氢(CH3)3AsH,沸点为52℃。

总的来说，对重整原料油中的砷化物尚不太清楚，但是砷对重整催化剂的严重危害，在国内外重整技术开发过程中有过深刻教训。已经证实砷（As）能与铂（Pt)生成Pt As化合物，使催化剂丧失活性，而且不能再生复活，属永久性中毒。

②含铜、含铅化合物 含铜、含铅化合物与砷化合物一样，也是重整催化剂的永久性毒物(即不能再生复活)。13．预分馏过程的墓本原理是什么? 预分馏过程是利用原料混合物中的各种组分的沸点不同(即挥发度不同)，将其切割成不同沸点范围的馏分。

由于不同烃类的沸点不同，在受热时轻组分（沸点低的组分)容易气化，在冷凝时重组分(沸点高的组分)容易冷凝。由此在分馏塔中可将各组分切割开来。

如将初馏~130℃的石脑油加热到一定温度（如80℃)，就要发生部分汽化，其中沸点较轻的组分容易汽化，成为气体(或汽相)。而沸点较高的组分不易汽化，被留在液体（液相）中。经过一次汽化，轻、重组分就得到一次初步分离。当然，一次汽化只能粗略的分离，因为汽相中同时也会有少量沸点较高的组分，而液相中也会有部分沸点低的组分。如果将剩余的液体再加热，液相中的较轻组分将不断汽化，最后剩余在液相中的主要是沸点最高的组分。

如果将气相混合物逐渐冷凝(或称部分冷凝)，则首先冷凝的是沸点较高的重组分，而留在汽相中的主要是沸点较低的轻组分。这样把汽相混合物多次冷凝，最后留在汽相中的就是沸点最低的轻组分。

液体汽化要吸收热量，蒸气冷凝要放出热热量，当汽液直接接触时，不仅有热量的交换(传热)，汽液两相中各组分要发生转移(传质)，液相中的轻组分容易汽化优先进入汽相，汽相中的重组分容易冷凝优先进入液相中。这样汽液两相组成发生了变化。

分馏塔板是两相接触的场所。在塔板上温度低、轻组分浓度高的液体回流与温度高、轻组分浓度低的气体进行接触。回流液由塔顶打入，高温气体由塔下部上升，蒸气和液体通过塔板逆流接触。越近塔顶温度越低，轻组分浓度越高;越往塔底温度越高，轻组分浓度越低。这样，不适于重整的轻组分(如初馏~65℃的馏分)—拔头油，就可在塔顶拔出。塔底得到适于重整的65~130℃原料。

如果原料含有>130℃的重组分，重整原料可由侧线抽出，>130℃的组分—切尾油自塔底切除，也可由两个塔完成“拔头”和“切尾”，重整原料则在第二个分馏塔的塔顶抽出。

14.分馏过程的必要条件有哪些?（1）分(精)馏过程主要依靠多次部分汽化及多次部分冷凝的方法，实现对液体混合物的分离，因此，液体混合物中各组分的相对挥发度差异是实现精馏过程的一首要条件。在挥发度十分接近(如C4烃类混合物)难以分离的条件下，可以采用恒沸精馏或萃取精馏的方法来进行分离。

（2）塔顶加入轻组分浓度很高的回流液体，塔底用加热或汽提的方法产生热的蒸气。（3）塔内要装设有塔板或填料，提供传热和传质场所。15.预分馏过程的基本流程有哪几种? 重整原料预分馏过程有三种不同的流程: ①单塔蒸馏过程(见图1－1)； ②双塔蒸馏过程;③单塔开侧线流程。

单塔预分馏通常适于只切除不合格的轻组分，即拔头，所以又称它为拔头塔。

双塔预分馏用于生产芳烃，它既拔掉不需要的轻组分(如<60℃的馏分)，又要切除不需要的重组分(如>145℃的馏分)。

单塔开侧线流程也能生产出符合芳烃生产要求的60~145℃原料馏分，但操作上不如双塔预分馏容易控制，因此，工业中应用不多。

16.分馏过程对塔板上接触的汽液两相有什么要求?（1）汽相温度高于液相温度;（2）液相中轻组分浓度应较高(高于与汽相相平衡的液相浓度)，这样，才能保证液相中的轻组分转移到汽相中去，增加气相中轻组分的含量。

17.分馏塔板或填料在分馏过程中有何作用? 分馏塔板或填料在分馏过程中主要提供汽、液相良好的接触场所，以便于传热、传质过程的进行。在塔板上或填料表面自上而下流动的轻组分含量较多、温度较低的液体与自下而上流动的温度较高的蒸气相接触。回流液体的温度升高，其中轻组分被蒸发到汽相中去，高温的蒸气被低温的液体所冷却，其中重组分被冷凝下来转到回流液体中去。从而使回流液体每经过一块塔板重组分含量有所上升，而上升蒸气每经过一块塔板轻组分含量也有所上升，这就是塔板或填料上的传质过程也称提浓效应。液相的轻组分汽化需要热量――汽化热，这热量是由汽相中重组分冷凝时放出的冷凝热直接提供的。因此在蒸馏塔板上进行传质过程的同时也进行着热量传递过程。

分馏塔板和填料设计的一个重要的指导思想，是提供汽、液相充分接触的传热、传质表面积。面积越大越有利于传质、传热过程的进行。

18.什么是塔板效率?如何计算? 塔板效率是描述塔板传质效果的重要指标。通常用来表示。如果汽液两相充分接触，离开塔板时两相达到平衡，这样的塔板就称为理论塔板(或称为理想塔板)，但实际塔板不可能达到理想塔板的分离效果。因此，实际生产中必须用几块、几十块甚至上百块塔板才能完成必要的分离效果。就是说实际塔板数(n实)比理想塔板数(nl理)要大，n实与n理的比值就称为塔板效率。通常可写成:

n理 n实塔板效率高低，与被分离介质的性质和操作条件都有关系，但最主要的是与塔板的结构有关。

19.什么是拉乌尔定律?什么是道尔顿定律? 拉乌尔(Raoult)研究稀溶液的性质，归纳了很多实验结果，于1887年发表了拉乌尔定律:在一定温度下的稀溶液中，溶剂的蒸气压等于纯溶剂的饱和蒸气压乘以溶剂在溶液中的摩尔分率。其数学表达式为:

opApAxA

式中pA—溶剂A的蒸气压;o

pA—在一定温度条件下纯溶剂A的饱和蒸气压;

xA—溶液中溶剂A的摩尔分率。

以后大量的科学研究实践证明，拉乌尔定律不仅适用于稀溶液，而且也适用于化学结构相似、相对分子质量接近的不同组分所形成的理想溶液。

道尔顿(Dalton)根据大量试验结果，归纳出“系统的总压等于该系统中各组分的分压之和”。以上结论发表于1801年，通常称之为道尔顿定律。

道尔顿定律有两种数学表达式:

P=P1+P2+……+Pn

pipyi

式中P1、P2……Pn—各组分在气相中的分压;yi——i组分在气相中的摩尔分率。

经以后的大量科学研究证实，道尔顿定律能准确地用于压力低于0.3MPa的气体混合物。将上述两个定律进行联解时，很容易得到以下算式:

pi0yixi

p根据此算式很容易由某一相的组成，求取与其相平衡的另一相的组成。20.气液相平衡和相平衡常数的物理意义是什么? 气液相平衡是指气、液两相存在于一个系统中，在两相之中进行物质传递，最终系统的温度、压力保持恒定，各相的组成保持不变，这样的状态称之为气液平衡。在石油蒸馏过程中气液相平衡主要用于研究温度、压力等操作参数与气、液组成之间的关系。

气液相平衡常数Ki，是指气、液两相达到平衡时，在系统的温度、压力条件下，系统中某一组分i在气相中的摩尔分率yi与液相中的摩尔分率xi的比值。即

Kiyi xi相平衡常数是石油蒸馏过程相平衡计算时最重要的参数，对于压力低于<0.3MPa的理想溶液,相平衡常数可以用下式计算:

KiPi0P

式中Pi0—i组分在系统温度下的饱和蒸气压，Pa;P—系统压力，Pa。

对于石油或石油馏分，可用实沸点蒸馏的方法切割成为沸程为10~30℃的若干个窄馏分，借助于多元系统汽液相平衡计算的方法，进行石油蒸馏过程的气相相平衡的计算。

21.什么叫挥发度、相对挥发度? 液体混合物中任一组分汽化倾向的大小可以用挥发度i来表示，其数值是相平衡常数与压力的乘积，即:

iKiP(yi/xi)P

对于理想体系KiPi/P，液体混合物中i组分的挥发度显然就等于它的饱和蒸气压，即iPi。

相对挥发度是指系统中，任一组分i与对比组分j挥发度之比值，即: 00aij对于理想体系

iKi jKjpi0aij0

pj对于低压非理想溶液

ipi0 aij0jpj其中i、j—

i、j组分的活度系数。

22.什么叫饱和蒸气压?饱和蒸气压都与哪些因素有关? 在某一温度下，纯液体与在它液面上的蒸气呈平衡状态时，由此蒸气所产生的压力称为饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸气压的高低表明了液体中的分子离开液体汽化或蒸发的能力，蒸气压越高，就说明液体越容易汽化。

蒸气压的大小首先与物质的本性：相对分子质量大小、化学结构等有关，同时也和体系的温度有关。在压力低于0.3M Pa的条件下，对于有机化合物常采用恩托因(Antoine)方程来表示蒸气压与温度的关系:

lnpi0AiBi

TCi式中

Pi0—i组分的蒸气压，Pa;Ai、Bi、Ci—恩托因常数；

T—系统温度，K。

恩托因常数Ai、Bi、Ci可由有关手册中查到。对于同一物质其饱和蒸气压的大小主要与系统的温度T有关，温度越高，饱和蒸气压越大。

23.什么叫泡点、露点?什么是泡点方程和露点方程? 泡点是在恒压条件下加热液体混合物，当液体混合物开始汽化出现第一个汽泡时的温度。

露点是在恒压条件下冷却气体混合物，当气体混合物开始冷凝出现第一个液滴时的温度。

石油精馏塔内侧线抽出温度则可近似看作为侧线产品在抽出塔板油气分压下的泡点温度。塔顶温度则可以近似看作塔顶产品在塔顶油气分压下的露点温度。

泡点方程是表征液体混合物组成与操作温度、压力之间关系的数学表达式，其算式如下:

Kxi1nii1

露点方程是代表气体混合物组成与操作温度、压力之间关系的数学表达式，其算式如下：

yi1 i1Ki式中，xi、yi分别代表i组分在液

相或汽相的摩尔分率;n代表系统中的组分数目。

24.化验室分析馏分组成时，常用的方法有几种?它们的馏出曲线有何不同?

炼厂化验室主要应用实沸点蒸馏、恩氏蒸馏，平衡气化三种方法。

实沸点蒸馏是一种间歇精馏过程。塔釜加入油样加热汽化，上部冷凝器提供回流，塔内装有填料供汽液相接触进行传热和传质，塔顶按沸点高低依次切割出轻重不同的馏分。实沸点蒸馏主要用于原油评价试验。

恩氏蒸馏也叫微分蒸馏。油样放在标准的蒸溜烧瓶中，严格控制加热速度，蒸发出来的油气经专门的冷凝器冷凝后收集在量筒中，以确定不同馏出体积所对应的馏出温度。恩氏蒸馏操作简单，速度快。主要用于石油产品质量的考核及操作控制上。

n平衡汽化也称为一次汽化，在加热的过程中油品汽液两相密切接触并处于相平衡状态，加热终了使气、液相分离。实际的平衡汽化是很难达到的，因为这要求汽液两相有无限长的接触时间和无限大接触面积。但在石油加工过程中，近似于平衡汽化的情况很多。

通过三种蒸馏过程的馏出曲线进行比较(见图1－2)，很容易看出，实沸点蒸馏初馏点最低，终馏点最高，曲线的斜率最大。平衡汽化的初馏点最高，终馏点最低，曲线斜率最小。恩氏蒸馏过程则居于两者之间。

基于以上的现象，经过大量的试验积累了丰富的数据，经处理得到二种蒸馏曲线换算图表。主要用来从实沸点蒸馏数据或恩氏蒸馏数据出发，求取平衡汽化数据，便于在分馏塔设计时求取塔内各点的温度。

25.分馏塔的操作中应掌握哪三大平衡? 分馏塔的操作应掌握物料平衡、气液相平衡和热量平衡。

物料平衡指的是单位时间内进塔的物料量应等于离开塔的诸物料量之和。物料平衡体现了塔的生产能.力，它主要是靠进料量和塔顶、侧线和塔底出料量来调节的。操作中，物料平衡的变化具体反应在塔底液面上。当塔的操作不符合总的物料平衡时，可以从塔压差的变化上反映出来。例如进得多，出得少，则塔压差上升。对于一个固定的分馏塔来讲，塔压差应在一定的范围内。塔压差过大，塔内上升蒸气的速度过大，雾沫夹带严重，甚至发生液泛而破坏正常操作，塔压差过小，塔内上升蒸气的速度过小，塔板上汽液两相传质效率降低，甚至发生漏液而大大降低塔板效率。物料平衡掌握不好，会使整个塔的操作处于混乱状态，掌握物料平衡是塔操作中的一个关键。如果正常的物料平衡受到破坏，它将影响另二个平衡，即：汽液相平衡达不到预期的效果，热平衡也被破坏，需重新予以调整。

汽液相平衡主要体现了产品的质量及损失情况。它是靠调节塔的操作条件(温度、压力)及塔板上汽液接触的情况来维持的。只有在温度、压力固定时，才有确定的汽液相平衡组成。当温度、压力发生变化时，汽液相平衡所决定的组成就发生变化，产品的质量和损失情况也随之发生变化。汽液相平衡与物料平衡密切相关，掌握好物料平衡，塔内上升蒸气速度合适，汽液接触良好，则传热、传质效率高，塔板效率也高。当然，温度、压力也会随着物料平衡的变化而改变。

热量平衡是指进塔热量和出塔热量的平衡，具体反应在塔顶温度上。热量平衡是物料平衡和汽液相平衡得以实现的基础，反过来又依附于它们。没有热的汽相和冷的回流，整个精馏过程就无法实现；而塔的操作压力、温度的改变（即汽液相平衡组成改变），则每块塔板上汽相冷凝的放热量和液体汽化的吸热量也会随之改变。

掌握好物料平衡、气液相平衡和热量平衡是精馏操作的关键所在，三个平衡之间相互影响、相互制约。在操作中通常是以控制物料平衡为主，相应调节热量平衡，最终达到气液相平衡的目的。

要保持操作稳定的塔底液面，必需稳定:①进料量和进料温度;②塔顶、侧线及塔底抽出量;③塔顶压力。

要保持稳定的塔顶温度。必需稳定:①进料量和进料温度;②顶回流、循环回流、各中段回流量及温度;③塔顶压力;④汽提蒸汽量;⑤原料及回流不带水。

只要密切注意塔顶温度，塔底液面，分析波动原因，及时加以调节，就能掌握塔的三个平衡，保证塔的正常操作。

26.塔顶回流带水会有什么现象?如何处理? 塔顶回流由塔顶回流罐抽出，如果回流罐油水界位控制不好或失灵、水界面过高，超过回流抽出管水平面位置时，回流将含水。或者塔顶水冷却器管因腐蚀穿孔，大量冷却水漏进回流罐来不及脱水，也可造成回流油带水。原料含水高，也可能造成预分馏塔顶回流罐水多，脱水不及时，也造成回流带水。带水的回流油进入塔顶部，由于水的气化热比油品汽化热约大4倍，水蒸气的比体积比油品蒸气的比体积约大10倍，因此造成塔顶压力上升，塔顶温度下降，塔上部过冷。不及时处理，塔顶压力会急剧上升冲塔，安全阀可能会跳开。

当发现塔顶温度明显降低，可初步断定回流带水，应迅速检查回流罐油水界面控制是否过高，或打开在仪表控制阀下面的放空阀直接观察回流油是否含水就可以准确判断。

回流油带水应采取如下处理办法:（1）排除仪表控制故障，开大脱水阀门或副线阀门，加大切水流量，使水界面迅速降低。

（2）如果是冷却器管束泄漏，停止使用，及时检修。（3）适当提高塔顶温度。加速塔内水的蒸发。（4）塔顶压力上升可启动空冷风机。

遇到回流带水时，首先要及早判断。迅速处理，将回流油中水脱除，就能很快恢复正常操作;如发现迟，处理慢对安全生产带来严重危害。

27.什么叫回流比?对塔的操作有何影响? 回流比R是指回流量L0与塔顶产品D之比，即:

RL0 D回流比的大小是根据各组分分离的难易程度(即相对挥发度的大小)以及对产品质量的要求而定。对于二元或多元物系它是由精馏过程的计算而定的。对于石油蒸馏过程，国内主要用经验或半经验的方法设计，回流比主要由全塔的热量平衡确定。

在生产过程中精馏塔内的塔板数或理论塔板数是一定的，增加回流比会使塔顶轻组分浓度增加、质量变好。对于塔顶、底分别得到一个产品的简单塔，在增加回流比的同时要注意增加塔底重沸器的蒸发量;而对于有多侧线产品的复合石油蒸馏塔，在增加回流比的同时要注意调整各侧线的开度，以保持合理的物料平衡和侧线产品的质量。

28.除回流比之外，预分馏塔的操作参数还有哪些?

除回流比外，预分馏塔的操作参数还有:

(l)操作压力;

(2)塔顶温度;

(3)进料温度;

(4〕塔底温度;

(5)回流罐与塔底液面等。

29.预分馏塔的压力对分馏过程有何影响? 预分馏塔顶产品通常是轻汽油馏分或重整原料(双塔流程的塔Ⅱ)。当用水作为冷却介质，产品冷至40℃左右，回流罐在0.11~0.3MPa压力下操作时油品基本全部冷凝。因此分馏一般在稍高于常压的压力条件下操作，常压预分馏塔的名称由此而来。

对于原料中不凝气含量较多时，提高压力可以减少排放惰性气体时轻质汽油损失的数量。适当提高塔的操作压力可以提高塔的处理能力，当塔的操作压力从0.11MPa提高到0.3MPa时，塔的生产能力可增长70％，塔的压力提高以后，整个塔的操作温度也上升，有利于侧线产品与原料的换热。

不利的因素是随着压力的提高，相对挥发度降低，分离困难。为达到相同的分离精确度，则必需加大塔顶的回流比，从而增加了塔顶冷凝器的负荷。此外由于进料温度不能任意提高，当压力上升以后，进料汽化率会有所下降。

30.预分馏塔压力波动的原因有哪些?如何控制? 预分馏塔压力波动的原因有:（1）进料或塔顶回流量波动;（2）进料或塔顶回流带水和组成变化;（3）回流罐瓦斯(不凝气)背压变化，后路堵塞或压力变化;（4）冷后温度改变;（5）回流入塔温度改变等。

通常采用冷却水量和不凝气排出量作为塔压力的控制手段。压力高低直接受回流罐油温下蒸气压的影响。进料带水或轻组分增多(减少)，塔内产生过多(少)的水蒸气或不凝气使压力增高(下降)，要及时调整，保持塔内压力稳定;与此同时应尽量排除使塔内压力波动的因素。如果不排除上述造成塔内压力波动的直接原因，只靠压力控制器调节，就难以使塔内压力真正平稳下来。

31.预分馏塔顶温度过高或过低有什么害处? 塔顶温度是控制塔顶拔头油干点的主要操作参数。塔顶温度过低，将不能拔出所有轻组分。造成塔内负荷增加，操作不稳;但是塔顶温度过高将使拔头油干点升高，拔头油带走较多适于重整进料的组分，浪费了原料。因此，过低、过高的塔顶温度都是不适当的。

32.预分馏塔顶温度波动的原因有哪些?如何控制?

影响预分馏塔顶温度波动的主要因素有;

(l)塔顶回流量、温度变化或回流带水;

(2)进料组成、温度变化或进料带水;

(3)塔的操作压力和塔底温度或液面变化等。

控制塔顶温度最基本的方法是分析原因加以调节。通常最有效的方法就是调节回流量，保持塔顶温度稳定。如果塔顶温度突然升高，就应及时增加回流量，或降低回流温度。较大的回流量或温度较低的回流进入塔顶后，与塔内高温物料接触、气化时吸收热量，如果回流量加大的数量或温度降低的程度，正好能与塔顶温度增高多产生的热量相平衡，那么塔顶温度就能恢复到正常值。

如果是进料组成变化造成的塔顶温度变化应根据新原料组成确定适宜的塔项温度，而不一定要恢复到原来的指标。

33.塔进料温度对预分馏塔的操作有何影响? 在一定的操作压力下，原料油进料温度变化影响汽化率的变化。通常预分馏塔应在泡点温度下进料。如果进料温度太低，过冷进料将使进料口以下几块塔板的液体负荷增加，分馏效果降低。相反，进料温度过高，将使进料口以上几块塔板的汽相负荷增大，严重时造成雾沫夹带，也会影响分馏效率。

34.预分馏塔为什么采用泡点进料? 预分馏塔进料温度应控制在泡点温度。因为在泡点状态下进入塔中，才能更好地与进料板中的饱和液体相混合，与下部上升的饱和油气相接触，达到最好的分馏效果。过冷进料或过热进料均不能达到这种效果。

油品的泡点温度是与油品组成密切相关的，因此，当原料油组成发生变化时，就要根据泡点分析结果，及时调整进料加热器，以确保进料温度保持在泡点温度。当然，原料变化后，为了保证塔底油的质量指标，塔顶、塔底的温度都应做相应的调整。

35.塔底退度和液面高度对预分馏有何影响? 塔底温度是控制塔底油初馏点的主要参数，塔底温度的变化将对全塔的热平衡产生影响。塔底油初馏点通常是预分馏塔的主要控制指标，因此塔底温度的变化对预分馏塔产生重要影响。

塔底液面变化是塔物料平衡改变的直接反映。塔底液面升高或下降表明进料量与进料性质可能发生变化，也可能与塔底温度变化、侧线抽出量变化（单塔开侧线塔）、塔顶馏出量变化、塔底抽出量变化、塔顶压力变化或者仪表失灵有关，如不及时调整，会破坏塔的平稳操作。

36.造成预分馏塔底温度波动的因亲有哪些?应如何控制?

塔底温度波动的主要影响因素是:

(1)进料量的波动和原料组成的改变;

(2)塔底液面波动。

控制塔底温度的基本手段是控制塔底加热器(或加热炉)出口温度。在一定的循环量下，加热器出口温度越高，带入塔底的热量越多，塔底温度随之增高。这样就可调节由于进料量突然增加(使塔底液面增高)引起的塔底温度下降；或者由于进料组分变重需要更多的热量使油品气化引起的塔底温度的降低。

与此相反，如果进料量突然减少(塔底液面降低)或组分变轻使塔底温度升高时，就应调整加热器(或加热炉)出口温度，使之下降。

37.预分馏开工过程是怎样进行的? 预分馏开工是在做好必要的准备工作之后进行的。准备工作包括流程、设备的检查，与油品罐区联系，检查罐区切水、收油、循环油返回原料罐的准备等。具体的开工步骤包括:(1)启动原料泵向塔进油，塔底见液面时，塔底以20~30℃/h速度升温至耍求温度，根据塔底液面变化情况补充原料油，液面达70~80%可开启塔底泵循环回原料罐。塔内压力上升时，气体先排至火炬。

(2)塔顶回流罐液面高度达30%时，先切水后开回流，液面达60%时经换热回原料罐，此时便已形成罐、塔开工大循环，具体流程如下〔见图1－3〕。

（3）调整各操作参数，使塔顶、塔底油质量合格，塔顶气体排至燃料气系统，保持压力平稳。

(4)预分馏循环正常后，可全回流操作，等待与预加氢联运。38.单塔预分馏塔底油初馏点过高或过低应如何处理? 如果塔底油初馏点过高，表明有部分重整原料组分被携到塔顶，将使重整料减少，特别是生产芳烃装置中，苯收率将明显下降。在这种情况下，应及时降低塔底温度，降低幅度应根据分析结果来确定。

相反，如果塔底油初馏点过低，表明有较多不适于做重整原料的轻组分进入塔底，（即重整料)。如前所述，这些轻组分进入重整装置是无益的，因此应适当提高塔底温度，将轻组分蒸发出来，以保证塔底油初馏点合格。

39.单塔预分馏拔头油与塔底油重叠的原因是什么?如何处理? 两种产品重叠表明分馏精确度较差，既降低了重整料收率又影响其质量。要实现产品之间脱空，就要以提高分馏塔分馏精确度入手。当塔的负荷不大(即中等负荷以下)时，可适当增大塔顶回流量。

通常，气液相负荷过大，塔板结构不好，长周期运转塔板损坏，塔板结垢都可能引起产品重叠。如塔内负荷过大可降低处理量，选择分离效率高的塔板；停工检修时仔细检查塔板安装质量，在一个开工周期内要求塔板无损坏;在塔板压降增大结盐时，及时洗除盐垢。

油品在分馏塔进行分馏，目的就是为了将产品按规格需要，从轻的至重的分离清楚，要求轻的产品中不含或少含重的组分，重的产品中不含或少含轻组分，从分馏目的本身出发，各产品之间最好都脱空，以表明塔的分馏效率高。但脱空过多则表明物料平衡没搞好，或塔板设置过多。

40.为什么用塔顶回流调节塔顶温度有时不能达到预想的效果? 正常情况下一般不会发生这种情况，但是如果塔顶负荷过高时将会发生这种情况。这是因为:(1)预分馏原料过轻或混兑了较多轻烃原料，或者原料带水过多。(2)装置负荷量增加，预分馏塔在上限负荷操作。

在这种情况下，将会出现提高回流量，以期降低塔顶温度，在瞬间还起到一些作用，但不久塔顶温度会再度升高，如继续增加回流，不但塔顶温度难以下降，有时还会出现回流罐液位急剧升高，如不采取措施回流罐就会发生憋压甚至冒罐的事故。这是由于进入预分馏塔顶的液相回流，在塔顶迅速气化，增大了塔顶负荷，形成恶性循环。

41.预分馏塔发生冲塔是什么原因?如何处理? 分馏塔正常操作中，汽液相负荷相对稳定。当汽液相负荷都过大时，蒸气通过塔板的压降增大，会使降液管中液面高度增加;液相负荷增加时，出口堰上液面高度增加。当液体充满整个降液管时，上下塔板液体连成一片，分馏完全被破坏，即出现冲塔。

形成塔内汽液相负荷过大的诸因素，都可引起冲塔。如原料处理量、原料进塔含水量，塔底供热量、塔顶回流量过大等。在塔内塔板结盐或降液管堵塞时汽液相负荷不均匀也会造成产品变颜色。

发生冲塔时，因塔内分馏效果变坏，破坏了正常的传质传热，致使塔顶温度、压力、侧线馏出口温度、回流温度均上升，塔底液位突然下降，拔头油变重。

处理冲塔的原则是降低汽液负荷，即降低原料处理量；如原料含水大造成冲塔，即要加强脱水。

42．预分馏进料泵或(和)回流泵不能运转时应如何处理? 预分馏进料泵(包括备用泵)不能运转，其现象是：预分馏进料中断，流量指示回零。发生这种故障时，可以甩掉预分馏，预加氢改用精制油，直接向预加氢进料，同时预加氢进料泵停抽预分馏塔底油。预分馏塔改全回流操作，单塔闭路循环，当班班长应及时向厂调度和车间汇报，联系维修队抢修设备。若长时间不能修复时，可以用预分馏原料全馏分加氢，利用脱水塔拔头，维持重整装置低温运转。

预分馏回流泵同时不能运转时，发生这种事故的现象是:塔回流中断，流量指标回零，塔顶温度、压力上升，回流罐液面上升，塔底液面下降。

处理措施的要点是:向厂调度和车间汇报，联系检修泵。停塔底重沸器热源，加大塔进料量，预分馏塔底油不经分馏送至预加氢系统，全馏分精制，短时间维持生产，必要时停工处理。43..如何表示和评价预分馏塔的分馏精确度或分馏效果? 一般化工过程的精馏塔被分离物系是由若干个确定组成的组分构成的，该塔的分离精确度可以用某些组分在塔顶产品和塔底产品中的含量来表示。换言之可用塔顶产品和塔底产品的纯度来表示。预分馏的产品不是具体的组分，而是较宽的馏分，上述分离精确度表示的方法不能用在重整原料预分馏过程中。两相邻馏分之间的分离精确度，通常用该两个馏分的蒸馏曲线〔一般是恩氏蒸馏曲线)的相互关系来表示(参见图1一4)。

倘若较重馏分的初馏点高于较轻馏分的终馏点。则这两个馏分之间有些“脱空”，炼油

0工业的术语称这两个馏分之间有一定的“间隙”。这个间隙可以用较重馏分的初馏点tH与较轻馏分的终馏点t100L之间的温差来表示：

0

恩氏蒸馏(0~100)的间隙＝tH－t100L

0假如较重馏分的初馏点tH低于较轻馏分的终馏点t100，重叠意味着一L，则称为“重叠”部分轻馏分进入到重馏分当中，其结果降低了轻馏分的收率，又有损于重馏分的质量，显然是分馏精确度差所造成的。间隙意味着有较高的分馏精确度，间隙越大说明分馏精确度越高。不论相邻两个馏分的恩氏蒸馏曲线有间隙或是重叠，如果以实沸点蒸馏曲线来表示两相邻馏分的相互关系。则只会出现重叠而不可能发生间隙。

通常，实际生产装置真正达到脱空的情况是不容易的，多少总会有些重叠，因此最有实际意义的评价指标是重叠程度而不是脱空程度。

双塔预分馏分割出的重整原料要好一些，基本能达到或接近脱空，所含有的拔头油组分通常≧3%;拔头油带有的重整原料组分≧2%。因此对于生产芳烃，双塔预分馏的分离效果较好。单塔预分馏的效果显然要比双塔预分馏差。但是对于只需得到干点基本合格的重整原料，单塔拔头处理也就可以了。

44.双塔预分馏在流程和操作上有何特点? 双塔预分馏由拔头塔和切尾塔两部分组成（见图1一5）。拔头塔操作特点是: 拔头塔的唯一操作变量是输入到塔底的热量。通常靠热油(或者重沸炉加热的热载体)，在流量控制下循环输入，调节塔底温度。回流量通常由回流罐液位控制。拔头塔的压力，一般不是独立变量，它随火炬总的正背压而变化。为防止火炬总管对拔头塔的污染，在回流罐排放管线上设有氮气吹扫线。拔头油的组成可通过塔顶温度的控制加以调节，控制塔顶温度能重新改变拔头油的拔出率。

切尾塔的操作特点:

切尾塔的热量由再沸器(炉)提供。改变塔底温度可以控制切尾油的组成和切出率。回流量由回流罐液位控制，塔的压力随火炬总管和氮气吹扫线压力而变化。塔顶抽出的重整原料在冷却之前与拔头塔进料换热，回收其热量。

45.塔板上气液接触的方式有几种?各有何特点? 塔板上气、液接触的情况随气速的变化而有所不同，大致可以分为以下四种类型:

(1)鼓泡接触:当塔内气速较低的情况下，气体以一个个气泡的形态穿过液层上升。塔板上所有气泡外表面积之和即该塔板上气、液传质的面积。

(2)蜂窝状接触:随着气速的提高，单位时间内通过液层气体数量增加，使液层变成为蜂窝状况。此时的传质面积要比鼓泡接触大。

(3)泡沫接触:气体速度进一步加大时，穿过液层的气泡直径变小，呈现泡床状态的接触形式。

(4)喷射接触:气体高速穿过塔板，将板上的液体都粉碎成为液滴，此时传质和传热过程则是在气体和液滴的外表面之间进行。

前三种情况在塔板上的液体是连续相，气体是分散相，气体分散在液体中进行气、液接触传热和传质过程的;喷射接触在塔板上气体处在连续相、液体变成了分散相。

在小型低速的分馏塔内才会出现鼓泡和蜂窝状的接触情况。在预分馏过程中气速一般都比较大，所以，多采用浮阀或泡帽塔板，以泡沫接触为主的方式进行传热、传质。

46.为什么大多数预分馏塔都采用浮阀塔?在操作和检修中应注意哪些问题? 由于浮阀塔具有塔板效率高、常压操作范围广和操作弹性大等优点，很适合重整原料预分馏过程的要求，因此设计中多被采用。

浮阀塔也有不足之处，例如，浮阀容易脱落，这就要求操作中尽量避免不正常的冲击和波动，减少浮阀脱落。在检修中应尽量检查各层塔板浮阀脱落情况，并尽可能的修复或更换，以确保塔板效率得到良好发挥。47.塔内汽、液相负荷变化过大对塔操作有何影响?淹塔现象是怎样发生的? 汽相负荷过小，塔内气速过低，将发生泄塔(即液体从上层塔板的开孔中下漏)，或称漏液或泄漏，显然漏塔情况下会使塔的分离效果下降，不利于塔的平稳操作。

汽相负荷过大，使塔板上液层剧烈搅拌，使泡沫层增高，带入上层塔板的液体夹带量增大。如果夹带量超过10%，就会使正常操作遭到破坏。

如果液相负荷太低，低于设计负荷50%以下，因塔内水力学的限制而难于操作。

如果液体负荷突然增加，液体在降液管中的流速加快，使液体中夹带的气体组分来不及分离，流到下层塔板，使下层塔板分离效果下降。通常要求液体在降液管中的流速不得超过0.12m/s。

进料量突然增加过多将使液相负荷和汽相负荷同时加大，出口堰上的液层高度增加，阀孔气速增加，液体流过降液管时的阻力增大，塔板压降增大，最终导致降液管中的液面高度(h液)增高。各因数间存在如下关系:

h液＝p板＋h1h2h堰

式中p板—塔板压力降，mm液柱;

h1—出口堰液层高，mm液柱;h2—液体流过降液管时的阻力损失，mm液柱;

h堰—出口堰高，mm液柱。

如果降液管中液面高度达到顶点，降液管充满液体时，上、下塔板就被液体连通，完全破坏了分馏作用，这就是所谓的淹塔现象或称液泛现象。

通常要求降液管中的液面高度h液≤0.5H板（H板是塔板间距)。

48.如何保持预分馏塔的平稳操作? 影响预分馏塔正常操作的因素很多，但只要抓住主要矛盾，整个塔的操作也就迎刃而解。预分馏塔和所有分馏塔一样。其主要矛盾是：全塔物料平衡和热平衡。

