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能源工程技术概论复习手册能源工程技术概论复习手册第一章 煤炭1.1煤炭基本知识1.1.2煤的元素的组成1.煤中有机物质主要由碳（c）、氢(h)、氧(o)、氮(n)四种元素的组成。2.无机物质主要由硫（s）、磷（p）以及其他元素组成。3.（1）碳是煤中有机物质的主导成分，也是最主要的可燃物质。（2）氢也是煤中重要的可燃物质。（3）氧是煤中不可燃的元素。（4）硫是煤中的有害物质。练习题：1.【单选题】下列哪种不属于煤的构成中的有机物元素?（ ）a.碳（c） b.磷（p） c.氢（h） d.氧（o）2.【单选题】（ ）是煤中有机物质的主导成分，也是最主要的可燃物质a.碳（c） b.磷（p） c.氢（h） d.氧（o）3.【单选题】煤的元素构成中哪项是不可燃物质（ ）？a.碳（c） b.硫（s ） c.氢（h） d.氧（o）4.【单选题】下列属于煤中的无机物元素的有?（ ）a.碳（c） b.磷（p） c. 氮(n) d.氧（o）答案：1. （ b ） 2. （ a ） 3. （ d ） 4.（ b ）1.1.3煤质指标：1.分类：常用的煤质指标有：水分、灰分、挥发分和发热量。水分：是煤中不可燃的成分。灰分：指煤完全燃烧后其中矿物质的固体残余。（含量高，不仅使煤发热量减少，而且影响煤的着火和燃烧）挥发分：在隔绝空气的条件下，将煤加热到850左右，从煤中有机物质分解出来的液体和气体产物称为挥发分。（表征煤炭性质的主要指标）单位质量煤完全燃烧时所放出的热量称为煤的发热量。煤的发热量分为高位发热量qgr,p和低位发热量qnet，p（也叫净热）练习题：1.【单选题】（ ）是表征煤炭性质的主要指标。a.水分 b.灰分 c.挥发分 d.发热量2.【单选题】（ ）是煤中的不可燃成分。a.水分 b.灰分 c.挥发分 d.发热量3.【单选题】（ ）不是煤质的指标a.水分 b.含硫量 c.挥发分 d.发热量答案：1.（ c ）2. （ a ）3. （ b ）1.1.4煤的分类通常最简单的分类方法是根据煤中干燥无灰基挥发分含量(vdaf)分成褐煤、烟煤和无烟煤1.2煤炭火力发电利用煤、石油、天然气等自然居蕴藏量及其丰富的化石燃料的化学能发电称为火力发电。我国电源构成是以火力发电为主，燃煤火电厂是我国目前电能生产的主要方式。1.2.1火电厂的生产过程：从能量转换观点分析，其基本过程都是燃料的化学能热能机械能电能原煤用火车或轮船运入发电厂储煤场，经过碎煤设备破碎后，由皮带运输机送人锅炉房内的原煤斗。煤从煤斗落入磨煤机，在磨煤机中研磨成煤粉，同时送入热空气来干燥和输送煤粉得以分离，分离出来的细粉分离器除去部分不合格的煤粉后进入旋风分离器，在其中空气和煤粉得以分离，分离出来的细粉进入煤粉仓。煤粉由给煤机送入输粉管，而旋风分离器中的空气则由排粉机抽出。煤粉和空气在输粉管混合后，由喷燃器喷入炉膛进行燃烧。燃烧放出的热量一部分被燃烧室四周的水冷壁吸收，一部分加热燃烧室顶部和烟道入口处的过热器中的蒸汽，余下的热量则被烟气携带穿过省煤器、空气预热器把部分热量传递给这两个设备内的水和空气。由送风机送来的空气，在进入炉膛之前，先在空气预热器中接受排烟预热，以减少排烟热损失，并提高空气温度，改善燃烧过程。炉膛内的燃烧产物高温烟气，在引风机的拔风作用下，沿着锅炉本体倒u形烟道依次流过炉膛、过热器、省煤器和空气预热器，将热量逐步传递给水、蒸汽和空气。降温后的烟气流入除尘器进行净化，净化除尘后的烟气则被引风机抽出，排入大气，将燃料的化学能转换为热能。燃烧时生成的灰渣和由除尘器收集下来的细灰，用水冲进冲灰沟排至厂外灰场。水、蒸汽是把热能转化成机械能的重要工质。净化后给水，先送进省煤器预热，继而进入汽包后再入水冷壁管中吸收燃烧室的热能后蒸发成蒸汽。蒸汽通过过热器时再次被加热，变为高温高压的过热蒸汽以后，经主蒸汽管道进入汽轮机膨胀做功，推动汽轮机转子转动将热能转变为机械能。做完功的蒸汽在凝结器重被冷却凝结成水。凝结水经除氧器除氧、加热器加热后再用给水泵重新送入省煤器预热，以便作为工质继续循环使用。凝结器需要的冷却水由循环水泵送入，冷却水在凝结器吸热之后，流回冷却塔散热，然后再进入循环水泵。汽轮转子转动带动发电机转子旋转，在发电机中把机械能转化为电能。发电机发出的电能经过变压器升高电压后送人高压电力网。在火力发电厂中，锅炉将燃料的化学能转化为蒸汽热能，汽轮机将蒸汽热能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能。锅炉、汽轮机、发电机并称火力发电厂的三大主机。（即燃烧系统、汽水系统和电气系统）火电生产主系统的动力设备就是指锅炉、汽轮机、发电机及其附属设备与热力系统。练习题：1.【单选题】（ ）是我国目前电能生产的主要方式a.燃油火电厂 b.燃煤火电厂 c.