汽机锅炉运行试题以及答案

汽机锅炉运行试题以及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.在自然循环锅炉中，水冷壁管内工质的流动动力主要来源于（）。A.给水泵的压头B.循环泵的压头C.下降管与上升管中工质的密度差D.过热器出口蒸汽的压头答案：C解析：自然循环锅炉依靠下降管中未饱和水与上升管（水冷壁）中汽水混合物之间的密度差产生循环推动力，形成工质的连续流动，无需额外循环泵。2.对于汽包锅炉，汽包的主要作用不包括（）。A.进行汽水分离B.储存炉水，缓冲负荷变化C.作为省煤器、水冷壁和过热器的连接枢纽D.完成给水的最终加热答案：D解析：汽包是锅炉汽水系统的关键部件，具有汽水分离、炉水净化、储存炉水以平衡负荷、连接各受热面等作用。给水的最终加热通常在省煤器中完成，而非汽包。3.汽轮机冲动级中，蒸汽的热能转换为转子机械能的过程主要发生在（）。A.喷嘴B.动叶片C.汽缸D.隔板答案：B解析：在冲动级中，蒸汽在喷嘴（静叶栅）中膨胀，压力降低，流速增加，热能转换为动能；高速蒸汽流冲击动叶片，推动叶轮旋转做功，将动能转换为转子的机械能。主要能量转换发生在动叶片上。4.锅炉运行中，过量空气系数过大，会导致（）。A.排烟温度降低，锅炉效率一定提高B.化学不完全燃烧热损失增加C.排烟热损失增加，锅炉效率降低D.机械不完全燃烧热损失显著增加答案：C解析：过量空气系数过大，意味着送入炉膛的冷空气过多，这会导致排烟体积增大，排烟温度可能因对流换热增强而有所升高，最终导致排烟热损失显著增加，降低锅炉效率。同时，可能使炉温降低，对燃烧稳定性产生不利影响。5.汽轮机在启动过程中，暖机的主要目的是（）。A.提高蒸汽初参数B.减少转子与汽缸的胀差C.降低排汽缸温度D.提高真空度答案：B解析：暖机是汽轮机启动过程中，在某一转速或负荷下停留一段时间，使转子和汽缸均匀受热膨胀，减少两者之间的胀差（即热膨胀差值），避免动静部分发生摩擦，保证机组安全。6.下列哪项不是锅炉水冷壁结渣可能带来的直接危害？（）。A.使炉膛出口烟温升高，可能导致过热器超温B.降低水冷壁的吸热能力，影响锅炉出力C.引起水冷壁管间热偏差，可能导致爆管D.直接导致省煤器泄漏答案：D解析：水冷壁结渣会恶化传热，导致炉膛出口烟温升高，影响过热器安全；降低锅炉出力；造成水冷壁各管吸热不均，引发热偏差和局部超温。省煤器泄漏通常与给水品质、烟气磨损、低温腐蚀等因素相关，与水冷壁结渣无直接因果关系。7.汽轮机运行中，凝汽器真空下降，排汽温度升高，不会导致（）。A.机组热经济性下降B.排汽缸膨胀不均，可能引起机组振动C.低压转子中心变化D.主蒸汽温度必然升高答案：D解析：凝汽器真空下降，排汽压力升高，蒸汽在汽轮机中的可用焓降减少，热经济性下降；排汽温度升高使排汽缸受热膨胀，可能影响转子中心，引起振动。主蒸汽温度主要由锅炉燃烧调整和减温水控制，与凝汽器真空无直接必然联系。8.锅炉给水调节的主要任务是（）。A.维持汽包水位在设定范围内B.维持主蒸汽压力稳定C.维持主蒸汽温度稳定D.维持炉膛负压稳定答案：A解析：汽包水位是锅炉安全运行最重要的监控参数之一。水位过高可能影响汽水分离效果，导致蒸汽带水进入过热器；水位过低则可能破坏水循环，导致水冷壁超温。因此，给水调节的核心是维持汽包水位稳定。9.汽轮机超速试验的目的是（）。A.测量机组最大出力B.校验危急遮断器的动作转速C.提高机组启动速度D.检查调速系统的静态特性答案：B解析：超速试验是在机组首次安装或大修后，通过提升转速，实际校验危急遮断器（机械超速保护）的动作转速是否在规定范围内（通常为额定转速的109%~111%），是确保汽轮机防止超速破坏的最后一道防线可靠性的关键试验。