(2025年)蒸汽应用知识测试题(标准答案)

(2025年)蒸汽应用知识测试题(标准答案)一、单项选择题（每题2分，共30分）1.饱和蒸汽与过热蒸汽的本质区别在于：A.压力不同B.温度是否超过对应压力下的沸点C.密度差异D.含湿量不同2.工业蒸汽系统中，汽水分离器通常安装在：A.锅炉蒸汽出口附近B.蒸汽管道末端C.用汽设备入口前D.疏水器下游3.某工厂蒸汽管道设计压力为1.6MPa（表压），环境温度25℃，管道外表面温度80℃，其散热损失主要通过哪种方式传递？A.热传导B.热对流C.热辐射D.三者综合4.关于蒸汽疏水器的选型，下列说法错误的是：A.高温高压工况优先选择热动力式疏水器B.需考虑疏水器的最大背压率C.凝结水量应按设计流量的1.5-2倍选型D.间歇用汽设备宜选用能快速排净凝结水的类型5.蒸汽锅炉热效率计算中，未计入的热损失是：A.排烟热损失B.炉体散热损失C.燃料化学不完全燃烧损失D.蒸汽带水造成的潜热损失6.过热蒸汽在绝热膨胀过程中，若不考虑动能变化，其焓值：A.增大B.减小C.不变D.先增后减7.某蒸汽系统采用压力为0.8MPa（绝压）的饱和蒸汽，其对应的饱和温度约为：A.170℃B.180℃C.190℃D.200℃（注：0.8MPa绝压对应饱和温度约170.4℃）8.蒸汽管道安装时，坡度设置的主要目的是：A.减少流动阻力B.便于凝结水自然流向疏水点C.防止管道热膨胀变形D.提高蒸汽流速9.关于蒸汽品质的描述，正确的是：A.品质越高，含湿量越大B.品质为1表示完全干燥的饱和蒸汽C.品质与过热蒸汽的过热度直接相关D.品质降低会导致传热效率下降10.某用汽设备需120℃的饱和蒸汽，最经济的供汽压力（表压）应为：A.0.1MPaB.0.2MPaC.0.3MPaD.0.4MPa（注：0.1MPa表压≈0.2MPa绝压，对应饱和温度约120.2℃）11.蒸汽蓄热器的工作原理是利用：A.蒸汽的显热存储B.饱和水的相变潜热存储C.过热蒸汽的焓差存储D.高压蒸汽的压力能存储12.下列哪种情况会导致蒸汽管道水锤现象？A.管道坡度正确且疏水器正常工作B.启动前未充分暖管C.蒸汽流速低于30m/sD.管道保温层完好13.蒸汽流量计选型时，若测量介质为高压高温过热蒸汽，优先选择：A.涡街流量计B.孔板流量计C.电磁流量计D.转子流量计14.蒸汽系统节能改造中，回收凝结水的主要效益不包括：A.减少软化水消耗B.降低锅炉燃料消耗C.提高蒸汽品质D.减少排污量15.某锅炉额定蒸发量为10t/h，设计热效率85%，若燃料低位发热量为20000kJ/kg，理论小时燃料消耗量约为：A.1200kgB.1400kgC.1600kgD.1800kg（计算：10×1000kg×2257kJ/kg（饱和蒸汽潜热）÷（0.85×20000kJ/kg）≈1328kg，接近1400kg）二、判断题（每题1分，共10分）1.饱和蒸汽的温度与压力一一对应，因此压力升高时温度必然升高。（×）（注：仅在定压相变过程中成立，若蒸汽处于过热状态，压力升高温度不一定同步升高）2.蒸汽管道的保温层厚度应根据经济厚度法确定，并非越厚越好。（√）3.疏水器的作用仅是排出凝结水，无需考虑空气和不凝性气体的排放。（×）4.锅炉连续排污的主要目的是控制锅水含盐量，防止结垢和汽水共腾。（√）5.过热蒸汽的传热效率高于饱和蒸汽，因此所有用汽设备应优先使用过热蒸汽。（×）（注：饱和蒸汽的潜热更大，多数传热设备更适合饱和蒸汽）6.蒸汽系统中，减压阀的安装位置应在疏水器上游，以保证减压后压力稳定。（×）（注：减压阀应安装在疏水器上游，但需确保入口蒸汽干燥）7.凝结水回收系统中，闭式回收比开式回收更节能，因为减少了二次蒸汽的损失。（√）8.蒸汽管道的热膨胀量仅与管道长度和温度变化有关，与材质无关。（×）（注：热膨胀系数与材质相关，如钢的膨胀系数约12×10⁻⁶/℃，铜约17×10⁻⁶/℃）9.