燃气火电厂 d.水电站2.【论述题】论述火力发电厂生产过程答案：1.（ b ）1.2.2电厂锅炉1.电厂锅炉的概述锅炉是将燃烧内的潜在能量经过燃烧释放热能或利用其他能源释放的能量。作用：将水变成蒸汽或过热蒸汽将水加热变成一定温度的热水将有机热载体加热到一定温度而输出热能的设备。锅炉是由锅炉本体和辅助设备两大部分组成电厂锅炉的锅、炉及辅助设备：锅是指锅炉的汽水系统，完成水变为过热蒸汽的吸热过程（包含省煤器、汽包、水冷壁、过热器、再热器）。炉是指锅炉的燃烧系统，完成煤的燃烧放热过程（包含炉膛、燃烧器、烟道、风道、空气预热器）。辅助设备：1.制粉设备2.通风设备3.除尘设备练习题：1.【单选题】电厂锅炉本体由（ ）和（ ）两部分组成（多选）a.炉 b.锅 c.送风机 d.引风机 e.煤粉制备系统2.【单选题】以下那个设备不属于电厂锅炉（ ）a.填料塔 b.省煤器 c.燃烧器 d.空气预热器3.【单选题】电厂的辅助设备包括哪些（ ）a. 烟道 b.水冷壁 c.汽包 d.煤粉制备系统 答案：1. （ b ）（ a ）2. （ a ）3. （ d ）1.2.3汽轮机汽轮机的工作原理、设备组成及主要结构：汽轮机的工作原理：利用具有一定速度的工质冲动其转动部分，从而输出功率。具有一定压力和温度的蒸汽在汽轮机中先流过固定的喷嘴，蒸汽的压力、温度逐渐降低，体积不断膨胀，蒸汽的速度原来越高；从喷嘴中流出的高速蒸汽冲击在动叶片上，动叶片受到气流的作用力带动叶轮和主轴转动。实现蒸汽热能到机械能的转换可分为两个阶段：（1）在喷嘴中蒸汽的热力势能转变为高速气流的动能；（2）在动叶片流道中蒸汽的动能转变为汽轮机转子旋转的机械能设备组成：汽轮机本体和汽轮机辅助设备两部分组成。汽轮机本体：静止部分、转动部分、主汽门、调节汽门等组成。汽轮机辅助设备：凝汽设备、回热加热设备、调节保安装置、供油系统等组成。主要结构：由静止、转动两大部分组成，分别是定子和转子。定子：汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承等；转子：主轴、叶轮、动叶、联轴器等汽轮发电机的工作原理：按电磁感应定律，导线切割磁力感应电动势，这是发电机的基本工作原理。p181.3洁净煤技术洁净煤技术是旨在减少污染和提高效益的煤炭加工、燃烧、转换和污染控制等新技术的总称，洁净煤技术按其生产和利用的过程大致划分为四类：洁净加工技术、高效洁净转化技术、高效洁净燃烧与发电技术、燃煤污染排放治理技术。洁净煤技术的四个领域和14项技术：1. 【简答题】洁净煤技术的4个领域分别是什么，每个领域包含哪些技术。1.3.1洗选煤燃烧前的处理主要是洗选煤、型煤、和水煤浆三项技术措施。洗选煤：洗选煤的目的是降低原煤中的灰分、硫分等杂质的含量，并将原煤加工成质量均匀、能适应用户需要的不同品种及规格的商品煤。1.3.2型煤型煤：将煤粉或低品位煤加工成一定形状、尺寸和有一定理化性能的煤制品。特点：型煤是各种洁净煤技术中投资小、见效快、适宜普遍推广的技术。1.3.3水煤浆水煤浆：将煤研磨成一定粒度，与水按一定质量比混合，再添加少量的添加剂，经过强力搅拌而形成的煤水两相流体。特点：为多孔隙的煤粉和水的固液混合物，所以可以像燃料油那样通过管道输送，而且比燃料油便宜，水煤浆在制造过程中可以净化处理，燃烧效率高，烟尘排放低于燃烧散煤。水煤浆中煤粉颗粒的质量浓度为65%70%，含水30%35%，所以水煤浆含量煤为主，水为辅。1.3.4煤的气化煤按制气工艺不同，煤气可分为干馏煤气和气化煤气。1.干馏煤气：煤在隔绝空气的条件下加热分解而成煤气、焦油和焦炭等，这个过程称为没的干馏，产生的煤气称干馏煤气。2.气化煤气：气化煤气是以固体燃料煤为原料，以空气、水蒸气或氢气等为气化剂而制得的。1.3.5煤的液化煤的液化可分为直接液化和间接液化。1.3.6洁净煤发电洁净煤发电技术主要有： 1.循环流化床燃烧：新型成熟的高效低污染清洁煤技术，可以高效地燃烧各种固体燃料（特别是劣质煤），可以直接向燃烧室加入脱硫剂控制燃烧过程的so2排放。2.增压流化床燃烧：除具有循环流化床燃烧的优势外，效率提高3%4%。煤与空气充分接触，效率提高。3.整体煤气化联合循环：通过将煤气化成燃料气，驱动燃气轮机发电，其尾气通过余热锅炉产生蒸汽驱动汽轮机发电，构成联合循环发电，具有效率高、污染排放低的优势。4。高效超临界发电等：是技术上最成熟的传统发电技术，只要采用高参数、大容量机组就可以不断提高电厂热效率，降低投资和燃烧消耗量。p291.【单选题】型煤的特点不包括哪点（ b ）a.投资小 b.so2排放量比原煤高 c.适宜普遍推广 d.节煤率比原煤高2.【简答题】洁净煤技术按其生产和利用的过程大致划分哪几类？答案：1. （ b ）1.4工业锅炉1.4.1锅炉分类1.按用途分类（1）工业锅炉（2）电站锅炉（3）船用锅炉（4）机车锅炉2.按锅炉出口工质压力分类3.