2026年电厂热工考试题及答案

2026年电厂热工考试题及答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。）1.在热力学中，工质的状态参数不包括（）。A.压力B.温度C.热量D.比容2.理想气体状态方程pV=mA.通用气体常数B.气体常数C.比热比D.压缩系数3.朗肯循环提高热效率的主要途径是（）。A.提高初温初压，降低终压B.降低初温初压，提高终压C.提高初温，降低初压，提高终压D.降低初温，提高初压，降低终压4.某汽轮机级的工作原理是利用蒸汽在喷嘴中膨胀加速，将热能转变为动能，然后推动叶片旋转。这种级称为（）。A.纯冲动级B.反动级C.速度级D.调节级5.锅炉给水进行除氧的主要目的是为了防止（）。A.锅炉结垢B.热力设备及管道腐蚀C.蒸汽带水D.煤耗增加6.在传热学中，牛顿冷却公式q=A.导热B.对流换热C.辐射换热D.复合换热7.离心泵启动前必须灌满水，其目的是为了防止（）。A.电机过载B.发生汽蚀C.气缚现象D.泵体发热8.下列哪种测量仪表属于接触式测温仪表？（）A.光学高温计B.红外测温仪C.热电偶D.辐射高温计9.某流体的普朗特数PrA.动量扩散能力大于热量扩散能力B.动量扩散能力小于热量扩散能力C.动量扩散能力等于热量扩散能力D.传热性能极差10.在锅炉三冲量给水自动调节系统中，这三个“冲量”通常是指（）。A.水位、蒸汽流量、给水流量B.水位、给水压力、给水温度C.蒸汽压力、蒸汽流量、水位D.给水流量、蒸汽压力、燃料量11.导热系数λ值最大的材料通常是（）。A.金属B.液体C.气体D.保温材料12.汽轮机调节系统中，油动机的作用是（）。A.感受转速变化B.放大控制信号C.执行调节指令，控制调节汽门开度D.修正转速偏差13.火力发电厂中，凝汽器的真空主要依靠（）来建立和维持。A.循环水泵B.凝结水泵C.抽气器或真空泵D.射水泵14.热电偶产生热电势的条件是（）。A.两端温度相同，材料不同B.两端温度不同，材料相同C.两端温度不同，材料不同D.两端温度相同，材料相同15.烟气中的三氧化硫与水蒸气结合生成硫酸蒸汽，当烟气温度低于（）时，硫酸蒸汽会凝结造成低温腐蚀。A.露点B.沸点C.熔点D.临界点16.在流体力学中，雷诺数Re是判断流体流动状态的准则，当RA.紊流B.层流C.过渡流D.湍流17.锅炉炉膛水冷壁管通常采用（）来吸收炉膛辐射热。A.对流换热B.辐射换热C.导热D.接触换热18.汽轮机发生水冲击的原因之一是（）。A.蒸汽流量过大B.真空过高C.锅炉满水或蒸汽带水D.调速系统失灵19.在自动控制原理中，PID调节器中的“D”指的是（）。A.比例调节B.积分调节C.微分调节D.微分时间常数20.标准煤的低位发热量规定为（）。A.20934kJ/kgB.29307kJ/kgC.7000kcal/kgD.10000kcal/kg二、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。在每小题列出的五个备选项中有至少两个是符合题目要求的，请将其代码填在题后的括号内。错选、多选、少选或未选均无分。）1.影响对流换热系数α的主要因素包括（）。A.流体流速B.流体物性（密度、粘度、导热系数等）C.换热面几何形状和尺寸D.流动状态（层流或紊流）E.流体颜色2.提高朗肯循环热效率的方法有（）。A.提高蒸汽初参数（温度和压力）B.降低蒸汽终参数（背压）C.采用回热循环D.采用再热循环E.增加凝汽器冷却水流量3.汽轮机轴向位移增大的原因可能有（）。A.负荷突然增加B.推力轴承磨损C.叶片结垢严重D.蒸汽流量急剧增加E.真空急剧下降4.锅炉受热面高温腐蚀的主要影响因素包括（）。A.燃煤中的硫含量B.管壁温度C.烟气中腐蚀性成分的浓度D.燃烧工况（如缺氧燃烧）E.环境湿度5.下列属于流量测量仪表的有（）。A.孔板流量计B.喷嘴C.文丘里管D.转子流量计E.