2026年热力发电厂试题(附参考答案解析)

2026年热力发电厂试题(附参考答案解析)一、单项选择题（每题2分，共30分）1.现代火力发电厂提高朗肯循环热效率的主要措施不包括（）。A.提高主蒸汽初参数（压力、温度）B.采用再热循环C.降低凝汽器背压（提高真空度）D.减少给水泵出口压力2.锅炉水冷壁的主要作用是（）。A.加热给水至饱和温度B.吸收炉膛辐射热，将水加热成饱和蒸汽C.加热蒸汽至过热温度D.回收烟气余热，加热空气3.反动式汽轮机与冲动式汽轮机的主要区别在于（）。A.反动式汽轮机无喷嘴，冲动式有喷嘴B.反动式汽轮机级内蒸汽在动叶中膨胀程度更大C.反动式汽轮机转速更低D.冲动式汽轮机轴向推力更小4.凝汽器的真空主要由（）形成。A.循环水泵连续抽水B.汽轮机排汽在凝汽器内凝结成水，体积急剧缩小C.抽气器不断抽出不凝结气体D.凝结水泵维持水位稳定5.热力除氧器的工作原理基于（）。A.亨利定律：气体在水中的溶解度与水面上该气体的分压力成正比B.道尔顿定律：混合气体的总压力等于各组分气体分压力之和C.热力学第一定律：能量守恒D.阿基米德原理：浮力与排开液体重量相关6.火力发电厂汽水循环系统中，不属于回热系统设备的是（）。A.高压加热器B.除氧器C.低压加热器D.凝汽器7.燃煤电厂超低排放改造中，控制NOx的关键技术是（）。A.电袋复合除尘器B.石灰石-石膏湿法脱硫C.选择性催化还原（SCR）脱硝D.湿式电除尘器8.汽轮机调节系统的主要作用是（）。A.维持汽轮机转速稳定，适应电网负荷变化B.提高汽轮机内效率C.控制轴向推力D.防止汽轮机超速跳闸9.自然循环锅炉与强制循环锅炉的主要区别在于（）。A.自然循环依靠水与汽水混合物的密度差循环，强制循环依靠泵驱动B.自然循环锅炉压力更高C.强制循环锅炉蒸发量更小D.自然循环锅炉无需水冷壁10.火力发电厂热力试验的主要目的是（）。A.验证设备设计性能，优化运行参数B.检测设备故障C.计算发电成本D.评估环保排放11.超超临界机组的主蒸汽压力通常为（）。A.16~18MPaB.22.1~25MPaC.25~31MPaD.31MPa以上12.汽轮机轴封系统的主要作用是（）。A.防止高压蒸汽外漏，避免空气内漏B.提高汽轮机效率C.冷却轴颈D.传递扭矩13.锅炉空气预热器的主要作用是（）。A.加热燃料B.降低排烟温度，提高锅炉效率C.干燥煤粉D.增加炉膛内氧量14.给水泵的作用是（）。A.将凝结水从凝汽器送至低压加热器B.将除氧器水箱中的水升压后送至锅炉C.将循环水打入凝汽器D.将疏水回收到除氧器15.火力发电厂的厂用电率是指（）。A.厂用电力消耗占发电厂总发电量的百分比B.厂用电力消耗占上网电量的百分比C.发电机输出功率与汽轮机输入功率的比值D.锅炉热效率与汽轮机效率的乘积二、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.朗肯循环中，乏汽在凝汽器中被冷却成饱和水。（）2.再热器的作用是将汽轮机高压缸排汽重新加热，提高蒸汽温度，改善低压缸工作条件。（）3.汽轮机的级内损失包括喷嘴损失、动叶损失、余速损失，不包括漏汽损失。（）4.凝汽器真空越高，汽轮机热效率越高，因此应尽可能降低凝汽器背压。（）5.热力除氧器运行中，需控制水温略高于对应压力下的饱和温度，以保证气体析出。（）6.锅炉的热效率是指有效利用热量与燃料低位发热量的比值。（）7.汽轮机轴向推力的主要来源是动叶两侧的压力差，与叶轮前后的压力差无关。（）8.超临界锅炉的水冷壁中，工质在相变过程中存在明显的汽液两相区。（）9.发电厂的煤耗率是指每发1kWh电所消耗的标准煤量，单位为g/(kWh)。（）10.汽轮机启动过程中，暖机的主要目的是防止金属部件因温差过大产生热应力损伤。（）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述朗肯循环的主要组成设备及其在循环中的作用。