能源与动力装置基础复习题及答案

能源与动力装置基础复习题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.在朗肯循环中，提高蒸汽初温的主要目的是A.降低汽轮机排汽干度B.提高锅炉效率C.降低给水泵耗功D.提高循环平均吸热温度答案：D2.燃气轮机理想布雷顿循环的压比升高时，循环热效率A.单调下降B.先升后降C.单调上升D.保持不变答案：C3.下列哪一项不是影响内燃机爆震倾向的主要因素A.压缩比B.点火提前角C.燃料辛烷值D.机油黏度答案：D4.蒸汽再热循环设置再热器的主要目的是A.提高汽轮机入口压力B.降低汽轮机末级湿度C.提高凝汽器真空D.减少锅炉排烟损失答案：B5.热电联产中“以热定电”运行模式的本质是A.热负荷决定电功率B.电负荷决定热功率C.锅炉蒸发量决定热负荷D.汽轮机背压决定电功率答案：A6.对于同一台离心泵，当管路特性曲线变陡时，工作点A.流量增大、扬程降低B.流量减小、扬程升高C.流量不变、扬程升高D.流量和扬程均不变答案：B7.在燃气—蒸汽联合循环中，余热锅炉的窄点温差减小，将导致A.蒸汽产量减少B.排烟温度升高C.锅炉效率降低D.锅炉换热面积增加答案：D8.下列哪种换热器最容易实现纯逆流布置A.管壳式B.板式C.套管式D.板翅式答案：C9.临界热绝缘直径现象发生的条件是A.管道内径小于临界直径B.绝热层外径等于临界直径C.绝热层导热系数趋于零D.环境温度高于管内流体温度答案：B10.当内燃机过量空气系数α>1时，燃烧温度随α增大而A.单调升高B.先升后降C.单调降低D.保持不变答案：C11.蒸汽动力装置采用回热后，汽轮机排汽干度A.升高B.降低C.不变D.先升后降答案：A12.下列哪一项不是造成汽轮机末级叶片水蚀的原因A.蒸汽湿度大B.水滴速度高C.叶片材料硬度低D.主蒸汽温度过高答案：D13.在相同进口条件下，轴流式压气机的喘振裕度一般A.大于离心式B.小于离心式C.等于离心式D.与离心式无关答案：B14.热电循环的燃料利用系数可大于1，其原因是A.热力学第二定律被违反B.热量与电能单位不同C.统计口径不同D.计算错误答案：B15.对于湿空气，露点温度A.随含湿量增加而升高B.随含湿量增加而降低C.与含湿量无关D.仅取决于相对湿度答案：A16.在锅炉热力计算中，q4损失指A.排烟热损失B.气体未完全燃烧热损失C.固体未完全燃烧热损失D.散热损失答案：C17.当燃气轮机入口温度T3不变、压比π提高时，比功A.单调增加B.先增后减C.单调减小D.保持不变答案：B18.下列哪一项不是提高朗肯循环热效率的有效措施A.提高初压B.降低背压C.增加给水泵转速D.采用再热答案：C19.汽轮机调节级采用部分进汽的主要目的是A.提高效率B.降低制造成本C.实现功率调节D.减少漏汽答案：C20.在相同制冷量下，蒸气压缩式制冷循环的COP随蒸发温度升高而A.升高B.降低C.不变D.先升后降答案：A二、多项选择题（每题2分，共10分；多选少选均不得分）21.下列哪些措施可降低燃气轮机NOx排放A.干式低污染燃烧室B.蒸汽喷射C.降低T3D.提高压比E.选择性催化还原（SCR）答案：A、B、C、E22.关于朗肯循环与卡诺循环的比较，正确的是A.朗肯循环吸热过程平均温度低于卡诺循环B.朗肯循环放热过程平均温度高于卡诺循环C.朗肯循环可实现完全可逆D.朗肯循环湿蒸汽区工作对设备有利E.朗肯循环效率总低于同温限卡诺循环答案：A、B、E23.造成离心泵汽蚀的直接原因包括A.泵入口压力低于汽化压力B.泵入口温度过高C.吸入液面真空度过大D.泵出口阀门开度小E.泵转速降低答案：A、B、C24.下列哪些属于汽轮机级内损失A.喷嘴损失B.动叶损失C.余速损失D.轴封漏汽损失E.湿汽损失答案：A、B、C、E25.提高热电联产经济性的运行策略有A.热负荷预测与调度B.