(2025年)热力发电厂试卷习题及答案

(2025年)热力发电厂试卷习题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.提高朗肯循环热效率的关键措施中，下列哪项表述最准确？A.提高初温、降低初压、降低背压B.提高初压、提高初温、降低背压C.降低初温、提高初压、提高背压D.降低初压、降低初温、提高背压答案：B2.超超临界锅炉水冷壁常见的设计形式是？A.光管垂直管屏B.内螺纹管螺旋管圈C.膜式壁水平管屏D.鳍片管U型管圈答案：B3.汽轮机级的反动度定义为？A.动叶栅中理想焓降与级的总理想焓降之比B.静叶栅中理想焓降与级的总理想焓降之比C.动叶出口动能与级的总理想焓降之比D.静叶出口动能与级的总理想焓降之比答案：A4.燃料的低位发热量与高位发热量的差值主要源于？A.燃料中氢燃烧提供的水蒸气潜热B.燃料中水分蒸发的显热C.燃料中灰分的蓄热D.燃料中碳燃烧的不完全损失答案：A5.热力除氧器的工作原理主要基于？A.亨利定律（气体溶解度与分压成正比）B.道尔顿分压定律（混合气体总压等于各组分分压之和）C.拉乌尔定律（溶液蒸汽压与溶剂摩尔分数成正比）D.傅里叶定律（热传导速率与温度梯度成正比）答案：B6.回转式空气预热器的主要优点是？A.结构简单、金属耗量小B.漏风率低、耐高温C.体积小、受热面密度高D.无需传动装置、维护方便答案：C7.再热器的主要作用是？A.提高汽轮机高压缸进汽温度B.降低汽轮机排汽湿度，保护末级叶片C.增加锅炉蒸发量D.提高凝结水温度，减少回热抽汽量答案：B8.大型机组给水泵的驱动方式中，效率最高的是？A.电动机驱动（定速）B.电动机+液力耦合器驱动（变速）C.小汽轮机驱动（变速）D.汽动给水泵+电动给水泵联合驱动答案：C9.选择性催化还原（SCR）脱硝技术中，还原剂通常采用？A.尿素（NH2CONH2）B.液氨（NH3）C.硝酸（HNO3）D.碳酸氢铵（NH4HCO3）答案：B10.凝汽器真空形成的主要原因是？A.循环水冷却使蒸汽凝结为水，体积大幅缩小B.真空泵持续抽出不凝结气体C.汽轮机排汽压力低于大气压D.凝结水泵维持凝结水水位答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1.超超临界机组的主蒸汽压力通常高于______MPa。（25）2.锅炉的三大安全附件是安全阀、水位计和______。（压力表）3.汽轮机的临界转速是指转子______与激振力频率重合时的转速。（自振频率）4.燃烧的三要素是可燃物、助燃剂和______。（着火源/温度）5.回转式空气预热器的漏风率一般要求不超过______%。（8-10）6.高压除氧器的工作压力通常为______MPa左右。（0.8-1.2）7.凝汽器的冷却倍率是指______与汽轮机排汽量的质量比。（冷却水量）8.火力发电厂汽水损失率一般控制在______%以内。（2-3）9.石灰石-石膏法烟气脱硫的主要产物是______。（二水合硫酸钙/CaSO4·2H2O）10.汽轮机相对内效率是指______与理想焓降的比值。（实际焓降）三、简答题（每题8分，共40分）1.分析回热循环提高热力发电厂效率的主要原因。答：回热循环通过抽取汽轮机中间级的蒸汽加热凝结水（或给水），减少了低温工质在锅炉中的吸热量，从而提高了工质的平均吸热温度；同时，抽汽加热避免了这部分蒸汽在凝汽器中的冷源损失，降低了循环的冷源损失。两者共同作用使循环热效率显著提升。2.简述直流锅炉的工作特点及与自然循环锅炉的主要区别。答：直流锅炉无汽包，给水在给水泵压头作用下一次通过加热、蒸发、过热受热面完成相变；其蒸发受热面的流动靠给水泵压头推动，水动力特性受压力、温度、流量影响大，需严格控制汽水行程；变压运行时，可通过调整给水量与燃料量的比例维持出口汽温。与自然循环锅炉相比，直流锅炉无汽包，金属耗量小，启停速度快，但对给水品质、自动控制要求更高，低负荷运行时水动力稳定性较差。3.说明汽轮机调节级的作用及设计特点。答：调节级是汽轮机的第一级，其作用是通过改变通流面积（如喷嘴配汽）调节汽轮机进汽量，适应负荷变化；同时，调节级承担了较大的焓降（约占高压缸总焓降的30%-50%），将高参数蒸汽的焓降转化为动能，降低后续级的蒸汽参数和流速。设计特点包括：采用部分进汽以减少漏汽损失，动叶采用宽叶型以适应大焓降，喷嘴和动叶的反动度较低（通常小于0.2），叶片强度需满足高应力要求。4.