热电厂认识试题及答案

热电厂认识试题及答案<center>热电厂认识试题及答案</center>一、单项选择题（共30题，每题1分，共30分）1.在现代热电厂的热力循环中，最基本的蒸汽动力循环是朗肯循环。朗肯循环主要由四个基本热力过程组成，其中在锅炉中发生的热力过程是（）。A.绝热压缩过程B.定压加热过程C.绝热膨胀过程D.定压放热过程2.热电厂中衡量汽轮机经济性的重要指标之一是汽耗率，其定义是指汽轮机每产生单位电能所需要的蒸汽量。对于同一种类型的汽轮机，下列关于汽耗率的说法正确的是（）。A.汽耗率越大，说明汽轮机的经济性越好B.汽耗率越小，说明汽轮机将热能转化为机械能的效率越低C.汽耗率越小，说明汽轮机的经济性越好D.汽耗率与汽轮机的经济性没有直接关系3.在锅炉的各类受热面中，其主要作用是将水加热至饱和温度但未发生汽化的受热面是（）。A.水冷壁B.过热器C.省煤器D.再热器4.煤粉在锅炉炉膛内的燃烧过程极其复杂，通常可以将其划分为三个阶段。其中挥发分大量析出并着火燃烧的阶段被称为（）。A.着火前的准备阶段B.燃烧阶段C.燃尽阶段D.扩散阶段5.汽轮机按照工作原理可分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机。在冲动式汽轮机中，蒸汽的热能转变为动能的过程主要发生在（）。A.动叶栅中B.静叶栅（喷嘴）中C.汽缸内D.转子上6.热电厂的凝结水系统是汽轮机热力循环中的重要组成部分。凝结水泵的作用是将凝汽器内的凝结水抽出并升压，送入（）。A.除氧器B.锅炉省煤器C.给水泵D.轴封加热器7.在高压锅炉的汽包水位监视中，通常采用双色水位计。双色水位计利用了光在不同介质中的折射率不同的原理，使得汽水界面在视觉上呈现出不同的颜色，通常显示为（）。A.汽红水绿B.汽绿水红C.汽黄水蓝D.汽白水黑8.发电机的冷却方式对于其运行容量和寿命有着至关重要的影响。目前大容量汽轮发电机最常采用的冷却方式组合是（）。A.空气冷却B.氢气内部冷却加定子水内冷C.全水内冷D.油冷却9.在火力发电厂的烟气脱硫工艺中，石灰石-石膏湿法脱硫技术应用最为广泛。该工艺的脱硫吸收剂是石灰石浆液，其脱硫反应的最终产物是（）。A.亚硫酸钙B.硫酸钙C.二氧化硫D.碳酸钙10.汽轮机在启停和运行过程中，由于各种原因会产生热应力。为了限制汽轮机部件产生过大的热应力，必须严格控制汽轮机的（）。A.转速变化率B.负荷变化率和蒸汽温度变化率C.真空变化率D.油压变化率11.锅炉的燃烧调节系统中，燃料量、送风量和引风量三个调节系统是相互协调的。其中，引风量调节的主要任务是维持锅炉炉膛上部的（）。A.微正压B.微负压C.零压D.高负压12.在热电厂的电气主接线中，发电机与变压器之间的连接方式有多种。当发电机发出的电能全部通过变压器升压后送入电网，不设发电机电压母线时，这种连接方式称为（）。A.有汇流母线接线B.单元接线C.扩大单元接线D.桥形接线13.凝汽器在汽轮机排汽口建立并维持高度真空的主要原因是（）。A.凝汽器内部装有抽气器B.汽轮机排汽在凝汽器内被冷却水凝结成水，体积急剧缩小C.冷却水的流速非常快D.凝汽器的结构非常庞大14.在锅炉的水循环中，当水冷壁管内壁的汽水混合物由于含汽率过高，导致管壁得不到水的冷却而与蒸汽接触，使得管壁温度急剧升高的现象称为（）。A.沸腾换热恶化B.水动力不稳定C.循环停滞D.循环倒流15.热电厂中除氧器的主要任务是除去给水中的溶解氧及其他气体。热力除氧的原理是基于（）。A.亨利定律B.道尔顿定律C.拉乌尔定律D.查理定律16.在汽轮机的保护系统中，防止汽轮机超速损坏的最重要保护装置是（）。A.轴向位移保护B.低真空保护C.危急保安器D.润滑油压低保护17.