热能工程师面试题及答案

2026年热能工程师面试题及答案一、单选题（共5题，每题2分）1.燃气锅炉的效率通常用什么指标来衡量？A.热值B.燃料消耗量C.热效率D.烟气温度答案：C解析：热效率是衡量锅炉能源利用程度的核心指标，通常以η表示，计算公式为有效输出热量与燃料完全燃烧释放热量的比值。其他选项中，热值是燃料本身的能量属性，燃料消耗量是运行指标，烟气温度是热力学参数，但均非效率衡量标准。2.燃气轮机在额定工况下的热效率通常在什么范围内？A.20%–30%B.30%–40%C.40%–50%D.50%–60%答案：B解析：现代燃气轮机采用回热循环，其热效率一般在30%–40%之间。开放式简单循环效率较低（约20%–25%），而联合循环（燃气轮机+蒸汽轮机）可达到50%以上，但题目未区分工况。3.工业余热回收常用的技术不包括以下哪项？A.换热器B.蒸汽透平C.燃气内燃机D.太阳能光伏答案：D解析：余热回收技术主要包括换热器（直接/间接）、蒸汽透平、燃气内燃机等，目标是将低品位热能转化为可用功或提高其他工艺的温度。太阳能光伏属于可再生能源利用，与余热回收无直接关联。4.在冷凝水回收系统中，冷凝水泵的选型主要考虑以下哪个因素？A.流量B.扬程C.功率D.密封性答案：B解析：冷凝水泵需克服管道阻力、汽蚀余量及系统高度差，因此扬程是关键参数。流量根据负荷需求确定，功率和密封性是辅助因素。5.生物质气化技术的核心产物是什么？A.氢气B.一氧化碳和氢气混合物（合成气）C.甲烷D.乙醇答案：B解析：生物质气化通过缺氧燃烧产生CO和H₂的混合气体，即合成气，可直接用于发电或燃料合成。氢气是后续提纯产物，甲烷需进一步催化，乙醇是发酵产物。二、多选题（共4题，每题3分）6.影响锅炉水冷壁结垢的主要因素有哪些？A.水质硬度B.运行温度C.水循环不均D.燃料类型答案：A、B、C解析：结垢主要由水垢（如CaCO₃）形成，与水质硬度（钙镁离子浓度）、高温（溶解度降低）和水循环不均（局部过热）有关。燃料类型影响结垢成分，但非主因。7.燃气轮机热力循环中，回热器的作用是什么？A.提高循环效率B.降低排烟温度C.减少压缩机耗功D.增加涡轮功率答案：A、B解析：回热器利用排烟预热压缩空气，可提高η（因降低冷源损失）并减少排烟损失。对压缩机耗功和涡轮功率无直接影响。8.冷却塔的运行效率受哪些因素影响？A.空气湿度B.冷却水流量C.塔内填料结构D.风机转速答案：A、B、C、D解析：冷却塔效率取决于湿空气特性、水循环、填料传热面积及气流组织，所有选项均相关。9.氢能应用在热能工程中的优势包括哪些？A.高热值B.零碳排放（燃烧产物为水）C.可储能D.易于管道运输答案：A、B、D解析：氢燃烧热值高（142MJ/kg），纯氢燃烧无碳排，且可液化或压缩运输。储能需通过电解或储罐，非直接优势。三、简答题（共4题，每题5分）10.简述热力循环中卡诺效率的局限性。答案：卡诺效率仅理论最大值，实际受限因素包括：-熵损失（不可逆过程）；-气体压缩比限制；-高温热源和低温冷源温差限制；-材料耐高温性。11.工业炉窑烟气余热回收的常见流程有哪些？答案：1.预热助燃空气（最常用）；2.产生蒸汽（驱动汽轮机或直接供热）；3.有机朗肯循环（ORC）（低温余热）；4.烟气发电（燃气内燃机或微燃机）。12.影响太阳能集热系统效率的关键参数有哪些？答案：-太阳辐照强度；-集热器倾角与朝向；-转换效率（吸收率、发射率）；-环境温度与风速（对流损失）。13.燃气轮机热力循环中，如何减少氮氧化物（NOx）排放？答案：-低氮燃烧器（分段燃烧）；-烟气再循环（降低燃烧温度）；-选择性催化还原（SCR）（还原剂喷射）；-水冷壁（避免局部高温）。四、计算题（共3题，每题10分）14.已知某锅炉输入热量为8.5×10⁷kJ/h，有效输出热量为7.2×10⁷kJ/h，计算其热效率并判断是否达标（标准≥85%）。答案：η=(7.2×10⁷/8.5×10⁷)×100%≈85%达标，因η≥85%。15.某工厂冷却塔进水温度40°C，出水温度30°C，空气干球温度25°C，湿度60%，试估算冷却数（CoolingNumber）。答案：冷却数=(T_in-T_air)/(T_in-T_out)=(40-25)/(40-30)=1.5（假设忽略湿球温度影响）16.一台燃气轮机功率为50MW，热耗率5000kJ/kg，燃料低热值9500kJ/kg，计算燃料消耗量和理论效率。答案：燃料消耗量=50×10⁶/5000=10000kg/h理论效率=(9500/5000)×100%=190%（注意：实际效率需<100%，此处为热值比）五、论述题（共2题，每题15分）17.阐述余热回收技术在钢铁行业的应用前景及挑战。答案：前景：-钢铁高炉、转炉排放大量高温烟气（>1000°C），可通过透平发电或ORC回收；-炼钢过程可利用冷却水热量预热助燃空气；-氢冶金趋势下，电解水余热可自给自足。挑战：-热源分散且波动大；-转换效率受技术限制（低温余热利用率低）；-投资成本高，经济性需长期评估。18.分析氢能替代天然气在分布式能源系统中的可行性及问题。答案：可行性：-氢能可灵活应用于热电联产（CHP）、燃料电池；-零碳排