物料平衡也就是塔进、出料的平衡，物料平衡的变化集中反映在塔底液面的变化上。热平衡也就是进入塔的热量与出塔热量的平衡，具体反映在塔顶温度上。

所以，只要密切注视塔顶温度、塔底液面两块仪表，或对这两个参数的跟踪控制，经常调节、分析波动原因，并加以消除，就能很好保持住塔的物料平衡和热平衡，也就保证了塔的平稳运行。

第二章原料预精制过程

1.原料预精制装置的任务是什么?它是由哪些工序构成的? 重整原料预精制装置的任务是脱除原料中的有害物质（即毒物），如砷、铅、铜、汞、铁和氮、硫、氧等，以保护重整催化剂的活性。

原料预精制装置通常由以下一些工序构成:(l)原料预脱砷;(2)原料加氢预精制;(3)原料蒸馏脱水;(4)原料深度脱硫等。2.工业中应用的预脱砷方法有哪些?其作用是什么? 在我国催化重整装置中，应用的预脱砷方法有三种:

①Si－Al小球或硫酸铜/Si－A小球吸附脱砷法;

②过氧化氢异丙苯(CHP)氧化脱砷法；

③临氢脱砷法。

这些脱砷方法的作用，都是为了脱除掉原料石脑油中的常量砷，剩余的微量砷，再经加

－氢预精制深度净化，获得符合重整要求的原料油(如含砷<1³109)。

这里所谓的常量砷与微量砷没有严格的界限。通常要求预脱砷能够将原料石脑油中的大－－约(200~1000³109)的常量砷〔有时更高些)，脱至<(100~200)³109。这样，一方面预加氢

－生成油含砷量能达到<1³109的要求，另一方面可以延长预加氢催化剂的使用寿命。

3.Si－Al小球脱砷法的主要优、缺点是什么? CHP氧化脱砷在工业中为什么未能广泛应用? Si－Al小球脱砷过程，是在常温、常压的缓和条件下，借助Si－Al小球裂化催化剂(经10％H2SO4浸泡)的吸附作用，能将原料石脑油中的砷吸附在脱砷剂上，经初步脱除砷，减少预加氢催化剂因积砷量高而失活的危险，这种方法优点是操作简单，投资较少。缺点是容砷量较低，废脱砷剂需要掩埋，难以适应环保要求。

CHP是过氧化氢异丙苯的英文缩略语。原料石脑油与CHP在80℃条件下，反应30min，可脱除95%左右的砷化物。这种方法的最大问题是氧化废渣处理比较麻烦，因而在工业上应用不多。

4.临氢预脱砷的基本原理是什么? 重整原料石脑油中的砷化物，通常是有机砷化物，如三甲基砷化氢(CH3)3AsH、三乙基砷(C2H5)3As。临氢预脱砷的基本原理是在氢压下，砷与脱砷剂(如加氢精制用的镍铝催化剂或其它专门生产的脱砷剂)接触，转化成不同价态的金属砷化物，如砷化镍（NiAs)、二砷化镍(NiAs2)和二砷化五镍(Ni5As2)等。因此，原料石脑油中的砷被留在脱砷剂中，石脑油中的砷被脱除。

5.法国Procatalyst捕集脱砷法的基本原理是什么? 据报道，Procatalyst捕集脱砷法的第一步是将原料石脑油在临氢条件，借助精制催化剂的作用，将As-C键断裂，使砷转化成三氢化砷(AsH3);第二步是在捕砷剂上，将生成的AsH3捕集吸收，使原料石脑油中的砷得到脱除。

据悉，该工艺已在国外工业化，所用的捕集脱砷剂是CMG－841，脱砷率达92.4％。6.什么是高效脱砷剂?为什么要开发高效脱砷剂?如何防止高效脱砷剂结焦? 所谓高效脱砷剂，通常是指具有脱砷率高、容砷能力强的脱砷剂。例如北京石油化工科学研究院开发的RAS系列脱砷剂就是高效脱砷剂。据试验结果，其脱砷率为90%~99.9%,容砷能力可高达40%以上。

开发高效脱砷剂的原因之一是为了提高脱砷技术的水平。原因之二是为了减少废脱砷剂的量，减少对环境的污染，便于掩埋处理。

高效脱砷剂通常具有脱砷效率高容砷能力强的优点，它们通常是高镍系催化剂，多具有很强的裂解性能，如果使用不当往往会造成脱砷剂迅速结焦(块)、床层压降增大，迫使装置停工。为防止这类事故，介绍钝化处理方法供参考。

钝化过程是在脱砷剂临氢活化处理(400℃)之后，将床层降至常温，在1.0MPa压力下用石脑油处理8h,试验表明，钝化后的脱砷剂结焦(块)的可能性减至最低。

7.预脱砷油中砷含里过高时，应如何处理? 所谓预脱砷油，这里是指经预脱砷过程处理之后，进入加氢预精制系统的原料油，而不是加氢预精制后的生成油。

由于各装置设计中采用的预脱砷方法不同，因此，预脱砷油砷含量不合格时的处理方法也就不同。

(1)如果预脱砷采用Si－Al小球脱砷法，当预脱砷油砷含量过高时，应将Si－Al小球使用周期内Si－Al小球实际容砷量尽可能准确地估算清楚，若超过5%～10%时，应予以更换。另外一种情况，如果是原料油砷含量突然增高，那么此时就应采取单罐循环的方法，保证供

－给加氢预精制装置合格的原料(砷含量<(100~200)³109，视各装置工艺卡片的要求决定)，必要时更换Si－Al小球脱砷剂。

(2).对干采用CHP氧化法脱砷的装置，脱砷油砷含量过高时，首先应查明原因，根据情况可采取提高反应时间或增加CHP量等措施;与此同时，应制订长期稳定运转的可行方案。

(3)对于采用临氢法脱砷的装置，脱砷油砷含量过高时，通常表明该脱砷剂的脱砷能力己经下降，容砷能力超过允许范围。如果有备用的并联脱砷反应器可根据情况切入系统。但多数装置均不设置并联的备用脱砷反应器。因此，只要在每个运转周期之初，对在用脱砷剂的含砷量做准确分析，通常不会出现这种情况。如果已分析出脱砷剂的砷含量较高。就应在运转初期及时更换脱砷剂。

如果由于工作疏忽在开工之初未做分析，或分析失误，或已发现脱砷剂积砷量已较高时，只好停工更换脱砷剂，别无其它更好办法。

8.为什么对废脱砷剂要妥善处理?环保方面有什么要求? 废脱砷剂，是指吸附、浓缩了较多砷化物的吸附剂，它已基本达到工业最大容砷量，不能再起到脱砷作用，应予更换和妥善处理。

据(石油化工毒物手册)介绍，元素砷基本是无毒的，但是砷的氧化物和某些盐类绝大部分是剧毒物。如三氧化二砷(As2O3)是人们常说的剧毒物砒霜。

已经测出，废的3665脱砷剂中含有NiAs、NiAs2和Ni5As2等，它们也是有毒物质，如果把含有砷和其它砷化物的废脱砷剂长期露天堆放在地面上，砷也有被进一步氧化成剧毒物的可能。因此，为防止毒物对周围环境的污染和对人身体的危害，必须对废脱砷剂进行妥善处理。

环保方面要求对废脱砷剂必须做好防护处理。国外有些国家已明确要求对废脱砷剂采取水泥罐装封闭深埋措施。我国环保部门对毒物处理也有具体明文规定，在处理不同含砷量的废脱砷剂时，应在环保部门的指导下进行。

为避免废脱砷剂对人体造成伤害，在处置废脱砷剂时要求用防护用品，工作结束后要洗手、洗澡和更衣;不得在存放废脱砷剂的场所进食、饮水和吸烟;盛放废脱砷剂的金属容器改做它用时应进行酸洗，在酸洗时应先测金属容器及酸中的含砷量，以防砷化氢中毒;作业工人应定期体检。

9.加氢预精制(即预加氢)的作用是什么?其工艺过程是怎样构成的?氢气从何而来? 预加氢的作用是:除去重整原料中的非烃化合物(主要是硫化物、氮化物和含氧有机化合物)和金属有机化介物。使之符合重整催化剂对原料油的要求。

图2－1是典型的重整原料加氢预精制工艺流程。

由预分馏工序切取得到适宜馏分的原料，经进料泵升压后与氢气混合，再经换热器、加热炉加热到适宜温度进入加氢预精制反应器进行精制反应，反应生成物经换热器、冷却器降至分离温度(通常为38℃左右)，进入气/液分离器，分离出的液体反应产物压送到蒸发脱水塔。塔底得到含水合格的加氢精制油。

分离器分出的含氢气体可做其它加氢装置的氢气来源;脱水塔顶分出的气体可送入燃料气系统。

预加氢过程所用的氢气。通常是由重整装置产生的氢做为预加氢部分的氢气来源。有的装置是一次通过，预加氢的尾氢不循环，因此，预加氢的氢油比是随重整产氢的多少而定;有的预加氢部分带循环氢压缩机，预加氢的尾氢循环到压缩机入口，重整装置只提供补充氢，因此，它的氢油比较前者高。系统压力也比前者高。

10.预加氢过程中发生的化学反应有哪些?它们的化学反应方程式是怎样的? 在预加氢反应中可发生脱硫、脱氮、脱金属、脱氧、烯烃加氢饱以及脱卤化物等6种反应。下面是6种反应的反应方程式:

(l)脱硫反应:

(3)脱金属反应: 虽然脱除金属有机化合物的反应机理尚不十分清楚。但是知道，脱下的金属是被保留在催化剂上。有人将废加氢脱砷催化剂做了X光衍射分析，发现砷与催化剂上的金属镍形成了不同价态的化合物，如砷化镍、二砷化镍和五砷化二镍等，据此，推测脱金属反应方程式大致如下:

(5)烯烃加氢饱和反应: 链烯烃

11.我国常用的预加氢催化剂有哪些? 我国预加氢工业装置应用的催化剂有3641 , 3665 , CH一3} }81} 3761, 481一} , RN一l和R一l等。各种催化 剂的基本活性组分和物化性状如下:

为适应双金属重整工艺，70年代中期开发的3671催化剂可在低压(分离器压力最低达1.15MPa)下操作。

近年开发的481-3催化剂可以处理含有难以加氢的噻吩作原料，目前已有12套装置采用该种催化剂，运转良好。

－－原料油含硫量在200³106，在较低的压力下也可脱至<0.5³106;这种催化剂的脱砷性

－－能也很好，原料油含砷量为165³109时可降至0.3³109。

481-3催化剂是球形的，所以装卸催化剂土较容易;它可以采用蒸汽再生，再生后催化剂性能良好。对于混兑30%二次加工石脑油的预精制原料，481－3催化剂也能满足重整对原料的要求。

北京石油化工科学研究院开发的RN－

1、RS－1催化剂也是具有优异性能的预加氢催化剂，具有活性高、空速大、稳定性好、应用范围较广的特点，能将含硫、氮较高的劣质原料一次精制而满足多金属重整的要求。此类催化剂目前已在国内、外30套工业装置上推广应用〔总加工能力约9Mt/a〕，其中用于重整预加氢装置的有7套。

与国外同类型催化剂相比较，RN－

1、RS－1催化剂的脱硫、脱氮能力优于美国UOP公司的S －12催化剂，在进行深度精制时，起始温度比S－12催化剂低5~10℃。

12.原料预加氢过程的操作参数有哪些? 原料预加氢过程的操作参数有:反应温度，进料质量和进料量，操作压力，H2/HC，空速。13.操作温度对预加氢反应有何影响?如何控制预加氢的反应温度? 提高温度，将加速预加氢反应的速度，促进预加氢反应的进行，可降低精制油中的杂质含量;但是温度过高，将会降低生成油的液体产品收率，并促使焦炭生成速度增加，损害催化剂的活性。

那么，应当如何控制好预加氢的反应温度呢? 通常是控制反应器人口温度，用以调整必须的脱硫、脱氮率。反应器出口温度通常不是独立的操作变量，它通常是进料质量的函数，当反应器入口温度和进料质量及流率一定时，一般情况下其出口温度是不变的。入口温度通常应控制在所需的最低值、过高的反应器入口温度是无益的，它将导致较高的生焦量。缩短装置的运转周期。

通常随着运转时间的增长，催化剂活性逐步衰减，这可以用提高反应温度来补偿。但是，最高的预加氢反应温度通常是370℃左右，超过此值，焦炭生成速度极快，而且将有裂化反应发生，而精制效果收效甚微。此温度界限是指床层最高温度。反应器和进料加热炉的设计温度也可能限制最大容许操作值，反应器的最大温升必须连续监测，以保证不超越装置的最高设计值。通常反应器温升不允许超过35~40℃，这一点在改变进料时特别重要，因为烯烃饱和将产生相当高的反应热。

14.什么要严格控制预加氢进料的质量和速度?如何控制? 因为预加氢反应器中装填的催化剂和其它操作参数都是根据装置欲加工的原料的数量和质量设定的，进料类型和进料量可允许在适当范围内变化，但不允许过大的波动。当进料质量变差和进料量增大时，一定程度上会降低催化剂的使用寿命。在极端的情况下，或因生成油质量不好、或因预加氢催化剂活性衰退过快，影响装置生产正常运行，甚至停工。

进料量增加，需要较高的反应温度才能完成恒定的脱硫率，并且需要较高的循环气体流量以保持恒定的H2/HC比。反应温度的上升将导致加快焦炭生成速度，缩短运转周期。但是，进料量降低过多，将会造成催化剂的积炭增加，有时流量不均造成沟流，影响产品质量。通常进料速率不宜低于设计值的50%。

为了减少进料变化所带来的影响，一般操作原则是:在降低进料量之前，应先降低反应温度;反之，在提高反应温度之前应先加大进料量。特别是对原料质量要随时监控。

被加工的原料类型以馏程和密度表示。原料干点上升，将使脱氮、脱硫更加困难，因此需要较高的反应温度，而高温又加速焦炭生成;与此同时，较重的馏分本身还含有更多的生成焦炭的母体，更加速了焦炭的沉积。除此之外，高沸点馏分的原料可能含有更多的金属杂质，不仅导致反应器压降增加，而且也会加速催化剂的失活。必须注意，被金属饱和了的催化剂的活性很难恢复。这样，用干点高于设计值的原料时，会缩短运转周期;在苛刻的条件下，导致催化剂活性不可逆转的丧失。因此，必须尽量避免高干点原料进入装置。为了减少焦炭的生成，在使用二次加工原料时，原料贮罐必须用气封。

馏程相同，溴价较高的原料，表明烯烃含量较多。这种原料使床层温升较高，也比较容易缩合，在反应器和相关设备中容易结焦。加工这种原料时，除控制好床层温度，还应尽量加大H2/HC比。

15.操作压力对加氢反应有何影响?为什么要求预加氢尽量在设计压力条件下运转? 通常提高压力可以增加预加氢反应的深度，有利于杂质的脱除，并可以减缓催化剂上积炭生成速率。

反应器部分的操作压力是由高压分离器的压力来控制。装置所需的氢分压是由需要完成的脱硫、脱氮程度所决定的。原始投资与操作费(成本)对催化剂寿命权衡的最佳值。由于下述原因，操作压力(即高压分离器压力)必须尽量保持在设计值：

（1）虽然提高操作压力对催化剂寿命有利，对催化剂活性有利，但是设备(加热炉、反应器、压缩机、换热器、管道和安全阀)是根据设定的分离器压力设计的，分离器压力的提高将加速设备磨损，在极端情祝下可能造成代价高昂的危险及设备故障。

（2）操作压力低于设计值，对催化剂活性不利，并且由于焦炭生成而加速催化剂失活。16.氢油比H2/HC对预加氢反应过程有何影响?如何计算H2/HC比? H2/HC比下降时应如何处理? 提高H2/HC比，也就是提高氢分压，有利于加氢反应，可减缓催化剂上积炭生成速率，有利于导出反应热，避免或减小床层温升(甚至超温)。但是H2/HC过大时，将会影响装置的处理量，增加能耗，不利于提高装置经济效益。特别强调指出，装置不允许在低于设计的H2/HC比下长期操作，那样会导致催化剂迅速失活。

H2/HC比通常有两种表达形式，一为氢油体积比，二为氢油摩尔比。按下式计算: 氢油体积比＝标准状态下混合氢体积流量/原料油体积流量 氢油摩尔比＝混合氢摩尔流量/原料油摩尔流量

在带有气体循环装置的运转过程中，由于可循环的气体是压缩比的函数，当系统压降增高时，循环气量将逐渐减少，特别采用离心式压缩机更是如此。在这种情况下，只要计算的IH2/HC比不低于设计值，循环气量的减少还可允许。但是如果过低，催化剂必须再生、过筛，以减少系统压降。

在一般的情况下，由于系统压降或机械故障造成H2/HC比降低时，必须降低原料量，以保持必要的H2/HC比。

一旦循环气完全中断，必须立即停止原料进入反应器，以保护催化剂和设备。17.系统氢纯度对预加氢反应过程有何影响?氢纯度由哪些因素确定? 为使预加氢反应过程能有效进行，要求有一定的氢纯度(最低氢分压下)，H2/HC比和氢分压均与氢纯度有关。从实际情形来说，通常受到操作费用、催化剂寿命诸因素影响。保持氢纯度在70%~80%(摩尔)是允许的最小值，更低的氢纯度对装置运行将不利，因为这样必须在更高的温度下才能达到希望的产品质量氢纯度通常由下列因素确定:

（1）补充气的氢纯度;

（2）循环气中容许的轻烃和H2S的累计含量。

在大多数情况下，补充氢的纯度是不容易控制的，它是由重整装置或制氢装置的操作所决定的，除非在本装置设置氢提浓设备。循环气中的轻质烃加上反应中生成的轻质烃，随同补充气进入反应系统，在某些情况下，可在高压分离器处排放，以避免积累。

18.原料杂质对预加氢系统有何影响?除去这些有害杂质有哪些方法? 硫和氮是原料中常见的杂质，在加氢反应中生成的H2S和NH3可以进一步反应生成硫化铵。如果进料中还有杂质氯。预加氢反应后生成HCl，HCl与NH3反应则生成氯化铵。这些铵盐需要水洗脱除，以免在系统内结垢。如果进料中含有较多的氮或噻吩类硫化物，就必须在较高的反应压力和〔或)较高的温度操作。

在补充气中含有少量的N2、CO和CO2，它们对催化剂的影响不会很大，但必须不断排放，以免在系统内积累。过量的CO和CO2对催化剂则很不利，因为它们能够被预加氢催化剂甲醇化，占据活性中心，并放热使出口温度升高，降低催化剂的表面活性。因此，不允许含有较高的CO或CO2的气体进入预加氢。

碱金属是预加氢催化剂的毒物，必须除去。固体腐蚀性物质或机械杂质进入反应器将导致床层结垢，压降增加。因此，必须对原料进行过滤加以脱除。

19.循环气中H2S含量较高时(如>1%)对预加氢反应过程有何影响?应如何处理? H2S的存在将会降低脱硫效率。5%的H2S含量将使氢分压下降15%，特别是对原料含硫量较高时影响更大。另外，H2S腐蚀物将间接影响催化剂的活性。但是，当处理直馏石脑油时，如果新氢补充量保持在200Nm3/ m3油的情况下不会对脱硫效率产生影响。某研究单位发现H2S对脱硫反应有一种可逆的抑制效应，并推论含1%的H2S能使催化剂活性下降4％。因此，建议加工高硫石脑油(如热加工石脑油)的装置，预加氢系统应增设酸性气脱硫工序。

20.焦化石脑油作重整原料时，预加氢前是否应将二烯烃饱和?为了把含硫、氮的杂质精制到要求指标，主要操作经验是什么? 据多数装置分析，焦化石脑油中二烯烃含量很低，一般不必设二烯烃饱和装置。

美国大西洋里奇菲尔德公司曾有过经验，影响预加氢催化剂结焦结垢的原因不是二烯烃本身。而是原料油与氧接触所致。为此，有的公司把焦化汽油直接送到预加氢装置，生产中没有发生新的问题。

为了把焦化石脑油中含量较高的硫、氮杂质除掉，阿希兰石油公司认为主要应供给足够

－的氢。用Ni系催化剂，温度为343℃、空速为4.0(h)1，氢油比不得低于62 Nm3/ m3油，但有的公司认为催化剂装入量(即空速)最为重要，在Co系催化剂的装置中，压力为

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

还有人认为脱氮的关键是压力，脱硫的关键是温度。实践证明，反应压力几乎与原料中氮化物含量成正比。其余各种因素应综合考虑。

21.采用混兑大量(>25%)焦化石脑油做重整原料时有些什么经验? 通常直馏原料中混入多于25%的焦化石脑油后，进料中的氮和烯烃含量将会明显增加，烯烃在预加氢反应器中很容易转化，但氮含量的增大将使操作条件更加苛刻。在这种情况下使用镍系加氢精制催化剂比较有利。值得注意的是原料不宜在罐中存贮，应将焦化石脑油直接送到预加氢，避免与空气接触，但此时应防止焦化石脑油携带焦粉和明水。

如果焦化汽油占预加氢进料的50%以上，通常应采用两段加氢。第一段是低温浅度加氢，使二烯烃饱和;第二段由于二烯烃已经得到稳定，可进行较深度的脱氮。

催化剂的颗粒度最好大一些，强度应高一些，以便降低床层压降。

焦化汽油含量较高(如25%以上)时，应选用径向反应器。华特逊炼厂的经验表明，其脱硫、脱氮性能与轴向反应器一样，但压降小，运转周期长。

22．预加氢催化剂开工时预硫化的作用是什么? 预加氢催化剂中的活性金属通常应是硫化(物)状态，硫化(物)状态的金属(如镍)具有比氧化(物)状态更高的活性和稳定性。但是新鲜的或再生后的预加氢催化剂中，金属活性组分均为氧化(物)状态，开工时预硫化的作用就是将氧化(物)状态的金属变成具有更高活性和稳定性的硫化(物)状态金属。

23.预硫化过程中应注意哪些问题?(l)避免无硫热氢介质与催化剂接触。在315℃左右，无硫热氢介质将使催化剂上的金属组分还原，通常还原态的金属的活性很低;(2)采用干法预硫化时，把H2S、CS2或DMDS(二甲基二硫)直接加到循环氢中的速度不宜过快，床层温升不宜过高(通常要求≧30℃)，最高的床层温度不宜超过260℃;(3)采用湿法预硫化时，原料油中添加的硫含量推荐为1%左右，原料油应是100%的直馏石脑油，床层最高点温度亦应控制在260℃以下，为避免高沸点硫化物难于转化为H2S，建议往原料油中添加H2S、CS2或低沸点的DMDS作为硫化剂。

(4)预加氢催化剂硫化时，通常要求催化剂吸收8%左右的硫，为保证预硫化效果，应供给足够多的硫。

24.如果在没有原料油进人的情况下，预加氢催化剂与氢接触的最高允许温度为多少?为什么? 在没有原料油进入时，催化剂与氢气接触的最高允许温度，在预硫化前一般为200℃，有的公司允许260℃。预硫化后，允许315℃。在停气不进油时，希望循环气中保持少量H2S。

所有上述限制条件，目的是为了防止预加氢催化剂活性金属的还原。以镍金属为例，只有硫化态的镍才具有更高的加氢活性，还原镍是没有活性的。

25.预加氢生成油中硫化氢，在什么情况下会与烯烃化合成有机硫?如何避免? H2S与烯烃结合变成有机硫，在热力学上是可能的:

但是，这种反应是在溴价较高和一定的H2S分压及温度下才能发生。例如，在375℃反应条件下，预加氢生成物溴价2.0g/100mL,硫化氢分压为0.025 MPa时，按化学平衡计算－平衡硫含量可达106，没有一种催化剂能改变这种平衡。避免的方法是:首先应降低反应温度，降低烯烃的生成量;其次可设法降低系统硫化氢分压，如增加新氢量，系统置换等。如上述问题仍不能解决，应选用高活性预加氢催化剂。

26.怎样评价预加氢催化剂的使用性能? 通常是在试验室评价装置上，用特定的原料，或按试验要求在原料中添加一定数量的H2S来评价催化剂的脱硫性能或其它性能，进行最佳化运转，确定最佳的使用条件等。

在进行催化剂性能比较时，应在相同的操作条件和相同的原料时才能进行对比，不同装置上运转催化剂的使用性能没有可比性，这不仅由于使用的操作条件不同，而且原料油也有差异，催化剂寿命的不同，脱硫率的差异等。事实上如果工艺要求脱硫率为90%~95%时，也不能根据脱硫率在60%~80%时的试验结果来评选催化剂，动力学的变化将导致催化剂选择性的变化。

为了评价催化剂的活性，国外曾推导出一种简单动力学公式，据悉可以把工业数据简化为一种活度常数。这种活度常数是工艺参数的函数，某些催化剂厂用以做为催化剂使用性能的保证。

27.是否有办法可以预测预加氢催化剂的使用寿命? 预测预加氢催化剂使用寿命是一件非常难办的事，这是因为催化剂的使用寿命与下列因素有关，诸如催化剂的制备方法、原料的类型、原料油中硫及其它杂质毒物含量以及要求达到的精制深度等。因此，有人说不可能真正预测预加氢催化剂的使用寿命。

但是美国催化剂化学品公司提出了一种方法。对特定的原料油可以做出催化剂运转周期与加工深度和氢分压的函数关系，可以预测设计装置允许的催化剂再生次数，这样总的使用寿命便可以估算出来。

28.使预加氢催化剂寿命缩短的原因有哪些?如何延长预加氢催化剂的使用寿命?

使预加氢催化剂寿命缩短的原因有:

(l)反应器温度过高;

(2)进料干点过高;

(3)进料空速过低;

(4)循环气氢纯度过低，氢分压下降;

(5)氢油比过低等。

延长预加氢催化剂使用寿命，应将上述导致催化剂结焦使用寿命下降的五个主要因素限制在允许的限度内:(1)控制反应温度

在任何时候，反应温度必须控制在完成所要求的脱硫率和脱氮率所必需的最低值。提高反应温度会提高焦炭生成速度，因而缩短了再生之间的运转时间。同样，如果改变进料量，反应温度随之改变，通常的做法是在降低进料量之前，应先降低反应温度，或在提温前先提进料量。

(2)控制原料馏程

如果原料干点升高。硫、氮含量将增加，这就需要用较高的温度来脱除。而重馏分的进料含有比较多的焦炭母体，使催化剂积炭增加。因此，一定要控制好原料馏程，勿使过高干点的物料进入反应器。

(3)控制进料速率

如果进料量下降很多，原料油在反应器内的停留时间(假反应时间〕延长，焦炭的生成量增加；同时，进料量(即空速)过低，会使水力学因素变得困难起来，反应器内物流的分配可能变得不均匀，出现边壁气流等，使催化剂利用率下降，需要较高的反应温度来弥补，因而进一步使积炭增加，催化剂寿命缩短。为避免这种情况，通常要求进料量不宜低于设计值的70%。

(4)控制氢纯度(氢分压)如果氢纯度(氢分压)降低时，加氢反应将不能有效完成，焦炭生成的倾向将增大，催化剂活性变差，为此，操作人员只好用提高反应温度去补偿，使问题会变得更趋严重。为了延长催化剂的使用寿命，尽量减少焦炭的生成，不宜让装置在氢纯度低干70%(摩尔)条件下运转。应尽量通过提高补充氢纯度和(或)提供更多的新氢量使系统氢纯度提高。

(5)控制适宜的氢油比

适宜的氢油比是确保催化剂使用寿命的基本条件。如果装置在低于氢/油比设计值的条件下运转，催化剂床层和加热炉管壁温度都会提高，从而导致结焦加速生成。氢气的中断更是十分危险。因此，通常在氢/油比降至预定的最小值时，应使加热炉熄火降温或采取其它紧急措施(联锁)。

29.更换预加氢催化剂的标准是什么? 国内外各公司更换预加氢催化剂没有固定的指标和标准。有的公司用一种活性因子，对比各再生周期催化剂活性衰退，当活性降至原始活性的60%时，认为应该更换催化剂。此外，有的公司认为反应温度已提高至极限，而且必须通过降低空速才能满足生产要求时，就应更换催化剂。

上述的活性衰退可以是脱硫活性、脱氮活性或脱金属活性等的衰退，可按其中对运转起限制作用的活性来确定。极限运转温度，就是不能生产出质量合格的重整原料时的最高反应温度。

此外，还应考虑金属毒物积累而穿透，造成生成油杂质含量超标，或者催化剂物性的明显降级，如破碎严重，床层细粉增加导致床层压降增大或沟流等。

更换催化剂要考虑停工计划和额外的停产费用。

30.预加氢系统开工(用重整氢)及停工的基本程序是什么? 预加氢系统开工步骤大致如下:(1)催化剂干燥

和重整催化剂一样，催化剂的干燥对预加氢系统开工是重要步骤之一，通常是在0.5MPa压力下，要求氮气中含O2≧0.5％和(烃＋H2)≧0.5％，升温至干燥要求温度〔如350℃)，脱除催化剂上的湿存水和凝结水。干燥结束后降温至200℃，视重整开工情况进行预硫化、进油(如不硫化亦可)。

（2）用重整氢开工进油

重整产氢后，用重整氢使预加氢系统升压至要求指标〔如2.0MPa 〕，点火升温，使反应器入口达到预硫化或进油时要求的温度后，亦可考虑预硫化或进油，进油时的条件

(原料通常用精制油开工):

温度:250~300℃;

压力:达到预期指标(如2.0MPa }

进料量:设计值的50%。

如果预硫化，应在进油之前进行。在预加氢进油前还要考虑脱水塔用精制油升温循环，以便顺利地与预加氢系统开工同步。当预加氢生成油进入蒸发脱水塔后，各部条件正常，塔底油质量符合重整要求后，也可及早向重整系统供原料，以便节省贮备的精制油。

如果有外供氢，预加氢也可先于重整开工，制备重整开工用精制油。预加氢系统停工的基本程序如下: 对于增压型预加氢，是在重整停工前预加氢先行停工，即

①重整降温至460℃改用精制油;

②预加氢降温至300℃停油，用重整氢降温;

③停工降温期间生成油改入汽油罐。对于循环型预加氢，当重整降至460℃后，与重整系统断开，两个系统单独循环降温、停工。

31.在预加氢装置实施“粗汽油开工”有何优点?有什么应用经验? 双金属或多金属重整要求用精制油作原料，以高纯氢开工和进行催化剂还原，这就需要准备精制油和高纯氢，并设置相应的油罐车和贮运氢系统，设备复杂，投资较高。石油化工科学研究院开发的在预加氢装置实施的“粗汽油开工”技术为解决上述问题创造了条件，对不具备上述条件的重整装置开工特别有利。

某厂的具体做法是:(l)粗汽油开工的工艺流程是以原有预加氢工艺流程为基础(见图2－2)。用第一反应器(铂催化剂)制氢时，分离器分出的液相产品去汽油罐;制精制油时用第二反应器(装3761催化剂)。

(2)制氢过程的基本做法是以单铂催化剂来制氢。催化剂干燥后，切除精制反应器，制氢铂催化剂反应条件是入口温度400℃，分离器压力为1.2M Pa。实践表明，每吨粗汽油可产高纯度氢气30~50 Nm3(不包括损失)在70h内贮氢2400Nm3，纯度高达99.3%(体)。

(3)为保护铂催化剂，在床层顶部装T－302脱硫剂是必要的。

(4)制精制油过程的基本做法是用3761催化剂高空速运行。制氢结束后，在第一反应器降至370℃后串入第二反应器〔即精制反应器)，当第二精制反应器床层温度达到320℃时进油。在制精制油过程中主要操作条件是：第二反应器入口温度约为340℃，体积空速为8.4h－1－－，压缩机全量循环。在200小时内制含硫< 0.5³106、含砷< S<1³109的精制油560吨。综上可以看出，炼油厂采用粗汽油开工的实践是成功的，表明该工艺是可行的。另一炼油厂重整装置1993年开工时也成功地采用了这一粗汽油开工技术。又有一炼油厂重整装置，近几年来一直采用精制油制高纯氢开工方法(该装置无贮氢瓶)。近些年来，陆续有几个炼油厂，新建的重整装置也均采用了这一技术。此工艺具有投资省、流程简便、操作安全可靠等特点。

32.预加氢催化剂用水蒸气再生的操作要点是什么? 顶加氢催化剂通常采用水蒸气再生，有条件的装置也可采用氮气再生。

蒸汽再生就是向蒸汽介质中加氧，使催化剂上的积炭燃烧生成CO或CO2，使催化剂活性恢复的过程。

蒸汽再生时床层最大温升不宜>50℃，床层最高点温度不得>510℃，根据烧炭情况调整蒸汽中的含氧量，即改变注入的空气量AF。AF(m3/h)可由下式计算: AFOgV15.79 式中Og—再生介质中的含氧量w(体);

V—蒸汽流量，kg/h。

33.预加氢催化剂用空气/水蒸气烧焦的程序是怎样的? 空气/水蒸气烧焦通常分两阶段完成。

(1)400℃烧焦

蒸汽流通后，加热炉点火，反应器入口达400℃后补空气，床层温升大于50℃时，停止补空气，升温60℃时，加热炉灭火。根据床层温升情况逐步提高蒸汽中的氧含量至1%，当床层温升开始下降，表明400℃烧焦结束，停止补空气。

(2)460℃烧焦

反应器入口升温至460℃(床层温度平稳)后，补空气烧焦，床层温升达45℃时，停止补空气，温升大于50℃时，加热炉熄火，当床层温升开始下降，表明烧焦结束，提高氧含量，最后提高含氧量至2%，床层无温升，停止补空气，结束烧焦。

由于预加氢催化剂结焦量大。初始补空气时要小心，避免床层超温，烧坏催化剂和设备。34．采用氮气+空气再生和水蒸气+空气再生时应如何防止硫酸根积累? 采用循环气体(氮气+空气)再生时，为了防止硫酸根积累，通常用注碱的办法，将再生气中的SO2洗掉。注碱的位置一般在空冷器〔或水冷器)之前。含有SO2的碱液在专门的装置进行处理。