锅炉炉膛内发生水冷壁管爆破事故时，通常会出现一系列现象。下列现象中，不属于水冷壁爆破典型现象的是（）。A.炉膛内发出强烈的泄漏声，炉膛压力变为正压B.蒸汽流量大于给水流量C.炉膛火焰发暗，燃烧不稳定D.凝汽器水位急剧下降18.在电力系统中，同步发电机的励磁系统起着至关重要的作用。励磁系统的主要功能不包括（）。A.向发电机转子绕组提供直流电流，建立磁场B.在发电机发生故障时，强行励磁以提高电力系统的暂态稳定性C.调节发电机的无功功率输出D.调节发电机的有功功率输出19.热电厂的厂用电率是衡量电厂经济运行的重要指标。厂用电率是指发电厂在生产电能的过程中，自身消耗的电量占（）。A.总装机容量的百分比B.总发电量的百分比C.总厂用电量的百分比D.总负荷的百分比20.在蒸汽管道的保温层设计中，保温材料的选择至关重要。保温材料之所以能起到保温作用，是因为其具有（）。A.很高的导热系数B.很低的导热系数C.很高的比热容D.很高的密度21.汽轮机运行中，当主蒸汽压力升高而温度不变时，对汽轮机运行的主要危害是（）。A.末级叶片湿度增大，容易发生水蚀B.调节级焓降增大，容易过载C.汽轮机轴向推力减小D.汽轮机热效率显著提高22.在锅炉的制粉系统中，磨煤机是核心设备。中速磨煤机相比于低速钢球磨煤机，其主要优点是（）。A.适合磨制硬度极大的无烟煤B.设备体积小，单位电耗低，噪声小C.对煤中的杂质不敏感D.煤粉细度可以磨得更细23.变压器在运行中，如果发生铁芯多点接地故障，可能会产生的严重后果是（）。A.变压器输出电压升高B.铁芯局部过热甚至烧毁C.变压器油位急剧下降D.变压器短路阻抗变大24.在热工自动控制系统中，PID调节器是最常用的调节规律。其中字母“I”代表的积分作用，其主要功能是（）。A.加快系统的响应速度B.消除系统的静差，提高控制精度C.抑制系统的超调量D.增加系统的稳定性25.凝汽器的冷却水在管内流动，蒸汽在管外凝结。当冷却水进口温度升高时，在其他条件不变的情况下，凝汽器的真空将（）。A.升高B.降低C.保持不变D.先升高后降低26.在锅炉尾部烟道中，通常布置有省煤器和空气预热器。如果将空气预热器布置在省煤器之前（即沿烟气流动方向先经过空气预热器），这种布置方式称为（）。A.单级布置B.双级布置C.倒置布置D.交错布置27.汽轮机停机后，转子由于上下温差会产生热变形，导致转子弯曲。为了防止或消除这种热弯曲，通常采取的措施是（）。A.立即破坏真空B.投入盘车装置C.开启汽缸疏水阀D.增加润滑油压28.在高压加热器中，由于管束破裂或疏水调节阀失灵导致水位过高时，最直接的危害是（）。A.加热器换热效率降低B.抽汽逆止阀泄漏C.水倒灌入汽轮机造成水击D.给水系统压力下降29.热电厂中，反映燃料化学能转化为电能的热经济性总指标是全厂热效率。对于凝汽式发电厂，全厂热效率的大致范围是（）。A.20%~30%B.35%~45%C.50%~60%D.70%~80%30.在电气系统中，避雷器的作用是保护电气设备免受雷电过电压和操作过电压的损害。目前变电站和发电厂中最广泛使用的避雷器类型是（）。A.管型避雷器B.阀型避雷器C.氧化锌避雷器D.保护间隙二、多项选择题（共15题，每题2分，共30分）1.锅炉的燃烧系统是一个复杂的物理化学过程系统。影响煤粉锅炉燃烧工况的因素很多，主要包括（）。A.煤粉细度B.煤的挥发分和发热量C.一、二次风的配比和风速D.炉膛温度和过量空气系数2.汽轮机本体主要由静止部分和转动部分组成。下列部件中，属于汽轮机静止部分的有（）。A.汽缸B.喷嘴室C.隔板D.转子3.在热电厂的热力系统中，回热加热器（高、低压加热器）的广泛应用极大地提高了电厂的热经济性。回热加热器的主要作用包括（）。A.