10.在锅炉燃烧调整中，降低NOx排放的可行措施是（）。A.提高炉膛温度B.增加过量空气系数C.采用空气分级燃烧技术D.延长燃料在高温区停留时间答案：C解析：空气分级燃烧是将燃烧所需的空气分阶段送入炉膛，在主燃烧区形成缺氧的富燃料燃烧，降低火焰峰值温度和氧浓度，从而抑制热力型NOx和燃料型NOx的生成，是有效的低NOx燃烧技术。A、B、D选项均会促进NOx生成。二、判断题（每题1分，共10分）1.锅炉的排污目的是为了排出炉水中的盐分、水渣等杂质，以维持炉水品质。（）答案：√解析：连续排污和定期排污是锅炉水质控制的重要手段，通过排出部分高浓度炉水，补充清洁给水，控制炉水含盐量、硅含量等指标在合格范围内，防止结垢和蒸汽品质恶化。2.汽轮机轴向位移增大的唯一原因是推力瓦块磨损。（）答案：×解析：推力瓦块磨损或烧损是导致轴向位移增大的常见原因，但并非唯一原因。蒸汽流量、参数的变化，通流部分结垢，以及机组负荷、真空的变化等都会改变转子的轴向推力，从而影响轴向位移。3.锅炉MFT（主燃料跳闸）动作后，必须立即停止所有送、引风机运行。（）答案：×解析：MFT动作后，应立即切断所有进入炉膛的燃料。但送、引风机通常需要继续运行一段时间（如5~10分钟），进行炉膛吹扫，以清除炉内可能积聚的可燃物，防止再次点火时发生爆燃。4.汽轮机冷态启动时，采用低压微过热蒸汽冲转，有利于减少热冲击。（）答案：√解析：冷态启动时，汽轮机金属温度较低。采用压力、温度相对较低的微过热蒸汽冲转，可以控制蒸汽与金属的温差，减缓升温速率，有效降低转子和汽缸的热应力，减少热冲击。5.锅炉省煤器的主要作用是降低排烟温度，提高锅炉效率，其出口水温可以达到饱和温度甚至产生部分蒸汽。（）答案：√解析：省煤器利用锅炉尾部烟气的余热加热给水，降低排烟温度，回收热量。在现代锅炉中，省煤器出口水温通常设计为低于汽包压力下的饱和温度（非沸腾式），但在某些工况或设计中，也可能达到饱和温度甚至产生少量蒸汽（沸腾式）。6.汽轮机运行中，凝汽器循环水中断，应立即紧急停机。（）答案：√解析：循环水中断，凝汽器失去冷却，真空会迅速恶化，排汽温度急剧升高，导致低压缸、凝汽器膨胀异常，可能引起机组剧烈振动和损坏。同时，冷油器也可能失去冷却，威胁轴承安全。因此必须紧急停机。7.锅炉的飞灰含碳量高低只与煤质有关，与运行调整无关。（）答案：×解析：飞灰含碳量是衡量机械不完全燃烧热损失的重要指标。它不仅与煤的挥发分、灰分、可磨性等煤质特性有关，更与运行中的过量空气系数、一次风配比、煤粉细度、炉膛温度、燃烧器投运方式等调整因素密切相关。8.汽轮机抽汽回热系统的主要目的是提高循环热效率。（）答案：√解析：从汽轮机中抽出一部分做过部分功的蒸汽，用来加热锅炉给水，减少了进入凝汽器的蒸汽量，从而降低了冷源损失。同时，提高了给水温度，使工质在锅炉中的平均吸热温度升高，因此提高了整个朗肯循环的热效率。9.锅炉安全阀的整定压力必须低于汽包的设计工作压力。（）答案：×解析：根据规程，安全阀的整定（起座）压力应略高于锅炉的工作压力，但必须低于汽包的设计压力（即最高允许工作压力）。这样才能在工作压力异常升高时及时起跳泄压，同时保证汽包在起跳压力下仍处于安全范围内。10.汽轮机润滑油温过高，会降低油的粘度，不利于油膜的形成，可能引起轴承磨损或烧瓦。（）答案：√解析：润滑油的主要作用之一是在轴颈和轴瓦间形成稳定的油膜。油温过高，润滑油粘度下降，油膜承载能力减弱，厚度变薄，容易导致油膜破坏，使轴瓦与转子轴颈发生干摩擦，造成磨损甚至烧瓦事故。