按所用燃料或能源分类4.按燃烧方式分类5按通风方式分类6.按炉膛烟气压力分类7.按循环方式分类8.按锅炉结构分类9.按锅筒布置形式分类10.按锅炉出厂形式分类1.4.2锅炉型号锅炉型号：按工业锅炉产品型号编制方法规定编制；第一段用两个汉语拼音字母代表锅炉本体形式；第二段用一个汉语拼音字母代表燃烧设备或燃烧方式；第三段用阿拉伯数字表示蒸汽锅炉额定蒸发量或热水锅炉额定热功率。锅壳锅炉本体型式代号锅炉本体型式代号锅炉本体型式代号立式水管立式火管立式无管ls（立水）lh(立火)lw(立无)卧式内燃卧式内燃ww(卧外)wn(卧内)水管锅炉本体型式代号单锅筒纵置式 dz(单纵) 双锅筒纵置式 sz(双纵)燃烧设备或方式代号链条炉排 l 循环流化床燃烧 x型号的第二部分表示介质参数，共分两段，斜线相连。第一段表示额定蒸汽压力，热水锅炉为额定出水压力，第二段表示过热蒸汽温度。燃料种类代号类无烟煤 w 类无烟煤 w类烟煤 a 类烟煤 a类烟煤 a 水煤浆 jdzl4-1.25-w 表示单锅筒纵置式水管或卧式水火管链条炉排，额定蒸发量为4t/h，额定蒸汽压力为1.25mpa，蒸汽温度为饱和温度，燃用类无烟煤的蒸汽炉。szs10-1.6/350-y、q 表示双锅筒纵置式室燃，额定蒸发量为10t/h,额定蒸汽压力为1.6mpa，过热蒸汽温度为350，燃油、燃气两用，以燃油为主的蒸汽锅炉。shx20-2.5/400-h 表示双锅筒横置式循环流化床燃烧，额定蒸发量为10t/h，额定蒸汽压力为2.5mpa，过热蒸汽温度为400，燃用褐煤的蒸汽锅炉。口口口口口（左数第二个位置代表燃烧设备代号 右数第二个位置代表额定热功率/kw）炉类型代号液相炉 y 气相炉 q炉体安置形式代号立式 l 卧式 w燃烧设备代号链条炉排 l 水煤浆燃烧器 j油燃烧器 y 气燃烧器 q燃烧代号煤类 m 油类 y气类 q 无烟煤 w烟煤 a 水煤浆 jylw-8000mw 表示燃料品种为无烟煤，额定功率为8000kw，炉体安置型式为卧式，燃烧设备为链条炉排的液相有机热载体炉。练习题：1. 【单选题】电厂锅炉本体由（ ）和（ ）两部分组成a.炉 b.锅 c.送风机 d.引风机 e.煤粉制备系统2. 【单选题】锅炉产品铭牌上标明的蒸发量就是这台锅炉的（ ）a. 额定蒸发量 b.经济蒸发量 c.最大蒸发量 d.蒸发量3. 【单选题】下列哪项对型号ylw-8000mw代表锅炉叙述错误（ ）a.燃料品种为无烟煤 b.燃料品种为油类 c.额定功率为8000kw d.燃烧设备为链条炉排的有机热载体炉 答案：1. （ b ）（ a ）2. （ a ）3. （ b ）1.4.3锅壳锅炉锅壳锅炉特点及类型：按其锅筒放置方式分为立式和卧式两种。它们结构上的共同点是都有一个大直径的锅筒，内部有火筒和为数众多的烟管。立式锅炉是锅壳纵向轴线垂直于地面的锅炉。卧式锅炉是锅壳纵向轴线平行于地面的锅炉。按锅筒放置形式可分为纵置式、横置式和立置式等几种。1.4.4水管锅炉水管锅炉：主要特点是烟气在受热面管子外流动放热，水或汽水混合物在管子内流动吸热。d型锅炉是半部为炉膛、半部为对流烟道的对流烟道的双锅筒水管锅炉。1.4.5热水锅炉热水锅炉：单纯生产和供应各种参数热水的锅炉。特点：1.结构简单2.安全性较高3.节省燃料3.钢材消耗量较少4.运行操作方便 三种分类方法1.按锅内公职温度高低分类2.按热水循环方式分类（带蒸汽容积的自然循环锅炉 带外部膨胀容积的自然循环锅炉）3.按锅炉结构分类p50练习题：1.【单选题】以下哪个不属于锅壳锅炉（ ）a. 立式火管锅炉 b.管架式热水锅炉 c.立式无管锅炉 d.卧式内燃火管锅炉2.【简答题】热水锅炉特点及类型答案：1.（ b ）1.4.6水煤浆锅炉水煤浆锅炉是指使用水煤浆作为燃料的锅炉，水煤浆是由65%-75%的煤粉、30%-35%的水和少量的添加剂混合而成，可以想油一样泵送、雾化、储运，并可直接用于各种锅炉、窑炉的燃烧。水煤浆锅炉的优缺点：优点：1.有利于节约资源及生态和环境保护2.能提高煤炭利用率3.可以解决能源的运输问题4.节约土地5运行成本低，自动化程度高缺点：1.锅炉负荷不易调节2.运行稳定性差3.结焦和积灰4.燃烧器喷嘴的使用寿命短练习题：1. 【论述题】写出水煤浆锅炉的优缺点1.4.7有机热载体锅炉有机热载体锅炉及其供热循环系统特点：以有机液体作为热载体的锅炉，称为有机载体锅炉。有机热载体锅炉分为矿物油型和和成型两大类。系统特点：1.获得低压高温热介质2.无冷凝排放热损失，热效率高3.水处理设备及系统可以简化或省略4.有机热载体锅炉房要求防护距离小，爆炸危险小5.有机热载体锅炉尾部可设置热管式蒸汽余热回收装置，充分利用烟气热量，大大提高热能利用效率6.需考虑有机热载体吸、放热和温度升降对体积的变化，在整个系统中应设置补偿措施7.需严格控制有机热载体内空气、水分和其他挥发分的含量。8.