提高给水温度，减少锅炉受热面的吸热量B.提高循环热效率C.增加汽轮机的排汽量，改善末级叶片的工作条件D.减少凝汽器的热负荷，降低冷却水耗量4.发电厂电气系统中的发电机必须具备完善的保护装置。下列属于发电机主保护的有（）。A.差动保护B.定子接地保护C.转子接地保护D.失磁保护5.锅炉水冷壁管的主要作用包括（）。A.吸收炉膛高温火焰的辐射热，使水部分汽化产生饱和蒸汽B.保护炉墙，防止炉墙被高温火焰烧坏C.降低烟气温度，保证炉膛出口烟温在安全范围内D.积聚灰渣，便于排渣6.在汽轮机的调节系统中，调速器是感知转速变化并发出指令的元件。现代汽轮机常用的调速器类型有（）。A.机械离心式调速器B.液压调速器C.电气调速器D.手动调速器7.热电厂中，真空系统的严密性对汽轮机的经济运行至关重要。如果真空系统漏入空气，会导致（）。A.凝汽器真空下降B.排汽温度升高C.汽轮机轴向推力增大D.凝结水含氧量增加8.变压器在运行中可能会发生各种故障和不正常运行状态。下列属于变压器不正常运行状态的有（）。A.外部短路引起的过电流B.油箱漏油引起的油面降低C.变压器内部绕组匝间短路D.过负荷9.在烟气脱硝技术中，选择性催化还原法（SCR）是应用最广泛的技术。关于SCR脱硝系统，下列描述正确的有（）。A.常用的还原剂有液氨、氨水和尿素B.反应温度通常在300℃~400℃之间C.催化剂的主要成分通常包含V2O5和TiO2D.脱硝反应的产物是氮气和水10.汽轮机在启动过程中，需要严密监视和控制各项参数，以防止设备损坏。启动过程中需要重点监视的参数包括（）。A.蒸汽温度和压力的变化率B.汽缸和转子的热膨胀及胀差C.汽缸上下壁温差D.轴承振动和轴向位移11.在锅炉的水处理系统中，离子交换除盐是保证锅炉给水品质的关键环节。混床离子交换器中通常装填的树脂有（）。A.强酸性阳离子交换树脂B.强碱性阴离子交换树脂C.弱酸性阳离子交换树脂D.大孔吸附树脂12.影响凝汽器传热效果的因素众多，如果凝汽器铜管内壁脏污或结垢，会导致（）。A.凝汽器端差增大B.凝汽器真空下降C.冷却水温升减小D.汽轮机热耗率降低13.热电厂的DCS（分散控制系统）具有强大的功能和高度的可靠性。DCS系统的主要特点包括（）。A.分散控制，集中管理B.高度的灵活性和可扩展性C.系统可靠性高，具备冗余设计D.只能用于开关量控制，不能用于模拟量调节14.在电力系统中，同步发电机并列运行时必须满足一定的条件。采用准同期并列方式时，必须满足的条件有（）。A.发电机电压与系统电压幅值相等B.发电机电压相位与系统电压相位相同C.发电机频率与系统频率相等D.发电机相序与系统相序一致15.热电厂中，蒸汽管道的疏水系统对于管道的安全运行非常重要。蒸汽管道设置疏水系统的主要目的是（）。A.排除管道在启停和运行过程中产生的凝结水B.防止管道发生水击现象C.提高蒸汽的过热度D.回收凝结水，减少热损失三、填空题（共20题，每题1分，共20分）1.热力学第一定律的实质是能量守恒与转换定律在热力学中的应用，其数学表达式对于闭口系统可写为q=Δu+w，其中q表示______，w表示______。2.煤的工业分析成分包括水分、灰分、挥发分和______。3.锅炉的过量空气系数是指实际供给的空气量与______之比。4.汽轮机的级通常由一列______和一列______组成。5.在凝汽器中，蒸汽凝结时的温度与冷却水出口温度之差称为凝汽器的______。6.发电厂的电气主接线的基本环节是______、______和进出线。7.汽轮机调节系统的静态特性是指在稳定状态下，汽轮机的______与______之间的对应关系。8.锅炉水冷壁的主要传热方式是______。9.热电厂中常用的除氧器按工作压力可分为大气式除氧器和______除氧器。