分析锅炉结渣的主要原因及预防措施。答：主要原因：①煤灰的熔融特性（变形温度DT、软化温度ST、流动温度FT）过低，高温下灰粒易粘结；②炉内燃烧温度过高（如局部缺氧导致还原性气氛，降低灰熔点）；③炉内空气动力场不合理，火焰冲刷水冷壁；④燃料中灰分含量过高或成分（如Fe2O3、Na2O等助熔成分）比例失调。预防措施：①选择灰熔点较高的煤种或进行混煤掺烧；②优化燃烧调整，控制炉内温度分布均匀，避免局部高温；③合理组织炉内气流，防止火焰贴壁；④定期吹灰，保持受热面清洁；⑤采用低氧燃烧或分级燃烧技术，减少还原性气氛。5.简述烟气脱硝SCR技术的工作原理及关键影响因素。答：工作原理：在催化剂（如V2O5-WO3/TiO2）作用下，还原剂（NH3）与烟气中的NOx（主要为NO和NO2）发生选择性还原反应，提供无害的N2和H2O，反应式为：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O（主反应），6NO2+8NH3→7N2+12H2O（副反应）。关键影响因素：①反应温度（最佳320-420℃，过低催化剂活性不足，过高易发生NH3氧化副反应）；②催化剂活性（与材质、运行时间、中毒情况相关）；③NH3与烟气的混合均匀性（影响反应效率和氨逃逸率）；④空速（烟气与催化剂接触时间，空速过大则反应不充分）；⑤烟气中SO2浓度（高浓度SO2可能导致催化剂硫酸盐化失活）。四、计算题（每题10分，共20分）1.某朗肯循环机组，主蒸汽参数为p1=16.7MPa、t1=538℃（h1=3399kJ/kg），排汽压力p2=0.005MPa（h2=2300kJ/kg，h2'=137.7kJ/kg），凝结水由给水泵升压后进入锅炉（给水泵功忽略不计），求循环热效率。解：循环吸热量q1=h1-h2'=3399-137.7=3261.3kJ/kg循环放热量q2=h2-h2'=2300-137.7=2162.3kJ/kg循环净功w0=q1-q2=3261.3-2162.3=1099kJ/kg热效率η=w0/q1=1099/3261.3≈33.7%2.某锅炉输入热量Qr=23500kJ/kg（低位发热量），各项热损失分别为：排烟损失q2=6.5%，化学不完全燃烧损失q3=0.5%，机械不完全燃烧损失q4=2.0%，散热损失q5=0.8%，灰渣物理热损失q6=0.3%，求锅炉热效率。解：锅炉热效率η=100%-(q2+q3+q4+q5+q6)=100%-(6.5+0.5+2.0+0.8+0.3)=100%-10.1%=89.9%五、综合分析题（20分）某300MW亚临界机组运行中，汽轮机真空由-92kPa缓慢下降至-88kPa（背压由8kPa升至12kPa），试分析可能的原因及应采取的处理措施。答：可能原因及处理措施：1.凝汽器冷却水量不足或水温升高：-原因：循环水泵故障（如转速下降、叶轮磨损）、循环水管道堵塞（如杂物堆积）、冷却塔效率降低（如填料损坏、风机故障）导致冷却水量减少或水温升高，蒸汽凝结效果下降。-处理：检查循环水泵电流、出口压力，切换备用泵；清理循环水入口滤网；检查冷却塔风机运行状态，调整冷却塔水量分配。2.真空系统泄漏：-原因：凝汽器汽侧焊缝、管道法兰、低压缸结合面、轴封系统等部位泄漏，空气漏入破坏真空。-处理：通过真空严密性试验（关闭真空泵后，真空下降速率＞0.4kPa/min则判定泄漏）确认；使用氦质谱检漏仪查找漏点，停机后补焊或更换密封件；检查轴封供汽压力（正常0.02-0.03MPa），压力过低时增大供汽量。3.真空泵故障或出力不足：-原因：真空泵工作液温度过高（如冷却器堵塞）、叶轮磨损、入口滤网堵塞，导致抽气能力下降，无法及时抽出凝汽器内不凝结气体。-处理：检查真空泵工作液温度（应＜35℃），清洗冷却器；切换备用真空泵；清理真空泵入口滤网。4.凝汽器受热面脏污：-原因：循环水水质差，导致凝汽器铜管结垢或淤泥附着，传热系数降低，蒸汽无法及时凝结。-处理：加强循环水处理（如投加阻垢剂、杀菌剂）；利用停机机会清洗凝汽器铜管（机械清洗或酸洗）；运行中可半边隔离清洗。5.轴封系统异常：-原因：轴封供汽压力过低或中断（如轴封减温减压阀故障），导致空气从低压缸轴端漏入凝汽器。-处理：检查轴封供汽母管压力，调整减温减压阀开度；确认轴封加热器水位正常（水位过高会堵塞轴封回汽）。6.凝结水泵故障：-原因：凝结水泵出力不足（如汽蚀、叶轮损坏），导致凝汽器水位过高，淹没部分冷却管束，减少有效传热面积。-