汽轮机抽汽压力滑压运行C.利用蓄热器削峰填谷D.提高锅炉排烟氧含量E.采用背压机替代抽凝机答案：A、B、C、E三、填空题（每空1分，共20分）26.理想气体绝热指数k=cp/cv，对于空气其近似值取________。答案：1.427.在蒸汽图表上，临界点水的饱和压力为________MPa。答案：22.06428.燃气轮机理想布雷顿循环热效率仅与________有关。答案：压比29.汽轮机相对内效率定义为________与理想焓降之比。答案：实际焓降30.湿空气焓值计算式h=1.005t+d(2501+1.86t)中，d的单位是________。答案：kg水蒸气/kg干空气31.当内燃机压缩比为10，初始容积为0.5L，则余隙容积为________L。答案：0.0556（0.5/9）32.根据热力学第二定律，热源温度TH=1000K，冷源温度TL=300K，则卡诺效率为________%。答案：7033.离心泵相似定律中，流量与转速的________次方成正比。答案：134.余热锅炉窄点温差通常取________℃之间。答案：8～1535.蒸汽再热压力一般选初压的________%左右。答案：20～3036.热电联产中，汽轮机背压升高，供电煤耗________。答案：升高37.燃气轮机燃烧室总压损失每增加1%，机组热效率约下降________%。答案：0.3～0.538.根据GB/T10184，锅炉效率计算采用________热效率。答案：低位发热量39.蒸气压缩制冷循环中，冷凝器出口再冷度每增加1℃，COP约提高________%。答案：0.5～0.840.汽轮机末级叶片常用材料为________不锈钢。答案：马氏体41.燃气轮机入口温度T3每提高10K，简单循环效率约提高________个百分点。答案：0.8～1.242.在相同功率下，轴流式压气机级数一般________离心式。答案：多于43.朗肯循环采用七级回热，理论上可提高效率________个百分点。答案：8～1244.湿空气相对湿度φ=50%，温度30℃，其含湿量约为________g/kg干空气。答案：13.345.汽轮机调节系统迟缓率应小于________%。答案：0.2四、判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）46.燃气轮机回热循环可降低排气温度，但比功一定增加。答案：×47.蒸汽初压提高，汽轮机排汽干度一定降低。答案：√48.离心泵发生汽蚀时，扬程和效率均急剧下降。答案：√49.热电联产中，背压机组的燃料利用系数可大于1。答案：√50.内燃机机械效率随转速升高而单调增加。答案：×51.燃气轮机压气机喘振属于自激振荡现象。答案：√52.余热锅炉窄点温差越小，排烟温度越高。答案：×53.朗肯循环回热级数越多，最佳给水温度越高。答案：√54.湿空气含湿量越大，其密度一定越大。答案：×55.汽轮机级内湿汽损失随蒸汽湿度增加而增加。答案：√五、简答题（每题6分，共30分）56.简述燃气轮机干式低污染燃烧室（DLN）降低NOx的机理。答案：通过预混燃烧使燃料与空气在燃烧前充分混合，形成均匀稀混合气，降低火焰温度，抑制热力型NOx生成；采用分级燃烧控制燃烧区当量比，避免局部高温；通过优化停留时间减少快速型NOx；利用旋流稳焰技术保证稀混合气稳定燃烧，从而实现NOx排放低于25ppm（@15%O2）。57.说明汽轮机设置汽封系统的作用及常见汽封类型。答案：作用：减少蒸汽从高压端向外泄漏及空气从低压端向真空系统漏入，提高机组经济性并防止轴封摩擦。常见类型：曲径式（迷宫式）、蜂窝式、刷式、碳环式；现代机组多采用高低齿迷宫+蜂窝复合结构，刷式用于高压高温段，碳环式用于小机组低压段。58.写出朗肯循环热效率表达式，并说明提高初压为何存在极限。答案：ηt=(h1h2)/(h1h4)。