热电阻6.离心式水泵发生汽蚀时的现象包括（）。A.流量和扬程急剧下降B.泵内有噪声和振动C.叶轮表面出现蜂窝状麻点D.电机电流增大E.泵体温度降低7.热工自动控制系统的基本组成环节包括（）。A.调节对象（被控对象）B.测量变送器C.调节器D.执行器E.电源8.导致汽轮机振动增大的常见原因有（）。A.转子质量不平衡B.轴系不对中C.油膜振荡D.动静摩擦E.润滑油温过高9.顺流布置和逆流布置是换热器中流体流动的两种基本方式，关于它们的说法正确的是（）。A.逆流布置的平均温差大B.顺流布置的平均温差小C.逆流布置时，冷流体的出口温度可能高于热流体的出口温度D.顺流布置时，冷流体的出口温度永远低于热流体的出口温度E.工程上为了提高传热效果，多采用逆流或混合流布置10.锅炉尾部受热面（如空气预热器）低温腐蚀的防治措施有（）。A.提高排烟温度B.采用耐腐蚀材料C.燃料脱硫D.低氧燃烧E.吹灰和冲洗三、判断题（本大题共15小题，每小题1分，共15分。请判断下列各题的正误，正确的打“√”，错误的打“×”。）1.只要工质的压力和温度确定了，其状态就一定确定。（）2.热力学第二定律指出，热量可以自发地从低温物体传向高温物体，而不需要其他代价。（）3.绝热过程是指工质与外界没有热量交换的过程，其熵值一定不变。（）4.流体在管道内流动时，流速越快，压力越低，这是伯努利方程的体现。（）5.所有的金属导体，其电阻值都随着温度的升高而增大。（）6.汽轮机的级内损失包括喷嘴损失、动叶损失、余速损失、湿气损失等。（）7.锅炉的排污率越高，锅炉的热效率越高。（）8.调节阀的流量特性是指介质流过阀门的相对流量与阀门相对开度之间的关系。（）9.热电偶回路中接入第三种导体材料时，只要该导体两端温度相同，就不会影响热电偶的热电势。（）10.真空越高，绝对压力越小。（）11.火力发电厂中，凝汽器冷却水的温度越低，汽轮机的真空就越好，发电效率就越高。（）12.比例积分（PI）调节器中，积分作用的主要目的是消除系统的稳态误差。（）13.导热的第一定律（傅里叶定律）表明，热流密度与温度梯度成正比，方向相反。（）14.蒸汽在汽轮机内膨胀做功，其温度和压力都逐渐降低，比容逐渐增大。（）15.烟气中的飞灰磨损主要与烟气流速的三次方成正比。（）四、填空题（本大题共15空，每空1分，共15分。请在每小题的空格中填上正确答案。）1.热力学第一定律的实质是__________守恒定律在热力学中的应用。2.理想气体的比热容分为定压比热容和定容比热容，其中__________比热容较大。3.水在水泵中的压缩升压过程可以近似地看作__________过程。4.汽轮机的相对内效率是用来衡量汽轮机__________完善程度的指标。5.锅炉燃料燃烧所需的空气量主要取决于燃料的__________。6.斯特藩-玻尔兹曼定律描述了__________物体表面辐射力与其绝对温度四次方成正比的关系。7.在流体力学中，流体流经突然扩大的管道截面时，会产生__________损失。8.热电阻温度计是利用金属导体的__________随温度变化而变化的特性来测量温度的。9.PID调节器中的P、I、D分别代表比例、积分和__________。10.汽轮机监视仪表（TSI）主要监测的参数包括转速、轴向位移、振动、__________等。11.锅炉的省煤器是利用__________来加热给水的热交换设备。12.凝汽器的传热端差是指__________温度与冷却水出口温度之差。13.为了防止汽轮机超速，每台汽轮机必须配备可靠的__________保护装置。14.在换热器计算中，对数平均温差（LMTD）适用于__________流动方式的换热器计算。15.火力发电厂的主要热力循环设备包括锅炉、汽轮机、凝汽器和__________。五、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分。）1.