2025年锅炉汽轮机模拟习题+参考答案

2025年锅炉汽轮机模拟习题+参考答案一、选择题1.以下哪种锅炉不属于按循环方式分类的是（）A.自然循环锅炉B.强制循环锅炉C.直流锅炉D.链条炉排锅炉参考答案：D。按循环方式锅炉可分为自然循环锅炉、强制循环锅炉和直流锅炉，链条炉排锅炉是按燃烧方式分类的。2.锅炉的热效率是指（）A.锅炉有效利用热量与输入热量之比B.锅炉输出蒸汽热量与输入热量之比C.锅炉蒸发量与额定蒸发量之比D.锅炉排烟热量与输入热量之比参考答案：A。锅炉热效率的定义就是锅炉有效利用热量与输入热量之比。3.汽轮机中，冲动级做功的原理是（）A.蒸汽在喷嘴中膨胀，压力降低，速度增加，高速汽流冲击动叶片做功B.蒸汽在动叶片中膨胀，压力降低，速度增加，汽流对动叶片产生反作用力做功C.蒸汽在喷嘴和动叶片中都膨胀做功D.蒸汽在汽缸中膨胀做功参考答案：A。冲动级中蒸汽仅在喷嘴中膨胀，高速汽流冲击动叶片做功。4.锅炉的过热器的作用是（）A.加热给水B.加热饱和蒸汽使其成为过热蒸汽C.降低排烟温度D.提高蒸汽压力参考答案：B。过热器的主要作用是将饱和蒸汽加热成过热蒸汽，提高蒸汽的品质。5.汽轮机的轴向推力主要由（）产生A.动叶片上的轴向力B.叶轮两侧的压力差C.蒸汽作用在转子上的轴向力D.以上都是参考答案：D。汽轮机的轴向推力是由动叶片上的轴向力、叶轮两侧的压力差以及蒸汽作用在转子上的轴向力等多方面因素共同产生的。6.锅炉的空气预热器的作用是（）A.提高空气温度，改善燃料着火和燃烧条件B.降低排烟温度，提高锅炉热效率C.增加空气量，使燃料充分燃烧D.以上都是参考答案：D。空气预热器既可以提高空气温度改善燃料着火和燃烧条件，又能降低排烟温度提高热效率，还能增加空气量使燃料充分燃烧。7.汽轮机的调节系统的主要作用是（）A.调节汽轮机的转速B.调节汽轮机的功率C.保证汽轮机在不同工况下稳定运行D.以上都是参考答案：D。汽轮机调节系统要调节转速、功率，并且保证在不同工况下稳定运行。8.锅炉的省煤器的作用是（）A.加热给水，降低排烟温度，提高锅炉热效率B.加热蒸汽，提高蒸汽温度C.加热空气，提高空气温度D.增加锅炉的蒸发量参考答案：A。省煤器主要是加热给水，同时降低排烟温度，提高锅炉热效率。9.汽轮机的凝汽器的作用是（）A.将汽轮机排汽凝结成水，形成高度真空B.回收工质C.提高循环热效率D.以上都是参考答案：D。凝汽器能将排汽凝结成水形成高度真空，回收工质，并且提高循环热效率。10.锅炉的水循环故障不包括（）A.循环停滞B.汽水共腾C.循环倒流D.汽水分层参考答案：B。汽水共腾是汽水品质方面的问题，不是水循环故障，循环停滞、循环倒流和汽水分层属于水循环故障。二、填空题1.锅炉的三大安全附件是（安全阀）、（水位计）和（压力表）。参考答案：安全阀、水位计、压力表是锅炉确保安全运行的重要附件，安全阀防止超压，水位计监测水位，压力表显示压力。2.汽轮机按工作原理可分为（冲动式汽轮机）和（反动式汽轮机）。参考答案：根据蒸汽在汽轮机内的做功原理，分为冲动式和反动式汽轮机。3.锅炉的燃烧方式主要有（层燃）、（室燃）和（沸腾燃烧）。参考答案：这是常见的锅炉燃烧方式，层燃是燃料在炉排上燃烧，室燃是燃料悬浮在炉膛内燃烧，沸腾燃烧是燃料在沸腾床中燃烧。4.汽轮机的配汽方式主要有（节流配汽）和（喷嘴配汽）。参考答案：节流配汽通过节流阀调节进汽量，喷嘴配汽通过控制不同喷嘴的进汽来调节。5.锅炉的热损失主要有（排烟热损失）、（化学不完全燃烧热损失）、（机械不完全燃烧热损失）、（散热损失）和（灰渣物理热损失）。参考答案：这些是锅炉运行中常见的热损失类型，排烟热损失通常占比较大。6.汽轮机的级由（喷嘴）和（动叶片）组成。参考答案：蒸汽先在喷嘴中膨胀，然后冲击动叶片做功。7.锅炉的蒸发设备主要包括（汽包）、（下降管）、（水冷壁）和（联箱）。