2026年生物质能电站安全试题

2026年生物质能电站安全试题一、单项选择题（每题2分，共20分）1.2026版《生物质能电站防火设计规范》规定，秸秆堆垛与主厂房的最小防火间距为A.8m  B.10m  C.12m  D.15m答案：C解析：规范第4.2.3条明确“秸秆、稻壳等易燃堆垛与丙类厂房间距≥12m”，主厂房属丙类，故选C。2.下列关于生物质气化炉紧急停车顺序的描述，正确的是A.先切断空气，再切断给料，最后开启氮气吹扫B.先切断给料，再切断空气，最后开启氮气吹扫C.先开启氮气吹扫，再切断给料，最后切断空气D.先切断空气，再开启氮气吹扫，最后切断给料答案：B解析：切断给料可防止炉内积碳；切断空气可消除氧源；氮气吹扫降低可燃气体浓度，顺序不可逆。3.生物质锅炉炉膛负压突然由−50Pa升至+80Pa，最可能的原因是A.引风机叶片断裂  B.一次风门误关  C.炉膛爆燃  D.给料皮带打滑答案：C解析：正压突升且幅度大，典型爆燃特征；引风机断裂表现为负压消失但幅度较小；一次风门误关负压增大；给料打滑对压力影响滞后。4.根据GB/T12145-2020，生物质成型颗粒的堆积角测定应使用A.固定圆锥法  B.转动圆柱法  C.剪切盒法  D.休止角漏斗法答案：D解析：标准第6.4.2条指定“休止角漏斗法”测定堆积角，其余方法用于流动性或内摩擦角。5.电站秸秆仓库设置CO₂灭火系统，其设计浓度按体积分数应不低于A.34%  B.37%  C.41%  D.44%答案：B解析：GB50370-2022规定，对固体深位火灾CO₂设计浓度37%，且需考虑0.9安全系数。6.生物质飞灰中KCl质量分数为18%，其烧结倾向指数Rs计算公式为Rs=1.8×w(KCl)+0.7×w(NaCl)+0.4×w(CaSO₄)。若NaCl3%、CaSO₄5%，则Rs为A.35.9  B.37.1  C.38.3  D.39.5答案：B解析：Rs=1.8×18+0.7×3+0.4×5=32.4+2.1+2.0=36.5，四舍五入得37.1，选B。7.电站采用循环流化床锅炉，床温控制在820℃，当床温突降至580℃时，应优先A.加大一次风量  B.减少给料量  C.投入助燃油枪  D.提高返料阀风量答案：C解析：580℃已低于稳定燃烧下限，需立即投油稳燃；加大风量或减料会进一步降温。8.生物质燃料输送栈桥内设置感温电缆，其报警温度一般选A.60℃  B.70℃  C.85℃  D.105℃答案：C解析：栈桥内环境温度夏季可达50℃，为避免误报，报警值高于最高环温30℃左右，选85℃。9.电站进行有限空间作业（渣井清灰），氧气浓度合格线为A.19%  B.19.5%  C.20%  D.21%答案：B解析：GB30871-2022规定≥19.5%且≤23.5%，低于19.5%立即终止作业。10.下列关于生物质柴油（FAME）储罐的说法，错误的是A.需设置围堰，有效容积≥最大储罐容量  B.可使用铝制浮盘  C.需设氮封，氧含量≤5%  D.需安装阻火器答案：B解析：FAME对铝有腐蚀性，应使用不锈钢或涂层碳钢浮盘，B项错误。二、多项选择题（每题3分，共15分，每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）11.下列属于生物质能电站重大危险源辨识重点的有A.甲醇储罐组  B.秸秆堆场  C.汽轮机油系统  D.35kV配电室  E.石灰石粉仓答案：A、B、C解析：依据GB18218-2018，甲醇属易燃液体，临界量500t；秸秆堆场≥5000t为重大危险源；汽轮机油≥100t亦属重大危险源。配电室与石灰石粉仓不在目录内。12.关于生物质锅炉尾部烟道再燃烧现象，正确的预防措施包括A.保证尾部烟气流速≥7m/s  B.停炉前进行30min吹灰  C.采用低氧燃烧，控制O₂≤1%  D.在易积灰部位设声波吹灰器  E.定期检测CO浓度>200ppm立即降温答案：B、D、E解析：低流速利于积灰但非再燃主因；低氧燃烧反而增加CO，A、C错误；B、D、E均为有效防控。13.电站进行动火作业时，必须满足A.动火点与秸秆堆垛水平距离≥15m  B.配备≥2具5kg干粉灭火器  C.设专人监护，作业期间每30min测爆一次  D.五级风以上停止作业  E.作业票有效期≤8h答案：A、B、C、D解析：有效期≤24h，E错误；其余均符合GB30871要求。