2.锅炉过热器的作用是什么？列举三种常见的过热器类型并说明其特点。3.汽轮机级内损失主要包括哪些类型？其中哪类损失与汽轮机设计制造精度直接相关？4.凝汽器真空形成的原理是什么？运行中影响真空的主要因素有哪些？5.简述热力除氧的基本原理及运行中需控制的主要参数。四、计算题（每题8分，共24分）1.某朗肯循环中，主蒸汽参数为p1=13MPa、t1=535℃（焓h1=3430kJ/kg），凝汽器背压p2=0.005MPa（饱和水焓h2’=137.8kJ/kg，乏汽焓h2=2300kJ/kg），给水泵出口水焓h3=142kJ/kg（忽略给水泵耗功）。计算该循环的热效率。2.某锅炉燃煤量B=100t/h，燃煤低位发热量Qnet,ar=22000kJ/kg，锅炉有效利用热量Q1=7.2×10^8kJ/h。计算锅炉热效率ηb；若排烟热损失q2=6%，化学未完全燃烧热损失q3=0.5%，机械未完全燃烧热损失q4=2%，散热损失q5=0.8%，灰渣物理热损失q6=0.7%，用反平衡法验证ηb是否一致。3.某汽轮机额定功率P=300MW，主蒸汽流量D=900t/h，主蒸汽焓h0=3300kJ/kg，给水焓hfw=1000kJ/kg。计算该汽轮机的汽耗率d和热耗率q。五、综合分析题（6分）某300MW机组运行中，汽轮机轴向推力突然增大，超过报警值（正常范围0~8kN，当前12kN）。试分析可能的原因，并提出针对性的处理措施。参考答案及解析一、单项选择题1.D解析：提高给水泵出口压力是为了克服锅炉阻力，与循环热效率无关；提高初参数、再热、降低背压均能提高朗肯循环效率。2.B解析：水冷壁布置在炉膛四周，吸收辐射热，将水加热成饱和蒸汽；加热给水至饱和的是省煤器，加热蒸汽至过热的是过热器，回收余热加热空气的是空预器。3.B解析：反动式汽轮机动叶栅中蒸汽膨胀程度大（反动度约0.5），冲动式动叶中膨胀小（反动度约0.05~0.2）；两者均有喷嘴（或静叶栅），反动式轴向推力更大。4.B解析：排汽凝结成水，体积缩小约3万倍，形成高度真空；抽气器仅维持真空（抽出不凝结气体），循环水泵和凝结水泵是辅助设备。5.A解析：热力除氧通过加热使水达到饱和温度，降低气体分压力（道尔顿定律），根据亨利定律，气体溶解度随分压力降低而减小，从而析出。6.D解析：回热系统包括高加、除氧器、低加，利用抽汽加热给水；凝汽器是冷源设备，不属于回热系统。7.C解析：SCR脱硝通过催化剂使NH3与NOx反应提供N2和H2O，是控制NOx的核心技术；除尘用除尘器，脱硫用湿法脱硫。8.A解析：调节系统通过改变进汽量维持转速稳定（单机运行）或负荷稳定（并网运行），是电网调频的关键。9.A解析：自然循环依靠密度差（水的密度大于汽水混合物）驱动循环，强制循环依靠循环泵（如控制循环锅炉）；超临界锅炉无自然循环。10.A解析：热力试验通过测量参数验证设备性能（如锅炉效率、汽轮机热耗），为优化运行提供依据；故障检测主要靠在线监测。11.C解析：超临界压力为22.12MPa（临界压力），超超临界通常指压力＞25MPa（如25~31MPa），温度＞580℃。12.A解析：轴封系统通过供汽防止高压端蒸汽外漏（损失能量、污染环境），低压端防止空气内漏（降低真空）。13.B解析：空预器利用排烟余热加热空气，降低排烟温度（q2损失），提高燃烧效率和锅炉热效率。14.B解析：给水泵将除氧器水箱的水（约0.5MPa）升压至锅炉工作压力（如13~30MPa），送入省煤器。15.A解析：厂用电率=（厂用电量/总发电量）×100%，反映电厂自用电水平，是经济性指标。二、判断题1.×解析：乏汽在凝汽器中被冷却成饱和水（凝结水），但实际运行中凝结水温度略低于饱和温度（存在端差）。2.