参考答案：这些设备共同完成水的蒸发过程，汽包是汽水分离和储存的容器。8.汽轮机的轴承分为（支持轴承）和（推力轴承）。参考答案：支持轴承支撑转子重量，推力轴承承受轴向推力。9.锅炉的燃料可分为（固体燃料）、（液体燃料）和（气体燃料）。参考答案：常见的固体燃料如煤，液体燃料如重油，气体燃料如天然气。10.汽轮机的调节系统由（转速感受机构）、（传动放大机构）、（执行机构）和（反馈机构）组成。参考答案：转速感受机构感受转速变化，传动放大机构放大信号，执行机构调节进汽量，反馈机构使调节稳定。三、判断题1.锅炉的热效率越高，说明锅炉的运行越经济。（√）参考答案：热效率高意味着有效利用的热量占输入热量的比例大，燃料利用更充分，运行更经济。2.汽轮机的轴向推力在任何工况下都是不变的。（×）参考答案：汽轮机的轴向推力会随着工况的变化而变化，如负荷、蒸汽参数等改变时，轴向推力也会改变。3.锅炉的水位计可以不进行定期冲洗。（×）参考答案：水位计需要定期冲洗，以防止堵塞，保证水位显示的准确性。4.汽轮机的调节系统只需要调节转速，不需要调节功率。（×）参考答案：汽轮机调节系统既要调节转速，也要根据外界负荷需求调节功率。5.锅炉的空气预热器损坏不会影响锅炉的正常运行。（×）参考答案：空气预热器损坏会影响空气温度和排烟温度，进而影响燃料燃烧和锅炉热效率，严重时会影响正常运行。6.汽轮机的凝汽器真空越高越好。（×）参考答案：凝汽器真空并非越高越好，真空过高会增加真空泵的功耗，并且受到设备和环境等因素的限制。7.锅炉的省煤器可以提高给水温度，降低排烟温度。（√）参考答案：省煤器的作用就是加热给水，同时降低排烟温度，提高锅炉热效率。8.汽轮机的冲动级和反动级的做功原理是一样的。（×）参考答案：冲动级蒸汽仅在喷嘴中膨胀做功，反动级蒸汽在喷嘴和动叶片中都膨胀做功，原理不同。9.锅炉的燃烧过程中，只要有足够的空气，燃料就可以完全燃烧。（×）参考答案：燃料完全燃烧不仅需要足够的空气，还需要合适的温度、时间和良好的混合等条件。10.汽轮机的轴承温度过高不会影响汽轮机的安全运行。（×）参考答案：轴承温度过高会影响轴承的润滑和磨损，严重时会导致轴承损坏，影响汽轮机安全运行。四、简答题1.简述锅炉自然循环的工作原理。参考答案：锅炉自然循环是依靠工质的密度差来实现的。在锅炉的蒸发设备中，水冷壁管吸收炉膛火焰的辐射热，管内的水部分汽化，形成汽水混合物。汽水混合物的密度比下降管内水的密度小，这种密度差产生了循环推动力。下降管中的水不断地补充到水冷壁管中，而水冷壁管中的汽水混合物则上升进入汽包，在汽包中进行汽水分离，分离出的水又通过下降管再次进入水冷壁，如此形成自然循环。2.汽轮机的轴向推力是如何产生的，有哪些平衡措施？参考答案：汽轮机轴向推力产生的原因主要有：一是动叶片上的轴向力，蒸汽在动叶片中流动时，对动叶片产生轴向分力；二是叶轮两侧的压力差，由于叶轮前后压力不同，会产生轴向推力；三是蒸汽作用在转子上的轴向力，如轴封处蒸汽压力等。平衡轴向推力的措施有：（1）设置平衡活塞，在转子上设置平衡活塞，利用其两侧的压力差产生反向推力；（2）采用相反流动布置，将多级汽轮机的某些级采用反向布置，使轴向推力相互抵消一部分；（3）开设平衡孔，在叶轮上开设平衡孔，减小叶轮两侧的压力差；（4）推力轴承，最后剩余的轴向推力由推力轴承来承受。3.锅炉的过热器有哪些类型，各有什么特点？参考答案：锅炉过热器的类型主要有对流过热器、辐射过热器和半辐射过热器。对流过热器：布置在对流烟道中，主要依靠对流换热来加热蒸汽。其特点是蒸汽温度随锅炉负荷的增加而升高，因为负荷增加时，烟气流速增大，对流换热增强。辐射过热器：布置在炉膛内，主要吸收炉膛火焰的辐射热。其特点是蒸汽温度随锅炉负荷的增加而降低，因为负荷增加时，炉膛温度升高幅度相对较小，而蒸汽流量增加，导致单位蒸汽吸热量减少。