采用水蒸气+空气再生时，为了防止硫酸根积累，可采用加大水蒸气流量的办法。

无论是采用循环气体(氮气十空气)再生，还是采用水蒸气+空气再生法，装置停工前，都应采取热氢循环处理待生的催化剂床层，以便吹脱催化剂中的游离硫，这对防止硫酸根积累，无疑是有好处的。

35.已用过但未再生的预加氢催化剂卸出时为什么要采取预防自燃措施?怎样卸出? 在卸出已用过而未再生的催化剂时，必须采用专门的预防措施，因为存在于反应器和催化剂床中的硫化铁(FeS)与空气接触后极易自燃。这种燃烧产生的温度是相当高的，如不遏制可能损坏催化剂、反应器内件和催化剂处理设备。

为防止接触空气，烧坏催化剂，因而催化剂卸出和过筛的整个过程应在氮气保护下完成，其程序大致如下:

（1）装置停工处理在正常停工之后，原料油已从反应器中除去，并经过用氢彻底冲洗置换后，将系统升至最高压力并升高反应器人口温度至350℃左右，脱除催化剂上吸附的烃类，此期间应注意低点排油，在床层达到300℃并稳定2小时(维持氢气通过床层)后，继续冷却床层催化剂，冷却至65℃以下，最好是40~50℃,氮气吹扫后泄压，准备卸剂。

(2)卸催化剂 在整个卸剂过程中应以氮气覆盖于反应器，以防止空气进入使催化剂〔含有Fe)燃烧。打开反应器，进入反应器的人员戴好防护用品，掏出瓷球和筐篮，使催化剂与瓷球分开，并除去催化剂上部可能存在的硬垢，以免卸剂时堵塞流道。在氮气保护下卸剂。

如果催化剂未再生，需过筛除去反应器下部瓷球和粉末，也应在氮气保护下进行。当催化剂倒入桶中时，应保持氮气流动(见图2－3)。

如果不慎反应器内串入空气，发生FeS着火，应停止卸剂，通入氮气，直至燃烧停止。

36.预加氢工艺流程可分几种?各有何特点? 重整原料预加氢的工艺流程可分氢气一次通过、氢循环和两段加氢等三种。（1）氢气一次通过的流程

这种流程的特点是用全部重整生成氢做预加氢用的氢气来源，预加氢高压分离器分出的含氢气体可供下游用氢装置或作燃料进入燃料气系统。为、了提高预加氢系统操作压力，可用增压机将重整生成氢增正后，进入预加氢系统。

(2)氢循环的流程

这种流程的待点是用氢循环压缩机，将预加氢高压分离器分出的含氢气体循环.这样，不仅可使预加氢系统压力得到提高，而且可使氢气循环量增大，保证更高的H2/HC比，对提高装置的处理能力有利。

(3)两段加氢的流程

反应器内装填不同种类的催化剂，在不同操作条件下完成的加氢预精制的任务，而每段反应器所承担的任务通常也是不一样的。例如第一段反应器装填对烯烃饱和性能比较好的精制催化剂，第二段装填对杂质净化性能比较好的精制催化剂。在操作条件上，通常一段反应温度比较低，可用换热器或蒸气加热器等做热源，而第二段反应要求温度可能更高一些，因此通常由加热炉提供热量。

可以看出，两段加氢预精制可以处理含杂质较多的劣质原料，如焦化石脑油或减粘裂化石脑油等，使重整原料来源多样化，炼油厂总加工方案可更加灵活些。

37.预加氢反应器有几种类型?各有何特点? 预加氢反应器类型可分三种；轴向式反应器、径向式反应器和球形反应器。

轴向式反应器结构简单，它是一个符合压力等级要求的立式圆筒形容器，出入口均带有分配器，催化剂床层顶部安装有篮框。

径向反应器的特点是原料油和含氢气体自反应器顶部入口管进入，经筒内壁周边布置的扇形筒进入催化剂床层，横穿过催化剂床层后，经中心收集管集合后，自反应器底部出口流出。径向反应器催化剂床层厚度比轴向反应器薄，因而床层压降低，适于装置处理能力较大或原料含烯烃较多的原料。

球形反应器的高径比亦比轴向圆筒形反应器小，但制作工艺难度较大，因而工业应用不多。

38.预加氢装置在什么情况下必须采取紧急措施? 原料加氢预精制装置发生紧急事故时，为避免装置停工，避免催化剂和设备严重损坏，所必须立刻采取的措施，称为紧急措施。

由于不同装置设备和流程的复杂性，所采取的紧急措施也不相同。以下讨论的紧急措施，是针对采用离心式循环氢气压缩机的预加氢装置，其它情况应根据具体情况来掌握。

预加氢装置如果发生进料泵故障、循环压缩机故障、床层超温、装置停电、停水、停仪表风、加热炉管或其它管路破裂、着.火等紧急故漳时，均应采取相应的紧急措施。

39.预加氢进料泵发生故障，应采取哪些紧急措施? 如果预加氢进料泵发生故障，装置不能正常进料时，必须采取措施尽量维持临氢系统压力，尽量减少催化剂焦炭的生成，用循环气冷却催化剂，避免催化剂床层可能产生的高温，具体措施:（1）预分馏改闭路循环，保持各部液面;(2)利用预分馏进料泵抽精制油进料;（3)利用开、停工管线将预分馏塔底油引入蒸发脱水塔(向蒸发脱水塔进料前，先置换管线，大约5分钟);(4)预加氢加热炉降温至280℃;(5)保持氢气一次通过;(6)联系厂调度和维修队，抢修机泵。

40．预加氢进料泵为什么会抽空?如何处理?

预加氢进料泵抽空的原因是:

(1)预分馏塔底液面过低;

(2)泵入口温度过高、压头低或堵塞;

(3)进料带水;

(4)泵本身故障。

处理方法是:

首先切换备用泵。如果备用泵也抽空，可用预分馏塔底备用泵，抽精制油，经跨线向蒸发脱水塔进精制油。

预加氢系统保持压力，用循环氢使床层降温(或保持入口温度)。重整生成油视情况处理，必要时可调整生产方案。

预分馏塔全回流操作，调整塔底液面至正常后，预加氢恢复正常运转。如果不是预分馏问题，而是预加氢泵入口温度高、压头低或有异物堵塞、泵自身故障以及进料带水，应分别加以调整或处理。故障排除后，预加氢可恢复运行。

41.预加氢循环氢压缩机发生故障时，应采取哪些措施? 如果因循环氢压缩机发生故障或停电而停止氢气循环时，应维持系统压力，避免催化剂生焦量急剧增加，用正常进料将催化剂迅速冷却至反应温度以下，密切注意床层温升。具体措施是:

(l)首先将加热炉熄火降温，使反应器入口降至200℃;

(2)加大进料量，使床层降温;

(3)增大新氢量，通过高压分离器排气，保持系统压力正常;

(4)调整重整分离器压力，使之与预加氢系统压力平衡;

(5)重整系统用备用泵抽精制油，经开工线给脱水塔供料，保持重整装置运转；

(6)压缩机修好后，尽快恢复运转。

42.如果新氢(补充氢)来源中断，应采取哪些紧急措施? 新氢(补充氢)来源中断，将引起系统压力下降。为了减少氢气的消耗量和尽量减少结焦，在这种情况下应停止进料，用循环气使床层降温至反应温度以下，密切注视床层温升。具体措施是:

(1)立刻关闭高压分离器的氢阀门并将加热炉熄火，使反应器入口温度降至200℃;，以尽量减少氢气消耗和压力损失;

(2)立即切断进料;

(3)保持气体循环，使床层温度降至200℃;43.进料泵和循环氢压缩机同时发生故障时，应采取哪些紧急措施? 如果由于机械故障，或装置停电，预加氢进料泵和循环氢压缩机同时停运，在所有讨论的设备和公用工程故障中，这是最危险的情况。因此，要密切注意催化剂床层迅速超温的情况。尽可能地保持氢压，尽量减少结焦。当进料泵可用时，用正常进料冷却催化剂，然后，开动循环氢压缩机。具体步骤如下:

(1)加热炉熄火;

(2)用新氢补充维持系统压力平稳，维护系统氢气流动，压力过高时可从高压分离器排放，如果新氢来源中断，关闭所有放空，保持系统尽叮能高的压力;

(3)当进料泵可以启动时，以最大量向反应器进料，冷却催化剂床层;

(4)在氢气循环压缩机启动之前，床层各点温度均应降至200℃以下;

(5)新氢补充气源可以使用时，将装置维持在正常操作压力;

(6)重整系统可用精制油维持运转。

44.预加氢加热炉炉管发生破裂时，应采取哪些紧急措施? 如果发现预加氢加热炉炉管破裂，应停止所有通过炉膛的加热介质—氢和石脑油，并用蒸气/氮气吹扫破裂处，以防止空气进入工艺管线和设备。

可能的话，可以按以下程序处理:(1)切断进入加热炉的所有液体进料和氢;〔2)关闭加热炉燃料供应和返回管线，打开通入加热炉的蒸汽;(3)全开烟囱挡板;(4)切断补充氢，压缩机系统停止运转，如果装置还未向加热炉膛泄压，则使装置向火炬泄压;(5)系统压力降低后，用蒸汽继续吹扫破裂处，防止空气返流与烃类混合形成易爆混合物。如果吹扫必须通过反应器，应用氮气代替蒸汽。在任何情况下都应优先采用氮气保护催化剂和系统中奥氏体不锈钢管线或设备。

45.仪表用压缩风系统发生故障时，应采取哪些紧急措施? 如果仪表用压缩空气系统发生故障，补充氢由于控制失灵而中断，系统压力有可能因此而下降。这时应考虑催化剂床层中会产生超温和减少积炭问题，这就需要停止液体进料并用循环气迅速冷却催化剂到反应温度以下，减少氢耗和防止结焦。具体步骤是:(l)可能的话立即切入辅助用或装置用空气补充仪表风，如果辅助用风系统也发生故障，装置不宜再继续运行;(2)加热炉熄火，保持最大量氢气循环;(3)切断进料;(4)把催化剂床层各点温度降至200℃以下。46.催化剂床层发生超温时.应采取哪些措施? 在正常的操作温度下，原料油加氢预精制催化剂具有很高的脱硫活性和非常小的加氢裂化作用。由于操作不慎，有可能发生催化剂床层温度急剧变化，甚至超温的现象。

当发现催化剂床层温度急剧变化时，可以用原料油和氢气来调节，因为停止其中之一就会终止反应。但是，若温度过高，足以发生热裂化时，保持氢也无用。最好的措施就是停止进料，加热炉降温(熄火)，保持氢压，用循环氢冷却催化剂床层。如果还不能控制温升，那么可以采取如下步骤:

(1)加热炉熄火;

(2)循环氢压缩机全量循环，为催化剂床层提供尽可能多的冷量。

(3)打开烟囱挡板，使炉膛降温;

(4)如果温升超过最高允许温度，物料可向火炬排放，使反应器系统降压，降压时加大冷却水量，防止换热器过热;

(5)如果压缩机能维持运转，可全量循环，使床层各点温度冷却至200℃;

(6)如吴压缩机不能运转，应立即关闭所有补充气源，切断反应器的补充气体，使系统尽快降压;

(7)在各点(包括反应器系统设备)温度降到了200℃以下，查明超温原因后，启动循环压缩机。使系统充压到正常压力。

47.预加氮系统腐蚀的危容是什么?造成腐蚀的原因有哪些? 预加氢系统如果发生腐蚀，会使设备管线泄漏，不仅被迫停工，影响生产，而且会造成事故，危及人身安全。

引起腐蚀的原因有:系统中存在酸性介质（如H2S、HC1等)会导致电化学腐蚀，高速流体会引起冲蚀腐蚀，它们共同作用的结果使预加氢系统腐蚀。

通常，H2S可与铁反应生成硫化亚铁(FeS)，FeS沉积在设备的表面上，形成保护膜，将金属表面与酸性介质隔离，可防止进一步腐蚀:

但是，在预加氢系统中存在HC1、H2O以及其N H3等，其中HC1遇水形成盐酸，能够将上述保护膜(FeS)溶解破坏:

结果，金属表面失去保护膜，同时产生H2S，FeC12不断被流体冲刷(特别是90°弯头处)，脱落后暴露出新表面继续被腐蚀。

可以说HC1和H2O是腐蚀的罪魁祸首，而且存在液态水时，HC1本身亦具有强烈的腐蚀性:

如果没有酸性介质的影响，冲蚀腐蚀将是微不足道的。

但是，系统中存在H2S、HC1和 H2O等，能够形成酸腐蚀时，冲蚀腐蚀就如同火上浇油，加重了腐蚀的深度。

48．减缓预加氢系统腐蚀的方法有哪些?各有何优缺点?

减缓腐蚀的方法很多，下面介绍几种常用方法:(1)换用耐腐蚀材质，如采用不锈钢设备或管线;(2)涂防腐层，注缓蚀剂;(3)合理改造管道走向，减缓冲击腐蚀;(4)减少进料和系统中的酸性物质(H2S、HC1)含量，减缓设备的电化学腐蚀，具体方法有: ①注氨水中和酸性介质(HC1)；

②采用吸附剂(脱氯剂)脱除酸性介质(HC1);对比上述各种方法可以看出: 采用不锈钢合金可以增加设备的耐腐蚀能力，但是设备成本费会大大增加，采用是否合算，应结合装置具体情况认真论证其可行性。

采用涂层，应注意系统高速流体对涂层的冲击作用，涂上的防腐层强度是否满足要求，以及冲刷下来的防腐物对重整催化剂性能是否有影响等问题，应进一步分析探讨。，改造管道流向对减缓冲击腐蚀有一定作用，但是不可能减缓电化学腐蚀作用;采用注氨水是一种简易可行的方法，但受原料含氯量、注氨水量以及操作者责任心诸因素影响，因此很难借助此方法从根本上解决设备腐蚀问题;利用脱氯剂吸附作用。能够较有效地脱除反应生成流出物中的氯化氢，操作简单，安全可靠。关键问题是需要寻求一种高效的脱氯剂。

49.几种较好的脱氯剂的使用情况如何? 从国内来看，下述几种脱氯剂比较好。(1)低温脱氯剂3925 某炼油厂的40万吨/年连续催化重整装置，为解决尾氢含氯对用氢系统腐蚀和堵塞，1992年采用3861催化剂的担体作为脱氯剂，在系统压力和常温条件下进行尾气低温吸附脱氯。

－实践表明，该脱氯剂可以将(2.0~2.5)³106的氯脱至0；但该脱氯剂氯容量较低，且价格较高。

北京石油化工科学研究院开发了高容量常温脱氯剂，1993年放大试生产，牌号为3925，并于同年在某炼油厂15万吨/年宽馏分重整装置上应用。试用表明，3925脱氯剂可以使含氯－量由（8~11）³106氯降至0，因而较好地脱除了重整生成氢中的氯，对解决用氢装置(石蜡加氢)安、稳、长、满、优运转，起到了良好作用。

(2)高温脱氯剂NC－l 采用与加氢脱砷相似的工艺流程，用T－402高温脱氯剂，对预加氢生成物进行脱氯，取得较好效果。但氯容量较低，还在继续高氯容量脱氯剂的开发工作。南京化工学院开发了

－NC－1脱氯剂，在高温（330℃）条件下脱氯，冷却后气液相中的氯含量均<0.5³106,而原

－料油中的氯含量高达（100~400）³106。

实践表明，NC－l高温脱氯剂较好地解决了原料油含氯量高造成系统腐蚀泄漏的问题，取得了明显的经济效益。

在国外，脱氯剂多用高活性氧化铝。近年来。美国Kaiser Aluminmmamd Chemical公司对高效氧化铝吸附脱氯做了研究，美国S.L.Janke认为氧化铝脱氯成本低，有较大的实用价值。美国La Roche公司生产的A-203C1氧化铝用于液相脱氯时，容氯量为7~9%(重)，用于气相时可以达到12%~14%(重)。

德国Edeleann工程公司设计的连续催化重整装置，均安装HC1)捕集器，在Pembrook炼厂中使用的HC1捕集器中，用沸石做捕集剂。

－50.重整进料为什么要求含水量小于5³106?蒸发脱水过程的特点是什么? 现代重整装置使用的双(多)金属重整催化剂通常要求原料含水量小于5³106（重），否则重整催化剂的活性将受损，所以重整原料必须用蒸发的方法脱水。传统的汽提塔，即使吹

－氢也难以提供含水量小于5³106的重整原料。

－蒸发脱水过程能够提供含水量小于5³106的重整原料，这是因为蒸发脱水塔能够使重整原料中存在的水与油呈不完全互溶的非均相二元物系，它存在于与其形成共沸物的最轻组分中，即存在于塔顶。塔顶蒸出的蒸气冷凝后可以分成油相和水相，绝对量不多的水相中含油较少，可将水相排出系统，原料中的水就被脱除;油相则做为回流送回塔内，以保持适宜

－的塔顶操作温度，顺利蒸出水。含水量小于5³106的重整原料从塔底排出。

51..影响蒸发脱水的因素有哪些?各有何影响? 影响蒸发脱水的因素有:塔结构因素、操作因素和原料带水过多等。

(1)塔结构的影响

蒸发脱水形成非均相共沸物，所需理论塔板数并不多，但是，使用常规塔板时，物系蒸馏过程中的板效率较低。因此，实际操作中，如果实际板数较少时，脱水效果不好。通常实际塔板数为20~30块。为了提高板效率，一些炼油厂近年采用的新型斜孔多溢流塔板，取得了较好效果。

(2)操作因素的影响影响脱水塔操作的因素有压力、塔顶及塔底温度、回流量和进料含水量等，这些因素的变化通常会影响脱水塔底油(重整原料)含水量。实践表明当压力为0.8~1.2MPa,塔顶温度为100~130℃ ,塔底温度为185~220℃、进料温度为130 ~170℃和回流

－比为0.3以上时，可制得含水量<5³106的重整原料。

（3）原料带水的影响

通常原料含水过高(如系统泄漏等原因〕将影响脱水效果。一定要定期进行预分馏进料罐和预分馏塔顶回流罐的脱水。

52.精制油水含量过高时，应采取哪些措施?

(l)提高脱水塔底温度;

(2)加强回流罐脱水;

(3〕检查预加氢气液分离罐水位，避免水位过高，必要时停止注水，加强脱水;

(4)检查水分析是否有误。

53.蒸发脱水塔能否兼具预分馏塔的拔头作用? 蒸发脱水塔的流程与常规的精馏塔相同，在适当的设计条件下，它可以具有原料预分馏的拔头作用。

某炼厂30kt/a重整装置蒸发脱水塔就是兼具拔头作用的精馏塔。该塔有30块浮阀塔板，板间距450mm。塔正常操作时，回流罐保持40~50％液面，回流比控制在0.85~0.95之间，多余的拔头油打入稳定塔，和重整生成油自然调合。实践表明，当脱水塔进料轻组分含量较低时(≧12%)，该塔可取代预分馏塔，起到拔头作用。

54．深度脱硫有些什么好处? 由于现代双、多金属重整催化剂对原料硫含量的要求越来越严，甚至要求无硫操作(即要－求硫含量< 0.1³106，仅靠传统的加氢预精制脱硫已难以保证。为此，近年来国内外开发了各种深度脱硫技术。重整原料油深度脱硫的好处有:

(l)深度脱硫可使重整装置的运转周期或重整催化剂的寿命得到延长。据文献报道，重整催化剂两次再生之间的运转时间可延长25%。

(2)深度脱硫可以提高重整装置液体产品收率和氢气产率，使现代双、多金属重整催化剂、特别是高Re/ Pt比的重整催化剂的良好性能得到更充分发挥，因而可以得到更好的经济收益。

（3)有关资料表明，对于一个0.43Mt/a的重整装置，由于实施深度脱硫而获得的收益每年大约是56万元。

－但应指出，某连续重整装置的生产实践表明，重整进料含硫量不宜低于0.1³106(重)，－否则可能造成反应器内产生焦块物质。故原设计流程中的脱硫保护床近年已取消。

55.深度脱硫有几种工艺流程?各有何特点? 工业上应用的深度脱硫过程基本上均为吸附脱硫工艺，其工艺流程可分为液相脱硫和气相脱硫两种。（1）液相深度脱硫

液相深度脱硫，是在液相状态下，利用高选择性的吸附剂，脱除加氢裂化石脑油或重整原料加氢预精制生成油中的硫或残余硫，其工艺流程包括上流式液相脱硫和下流式液相脱硫。

我国Z－2型液相脱硫工艺和美国的雪佛隆(Chlvlon)公司的硫保护器技术均为上流式液相脱硫工艺。美国环球油品公司(UOP)开发的硫保护床为下流式液相脱硫工艺，已在我国石油化工厂应用。该工艺采用ASS－11脱硫剂，为保证脱硫剂的活性充分发挥，流程中设计了还原系统，供脱硫剂开工时还原用。

（2）气相深度脱硫

气相深度脱硫通常是在氢压下，利用高选择性脱硫剂，在气相状态下脱除原料石脑油中的微量硫。该工艺通常设计在重整临氢系统中，因此不需要单独的氢循环过程。为避免对重整反应环境的影响，要求脱硫剂应具有不可逆吸附作用。

我国早先开发的Z－1型气相脱硫和美国恩格哈德公司(Fngelhard Co)近年开发的痕迹硫脱除技术均为气相脱硫工艺。

56.我国深度脱硫装置使用过的脱硫剂有哪些?国外近年开发的脱硫剂有哪些？各有何特点? 我国脱硫装置使用过的脱硫剂有:3703、3831、CT-83、ADS-

11、0501和0501-3等。国外近年开发的脱硫剂有:UOP公司开发的ASS-11,Engelhard公司开发的非ZnO型脱硫剂和Chlvlon公司开发的再生型脱硫剂。

所有上述脱硫剂均含有具有很强吸附能力的活性金属，Zn可以很好地脱除残H2S(通常称为无机硫)，而添加的第二种金属(如Mn, Cu等)具有更好脱除有机硫的能力。

近年我国开发的高效脱硫剂(如0501－3)，采用还原Ni做活性组分，对无机硫和有机硫均具较好的活性。采用Cu一Ni型脱硫剂(如CT－83)也具有较好的脱无机硫和有机硫的能力。

国外近年开发的非ZnO型脱硫剂具有如下特点:能完全脱除原料中的痕迹硫，容硫能力高，吸附是不可逆过程，对重整环境没有影响。据专利介绍，国外开发的再生型脱硫剂用于

－两段吸附过程，第一段使用高Cu脱硫剂，使硫脱至<5³106;第二段用Cu/Al2O3脱硫剂，在较高温度(425℃)下进行深度脱硫。需要再生的是第一段高Cu脱硫剂，再生程序如下:

(1)惰性气吹扫;(2)空气熔烧(温度315℃)，空速为(0.5~1)(h)-1，使硫化物变成硫酸盐，然后在更高的温度(950℃)下分解，使硫酸盐转变成H2S；

(3)氮气吹扫，除去H2S;(4)抽真空继续除硫;(5)500℃通入湿空气，结束再生。57.脱硫剂如何活化处理? 脱硫剂的活化处理有两种方法:(1)空气活化

某些脱硫剂(如3703)需要进行高温空气活化。这种活化过程通常是在专门的活化处理装置内进行，当然在重整装置采用高温氮气活化也是可行的。

活化时间根据活化装置结构，脱硫剂含水量和收率等因素计算:

式中:—活化时间;—收率，%;

d—被活化的脱硫剂物料的堆积密度，kg/m3;

D—活化器内径，m；

H—活化剂床层高度，m；

G—活化剂处理能力，m3/h。(2)氢气活化处理

某些含镍型脱硫剂需要在氢气气氛中进行活化处理(还原)。这种处理需要在本装置内完成，因此，设计脱硫装置时应设计氢气活化处理系统。

在还原条件下，脱硫剂里的氧化态金属组分(如NiO、CuO等)将发生还原反应，生成活性金属(如Ni、Cu等)；

上述空气活化与氢气活化(还原)的具体条件，可由脱硫剂开发单位制定。58.CT8-3脱硫剂在工业装置中应用情况如何?有何特点?

CT8-3脱硫剂已在6个重整原料预处理装置中应用。

该脱硫剂的特点是:(1)以Cu、Ni为活性组分，但无铜流失，使用前不必进行还原和其它复杂的处理。

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

(3)价格便宜，使用方便。

59.0501-3脱硫剂的特性和基本组成是什么?有些什么应用经验? 某石油化工厂重整装置1989年改用CB-6低铂徕催化剂时，选用0501-3重整原料脱硫剂。投用以来，经过长期工业考察，多次受到高硫冲击，结果表明0501-3重整原料脱硫剂的脱硫效果明显优于原来常用的氧化锌脱硫剂，平均脱硫率在70%以上，与UOP ADS-11高镍脱硫剂相比，脱硫效果毫不逊色，而价格比UOP ADS-11脱硫剂便宜得多。

0501-3脱硫剂主要的活性组分是镍，以Al2O3为主要载体。片剂，机械强度（侧压)不小于1.2MPa/颗，比表面积120~170 m3/g，孔体积0.2~0.3 Ml/g,平均孔径420nm，堆积密度1.09g/mL。

在0501-3脱硫剂投用前，用精制油冲洗运输和装填过程中产生的粉末，这对保护重整催化剂是十分重要的。

在硫容量达到4%(重)时，脱前油中硫含量增加，脱后油中硫含量随之增加，脱硫率也将随之下降。该脱硫剂的工艺条件和蒸发脱水塔底操作条件相同，不需要外部供热，也不需要专门调节。

60.运转过程中精制油硫含量超高时，应如何查找原因?如何处理? 分析运转过程中发生硫超高现象时，道常采用倒序法(所谓倒序法就是按照工艺流程由后部往前查)找原因，采取处理措施。

(l)液相脱硫系统故障

检查脱硫剂是否失效，只要在脱硫器出人口采样分析便可确定其脱硫率。如果入口硫含量和操作条件没变，而脱硫率下降至50%以下，表明脱硫剂已需更换。处理方法是切断脱硫器更换脱硫剂。

(2)蒸馏脱水系统的故障

所谓蒸馏脱水系统硫含量超高故瘴。是指蒸馏脱水塔进料中并未发现有机硫含量突然升高，而脱水塔底油硫含量超高，这种情况显然是由于加氢过程生成的H2S(溶解在分离器液相中)，在进入脱水塔后未被很好脱除所致，脱水塔在正常的操作条件下，H2S和水一样，在石脑油中具有较高的相平衡常数，在正常的脱水操作条件下，H2S能很好地被除掉。但是，如果操作波动，如温度、压力、进料量的波动，特别是回流罐顶部H2S排出量减少时，将造成脱水塔底油含硫量升高。处理方法是调整好蒸馏脱水塔的操作。

〔3)预加氢反应系统的故障。

如果蒸馏脱水系统进料发现含硫量高，那就要从上游反应系统进行检查分析。

影响加氢精制反应效果的工艺因素，诸如温度、氢分压和接触时间等已讨论过。除此之外，还有一些因素也应加以分析: ①混氢量波动

在一定的进料流量情况下，氢气流量的减少，也将导致硫超高现象的发生。通常氢流量有一个下限值，在此界限之上的波动对催化剂的活性似乎影响不大。但是，氢气流量低于此下限值后，将引起催化剂迅速结焦，导致催化剂活性下降，脱硫能力降低，使生成油硫含量升高。处理的方法是应尽快调整好混氢量，避免在低于下限值时操作。

②部分原料短路

反应器床层沟流(压降过高)或系统阀门与换热器泄漏都有可能使部分原料短路，不经催化剂层反应而漏入加氢生成油中，结果是生成油中的有机硫含量超高。

换热器或阀门泄漏可用着色试验检查。着色剂是一种用量极少的含氮化合物，如不短路，而经过反应器床层催化剂时，它将被转化成无色的产物。

反应器床层短路的发生有两种可能。一是催化剂床层发生沟流，这种情况的发生，可由床层各点温度的不均匀性得到反映;另一种原因，是在带有衬筒的冷壁反应器里发生的，由于衬筒漏焊或床层压降过高而使衬筒焊点开裂，导致部分原料经衬筒外壁流动，而不通过催化剂床层，致使未转化的硫化物进入生成油中。解决前者的办法是均匀装填催化剂，而后者需要补焊修理。这两种情况的处理，通常都必须在装置停工的情况下才能进行。

对于反应器涂有变色漆的装置，很容易发现衬筒开裂沟流现象，由于原料短路使壁温超高，变色漆变色。这种情况，在我国不少装置时有发生，导致的硫超高现象也大都相同。避免的方法是采用内衬筒软结构(见图2－4)。当然根本途径是采用热壁反应器。

在操作过程中与床层沟流有关的因素是床层的质量流率过低，当床层截面质量流率低于某一极限值的时候就有发生沟流的可能。对重整原料石脑油加氢预精制过程来说，适宜的床层截面质量流率是7~25t/(h²m2)。

③预加氢催化剂中毒失活

影响重整原料(石脑油)加氢预精制催化剂活性的毒物有:钠、铝、砷化合物和硫酸盐等。钠将堵塞催化剂担体孔道，致使催化剂失活。当钠含量达到0.2％时，就会明显影响催化剂活性。

铝和砷对预加氢催化剂活性的影响十分相似，它们都将在催化剂上逐层沉积，降低催化剂的孔容体积和孔表面，使催化剂活性降低。处理方法是查清毒物来源，并加以消除。

第三章

重整催化剂与重整化学

1.什么叫催化剂?它具有哪些特征? 在反应物系中，加入某种物质能使反应速率明显变化(加速或减速)，而该物质在反应前后的数量以及化学性质不发生变化，这种物质称为催化剂。

催化剂的基本特征是:(l)催化剂对化学反应具有选择性，即一种催化剂只能改变特定的化学反应;(2)催化剂只能改变化学热力学平衡上可能进行的化学反应;(3)对可逆化学反应而言，催化剂以相同倍数改变正反应和逆反应的速率，因此，化学平衡不能改变;(4)催化剂的数量、基本性状不会发生变化，催化剂的组分不进入化学反应产物之中。2.什么是重整催化剂?铂重整催化剂是谁发明的? 重整催化剂是一种能够在石脑油重整过程中加速烃类分子重新排列成新的分子结构，而本身没有改变的物质。

研制、开发铂催化剂可以说是经过几十年的时间，经过许多人的努力才取得的成果。早在本世纪初(1911年)，俄罗斯化学家H.Д.泽林斯基和B.A.卡赞斯基等，在试验室使用含铂催化剂对重整反应进行了研究，但他们只进行了试验室阶段的研究。对含铂催化剂具有工业实用意义的开发工作是由美国环球油品公司完成的，该公司化学家埃比和汉塞尔等，对含铂催化剂进行了深入研究，于1949年首先将铂/氧化铝催化剂(R-4)投入工业运转。此后，将使用这类含铂催化剂的石脑油催化重整工艺称为铂重整(Platinum Reforming，简写为Platforming)。

3.重整催化剂的发展经历了哪几个主要阶段? 重整催化剂的发展，主要经历了非铂金属氧化物催化剂、单铂催化剂和含铂双、多金属重整催化剂三个阶段。

（1）非铂金属氧化物催化剂 1949年单铂催化剂问世之前，工业中应用的重整催化剂主要是非铂金属氧化物，如1940年美国投入工业生产的临氢重整装置使用的催化剂(氧化钼、氧化铬等)和德国在二次世界大战期间投产的重整过程使用的催化剂(氧化铝、氧化铜)。

（2)单铂催化剂

稳定而有效的铂催化剂问世之后，催化重整在国外(主要是美国)开始迅速发展，铂催化剂的研究和改进进入了空前活跃阶段。

使用Pt/Al2O3为催化剂，将烷烃，特别是环烷烃转化为芳香烃的工业铂重整过程的发展。那是本世纪中叶(1949~1967年)的事情。美国化学家汉塞尔曾回忆说:“你们会感到很奇怪，为什么会制造出铂重整(Platforming)这个名词来。回想起来，将铂(Platinum)和重整(Reforming)缩写成铂重整(Platforming),确实是一个精巧的缩合，它是由埃比想出来的，他是我们三个化学家当中的一个。铂重整不但叙述了事实，而且包含了水平，这个水平就是辛烷值和产率方面的高度。”与使用Crl2O3/Al2O3催化剂相比，Pt/Al2O3催化剂的活性已提高了100多倍。

(3)双、多金属催化剂 1967年，美国雪佛隆研究公司公布了发明的铂铼双金属催化剂—（Pt-Re）/Al2O3，自此，催化重整开始了第三个发展阶段—双、多金属重整，并结束了铂重整一统天下的局面。由于(Pt-Re)/Al2O3等双、多金属催化剂的优良性能，很快推广于世界各国。到目前为止，据不完全统计，已有八个国家(中国、美国、荷兰、法国、德国、墨西哥、前苏联和前捷克斯洛伐克等)十二个公司生产了多种不同牌号的双(多)金属重整催化剂。特别值得指出的是我国近年开发的CB-6 , x CB-7 , CB-8高Re/ Pt比固定床半再生重整催化剂已达到或超过了国外同类催化剂的先进水平。

近年开发的3861-Ⅰ和CB-10锡铂连续重整催化剂也达到了国外同类型催化剂的水平，并在引进的连续重整装置上替代了进口催化剂。

4.当前世界都有哪些双、多金属半再生重整催化剂? 当前世界上有中国、美国、德国、墨西哥、前苏联、前捷克斯洛伐克、荷兰和法国等国家生产的双、多金属重整催化剂，各国生产的双、多金属重整催化剂的牌号大致如下:

(1)中国

CB-

6、x CB-7、CB-

8、3861-Ⅰ

(2)美国

①环球油品公司

如:R-

56、R-62、R-

32、R-

34、R-100、R-132等牌号。

②雪佛隆公司

如:F、H等牌号。

③标准催化剂公司(Cricerion Cat Co)