提高初压可提高平均吸热温度，但受汽轮机末级容许湿度限制（x≥0.88），初压过高导致排汽干度下降，水蚀加剧；同时锅炉承压部件壁厚增加，造价剧增，材料蠕变寿命降低，故存在技术经济极限。59.比较离心泵与轴流泵在性能曲线上的差异。答案：离心泵：HQ曲线平坦，关死扬程高，功率随流量增加而增大，高效区宽；轴流泵：HQ曲线陡降，关死扬程低，功率随流量增加而减小，高效区窄，易喘振；轴流泵适合大流量、低扬程，离心泵适合中高扬程、中小流量。60.解释热电联产“以热定电”模式对电网调峰的影响。答案：该模式下机组电功率被动跟随热负荷，热负荷高峰常出现在冬季夜间，与电网峰谷倒置，导致夜间电力过剩、白天电力不足；背压机组调峰能力为零，抽凝机组调峰范围受最小凝汽流量限制，需电网额外配置调峰电源，增加系统备用容量成本。六、计算题（共40分）61.某朗肯循环蒸汽初参数p1=15MPa、t1=540℃，背压p2=5kPa，忽略泵功，求循环热效率。（10分）已知：h1=3435kJ/kg，s1=6.465kJ/(kg·K)；p2=5kPa时，h′=137.8kJ/kg，h″=2561kJ/kg，s′=0.476kJ/(kg·K)，s″=8.395kJ/(kg·K)。解：s2=s1=6.465，x2=(6.4650.476)/(8.3950.476)=0.756h2=h′+x2(h″h′)=137.8+0.756×2423.2=1970.3kJ/kgηt=(h1h2)/(h1h′)=(34351970.3)/(3435137.8)=1464.7/3297.2=44.4%答案：44.4%62.某燃气轮机理想布雷顿循环，压比π=18，T1=300K，T3=1600K，k=1.4，cp=1.005kJ/(kg·K)，求比功w、热效率ηt。（10分）解：T2=T1π^((k1)/k)=300×18^0.286=643.8KT4=T3/π^((k1)/k)=1600/18^0.286=745.5Kw=cp[(T3T4)(T2T1)]=1.005[(1600745.5)(643.8300)]=1.005×510.7=513.3kJ/kgηt=11/π^((k1)/k)=11/18^0.286=53.3%答案：w=513kJ/kg，ηt=53.3%63.某抽凝式汽轮机，新汽h1=3475kJ/kg，抽汽h2=3140kJ/kg，排汽h3=2450kJ/kg，给水h4=640kJ/kg，回水h5=505kJ/kg，机组进汽量D=100t/h，抽汽份额α=0.25，求对外供热量Q、发电量P。（10分）解：Q=αD(h2h5)=0.25×100×(3140505)=65.875GJ/h=18.30MW凝汽份额(1α)=0.75，汽轮机总焓降功P=D[(h1h2)+α(h2h3)]=100[(34753140)+0.25(31402450)]=100[335+172.5]=50.75GJ/h=14.10MW答案：Q=18.3MW，P=14.1MW64.某离心泵性能试验数据：n=1450r/min时，Q=0.12m³/s，H=30m，η=78%。现改用变频n′=1740r/min，求新工况Q′、H′、P′。（10分）解：相似定律：Q′/Q=n′/n→Q′=0.12×1740/1450=0.144m³/sH′/H=(n′/n)²→H′=30×(1.2)²=43.2mP=ρgQH/η=1000×9.81×0.12×30/0.78=45.4kWP′/P=(n′/n)³→P′=45.4×1.728=78.4kW答案：Q′=0.144m³/s，H′=43.2m，P′=78.4kW七、综合分析题（共30分）65.某2×9F级联合循环电站，单台燃气轮机额定功率220MW，T3=1400℃，排气温度590℃，流量440kg/s，余热锅炉双压再热，窄点温差10℃，汽轮机高压缸入口12MPa/565℃，低压