简述热力学第二定律的开尔文-普朗克表述及其物理意义。2.什么是汽蚀？离心泵发生汽蚀时有哪些危害？如何防止？3.简述中间再热循环的目的及其在大型汽轮机中的应用意义。4.请画出典型的单回路负反馈自动控制系统的方框图，并简述各组成部分的作用。5.简述锅炉过热蒸汽温度调节的基本原理及常用调节方法。六、计算题（本大题共3小题，共40分。要求写出必要的计算公式、主要计算过程及结果。）1.（本题12分）某汽轮发电机组，进入汽轮机的新蒸汽压力=12.5MPa，温度=C，焓值=（1）每千克蒸汽在汽轮机内做的理想功（即焓降）；（2）若汽轮机的相对内效率=0.85（3）若蒸汽流量为D=2.（本题14分）有一台逆流式水-水换热器，已知热流体进口温度=C，出口温度=C，流量=5000kg/h，比热容=试求：（1）换热器的热负荷Q（kW）；（2）换热器的对数平均温差Δ；（3）所需的换热面积F（）。3.（本题14分）某离心式水泵在转速n=1450r/min时的性能曲线（H−Q（1）求水泵在原工况下所需的轴功率P（kW）；（取水的密度ρ=（2）若采用变速调节，将转速降低到，求新的转速；（假设泵的特性满足比例定律）（3）比较两种调节方法的能耗特点，简述变频调速技术的节能优势。七、综合分析题（本大题共2小题，共20分。要求分析透彻，逻辑清晰，条理明确。）1.（本题10分）某300MW机组在运行过程中，DCS（分散控制系统）报警显示“汽轮机轴承振动大”，同时就地检查发现机组声音异常。运行人员初步判断为转子质量不平衡。请结合热工检测与故障诊断知识，分析：（1）引起汽轮机转子质量不平衡的常见原因有哪些？（2）振动信号频谱分析中，质量不平衡故障的典型频率特征是什么？（3）除质量不平衡外，还有哪些原因会导致汽轮机振动增大？请列举至少三种并简要说明。2.（本题10分）锅炉过热器出口蒸汽温度是火力发电厂的重要控制参数。某直流锅炉在低负荷运行时，出现过热汽温波动大、超温现象。请从热工自动控制的角度分析：（1）影响直流锅炉过热汽温的主要因素是什么？（2）为什么说直流锅炉的汽温控制比汽包锅炉更为困难？（3）针对直流锅炉的汽温控制，通常采用什么控制策略（如燃水比控制、中间点温度控制等）？请简述其控制逻辑。参考答案一、单项选择题1.C2.B3.A4.A5.B6.B7.C8.C9.A10.A11.A12.C13.C14.C15.A16.B17.B18.C19.C20.B二、多项选择题1.ABCD2.ABCD3.ABCDE4.ABCD5.ABCD6.ABC7.ABCD8.ABCDE9.ABCDE10.ABCDE三、判断题1.×（两个独立状态参数才能确定状态，如对于两相区，仅知压力和温度不能确定比容）2.×（热量不能自发地从低温物体传向高温物体）3.×（可逆绝热过程熵不变，不可逆绝热过程熵增大）4.√5.×（部分半导体材料电阻随温度升高而降低）6.√7.×（排污率越高，工质和热量损失越大，效率降低）8.√9.√10.√11.√12.√13.√14.√15.√四、填空题1.能量2.定压3.绝热4.内部能量转换5.元素分析成分（或收到基碳、氢含量）6.黑体7.局部阻力（或突扩阻力）8.电阻值9.微分10.胀差（或相对膨胀）11.排烟余热（或烟气余热）12.凝汽器内饱和蒸汽13.危急保安器（或超速）14.逆流（或顺流、叉流，纯逆流最常用）15.给水泵五、简答题1.答：开尔文-普朗克表述：不可能制成一种循环动作的热机，只从一个热源吸取热量，使之全部变为有用功，而不向低温热源放出热量。物理意义：指出了热机工作的必要条件，即热机必须至少有两个热源（高温热源和低温热源），单热源热机（第二类永动机）是不可能制造成功的。它揭示了热功转换过程的方向性和局限性，即机械能可以无条件地全部转换为热能，但热能不能无条件地全部转换为机械能。2.答：汽蚀定义：当液体在泵内流动时，由于局部压力降低至该温度下的汽化压力时，液体发生汽化产生气泡，气泡随流体流至高压区时迅速凝结溃灭，周围液体以极高速度撞击叶片，产生高频高强度的冲击力，这种现象称为汽蚀。