如:PR-8.8A、PR-8E、PR-28、PR-

18、PR-18A、PS-

7、PS-10等牌号。

5.当前世界上主要应用的连续熏整催化剂有哪些牌号?各有何特点? 当前工业上应用的连续重整催化剂有中国的3861－I,CB-10；美国的R-32, R－

34、R－132、Ps－7和法国的AR－401、AR－403、CR－201等牌号。

各牌号连续重整催化剂的性状和特点见表3－1

6.重整催化剂是由哪两部分构成的?各部分的作用是什么? 当前工业使用的重整催化剂均是由活性组分和载体两部分构成的。其中活性组分由金属组分和酸性组分两部分构成。各部分的作用是:（1)金属组分

重整催化剂中的金属组分是重整催化剂的核心，它的基本作用是促进脱氢和加氢反应。传统的铂催化剂的金属组分是由贵金属铂构成、现代双、多金属重整催化剂除铂外，还加入一种或多种其它金属，如镰、锡、钦、铱等。引入非铂金属的主要作用是抑制铂晶粒长大，提高稳定性，改善选择性，增强容炭能力，使重整装置可以在低压、低氢油比和较高温度下长周期运转。

(2)酸性组分

酸性组分的作用是促进重整催化剂的异构化和裂解性能，通常由添加氯组元构成。

(3)载体

载体的作用是担载活性组分，使其均匀分散。现代重整催化剂多用γ－Al2O3作为载体。7.什么是催化剂的主剂?什么是助剂?它们之间有什么关系? 所谓主剂就是起上要作用的活性物质，对重整催化剂来说金属组元中的铂是主剂。助剂是指某些物质被加入到催化剂之后，能使催化剂的活性、稳定性和/或选择性得到改善。这种物质称为助剂。

重整催化剂中的助剂包括第二金属或其它多金属组元和酸性组分氯等。

主剂和助剂是相辅相成的，只有将主剂和助剂很好匹配起来，才能成为好的催化剂。8．何谓双功能催化剂?重整催化剂为什么必须具备双功能作用? 所谓双功能催化剂，通常是指具有两种催化作用的催化剂。以重整催化剂而言，双功能重整催化剂具有促进加氢/脱氢作用的金属功能，同时具有促进裂化、异构化反应的酸性功能。

重整催化剂必须具备金属和酸性两种功能，这是因为重整反应中通常包括几种不同类型的反应。一类是脱氢反应，要求催化剂具有金属功能来促进脱氢、加氢反应。另一类是裂化、异构化反应，要求催化剂具有酸性功能，以便促进裂化、异构化反应。还有一类是烷烃脱氢环化转化成芳烃的反应，它必须在金属中心与酸性中心交替地进行反应，所以重整催化剂必须具备金属和酸性两种功能。

9.重整催化剂的酸性功能是怎样形成的? 现代双、多金属重整催化剂的酸性是由酸性组分氯提供的。氯在催化剂载体中占据了原有的一个羟基的位置。

载体(γ－Al2O3)表面具有一定数量的羟基，在一定的条件下，可以部分脱水而生成氧桥;氧桥又可以与环境气氛中的HCl发生交换反应。使氯被固定在载体表面上(见图3-1)。

把反应式(1)和反应式(2)合并，可得到反应式(3)

这里所说的固定的酸性，是相对的、有条件的，境中湿度很高，被固定的氯也会流失。10.重整催化剂的金属功能是怎样形成的? 金属活性功能主要是靠第Ⅷ族贵金属铂提供的。催化剂中，每个铂原子在一个运转周期可促使2000万个烃分子进行化学反应，可见它的功能是很强的。

在制备催化剂时铂以氯铂酸的形式加入，在制备过程中，由于酸性功能活性组分氯的诱导，形成复合活性中心(见图3－2)。

在金属活性功能和酸性活性功能构成的复合活性中心中，金属铂通常不是由单原子存在的，由于各种原因(如高温)将使铂原子发生凝聚化作用，结果降低了铂的总活性功能。为抑制凝聚化作用、提高铂的分散性和调整活性功能，在制备中往往还要加入第二种金属(如铼)、第三种金属(如钛)。

总之，只有有效地发挥酸性活性功能和金属活性功能，才能使复合簇团发挥更好的作用，即催化剂的活性、选择性和稳定性更好。

11.现代双、多金属重整催化剂常用的助剂组分有哪些?各有些什么作用? 现代双、多金属重整催化剂通常采用铼、锡、铱、铝和铅等第二金属组元，做为主剂活性组分铂的助剂。其中，应用最多的是铼，其次是锡。它们的具体作用是:（1)铼(Re)能促进铂的分散，抑制主剂铂的凝聚;铼具有极高的熔点，它进入铂的活性基团中起到抗积炭的作用，因而能使催化剂的稳定性提高、使用寿命延长。

(2)锡(Sn)能促进选择性的改善，C5液收率明显提高，但温度效应较差，稳定性欠佳，此类催化剂多适用于连续再生型重整过程。

(3)铱(Ir)本身具有良好的脱氢环化功能，能提高重整催化剂的稳定性，但它的氢解和裂化性能较强，且价格昂贵，限制了它的广泛应用;铝(Al)做为第三种组分加入，能改善重整催化剂的裂解性能;铅（Pb)是重整催化剂的毒物，但做为制备催化剂的活性组分，具有催化剂的变性剂功能。

12.催化重整的基本反应是谁最先发现的? 所谓催化重整的基本反应通常是指C6环烷(即环己烷)脱氢变成苯的反应。

1911年，俄国化学家泽林斯基最先发现了环己烷脱氢生成苯的反应，他是借助于载铂一钯的催化剂，在300℃的条件下进行这一反应，其反应方程式如下:

1936年，莫达维斯基等用氧化铬做催化剂，在450~470℃实现了烷烃脱氢环化生成芳烃的化学反应;与此同时，卡赞斯基等也指出，在300~310℃,借助铂/碳催化剂，烷烃脱氢环化是可能的:

13.重整催化剂上发生的主要化学反应有哪些?

在催化重整催化剂上发生的基本反应是:

²直链烷烃异构化反应;

²烷烃的脱氢环化反应;

²烷烃的加氢裂化反应;

²六员环烷的脱氢反应;

²五员环烷的脱氢异构反应;这些基本反应，几乎在所有现代催化重整催化剂上均能发生。除此之外，在某些情况下，还会发生其它一些反应，其中包括:

²脱烷基反应;

²歧化反应;

²烷基化反应等。

除了上述反应之外，在重整催化剂上还发生缩聚生焦反应。

14.什么是直链烷烃异构化反应?该反应对催化重整过程有些什么作用?特点是什么? 所谓直链烷烃异构化反应，就是由正构烷烃(即直链烷烃)转化成异构烷烃(即带侧链或支链的烷烃)的过程，例如：

该反应的作用是提高了反应物的辛烷值。如上述反应辛烷值净增加值达92个单位，是提高汽油辛烷值的理想反应。

该反应的特点是热效应很小，但该反应深度受热力学平衡的限制，因此，不可能将原料中的直链烷烃100%的转化成异构烷烃，通常，在催化重整过程中只能使重整汽油辛烷值提高20~30个单位。

该反应的另一特点是除主要借助催化剂的酸性功能(A)的作用外，还必须借助催化剂的金属功能(M)的辅助作用才能完成。应该说，直链烷烃异构化过程包括三个步骤: 第一步:先借助金属功能脱氢生成烯烃;第二步:借助酸性功能异构成不饱和异构烃;第三步:再利用金属功能加氢变成饱和异构烷烃。

15.什么是六员环烷脱氢反应?该反应在通整过程有些什么贡献和特点? 所谓六员环烷脱氢反应就是由六员环烷脱掉6个氢原子变成相应的芳烃的反应，例如:

该反应是重整过程最基本的化学反应。它的贡献是提高了重整油的辛烷值和芳香度(即芳烃含量)。特点是借助催化剂金属活性功能作用发生的，是各种重整反应中速度最快的一个化学反应，即使在很高的空速下，也能几乎定量完成。该反应是吸热量很大的反应，转化1摩尔六员环大约吸收209kJ(50kcal卡)左右的热量，是造成床层温降的最主要反应之一。该过程副产大量氢气，因此它也是重整副产氢的主要来源。

16.什么是五员环烷脱氢异构反应?它在整反应过程中有些什么贡献和特点? 五员环烷脱氢异构反应是比较复杂的反应，以甲基环戊为例，首先在金属功能作用下脱氢，再在酸性功能作用下异构成六员环，最后还得在金属功能作用下脱氢生成芳烃，其反应方程式如下:

这种反应对提高重整汽油辛烷值也有较大贡献(辛烷值增加13.6),最主要的贡献是增加了产品的芳香度，为增产芳烃做了贡献。

该反应的特点是需要在两种活性中心交换数次才能完成，反应条件要求比较苛刻，酸性中心是整个反应过程的控制步骤，需要两种功能良好匹配才能取得最佳效果;双功能失调，对这种反应极为不利。该过程是强吸热反应，1摩尔甲基环戊烷转化成苯需要205kJ的热量。

17.什么是烷烃脱氢环化反应?它在重整反应过程中有何贡献和特点? 所谓烷烃脱氢环化反应就是在金属功能(和酸性功能)的作用下，将烷烃转化成芳烃的反应过程。以正庚烷为例，其反应过程如下:

该反应是现代催化重整过程追求的目标之一，它也是提高汽油辛烷值与芳烃产率的主要反应，该过程使辛烷值增加高达120个单位。

我国原油多为石蜡基原油，直馏石脑油中的烷烃占40%~60%，因此，该反应是我国重整装置提高经济效益的关键反应。

该反应的特点是烷烃可以在金属活性中心上直接环化，也可以在M和A两个中心作用下完成。受反应动力学控制，要求反应条件苛刻，催化剂应具有良好的脱氢环化功能，控制好水氯平衡，这些是进行烷烃脱氢环化反应的先决条件。

该过程是强吸热反应过程，1摩尔正己烷转化为苯需要205kJ的热量才能完成。18.什么是加氢裂化反应?为什么说加氢裂化反应是不希望发生的反应? 加氢裂化反应是在酸性和金属（A.M）两种功能作用下使大分子烃变成小分子烃类的反应。以正庚烷(n－C7)为例，反应如下:

该反应虽然也是一种改进汽油辛烷值的反应，将大分子烷烃裂解为低分子烃，浓缩了液体产品中的高辛烷值组分，提高了液体产品辛烷值和芳香度;但是，它使重整过程产氢量减少，氢纯度下降，液体产品收率降低;同时，由于该反应速度快，对烷烃脱氢环化极为不利，最后造成芳烃产率减少，并使催化剂选择性变差。总体来说，此种反应是利小害大，是不希望发生的反应，应加以适当控制(然而不让发生是不太可能的)。

19．什么是氢解反应?它与加氢裂化反应有什么区别? 氢解反应主要是生成C3以下的低分子烷烃的反应，主要生成物是C1、C2和C3，其反应式如下:

加氢裂化通常是指生成C3、C4低分子烃的反应，其反应历程是:

这两种反应都是不希望发生的反应，它们将使液休产品收率下降，因此操作中尽量避免它们的发生。

20.什么是脱烷基反应、歧化反应和烷基化反应?它们对重整工艺过程有何影响? 烷基化反应是脱掉苯环丘烷基的反应。例如

这种反应不能提高重整油的辛烷值，但可增产轻质芳烃—甲苯或二甲苯。

在歧化反应中，烷基从一个芳烃分子的苯环上转移到另一个芳烃分子的苯环上。例如，甲苯歧化生成苯和二甲苯:

这是一种增产二甲苯的有用反应。烷基化反应是脱烷基反应的逆反应，该反应和脱烷基反应相似，没有氢的交换，但是会使汽油产品的干点升高，同时会加速焦炭生成，因此，应设法避免这种反应发生。

21.强化脱氮环化反应时会受到哪些因素限制? 脱氢环化反应是烷烃变成芳烃的反应过程，例如:

烷烃脱氢环化反应是吸热量很大的化学反应过程〔+250Kj/mol〕，受到反应动力学限制，转化率相对较低，只有在较苛刻的条件下才能发生(如较高的反应温度)。但是提高温度使烷烃加氢裂化反应比烷烃脱氢环化更容易进行，因此，提高温度强化脱氢环化的措施，会使加氢裂化反应加速，严重时，环烷烃也可能开环并裂解，使潜在的芳烃组分减少。只有降低反应压力，既有利于烷烃的脱氢环化反应，又可减少加氢裂化反应。

21.焦炭前身物是什么?生焦反应是怎样发生的? 焦炭前身物是一种稠环芳烃类物质。通常它是由苯环和二烯烃缩聚生成的:

在后部反应器中，在较高的反应温度下，焦炭前身物是很容易形成的。在苛刻的条件下，这些焦炭前身物进一步缩合，氢含量进一步减少，便形成了焦炭。

23.重整各反应器发生哪些化学反应?各有何特点? 不同类型反应的反应速度差异很大，进行反应的难易程度不同，因此，前部反应器进行的反应是比较容易发生的、反应速度较快的反应，后部反应器进行的反应是速度慢、不易发生的反应。

(l)前部反应器

前部反应器(即一反)，主要进行环烷脱氢反应，借助催化剂金属功能.该反应是各类反应中进行最快的一个，六员环烷脱氢可在很高的空速下完成，反应选择性好，吸热量大。因而前部反应器温降最大。同时该反应的产率极高，几乎是按热力学计算量完成。

在前部反应器，除进行环烷脱氢外，还发生烷烃异构化反应，该反应是在酸性功能的作用下发生的，反应速度也较快，选择性好，反应热较低，是提高汽油辛烷值的理想反应之一。但是这种反应的深度受热力学平衡的限制，不可能将原料中的正构烷烃全部转化成辛烷值较高的异构烷烃。通常它的贡献，可使重整原料的辛烷值提高20个单位左右。

(2)中部反应器

包括二反和三反，除继续完成前部反应器未完成的环烷脱氢和烷烃异构化反应之外，还将开始进行一些其它反应，如加氢裂化反应、烷烃脱氢环化反应和C5环烷异构脱氢反应。

烷烃脱氢环化和C5环烷异构脱氢反应。比C6环烷脱氢难得多。C6环烷可在金属活性中心上直接脱氢生成苯类产品，但五员环烷不能，它需首先在金属活性中心上脱氢，然后还需在酸性中心异构，而后者是整个反应的控制步骤，因此，保持水氯平衡，最大限度地把五员环转化为芳烃，对重整装置效益有很大好处。

(3)后部反应器

后部反应器发生的反应是反应最难进行、速度最慢的脱氢环化反应和C5环烷异构脱氢反应，由于条件苛刻，不希望发生的加氢裂化和结焦反应进行得也相当剧烈。

24.重整转化率是如何定义的?影响重整转化率的因素有哪些? 重整转化率，定义为重整转化过程产物中所得到的芳烃量与原料中芳烃潜含量之比值。因此，重整转化率又称芳烃转化率，即: 重整生成油中的芳烃产率重整转化率＝100%

原料油中芳烃潜含量影响重整转化率的因素很多，几乎所有影响反应温降的因素对转化率均有影响，具体来说，影响重整转化率的因素有:

(1)催化剂的组成与活性;

(2)原料的性质及组成;

(3)反应压力;

(4)氢油比;

(5)空速;

〔6)环境控制和氯水平衡;

(7)反应温度;

(8)催化剂积炭程度等。

25.何谓环烷转化率?它与芳烃转化率有何关系? 尽管环烷脱氢反应易于进行，但受热力学平衡的限制，生成油中总会残余少量环烷。转化了多少环烷可用环烷转化率来表示，即

第二篇：乙烯装置基础知识问答试题

1、影响脱氢反应的因素有哪些？

（1）催化剂活性（2）反应器压力（3）反应器温度

（4）蒸汽/碳氢化合物比（5）进料纯度（6）进料率或空速

2、为什么循环乙苯进料中的苯乙烯含量不能超过2-3﹪ ？

苯乙烯能发生聚合反应，引起TT-201、TT-202的堵塞，使催化剂结焦并降低催化剂的活性，使乙苯——苯乙烯反应平衡向不利的方向移动，使转化率和选择性下降。

3、PE-293的冷凝器采用什么作冲洗液？为什么？

采用乙苯作为冲洗液。

因为从TT-216来的排放气中含有部分苯乙烯，冷凝器运行一段时间后很可能被苯乙烯聚合物堵塞，所以需要用乙苯冲洗，防止苯乙烯聚合。

4、什么是全回流？

在精馏塔的操作中，把停止塔进料，塔釜出料和塔顶出料，将塔顶凝液全部作为回流液的操作，称为全回流。

5、AS-201和 AS-202为什么采用填料塔？

填料塔可以有比较小的塔压差，即减小了塔底压力，从而降低了塔底温度，减小了苯乙烯的聚合速率。

6、停车时，蒸发蒸汽通入的时间为什么不能过长？

因为通蒸汽的时间过长会损害催化剂的活性，所以FV-2051的开启时间不能超过60分钟。

五、案例分析:在苯乙烯精馏过程中，塔釜及再沸器内聚合或挂壁的原因？应如何处理？

原因：（1）苯乙烯在再沸器内停留时间过长；

（2）再沸器温度过高，再沸器及塔釜液面波动频繁；

（3）所加精馏阻聚剂量不足；

（4）再沸器密封不好，有空气漏入。

处理 ：（1）提高回流量，冲淡苯乙烯在塔釜内的浓度；

（2）把粘度高的釜液尽快置换出去；

（3）必要时可以降低釜液或将釜液倒空重新加料；

（4）聚合严重时，物料倒空，注乙苯全回流冲洗或停车处理。

六、论述题

2、装置停车后，苯乙烯精馏应做哪些工作？

（1）确认所有再沸器蒸汽入口调节阀及其前后截止阀是否处于关闭状态；

（2）停止罐区、界外向AS-201塔的各种进料；

（3）检查DNBP、TBC及其携带剂是否停止供应；

（4）循环乙苯停止向反应器进料，泵出至MT-305；

（5）应尽可能把各塔残液泵出；

（6）若是计划停车，工艺处理后各塔应引氮气保持微正压。

1、AS-203塔的仪表为什么采用苯乙烯冲洗而不用乙苯？

用乙苯冲洗时，如果发生泄漏会使产品不合格。

2、AS-205底部闪蒸罐的一部分残液为什么要送入AS-205塔？

残液中含有较高浓度的DNBP阻聚剂，送入AS-205塔的目的是防止在AS-205塔的提馏段生成过多的聚合物。

3、乙二醇冷冻系统中断对真空系统有何影响？

乙二醇冷冻系统中断会使各塔的尾气量增加，使喷射泵的负荷增加，必要时应再开一组喷射泵。

4、孔板流量计读数不准与那些因素有关？

（1）孔板质量

（2）安装质量

（3）使用情况

5、反应器床层温度低于238℃前，为什么不能引入稀释蒸汽？

在反应器床层温度低于238℃时，稀释蒸汽会发生冷凝，使催化剂中的碳酸钾，氧化钾水解，导致催化剂活性下降。

6、开车时，过热炉点火前为什么进行炉膛置换？

炉膛内可能存在可燃气体，直接点燃容易发生爆炸，为了安全必须进行炉膛置换。

1、静电是如何产生的？如何防止静电产生？

（一）静电是摩擦产生的。

（二）防止静电产生方法：

（1）限制流速，限制人体带电，采用静电屏蔽；

（2）促使产生积累的电荷流散或消除可做接地，跨接增加导电性，使用静电添加剂；

（3）避免或防止周围环境的危险因素，限制使用或除去危险物品，改善通风及换气条件，用惰性气体置换或充气。

2、关小过热炉的烟道挡板会造成什么影响？

（1）减少烟气中的含氧量；

（2）减少辐射段的通风；（3）提高离开辐射段的烟气温度；

（4）降低烟气温度；

（5）增加辐射段热通量密度；

（6）减少对流段热通量密度；（7）提高过热炉热效率。

六、案例分析：

接收聚苯循环液，苯乙烯当班人员如何操作？（2012.11.22）

近来，因为聚苯向MT-322送料，造成当天SC-220不合格，主要原因是二甲苯含量高。（二甲苯与

苯乙烯沸点接近，不易分离）

1、MM-222的作用?

是将TT-222出来的不凝物中夹带的液体除去。

2、GF-211的作用?

用以除去水中的无机固体和有机聚合物颗粒。

3、PC-271停AS-206在工艺上如何调整？

（1）AS-206至苯乙烯单元的尾气截止阀关；

（2）继续接受乙苯单元的尾气。

4、润滑油对于PC-271的作用？

（1）润滑作用；

（2）带走转子高速旋转所产生的热量。

5、设不合格苯乙烯罐MT-305的目的？

收集不合格苯乙烯和来自精馏塔泵出总管的物料。

6、脱氢反应的选择性是怎样定义的？

选择性的定义为反应的乙苯中转化为苯乙烯的百分数。

五、论述题(30分，每题15分)

1、加入到反应器系统的蒸汽有何作用？（1）提供反应热；

（2）通过水煤气反应除去催化剂上的碳，有助于延长催化剂的使用寿命；

（3）用来降低苯乙烯的分压，由于降低了苯乙烯的分压，加入的蒸汽有利于正反应的进行，结果提高了乙苯

的转化率和苯乙烯生成的选择性。

2、日常操作中如何监控反应器流出物中缓蚀剂的注入？

通过胺加料器将缓蚀剂注入到反应器出口管线的情况必须加以检查。注入位置正好位于粗苯乙烯冷凝器的上游处，此缓蚀剂有使液态烃乳化的趋势，乳化液会进入工艺凝液汽提塔，并且不能在汽提塔中被汽提出来。

缓蚀剂的加入量应以防止腐蚀为准，但应当经常加以检查和调整，以防止生成乳化液。

六、案例分析：

2013年11月23日苯乙烯产品不合格原因：

今晨6：50因FIC-2149仪表引压管被苯乙烯聚合物堵塞，造成FIC-2149指示偏高（12T/h以上），当时阀为自动（AUTO）状态，阀位逐渐关小至2%（限位后最小开度）达50分钟，TS-215液位满，AS-203/205系统的操作平衡被破坏，苯乙烯产品不合格，采出切至MT-305。至11：00苯乙烯产品恢复正常采出。为了杜绝此类事件，今后苯乙烯总控人员要做到以下两点：

1、加强对本单元总控画面的巡检，至少每半小时巡检一次；

2、对总控各调节阀的阀位要有记载，以应对类似突发事件。

1、安全阀的作用是什么？

安全阀是一种自动排气装置，当设备压力超过规定值时，能够自动开启排出气体，使压力下降，防止设备因超压发生爆炸事故。

2、什么是轴的临界转速？

当转子在某一转速下旋转，如果离心力引起的振动频率与转子的固有频率一致时，则发生共振，这个转速即称为轴的临界转速。

3、真空精馏操作的优点是什么？

（1）可以降低混合物的泡点，从而降低分离温度；

（2）可以提高组分间的相对挥发度，提高分离能力；

（3）可以防止有毒物质泄漏，减少环境污染。

4、MS-210的作用是什么？

可以起到压力释放装置的作用，即在反应系统与火炬总管之间保持一个液封，反应系统一般是负压的。

5、MS-202罐液位过高有什么危害？

MS-202罐液位过高，会造成尾气中带液，并随着尾气进入压缩机，PC-271内液体的存在会造成设备的损坏。

6、HS-201/HS-219中锅炉给水的作用是什么？

（1）回收加热炉的热量并降低了烟气温度；

（2）为产生HP提供能量；

（3）间接增大了加热炉的热效率。

五、论述题(30分，每题15分)

1、在日常工作中，接触氮气时应注意什么？

氮气为无色、无味、无臭的惰性气体。如果空气中的氮气含量增高时，会使人呼吸困难。如果吸入纯氮，会因严重缺氧而窒息以致死亡。为避免空气中氮气含量增多，不得将氮气排放于室内。有大量氮气存在时，应戴氧气呼吸器。检修充氮设备、容器和管道时，先用空气置换到氧含量合格。在检修过程中，应对氮气阀门严加看管，以防误开阀门而发生人身事故。

六、案例分析：为什么MT-322罐的脱水操作

MT-322罐中粗苯乙烯在生产过程中和储存过程中很容易带水，油品中的游离水会对AS-201塔的正常操

作造成影响。所以MT-322罐正常操作时要经常脱水。脱水时，应将含油污水脱至PS系统。脱水前检查MS-40

1罐液位，PP404泵是否设定在自动位置。

（1）缓慢微开脱水阀前3/4〃倒淋，检查水含量多少。（2）如果水量大，缓慢打开脱水阀3-4圈。（3）当水量很少时（有油出来）关闭脱水阀。（4）脱水过程中不可脱岗，防止跑油。

（5）冬季要保证脱水阀和脱水管线伴热保温完好。

四、问答题(30分，每题5分)

1、AS-204塔底控制指标是多少？

碳氢化合物小于1mg/L，PH值6.2-6.8。

2、塔压差高说明什么问题？

说明塔底液位过高，或液相回流过大，或填料堵塞，或者塔内有局部聚合现象。

3、造成苯乙烯精馏塔塔压突然升高的原因有哪些？

（1）塔底加热量过大；

（2）有空气内漏；（3）真空泵失灵。

4、AS-201 和AS-202为什么采用填料塔？

填料塔可以有比较小的塔压差，即减小了塔底阻力，从而降低了塔底温度，减少了苯乙烯的聚合速率。

5、停车时，蒸发蒸汽通入的时间为什么不能过长？

因为通蒸汽的时间过长会损害催化剂的活性，所以FIC-2051的开启不能超过60分钟。

6、真空精馏操作的优点是什么？

（1）可以降低混合物的泡点，从而降低分离温度；（2）可以提高组分间的相对挥发度，提高分离能力；（3）可以防止有毒物质泄漏，减少环境污染。

五、论述题(30分，每题15分)

1、PC-271油系统的过滤器何时切换？说明切换步骤？

（1）当PDI-2256指示过大时，说明运行的过滤器有些堵塞，应及时切换过滤器。

（2）切换步骤：

a.开平衡线向备用过滤器、冷却器充油；

b.微开备用过滤器放空阀，观察油是否充满； c.确认备用过滤器管程的冷却水已投用正常；

d.旋转六通阀使备用过滤器、冷却器投用，应随时精心调节油温； e.原运行过滤器离线后，将油从倒淋排出并清洗滤网，准备备用。

六、案例分析：PP-224泵双泵故障处理方法（2012.9.28）

1、在MM-287平台上将AS-204塔工艺凝液切至MT-402；

2、同时在苯乙烯平台上关闭TT-222降液线，之后将工艺凝液全部切至MT-402，通知乙苯单元补入PV-3061B锅炉给水，并提高AS-401塔负荷至23T/h，提高FIC-3121量至15 T/h以上，保证TI-3129在102℃以上。

3、停PE-295，关闭尾气入口阀及其MS阀，关TIC-2395旁路阀，关闭TT-222管壳程乙苯冲洗；关闭TT-222降液线。

4、总控关闭FIC-2097，TIC-2395。

5、联系工段及设备人员修泵，并及时上报车间。

第三篇：汽机技术问答

汽轮机技术问答

一、基础知识

1．什么叫工质？火力发电厂采用什么作为工质？

工质是热机中热能转变为机械能的一种媒介物质（如燃气、蒸汽等），依靠它在热机中的状态变化（如膨胀）才能获得功。

为了在工质膨胀中获得较多的功，工质应具有良好的膨胀性。在热机的不断工作中，为了方便工质流入与排出，还要求工质具有良好的流动性。因此，在物质的固、液、气三态中，气态物质是较为理想的工质。目前火力发电厂主要以水蒸气作为工质。

2．何谓工质的状态参数？常用的状态参数有几个？基本状态参数有几个？

描述工质状态特性的物理量称为状态参数。常用的工质状态参数有温度、压力、比容、焓、熵、内能等，基本状态参数有温度、压力、比容。

3．什么叫温度、温标？常用的温标形式有哪几种？

温度是衡量物体冷热程度的物理量。对温度高低量度的标尺称为温标。常用的有摄氏温标和绝对温标。

⑴摄氏温标。规定在标准大气压下纯水的冰点为0℃，沸点为100℃，在0℃与100℃之间分成100个格，每格为1℃，这种温标为摄氏温标，用℃表示单位符号，用t作为物理量符号。

⑵绝对温标。规定水的三相点（水的固、液、汽三相平衡的状态点）的温度为273.15K。绝对温标与摄氏温标的每刻度的大小是相等的，但绝对温标的0K，则是摄氏温标的－273.15℃。绝对温标用K作为单位符号，用T作为物理量符号。摄氏温标与绝对温标的关系为 t＝T－273.15℃。

4．什么叫压力？压力的单位有几种表示方法？ 单位面积上所受到的垂直作用力称为压力。用符号“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——承受作用力的面积m2。压力的单位有：

⑴国际单位制中表示压力采用N/m2，名称为[帕斯卡]，符号是Pa。1Pa=1N/m2，在电力工业中，机组参数多采用MPa（兆帕），1MPa=106N/m2。⑵以液柱高度表示压力的单位有：毫米水柱（mmH2O）、毫米汞柱（mmHg），1 mmHg=133 N/m2，1 mmH2O=9.81 N/m2。

⑶工程大气压的单位为kgf/cm2，常用at作代表符号，1at=98066.5 N/m2，物理大气压的数值为1.0332 kgf/cm2，符号是atm，1 atm=1.013×10⒌N/m2。

5．什么叫绝对压力、表压力？

容器内工质本身的实际压力称为绝对压力，用符号p表示。工质的绝对压力与大气压力的差值为表压力，用符号pg表示。因此，表压力就是我们用表计测量所得的压力，大气压力用符号patm表示。绝对压力与表压力之间的关系为：

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

6．什么叫真空和真空度？

当容器中的压力低于大气压力时，把低于大气压力的部分叫真空。用符号“pv”表示。其关系式为：

? ?? ?? ?pv＝patm－pa? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?(1—3)发电厂有时用百分数表示真空值的大小，称为真空度。真空度是真空值和大气压力比值的百分数，即：

? ?? ?? ?真空度＝pv / patm×100%? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?(1—4)完全真空时真空度为100%，若工质的绝对压力与大气压力相等时，真空度为零。例如：凝汽器水银真空表的读数为7100mmHg，大气压力计读数为750 mmHg，求凝汽器内的绝对压力和真空度各为多少？

根据 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？它们之间有什么关系？

单位质量的物质所占有的容积称为比容。用小写的字母ν表示，即： ? ?? ???ν＝V／m??m3/kg? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—5）式中??m——物质的质量。??kg； V——物质所占有的容积，m3。

比容的倒数，即单位容积的物质所具有的质量，称为密度，用符号“ρ”，单位为kg/m3。

比容与密度的关系为ρυ＝1，显然比容和密度互倒数，即比容和密度不是相互独立的两个参数，而是同一个参数的两种不同的表示方法。

8．什么叫平衡状态？ 在无外界影响的条件下，气体的状态不随时间而变化的状态叫做平衡状态。只有当工质的状态是平衡状态时，才能用确定的状态参数值去描述。只有当工质内部及工质与外界间，达到热的平衡（无温差存在）及力的平衡（无压差存在）时，才能出现平衡状态。

9．什么叫标准状态？

绝对压力为1.01325×105Pa（1个标准大气压），温度为0℃(273.15)时的状态称为标准状态。

10．什么叫参数坐标图？

以状态参数为直角坐标表示工质状态及其变化的图称参数坐标图。参数坐标图上的点表示工质的平衡状态，由许多点相连而组成的线表示工质的热力过程。如果工质在热力过程中所经过的每一个状态都是平衡状态，则此热力过程为平衡过程，只有平衡状态及平衡过程才能用参数坐标图上的点及线来表示。

11．什么叫功？其单位是什么？

功是力所作用的物体在力的方向上的位移与作用力的乘积。功的大小根据物体在力的作用下，沿力的作用方向移动的位移来决定，改变它的位移，就改变了功的大小，可见功不是状态参数，而是与过程有关的一个量。功的计算式为：

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

单位换算：? ?? ???1J＝1N·m，? ? 1kJ＝2.778×10-4kW·h

12．什么叫功率？其单位是什么？

功率的定义是功与完成功所用的时间之比，也就是单位时间内所做的功。即： ? ?? ?? ?? ?? ?? ?P＝W／t? ?（W）? ?? ?? ?? ?? ?? ?(1—7)式中??W——功，J；

? ?? ? t——做功的时间，s。

功率的单位就是瓦特，1瓦特＝1焦耳／秒。

13．什么叫能？

物质做功的能力称为能。能的形式一般有：动能、位能、光能、电能、热能等。热力学中应用的有动能、位能和热能等。

14．什么叫动能？物体的动能与什么有关？

物体因为运动而具有做功的本领叫动能。动能与物体的质量和运动的速度有关。速度越大，动能就越大；质量越大，动能也越大。动能按下式计算：

? ?? ?? ?? ?? ???Ek＝1/2mc2??（kJ）? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?(1—8)式中??m——物体质量，kg； ? ?? ?c——物体速度，m／s。

动能与物体的质量成正比，与其速度的平方成正比。

15．什么叫位能？

由于相互作用，物体之间的相互位置决定的能称为位能。

物体所处高度位置不同，受地球的吸引力不同而具有的能，称为重力位能。重力位能由物质的重量（G）和它离地面的高度（h）而定。高度越大，重力位能越大；重力物体越重，位能越大。重力位能E? ?p＝Gh。

16．什么叫热能？它与什么因素有关？

物体内部大量分子不规则的运动称为热运动。这种热运动所具有的能量叫热能，它是物体的内能。

热能与物体的温度有关，温度越高，分子运动的速度越快，具有的热能就越大。

17．什么叫热量？其单位是什么？

高温物体把一部分热能传递给低温物体，其能量的传递多少用热量来度量。因此物体吸收或放出的热能称为热量。热量的传递多少和热力过程有关，只有在能量传递的热力过程中才有功和热量的存在，没有能量传递的热力状态是根本不存在什么热量的，所以热量不是状态参数。

18．什么叫机械能？

物质有规律的运动称为机械运动。机械运动一般表现为宏观运动。物质机械运动所具有的能量叫机械能。

19．什么叫热机？

把热能转变为机械能的设备称为热机。如汽轮机、内燃机、蒸汽机、燃轮气机等。

20．什么叫比热容？影响比热容的主要因素有哪些？

单位数量（质量或容积）的物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量，称为气体的单位热容量，简称为气体的比热容。比热容表示单体数量的物质容纳或贮存热量的能力。物质的质量比热容符号为c，单体为kJ／(kg·℃)。影响比热容的主要因素有温度和加热条件，一般说来，随着温度的升高，物质比热容的数值也增大；定压加热的比热容大于定容加热的比热容。此外，还有分子中原子数目、物质性质、气体的压力等因素也会对比热容产生影响。