半辐射过热器：既吸收辐射热又吸收对流热。其蒸汽温度受负荷变化的影响介于对流过热器和辐射过热器之间，具有较好的调节性能。4.简述汽轮机调节系统的工作过程。参考答案：汽轮机调节系统的工作过程如下：当外界负荷发生变化时，汽轮机的转速会相应改变。转速感受机构（如调速器）会感受到转速的变化，并将其转换为机械信号或电气信号。这个信号通过传动放大机构进行放大，然后传递给执行机构（如调节阀）。执行机构根据放大后的信号改变调节阀的开度，从而调节进入汽轮机的蒸汽量。蒸汽量的改变会使汽轮机的功率发生变化，以适应外界负荷的需求。同时，反馈机构会将调节阀的开度等信息反馈给转速感受机构，使调节系统形成一个闭环，保证调节的稳定性和准确性。5.锅炉运行中如何控制汽包水位？参考答案：锅炉运行中控制汽包水位的方法如下：（1）监视水位：通过水位计实时监视汽包水位，确保水位在正常范围内。水位计要定期冲洗，保证其准确性。（2）给水调节：根据锅炉的蒸发量及时调整给水量。当水位低于正常水位时，增加给水量；当水位高于正常水位时，减少给水量。可以采用单冲量、双冲量或三冲量给水调节系统。单冲量系统仅根据水位调节给水量；双冲量系统考虑了水位和蒸汽流量两个因素；三冲量系统则综合考虑水位、蒸汽流量和给水流量。（3）负荷调整：当锅炉负荷发生变化时，要及时调整燃烧和给水量，保持水位稳定。负荷增加时，先增加给水量，再增加燃料量；负荷减小时，先减少燃料量，再减少给水量。（4）防止虚假水位：在负荷突然变化时，会出现虚假水位现象。例如，负荷突然增加时，汽包压力下降，水的沸点降低，水迅速汽化，水位暂时上升，但实际是虚假的。此时不能盲目减少给水量，要根据实际情况进行判断和调节。五、计算题1.某锅炉的输入热量为2.5×10⁷kJ/h，有效利用热量为2.0×10⁷kJ/h，求该锅炉的热效率。参考答案：根据锅炉热效率的计算公式：热效率η=有效利用热量Q₁/输入热量Q×100%。已知Q₁=2.0×10⁷kJ/h，Q=2.5×10⁷kJ/h。则η=(2.0×10⁷/2.5×10⁷)×100%=80%。所以该锅炉的热效率为80%。2.某汽轮机的进汽焓为3300kJ/kg，排汽焓为2200kJ/kg，蒸汽流量为50t/h，求该汽轮机的功率。参考答案：首先，计算每千克蒸汽在汽轮机内的做功量：每千克蒸汽做功w=进汽焓h₁排汽焓h₂=33002200=1100kJ/kg。蒸汽流量m=50t/h=50×10³kg/h。则汽轮机的功率P=w×m=1100×50×10³kJ/h。将kJ/h换算成kW，1kW=1kJ/s，1h=3600s。P=(1100×50×10³)/3600≈15277.8kW。所以该汽轮机的功率约为15277.8kW。3.已知某锅炉的排烟温度为150℃，环境温度为20℃，排烟热损失系数为0.06，求该锅炉的排烟热损失。参考答案：排烟热损失q₂=排烟热损失系数×(排烟温度tₚy环境温度t₀)×(1αₚy)×cₚ/Qₐʳ。一般情况下，对于简化计算，假设(1αₚy)×cₚ/Qₐʳ=1（在一些近似计算中）。则q₂=0.06×(15020)=0.06×130=7.8%。所以该锅炉的排烟热损失为7.8%。4.某汽轮机的调节系统速度变动率为5%，额定转速为3000r/min，当外界负荷变化使转速从3000r/min变为2950r/min时，求调节阀的开度变化情况（假设调节阀开度与流量成正比，且流量与转速的平方成正比）。参考答案：速度变动率δ=(n₁n₂)/n₀×100%，其中n₀为额定转速，n₁为最高转速，n₂为最低转速。已知δ=5%，n₀=3000r/min。设调节阀开度为x，流量为G，转速为n，且G∝x，G∝n²。原来转速n₀=3000r/min，变化后转速n=2950r/min。则流量变化比例k=(n²/n₀²)=(2950²/3000²)≈0.967。即调节阀开度应变为原来的0.967倍，开度减