要保证结构的严密性，不允许有机热载体发生泄漏，以免发生事故；要防止有机热载体凝冻有机载体锅炉运行中注意的问题：1. 因为矿物油作为热载体，所以其加热温度受到热稳定性的限制。液相导热油锅炉在任何情况下，只允许在单相（液相）状态下工作，工作温度一般为250，严禁超过300，否则会因超温而引起导热油的热分解。2.长期运行后，矿物油粘度会急剧上升，生成的胶质体将玷污受热内表面，影响传热，严重时会使受热面因超温而被破坏3.由于有机载体锅炉工质温度高，故排烟温度也高，造成锅炉热效率低。解决办法：一是在锅炉尾部增加空气预热器。另一方面降低排烟温度，提高锅炉热效率；另一方面还可以使引风机的运行温度降低。二是在锅炉尾部增加余热锅炉及省煤器。练习题：1. 【论述题】有机热载体锅炉及其供热循环系统特点1.5煤气发生炉煤气发生炉的概念：生产发生炉煤气的设备。发生炉煤气属于固体燃料经过气体的一种热加工过程。煤气发生炉的类型：按气化剂不同分为三种煤气类型：空气煤气-以空气为气化剂；水煤气-以水蒸气为气化剂；混合煤气-以空气和水蒸气为气化剂。生产发生炉煤气的设备。分为单段式煤气炉和两段式煤气炉两大类。发生炉内部由下向上依次分为六层：即灰层、氧化层（又叫燃烧层）、还原层、干馏层、干燥层、空层。练习题：1.【简答题】试述煤气发生炉类型及内部分层从节能环保角度理解单段炉与两段炉的区别：单段炉：产生的冷煤气对水的污染严重，特别是在净化过程中煤气直接用水来洗涤和降温，把煤气中大量的杂质带出，产生的酚水对环境污染严重。而且气化强度比较低。两段炉：净化采用间接冷却，水和煤气不直接接触，避免了对水的污染，更好的体现了两段炉的优越性。气化的更完全。灰渣含碳率非常低，一般在12%左右，而单段炉在20%左右练习题：1. 【论述题】从节能环保角度理解单段炉与两段炉的区别1.6.1工业窑炉的分类与用途按工作温度分为：高温炉、中温炉、低温炉。按工艺特点分为：加热炉和熔炼炉。按所使用能源种类分：燃料炉和电加热炉。按热工操作制度分为：连续式工作窑炉和间歇式工作窑炉。按炉型特点分：室燃炉、步进炉、竖炉等。按工作制度分：辐射式工作制度窑炉、对流式工作制度窑炉和层式工作制度窑炉。、练习题：1.【单选题】以下哪种分类方法不是属于工业窑炉的分类方法（ ）a.按工作制度分类 b.按炉型特点分类 c.按工作时间分类 d.按使用能源种类分类答案：1.（ c ）第二章 石油、天然气2.1石油基本知识2.1.1石油石油的组成：主要是由烷烃、环烷烃、芳香烃等烃类化合物组成。（石油的主要元素是碳85%90%和氢10%14%，还有少量的硫0.2%0.7%、氧01.5%、氮0.1%2%以化合物、胶质、沥青质等非烃类物质形态存在）练习题：1. 【单选题】石油的组成主要元素不包括（ ）a.碳（c） b.磷（p） c.氢（h） d.氧（o）2. 【单选题】石油主要组成不包含（ ）a.烷烃 b.芳香烃 c.环烷烃 d.二氧化硫 .答案：1. （ b ）2.（ d ）2.1.2石油的加工石油的加工流程：根据产品不同大至分为三种类型：1. 燃料型（以汽油、煤油、柴油等燃料为主要产品）2. 燃料-润滑油型（除生产燃料油外，还生产各种润滑油）3. 油化工类.（提供石脑油、轻油、渣油用作生产石油化工产品的原料）练习题：1. 【单选题】以下哪种不是常见天然气的类型（ ）a.石油伴生气 b.矿井气 c.凝析气 d.不纯的天然气答案：1.（ d ） 2.1.3主要石油产品按石油的用途和特性，可将其分成14大类主要石油产品的用途：1. 溶剂油（橡胶、油漆、油脂、香料、药物）2. 燃料油（汽车、飞机）3. 润滑油（汽油发动机、缝纫机）4. 润滑脂（润滑机械）5. 石蜡和地蜡（火柴、蜡烛）6. 沥青（工程防水、铺路）7. 石油焦（制造电极）2.1.4燃料油燃料油的主要性能指标：粘度（以其100时的运动粘度为指标）、含硫量（1号和2号燃料油质量指标中规定其含硫量不得大于0.5%）、低温性能（通常用倾点来评定，1号燃料油倾点不高于-4，4号轻及4号燃料油倾点不高于-6）和安全性（主要是对高粘度燃料油而言的）。练习题：1. 【单选题】以汽油、煤油、柴油等燃料为主要产品的加工流程是属于（ ）。a.燃料型 b.燃料润滑油型 c.石油化工类 d.以上三种都对2. 【单选题】除生产燃料油外，还生产各种润滑油指的是（ ）加工流程。a.燃料型 b.燃料润滑油型 c.石油化工类 d.以上三种都对3. 【单选题】提供石脑油、轻油、渣油用作生产石油化工产品的原料指的是（ ）加工流程。a.燃料型 b.燃料润滑油型 c.石油化工类 d.以上三种都对4. 【单选题】燃料油的主要性能指标不包括（ ）a. 粘度 b.低温性能 c.含碳量 d.安全性5. 【单选题】下列说法错误的是（ ）a. 粘度是以80时的运动粘度为指标 b. 低温性能通常用倾点来评定 c. 1号和2号燃料油质量指标中规定其含硫量不得大于0.5% d. 