锅炉的额定蒸发量是指在设计参数下每小时产生的饱和蒸汽量，不考虑过热蒸汽。（√）10.蒸汽系统中，当用汽设备负荷波动较大时，应选择调峰能力强的锅炉（如循环流化床锅炉）而非固定炉排锅炉。（√）三、简答题（每题8分，共40分）1.简述蒸汽带水（湿蒸汽）对用汽设备的危害。答案：①降低传热效率：水分吸收潜热但不参与相变，减少有效传热量；②设备损坏：高速水滴冲击换热面或阀门，导致冲蚀磨损；③影响产品质量：如纺织、食品行业蒸汽带水会污染物料；④增加疏水负担：带水越多，凝结水量越大，可能导致疏水器过载或水锤。2.说明蒸汽管道设计中“蒸汽流速”的选择依据及常见范围。答案：选择依据：①减少流动阻力：流速过高会增加沿程阻力，导致压力损失；②防止冲蚀：高速蒸汽（尤其含水滴时）会冲蚀管道内壁；③经济性：流速过低需增大管径，增加投资。常见范围：主蒸汽管道（高压）30-50m/s；分支管道（中低压）20-30m/s；过热蒸汽可略高于饱和蒸汽（因密度小）。3.分析蒸汽系统中“二次蒸汽”的产生原因及回收方法。答案：产生原因：高压凝结水在降压到低压系统时，部分水因压力降低而汽化，形成二次蒸汽。回收方法：①闭式回收系统：通过闪蒸罐将二次蒸汽引入低压蒸汽管网；②直接利用：如用于预热锅炉给水或工艺加热；③设置喷射式热泵：利用高压蒸汽引射二次蒸汽，提升其压力后再利用；④对于无法回收的少量二次蒸汽，可通过冷凝器冷却成凝结水回收。4.列举三种蒸汽系统节能技术，并说明其原理。答案：①余热回收技术：利用烟气余热预热锅炉给水或空气，减少燃料消耗。原理：通过换热器将高温烟气的热量传递给低温介质，提高进入锅炉的介质温度，降低燃料需求。②蒸汽梯级利用：根据用汽设备需求，将高压蒸汽先用于高参数设备，再降压用于低参数设备。原理：充分利用蒸汽的能级，避免高压蒸汽直接降压造成的能量浪费。③智能监控系统：通过安装压力、温度、流量传感器及自动控制系统，实时调节蒸汽供应。原理：根据负荷变化动态调整锅炉出力和管道阀门开度，减少蒸汽放空和不必要的损耗。5.简述锅炉启动过程中“暖管”的操作步骤及目的。答案：操作步骤：①缓慢开启主汽阀旁路阀，使少量蒸汽进入管道，逐步加热管道和阀门；②检查管道膨胀情况，及时松开固定支架的临时约束；③待管道温度接近蒸汽温度、疏水器连续排出干燥蒸汽后，全开主汽阀并关闭旁路阀。目的：①均匀加热管道，避免因温差过大导致热应力集中，防止管道变形或焊缝开裂；②排出管道内的凝结水，防止水锤现象；③预热阀门、法兰等部件，避免突然受热损坏密封。四、计算题（每题10分，共20分）1.某工厂需为一台用汽设备提供0.6MPa（表压）的饱和蒸汽，设备耗汽量为2t/h（按干饱和蒸汽计算）。已知当地大气压为0.1MPa，锅炉给水温度为60℃，锅炉热效率为88%，燃料（天然气）低位发热量为35500kJ/m³，计算该锅炉的小时天然气消耗量（保留两位小数）。答案：（1）确定饱和蒸汽参数：0.6MPa表压对应绝压0.7MPa，查饱和蒸汽表得焓值h₁≈2763kJ/kg（注：实际值约2762.9kJ/kg）。（2）锅炉给水焓值h₂=4.1868×60≈251.21kJ/kg（水的比热容取4.1868kJ/(kg·℃)）。（3）每千克蒸汽所需热量Q=h₁-h₂=2763-251.21=2511.79kJ/kg。（4）总耗热量Q总=2000kg/h×2511.79kJ/kg=5,023,580kJ/h。（5）天然气消耗量V=Q总÷(η×Q低)=5,023,580÷(0.88×35500)≈5,023,580÷31240≈160.81m³/h。2.某蒸汽管道规格为Φ159×4.5（外径159mm，壁厚4.5mm），输送0.8MPa（绝压）的饱和蒸汽，流速要求不超过30m/s，计算该管道的最大允许质量流量（保留两位小数，饱和蒸汽密度取4.8kg/m³）。答案：（1）管道内径d=159-2×4.5=150mm=0.15m。（2）管道截