三、填空题（每空1分，共20分）1.锅炉的热平衡是指输入锅炉的热量与______之间的平衡关系，通常用______表示其效率。答案：输出锅炉的有效利用热量及各项热损失；正平衡法或反平衡法解析：锅炉热平衡是锅炉设计、运行和能效分析的基础。输入热量主要来自燃料燃烧。输出包括有效利用热（产生蒸汽或热水）和各种热损失（排烟、气体及固体未完全燃烧、散热、灰渣物理热等）。效率可通过正平衡（输出/输入）或反平衡（100%-各项损失率之和）计算。2.汽轮机调节系统主要由______、______、______和配汽机构组成。答案：转速感受机构；传动放大机构；执行机构（反馈装置）解析：这是一个经典结构。转速感受机构（如离心式调速器、液压脉冲泵或电子传感器）感知转速变化；传动放大机构（如错油门、油动机等）将微弱信号放大；执行机构（通常是油动机）操纵调节汽门开度；反馈装置使系统稳定。3.影响锅炉蒸汽带水的主要因素有______、______、______和汽包水位。答案：锅炉负荷；蒸汽压力；炉水含盐量；汽包内部装置效率（任填三个）解析：锅炉负荷增加，蒸汽流速加快，分离难度加大；压力升高，汽水密度差减小，分离效果变差；炉水含盐量高，易产生泡沫，使水位虚假膨胀，导致蒸汽空间减小和携带水滴；汽包内旋风分离器、波形板分离器等装置的性能直接影响分离效果。4.汽轮机转子发生油膜振荡时，其振动频率等于或略低于转子的______。答案：第一阶临界转速的一半解析：油膜振荡是滑动轴承支承的柔性转子在达到或超过两倍第一临界转速时可能发生的一种自激振动。其特点是振动频率锁定在转子第一阶临界转速附近，且与转速无关，振幅很大，非常危险。5.锅炉水压试验分为______试验和______试验，其目的是检验承压部件的______和______。答案：工作压力；超压（1.25倍或1.5倍工作压力）；强度；严密性解析：水压试验是检验锅炉承压部件制造、安装或检修质量的重要手段。工作压力试验检查严密性；超压试验在更严格条件下检验承压部件的强度。试验用水一般为除盐水，水温有特定要求。6.汽轮机胀差是指______与______的膨胀差值。启动时，通常______的膨胀快于______。答案：转子；汽缸；转子；汽缸解析：由于转子的质量（热容量）相对较小且受蒸汽直接冲刷，而汽缸质量大、结构复杂，因此启动加热时转子升温膨胀速度通常快于汽缸，出现正胀差（转子相对汽缸膨胀更多）。停机冷却时则相反。7.煤粉锅炉一次风的主要作用是______并满足______初期燃烧需要的氧量；二次风的主要作用是提供______所需的空气，并加强扰动混合。答案：输送煤粉；煤粉；煤粉完全燃烧解析：一次风携带煤粉进入炉膛，其风量需满足煤粉输送防堵的要求，同时提供煤粉着火阶段所需的少量氧气。二次风在燃烧器喷口附近或后期送入，提供燃烧所需的大部分氧气，并通过合理组织气流，促进煤粉与空气的混合，确保燃烧完全。四、简答题（每题5分，共25分）1.简述锅炉启动过程中，为何要严格控制汽包上下壁温差和内外壁温差？控制措施主要有哪些？答案：严格控制汽包壁温差是为了防止产生过大的热应力，导致汽包变形、接口焊缝开裂，威胁安全。汽包壁厚，在进水、升压过程中，内壁接触工质先受热膨胀，而外壁或下壁（接触水）升温慢于上壁（接触蒸汽），产生温差和热应力。主要控制措施有：①控制上水温度与速度，冬季采用热水上水；②点火初期缓慢升温升压，控制升压速率；③利用锅炉底部蒸汽加热装置（如邻炉加热）均匀预热汽包；④建立正常水循环前，保持燃烧稳定、对称，避免局部加热；⑤投入蒸汽加热装置（有的话）使汽包均匀受热。2.汽轮机冲转前必须具备的主要条件有哪些？