安全性主要是对高粘度燃料油而言的答案：1.（ a ） 2.（ b ） 3.( c ) 4.( c ) 5.（ a ）22天然气基本知识2.2.1天然气天然气主要由甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等烃类组成，其中甲烷占80%-90%。常见天然气的4种类型：纯天然气、石油伴生气（是石油开采时的副产品，是石油井获得的可燃气体，也称油田气或湿气）、凝析气、矿井气（是伴随煤矿开采而产生的，俗称瓦斯）。2.2.2煤层气煤层气是一种与煤伴生，以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气，有望成为21世纪接替能源之一。1.减轻我国石油和天然气的供应压力2.能有效地改善煤矿安全生产条件3.能有效地保护大气环境练习题：1. 【单选题】以下哪点不是开发煤层气的意义（ ）a. 减轻我国石油和天然气的供应压力 b.节省资金 c. 能有效地改善煤矿安全生产条件 d. 能有效地保护大气环境答案：1.（ b ）2.2.3天然气水合物俗称“可燃冰”，由水分子和燃气分子构成，外层是水分子构架，核心是燃气分子。其中燃气分子绝大多数是甲烷，所以天然气水合物也称甲烷水合物。1m的天然气水合物可释放出168m的甲烷和0.8m的水。天然气水合物的构成及形成最佳场所：天然气水合物只能存在于低温高压环境中，一般温度要求低于0-10，压力高于10mpa。天然气的应用范围：1. 发电2. 民用及商业燃料3. 工业燃料化肥及化工原料练习题：1. 【单选题】以下哪点不是天然气的应用范围（ ）a. 工业燃料化肥及化工原料 b.发电 c.防腐 d. 民用及商业燃料答案：1.（ c ）22.4天然气的应用天然气的应用范围非常广阔1. 发电2. 民用及商业燃料3. 工业燃料4. 化肥及化工原料2.3液体、气体燃料2.3.1液体燃料液体燃料：锅炉、工业窑炉等燃料用的液体燃料是从石油中提炼出来的重油（密度和粘度较大，流动性差，油的含氢量较高，所以容易着火，油的沸点和闪点高，不易挥发）、渣油（密度较大，粘度也较大，凝固点较高，小容量锅炉基本上不用渣油作为燃料）和柴油（粘度较小，流动性好，雾化过程中一般不需要加热，含硫量较小，对环境污染也小，但容易挥发，火灾危险性大）。锅炉、工业窑炉等燃用的液体燃料是从石油提炼出来的重油、渣油和柴油。重油是由裂化重油、减压重油、常压重油或蜡油等按不同比例调和制成的。（密度和粘度较大，流动性差；油的含氢量较高所以容易着火；沸点和闪点较高，不易挥发）重油的质量指标：渣油是减压蒸馏塔塔底的残留油，也称直流渣油。（密度较大，粘度较大，凝固点较高，小容量锅炉基本上不用渣油作为燃料）渣油的质量指标：柴油分重柴油和轻柴油。重柴油一般用作柴油机燃料。轻柴油是由石油的各种直馏柴油馏分、催化柴油馏分和混有热化柴油馏分等制成。（柴油的粘度小，流动性好，雾化过程中一般不需要加热，含硫量较小，对环境污染也小，但容易挥发，火灾危险性大，小容量锅炉普遍采用轻柴油作为燃料）柴油的质量指标：练习题：1. 【单选题】对重油特点描述错误的是( )a. 密度和粘度较大 b. 不易挥发 c. 沸点和闪点较高 d. 流动性好2. 【单选题】对渣油特点描述错误的是( )a. 密度较大 b. 小容量锅炉基本上用渣油作为燃料 c. 凝固点较高 d. 粘度较大3. 【单选题】对柴油特点描述错误的是( )a.柴油分重柴油和轻柴油 b. 对环境污染也小 c. 流动性差 d火灾危险性大.答案：1.（ d ） 2.( b ) 3.（ c ）2.3.2气体燃料一是人工煤气即人造气体燃料；二是根据获得方法不同，锅炉或工业窑炉可能使用的人造气体燃料有液化石油气、高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气和地下气化煤气等。人造气体燃料有：液化石油气（主要由饱和与未饱和烷烃组成。工业上多用丙烷液化石油气作为燃料，而丁烷液化石油气通常供家庭使用。）、高炉煤气（主要可燃成分是一氧化碳占30%左右；不可燃成分占60%左右）、焦炉煤气（主要可然成份是氢和甲烷，氢占60%，甲烷约占25%）、发生炉煤气（主要可燃成分是一氧化碳和甲烷，不可燃的氮气和二氧化碳占容积的50%以上，因此发热量不高。）和地下气化煤气（一般发热量也比较低）等。气体燃料：能产生热量的气体可燃物质称之为气体燃料，主要有天然煤气和人工煤气两大类。练习题：1.【单选题】液体燃料不包括（ ）a.重油 b.食用油 c.渣油 d.柴油2.【单选题】下列说法正确的是（ ）a.工业上多用丁烷液化石油气 b.发生炉煤气发热量比较高 c.地下气化煤气发热量比较低 d.焦炉煤气主要可燃成分是一氧化碳答案：1.（ b ）2.( c )2.4燃气发电内燃机和燃气轮机发电均称燃气发电，需要以石油、天然气等为燃料。