10.电力系统中，衡量电能质量的两个基本指标是______和______。11.汽轮机转子的临界转速是指转子的工作转速与其自振频率发生______时的转速。12.锅炉的炉膛容积热负荷是指单位炉膛容积在单位时间内______。13.汽轮机油系统的主要作用是提供润滑、冷却以及______。14.在三相交流电路中，有功功率P、无功功率Q和视在功率S之间的关系是S=______。15.热电厂中，凝结水精处理的主要目的是除去凝结水中的______和______。16.锅炉受热面吹灰的目的是清除受热面上的积灰，以提高______，降低排烟温度。17.汽轮机滑销系统的作用是保证汽缸在受热或冷却时能______，同时保持汽缸与转子的______。18.变压器的效率是指变压器的______与______之比。19.脱硫系统的浆液循环泵通常采用______材料，以抵抗浆液的强烈磨损和腐蚀。20.发电机发生失磁故障后，将从系统吸收大量的______功率。四、判断题（共20题，每题1分，共20分）1.朗肯循环的热效率随着蒸汽初压力的提高而单调增加，不受任何限制。（）2.在锅炉中，省煤器是利用低温烟气加热给水的设备，因此其管壁温度总是低于烟气温度。（）3.汽轮机的反动度是指蒸汽在动叶栅中的等熵焓降与整个级的等熵焓降之比。（）4.凝汽器内的真空度越高，汽轮机的经济性就越好，因此应尽可能提高真空度。（）5.在电气系统中，隔离开关可以用来切断负荷电流和短路电流。（）6.锅炉的排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项。（）7.汽轮机的轴向位移保护是为了防止转子与静子之间发生轴向摩擦和碰撞。（）8.热电厂中，高压加热器切除运行时，会导致锅炉给水温度下降，从而增加煤耗。（）9.同步发电机的额定功率因数一般为0.8或0.85滞后。（）10.煤粉细度R90的值越大，说明煤粉越细。（）11.汽轮机在运行中，如果主蒸汽温度急剧下降，可能会导致汽轮机发生水击事故。（）12.在变压器绕组中，采用换位导线的目的是为了减小涡流损耗和环流损耗。（）13.热工仪表的变差是指仪表在同一被测变量值下，正反行程指示值的最大差值。（）14.锅炉炉膛发生爆燃的条件是炉膛内存在可燃物质、空气和着火源。（）15.汽轮机的盘车装置在转子静止后可以随时停止运行，不需要考虑转子热弯曲。（）16.在三相四线制供电系统中，中性线（零线）的作用是提供单相回路和使不平衡电流流回电源。（）17.除氧器的自生沸腾现象是指除氧器在没有外部加热蒸汽的情况下，仅依靠凝结水和疏水放热就能使水沸腾的现象。（）18.烟气脱硫系统中的增压风机是为了克服脱硫系统的阻力而设置的。（）19.汽轮机调速系统的迟缓率越大，说明系统的灵敏度越高。（）20.在直流锅炉中，给水是一次通过受热面就完全变成过热蒸汽，没有汽包。（）五、简答题（共10题，每题5分，共50分）1.简述热电厂中朗肯循环的四个基本热力过程，并说明每个过程分别在哪个设备中完成。2.什么是凝汽器的端差？端差增大可能由哪些原因引起？对热电厂经济运行有何影响？3.简述锅炉水冷壁的作用，并说明膜式水冷壁的优点。4.汽轮机在运行中为什么要监视轴向位移？引起汽轮机轴向推力增大的主要原因有哪些？5.简述热电厂中除氧器的工作原理及热力除氧的两个基本条件。6.什么是汽轮机的胀差？正胀差和负胀差分别是在什么情况下产生的？7.简述火力发电厂电气系统中发电机中性点接地方式及其优缺点。8.锅炉过热器的作用是什么？现代大型锅炉为了调节过热蒸汽温度，通常采用哪些调温方法？9.简述热电厂分散控制系统（DCS）的主要功能及其在电厂运行中的重要性。10.什么是选择性催化还原法（SCR）脱硝？