√解析：再热器将高压缸排汽（约300℃）重新加热至535℃左右，提高低压缸进汽温度，防止末级叶片水蚀。3.×解析：级内损失包括喷嘴、动叶、余速、漏汽、摩擦、湿汽损失等，漏汽损失（隔板汽封、叶顶汽封漏汽）是重要组成部分。4.×解析：真空过高会导致凝汽器循环水量增加、厂用电上升，且受循环水温度限制（存在最佳真空），并非越高越好。5.√解析：热力除氧需将水加热至对应压力下的饱和温度（如0.12MPa下104℃），使气体分压力趋近于0，保证析出。6.√解析：锅炉热效率ηb=（Q1/B·Qnet,ar）×100%，Q1为有效利用热量（水和蒸汽吸收的热量）。7.×解析：轴向推力来源包括动叶两侧压力差、叶轮前后压力差（轮盘摩擦）、汽封凸肩压力差，其中动叶压差是主要部分。8.×解析：超临界压力（＞22.12MPa）下，水无明显相变点（临界点），工质由液态直接变为气态，无汽液两相区。9.√解析：标准煤耗率b=（B×Qnet,ar×1000）/（P×3600），单位g/(kWh)，3600kJ=1kWh。10.√解析：暖机通过控制升速、保持转速，使金属部件（汽缸、转子）温度均匀，避免温差过大导致热应力超限（如裂纹）。三、简答题1.朗肯循环组成设备及作用：①锅炉：将燃料化学能转化为蒸汽热能（加热水成过热蒸汽）；②汽轮机：蒸汽膨胀做功，将热能转化为机械能；③凝汽器：将汽轮机排汽冷却成凝结水（形成真空，提高循环效率）；④给水泵：将凝结水升压后送回锅炉（维持循环流动）。2.过热器作用：将饱和蒸汽加热成过热蒸汽，提高汽轮机进汽焓值，避免汽轮机末级叶片水蚀。常见类型及特点：①对流过热器：布置在烟道中，靠烟气对流换热，汽温随烟温、流量变化大；②辐射过热器：布置在炉膛上部，吸收辐射热，汽温随锅炉负荷增加而降低；③半辐射过热器（屏式过热器）：兼具辐射和对流特性，布置在炉膛出口，汽温特性较平稳。3.级内损失类型：喷嘴损失、动叶损失、余速损失、漏汽损失、摩擦鼓风损失、湿汽损失（湿蒸汽级）。与设计制造精度直接相关的是漏汽损失（取决于汽封间隙、叶顶径向间隙的设计加工）。4.真空形成原理：汽轮机排汽进入凝汽器，被循环水冷却凝结成水，体积急剧缩小（约3万倍），形成高度真空（绝对压力＜大气压）。影响真空的主要因素：循环水流量/温度（流量小、温度高则真空低）、凝汽器换热效果（管束结垢、汽侧积空气）、抽气器工作效率（无法及时抽出不凝结气体）、汽轮机排汽量（排汽量过大超过凝汽器冷却能力）。5.热力除氧原理：基于亨利定律和道尔顿定律，将水加热至对应压力下的饱和温度，使溶解气体的分压力趋近于0，气体从水中析出。运行控制参数：①水温（等于或略高于饱和温度）；②压力（稳定以维持饱和温度）；③水位（保证水在除氧头内停留时间）；④进汽量（满足加热需求）。四、计算题1.循环净功w=h1-h2=3430-2300=1130kJ/kg；吸热量q1=h1-h3=3430-142=3288kJ/kg；热效率η=w/q1=1130/3288≈34.4%。2.正平衡法ηb=（Q1/B·Qnet,ar）×100%=（7.2×10^8）/(100×10^3×22000)×100%≈32.7%（注：实际锅炉效率应更高，此处数据为示例）；反平衡法ηb=100%-(q2+q3+q4+q5+q6)=100%-(6+0.5+2+0.8+0.7)=90%（说明正平衡数据可能为假设，实际两者应一致）。3.汽耗率d=D/P=900×10^3kg/h/300×10^3kW=3kg/(kWh)；热耗率q=d×(h0-hfw)=3×(3300-1000)=6900kJ/(kWh)（注：实际热耗率约7800~8500kJ/(kWh)，示例数据简化）。五、综合分析题可能原因：①汽轮机负荷突然增加（进汽量增大，动叶推力增大）；②叶片结垢（通流面积减小，级间压力差增大）；③凝汽器真空下降（排汽压力升高，末级叶片反动度增大）；④轴封供汽压力异常（高压轴封漏