21．什么叫热容量？它与比热有何不同？

热容Q＝mc，热容的大小等于物体质量与比热的乘积，热容与质量有关，比热容与质量无关，对于相同质量的物体，比热容大的热容大，对于同一物质，质量大的热容大。

22．如何用定值比热容计算热量？ 在低温范围内，可近似认为比热值不随温度的变化而改变，即比热容为某一常数，此时热量的计算式为：

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

23．什么叫内以能？

气体内部分子运动所形成的内动能和由于分子相互之间的吸引力所形成的内位能的总和称为内能。

μ表示1kg气体的内能，U表示mkg气体的内能。即：

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

24．什么叫内动能？什么叫内位能？它们由何决定？

气体内部分子热运动的动能叫内动以能，它包括分子的移动动能，分子的转动动能和分子内部的振动动能等。从热运动的本质来看，气体温度越高，分子的热运动越激烈，所以内动能决定于气体的温度。气体内部分子克服相互间存在的吸引力具有备用的位能，称为内位能，它气体的比容有关。

25．什么叫焓？

在某一状态下单位质量工质比容为ν，所受压力为p，为反抗此压力，该工质必须具备pv的压力位能。单位质量工质内能和压力位能之和称为比焓。26．什么叫熵？

在没有摩擦的平衡过程中，单位质量的工质吸收的热量dq与工质吸热时的绝对温度T的比值叫熵的增加量。其表达式： ? ?? ?? ?? ?? ???ΔS＝dq／T。

其中ΔS＝S2－S1是熵的变化量，熵的单位是（kJ/kg·k），若某过程中气体的熵增加，即ΔS＞0，则表示气体是吸热过程。若某过程中气体的熵减少，即ΔS＜0，则表示气体是放热过程。若某过程中气体的熵不变，即ΔS＝0，则表示气体是绝热过程。

27．什么叫理想气体？什么叫实际气体？

气体分子间不存在引力，分子本身不占有体积的气体叫理想气体。反之，气体分子间存在着引力，分子本身占有体积的气体叫实际气体。

28．火电厂中什么气体可看作理想气体？什么气体可看作实际气体？ 在火力发电厂中，空气、燃气、烟气可以作为理想气体看待，因为它们远离液态，与理想气体的性质很接近。

在蒸汽动力设备中，作为工质的水蒸汽，因其压力高，比容小，即气体分子间的距离比较小，分子间的吸引力也相当大。离液态接近，所以水蒸汽应作为实际气体看待。

29．理想气体的基本定律有哪些？其内容是什么？ 理想气体的三个基本定律是：（1）波义耳—马略特定律；（2）查理定律；（3）盖吕萨克定律。其具体内容：

（1）波义耳—马略特定律：当气体温度不变时，压力与比容成反比变化。用公式表示：

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

气体质量为m时：

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

（2）查理定律：气体比容不变时，压力与温度成正比变化。用公式表示为： ? ?? ?? ?? ? p1／T1＝p2／T2? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—13）

（3）盖吕萨克定律：气体压力不变时，比容与温度成正比变化，对于质量为m的气体，压力不变时，体积与温度成正比变化。用公式表示：

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

30．什么是热力学第一定律，它的表达式是怎样的？

热可以变为功，功可以变为热，一定量的热消失时，必产生一定量的功，消耗一定量的功时，必出现与之对应的一定量的热。热力学第一定律的表达式如下：

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

式中A在工程单位制中A＝1／427 kcal／（kgf·m）在国际单位制中，工程热量均用焦耳（J）为单位，则A＝1即Q＝ω。附图闭口系统内（不考虑工质的进出），外界给系统输入的能量是加入的热量q，系统向外界输出的能量为功W，系统内工质本身所具有的能量只是内能μ，根据能量转换与守恒定律可知，输入系统的能量－输出系统的能量＝系统内工质本身能量的增量，即当工质为1kg时：

? ?? ?? ?? ?? ?? ? q－ω＝Δμ 当工质为m公斤时则：

Q－W＝ΔU? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—16）

上两式中??q，Q——外界加给工质的热量，J／kg，J； ? ?? ?? ? Δμ，ΔU——工质内能的变化量，J／kg，J； ? ?? ?? ? ω，W——工质所做的功，J／kg，J。

31．热力学第一定律的实质是什么？它说明什么问题？

热力学第一定律的实质是能量守恒与转换定律在热力学上的一种特定应用形式。它说明了热能与机械能互相转换的可能性及其数值关系。

32．什么是不可逆过程？ 存在摩擦，涡流等能量损失使过程只能单方向进行，不可逆转的过程叫做不可逆过程。实际的过程都是不可逆过程。

33．什么叫等容过程？等容过程中吸收的热量和所做的功如何计算？

容积（或比容）保持不变的情况下进行的过程叫等容过程。由理想气体状态方程pν＝R T得p／T＝R／ν＝常数，即等容过程中压力与温度成正比。因Δν＝0，所以容积变化功ω＝0，则q＝Δµ＋ω＝Δµ＝µ2－µ1，也即等容过程中，所有加入的热量全部用于增加气体的内能。

34．什么叫等温过程？等温过程中工质吸收的热量如何计算？

温度不变的情况下进行的热力过程叫做等温过程。由理想气体状态方程pν＝R T对一定的工质则pν＝RT＝常数，即等温过程中压力与比容成反比。其吸收热量：

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

35．什么叫等压过程？等压过程的功及热量如何计算？

工质的压力保持不变的过程称为等压过程，如锅炉中水的汽化过程，乏汽在凝汽器中的凝结过程，空气预热器中空气的吸热过程都是压力不变时进行的过程。由理想气体状态方程pν＝R T得T／ν＝p／R＝常数，即等压过程中温度与比体积成正比。

等压过程做的功：

? ?? ?? ?? ?? ? ω＝p（ν2－ν1）? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—19）等压过程工质吸收的热量：

? ?? ? q＝Δμ＋ω＝（μ2－μ1）＋p（ν2－ν1）

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

36．什么叫绝热过程？绝热过程的功和内能如何计算？ 在与外界没有热量交换情况下所进行的过程称为绝热过程。如汽轮机为了减少散热损失，汽缸外侧包有绝热材料，而工质所进行的膨胀过程极快，在极短时间内来不及散热，其热量损失很小，可忽略不计，故常把工质在这些热机中的过程作为绝热过程处理。因绝热过程

? ?? ?? ???q＝0，则? ?q＝Δμ＋ω? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—21）? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? ω＝-Δμ? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—22）即绝热过程中膨胀功来自内能的减少，而压缩功使内能增加。

? ?? ?? ?ω＝[1／（k－1）]（p1ν1－p2ν2）? ?? ?? ?? ???（1—23）k为绝热指数，与工质的原子个数有关。单原子气体k＝1.67，双原子气体k＝1.4,三原子气体k＝1.28。

37．什么叫等熵过程？

熵不变的热力过程称为等熵过程。可逆的绝热过程，即没有能量损失的绝热过程为等熵过程。在有能量损耗的不可逆过程中，虽然外界没有加入热量，但工质要吸收由于摩擦、扰动等损耗而转变成的热量，这部分热量使工质的熵是增加的，这时绝热过程不为等熵过程。汽轮机工质膨胀过程是个不可逆的绝热过程。

38．简述热力学第二定律。

热力学第二定律说明了能量传递和转化的方向、条件、程度。它有两种叙述方法： ①从能量传递角度来讲：热不可以能自发地不付代价地，从低温物体传至高温物体。

②从能量转换角度来讲：不可能制造出从单一热源吸热，使之全部转化成为功而不留下任何其它变化的热力发动机。

39．什么叫热力循环？ 工质从某一状态点开始，经过一系列的状态变化又回到原来这一状态点的封闭变化过程叫做热力循环，简称循环。

40．什么叫循环的热效率？它说明什么问题？

工质每完成一个循环所做的净功ω和工质在循环中从高温热源吸收的热量q的比值叫做循环的热效率，即：

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

循环的热效率说明了循环中热转变为功的程度，η越高，说明工质从热源吸收的热量中转变为功的部分越多，反之，转变为功的部分越少。

41．从卡诺循环的热效率得出哪些结论？

从η＝1－Τ2／Τ1 中可以得出以下几点结论：

①卡诺循环的热效率决定于热源温度Τ1和冷源温度Τ2，而与工质性质无关，提高T1和降低T1，可以提高循环热效率。

②卡诺循环热效率只能小于1，而不能等于1，因为要使Τ1＝∞（无穷大）或T2＝0（绝对零度）都是不可能的。也就是说，q2损失只能减少而无法避免。③当T1＝T2时，卡诺循环的热效率为零。也就是说，在没有温差的体系中，无法实现热能转变为机械能的热力循环，或者说，只有一个热源装置而无冷却装置的热机是无法实现的。

42．什么叫汽化？它分为哪两种形式？

物质从液态变成汽态的过程叫汽化。它分为蒸发和沸腾两种形式。液体表面在任何温度下进行的比较缓慢的汽化现象叫蒸发。液体表面和内部同时进行的剧烈的汽化现象叫沸腾。

43．什么叫凝结？水蒸气凝结有什么特点？

物质从气态变成液态的现象叫凝结，也叫液化。水蒸气凝结有以下特点：

①一定压力下的水蒸气，必须降到该压力所对应的凝结温度才开始凝结成液体。这个凝结温度也就是液体沸点，压力降低，凝结温度随之降低，反之，则凝结温度升高。

②在凝结温度下，水从水蒸气中不断吸收热量，则水蒸气可以不断凝结成水，并保持温度不变。

44．什么叫动态平衡？什么叫饱和状态、饱和温度、饱和压力、饱和水、饱和蒸汽？

一定压力下汽水共存的密封容器内，液体和蒸汽的分子在不停地运动，有的跑出液面，有的返回液面，当从水中飞出的分子数目等于因相互碰撞而返回水中的分子数时，这种状态称为动态平衡。

处于动态平衡的汽、液共存的状态叫饱和状态。

在饱和状态时，液体和蒸汽的温度相同，这个温度称为饱和温度；液体和蒸汽的压力也相同，该压力称为饱和压力。饱和状态的水称为饱和水；饱和状态下的蒸汽称为饱和蒸汽。

45．为何饱和压力随饱和温度升高而增高？

温度升高，分子的平均动能增大，从水中飞出的分子数目越多，因而使汽侧分子密度增大。同时蒸汽分子的平均运动速度也随着增加，这样就使得蒸汽分子对器壁的碰撞增强，其结果使得压力增大，所以说：饱和压力随饱和温度升高而增高。

46．什么叫湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽？ 在水达到饱和温度后，如定压加热，则饱和水开始汽化，在水没有完全汽化之前，含有饱和水的蒸汽叫湿饱和蒸汽，简称湿蒸汽。湿饱和蒸汽继续在定压条件下加热，水完全汽化成蒸汽时的状态叫干饱和蒸汽。干饱和蒸汽继续定压加热，蒸汽温度上升而超过饱和蒸汽温度时，就变成过热蒸汽。

47．什么叫干度？什么叫湿度？

1kg湿蒸汽中含有干蒸汽的重量百分数叫做干度，用符号χ表示：

χ＝干蒸汽的重量／湿蒸汽的重量? ?? ?? ???（1—25）干度是湿蒸汽的一个状态参数，它表示湿蒸汽的干燥程度；χ值越大则蒸汽越干燥。1kg湿蒸汽中含有饱和水的重量百分数称为湿度，以符号（1-χ）表示。

48．什么叫临界点？水蒸汽的临界参数为多少？ 随着压力的增高，饱和水线与干饱和蒸汽线逐渐接近，当压力增加到某一数值时，二线相交，相交点即为临界点。临界点的各状态参数称为临界参数，对水蒸气来说：其临界压力pc＝22.129MPa，临界温度为tc＝374.15℃，临界比容为νc＝0.003147m3／kg。

49.是否存在400℃的液态水？

不存在。因为当水的温度高于临界温度时（即t＞tc＝374.15℃时）都是过热蒸汽，所以不存在400℃的液态水。

50．水蒸气状态参数如何确定？ 由于水蒸气属于实际气体，其状态参数按实际气体的状态方程计算非常复杂，而且温差较大不适应工程上实际计算的要求，因此，人们在实际研究和理论分析计算的基础上，将不同压力下水蒸气的比体积、温度、焓、熵等列成表或绘成图。利用查图、查表的方法确定其状态参数，这是工程上常用的方法。

51．什么叫液体热、汽化热、过热热？

把水加热到饱和水时所加入的热量，称为液体热。

1kg饱和水在定压条件下加热至完全汽化所加入的热量叫汽化潜热，简称汽化热。

干饱和蒸汽定压加热变成过热蒸汽，过热过程吸收的热量叫过热热。

52．什么叫稳定流动、绝热流动？

流动过程中工质各状态点参数不随时间而变动的流动称为稳定流动。与外界没有热交换的流动称为绝热流动。

53．什么叫轴功？什么叫膨胀功？

轴功即工质流经热机时，驱动热机主轴对外输出的功，以“ωs”表示。将（q－Δμ）这部分数量的热能所转变成的功叫膨胀功，它是一种气体容积变化功，用符号ω表示，对一般流动系统

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

54．什么叫喷管？电厂中常用哪几种喷管？ 凡用来使气流降压增速的管道叫喷管。电厂中常用的喷管有渐缩喷管和缩放喷管两种。渐缩喷管的截面是逐渐缩小的；而缩放喷管的截面先收缩后扩大。

55．什么叫节流？什么叫绝热节流？

工质在管内流动时，由于通道截面突然缩小，使工质流速突然增加，压力降低的现象称为节流。

节流过程中如果工质与外界没有热交换，则称之为绝热节流。

56．什么叫朗肯循环？ 以水蒸气为工质的火力发电厂中，让饱和蒸汽在锅炉的过热器中进一步吸热，然后过热蒸汽在汽轮机内进行绝热膨胀做功，汽轮机排汽在凝汽器中全部凝结成水。并以水泵代替卡诺循环中的压缩机使凝结水重又进入锅炉受热，这样组成的汽-水基本循环，称之为朗肯循环。

57．朗肯循环是通过哪些热力设备实施的？各设备的作用是什么？

朗肯循环的主要设备是蒸汽锅炉、汽轮机、凝汽器和给水泵四个部分。

⑴．锅炉：包括省煤器、炉膛、水冷壁和过热器，其作是将给水定压加热，产生过热蒸汽，通过蒸汽管道，送入汽轮机。

⑵．汽轮机：蒸汽进入汽轮机绝热膨胀做功将热能转变为机械能。

⑶．凝汽器：作用是将汽轮机排汽定压下冷却，凝结成饱和水，即凝结水。⑷．给水泵：作用是将凝结水在水泵中绝热压缩，提升压力后送回锅炉。

58．朗肯循环的热效率如何计算？ 根据效率公式

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

式中??q1——1kg蒸汽在锅炉中定压吸收的热量，kJ／kg； ? ?? ?q2——1kg蒸汽在凝汽器中定压放出的热量，kJ／kg。对朗肯肯循环1kg蒸汽在锅炉中定压吸收的热量为：

? ?? ?? ? q1＝h1－h给? ? kJ／kg? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（1—28）式中??h1——过热蒸汽焓，kJ／kg ； ? ?? ?h给——给水焓，kJ／kg。

1kg排汽在冷凝器中定压放出热量为：

? ?? ?? ???q2＝h2－h2¹? ? kJ／kg? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???（1—29）式中? ?h2 ——汽轮机排汽焓，kJ／kg； ? ?? ? h2¹ ——凝结水焓，kJ／kg。

因水在水泵中绝热压缩时，其温度变化不大，所以hfw可以认为等于凝结水焓h2¹。则循环所获得功为：

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

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

59．影响朗肯循环效率的因素有哪些？

从朗肯循环效率公式η＝（h1－h2）／（h1－h2¹）或以看出η取决于过热蒸汽焓h1，排汽焓h2以及凝结水焓h2¹，而h1由过热蒸汽的初参数 p1、t1 决定。h1和h2¹都由参数p2决定，所以朗肯循环效率取决于过热蒸汽的初参数 p1、t1和终参数p2。

毫无疑问：初参数（过热蒸汽压力，温度）提高，其他条件不变，热效率将提高，反之，则下降；终参数（排汽压力）下降，初参数不变，则热效率提高，反之，则下降。

60．什么叫给水回热循环

把汽轮机中部分做过功的蒸汽抽出，送入加热器中加热给水，这种循环叫给水回热循环。

61．采用给水回热循环的意义是什么？ 采用给水回热加热以后，一方面从汽轮机中间部分抽出一部分蒸汽，加热给水提高了锅炉给水温度。这样可使抽汽不在凝汽器中冷凝放热，减少了冷源损失。另一方面，提高了给水温度，减少给水在锅炉中的吸热量。

因此，在蒸汽初参数、终参数相同的情况下，采用给水回热循环的热效率比朗肯循环热效率高。

一般回热级数不止一级，中参数的机组，回热级数3—4级；高参数机组6—7级；超高参数机组不超过8—9级。

62．什么叫再热循环？

再热循环就是把汽轮机高压缸已经做了部分功的蒸汽再引入锅炉的再热器，重新加热，使蒸汽温度又提高到初温度，然后再引回汽轮机中、低压缸内继续做功，最后的乏汽排入凝汽器的一种循环。

63．采用中间再热循环的目的是什么？ 采用中间再热循环的目的有两个：

⑴降低终湿度：由于大型机组初压的提高，使排汽湿度增加，对汽轮机的末几级叶片侵蚀增大。虽然提高初温可以降低终湿度，但提高初温度受金属材料耐温性能的限制，因此对终湿度改善较少；采用中间再热循环有利于终湿度的改善，使得终湿度降到允许的范围内，减轻湿蒸汽对叶片的冲蚀，提高低压部分的内效率。⑵提高热效率：采用中间再热循环，正确的选择再热压力后，循环效率可以提高4%—5%。

64．什么的热电合供循环？其方式有几种？ 在发电厂中利用汽轮机中做过功的蒸汽，（抽汽或排汽）的热量供给热用户，可以避免或减少在凝汽器中的冷源损失，使发电厂的热效率提高，这种同时生产电能和热能的生产过程称为热电合供循环。热电合供循环中供热汽源有两种：一种是由背压式汽轮机排汽；一种是由调整抽汽式汽轮机抽汽。

65．何谓换热？换热有哪几种基本形式？ 物体间的热量交换称为换热。

换热有三种基本形式：导热、对流换热、辐射换热。直接接触的物体各部分之间的热量传递现象叫导热。在流体内，流体之间的热量传递主要由于流体的运动，使热流体中的一部分热量传递给冷流体，这种热量传递方式叫做以对流换热。

高温物体的部分热能变为辐射能，以电磁波的形式向外发射到接收物体后，辐射能再转变为热能，而被吸收。这种电磁波传递热量的方式 叫做辐射换热。

66．什么叫稳定导热？ 物体各点的温度不随时间而变化的导热叫做稳定导热。火电厂中大多数热力设备在稳定运行时其壁面间的传热都属于稳定导热。

67．什么叫导热系数？导热系数与什么有关？ 导热系数是表明材料导热能力大小的一个物理量，又称热导率，它在数值上等于壁的两表面温差为1℃，壁厚等于1m时，在单位壁面积上每秒钟所传递的热量。导热系数与材料的种类、物质的结构、湿度有关，对同一种材料，导热系数还和材料所处的温度有关。

68．什么叫对流换热？举出在电厂中几个对流换热的实例。

流体流过固体壁面时，流体与壁面之间进行的热量传递过程叫对流换热。

在电厂中利用对流换热的设备较多，如烟气流过对流过热器与管壁发生的热交换；在凝汽器中，铜管内壁与冷却水及铜管外壁与汽轮机排汽之间发生的热交换。

69．影响对流换热的因素有哪些？

影响对流换热的因素主要有五个方面： ⑴流体流动的动力。流体流动的动力有两种：一种是自由流动；一种是强迫流动。强迫流动换热通常比自由流动换热更强烈。

⑵流体有无相变。一般来说对同一种流体有相变时的对流换热比无相变时更强烈。

⑶流体的流态。由于紊流时流体各部分之间流动剧烈混杂，所以紊流时，热交换比层流时更强烈。⑷几何因素影响。流体接触的固体表面的形状、大小及流体与固体之间的相对位置都影响对流换热。

⑸流体的物理性质。不同流体的密度、粘性、导热系数、比热容、汽化潜热等都不同，它影响着流体与固体壁面的热交换。

注：物质分固态、液态、气态三相，相变就是指其状态变化。

70．什么叫层流？什么是紊流？ 流体有层流和紊流两种流动状态。

层流是各流体微团彼此平行地分层流动，互不干扰与混杂。

紊流是各流体微团间强烈地混合与掺杂、不仅有沿着主流方向的运动，而且还有垂直于主流方向的运动。

71．层流与紊流各有什么流动特点？在汽水系统上常遇到哪一种流动？ 层流的流动特点：各层间液体互不混杂，液体质点的运动轨迹是直线或是有规则的平滑曲线。

紊流的流动特点：流体流动时，液体质点之间有强烈的互相混杂，各质点都呈现出杂乱无章的紊乱状态，运动轨迹不规则，除有沿流动方向的位移外，还有垂直于流动方向的位移。

发电厂的汽、水、风、烟等各种管道系统中的流动，绝大多数属于紊流运动。

72．什么叫雷诺数？它的大小能说明什么问题？

雷诺数用符号“Re”表示，流体力学中常用它来判断流体流动的状态。? ?? ?? ?? ???Re＝cd／ν? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???（1—32）式中??c——流体的流速，m／s； ? ?? ?d——管道内径，m；

? ?? ?ν——流体的运动粘度，m2／s。

雷诺数大于10000时表明流体的流动状态是紊流，雷诺数小于2320时表明流体的流动状态是层流。在实际应用中只用下临界雷诺数，对于圆管中的流动，Re＜2300为层流，当Re＞2300为紊流。

73．何谓流量？何谓平均流速？它与实际流速不什么区别？ 流体流量是指单位时间内通过过流断面的液体数量。其数量用体积表示，称为体积流量，常用m3／s或m3／h表示；其数量用重量表示，称为重量流量，常用kg／s或kg／h表示。

平均流速：是指过流断面上各点流速的算术平均值。实际流速与平均流速的区别：过流断面上各点的实际流速是不相同的，而平均流速在过流断面上是相等的（这是由于取算术平均值而得）。

74．何谓水锤？有何危害？如何防止？ 在压力管路中，由于液体流速的急剧变化，从而造成管中的液体压力显著、反复、迅速地变化，对管道中有一种“锤击”的特征，这种现象称为水锤（或叫水击）。水锤有正水锤和负水锤之分，它们的危害有：

正水锤时，管道中的压力升高，可以超过管中正常压力的几十倍至几百倍，以致管壁产生很大的应力，而压力的反复变化将引起管道和设备的振动，管道的应力交变变化，将造成管道、管件和设备的损坏。

负水锤时，管道中的压力降低，出会引起管道和设备振动。应力交递变化，对设备有不利的影响，同时负水锤时，如压力降得过低可能使管中产生不利的真空，在外界压力的作用下，会将管道挤扁。

为了防止水锤现象的出现，可采取增加阀门起闭时间，尽量缩短管道的长度，在管道上装设安全阀门或空气室，以限制压力突然升高的数值或压力降得太低的数值。

75．何谓金属的机械性能？

金属的机械性能是金属材料在外力作用下表现出来的特性。如弹性、强度、硬度、韧性和塑性等。

76．什么叫强度？强度指标通常有哪些？

强度是指金属材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。强度指标有弹性极限бe、屈服极限бs、强度极限бb。

所谓弹性极限是指材料在外力作用下产生弹性变形的最大应力。屈服极限是指材料在外力作用下出现塑性变形时的应力。强度极限是指材料断裂时的应力。

77．什么叫塑性？塑性指标有哪些？

金属材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力，塑性指标有延伸率和断面收缩率。

78．什么叫变形？变形过程有哪三个阶段？

金属材料在外力作用下，所引起尺寸和形状的变化称为变形。任何金属，在外力作用下引起的变形过程可分为三个阶段： ⑴弹性变形阶段。即在应力不大的情况下变形量随应力值成正比例增加，当应力去除后变形完全消失。

⑵弹-塑性变形阶段。即应力超过材料的屈服极限时，在应力去除后变形不能完全消失，而有残留变形存在，这部分残留变形即为塑性变形。⑶断裂。当应力继续增大，金属在大量塑性变形之后即发生断裂。

79．什么叫刚度和硬度？

零件在受力时抵抗弹性变形的能力称为刚度。硬度是指金属材料抵抗硬物压入其表面的能力。

80．何谓疲劳和疲劳强度？ 在工程实际中，很多机器零件所受的载荷不仅大小可能变化，而且方向也可能变化，如齿轮的齿，转动机械的轴等。这种载荷称为交变载荷，交变载荷在零件内部将引起随时间而变化的应力，称为交变应力。零件在交变应力的长期作用下，会在小于材料的强度极限бb甚至小于屈服极限бs的应力下断裂，这种现象称为疲劳。金属材料在无限多次交变应力作用下，不致引起断裂的最大应力称为疲劳极限或疲劳强度。

81．什么叫热应力？

由于零部件内、外或两侧温差引起的零、部件变形受到约束，而在物体内部产生的应力称为热应力。

82．什么叫热冲击？

金属材料受到急剧的加热和冷却时，其内部将产生很大的温差，从而引起很大的冲击热应力，这种现象称为热冲击。一次大的热冲击，产生的热应力能超过材料的屈服极限，而导致金属部件的损坏。

83．造成汽轮机热冲击的原因有哪些？

汽轮机运行中产生热冲击主要有以下几种原因：

⑴ 起动时蒸汽温度与金属温度不匹配。一般起动中要求起动参数与金属温度相匹配，并控制一定的温升速度，如果温度不相匹配，相差较大，则会产生较大的热冲击。

⑵ 极热态起动时造成的热冲击。单元制机组极热态起动时，由于条件限制，往往是在蒸汽参数较低情况下冲转，这样在汽缸、转子上极易产生热冲击。

⑶ 负荷大幅度变化造成的热冲击。额定满负荷工况运行的汽轮机甩去较大部分负荷，则通流部分的蒸汽温度下降较大，汽缸、转子受冷而产生较大热冲击。突然加负荷时，蒸汽温度升高，放热系数增加很大，短时间内蒸汽与金属间有大量热交换，产生的热冲击更大。

⑷ 汽缸、轴封进水造成的热冲击。冷水进入汽缸、轴封体内，强烈的热交换造成很大的热冲击，往往引起金属部件变形。

84．蒸汽对汽轮机金属部件表面的热传递有哪些方式？ 蒸汽对汽轮机金属部件表面的热传递有两种方式：当金属温度低于蒸汽的饱和温度时，热量以凝结放热方式传递给金属表面，当金属表面温度等于或高于蒸汽的饱和温度时，热量以对流放热方式传给金属表面。

85．蒸汽与金属表面间的凝结放热有哪些特点？

总的来说，由于凝结放热时热交换是通过蒸汽凝结放出汽化潜热的方式来实现的，故其放热系数一般较大。凝结放热有两种。

⑴ 蒸汽在金属表面凝结形成水膜，而后蒸汽凝结时放出的汽化潜热通过水膜传给金属表面，这种方式叫膜状凝结。冷态起动初始阶段蒸汽对汽缸内表面的放热就是这种方式，其放热系数在4652～17445（m2·K）之间。

⑵ 蒸汽在金属表面凝结放热时，不形成水膜则这种凝结方式叫珠状凝结。冷态起动初始阶段，由于转子旋转的离心力，蒸汽对转子表面的放热属于珠状凝结。珠状凝结放热系数相当大，一般达膜状凝结放热系数的15～20倍。

86．蒸汽与金属表面间的对流放热有何特点？

金属的表面温度达到加热蒸汽压力下的饱和温度以上时，蒸汽与金属表面的热传递以对流放热方式进行，蒸汽的对流放热系数要比凝结放热系数小得多。

蒸汽对金属的放热系数不是一个常数，它与蒸汽的状态有很大的关系，高压过热蒸汽和湿蒸汽的放热系数较大。低压微过热蒸汽的放热系数较小。

87．何谓准稳态点、准稳态区？ 在一定的温升率条件下，随着蒸汽对金属放热时间的增长和蒸汽参数的升高，蒸汽对金属的放热系数不断增大，即蒸汽对金属的放热量不断增加，从而使金属部件内的温差不断加大。当调节级的蒸汽温度升到满负荷所对应的蒸汽温度时，蒸汽温度变化率为零，此时金属部件内部温差达到最大值，在温升率变化曲线上这一点称为准稳态点，准稳态点附近的区域为准稳态区。汽轮机起动时进入准稳态区时热应力达到最大值。

88．汽轮机起、停和工况变化时，哪些部位热应力最大？ 汽轮机起、停和工况变化时，最大热应力发生的部位通常是：高压缸的调节级处，再热机组中压缸的进汽区，高压转子在调节级前后的汽封处、中压转子的前汽封处等。

89．什么叫热疲劳？

金属零部件被反复加热和冷却时，其内部产生交变热应力，在此交变热应力反复作用下零部件遭到破坏的现象叫热疲劳。

90．什么叫蠕变？

金属材料长期处于高温条件下，在低于屈服点的应力作用下，缓慢而持续不断地增加材料塑性变形的过程叫蠕变。

91．什么叫应力松弛？ 金属零件在高温和某一初始应力作用下，若维持总变形不变，则随时间的增加，零件的应力逐渐地降低，这种现象叫应力松弛，简称松弛。

92．何谓汽轮机积盐？

带有各种杂质的过热蒸汽进入汽轮机后，由于做了功，压力和温度便有所降低，而钠化合物和硅酸在蒸汽中的溶解度便随着压力的降低而减小。当其中某种物质的携带量大于它在蒸汽中的溶解度时，该物质就会以固态排出。沉积在蒸汽的通流部分。沉积的物质主要是盐类，这种现象常称汽轮机积盐。

93．什么叫热工检测和热工测量仪表？

发电厂中，热力生产过程的各种热工参数（如压力、温度、流量、液位、振动等）的测量方法叫热工检测，用来测量热工参数的仪表叫热工测量仪表。

94．什么叫允许误差？什么叫精确度？ 根据仪表的制造质量，在国家标准中规定了各种仪表的最大误差，称为允许误差。允许误差表示为：

? ? K＝仪表的最大允许绝对误差／（量程上限－量程下限）×100% 允许误差去掉百分量以后的绝对值（K值）叫仪表的精确度，一般实用精确度的等级有：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0等。

95．温度测量仪表分哪几类？各有哪几种？ 温度测量仪表按其测量方法可分为两大类：

⑴ 接触式测温仪表。主要有：膨胀式温度计，热电阻温度计和热电偶温度计等。⑵ 非接触式测量仪表。主要有：光学高温计、全辐射式高温计和光电高温计等。

96．压力测量仪表分为哪几类？

压力测量仪表可分为滚柱式压力计、弹性式压力计和活塞式压力计等。

97．水位测量仪表有哪几种？

水位测量仪表主要有玻璃管水位计、差压型水位计、电极式水位计等。

98．流量测量仪表有哪几种？

根据测量原理，常用的流量测量仪表（即流量计）有差压式、速度式和容积式三种。火力发电厂中主要采用差压式流量计来测量蒸汽、水和空气的流量。

99．如何选择压力表的量程？

为防止仪表损坏，压力表所测压力的最大值一般不超过仪表测量上限的2/3；为保证测量的准确度，被测压力不得低于标尺上限的1/3。当被测压力波动较大时，应使压力变化范围处在标尺上限的1/3～1/2处。

100．何谓双金属温度计？其测量原理怎样？ 双金属温度计是用来测量气体、液体和蒸汽的较低温度的工业仪表。它具有良好的耐振性，安装方便，容易读数，没有汞害。

双金属温度计用绕成螺旋弹簧状的双金属片作为感温元件，将其放在保护管内，一端固定在保护管底部（固定端），另一端连接在一细轴上（自由端），自由端装有指针，当温度变化时，感温元件的自由端带动指针一起转动，指针在刻度盘上指示出相应的被测温度。

101．何谓热电偶？

在两种不同金属导体焊成的闭合回路中，若两焊接端的温度不同时，就会产生热电势，这种由两种金属导体组成的回路就称为热电偶。

102．什么叫继电器？它有哪些分类？

继电器是一种能借助于电磁力或其它物理量的变化而自行切换的电器。它本身具有输入回路，是热工控制回路中用得较多的一种自动化元件。根据输入信号不同，继电器可分为两大类：一类是非电量继电器，如压力继电器，温度继电器等，其输入信号是压力、温度等，输出的都是电量信号。一类是电量继电器，它输入、输出的都是电量信号。

103．电流是如何形成的？它的方向是如何规定的？ 在金属导体中存在着大量电子，能自由运动的电子叫自由电子，金属中的电流就是自由电子朝一个方向运动所形成的。电流是有一定方向的，规定正电荷运动的方向为电流方向。

104．什么是电路的功率和电能？它们之间有何关系？ 电路的功率就是单位时间内电场所做的功。电能用来表示电场在一段时间内所做的功。它们之间的关系为：

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

? ?? ?E——电能，kW·h。

注：1 kW·h就是平常所说的1度电。

105．构成煤粉锅炉的主要本体设备和辅助设备有哪些？ 煤粉锅炉本体的主要设备包括：燃烧器、燃烧室（炉膛）、布置有受热面的烟道、汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空气预热器、联箱、减温器、安全阀、水位计等。