简述其化学反应原理及影响脱硝效率的主要因素。六、论述题（共5题，每题10分，共50分）1.详细论述热电厂热力系统中回热加热器（高、低压加热器）的设置原理、类型（混合式与表面式）及其对整个电厂热经济性的影响，并分析高压加热器事故解列对机组运行的影响及应对措施。2.结合锅炉的燃烧原理，详细论述影响煤粉锅炉燃烧经济性的主要因素，并阐述在实际运行中如何通过调整一、二次风配比、煤粉细度及过量空气系数来优化燃烧，降低飞灰可燃物和排烟热损失。3.详细论述汽轮机在启动和停机过程中的热应力产生机理。论述在运行操作中应采取哪些具体措施来控制汽轮机部件的热应力，从而保证汽轮机的寿命和运行安全。4.论述大型汽轮发电机的冷却方式及其发展历程。详细对比空冷、氢冷和水内冷三种冷却方式的优缺点及适用范围，并论述发电机冷却系统故障对发电机的危害。5.详细论述热电厂电气系统中主变压器的运行维护要点。论述变压器并联运行的条件，以及不满足这些条件时可能产生的严重后果。结合变压器常见故障，论述变压器保护系统的配置原则。七、计算题（共5题，每题10分，共50分）1.某热电厂汽轮机组的额定功率为300MW，在额定工况下运行时，主蒸汽流量为920t/h，主蒸汽压力为16.7MPa，主蒸汽温度为538℃。已知发电机效率为98.5%，机械效率为99%。求该汽轮机组的汽耗率和热耗率（假设忽略给水泵的焓升，且新蒸汽焓h1=3394kJ/kg，凝结水焓h2=140kJ/kg）。2.某凝汽器在设计工况下，冷却水进口温度为20℃，出口温度为30℃，凝汽器压力对应的饱和温度为35℃。现因冷却水流量减少，冷却水出口温度升至33℃，假设蒸汽凝结放热量和传热系数不变，试估算凝汽器的端差、冷却水温升和凝汽器压力对应的饱和温度变化后的值，并计算新的凝汽器真空度（假设当地大气压为0.1MPa，且饱和温度与饱和压力一一对应，不考虑过冷度）。3.某锅炉燃用煤的低位发热量为21000kJ/kg，每小时燃煤量为100t。锅炉的输出热量为2.8×10^8kJ/h，排烟热损失q2=6%，化学不完全燃烧热损失q3=0.5%，机械不完全燃烧热损失q4=2%，散热损失q5=0.5%，灰渣物理热损失q6=0.3%。试求该锅炉的输入热量、锅炉效率q1以及各项热损失之和。4.一台三相双绕组电力变压器，额定容量Sn=31500kVA，额定电压为110kV/10.5kV，连接组别为YNd11。请计算变压器高、低压侧的额定电流。如果该变压器在额定负载下运行，且功率因数为0.85滞后，求变压器输出的有功功率和无功功率。5.某表面式加热器，管内流过给水，流量为500t/h，给水比热容为4.18kJ/(kg·℃)，给水在加热器内的温升为30℃。加热蒸汽的压力为0.5MPa，对应的饱和温度为151.8℃，蒸汽凝结放热潜热为2100kJ/kg。假设加热器散热损失为2%，求需要的加热蒸汽流量（不考虑疏水冷却段的影响，且凝结水在加热器内直接排出）。答案：一、单项选择题答案：1.答案：B。朗肯循环由水泵的绝热压缩、锅炉的定压加热、汽轮机的绝热膨胀和凝汽器的定压放热四个过程组成。A对应水泵，C对应汽轮机，D对应凝汽器。B选项定压加热过程发生在锅炉中，将水加热成过热蒸汽，符合题意。2.答案：C。汽耗率是指每产生1kWh电能所消耗的蒸汽量。汽耗率越小，意味着产生单位电能所需的蒸汽越少，热能转化为机械能的效率越高，经济性越好。A、B、D选项的描述均与事实相反，故C正确。3.答案：C。省煤器布置在锅炉尾部烟道，利用低温烟气加热给水，降低排烟温度。水冷壁吸收炉膛辐射热使水部分汽化产生饱和蒸汽；过热器将饱和蒸汽加热成过热蒸汽；再热器再热高压缸排汽。故C正确。4.答案：B。