危害：(1)产生噪声和振动，破坏运行环境；(2)导致水泵扬程、流量和效率急剧下降；(3)造成叶轮、泵壳等过流部件表面呈蜂窝状或海绵状破坏，严重时穿透叶片。防止措施：(1)降低泵的几何安装高度，提高有效汽蚀余量；(2)降低吸入管路的阻力损失（如增大管径、减少弯头）；(3)在泵前加装诱导轮或采用双吸叶轮；(4)控制输送介质的温度，防止因温度升高导致汽化压力升高。3.答：目的：将汽轮机高压缸做完功的蒸汽全部引出，送回锅炉再热器中重新加热，使其温度提高后再送回汽轮机中、低压缸继续做功。应用意义：(1)提高蒸汽的终干度，降低低压缸末级叶片的湿度，减轻水滴对叶片的侵蚀，延长叶片寿命；(2)提高高参数大容量机组的热效率。通过再热，使整个循环的平均吸热温度提高，从而提高循环热效率；(3)使得在采用更高初压力的同时，排汽湿度保持在允许范围内，从而为提高机组初参数、单机容量和热效率提供了可能。4.答：方框图：[输入信号R]→[比较环节⊗]→[偏差E]→[调节器]→[控制信号U]→[执行器]→[调节阀]→[被控对象]→[被控变量Y]→[测量变送器]→[反馈信号Z]→[比较环节]（注：比较环节处E=各部分作用：(1)被控对象：生产过程中需要控制的工艺设备或过程；(2)测量变送器：检测被控变量的实际值，并将其转换为标准信号传输给调节器；(3)调节器：接收偏差信号，按预定的控制规律（如PID）进行运算，输出控制信号；(4)执行器：接收调节器的信号，将其转换为位移或力，驱动调节阀门改变控制介质流量。5.答：基本原理：根据热平衡原理，过热器出口蒸汽温度取决于蒸汽吸热量与蒸汽流量的比值。通过改变蒸汽侧的吸热能力或工质流量，维持汽温稳定。常用调节方法：(1)喷水减温法（最常用）：将给水直接喷入过热蒸汽中，水吸收蒸汽热量蒸发成蒸汽，降低汽温。特点是调节灵敏、惯性小，但效率略降。(2)烟气侧调节：改变火焰中心高度（摆动燃烧器倾角）、改变烟气挡板开度（再热汽温常用）、采用烟气再循环等。特点是调节惯性大，但无工质损失，经济性好。(3)蒸汽侧旁路：对于面式减温器，利用部分蒸汽冷却后的混合调温。六、计算题1.解：（1）每千克蒸汽的理想功（焓降）：Δ（2）每千克蒸汽的实际功：=（3）汽轮机的轴功率：蒸汽质量流量DP即P≈答：理想功为915kJ/kg2.解：（1）换热器的热负荷Q：由热流体放热计算：Q=Q（2）对数平均温差Δ：逆流布置：ΔΔΔ（3）换热面积F：由传热方程Q=F注意单位统一：KF答：热负荷为233.35kW；对数平均温差为C；所需换热面积约为3.解：（1）原工况轴功率P：QPP（2）变速调节后的转速：根据比例定律，流量与转速成正比：==（3）比较与节能优势：出口节流调节是通过关小出口阀门，增加管道阻力来减小流量，水泵在高效点附近运行，但管路阻力曲线变陡，水泵扬程有一部分消耗在阀门节流损失上，轴功率下降不明显（轴功率与流量仍大致成正比，甚至因扬曲升高而功率不降反升），能耗大，经济性差。变速调节是通过改变泵转速来改变泵的性能曲线，使泵工作在新的高效点，且满足流量要求。根据比例定律，轴功率与转速的三次方成正比（P∝优势：变频调速技术能平滑调节转速，调节精度高，实现软启动减少冲击，最重要的是在低负荷时能显著降低能耗，避免节流损失。答：轴功率为3.49kW；新转速为七、综合分析题1.答：（1）转子质量不平衡的常见原因：叶片断裂、脱落或飞脱；叶片结垢严重且不均匀；转子部件（如围带、拉金）松动或损坏；转子本身材质不均匀或加工误差导致原始不平衡；转子受热不均产生热弯曲（如启动暖机不当）；联轴器不平衡或找正偏差过大。（2）典型频率特征：质量不平衡（包括刚性转子及柔性转子的一阶振型）故障的振动频率主要为工频（即转速频率，1×（3）其他导致振动增大的原因：轴系不对中：联轴器连接处角度或平行度偏差，产生明显的2倍频振动。油膜振荡：滑动轴承油膜失稳，产