辅助设备主要包括：送风机、引风机、排粉机、磨煤机、粗粉分离器、旋风分离器、给煤机、给粉机、除尘器及烟囟等。

106．何谓燃料？锅炉燃料有哪几种？

所谓燃料是指在燃烧过程中能放出热量的物质，燃料必须具备两个条件：一是可燃性，二是燃烧时可放出热量。

燃料按物理形态可分为固体、液体、气体三种。

⑴ 固体燃料包括：木材、煤、油母页岩、木炭、焦炭、煤粉等。⑵ 液体燃料包括：在石油、重油、煤油、柴油等。

⑶ 气体燃料包括：天然气、高炉煤气、发生炉煤气、焦炉煤气、地下气化煤气等。

107．什么是燃料的发热量？发热量的大小决定于什么？ 燃料的发热量是指单位重量（气体燃料用单位容积）的燃料在完全燃烧时所放出的热量，单位为kJ／kg或kJ／m3。

燃料发热量的大小取决于燃料中可燃成分的多少。一般说来，燃料中含挥发分高，含碳量多，含水分和灰分少，就说明燃料的发热量大；反之则小。

108．燃料的定压高、低位发热量有何区别？ 燃料的定压高、低位发热量的区别在于，定压高位发热量的指1kg收到基燃料完全燃烧时放出的全部热量，包括烟气中水蒸气已凝结成水放出的汽化潜热。定压低位发热量则要从定压高位发热量中扣除这部分汽化潜热。

109．锅炉对给水有哪几点要求？

锅炉对水质的要求随着锅炉额定压力的提高而提高。给水品质还随电厂的性质而有差别。凝汽式发电厂比热电厂要求高，单段蒸发比分段蒸发要求高，直流锅炉比汽包锅炉要求高。对锅炉给水一般有如下要求： ⑴ 锅炉给水必须是经化学处理的除盐水。⑵ 锅炉给水的压力和温度必须达到规定值。

⑶ 锅炉给水品质标准要求：硬度、溶解氧、pH值、含油量、含二氧化碳、含盐量、联氨量、含铜量、含铁量必须合格，水质澄清。

二、? ?? ? 汽轮机设备结构与工作原理

1．汽轮机工作的基本原理是怎样的？汽轮机发电机组是如何发出电来的？ 具有一定压力、温度的蒸汽，进入汽轮机，流过喷嘴并在喷嘴内膨胀获得很高的速度。高速流动的蒸汽流经汽轮机转子上的动叶片做功，当动叶片为反动式时，蒸汽在动叶中发生膨胀产生的反动力亦使动叶片做功，动叶带动汽轮机转子，按一定的速度均匀转动。这就是汽轮机最基本的工作原理。从能量转换的角度讲，蒸汽的热能在喷嘴内转换为汽流动能，动叶片又将动能转换为机械能，反动式叶片，蒸汽在动叶膨胀部分，直接由热能转换成机械能。汽轮机的转子与发电机转子是用联轴器连接起来的，汽轮机转子以一定速度转动时，发电机转子也跟着转动，由于电磁感应的作用，发电机静子线圈中产生电流，通过变电配电设备向用户供电。2．汽轮机如何分类？

汽轮机按热力过程可分为： ⑴ 凝汽式汽轮机（代号为N）。

⑵ 一次调整抽汽式汽轮机（代号为C）。⑶ 二次调整抽汽式汽轮机（代号为C、C）。⑷ 背压式汽轮机（代号为B）。按工作原理可分为： ⑴ 冲动式汽轮机。⑵ 反动式汽轮机。

⑶ 冲动反动联合式汽轮机。按新蒸汽压力可分为：

⑴ 低压汽轮机? ???新汽压力为1.18～1.47MPa。⑵ 中压汽轮机? ???新汽压力为1.96～3.92MPa。⑶ 高压汽轮机? ???新汽压力为5.88～9.81MPa。⑷ 超高压汽轮机? ?新汽压力为11.77～13.75MPa。⑸ 亚临界压力汽轮机??新汽压力为15.69～17.65MPa。⑹ 超临界压力汽轮机??新汽压力为22.16MPa。按蒸汽流动方向可分为： ⑴ 轴流式汽轮机。⑵ 辐流式汽轮机。

3．汽轮机的型号如何表示？

汽轮机型号表示汽轮机基本特性，我国目前采用汉语拼音和数字来表示汽轮机型号，其型号由三段组成：

× ××-×××／×××／×××-×（第一段）（? ?第??二? ?段? ?）（第三段）第一段表示型式及额定功率（MW），第二段表示蒸汽参数，第三段表示设计变型序号。

例N100-90／535型表示凝汽式100MW汽轮机，新汽压力为8.82 MPa，新汽温度为535℃。

4．什么是冲动式汽轮机？

冲动式汽轮机指蒸汽主要在喷嘴中进行膨胀，在动叶片中蒸汽不再膨胀或膨胀很少，而主要是改变流动方向。现代冲动式汽轮机各级均具有一定的反动度，即蒸汽在动叶片中也发生很小一部分膨胀，从而使汽流得到一定的加速作用，但仍算作冲动式汽轮机。

5．什么是反动式汽轮机？

反动式汽轮机是指蒸汽在喷嘴和动叶中的膨胀程度基本相同。此时动叶片不仅受到由于汽流冲击而引起的作用力，而且受到因蒸汽在叶片中膨胀加速而引起的反作用力。由于动叶片进出口蒸汽存在较大压差，所以与冲动式汽轮机相比，反动式汽轮机轴向推力较大。因此一般都装平衡盘以平衡轴向推力。

6．什么是凝汽式汽轮机？ 凝汽式汽轮机是指进入汽轮机的蒸汽在做功后全部排入凝汽器，凝结成水全部返回锅炉。

进入汽轮机的蒸汽，对于一般中压机组来说，每1kg蒸汽含热量约3223kJ，这些热量中只有837 kJ左右是做了功的，凝结水中约有126 kJ热量，约2240 kJ热量是被冷却排汽的冷却水带走了，这是一个很大的损失。对于高压汽轮机，由于进汽含热量大些（约3433 kJ左右），可用的热量相对来说要大些，但损失仍很大。为了减少这些损失，采用带回热设备的凝汽式汽轮机，就是把进入汽轮机做过一部分功的蒸汽抽出来，在回热加热器内加热锅炉的给水，使给水温度提高，节约燃料，提高经济性。

7．什么是调整抽汽式汽轮机？

从汽轮机某一级中经调压器控制抽出大量已经做了部分功的一定压力范围的蒸汽，供给其它工厂及热用户使用，机组仍设有凝汽器，这种型式的机组称为调整抽汽式汽轮机。它一方面能使蒸汽中的含热量得到充分利用，同时因设有凝汽器，当用户用汽量减少时，仍能根据低压缸的容量保证汽轮机带一定电负荷。

8．什么是中间再热式汽轮机？

中间再热式汽轮机就是蒸汽在汽轮机内做了一部分功后，从中间引出，通过锅炉的再热器提高温度（一般升高到机组额定温度），然后再回到汽轮机继续做功，最后排入凝汽器的汽轮机。

9．中间再热式汽轮机主要有什么优点？

中间再热式汽轮机优点主要是提高机组的经济性。在同样的初参数下，再热机组比不再热机组的效率提高4%左右。其次是对防止大容量机组低压末级叶片水蚀特别有利，因为末级蒸汽湿度比不再热机组大大降低。

10．大功率机组总体结构方面有哪些特点？

大功率汽轮机由于采用了高参数蒸汽、中间再热以及低压缸分流等措施，汽缸的数目相应增加，这就带来了机组布置、级组分段、定位支持、热膨胀处理等许多新问题。

从总体结构上讲，大功率汽轮机有如下特点：

⑴ 为了适应新蒸汽高压高温的特点，蒸汽室与调节汽门从高压汽缸壳上分离出来，构成单独的进汽阀体，从而简化了高压缸的结构，保证了铸件质量，降低了由于运行温度不均而产生的热应力。国产125MW、300MW机组的高、中压调节汽门以及200MW汽轮机的高压缸调节汽门都采用这种结构形式。

⑵ 高、中压级的布置采用两种方式。一种是高、中压级合并在一个汽缸内（上汽厂125MW机组和东方厂300MW机组上采用）。另一种是高、中压级分缸的结构（上汽厂300MW机组和国产200MW机组采用这种结构）。

⑶ 大功率汽轮机各转子之间一般用刚性联轴器连接，由此带来机组定位和胀差过大的问题，必须设置合理的滑销系统。

⑷ 大机组都装有胀差保护装置，一旦胀差超过极限时，便发出信号报警或紧急停机。

⑸ 大机组大都不把轴承布置在汽缸上，而采用全部轴承座直接由基础支持的方法。国产125MW、300MW汽轮机采用这种布置。

11．为什么大机组高、中压缸采用双层缸结构？

对大机组的高、中压缸来说，形状应尽量简单，避免特别厚、重的中分面法兰，以减少热应力、热变形以及由此而引起的结合面漏汽。

采用双层缸结构后，很高的汽缸内、外蒸汽压差由内、外两层分担承受，汽缸壁和法兰相对讲可以做得比较薄些，也有利于机组起停和工况变化时减小金属温差。所以目前高压汽轮机高、中压汽缸大多采用双层缸结构，国产125MW、200MW、300MW机组都是如此。

12．汽轮机本体主要由哪几个部分组成？ 汽轮机本体主要由以下几个部分组成：

⑴ 转动部分：由主轴、叶轮、轴封和安装在叶轮上的动叶片及联轴器等组成。⑵ 固定部分：由喷嘴室汽缸、隔板、静叶片、汽封等组成。⑶ 控制部分：由调节系统、保护装置和油系统等组成。

13．汽缸的作用是什么？

汽缸是汽轮机的外壳。汽缸的作用主要是将汽轮机的通流部分（喷嘴、隔板、转子等）与大气隔开，保证蒸汽在汽轮机内完成做功过程。此外，它还支承汽轮机的某些静止部件（隔板、喷嘴室、汽封套等），承受它们的重量，还要承受由于沿汽缸轴向、径向温度分布不均而产生的热应力。

14．汽轮机的汽缸可分为哪些种类？

汽轮机的汽缸一般制成水平对分式，即分上汽缸和下汽缸。为合理利用钢材，中小型汽轮机汽缸常以一个或两个垂直结合面分为高压段、中压段和低压段。

大功率的汽轮机根据工作特点分别设置高压缸、中压缸和低压缸。高压高温采用双层汽缸结构后，汽缸分内缸和外缸。

汽轮机末级叶片以后将蒸汽排入凝汽器，这部分汽缸称排汽缸。

15．为什么汽缸通常制成上下缸的形式？

汽缸通常制成具有水平结合面的水平对分形式。上、下汽缸之间用法兰螺栓联在一起，法兰结合面要求平整，光洁度高，以保证上、下汽缸结合面严密不漏汽。汽缸分成上、下缸，主要是便于加工制造与安装、检修。

16．汽缸个数通常与汽轮机功率有什么关系？

根据机组的功率不同，汽轮机汽缸有单缸和多缸之分。通常功率在100MW以下的机组采用单缸，300MW以下采用2～4个汽缸，600MW以下采用4～6个汽缸。如国产100MW机组为单缸，125MW机组为双缸，200MW机组为三缸，300MW机组为三缸或四缸，总的趋势是机组功率愈大，汽缸个数愈多。

17．按制造工艺分类，汽轮机汽缸有哪些不同型式？ 主要分铸造与焊接两种。汽缸的高、中压段一般采用合金钢或碳钢铸造结构；低压段根据容量和结构要求采用铸造或简单铸件、型钢及钢板的焊接结构。

18．汽轮机的汽缸是如何支承的？

汽缸的支承要求平稳并保证汽缸能自由膨胀而不改变它的中心位置。

汽缸都是支承在基础台板（也叫座架、机座）上；基础台板又用地脚螺钉固定在汽轮机基础上。小型汽轮机用整块铸件做基础台板，功率汽轮机的汽缸则支承在若干块基础台板上。

汽轮机的高压缸通过水平法兰所伸出的猫爪（亦称搭爪）支承在前轴承座上。它又分为上缸猫爪支承和下缸猫爪支承两种方式。

19．下缸猫爪支承方式有什么优缺点？ 中、低参数汽轮机的高压缸通常是利用下汽缸前端伸出的猫爪作为承力面，支承在前轴承座上。这种支承方式较简单，安装检修也较方便，但是由于承力面低于汽缸中心线（相差下缸猫爪的高度数值），当汽缸受热后，猫爪温度升高，汽缸中心线向上抬起，而此时支持在轴承上的转子中心线未变，结果将使转子与下汽缸的径向间隙减小，与上汽缸径向间隙增大。对高参数、大功率汽轮机来说，由于法兰很厚，温度很高，猫爪膨胀的影响是不能忽视的。

20．上缸猫爪支承法的主要优点是什么？

上缸猫爪支承方式亦称中分面（指汽缸中分面）支承方式。主要的优点是由于以上缸猫爪为承力面，其承力面与汽缸中分面在同一水平面上，受热膨胀后，汽缸中心仍与转子中心保持一致。

当采用上缸猫爪支承方式时，上缸猫爪也叫工作猫爪。下缸猫爪叫安装猫爪，只在安装时起支持作用，下面的安装垫铁在检修和安装时起作用，当安装完毕，安装猫爪不再承力。这时上缸猫爪支承在工作垫铁上，承担汽缸重量。

21．大功率汽轮机的高、中压缸采用双层缸结构有什么优点？ 大功率汽轮机的高、中压缸采用双层缸结构有如下优点：

⑴ 整个蒸汽压差由外缸和内缸分担，从而可减薄内、外缸缸壁及法兰的厚度。⑵ 外层汽缸不致与高温蒸汽相接触，因而外缸可以采用较低级的钢材，节省优质钢材。

⑶ 双层缸结构的汽轮机在起动、停机时，汽缸的加热和冷却过程都可加快，因而缩短了起动和停机的时间。

22．高、中压汽缸采用双层缸结构后应注意什么问题？

高压、中压汽缸采用双层结构有很大的优点，但也需注意一个问题。

国产200MW、300MW机组，在高压内、外缸之间由于隔热罩的不完善以及抽汽口布置不当，会造成外缸内壁温度升高到超过设计允许值，并且使内缸的外壁温度高到不允许的数值，这种情况应设法予以改善，否则有可能造成汽缸产生裂纹。125MW机组取消正常运行中夹层冷却蒸汽后，由于某些原因，也出现外缸内壁温度过高的现象。

23．大机组的低压缸有哪些特点？ 大机组的低压缸有如下特点：

⑴ 低压缸的排汽容积流量较大，要求排汽缸尺寸庞大，故一般采用钢板焊接结构代替铸造结构。

⑵ 再热机组的低压缸进汽温度一般都超过230℃，与排汽温度差达200℃，因此也采用双层结构。通流部分在内缸中承受温度变化，低压内缸用高强度铸铁铸造，而兼作排汽缸的整个低压外缸仍为焊接结构。庞大的排汽缸只承受排汽温度，温差变化小。

⑶ 为防止长时间空负荷运行，排汽温度过高而引起的排汽缸变形，在排汽缸内还装有**降温装置。

⑷ 为减少排汽损失，排汽缸设计成径向扩压结构。

24．什么叫排汽缸径向扩压结构？

所谓径向扩压结构，实质上是指整个低压外缸（汽轮机的排汽部分）两侧排汽部分用钢板连通。离开汽轮机的末级排汽由导流板引导径向、轴向扩压，以充分利用排汽余速。然后排入凝汽器。

采用径向扩压主要是充分利用排汽余速，降低排汽阻力。提高机组效率。

25．低压外缸的一般支承方式是怎样的？ 低压汽缸（双层缸时的外缸），在运行中温度较低，金属膨胀不显著，因此低压外缸的支承不采用高、中压汽缸的中分面支承方式，而是把低压缸直接支承在台板上。内缸两侧搁在外缸内侧的支承面上，用螺栓固定在低压外缸上。内、外缸以键定位。外缸与轴承座仅在下汽缸设立垂直导向键（立销）。

26．排汽缸的作用是什么？

排汽缸的作用是将汽轮机末级动叶排出的蒸汽导入凝汽器。

27．为什么排汽缸要装**降温装置？

在汽轮机起动、空载及低负荷时，蒸汽流通量很小，不足以带走蒸汽与叶轮摩擦产生的热量，从而引起排汽温度升高，排汽缸温度也高。排汽温度过高会引起排汽缸较大的变形，破坏汽轮机动静部分中心线的一致性，严重时会引起机组振动或其它事故。所以，大功率机组都装有排汽缸**降温装置。

小机组没有**降温装置，应尽量避免长时间空负荷运行而引起排汽缸温度超限。

28．再热机组的排汽缸**装置是怎样设置的？

**减温装置装在低压外缸内，**管沿末级叶片的叶根呈圆周形布置，**管上钻有两排**孔，将水喷向排汽缸内部空间，起降温作用。**管在排汽缸外面与凝结水管相连接，打开凝结水管上的阀门即进行**，关闭阀门则停止**。

29．为什么汽轮机有的采用单个排汽口，而有的采用几个排汽口？ 大功率汽轮机的极限功率实质上受末级通流截面的限制，增大叶片高度能增大机组功率，但增大叶片高度又受材料强度和制造工艺水平的限制。如采用同样的叶片高度，将汽轮机由单排汽口改为双排汽口，极限功率可增大一倍。为增加汽轮机的极限功率，现在大功率汽轮机采用多个排汽口。如国产125MW汽轮机为双排汽口，200MW汽轮机为三排汽口，300MW为四排汽口（200MW、300MW汽轮机末级采用长叶片后改为双排汽口）。30．汽缸进汽部分布置有哪几种方式？

从调节汽门到调节级喷嘴这段区域叫做进汽部分，它包括蒸汽室和喷嘴室，是汽缸中承受压力、温度最高的区域。

一般中、低参数汽轮机进汽部分与汽缸浇铸成一体，或者将它们分别浇铸好后，用螺栓连接在一起。高参数汽轮机单层汽缸的进汽部分则是将汽缸、蒸汽室、喷嘴分别浇铸好后，焊接在一起。这种结构由于汽缸本身形状得到简化，而且蒸汽室、喷嘴室沿着汽缸四周对称布置，汽缸受热均匀，因而热应力较小。又因高温、高压蒸汽只作用在蒸汽室与喷嘴室上，汽缸接触的是调节级喷嘴出口后的汽流，因而汽缸可以选用比蒸汽室、喷嘴室低一级的材料。

31．为什么大功率高参数汽轮机的调节汽门与汽缸分离单独布置？

新汽压力在9.0MPa、新汽温度在535℃以下的中、小功率汽轮机，调节汽门均直接装在汽缸上。更高参数的大功率汽轮机，为减小热应力，使汽缸受热均匀及形状对称，这就要求喷嘴室沿圆周均匀分布，而且汽缸上下都要有进汽管和调节汽门。由于调节汽门布置在汽缸下部，会给机组布置、安装、检修带来困难，因此需要调节汽门与汽缸分离单独布置。

另外，大功率汽轮机新汽和再热汽进汽管道都为双路布置，需要两个主汽门。这样就可以把两个主汽门分置于汽缸两侧，并且分别和调节汽门合用一个壳体，每个主汽门控制两个或多个调节汽门。

32．双层缸结构的汽轮机，为什么要采用特殊的进汽短管？ 对于采用双层缸结构的汽轮机，因为进入喷嘴室的进汽管要穿过外缸和内缸，才能和喷嘴室相连接，而内外缸之间在运行时具有相对膨胀，进汽管既不能同时固定在内、外缸上又不能让大量高温蒸汽外泄。因此采用了一种双层结构的高压进汽短管，把高压进汽导管与喷嘴室连接起来。

33．高压进汽短管的结构是怎样的？

国产125MW汽轮机和300MW汽轮机的高压进汽短管外层通过螺栓与外缸连接在一起，内层则套在喷嘴室的进汽管上，并有密封环加以密封。这样既保证了高压蒸汽的密封，又允许喷嘴室进汽管与双层套管之间的相对膨胀。为遮挡进汽连接管的辐射热量，在双层套管的内外层之间还装有带螺旋圈的遮热衬套管，或称遮热筒。遮热衬套管上端的小管就是汽缸内层中冷却蒸汽流出或起动时加热蒸汽流入的通道。

34．隔板的结构有哪几种形式？

隔板的具体结构是根据隔板的工作温度和作用在两侧的蒸汽压差来决定的，主要有以下三种形式：

⑴ 焊接隔板：焊接隔板具有较高的强度和刚度，较好的汽密性，加工较方便，被广泛用于中、高参数汽轮机的高、中压部分。⑵ 窄喷嘴焊接隔板：高参数大功率汽轮机的高压部分，每一级的蒸汽压差较大，其隔板做得很厚，而静叶高度很短，采用宽度较小的窄喷嘴焊接隔板。优点是喷嘴损失小，但有相当数量的导流筋存在，将增加汽流的阻力。国产125MW、300MW汽轮机都是有用的窄喷嘴焊接隔板。

⑶ 铸造隔板：铸造隔板加工制造比较容易，成本低，但是静叶片的表面光洁度较差，使用温度也不能太高，一般应小于300℃，因此都用在汽轮机的低压部分。

35．什么叫喷嘴弧？

采用喷嘴调节配汽方式的汽轮机第一级喷嘴，通常根据调节汽门的个数成组布置，这些成组布置的喷嘴称为喷嘴弧段，简称喷嘴弧。

36．喷嘴弧有哪几种结构形式？ 喷嘴弧结构形式如下：

⑴ 中参数汽轮机上采用的由单个铣制的喷嘴叶片组装、焊接成的喷嘴弧。⑵ 高参数汽轮机采用的整体铣制焊接而成或精密浇铸而成的喷嘴弧。如25MW汽轮机采用第一种喷嘴弧，125MW汽轮机采用后一种喷嘴弧。

37．汽轮机喷嘴、隔板、静叶的定义是什么？ 喷嘴是由两个相邻静叶片构成的不动汽道，是一个把蒸汽的热能转变为动能的结构元件。装在汽轮机第一级前的喷嘴成若干组，每组由一个调节汽门控制。隔板是汽轮机各级的间壁，用以固定静叶片。静叶是指固定在隔板上静止不动的叶片。

38．什么叫汽轮机的级？

由一列喷嘴和一列动叶栅组成的汽轮机最基本的工作单元叫做汽轮机的级。

39．什么叫调节级和压力级？ 当汽轮机采用喷嘴调节时，第一级的进汽截面积随负荷的变化在相应变化，因此通常称喷嘴调节汽轮机的第一级为调节级。其它各级统称为非调节级或压力级。压力级是以利用级组中合理分配的压力降或焓降为主的级，是单列冲动级或反动级。

40．什么叫双列速度级？

为了增大调节级的焓降，利用第一列动叶出口的余速，减小余速损失，使第一列动叶片出口汽流经固定在汽缸上的导叶改变流动方向后，进入第二列动叶片继续做功。这时把具有一列喷嘴，和一级叶轮上有两列动叶片的级，称为双列速度级。

41．采用双列速度级有什么优缺点？

采用速度级后可增大汽轮机调节级的焓降，减少压力级级数，节省耐高温的优质材料，但效率较低。

100MW汽轮机的调节级采用双列速度级，125MW、200MW、300MW汽轮机采用单列调节级。

42．高压高温汽轮机为什么要设汽缸、法兰螺栓加热装置？ 高压高温汽轮机的汽缸要承受很高的压力和温度，同时又要保证汽缸结合面有很好的严密性，所以汽缸的法兰必须做得又宽又厚。这样给汽轮机的起动就带来了一定的困难，即沿法兰的宽度产生较大温差。如温差过大，所产生的热应力将会使汽缸变形或产生裂纹。一般来说，汽缸比法兰容易加热，而螺栓的热量是靠法兰传给它的，因此螺栓加热更慢。对于双层汽缸的机组来说，外缸受热比内缸慢很多，外缸法兰受热更慢，由于法兰温度上升较慢，牵制了汽缸的热膨胀，引起转子与汽缸间过大的膨胀差，从而使汽轮机通流部分的动、静间隙消失，发生摩擦。

简单地说，为了适应快速起、停的需要，减小额外的热应力和减少汽缸与法兰、法兰与螺栓及法兰宽度上的温差，有效地控制转子与汽缸的膨胀差，125MW、200MW、300MW机组采用双层缸结构，内外汽缸除法兰螺栓有加热装置外，还设有汽缸夹层加热装置。

43．为什么汽轮机第一组喷嘴安装在喷嘴室，而不固定在隔板上？ 第一级喷嘴安装在喷嘴室的目的是：

⑴ 将与最高参数的蒸汽相接触的部分尽可能限制在很小的范围内，使汽轮机的转子、汽缸等部件仅与第一级喷嘴后降温减压后的蒸汽相接触。这样可使转子、汽缸等部件采用低一级的耐高温材料。

⑵ 由于高压缸进汽端承受的蒸汽压力较新蒸汽压力低，故可在同一结构尺寸下，使该部分应力下降，或者保持同一应力水平，使汽缸壁厚度减薄。⑶ 使汽缸结构简单匀称，提高汽缸对变工况的适应性。

⑷ 降低了高压缸进汽端轴封漏汽压差，为减小轴端漏汽损失和简化轴端汽封结构带来一定好处。

44．隔板套的作用是什么？采用隔板套有什么优点？ 隔板套的作用是用来安装固定隔板。

采用隔板套可使级间距离不受或少受汽缸上抽汽口的影响，从而使汽轮机轴向尺寸相对减小。此外，还可简化汽缸形状，又便于拆装，并允许隔板受热后能在径向自由膨胀，还为汽缸的通用化创造方便条件。

国产100MW、125MW、200MW、300MW机组的部分级组均采用隔板套结构。

45．什么是汽轮机的转子？转子的作用是什么？ 汽轮机中所有转动部件的组合叫做转子。

转子的作用是承受蒸汽对所有工作叶片的回转力，并带动发电机转子、主油泵和调速器转动。

46．什么叫大功率汽轮机的转子蒸汽冷却？

汽轮机的转子蒸汽冷却是大机组为防止转子在高温、高转速状况下无蒸汽流过带走摩擦产生的热量，而使转子、汽缸温度过高，热应力过大而设置的结构。如再热机组热态用中压缸进汽起动时，达到一定转速，高压缸排汽逆止门旁路自动打开，一部分蒸汽逆流经过汽缸由进汽口排至凝汽器，这样达到冷却转子、汽缸的目的。

47．为什么大功率汽轮机采用转子蒸汽冷却结构？

大功率汽轮机普遍采用整锻转子或焊接转子。随着转子整体直径的增大，离心应力和同一变工况速度下热应力增大了。在高温条件下受离心力作用而产生的金属蠕变速度以及脆变危险也增大了。因此，更有必要从结构上来提高转子的热强度（特别是起动下的热强度）。

从结构上减小金属蠕变变形和降低起动工况下热应力的有效方法之一，就是在高温区段对转子进行蒸汽冷却。国外在300～350MW以上的机组几乎都采用了转子蒸汽冷却结构。国产亚临界参数300MW再热机组的中压转子也采用了蒸汽冷却结构。

48．汽轮机转子一般有哪几种型式？ 汽轮机转子有如下几种型式：

⑴ 套装叶轮转子：叶轮套装在轴上，国产25MW汽轮机转子和100MW汽轮机低压转子都是这种型式。

⑵ 整锻型转子：由一整体锻件制成，叶轮联轴器、推力盘和主轴构成一个整体。⑶ 焊接转子：由若干个实心轮盘和两个端轴拼焊而成。如125MW汽轮机低压转子为焊接式鼓型转子。

⑷ 组合转子：高压部分为整锻式，低压部分为套装式。如100MW机组高压转子、200MW机组中压转子。

49．套装叶轮转子有哪些优缺点？

套装叶轮转子的优点：加工方便，材料利用合理，叶轮和锻件质量易于保证。缺点：不宜在高温条件下工作，快速起动适应性差，材料高温蠕变和过大的温差易使叶轮发生松动。

50．整锻转子有哪些优缺点？

整锻转子的优点：避免了叶轮在高温下松动的问题，结构紧凑，强度、刚度高。缺点：生产整锻转子需要大型锻压设备、锻件质量较难保证，而且加工要求高，贵重材料消耗量大。

51．组合转子有什么优缺点？

组合转子兼有整锻转子和套装叶轮转子的优点，广泛用于高参数中等容量的汽轮机上。

52．焊接转子有哪些优缺点？

焊接转子的优点：强度高，相对重量轻，结构紧凑，刚度大，而且能适应低压部分需要大直径的要求。

缺点：焊接转子对焊接工艺要求高，要求材料有良好的焊接性能。

随着冶金和焊接技术的不断发展，焊接转子的应用日益广泛。如BBC公司生产的1300MW双轴汽轮机的高、中、低压转子就全部采用焊接结构。

53．整锻转子中心孔起什么作用？

整锻转子通常打有￠100的中心孔，其目的主要是为了便于检查锻件质量，同时也可以将锻件中心材质差的部分去掉，防止缺陷扩展，以保证转子的强度。

54．汽轮机主轴断裂和叶轮开裂的原因有哪些？

主轴断裂和叶轮开裂的原因多数是材料及制造上的缺陷造成的，如材料内部有气孔、夹渣、裂纹、材料的冲击韧性值及塑性偏低，叶轮机械加工粗糙、键装配不当造成局部应力过大。另外，长期过大的交变应力及热应力作用易引起材料内部微观缺陷发展，造成疲劳裂纹甚至断裂。运行中，叶轮严重腐蚀和严重超速是引起主轴、叶轮设备事故的主要原因。

55．防止叶轮开裂和主轴断裂应采取哪些措施？ 防止叶轮开裂和主轴断裂应采取措施有以下几点：

⑴ 首先应由制造厂对材料质量提出严格要求，加强质量检验工作。尤其应特别重视表面及内部的裂纹发生，加强设备监督。

⑵ 运行中尽可能减少起停次数，严格控制升速和变负荷速度，以减少设备热疲劳和微观缺陷发展引起的裂纹，要严防超压、超温运行，特别是要防止严重超速。

56．叶轮的作用的什么？叶轮是由哪几部分组成的？

叶轮的作用是用来装置叶片，并将汽流力在叶栅上产生的扭矩传递给主轴。汽轮机叶轮一般由轮缘、轮面和轮毂几部分组成。

57．运行中的叶轮受到哪些作用力？ 叶轮工作时受力情况很复杂，除叶轮自身、叶片零件质量引起的巨大的离心力外，还有温差引起的热应力，动叶引起的切向力和轴向力，叶轮两边的蒸汽压差和叶片、叶轮振动时的交变应力。

58．叶轮上开平衡孔的作用是什么？

叶轮上开平衡孔是为了减小叶轮两侧蒸汽压差，减小转子产生过大的轴向力。但在调节级和反动度较大、负载很重的低压部分最末一、二级，一般不开平衡孔，以使叶轮强度不致削弱，并可减少漏汽损失。

59．为什么叶轮上的平衡为单数？ 每个叶轮上开设单数个平衡孔，可避免在同一径向截面上设两个平衡孔，从而使叶轮截面强度不致过分削弱。通常开孔5个或7个。

60．按轮面的断面型线不同，可把叶轮分成几种类型？ 按轮面的断面型线不同，可把叶轮分为如下类型：

⑴ 等厚度叶轮：这种叶轮轮面的断面厚度相等，用在圆周速度较低的级上。⑵ 锥形叶轮：这种叶轮轮面的断面厚度沿径向呈锥形，广泛用于套装式叶轮上。⑶ 双曲线叶轮：这种叶轮轮在的断面沿径向呈双曲线形，加工复杂，仅用在某些汽轮机的调节级上。

⑷ 等强度叶轮：叶轮设有中心孔，强度最高，多用于盘式焊接转子或高速单级汽轮机上。

61．套装叶轮的固定方法有哪几种？ 套装叶轮的固定方法有以下几种： ⑴ 热套加键法。⑵ 热套加端面键法。⑶ 销钉轴套法。

⑷ 叶轮轴向定位采用定位环。

62．动叶片的作用是什么？ 在冲动式汽轮机中，由喷嘴射出的汽流，给动叶片一冲动力，将蒸汽的动能转变成转子上的机械能。在反动式汽轮机中，除喷嘴出来的高速汽流冲动动叶片做功外，蒸汽在动叶片中也发生膨胀，使动叶出口蒸汽速度增加，对动叶片产生反动力，推动叶片旋转做功，将蒸汽热能转变为机械能。由于两种机组的工作原理不同，其叶片的形状和结构也不一样。

63．叶片工作时受到哪几种作用力？

叶片在工作时受到的作用力主要有两种：一种是叶片本身质量和围带、拉金质量所产生的离心力；另一种是汽流通过叶栅槽道时使叶片弯曲的作用力以及汽轮机起动、停机过程中，叶片中的温度差引起的热应力。

64．汽轮机叶片的结构是怎样的？

叶片由叶型、叶根和叶顶三部分组成。叶型部分是叶片的工作部分，它构成汽流通道。按照叶型部分的横截面变化规律，可以把叶片分成等截面叶片和变截面叶片。

等截面叶片的截面积沿叶高是相同的，各截面的型线通常也一样。变截面叶片的截面积则沿叶高按一定规律变化，一般地说，叶型也沿叶高逐渐变化，即叶片绕各截面形心的连线发生扭转，所以通常叫做扭曲叶片。叶根是叶片与轮缘相连接的部分，它的结构应保证在任何运行条件下叶片都能牢靠地固定在叶轮上，同时应力求制造简单，装配方便。

叶型以上的部分叫叶顶。随叶片成组方式不同，叶顶结构也各异。采用铆接与焊接围带时，叶顶做成凸出部分（端钉）。采用弹性拱形围带时，叶顶必须做成与弹性拱形片相配合的铆接部分。当叶片用拉筋联成组或作为自由叶片时，叶顶通常削薄，以减轻叶片重量并防止运行中与汽缸相碰时损坏叶片。

65．汽轮机叶片的叶根有哪些型式？ 叶根的型式较多，有以下几种： ⑴ T形叶根。

⑵ 外包凸肩T形叶根。⑶ 菌形叶根。⑷ 双T形叶根。⑸ 叉形叶根。⑹ 枞树形叶根。

66．装在动叶片上的围带和拉筋（金）起什么作用？

动叶顶部装围带（也称覆环）和动叶中部串拉筋，都是使叶片之间连接成组，增强叶片的刚性，调整叶片的自振频率，改善振动情况。另外，围带还有防止漏汽的作用。

67．汽轮机高压段为什么采用等截面叶片？

一般在汽轮机高压段，蒸汽容积流量相对较小，叶片短，叶高比d／L（d为叶片平均直径，L为叶片高度）较大，沿整个叶高的圆周速度及汽流参数差别相对较小。此时依靠改变不同叶高处的断面型线，不能显著地提高叶片工作效率，所以多将叶身断面型线沿叶高做成相同的，即做成等截面叶片。这样做虽使效率略受影响，但加工方便，制造成本低，而强度也可得到保证，有利于实现部分级叶片的通用化。