煤粉燃烧分为着火前准备阶段（水分蒸发、挥发分析出）、燃烧阶段（挥发分着火燃烧及焦炭点燃）和燃尽阶段（焦炭燃尽）。挥发分大量析出并着火燃烧属于燃烧阶段，故B正确。5.答案：B。冲动式汽轮机的工作原理是蒸汽在静叶栅（喷嘴）中发生膨胀，压力降低，速度增加，热能转变为动能；然后在动叶栅中蒸汽不再膨胀，仅改变流动方向，将动能转化为机械能。故B正确。6.答案：A。凝结水泵将凝汽器热井中的凝结水抽出升压，经过低压加热器后送入除氧器。除氧器之后由给水泵进一步升压。故A正确。7.答案：A。双色水位计利用光在不同介质中的折射率不同，使得蒸汽空间呈现红色，水空间呈现绿色，即“汽红水绿”，便于运行人员清晰监视水位。故A正确。8.答案：B。大容量汽轮发电机由于发热量大，通常采用氢气内部冷却转子绕组和定子铁芯，定子绕组采用水内冷，即“水氢氢”冷却方式，冷却效果最好。故B正确。9.答案：B。石灰石-石膏湿法脱硫中，石灰石浆液吸收二氧化硫生成亚硫酸钙，随后在强制氧化空气的作用下氧化为硫酸钙（即石膏）。最终产物是硫酸钙。故B正确。10.答案：B。热应力主要由温差引起。在汽轮机启停和负荷变化时，蒸汽温度变化率和负荷变化率直接决定了汽缸和转子的温差，从而决定热应力大小。故B正确。11.答案：B。引风机的作用是将炉膛内的烟气抽出，维持炉膛上部微负压，防止火焰向外喷出并降低漏风。故B正确。12.答案：B。单元接线是指发电机与变压器直接串联，中间无母线，发电机发出的电能全部通过变压器升压送入电网，系统简单、短路电流小。故B正确。13.答案：B。汽轮机排汽在凝汽器内被冷却水冷却凝结成水，由于蒸汽凝结成水后体积急剧缩小（约缩小数万倍），从而在凝汽器内形成高度真空。抽气器只是抽出漏入的空气维持真空。故B正确。14.答案：A。沸腾换热恶化（又称膜态沸腾）是指管内壁含汽率过高，水膜被撕破或蒸干，管壁直接与蒸汽接触，对流放热系数急剧下降，导致管壁温度骤升的现象。故A正确。15.答案：A。热力除氧基于亨利定律，即气体在水中的溶解度与其在水面上的分压力成正比。通过加热水至饱和温度，水面上水蒸气分压力接近全压，其他气体分压力趋于零，气体便从水中析出。故A正确。16.答案：C。危急保安器是机械式超速保护装置，当汽轮机转速达到额定转速的110%~112%时动作，迅速关闭主汽门和调节汽门，切断进汽，防止超速损坏。故C正确。17.答案：D。水冷壁爆破时，炉内有泄漏声且压力变正压（A），由于蒸汽泄漏，蒸汽流量大于给水流量（B），水位下降，炉膛火焰发暗（C）。凝汽器水位通常由于给水减少而下降，不会急剧上升，但D描述为“凝汽器水位急剧下降”并非水冷壁爆破最直接、最典型的特征现象（典型现象是汽包水位急剧下降），但在选项中，D相对其他现象关联度最弱，实际上水冷壁爆破导致汽水系统失水，凝汽器补水增加，真空下降，凝汽器水位可能波动，但最典型的是给水流量不正常地大于蒸汽流量（如果误判）。修正：水冷壁爆破时，蒸汽大量泄漏，蒸汽流量大于给水流量，汽包水位急剧下降，凝汽器真空下降。D选项“凝汽器水位急剧下降”不是直接典型现象，故D不属于典型现象。18.答案：D。励磁系统向转子提供直流电流建立磁场（A），故障时强行励磁提高暂态稳定（B），调节励磁电流可改变发电机内部电势，从而调节无功功率（C）。有功功率的调节是由汽轮机的进汽量决定的，与励磁系统无关。故D错误，符合题意。19.答案：B。厂用电率是指发电厂在生产电能过程中自身辅助设备消耗的电量占同一时期总发电量的百分比。故B正确。20.答案：B。保温材料具有很低的导热系数，能够有效增加传热阻力，减少热量散失。故B正确。21.答案：A。主蒸汽压力升高而温度不变时，蒸汽的焓降略有增加，但更重要的是蒸汽的湿度增大（过热度降低），导致汽轮机末级叶片湿度增大，容易发生水蚀。同时调节级焓降减小，不会过载。