常规燃烧天然气或燃油的蒸汽-燃气联合循环有三种：不补燃的余热锅炉联合循环、有补燃的余热锅炉联合循环、增压锅炉联合循环。燃煤蒸汽-燃气联合循环开发和示范的项目有以下几种：1.直接燃煤的燃气轮机2.整体式联合循环（igcc）3.增压流化床锅炉联合循环（pfbc）4.部分煤气化的混合式循环流化床联合循环5.新型高温锅炉联合循环6.外燃式联合循环练习题：1. 【论述题】燃煤蒸汽-燃气联合循环开发和示范项目的类型及其特点2. 【单选题】常规蒸汽-燃气联合循环方式有（ ）a.不补燃的余热锅炉联合循环 b.有补燃的余热锅炉联合循环 c.增压锅炉联合循环 d.以上三种都是答案：2.（ d ）2.5燃油、燃气锅炉及窑炉2.5.1燃油锅炉燃油锅炉是利用油燃烧器将燃料雾化后，并与空气强烈混合，在炉膛内呈悬浮状态燃烧的一种燃烧设备。油燃烧器是燃油锅炉的关键设备。2.5.3玻璃工业窑炉玻璃池窑的主要结构：1. 玻璃熔质部分（熔化部、投料口、冷却部）2. 热源供给部分（空气，煤气通道、预燃室、喷火口）3. 余热回收部分4. 供气排烟部分5. 练习题：1. 【单选题】玻璃池窑的主要结构没有（ ）a.热源回收部分 b. 玻璃熔质部分 c.余热回收部分 d. 供气排烟部分答案：1.（ a ）第三章 水能3.1水能资源水能是蕴藏于川河和海洋水体中的位能和动能，是洁净的一次能源、用之不竭的再生能源。它可以通过水电站方便的转换为优质的二次能源电能，水能被认为是世界上众多能源中永不枯竭的优质能源。3.1.1水能资源不管水能资源的理论蕴藏量还是可能开发的水能资源，中国在世界各国中均居第一位。3.1.2水能利用水能利用是水资源综合利用的重要环节主要方式：1.堤坝式2.引水式3.混合式水力发电是将水能直接转换成电能。练习题：1. 【单选题】下列对水能的概念叙述错误的是（ ） a. 用之不竭的再生能源 b. 水能是蕴藏于川河和海洋水体中的位能和动能 c. 是洁净的一次能源d.水能属于地球自身蕴含的能量答案：1.( d )3.2水力发电32.1水电站的生产过程及类型水电站能源转换的基本过程：水能机械能电能练习题：1. 【单选题】水电站能源转换的基本过程正确的是（ ）a. 水能机械能电能 b.机械能水能电能 c. 水能电能机械能 d. 电能机械能水能答案：1.（ a ）水电站的种类：1.常规性水电站（堤坝式、引水式、混合式）2.调节电力系统峰谷负荷的抽水蓄能式水电站3.利用海洋能中水流的机械能进行发电的水电站（潮汐电站、波浪能电站、海流能电站）练习题：1. 【单选题】水电站不包括哪类（ ） a.堤坝式水电站 b.引水式水电站 c. 抽水蓄能式水电站d.排水式水电站答案：1.（ d ）3.2.3水力发电的特点：1.水能是可再生能源，且无污染2.水力发电是清洁电力，不排放有害气体及有害废物3.水力发电效率高4.水力发电可同时完成一次能源开发和二次能源转换5.水力发电生产成本低廉6.水轮发电机组启停灵活7.水利开发投资大，工期长8.一般水电站需建设水库调节径流，以适应电力系统负荷的需要9.综合利用功能显著，如：防洪、灌溉、航运等10.水能资源在地理上分布不均11.对人类和生态环境有一定影响，还有可能带来地质灾害练习题：1. 【论述题】水力发电的特点3.3海洋能的发电：海洋是个庞大的能源宝库，它既是吸能器又是储能器，蕴藏着巨大的动力资源。海水中蕴藏的巨大的动力资源的总称叫海洋能，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能等。除潮汐能和海流能来源于星球间的引力作用外，其余均来源于太阳辐射能。练习题：1. 【单选题】海洋能不包括哪种能量( )a. 潮汐能 b. 波浪能 c.海水能 d. 海水盐差能答案：1.（ c ）海洋能发电类型：1.潮汐电站（单库单向式、单库双向式、双库式）2.波浪能电站3.海流能电站（螺旋桨式、对称翼型立轴式转轮、降落伞式、磁流式）练习题：1. 【单选题】海洋能发电不包括哪种（ ）a.单库单向式潮汐电站 b.堤坝式水电站 c. 降落伞式海流能电站d.波浪能电站第四章 核能核电以其清洁、安全、高效受到世界各国的普遍重视，成为能源发展的趋势。核电将是未来世界的主要能源。4.1核反应基本知识4.1.2核裂变反应核裂变又称核分裂。原子弹以及核裂变核电站的能量来源都是核裂变。核裂变反应：由较重的原子，分裂成较轻的原子的一种核反应式。核聚变反应：两个轻核合成一个较重核的聚合过程中，同样有核能释放出来的反应。核燃料：含有易裂变核素，用以在反应堆内实现自持核裂变链式反应，同时连续释放出核能的材料。练习题：1. 【单选题】下列说法错误的是（ ）a. 核燃料不含有易裂变核素 b. 核裂变反应是由较重的原子，分裂成较轻的原子的一种核反应式 c. 核聚变反应是两个轻核合成一个较重核的聚合过程中，同样有核能释放出来的反应d. 