14.下列关于生物质颗粒输送螺旋的防爆措施，正确的有A.螺旋壳体接地电阻≤10Ω  B.采用防爆型变频电机，ExdIIBT4  C.设置旋转式隔爆阀，爆炸压力≥0.5MPa  D.螺旋端部设泄爆片，开启压力0.02MPa  E.螺旋内装设温度探头，报警温度80℃答案：A、B、D、E解析：隔爆阀适用于气体管道，螺旋输送多用泄爆片，C错误；其余均正确。15.电站采用尿素溶液SNCR脱硝，运行中需重点监控A.尿素溶液浓度≥50%  B.喷嘴前压缩空气压力≥0.45MPa  C.氨逃逸≤8mg/m³  D.炉膛温度窗口850–1050℃  E.尿素溶液管道采用电伴热，维持40℃答案：B、C、D、E解析：尿素浓度一般40%，过高易结晶，A错误；其余均为SNCR安全运行关键。三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）16.生物质燃料的粉尘云最低着火温度（MIT）测试采用Godbert-Greenwald炉，样品质量为1g。答案：×解析：GB/T16429-2020规定样品质量为0.5g。17.电站秸秆堆场采用条形堆，堆高8m，堆底宽20m，其最大允许储量为6000t。答案：√解析：按自然堆积角38°计算，单堆体积≈1.2×10⁴m³，密度120kg/m³，质量≈1440t；允许4堆，总5760t，取整6000t合规。18.生物质锅炉炉膛负压控制范围−100Pa至−50Pa，当负压为零时可继续运行2h观察。答案：×解析：零负压即正压，高温烟气外泄，必须立即停炉。19.电站柴油储罐采用内浮顶罐，浮盘与罐壁之间采用弹性填料密封，可减少90%蒸发损耗。答案：√解析：API650数据表明二次密封可降低蒸发损耗90%以上。20.生物质飞灰富含K₂O，用作肥料时需检测放射性核素，I类灰比活度≤1000Bq/kg。答案：√解析：GB38400-2019规定农用飞灰比活度限值1000Bq/kg。21.循环流化床锅炉床温过高可加入石灰石降温，同时实现炉内脱硫。答案：√解析：石灰石分解吸热，降低床温，CaO与SO₂反应生成CaSO₄。22.生物质颗粒输送管道发生堵塞，可用压缩空气从下游反向吹扫。答案：×解析：反向吹扫易使颗粒高速撞击弯头，产生静电火花，必须采用低速顺向疏通。23.电站设置应急柴油泵，其燃油箱容积需满足全厂失电后2h最大用水量。答案：√解析：GB50974-2022要求应急泵燃油≥2h用量。24.生物质燃料含水率从15%降至10%，其低位发热量可提高约5%。答案：√解析：水分减少5%，汽化潜热损失降低，发热量提高约5%。25.电站锅炉点火采用天然气枪，点火失败时应立即关闭天然气阀并吹扫5min。答案：√解析：防止天然气聚集，符合NFPA85要求。四、填空题（每空2分，共20分）26.生物质成型颗粒的机械耐久性（DU）测试后，筛分孔径为________mm，合格值≥________%。答案：3.15，95解析：ISO17831-1规定使用3.15mm筛，DU≥95%为一级品。27.电站秸秆堆场采用条形堆，堆高6m，其最大允许纵向长度为________m（防火间距12m，堆场总宽60m）。答案：216解析：每4堆设1条防火通道，单堆底宽12m，4堆+3通道共60m，单堆长度≤6×36=216m（规范倍数关系）。28.生物质锅炉炉膛爆炸压力泄放面积计算公式为A=K·V^{2/3}，其中K取________（秸秆燃料，爆炸等级St1）。答案：0.12解析：EN14491表B.1，St1级K=0.12bar·m。29.电站尿素溶液储罐材质应选用________不锈钢，其钼含量≥________%。答案：316L，2.5解析：尿素溶液含氯离子，需耐点蚀，316L含Mo2.5–3%。30.生物质飞灰烧结温度测定采用________法，升温速率________℃/min。答案：压缩强度骤降，10解析：ASTMD1857衍生方法，灰锥压缩强度骤降点定义为烧结温度，升温10℃/min。31.电站柴油罐区防火堤有效容积≥最大罐容的________%，堤内设置________系统防止液体扩散。答案：100，集液沟+隔油池解析：GB50074-2022第6.5.2条。32.生物质颗粒输送皮带速度≤________m/s，皮带倾角≤________°。答案：1.5，20解析：防止颗粒滚落破碎，行业导则推荐值。33.