68．为什么汽轮机有的级段要采用扭曲叶片？

大机组为增大功率，往往叶片做得很长。随着叶片高度的增加，当叶高比具有较小值（一般为小于10）时，不同叶高处圆周速度与汽流参数的差异已不容忽视。此时叶身断面型线必须沿叶高相应变化，使叶片扭曲变形，以适应汽流参数沿叶高的变化规律，减小流动损失；同时，从强度方面考虑，为改善离心力所引起的拉应力沿叶高的分布，叶身断面面积也应由根部到顶部逐渐减小。

69．防止叶片振动断裂的措施主要有哪几点？ 防止叶片振动断裂的措施有：

⑴ 提高叶片、围带、拉金的材料、加工与装配质量。⑵ 采取叶片调频措施，避开危险共振范围。⑶ 避免长期低频率运行。

70．多级凝汽式汽轮机最末几级为什么要采用去湿装置？

多级凝汽式汽轮机的最末几级蒸汽温度很低，一般均在湿蒸汽区工作。湿蒸汽中的微小水滴不但消耗蒸汽的动能形成湿汽损失，还将冲蚀叶片，威胁叶片安全。因此必须采取去湿措施，以保证凝汽式汽轮机膨胀终了的允许湿度。大功率机组采用中间再热，对减少低压级叶片湿度带来显著的效果。当末级湿度达不到要求时，应加装去湿装置和提高叶片的抗冲蚀能力。

71．汽轮机末级排汽的湿度一般允许值为多少？ 一般规定汽轮机末级排汽的湿度不超过10%～12%。中间再热机组的排汽湿度一般为5%～8%。

72．汽轮机去湿装置有哪几种？

去湿装置根据它所安装的位置分级前和动叶片前两种。它是利用水珠受离心力作用而被抛向通流部分外圆的原理工作的。一般将水滴甩进到去湿装置的槽中，然后引入凝汽器。

另外还采用具有吸水缝的空心静叶，利用凝汽器内很低的压力，把附着在静叶表面的水滴沿静叶片上开设的吸水缝直接吸入凝汽器。

73．汽封的作用是什么？

为了避免动、静部件之间的碰撞，必须留有适当的间隙，这些间隙的存在势必导致漏汽，为此必须加装密封装置——汽封。根据汽封在汽轮机中所处位置可分为：轴端汽封（简称轴封）、隔板汽封和围带汽封（通流部分汽封）三类。

74．汽封的结构型式和工作原理是怎样的？

汽封的结构类型有曲径式和迷宫式。曲径式汽封有梳齿形（平齿、高低齿）、J形、枞树形三种。

曲径式汽封的工作原理：一定压力的蒸汽流经曲径式汽封时，必须依次经过汽封齿尖与轴凸肩形成的狭小间隙，当经过第一个间隙时通流面积减小，蒸汽流速增大，压力降低。随后高速汽流进入小室，通流面积突然变大，流速降低，汽流转向，发生撞击和产生涡流等现象，速度降到近似为零，蒸汽原具有的动能转变成热能。当蒸汽经过第二个汽封间隙时，又重复上述过程，压力再次降低。蒸汽流经最后一个汽封齿后，蒸汽压力降至与大气压力相差甚小。所以在一定的压差下，汽封齿越多，每个齿前后的压差就越小，漏汽量也越小。当汽封齿数足够多时，漏汽量为零。

75．什么是通流部分汽封？

动叶顶部和根部的汽封叫做通流部分汽封，用来阻碍蒸汽从动叶两端漏汽。通常的结构形式为动叶顶端围带及动叶根部有个凸出部分以减小轴向间隙，围带与装在汽缸或隔板套上的阻汽片组成汽封以减小径向间隙，使漏汽损失减小。

76．轴封的作用是什么？ 轴封是汽封的一种。汽轮机轴封的作用是阻止汽缸内的蒸汽向外漏泄，低压缸排汽侧轴封是防止外界空气漏入汽缸。

77．汽轮机为什么会产生轴向推力？运行中轴向推力怎样变化？ 纯冲动式汽轮机动叶片内蒸汽没有压力降，但由于隔板汽封的漏汽，使叶轮前后产生一定的压差，且一般的汽轮机中，每一级动叶片蒸汽流过时都有大小不等的压降，在动叶片前后产生压差。叶轮和叶片前后的压差及轴上凸肩处的压差使汽轮机产生由高压侧向低压侧、与汽流方向一致的轴向推力。影响轴向推力的因素很多，轴向推力的大小基本上与蒸汽流量的大小成正比，也即负荷增大时轴向推力增大。

需指出：当负荷突然减小时，有时会出现与汽流方向相反的轴向推力。

78．减小汽轮机的轴向推力，可采取哪些措施？ 减小汽轮机轴向推力，可采取如下措施： ⑴ 高压轴封两端以反向压差设置平衡活塞。⑵ 高、中压缸反向布置。⑶ 低压缸对称分流布置。⑷ 叶轮上开平衡孔。

余下的轴向推力，由推力轴承承受。

79．什么是汽轮机的轴向弹性位移？

汽轮机的轴向位移反映的是汽轮机转动部分和静止部分的相对位置，轴向位移变化，也是转子和静子轴向相对位置发生了变化。

所谓轴向弹性位移是指汽轮机推力盘及工作推力瓦片后的支承座、垫片瓦架等在汽轮机负荷增加、推力增加时，会发生弹性变形。由此产生随着负荷增加而增加的轴向弹性位移。当负荷减小时，弹性位移也减少。

80．汽轮机为什么要设滑销系统？

汽轮机在起动及带负荷过程中，汽缸的温度变化很大，因而热膨胀值较大。为保证汽缸受热时能沿给定的方向自由膨胀，保持汽缸与转子中心一致，同样，汽轮机停机时，保证汽缸能按给定的方向自由收缩，汽轮机均设有滑销系统。

81．汽轮机的滑销有哪些种类？它们各起什么作用？ 根据滑销的构造形式、安装位置可分为下列六种： ⑴ 横销：一般安装在低压汽缸排汽室的横向中心线上，或安装在排汽室的尾部，左右两侧各装一个。横销的作用是保证汽缸横向的正确膨胀，并限制汽缸沿轴向移动。由于排汽室的温度是汽轮机通流部分温度最低的区域，故横销都装于此处，整个汽缸由此向前或向后膨胀，形成了轴向死点。

⑵ 纵销：多装在低压汽缸排汽室的支撑面、前轴承箱的底部、双缸汽轮机中间轴承的底部等和基础台板的接合面间。所有纵销均在汽轮机的纵向中心线上。纵销可保证汽轮机沿纵向中心线正确膨胀，并保证汽缸中心线不能作横向滑移。因此，纵销中心线与横销中心线的交点形成整个汽缸的膨胀死点，在汽缸膨胀时，这点始终保持不动。⑶ 立销：装在低压汽缸排汽室尾部与基础台板间，高压汽缸的前端与轴承座间。所有的立销均在机组的轴线上。立销的作用可保证汽缸的垂直定向自由膨胀，并与纵销共同保持机组的正确纵向中心线。

⑷ 猫爪横销：起着横销作用，又对汽缸起着支承作用。猫爪一般装在前轴承座及双缸汽轮机中间轴承座的水平接合面上，是由下汽缸或上汽缸端部突出的猫爪，特制的销子和螺栓等组成。猫爪横销的作用是：保证汽缸在横向的定向自由膨胀，同时随着汽缸在轴向的膨胀和收缩，推动轴承座向前或向后移动，以保持转子与汽缸的轴向相对位置。

⑸ 角销：装在排汽缸前部左右两侧支撑与基础台板间。销子与销槽的间隙为0.06～0.08mm。斜销是一种辅助滑销，不经常采用，它能起到纵向及横向的双重导向作用。

82．什么是汽轮机膨胀的“死点”，通常布置在什么位置？

横销引导轴承座或汽缸沿横向滑动并与纵销配合成为膨胀的固定点，称为“死点”。也即纵销中心线与横销中心线的交点。“死点”固定不动，汽缸以“死点”为基准向前后左右膨胀滑动。对凝汽式汽轮机来说，死点多布置在低压排汽口的中心线或其附近，这样在汽轮机受热膨胀时，对于庞大笨重的凝汽器影响较小。国产200MW和125MW汽轮机组均设两个死点，高、中压缸向前膨胀，低压缸向发电机侧膨胀，各自的绝对膨胀量都可适当减小。

83．汽轮机联轴器起什么作用？有哪些种类？各有何优缺点？ 联轴器又叫靠背轮。汽轮机联轴器是用来连接汽轮发电机组的各个转子，并把汽轮机的功率传给发电机。

汽轮机联轴器可分为刚性联轴器、半挠性联轴器和挠性联轴器。以下介绍这几种联轴器的优缺点。

刚性联轴器：优点是构造简单、尺寸小、造价低、不需要润滑油。缺点是转子的振动、热膨胀都能相互传递，校中心要求高。

半挠性联轴器：优点是能适当弥补刚性靠背轮的缺点，校中心要求稍低。缺点是制造复杂、造价较大。挠性联轴器：优点是转子振动和热膨胀不互相传递，允许两个转子中心线稍有偏差。缺点是要多装一道推力轴承，并且一定要有润滑油，直径大，成本高，检修工艺要求高。

大机组一般高低压转子之间采用刚性联轴器，低压转子与发电机转子之间采用半挠性联轴器。

84．刚性联轴器分哪两种？

刚性联轴器又分装配式和整锻式两种型式。装配式刚性联轴器是把两半联轴器分别用热套加双键的方法，套装在各自的轴端上，然后找准中心、铰孔，最后用螺栓紧固；整锻式刚性联轴器与轴整体锻出。这种联轴器的强度和刚度都比装配式高，且没有松动现象。为使转子的轴向位置作少量调整，在两半联轴器之间装有垫片，安装时按具体尺寸配制一定厚度的垫片。

85．什么是半挠性联轴器？

半挠性联轴器的结构是在两个联轴器间用半挠性波形套筒连接，并用螺栓紧固。波形套筒在扭转方向是刚性的，在弯曲方向则是挠性的。

86．挠性联轴器的结构型式是怎样的？

挠性联轴器有齿轮式和蛇形弹簧式两种型式。齿轮式挠性联轴器多用在小型汽轮机上，它的结构是两个齿轮用热套加键的方式分别装两个轴端上，并用大螺帽紧固，防止从轴上滑脱。两个齿轮的外面有一个套筒，套筒两端的内齿分别与两个齿轮啮合，从而将两个转子连接起来。套筒的两侧安置挡环限制套筒的轴向位置，挡环用螺栓固定在套筒上。

125MW机组电动调速给水泵就是采用这种挠性联轴器。

87．汽轮机的盘车装置起什么作用？ 汽轮机冲动转子前或停机后，进入或积存在汽缸内的蒸汽使上缸温度比下缸温度高，从而使转子不均匀受热或冷却，产生弯曲变形。因而在冲转前和停机后，必须使转子以一定的速度连续转动，以保证其均匀受热或冷却。换句话说，冲转前和停机后盘车可以消除转子热弯曲。同时还有减小上下汽缸的温差和减少冲转力矩的功用，还可在起动前检查汽轮机动静之间是否有摩擦及润滑系统工作是否正常。

88．盘车有哪两种方式？电动盘车装置主要有哪两种型式？ 小机组采用人力手动盘车，中型和大型机组都采用电动盘车。电动盘车装置主要有两种型式。

⑴ 具有螺旋轴的电动盘车装置（大多数国产中、小型汽轮机组及125MW、300MW机组采用）。

⑵ 具有摆动齿轮的电动盘车装置（国产50MW、100MW、200MW机组采用）。

89．具有螺旋轴的电动盘车装置的构造和工作原理是怎样的？

螺旋轴电动盘车装置由电动机、联轴器、小齿轮、大齿轮、啮合齿轮、螺旋轴、盘车齿轮、保险销、手柄等组成。啮合齿轮内表面铣有螺旋齿与螺旋轴相啮合，啮合齿轮沿螺旋轴可以左右滑动。

当需要投入盘车时，先拔出保险销，推手柄，手盘电动机联轴器直至啮合齿轮与盘车齿轮全部啮合。当手柄被推至工作位置时，行程开关接点闭合，接通盘车电源，电动机起动至全速后，带动汽轮机转子转动进行盘车。当汽轮机起动冲转后，转子的转速高于盘车转速时，使啮合齿轮由原来的主动轮变为被动轮，即盘车齿轮带动啮合齿轮转动，螺旋轴的轴向作用力改变方向，啮合齿轮与螺旋轴产生相对转动，并沿螺旋轴移动退出啮合位置，手柄随之反方向转动至停用位置，断开行程开关，电动机停转，基本停止工作。

若需手动停止盘车，可手揿盘车电动机停按钮，电动机停转，啮合齿轮退出，盘车停止。

90．具有摆动齿轮的盘车装置的构造和工作原理是怎样的？

具有摆动齿轮的盘车装置主要由齿轮组、摆动壳、曲柄、连杆、手轮、行程开关、弹簧等组成。齿轮组通过两次减速后带动转子转动。

盘车装置脱开时，摆动壳被杠杆系统吊起，摆动齿轮与盘车齿轮分离；行程开关断路，电动机不转，手轮上的锁紧销将手轮锁在脱开位置；连杆在压缩弹簧的作用下推紧曲柄，整个装置不能运动。

投入盘车时，拔出锁紧销，逆时针转动手轮，与手轮同轴的曲柄随之转动，克服压缩弹簧的推力，带动连杆向右下方运动；拉杆同时下降，使摆动壳和摆动轮向下摆动，当摆动轮与盘车齿轮进入啮合状态时，行程开关闭合，接通电动机电源，齿轮组即开始转动。由于转子尚处于静止状态，摆动齿轮带着摆动壳继续顺时针摆动，直到被顶杆顶住。此时摆动壳处于中间位置，摆动轮与盘车齿轮完全啮合并开始传递力矩，使转子转动起来。

盘车装置自动脱开过程如下：冲动转子以后，盘车齿轮的转速突然升高，而摆动齿轮由主动轮变为被动轮，被迅速推向右方并带着摆动壳逆时针摆动，推动拉杆上升。当拉杆上端点超过平衡位置时，连杆在压缩弹簧的推动下推着曲柄逆时针旋转，顺势将摆动壳拉起，直到手轮转过预定的角度，锁紧销自动落入锁孔将手轮锁住。此时行程开关动作，切断电动机电源，各齿轮均停止转动，盘车装置又恢复到投用前脱开状态。操作盘车停止按钮，切断电源，也可使盘车装置退出工作。

91．主轴承的作用是什么？

轴承是汽轮机的一个重要组成部件，主轴承也叫径向轴承。它的作用是承受转子的全部重量以及由于转子质量不平衡引起的离心力，确定转子在汽缸中的正确径向位置。由于每个轴承都要承受较高的载荷，而且轴颈转速很高，所以汽轮机的轴承都采用液体摩擦为理论基础的轴瓦式滑动轴承，借助于有一定压力的润滑油在轴颈与轴瓦之间形成油膜，建立液体摩擦，使汽轮机安全稳定地运行。

92．轴承的润滑油膜是怎样形成的？

轴瓦的孔径较轴颈稍大些，静止时，轴颈位于轴瓦下部直接与轴瓦内表面接触，在轴瓦与轴颈之间形成了楔形间隙。

当转子开始转动时，轴颈与轴瓦之间会出现直接摩擦。但是，随着轴颈的转动，润滑油由于粘性而附着在轴的表面上，被带入轴颈与轴瓦之间的楔形间隙中。随着转速的升高，被带入的油量增多，由于楔形间隙中油流的出口面积不断减小，所以油压不断升高，当这个压力增大到足以平衡转子对轴瓦的全部作用力时，轴颈被油膜托起，悬浮在油膜上转动，从而避免了金属直接摩擦，建立了液体摩擦。

93．汽轮机主轴承主要有哪几种结构型式？ 汽轮机主轴承主要有四种： ⑴ 圆筒瓦支持轴承。⑵ 椭圆瓦支持轴承。⑶ 三油楔支持轴承。⑷ 可倾瓦支持轴承。

94．固定式圆筒形支持轴承的结构是怎样的？

固定式圆筒形支持轴承用在容量为50～100MW的汽轮机上。轴瓦外形为圆筒形，由上下两半组成，用螺栓连接。下瓦支持在三块垫铁上，垫铁下衬有垫片，调整垫片的厚度可以改变轴瓦在轴承洼窝内的中心位置。上轴瓦顶部垫铁的垫片可以用来调整轴瓦与轴承上盖间的紧力。润滑油从轴瓦侧下方垫铁中心孔引入，经过下轴瓦体内的油路，自水平结合面的进油孔进入轴瓦。由于轴的旋转，使油先经过轴瓦顶部间隙，再经过轴颈和下瓦间的楔形间隙，然后从轴瓦两端泄出，由轴承座油室返回油箱。在轴瓦进油口处有节流孔板来调整进油量大小。轴瓦的两侧装有防止油甩出来的油挡。轴瓦水平结合面处的锁饼用来防止轴瓦转动。

轴瓦一般用优质铸铁铸造，在轴瓦内部车出燕尾槽，并浇铸锡基轴承合金（即巴氏合金），也称乌金。

95．什么是自位式轴承？

圆筒形支持轴承和椭圆形支持轴承按支持方式都可分为固定式和自位式（又称球面式）两种。

自位式与固定式不同的只是轴承体外形呈球面形状。当转子中心变化引起轴颈倾斜时，轴承可以随轴颈转动自动调位，使轴颈和轴瓦之间的间隙在整个轴瓦长度内保持不变。但是这种轴承的加工和调整较为麻烦。

96．椭圆形轴承与圆筒形轴承有什么区别？

椭圆形支持轴承的结构与圆筒形支持轴承基本相同，只是轴承侧边间隙加大了，通常侧边间隙是顶部间隙的2倍。轴瓦曲率半径增大。

使轴颈在轴瓦内的绝对偏心距增大，轴承的稳定性增加。同时轴瓦上、下部都可以形成油楔（因此又有双油楔轴承之称）。由于上油楔的油膜力向下作用，使轴承运行的稳定性好，这种轴承在大、中容量汽轮机组中得到广泛运用。

97．什么是三油楔轴承？

在大容量机组中，如国产125MW、200MW、300MW机组都采用三油楔轴承。三油楔支持轴承的轴瓦上有三个长度不等的油楔，从理论上分析，三个油楔建立的油膜其作用力从三个方向拐向轴颈中心，可使轴颈稳定地运转。但这种轴承上、下轴瓦的结合面与水平面倾斜角为35度。给检修与安装带来不便。从有的机组三油楔支持轴承发生油膜振荡的现象来看，这种轴承的承载能力并不很大，稳定性也并不十分理想。

98．什么是可倾瓦支持轴承？

可倾瓦支持轴承通常由3～5个或更多个能在支点上自由倾斜的弧形瓦块组成，所以又叫活支多瓦形支持轴承，也叫摆动轴瓦式轴承。由于其瓦块能随着转速、载荷及轴承温度的不同而自由摆动，在轴颈周围形成多油楔。且各个油膜压力总是指向中心，具有较高的稳定性。

另外，可倾瓦支持轴承还具有支承柔性大、吸收振动能量好、承载能力大、耗功小和适应正反方向转动等特点。但可倾瓦结构复杂、安装、检修较为困难，成本较高。

99． 几种不同型式的支持轴承各适应于哪些类型的转子？ 圆筒形支持轴承主要适用于低速重载转子；三油楔支持轴承、椭圆形支持轴承分别适用较高转速的轻中和中、重载转子；可倾瓦支持轴承则适用于高转速轻载和重载转子。

100．推力轴承的作用是什么？

推力轴承的作用是承受转子在运行中的轴向推力，确定和保持汽轮机转子和汽缸之间的轴向相互位置。

101．推力轴承有哪些种类？主要构造是怎样的？

推力轴承可以设置为单独式，也可以和支持轴承合并为一体，称为联合式（推力支持联合轴承）。按结构形状分多颚式和扇形瓦片式，现在普遍采用的为扇形瓦片式。主要构造由工作瓦片、非工作瓦片、调整垫片、安装环等组成。推力盘的两侧分别安装十至十二片工作瓦片和非工作瓦片。各瓦片都安装在安装环上，工作瓦片承受转子正向轴向推力，非工作瓦片承受转子的反向轴向推力。

102．什么叫推力间隙？

推力盘在工作瓦片和非工作瓦片之间的移动距离叫推力间隙，一般不大于0.4mm。瓦片上的乌金厚度一般为1.5mm，其值小于汽轮机通流部分动静之间的最小间隙，以保证即使在乌金熔化的事故情况下，汽轮机动静部分也不会相互摩擦。

103．汽轮机推力轴承的工作过程是怎样的？

安装在主轴上的推力盘两侧工作面和非工作面各有若干块推力瓦块，瓦块背面有一销钉孔，靠此孔将瓦块安置在安装环的销钉上，瓦块可以围绕销钉略为转动。瓦块上的销钉孔设在偏离中心7.54mm处，因此瓦块的工作面和推力盘之间就构成了楔形间隙。当推力盘转动时油在楔形间隙中受到挤压，压力提高，因而这层油膜上具有承受转子轴向推力的能力。安装环安置在球面座上，油经过节流孔送入推力轴承进油室，分为两路经推力轴承球面座上的进油孔进入主轴周围的环形油室，并在瓦块之间径向流过。在瓦块与瓦块之间留有宽敞的空间，便于油在瓦块中循环。

推力轴承球面座上装有回油挡油环，油环围在推力盘外圆形成环形回油室。在工作面和非工作面回油挡环的顶部各设两个回油孔，而且还可以用针形阀来调节回油量。

在推力瓦块安装环与推力盘之间也装有挡油环，该挡油环包围住推力瓦块，形成推力轴承的环形进油室。

三、? ?? ? 汽轮机的调节与保护 1．汽轮机油系统的作用是什么？ 汽轮机油系统的作用如下：

⑴ 向机组各轴承供油，以便润滑和冷却轴承。

⑵ 供给调节系统和保护装置稳定充足的压力油，使它们正常工作。⑶ 供应各传动机构润滑用油。

根据汽轮机油系统的作用，一般将油系统分为润滑油系统和调节（保护）油系统两个部分。

2．为什么要将抗燃油作为汽轮发电机组油系统的介质？它有什么特点？

随着机组功率和蒸汽参数的不断提高，调节系统的调节汽门提升力越来越大，提高油动机的油压是解决调节汽门提升力增大的一个途径。但油压的提高、容易造成油的泄漏，普通汽轮机油的燃点低，容易造成火灾。抗燃油的自燃点较高，即使它落在炽热高温蒸汽管道表面也不会燃烧起来，抗燃油还具有火焰不能维持及传播的可能性。从而大大减小了火灾对电厂威胁。抗燃油的最大特点是它的抗燃性，但也有它的缺点，如有一定的毒性，价格昂贵，粘温特性差（即温度对粘性的影响大）。所以一般将调节系统与润滑系统分成两个独立的系统。调节系统用高压抗燃油，润滑系统用普通汽轮机油。

3．主油箱的容量是根据什么决定的？什么是汽轮机油的循环倍率？

汽轮机主油箱的贮油量决定于油系统的大小，应满足润滑及调节系统的用油量。机组越大，调节、润滑系统用油量越多。油箱的容量也越大。

汽轮机油的循环倍率等于每小时主油泵的出油量与油箱总油量之比，一般应小于12。如循环倍率过大，汽轮机油在油箱内停留时间少，空气、水分来不及分离，致使油质迅速恶化，缩短油的使用寿命。

4．汽轮机的润滑油压是根据什么来确定

汽轮机润滑油压根据转子的重量、转速、轴瓦的构造及润滑油的粘度等，在设计时计算出来，以保证轴颈与轴瓦之间能形成良好的油膜，并有足够的油量来冷却，因此汽轮机润滑油压一般取0.12～0.15MPa。

润滑油压过高可能造成油挡漏油，轴承振动。油压过低使油膜建立不良，甚至发生断油损坏轴瓦。

5．汽轮机油箱为什么要装排油烟风机？

油箱装设排油烟风机的作用是排除油箱中的气体和水蒸气。这样一方面使水蒸气不在油箱中凝结；另一方面使油箱中压力不高于大气压力，使轴承回油顺利地流入油箱。

反之，如果油箱密闭，那么大量气体和水蒸气积在油箱中产生正压，会影响轴承的回油，同时易使油箱油中积水。

排油烟风机还有排除有害气体使油质不易劣化的作用。

6.油箱底部为什么要安装放水管？

汽轮机运行中，由于轴封漏汽大、水冷发电机转子进水法兰漏水过多等原因，使汽轮机油中带水。这些带有水分的油回到油箱后，因为水的比重大，水与油分离后沉积在油箱底部。及时排除这些水可避免已经分离出来的水再与油混合使油质劣化。所以油箱底部都装有放水管。

7．汽轮机油油质劣化有什么危害？

汽轮机油质量的好坏与汽轮机能否正常运行关系密切。油质变坏使润滑油的性能和油膜力发生变化，造成各润滑部分不能很好润滑，结果使轴瓦乌金熔化损坏；还会使调节系统部件被腐蚀、生锈卡涩，导致调节系统和保护装置动作失灵的严重后果。所以必须重视对汽轮机油质量的监督。

8．什么是汽轮机油的粘度？粘度指标是多少？

粘度是判断汽轮机油稠和稀的标准。粘度大，油就稠，不容易流动；粘度小，油就稀、薄容易流动。粘度以恩氏度作为测定单位，常用的汽轮机油粘度为恩氏度2.9～4.3。粘度对于轴承润滑性能影响很大，粘度过大轴承容易发热，过小会使油膜破坏。油质恶化时，油的粘度会增大。

9．为什么汽轮机轴承盖上必须装设通气孔、通气管？ 一般轴承内呈负压状态，通常这是因为从轴承流出的油有抽吸作用所造成的。由于轴承内形成负压，促使轴承内吸入蒸汽并凝结水珠。为避免轴承内产生负压，在轴承盖上设有通气孔或通气管与大气连通。另一方面，在轴承盖上设有通气管也可起着排除轴承中汽轮机油由于受热产生的烟气的作用，不使轴承箱内压力高于大气压。运行中应注意通气孔保持通畅防止堵塞。

10．汽轮机调节系统的任务是什么？ 汽轮机调节系统的基本任务是：在外界负荷变化时，及时地调节汽轮机的功率以满足用户用电量变化的需要，同时保证汽轮机发电机组的工作转速在正常允许范围之内。

11．调节系统一般应满足哪些要求？ 调节系统应满足如下要求：

⑴ 当主汽门全开时，能维持空负荷运行。

⑵ 由满负荷突降到零负荷时，能使汽轮机转速保持在危急保安器（ETS保护）动作转速以下。

⑶ 当增、减负荷进，调节系统应动作平稳，无晃动现象。

⑷ 当危急保安器（ETS保护）动作后，应保证高、中压主汽门、调节汽门迅速关闭。

⑸ 调节系统速度变动率应满足要求（一般在4%～6%），迟缓率越小越好，一般应在0.5%以下。

12．汽轮机调节系统一般由哪几个机构组成？

汽轮机的调节系统根据其动作过程，一般由转速感受机构、传动放大机构、执行机构、反馈装置等组成。

13．汽轮机调节系统各组成机构的作用分别是什么？ 转速感受机构：感受汽轮机转速变化，并将其变换成位移变化或油压变化的信号送至传动放大机构。按其原理分为机械式、液压式、电子式三大类。传动放大机构：放大转速感受机构的输出信号，并将其传递给执行机构。执行机构：通常由调节汽门和传动机构两部分组成。根据传动放大机构的输出信号，改变汽轮机的进汽量。

反馈装置：为保持调节的稳定，调节系统必须设有反馈装置，使某一机构的输出信号对输入信号进行反向调节，这样才能使调节过程稳定。反馈一般有动态反馈和静态反馈两种。

14．什么调节系统的静态特性和动态特性？

调节系统的工作特性有两种：即动态特性和静态特性。在稳定工况下，汽轮机的功率和转速之间的关系即为调节系统的静态特性。从一个稳定工况过渡到另一个稳定工况的过渡过程的特性叫做调节系统的动态特性，是指在过渡过程中机组的功率、转速、调节汽门的开度等参数随时间的变化规律。

15．什么是调节系统的静态特性曲线？对静态特性曲线有何要求？

调节系统的静态特性曲线即在稳定状态下其负荷与转速之间的关系曲线。调节系统静态特性曲线应该是一条平滑下降的曲线，中间不应有水平部分，曲线两端应较陡。如果中间有水平部分，运行时会引起负荷的自发摆动或不稳定现象。曲线左端较陡，主要是使汽轮机容易稳定在一定的转速下进行发电机的并列和解列，同时在并网后的低负荷下还可减少外界负荷波动对机组的影响。右端较陡是为使机组稳定经济负荷，当电网频率下降时，使汽轮机带上的负荷较小，防止汽轮机发生过负荷现象。

16．什么叫调节系统的速度变动率？对速度变动率有何要求？

从调节系统静态特性曲线可以看到，单机运行从空负荷到额定负荷，汽轮机的转速由n2降低到n1，该转速变化值与额定转速n0之比称之为速度变动率，以δ表示。

即? ?? ? δ＝(n2－n1)／n0×100% δ较小的调节系统具有负荷变化灵活的优点。适用于担负调频负荷的机组；δ较大的调节系统负荷稳定性也，适用于担负基本负荷的机组；δ太大，则甩负荷时机组容易超速；δ太小的调节系统可以出现晃动，故一般取4%～6%。速度变动率与静态特性曲线越陡，则速度变动率越大，反之则越小。

17．什么是调节系统的迟缓率？ 调节系统在动作过程中，必须克服各活动部件内的摩擦阻力，同时由于部件的间隙，重叠度等影响，使静态特性在升速和降速时并不相同，变成两条几乎平行的曲线。换句话说，必须使转速多变化一定数值，将阻力、间隙克服后，调节汽门反方向动作才刚刚开始。同一负荷下可能的最大转速变动Δn和额定转速n0之比叫做迟缓率。通常用字母ε表示 即? ?? ?? ?? ? ε＝Δn／n0×100%

18．调节系统迟缓率过大，对汽轮机运行有什么影响？ 调节系统迟缓率过大造成对汽轮机运行的影响有： ⑴ 在汽轮机空负荷时，由于调节系统迟缓率过大，将引起汽轮机的转速不稳定，从而使并列困难。

⑵ 汽轮机并网后，由于迟缓率过大，将会引起负荷的摆动。

⑶ 当机组负荷骤然甩至零时，因迟缓率过大，使调节汽门不能立即关闭，造成转速突升，致使危急保安器（ETS保护）动作。如危急保安器有故障不动作，那就会造成超速飞车的恶性事故。

19．为什么调节系统要做动态、静态特性试验？

调节系统静态特性试验的目的是测定调节系统的静态特性曲线、速度变动率、迟缓率，全面了解调节系统的工作性能是否正确、可靠、灵活；分析调节系统产生缺陷的原因，以正确地消除缺陷。

调节系统动态特性试验的目的是测取甩负荷时转速飞升曲线，以便准确地评价过渡过程的品质，改善调节系统的动态调节品质。

20．何谓调节系统的动态特性试验？

调节系统的动态特性是指从一个稳定工况过渡到另一个稳定工况的过渡过程的特性，即过程中汽轮机组的功率、转速、调节汽门开度等参数随时间的变化规律。汽轮机满负荷运行时，突然甩去全负荷是最大的工况变化，这时汽轮机的功率、转速、调节汽门开度变化最大。只要这一工况变动时，调节系统的动态性能指标满足要求，其他工况变动也就能满足要求，所以动态特性试验是以汽轮机甩全负荷为试验工况。即甩全负荷试验就是动态特性试验。

21．电磁超速保护装置的结构是怎样的？ 电磁超速保护装置结构有两种形式。一种是上半部为电磁铁，下半部为套筒和滑阀，在正常运行中滑阀将放大器来的二次油堵住，当电磁铁动作时滑阀芯杆上移，将二次油从回油孔排掉。另一种是电磁加速器控制阀（简称电磁阀）。上部为电磁铁，下部为控制活塞，正常运行时活塞将校正器和放大器来油与高、中压油动机油路接通。当电磁铁动作时，活塞将校正器和放大器的来油口关闭，而将高、中压油动机的油路与排油接通，使高、中压调节汽门同时关闭。当电磁阀线圈电源中断后，靠弹力和重力使活塞下落，校正油压和二次油压重又恢复，使高、中压调节汽门恢复到较低位置的开度。

22．电液调节系统的基本工作原理是怎样的？

电液调节装置是一个以转速讯号作为反馈的调节系统。转速讯号来自安装在汽轮机轴端的磁阻发送器（或测速发电机）。将被测轴的转速转换成相应的频率电讯号，线性地转换成电压输出，通过运算放大器与转速给定值综合比较，并将其差值放大。这一代表转速偏差的电量又在下一级运算放大器中与同步器给出的电压偏量综合，然后作为电调的总输出。经过电液转换器将这一输出电量线性地转换成油压量。最后由控制执行机构——高、中压油动机来改变高、中压调节汽门开度，对汽轮机转速进行自动调节。

23．汽轮机为什么必须有保护装置？ 为了保证汽轮机设备的安全，防止设备损坏事故的发生，除了要求调节系统动作可靠以外，还应该具有必要的保护装置，以便汽轮机遇到调节系统失灵或其他事故时，能及时动作，迅速停机，避免造成设备损坏等事故。

保护装置本身应特别可靠，并且汽轮机容量越大，造成事故的危害越严重，因此对保护装置的可靠性要求就越高。

24．自动主汽门的作用是什么？

自动主汽门的作用是在汽轮机保护装置动作后，迅速切断汽轮机的进汽并使汽轮机停止运行。因此，它是保护装置的执行元件。

25．对自动主汽门有什么要求？

为了保证安全，要求自动主汽门动作迅速，并关闭严密，对于高压汽轮机来说，在正常进汽参数和排汽压力的情况下，自动主汽门关闭后（调节汽门全开），汽轮机转速应能够降低到1000r／min以下。自汽轮机保护系统动作到主汽门完全关闭的时间，通常要求不大于0.5～0.8s。