核燃料是反应堆内实现自持核裂变链式反应同时连续释放出核能的材料答案：1.（ a ）4.1.3的裂变过程一个核裂变时释放的裂变能平均为193mev。1g完全裂变所产生的能量为2.276104kw/h，相当于2500kg标准煤燃烧放出的热量。练习题：1. 【单选题】一个核裂变时释放的裂变能平均为（ ）a. 191mev b. 193mev c. 192mev d. 293mev答案：1.（ b ）4.1.5核燃料核燃料是含有易裂变核素，用以在反应堆内实现自持核裂变链式反应，同时连续释放出核能的材料。4.1.6核反应堆核反应堆的基本结构及核电站分类：核反应堆基本结构：主要由堆芯、反射层、控制棒、堆容器和屏蔽层组成。练习题：1. 【单选题】核反应堆的基本结构不包括哪项（ ）a. 堆芯 b. 控制棒 c.保温层 d.屏蔽层2. 【单选题】按引起核燃料裂变的中子平均能量分类的核电站不包括（ ）a. 快中子反应堆 b.重水堆 c.中能中子反应堆 d.热中子反应堆答案：1.（ c ）2.( b )4.1.8核电站核电站是利用原子核裂变产生的巨大能量进行发电的发电厂，是自然界存在的唯一易发生裂变的物质，所以核电站通常用它作为燃料。核电站分类：1. 按引起核燃料裂变的中子平均能量分类（快中子反应堆、中能中子反应堆、热中子反应堆）2. 按所使用的慢化剂和冷却剂分类（轻水反应堆、石墨气冷或冷水堆、重水堆）压水堆是目前最为成熟、安全的堆型。4.2压水堆核电站4.2.1压水堆核电站的概述：利用压水反应堆将核裂变能转换为热能、再生产蒸汽发电的电厂。(功率密度高、结构紧凑、安全易控、技术成熟、造价和发电成本较低等特点，因此它是目前国际上采用最广泛的商用电站)压水堆核电站的组成和工作机理：组成：主要由核岛、常规岛和电厂配套设施组成。工作机理：简单的说就是利用压水反应堆将核裂变能转换为热能、再产生蒸汽发电的电厂。在压水堆内，作为中子慢化剂和一次冷却剂的高温、高压水从燃料组件中流过，而被进一步加热，温度升高30左右，温度升高了的一回路水进入蒸汽发生器，将二回路中水加热产生蒸汽。一回路水温度降低后，由主泵再送回堆芯，这样在一回路中循环流动。一回路运行压力通常为15.215.5mpa。一回路水在压力容器出口的温度通常比运行压力下的饱和温度低30左右，所以其流动状态为未饱和水液相流动。从蒸汽发生器出来的饱和蒸汽或微过热蒸汽进入汽轮机膨胀做工，带动电机发电。p157练习题：1. 【单选题】以下哪项不是压水堆核电站的组成（ ）a. 核岛 b. 电厂配套设施 c.压力泵 d. 常规岛2.【单选题】压水堆核电站的概念正确的是（ ）a. 利用压水反应堆将核裂变能转换为热能、再生产蒸汽发电的电厂 b. 利用压水反应堆将核裂变能转换为动能、再生产蒸汽发电的电厂c. 利用压水反应堆将核裂变能转换为机械能、再生产蒸汽发电的电厂d. 利用压水反应堆将核裂变能转换为势能、再生产蒸汽发电的电厂3. 【论述题】简述压水堆核电站的工作机理答案：1.（ c ）2.（ a ）4.3沸水堆核电站及先进轻水堆核电站4.3.1沸水堆核电站沸水堆是以沸腾轻水为慢化剂和冷却剂并在反应堆里容器内直接产生饱和蒸汽的动力堆。练习题：1. 【单选题】关于沸水堆的概念正确的是：（ ）a.沸水堆是以沸腾轻水为慢化剂和冷却剂并在反应堆里容器内直接产生饱和蒸汽的动力堆b.沸水堆是以沸腾重水为慢化剂和冷却剂并在反应堆里容器内直接产生饱和蒸汽的动力堆c.沸水堆是以沸腾轻水为速化剂和冷却剂并在反应堆里容器内直接产生饱和蒸汽的动力堆d.沸水堆是以沸腾轻水为慢化剂和冷却剂并在反应堆里容器内直接产生过饱和蒸汽的动力堆答案：1.（ a ）4.5核电站对环境的影响核电站对环境的影响主要是指运行中对环境造成的辐射或非辐射影响。核电站在设计上采取了多道屏蔽社设施。核电站防护措施：第一道安全屏障是核燃料本身，第二道安全屏障是燃料元件的包壳，第三道安全屏障是反应堆的压力壳，第四道安全屏障是反应堆的安全壳环境影响：核电站正常运行并严格对放射性废物处理时，对环境的影响是极其微小的。核电站的放射性核废料是主要的环境问题。p157练习题：1. 【论述题】简述核电站的防护措施及环境影响第五章 电能51电力系统的基本知识）5.1.1电力系统定义：由生产、变换、传送、分配、消耗电能的电器设备联系在一起组成的统一整体就是电力系统。基本参量：总装机容量（系统中所有发电机组额定有功功率的总和，以mw计）、年发电量、最大负荷（指规定时间内电力系统总有功功率负荷的最大值，以mw计）、年用电量、额定频率（我国规定的交流电力系统的额定功率为50hz）、最高电压等级。1电力系统的构成电力系统构成：电力系统是由发、变、输、配、用电设备等和相应的辅助系统，按规定的技术和经济要求组成的一个统一系统。在电力系统中，除去发电机，用电设备之外的部分，称为电力网，简称电网。电力网按其本身结构，又可分为开环电力网和闭环电力网。2.电力系统的特点特点：1.