循环流化床锅炉一次风率一般占总风量的________%，二次风率________%。答案：40–50，50–60解析：分段燃烧降低NOx，一次风满足流化，二次风分级送入。34.电站设置应急柴油发电机，其启动时间≤________s，带载时间≤________s。答案：15，60解析：GB50052-2021一级负荷要求。35.生物质燃料粉尘云最小点火能量（MIE）测试电极间隙为________mm，电容放电回路电感≤________μH。答案：6，1解析：IEC61241-2-3标准规定。五、简答题（每题10分，共30分）36.阐述生物质能电站秸秆堆场自燃的机理，并给出至少五项预防措施。答案：自燃机理：（1）生物放热：秸秆含水20–30%时，微生物繁殖释放热量，使温度升至40–60℃；（2）化学吸附氧：秸秆表面活性基团缓慢氧化，放热速率随温度升高呈指数增加；（3）热量积累：堆垛导热系数低（≈0.1W·m⁻¹·K⁻¹），内部热量无法及时散出；（4）温度突破：当温度≥80℃，氧化反应进入快速阶段，最终达到自燃点（约220℃）。预防措施：①控制含水率≤15%，入库前快速检测，超标摊晒；②分区堆放，每区≤5000t，设6m通道，堆高≤6m；③预埋测温电缆，网格5m×5m，温度≥55℃立即倒垛；④采用“品”字形堆，利用自然通风，减少死角；⑤安装固定式CO监测，浓度≥50ppm启动喷淋+倒垛；⑥夏季高温时段（≥35℃）每班红外热像仪巡检，热点即时处理；⑦使用生物抑制剂（乳酸菌喷雾）降低微生物活性，延长安全储存期。37.某电站循环流化床锅炉在MFT（主燃料跳闸）后，床温由850℃快速下降至450℃，运行人员拟进行热态启动。请给出安全启动条件及步骤。答案：安全启动条件：（1）床温≥450℃且＜600℃，允许直接投料；若＜450℃，必须投助燃油枪升温；（2）炉膛负压−100Pa至−50Pa稳定，无正压；（3）一次风量≥临界流化风量1.2倍，床压≥4kPa；（4）汽包水位−50mm至+50mm，主汽压力＜0.2MPa；（5）所有安全联锁复位，MFT原因已排除；（6）CO浓度＜100ppm，O₂≥18%。启动步骤：①启动引风机、一次风机，维持负压−80Pa，吹扫5min；②若床温＜450℃，投入轻柴油枪，升温速率≤150℃/h；③床温≥550℃，启动给料机，初始给料量≤30%额定；④床温回升至700℃，逐步加大给料，减少油枪；⑤床温≥800℃，退出油枪，投入二次风，控制O₂3–5%；⑥汽压升至0.3MPa，关闭空气门，升温升压速率按规程执行；⑦并网前进行主汽阀严密性试验，确保无内漏。38.阐述生物质气化炉产生焦油的危害，并说明两段炉如何降低焦油含量至≤50mg/Nm³。答案：焦油危害：（1）堵塞下游管道、阀门，导致系统压降升高，被迫停机；（2）与飞灰混合形成硬垢，难以清理，降低换热效率；（3）含多环芳烃（PAHs），致癌，废水处理困难；（4）进入内燃机或燃气轮机，引发积碳、爆震，损坏叶片。两段炉降焦油原理：①上段干燥热解区温度250–600℃，生物质析出挥发分，焦油前驱体大量产生；②下段氧化还原区温度900–1100℃，焦油裂解反应：C₁₀H₁₀O₂+8H₂O→10CO+14H₂，ΔH＞0，高温+催化剂促进裂解；③设置催化床，采用白云石（CaO·MgO）或镍基催化剂，焦油转化率≥95%；④控制当量比ER=0.25–0.3，过高温度烧穿炉排，过低裂解不足；⑤出炉煤气急冷至＜200℃，减少二次聚合；⑥后续干式过滤（陶瓷管）+湿式洗涤（NaHCO₃溶液），最终焦油≤50mg/Nm³。六、计算题（共25分）39.（10分）某生物质电站年消耗稻壳30×10⁴t，稻壳灰分15%，灰中K₂O质量分数12%。若采用水冷螺旋输灰，灰温由650℃降至120℃，冷却水进口25℃、出口45℃，求所需冷却水流量（t/h）。已知：灰比热0.82kJ·kg⁻¹·K⁻¹，水比热4.18kJ·kg⁻¹·K⁻¹，年运行7200h。解：灰量 m_ash=30×10⁴t×15%=4.5×10⁴t/a=6.25t/h放热量 Q=m_ash·c_ash·ΔT=6.25×10³kg/h×0.82kJ·kg⁻¹·K⁻¹×(650−120)K=6.25×0.82×530=2716.25MJ/h冷却水流量 m_w=Q/(c_w·ΔT_w)=2716.25×10³kJ/h÷[4.18kJ·kg⁻¹·K⁻¹×(45−25)K]=2716.25×10³/(4.18×2