（至少列出五项）答案：①主、再热蒸汽参数（压力、温度）符合冲转要求，且具有50℃以上的过热度。②凝汽器真空达到规定值（如-85kPa以上）。③盘车连续运行时间足够（通常2~4小时以上），大轴弯曲度在合格范围内。④润滑油压、油温、EH油压正常，各轴承回油畅通。⑤高、低压旁路系统备用正常（若设置）。⑥汽轮机各系统（如疏水、轴封、循环水、凝结水等）已按启动要求投运正常。⑦汽轮机各项保护（如ETS）已投入，监测仪表正常。⑧转子偏心度在允许范围内。3.什么是锅炉的虚假水位现象？在何种工况下容易发生？运行中应如何正确判断和处理？答案：虚假水位是指汽包水位指示的变化与汽包内实际储水量变化相反的现象。它是由工质压力突然变化引起汽包内汽水混合物比体积变化所导致。容易发生的工况：①锅炉负荷突然大幅增减；②主汽压力骤变；③安全阀动作；④启停给水泵或给水调节阀大幅动作时。判断与处理：运行人员需结合工况变化综合分析。例如，负荷骤增时，压力下降，水面下蒸汽泡体积膨胀，导致水位先快速上升（虚假水位），随后因蒸发量大于给水量，实际储水量减少，水位转而下降。处理时，在虚假水位上升阶段应避免立即大幅关小给水，而应稍缓操作，待水位开始真实下降时再加强给水。现代DCS系统通常引入蒸汽流量等信号进行三冲量调节，以克服虚假水位影响。4.汽轮机运行中，监视段压力有何意义？答案：监视段压力通常指调节级后或各非调整抽汽段后的蒸汽压力。其意义在于：①判断通流部分是否结垢：在相同主蒸汽参数和流量下，若监视段压力升高，说明该级组后的通流面积减小，很可能是叶片或喷嘴结盐垢所致。②估算机组负荷：监视段压力与蒸汽流量近似成正比，可用于粗略估算负荷或流量。③判断叶片是否损坏：若某监视段压力异常升高，同时该级后温度也升高，可能提示该级叶片严重损坏，通流能力下降。④为分析机组运行经济性提供数据。5.简述锅炉低负荷运行时，稳燃的主要技术措施有哪些？答案：①投运油枪或气体燃烧器助燃，提供稳定火源。②提高煤粉细度，改善着火条件。③适当降低一次风速，提高煤粉气流初温，有利于着火。④集中燃烧器运行，避免火焰过于分散，提高燃烧区温度水平。⑤合理配风，在保证必要过量空气下，适当减少二次风量，特别是下二次风，以稳定燃烧区。⑥采用新型稳燃技术，如浓淡分离燃烧器、旋流预燃室等。⑦确保燃煤质量相对稳定，避免突然变差。五、计算题（第1题8分，第2题7分，共15分）1.某锅炉额定蒸发量D=670t/h，给水温度=C，给水压力近似为汽包压力。汽包压力下饱和水焓=1400解析与计算：本题基于锅炉正平衡热效率公式计算。锅炉有效吸热量等于燃料输入热量乘以效率。锅炉有效吸热量：=需要先计算给水焓值。题目给出给水温度=C，压力近似为汽包压力（饱和压力）。在饱和压力下，250℃的水是未饱和水，其焓值需查未饱和水性质表。但题目未提供，通常给水焓可用近似公式或根据温度估算。此处为简化，假设给水焓≈·则：=锅炉输入热量来自燃料：=根据效率公式：=所以：B答案：锅炉的额定燃料消耗量约为60.86t2.某凝汽式汽轮机组的朗肯循环，已知新蒸汽焓=3400kJ/kg，排汽焓解析与计算：朗肯循环热效率是输出净功与从锅炉（热源）吸收热量的比值。忽略泵功，则循环净功工质在锅炉中等压吸热过程：=则循环热效率为：=代入数据：=答案：该朗肯循环的热效率约为33.85。六、论述题（10分）试论述大型单元制火力发电机组协调控制（CCS）的主要任务、基本控制方式及其在机组运行中的作用。答案：大型单元制火力发电机组协调控制系统（CCS）是连接锅炉和汽轮机，实现机组整体控制的核心系统。主要任务：在接受电网负荷指令或运行人员设定指令后，协调锅炉与汽轮机的