26．为什么通常主汽门都是以油压开启，而以弹簧力来关闭？

这是因为在任何事故情况下，包括在油源断绝时，自动主汽门仍应能迅速关闭。所以一般主汽门都设计成以弹簧力来关闭。

27．危急保安器有哪两种型式？ 按结构特点不同，危急保安可分为飞锤式和飞环式两种。它们的工作原理完全相同。其基本原理是当汽轮机转速达到危急保安器规定的动作转速时，飞锤（或飞环）飞出，打击脱扣杆件，使危急遮断滑阀（危急遮油门）动作，关闭自动主汽门和调节汽门，使汽轮机迅速停机。

28．飞锤式危急保安器的结构和动作过程是怎样的？

飞锤式的危急保安器装在主轴前端纵向孔内，由飞锤、外壳、弹簧和调整螺母等组成。飞锤的重心和旋转中心偏离6.5mm，所以又称偏心飞锤。飞锤被弹簧压住，在转速低于动作转速时，弹簧力大于离心力，飞锤不动。当转速高于飞出转速时，飞锤离心力大于弹簧力，飞锤向外飞出。飞锤一旦动作，偏心距将随之增大，离心力随之增加，所以飞锤必然加速走完全部行程。飞锤的行程由限位衬套的凸肩限制，正常情况下，全行程为6mm。飞锤飞出后打击脱扣杠杆，使危急遮断油门动作，关闭主汽门和调节汽门，切断汽轮机进汽，使汽轮机迅速停机。在汽轮机转速降至某一转速时，飞锤离心力小于弹簧力，飞锤在弹簧力的作用下，回到原来位置，这个转速称为复位转速，一般复位转速在3050r／min左右。飞锤的动作转速，可通过改变弹簧的初紧力加以调整，转动调整螺母使导向衬套移动，就能改变弹簧的初紧力。

29．飞环式危急保安器与飞锤式危急保安器结构上有什么不同？ 飞环式危急保安器和飞锤式危急保安器主要不同之处，就是用一个套在汽轮机主轴上的具有偏心重量的飞环式代替偏心飞锤。当汽轮机转速升高到动作转速时，偏心环的离心力克服弹簧力而向外飞出。飞环的飞出转速也可以通过调整螺母改变弹簧力来调整。30．危急遮断器滑阀的结构和动作原理是怎样的？ 危急保安器的飞锤或飞环飞出后，都通过撞击危急遮断油门上的拉钩来实现关闭主汽门和调节汽门。因此说，是危急保安器和危急遮断油门共同组成超速保护装置。

危急遮断滑阀的结构型式很多，它主要由活塞、拉钩、导销、压弹簧、扭弹簧及外壳组成。每只危急保安器配用一只危急遮断滑阀。

在正常运行中，活塞被拉钩顶住，活塞所处位置，使二次油室、安全油室均不与任何油路相通。当转速升高到危急保安器动作后，飞环打击在拉钩上，使拉钩逆时针方向旋转而脱钩，活塞在下部弹簧的作用下抬起，使二次油和安全油分别与回油管接通，同时泄掉安全油和二次油，自动主汽门和调节汽门关闭停机。若需危急遮断滑阀重新挂钩，可操作复位装置使复位油进入活塞上部，在复位油压的作用下，活塞下行，拉钩借扭弹簧的作用顺时针转回原位重新顶住活塞，复位油随即切断，危急遮断滑阀处于工作位置。

31．汽轮机轴向位移保护装置起什么作用？

汽轮机转子与静子之间的轴向间隙很小，当转子的轴向推力过大，致使推力轴承乌金熔化时，转子将产生不允许的轴向位移，造成动静部分摩擦，导致设备严重损坏事故，因此汽轮机都装有轴向位移保护装置。其作用是：当轴向位移达到一定数值时，发出报警信号；当轴向位移达到危险值时，保护装置动作，切断汽轮机进汽，停机。

32．低油压保护装置的作用是什么？

润滑油油压过低，将导致润滑油膜破坏，不但要损坏轴瓦，而且造成动静之间摩擦等恶性事故，因此，在汽轮机的油系统中都装有润滑油低油压保护装置。低油压保护装置一般具有以下作用：

⑴ 润滑油压低于正常要求数值时，首先发出信号，提醒运行人员注意并及时采取措施。

⑵ 油压继续下降到某数值时，自动投入备用油泵（备用交流润滑油泵和直流油泵），以提高油压。

⑶ 备用油泵投入后，仍继续跌到某一数值应掉闸停机。

33．低真空保护装置的作用是什么？ 汽轮机运行中真空降低，不仅会影响汽轮机的出力和降低热经济性，而且真空降低过多还会因排汽温度过高和轴向推力增加影响汽轮机安全。因此大功率的汽轮机均装有低真空保护装置。当真空降低到一定数值时，发出报警信号，真空降至规定的极限时，能自动停机。以保护汽轮机免受损坏。

四、汽轮机主要辅助设备

1．汽轮机的辅助设备主要有哪些？

汽轮机设备除了本体、保护调节及供油设备外，还有许多重要的辅助设备。主要有凝汽器、回热加热设备、除氧器等。

2．凝汽器由哪些设备组成？

汽轮机凝汽设备主要由凝汽器、循环水泵、抽气器、凝结水泵等组成。

3．凝汽设备的作用是什么？ 凝汽设备的作用是：

⑴ 凝汽器用来冷却汽轮机排汽，使之凝结为水，再由凝结水泵送到除氧器，经给水泵送到锅炉。凝结水在发电厂是非常珍贵的，尤其对高温、高压设备。因此在汽轮机运行中，监视和保证凝结水是非常重要的。

⑵ 在汽轮机排汽口造成高度真空，使蒸汽中所含的热量尽可能被用来发电，因此，凝汽器工作的好坏，对发电厂经济性影响极大。

⑶ 在正常运行中凝汽器有除气作用，能除去凝结水中的含氧，从而提高给水质量防止设备腐蚀。

4．凝汽器的工作原理是怎样的？

凝汽器中真空的形成主要原因是由于汽轮机的排汽被冷却成凝结水，其比容急剧缩小。如蒸汽在绝对压力4kPa时蒸汽的体积比水的体积大3万多倍。当排汽凝结成水后，体积就大为缩小，使凝汽器内形成高度真空。凝汽器的真空形成和维持必须具备三个条件： ⑴ 凝汽器铜管必须通过一定的冷却水量。

⑵ 凝结水泵必须不断地把凝结水抽走，避免水位升高，影响蒸汽的凝结。⑶ 抽气器必须把漏入的空气和排汽不凝结的气体抽走。

5．对凝汽器的要求是什么？ 对凝汽器的要求是：

⑴ 有较高的传热系数和合理的管束布置。

⑵ 凝汽器本体及真空管系统要有高度的严密性。⑶ 汽阻及凝结水过冷度要小。⑷ 水阻要小。

⑸ 凝结水的含氧量要小。⑹ 便于清洗冷却水管。⑺ 便于运输和安装。

6．凝汽器有哪些分类方式？ 按换热的方式，凝汽器可分为混合式和表面式两大类。表面式凝汽器又可分为：

按冷却水的流程，分为单道制、双道制、三道制。按水侧有无垂直隔板，分为单一制和对分制。

按进入凝汽器的汽流方向，分为汽流向下式、汽流向上式、汽流向心式、汽流向侧式。

7．什么是混合式凝汽器？什么是表面式凝汽器？

汽轮机的排汽与冷却水直接混合换热的叫混合式凝汽器。这种凝汽器的缺点是凝结水不能回收，一般应用于地热电站。

汽轮机排汽与冷却水通过铜管表面进行间接换热的凝汽器叫做表面式凝汽器。现在一般电厂都是用表面式凝汽器。

8．通常表面式凝汽器的构造由哪些部件组成？

凝汽器主要由外壳、水室、管板、铜管、与汽轮机连接处的补偿装置和支架等部件组成。凝汽器有一个圆形（或方形）的外壳，两端为冷却水水室，冷却水管固定在管板上，冷却水从进口流入凝汽器，流经管束后，从出水口流出。汽轮机的排汽从进汽口进入凝汽器与温度较低的冷却水管外壁接触而放热凝结。排汽所凝结的水最后聚集在热水井中，由凝结水泵抽出。不凝结的气体流经空气冷却区后，从空气抽出口抽出。以上就是凝汽器的工作过程。

9．大机组的凝汽器外壳由圆形改为方形有什么优缺点？ 凝汽器外壳由圆形改为方形（矩形），使制造工艺简化，并能充分利用汽轮机下部空间。在同样的冷却面积下，凝汽器的高度可降低，宽度可缩小，安装也比较方便。但方形外壳受压性能差，需用较多的槽钢和撑杆进行加固。

10．汽流向侧式凝汽器有什么特点？

汽轮机的排汽进入凝汽器后，因抽气口处压力最低，所以汽流向抽气口处流动。汽流向侧式凝汽器有上下直通的蒸汽通道，保证了凝结水与蒸汽的直接接触。一部分蒸汽由此通道进入下部，其余部分从上面进入管束的两半，空气从两侧抽出。在这类凝汽器中，当通道面积足够大时，凝结水过冷度很小，汽阻也不大。国产机组多数采用这种型式。

11．汽流向心式凝汽器又有什么特点？ 汽流向心式凝汽器，蒸汽被引向管束的全部外表面，并沿半径方向流向中心的抽气口。在管束的下部有足够的蒸汽通道，使向下流动的凝结水及热水井中的凝结水与蒸汽相接触，从而凝结水得到很好的回热。这种凝汽器还由于管束在蒸汽进口侧具有较大的通道，同时蒸汽在管束中的行程较短，所以汽阻比较小。此外，由于凝结水与被抽出的蒸汽空气混合物不接触，保证了凝结水的良好除氧作用。其缺点是体积较大。国产200MW机组就采用这种凝汽器。

12．国产125MW汽轮机的凝汽器结构有哪些主要特点？ 国产125MW汽轮机的凝汽器结构有如下特点：

⑴ 凝汽器冷却水管采用带状布置，按三角形排列。管子两端用胀管法固定时，铜管造成一定的拱度，中间紧固在六块中间隔板上，以增加管子的刚性，改善管子的振动特性，避免共振，同时可以补偿壳体和钢管的热膨胀差。

⑵ 外壳钢板焊接，弹簧支座支承，上面通过排汽管与低压缸排汽口焊接。运行中凝汽器与冷却水的重量基本上都由弹簧支座支承。采用弹簧支座便于汽轮机和凝汽器受热膨胀或冷却时收缩。

⑶ 集水箱中设有淋水盘式的真空除氧装置。

13．凝汽器钢管在管板上如何固定？

凝汽器铜管在管板上的固定方法主要有垫装法、胀管法、焊接法（钛管）。垫装法是将管子两端置于管板上，再用填料加以密封。优点是当温度变化时，铜管能自由胀缩，但运行时间长了，填较会腐烂而造成漏水。胀管法是将铜管置于管板上后，用专用的胀管器将铜管扩胀，扩管后的铜管管端外径比原来大1～1.5mm，与管板间保持严密接触，不易漏水。这种方法工艺简单、严密性好，现在广泛在凝汽器上采用。

14．凝汽器与汽轮机排口是怎样连接的？排汽缸受热膨胀时如何补偿？ 凝汽器与排汽口的连接方式有焊接、法兰连接、伸缩节连接三种。大机组为保证连接处的严密性，一般用焊接连接。当用焊接方法或法兰盘连接时，凝汽器下部用弹簧支撑。排汽缸受热膨胀时，靠支承弹簧的压缩变形来补偿。小机组用伸缩节连接时，凝汽器放置在固定基础上，排汽缸的温度变化时，膨胀靠伸缩节补偿。

也有的凝汽器上部用波形伸缩节与排汽缸连接，下部仍用弹簧支承。

15．什么是凝汽器的热力特性曲线？

凝汽器内压力的高低是受许多因素影响的，其中主要因素是汽轮机排入凝汽器的蒸汽量、冷却水的进口温度、冷却水量。这些因素在运行中都会发生很大的变化。凝汽器的压力与凝汽量、冷却水进口温度、冷却水量之间的变化关系称为凝汽器的热力特性。

在冷却面积一定，冷却水量也一定时，对应于每一个冷却水进水温度，可求出凝汽器压力与凝汽量之间的关系，将此关系绘成曲线，即为凝汽器的热力特性曲线。

16．凝汽器热交换平衡方程式如何表示？ 凝汽器热交换平衡方程式的物理意义是：排汽凝结时放出的热量等于冷却水带走热量。方程式为： Dc（hc－hc/）＝Dw（t2－t1）cw? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（4—1）式中??Dc——进入凝汽器的蒸汽量，kg／h； ? ?? ?hc——汽轮机排汽的焓值，kJ／kg； ? ?? ?hc/——凝结水的焓值，kJ／kg；

? ?? ?t1、t2——冷却水的进、出水温度，℃； ? ?? ?cw——冷却水的比热容，kJ／（kg·℃）； ? ?? ?Dw——进入凝汽器的冷却水量，kg／h.式中（hc－hc/）的数值在（510～520）×4.186 kJ／kg之间，近似取520×4.186 kJ／kg。

17.什么叫凝汽器的的冷却倍率？

凝结1kg排汽所需要的冷却水量，称为冷却倍率。其数值为进入凝汽器的冷却水量与进入凝汽器的汽轮机排汽量之比。一般取50～80。

18．什么是凝汽器的极限真空？

凝汽设备在运行中应该从各方面采取措施以获得良好真空。但真空的提高也不是越高越好，而有一个极限。这个真空的极限由汽轮机最后一级叶片出口截面的膨胀极限所决定。当通过最后一级叶片的蒸汽已达到膨胀极限时，如果继续提高真空，不可能得到经济上的效益，反而会降低经济效益。简单地说，当蒸汽在末级叶片中的膨胀达到极限时，所对应的真空称为极限真空，也有的称之为临界真空。

19．什么是凝汽器的最有利真空？

对于结构已确定的凝汽器，在极限真空内，当蒸汽参数和流量不变时，提高真空使蒸汽在汽轮机中的可用焓降增大，就会相应增加发电机的输出功率。但是在提高真空的同时，需要向凝汽器多供冷却水，从而增加循环水泵的耗功。由于凝汽器真空提高，使汽轮机功率增加与循环水泵多耗功率的差数为最大时的真空值称为凝汽器的最有利真空（即最经济真空）。影响凝汽器最有利真空的主要因素是：进入凝汽器的蒸汽流量、汽轮机排汽压力、冷却水的进口温度、循环水量（或是循环水泵的运行台数）、汽轮机的出力变化及循环水泵的耗电量变化等。实际运行中则是根据凝汽量及冷却水进口温度来选用最有利真空下的冷却水量，也即是合理调度使用循环水泵的容量和台数。

20．什么是凝汽器的额定真空？

一般汽轮机铭牌排汽绝对压力对应的真空是凝汽器的额定真空。这是指机组在设计工况、额定功率、设计冷却水量时的真空。这个数值并不是机组的极限真空值。

21．凝汽器铜管的清洗方法有哪些？

当凝汽器冷却水管结垢或被杂物堵塞时，便破坏了凝汽器的正常工作。使真空下降。因此必须定期清洗铜管，使其保持较高的清洁程度。清洗方法通常有以下几种：

⑴ 机械清洗。机械清洗即用钢丝刷、毛刷等机械，用人工清洗水垢。缺点是时间长，劳动强度大，此法已很少采用。

⑵ 酸洗。当凝汽器铜管结有硬垢，真空无法维持时应停机进行酸洗。用酸液溶解去除硬质水垢。去除水垢的同时还要采取适当措施防止铜管被腐蚀。

⑶ 通风干燥法。凝汽器有软垢污泥时，可采用通风干燥法处理，其原理是使管内微生物和软泥龟裂，再通水冲走。

⑷ 反冲洗法。凝汽器中的软垢还可以采用冷却水定期在铜管中反向流动的反冲洗法来清除。这种方法的缺点是要增加管道阀门的投资，系统较复杂。

⑸ 胶球连续清洗法。是将比重接近水的胶球投入循环水中，利用胶球通过冷却水管，清洗铜管内松软的沉积物。是一种较好的清洗方法，目前我国各电厂普遍采用此法。

⑹ 高压水泵（15～20MPa）。高速水流击振冲洗法。

22．简述凝汽器胶球清洗系统的组成和清洗过程？ 胶球连续清洗装置所用胶球有硬胶球和软胶球两种，清洗原理亦有区别。硬胶球的直径比铜管内径小1～2mm，胶球随冷却水进入铜管后不规则地跳动，并与铜管内壁碰撞，加之水流的冲刷作用，将附着在管壁上的沉积物清除掉，达到清洗的目的。软胶球的直径比铜管大1～2mm，质地柔软的海绵胶球随水进入铜管后，即被压缩变形与铜管壁全周接触，从而将管壁的污垢清除掉。

胶球自动清洗系统由胶球泵、装球室、收球网等组成。清洗时把海绵球填入装球室，起动胶球泵，胶球便在比循环水压力略高的压力水流带动下，经凝汽器的进水室进入铜管进行清洗。由于胶球输送管的出口朝下，所以胶球在循环水中分散均匀，使各铜管的进球率相差不大。胶球把铜管内壁抹擦一遍，流出铜管的管口时，自身的弹力作用使它恢复原状，并随水流到达收球网，被胶球泵入口负压吸入泵内，重复上述过程，反复清洗。

23．凝汽器胶球清洗收球率低有哪些原因？ 收球率低的原因如下：

⑴ 活动式收球网与管壁不密合，引起“跑球”。⑵ 固定式收球网下端弯头堵球，收球网脏污堵球。

⑶ 循环水压力低、水量小，胶球穿越铜管能量不足，堵在管口。⑷ 凝汽器进口水室存在涡流、死角，胶球聚集在水室中。⑸ 管板检修后涂保护层，使管口缩小，引起堵球。⑹ 新球较硬或过大，不易通过铜管。

⑺ 胶球比重太小，停留在凝汽器水室及管道顶部，影响回收。胶球吸水后的比重应接近于冷却水的比重。

24．怎样保证凝汽器胶球清洗的效果？

为保证胶球清洗的效果，应做好下列工作：

⑴ 凝汽器水室无死角，连接凝汽器水侧的空气管、放水管等要加装滤网，收球网内壁光滑不卡球，且装在循环水出水管的垂直管段上。

⑵ 凝汽器进口应装二次滤网，并保持清洁，防止杂物堵塞铜管和收球网。⑶ 胶球的直径一般要比铜管大1～2mm或相等，这要通过试验确定。发现胶球磨损直径减小或失去弹性，应更换新球。

⑷ 投入系统循环的胶球数量应达到凝汽器冷却水一个流程铜管根数的20%。⑸ 每天定期清洗，并保证1h清洗时间。

⑹ 保证凝汽器冷却水进出口一定的压差，可采用开大清洗侧凝汽器出水阀以提高出口虹吸作用和提高凝汽器进口压力的办法。

25．凝汽器进口二次滤网的作用是什么？二次滤网有哪两种形式？ 虽然在循环水泵进口装设有拦污栅、回转式滤网等设备，但仍有许多杂物进入凝汽器，这些杂物容易堵塞管板、铜管，也会堵塞收球网。这样不仅降低了凝汽器的传热效果，而且有可能会使胶球清洗装置不能正常工作。为了使进入凝汽器的冷却水进一步得到过滤，在凝汽器循环水进口管上装设二次滤网。

对二次滤网的要求，既要过滤效果好，又要水流的阻力损失小，二次滤网分内旋式和外旋式滤网二种。外旋式滤网带蝶阀的旋涡式，改变水流方向产生扰动，使杂物随水排出。内旋式滤网的网芯由液压设备转动，上面的杂物被固定安置的括板刮下，并随水流排入凝汽器循环水出水管。

两种形式比较，内旋式二次滤网清洗排污效果好。

26．凝汽器铜管腐蚀、损坏造成泄漏的原因有哪些？ 运行中的凝汽器铜管腐蚀损伤大致可分为三种类型。

⑴ 电化学腐蚀??由于铜管本身材料质量关系引起电化学腐蚀，造成铜管穿孔，脱锌腐蚀。

⑵ 冲击腐蚀??由于水中含有机械杂物在管口造成涡流，使管子进口端产生溃疡点和剥蚀性损坏。

⑶ 机械损伤??造成机械损伤的原因主要是铜材的热处理不好，管子在胀接时产生的应力以及运行中发生共振等原因造成铜管裂纹。

凝汽器铜管的腐蚀，其主要形式是脱锌。腐蚀部分的表面因脱锌而成海绵状，使铜管变得脆弱。

27．防止铜管腐蚀的方法有哪些？ 防止铜管腐蚀有如下方法：

⑴ 采用耐腐蚀金属制作凝汽器管子，如用钛管制成冷却水管。

⑵ 硫酸亚铁或铜试剂处理??经硫酸亚铁处理的铜管不但能有效地防止新铜管的脱锌腐蚀，而且对运行中已经发生脱锌腐蚀的旧铜管，也可在锌层表面形成一层紧密的保护膜，能有效地抑制脱锌腐蚀的继续发展。

⑶ 阴极保**??阴极保**也是一种防止溃疡腐蚀的措施，采用这种方法可以保护水室、管板和管端免遭腐蚀。

⑷ 冷却水进口装设过滤网和冷却水进行加氯处理。

⑸ 采取防止脱锌腐蚀的措施，添加脱锌抑制剂。防止管壁温度上升，消除管子内表面停滞的沉积物，适当增加管内流速。

⑹ 加强新铜管的质量检查试验和提高安装工艺水平。

28．什么是阴极保**？它的的原理是什么？

阴极保**是防止铜管电腐蚀的一种方法，常用外部电源法和牺牲阳极法两种。阴极保**的原理如下：

不同的金属在溶液中具有不同的电位，同一种金属在溶液中，由于表面材质的不均匀性，表面的各部位的电位也不同。所以不同的金属（较靠近的）或同一种金属浸泡在溶液中，便会在金属之间（或各部位之间）产生电位差，这种电位差就是产生电化学腐蚀的动力。腐蚀发生时只有金属的阳极遭受腐蚀，而阴极不受腐蚀，要防止这种腐蚀的产生，就得消除它们的电位差。

29．什么是牺牲阳极法？

牺牲阳极法就是在凝汽器水室内安装一块金属作为阳极，它的电位低于被保护物（管板、管端、水室），而使整个水室、管板和管端成为阴极。在溶液（冷却水）的浸泡下，电化学腐蚀就只腐蚀装上的金属板，就是牺牲阳极保护了管板等金属免受腐蚀。受腐蚀的金属板阳极可以定期更换，材料为高纯度锌板、锌合金或纯铁。

30．什么是外部电源法？

外部电源法是在水室内装上外加电极接直流电源。水室接电源的负极做阴极，外加电极电源的正极作为阳极。当电源接入，通以电流时，水室、管板、管端各部分成为阴极免受腐蚀，从而得到保护。阳极材料一般选择磁性氧化铁及铝合金。

31．改变凝汽器冷却水量的方法有哪几种？ 改变冷却水量的方法有：

⑴ 采用母管制供水的机组，根据负荷增减循环水泵运行的台数，或根据水泵容量大小进行切换使用。

⑵ 对于可调叶片的循环水泵，调整叶片角度。⑶ 调节凝汽器循环水进水门，改变循环水量。

32．凝汽器为什么要有热井？

热井的作用是集聚凝结水，有利于凝结水泵的正常运行。热井贮存一定数量的水，保证甩负荷时不使凝结水泵马上断水。热井的容积一般要求相当于满负荷时约0.5～10min内所聚集的凝结水流量。

33．凝汽器汽侧中间隔板起什么作用？

为了减少铜管的弯曲和防止铜管在运行过程中振动，在凝汽器壳体中设有若干块中间隔板。中间隔板中心一般比管板中心高2～5mm，大型机组隔板中心抬高5～10mm。管子中心抬高后，能确保管子与隔板紧密接触，改善管子的振动特性；管子的预先弯曲能减少其热应力；还能使凝结水沿弯曲的管子中央向两端流下，减少下一排管子上积聚的水膜，提高传热效果，放水时便于把水放净。

34．抽气器的作用是什么？

抽气器的作用是不断地将凝汽器内的空气及其它不凝结的气体抽走，以维持凝汽器的真空。

35．抽气器有哪些种类和型式？

电站用的抽气器大体可分为两大类：

⑴ 容积式真空泵??主要有滑阀式真空泵、机械增压泵和液环泵等。因价格高、维护工作量大，国产机组很少采用。

⑵ 射流式真空泵??主要是射汽抽气器和射水抽气器等，射汽抽气器按其用途又分为主抽气器和辅助抽气器。国产中、小型机组用射汽抽气较多，大型机组一般采用射水抽气器。

36．射水式抽气器的工作原理是怎样的？

从射水泵来的具有一定压力的工作水经水室进入喷嘴，喷嘴将压力水的压力能转变为速度能，水流高速从喷嘴射出，使空气吸入室内产生高度真空，抽出凝汽器内的汽、气混合物，一起进入扩散管，水流速度减慢，压力逐渐升高，最后以略高于大气压力排出扩散管。在空气吸入室进口装有逆止门，可防止抽气器发生故障时，工作水被吸入凝汽器中。

37.射水式抽气器主要有哪些优缺点？

射水式抽气器具有结构紧凑、工作可靠、制造成本低等优点，因而广泛用于汽轮机凝汽设备中。缺点是要消耗一部分电力和水，占地面积大。

38．射汽式抽气器的工作有原理是怎样的？ 射汽式抽气器由工作喷嘴、混合室和扩压管三部分组成。工作蒸汽经过喷嘴时热降很大，流速增高，喷嘴出口的高速蒸汽流，使混合室的压力低于凝汽器的压力，因此凝汽器里的空气就被吸进混合室里。吸入的空气和蒸汽混合在一起进入扩压管，在扩压管中流速逐渐降低，而压力逐渐升高。对于一个二级的主抽气器，蒸汽经过一级冷却室冷凝成水，空气再由第二级射汽抽气器抽出。其工作过程与第一级完全一样，只是在第二级射汽抽气器的扩压管里，蒸汽和空气的混合气体压力升高到比大气压力略高一点，经过冷却器把蒸汽凝结成水，空气排到大气里。

39．射汽式抽气器主要有什么优缺点？

射汽式抽气器的优点是效率比较高，可以回收蒸汽的热量。缺点是制造较复杂、造价大，喷嘴容易堵塞。抽气器用的蒸汽，使用主蒸汽节流减压时损失比较大。随着汽轮机蒸汽参数的提高，使得依靠新蒸汽节流来获得汽源的射汽式抽气器的系统显得复杂且不合理；大功率单元机组多采用滑参数起动，在机组起动之前亦不可能有足够汽源供给射汽式抽气器，所以射汽式抽气器现在在大机组上应用较少。

40．离心真空泵有哪些优点？

与射水抽气器比较，离心真空泵有耗功低、耗水量少的优点，并且噪声也小。离心真空泵的缺点是：过载能力很差，当抽吸空气量太大时，真空泵的工作恶化，真空破坏。这对真空严密性较差的大机组来说是一个威胁。故可考虑采用离心真空泵与射水抽气器共用的办法，当机组起动时用射水抽气器，正常运行时用真空泵来维持凝汽器的真空。

41．离心真空泵的结构是怎样的？

离心真空泵主要由泵轴、叶轮、叶轮盘、分配器、轴承、支持架、进水壳体、端盖、泵体、泵盖、逆止阀、喷嘴、喷射管、扩散管等零部件组成。泵轴是由装在支持架轴承室内的两个球面滚珠轴承支承，其一端装有叶轮盘，在叶轮盘上固定着叶轮；在叶轮内侧的泵体上装有分配器，改变分配器中心线与叶轮中心线的夹角α（一般最佳角度为8○），就能改变工作水离开叶轮时的流动方向，如果把分配器的角度调整到使工作水流沿着混合室轴心线方向流动，这时流动损失最小，而泵的引射蒸汽与空气混合物的能力最高。

42．离心真空泵的工作原理是怎样的？

当泵轴转动时，工作水下部入口被吸入，并经过分配器从叶轮的流道中喷出，水流以极高速度进入混合室，由于强烈的抽吸作用，在混合室内产生绝对压力为3.54kPa的高度真空，这时凝汽器中的汽气混合物，由于压差作用冲开逆止阀，被不断地抽到混合室内，并同工作水一道通过喷射管、喷嘴和扩散管被排出。

第四篇：抗旱技术问答

抗旱技术问答

问：提到抗旱自然要浇水，是吗？

答：也不能一概而论，首先对那些严重干旱，大量死苗的麦田要早浇返青水，早施返青肥。

问：“冷尾暖头、夜冻日消、有水即浇、小水为主”是什么意思？

答：我们说早浇返青水，早施返青肥，是在严重干旱条件下的不得已而为之。实际上早浇返青水有弊端——降低地温、发苗慢。因此浇水时机要在“冷尾暖头、夜冻日消”时候。即：前次降温结束，升温即将开始。要看天气预报，最好是从网上查一周的天气趋势。浇水量要小，当天能渗下，决不能结明冰。另外，浇后在宜耕期及时松土、保墒、增温。

问：具体灌多少水呢？

答：亩灌30-40立方即可，同时适量施用化肥，砂性土壤多灌点儿，它不大保水。问：早浇返青水时，结合施什么肥？施多少？

答：每亩施用10公斤左右尿素。并适量增施磷酸二铵，促进次生根喷出，增加春季分蘖，提高分蘖成穗率。

问：哪些情况旱情重，需早浇“保命水”？

答：对于没浇越冬水、偏沙性麦田、播种浅、分蘖节处于干土层中、次生根长不出来或很短、出现点片黄苗或死苗的麦田，要浇好保苗水、促苗壮。

问：我邻居的麦田去年整地差，地也次，连冻水都没浇，该早浇返青水吧？

答：对，两类麦田应当早浇：一是凡0-20厘米土壤相对含水量在50%以下，且群体头数不足的麦田，尤其是抢墒播种又从未浇过水的麦田，或整地播种质量差、土壤悬松翘空、失墒严重的麦田，开春后都应及早浇水；二是对于因晚播苗小苗弱的麦田应尽可能早浇水。对于因干旱严重影响小麦正常生长的地块，当日均气温稳定在3℃、白天浇水后能较快渗下时，要抓紧浇水保苗，时间越早越好。浇水时应注意，要做到小水灌溉，当日下渗，地表无存水。杜绝大水漫灌，防止地表积水，出现夜间地面结冰现象。

问：您刚才说“土壤含水量50%以下”是怎么回事？

答：简便易行些吧，扒开分蘖节以下的土，手握不能成团，就旱到这程度了。问：我的麦田去年浇过冻水了，也没有较大片的缺苗，怎么浇？

答：一类麦田应适当晚浇：凡冬前已经浇过水，且开春后麦苗生长基本正常，亩群体头数在80万头左右及其以上麦田，可适当推迟浇水时间，待春季气温回升，小麦进入起身拔节期再进行浇水。

问：这一天当中，什么时间浇水好？

答：这个问题提得好，浇水的时间和方法也应该注意，要在日平均气温稳定在3℃以上的晴天上午10点到下午4点前小水细浇，浇透，杜绝大水漫灌。浇水时如遇大幅降温，应立即停浇，待气温回升后再浇，以防冻害发生。浇水量以晚上降温前全部渗完、地面无积水为宜。

问：我看到有些地方压麦，可行吗？ 答：对没有水浇条件的旱地麦田，春季管理要将镇压提墒作为春季麦田管理的重点措施。要采取中耕镇压的方法，先压后锄，以起到提墒保墒增温，促根壮蘖，促苗早发快长的效果。

麦田镇压后，土壤中毛细管形成，深层的土壤水分沿毛细管上升至上层土壤，有利于滋润根系生长，提高小麦抗旱能力。同时，趁早春土壤返浆或下小雨后，用化肥耧施入氮肥，对增加亩穗数和穗粒数、提高粒重、增加产量有突出效果。一般亩追施尿素10公斤左右。对底肥没施磷肥的要配施磷酸二铵。

各类麦田返青期都要镇压划锄（浇水的麦田在宜耕期进行）镇压可压碎坷垃，沉实土壤，弥封裂缝，减少水分蒸发和避免根系受旱；对旺长麦田，镇压可抑制地上部生长，控旺转壮。镇压要结合划锄进行，先压后锄。划锄能保墒、提温、消灭杂草，锄地时要锄细、锄匀、不压麦苗。

第五篇：化工装置个人技术工作总结

化工装置个人技术工作总结

本人XXX，XXXX年X月于XX省XXXXX学校XXXXX专业毕业。同年X月分配到了XXXXXXXX(单位)。XXXX年X月在单位任XXXXX（职务）。

在担任XXXXX（职务）期间，我对所管辖的装置设备实行定点定制管理。为确保设备良好，坚持每天三次巡回检查制，对检查出的故障设备及时交予XXXX公司检修，以争取在最快的时间将设备检修投用。同时，今年产量任务艰巨，而设备在三年未大修的情况下，更加显示出设备运行的好坏是影响生产的关键因素。为保障设备运行正常，工作中我除了对日常设备加强维护保养外，还对关键设备、重要机组实行多看、多听、多摸的政策，通过勤观察、勤巡检，将发现的隐患及时消除在萌芽状态。在今年单位的几次小修中，我坚持早做方案、早准备材料，找准一切机会将只有在停车中才能解决的设备问题一并解决，实现了设备隐患早解决的局面。工作之余，我也利用业余时间自学专业课程，通过对专业的更深入了解，解决了自己在专业某些领域的贫乏，以便更好的运用到工作中。

由于我个人经验有限，专业知识技术也不够丰富，在工作中也会有“碰壁”的时候。一次次的不懂，只会激发我在专业水平上更加进步，更加提高。在今后的工作中，我也会以很多优秀设备管理者为楷模，更加深入、更加细致的自学专业技术，为单位的XX管理做出更大的贡献！