电能不能大量储存（电能的产生、输送、分配、消费、使用实际上是同时进行的，每时每刻系统中发电机发出的电能必须等于该时刻用户使用的电能与电网中的电能损耗之和。）4. 过渡过程非常迅速（传输速度近似于光速）5. 与国民经济和全社会密切相关练习题：1. 【简答题】简述电力系统构成及特点3.电力系统的基本要求评价电力系统的性能指标是安全可靠、电能质量、经济性和环保（1）保证可靠地持续供电（2）保证良好的电能质量（电能质量的指标主要有供电电压、频率、波形电力系统的电压和频率正常是保证电能质量的两大基本指标。电压质量和频率质量一般以偏离额定值大小来衡量，电压偏移不应超过额定电压的5%，电力系统运行规定频率偏移不超过0.2%hz。三相电力系统中三相不对称的程度称为三相不平衡度，电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2%，短时不得超过4%。）（3）努力提高电力系统运行的经济性（主要反映在降低发电厂的能源消耗、厂用电率和电力网的电能损耗等指标上）（4）环境和生态保护1. 【单选题】下列哪项不是电力系统的基本要求（ ）a. 保证可靠地持续供电 b.美观 c.保证良好的电能质量 d.努力提高电力系统运行的经济性答案：1.（ b ）5.1.2电压的变换和电能的传输直流输电的适用范围：1.远距离大功率输电:2.用海底电缆隔海输电或用地下电缆向负荷密度很高的大城市供电3.作为系统间联络线，用来实现不同步或不同频率的两个交流系统的互联4.用于限制互联系统的短路容量练习题：1. 【简答题】简述直流输电的适用范围5.1.3电力网络的接线和电压等级1.接线形式一般电力网的划分层次：一级输电网络、二级输电网络、高压配电网和低压配电网等层次。输电网络一般是由电压为220kv及以上的主干电力线路组成，二级输电网络的电压一般为110kv220kv。输配电网是向中等用户和小用户供电的网络，6kv35kv的称高压配电网，1kv以下的称低压配电网。电力网的电压等级：一般说来，电力网的主干线和相邻电网的联络线多采用500、330kv和220v等级；二级输电网采用220、110kv等级；35kv既用于城市和农村的配电网，也用于大工业企业的内部网。10kv是最常用的较低一级的高压配电电压，只有负荷中高压电动机的比重很大时，才考虑6kv，3kv只限于工业内部使用，且正在被6kv所代替。设备的额定电压：1.用电设备的额定电压2.发电机的额定电压3.变压器的额定电压练习题：1. 【单选题】下列哪项不是电力系统的定义及基本参量a. 总装机容量 b.最大负荷 c.年用电量. d.日发电量.2. 【单选题】一般电力网的划分层次不包含（ ）a. 一级输电网络 b. 二级输电网络 c.三级输电网络 d.高压配电网3. 【单选题】下列不是电力网的电压等级的是（ ）a.330kv b.230kv c.220kv d.110kv4. 【单选题】下列对设备的额定电压分类正确的是（ ）a. 用电设备的额定电压b.发电机的额定电压 c.变压器的额定电压d.以上都是答案：1.（ d ）2.（ c ）3.（ b ）4.（ d5.2电力系统的负荷及其计算5.2.1电力负荷的分级电力系统的负荷，按期对供电可靠性的要求及中断供电所造成的人身伤害、设备损坏，在政治、经济上所造成的损失和程度可分为以下三级：1.一级负荷（突然中断供电将造成人身伤亡、或在经济上造成重大损失；或在政治上造成重大影响或引起公共场所秩序严重混乱等电能用户）2.二级负荷（突然中断供电，将在政治上、经济上造成较大损失的负荷，如中断停电将造成主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产的电能用户。）3.三级负荷（一般电力负荷，即所有不属于一、二级负荷者，一般有单回线路供电即可。）练习题：1. 【单选题】下列对电力负荷的分级叙述错误的是（ ）a. 一级负荷（突然中断供电将造成人身伤亡、或在经济上造成重大损失；或在政治上造成重大影响或引起公共场所秩序严重混乱等电能用户）b. 二级负荷（突然中断供电，将在政治上、经济上造成较大损失的负荷）c. 三级负荷（一般电力负荷，即所有不属于一、二级负荷者）d. 三级负荷（突然中断供电，没有影响）答案：1.（ d ）5.2.2电力负荷曲线所谓电力负荷曲线，即电力系统的负荷功率（有功功率或无功功率）随时间变化的关系曲线。负荷曲线的分类与负荷特性：分类：按种类（有功功率负荷曲线、无功功率负荷曲线）按时间长短（日负荷曲线（最大负荷pmax，又称峰荷，最小负荷pmin，又称谷荷，平均负荷pav）、年负荷曲线（年最大负荷曲线描述一年内每月最大有功功率负荷变化的情况，它主要用来安排发电设备的检修计划。）年持续负荷曲线，它按一年中系统负荷的数值大小及其持续数顺序排列而绘成的。按计量地点（用户的负荷曲线、电力线路的负荷曲线、