故A正确。22.答案：B。中速磨煤机（如MPS磨、RP磨）结构紧凑，体积小，金属消耗量少，磨煤电耗低，噪声小。但其对煤质要求较高，不适合磨制硬质煤。故B正确。23.答案：B。变压器铁芯正常情况下应一点接地。若发生多点接地，接地点之间会形成闭合回路，感应出环流，导致铁芯局部过热甚至烧毁。故B正确。24.答案：B。PID调节器中，P（比例）用于加快响应速度，I（积分）用于消除静差，提高无差度，D（微分）用于超前调节，减小超调。故B正确。25.答案：B。冷却水进口温度升高，在冷却水量和蒸汽负荷不变的情况下，冷却水带走的热量减少，凝汽器内蒸汽凝结温度升高，相应的饱和压力升高，即真空降低。故B正确。26.答案：B。在双级布置中，沿烟气流动方向，高温段布置过热器，然后是第一级省煤器和第一级空气预热器，接着是第二级省煤器和第二级空气预热器。如果将空气预热器布置在省煤器之前，通常是指双级布置中的特定级配方式。但在常规单级布置中，烟气先经省煤器再经空预器。题目描述“空气预热器布置在省煤器之前”属于双级布置中的倒置排列。实际上，双级布置是为了提高空气预热温度，将省煤器和空预器分成两级交错布置。故B正确。27.答案：B。汽轮机停机后，上下汽缸由于散热条件不同产生温差，导致转子热弯曲。投入盘车装置使转子缓慢旋转，使转子受热或冷却均匀，消除或防止热弯曲。故B正确。28.答案：C。高压加热器管束破裂或疏水调节失灵导致水位过高时，水会倒灌入汽轮机抽汽管道，进入汽缸造成水击，损坏汽轮机叶片。故C正确。29.答案：B。目前大型凝汽式发电厂的全厂热效率（毛效率）大约在35%~45%之间，超超临界机组可达45%以上。故B正确。30.答案：C。氧化锌避雷器具有优异的非线性伏安特性，无间隙，结构简单，保护性能好，是目前发电厂和变电站中最广泛使用的避雷器。故C正确。二、多项选择题答案：1.答案：A,B,C,D。煤粉细度（A）、煤的挥发分和发热量（B）决定了着火和燃烧的难易程度；一、二次风的配比和风速（C）决定了着火时间和燃烧稳定性；炉膛温度和过量空气系数（D）直接影响燃烧速度和燃尽程度。故全选。2.答案：A,B,C。汽轮机静止部分包括汽缸（A）、喷嘴室（B）、隔板（C）等。转子（D）属于转动部分。故A、B、C正确。3.答案：A,B,C,D。回热加热器利用汽轮机抽汽加热给水，提高了给水温度，减少了锅炉吸热量（A）；回热提高了循环热效率（B）；增加了抽汽量，减少了排汽量，改善了末级叶片工作条件（C）；排汽量减少使得凝汽器热负荷降低，冷却水耗量减少（D）。故全选。4.答案：A,B。发电机主保护是指针对发电机内部故障的保护，包括差动保护（A）和定子接地保护（B）。转子接地保护（C）和失磁保护（D）属于发电机异常运行保护。故A、B正确。5.答案：A,B。水冷壁吸收炉膛高温辐射热产生饱和蒸汽（A），同时保护炉墙不被高温烧坏（B）。降低烟气温度是过热器和省煤器的作用；积聚灰渣是冷灰斗的作用。故A、B正确。6.答案：A,B,C。汽轮机调速器经历了机械离心式（A）、液压式（B）和电气式（C）的发展过程。手动调速器不属于自动调节系统的调速器。故A、B、C正确。7.答案：A,B,C,D。真空系统漏入空气，空气阻碍传热，导致真空下降（A）；真空下降导致排汽温度升高（B）；空气聚集在排汽缸，改变了汽流分布，可能增大轴向推力（C）；空气漏入凝结水中，导致凝结水含氧量增加（D）。故全选。8.答案：A,B,D。外部短路引起的过电流（A）、油面降低（B）和过负荷（D）属于不正常运行状态。内部绕组匝间短路（C）属于故障状态。故A、B、D正确。9.答案：A,B,C,D。SCR脱硝常用的还原剂有液氨、氨水和尿素（A）；反应温度在300℃~400℃（B）；催化剂多为V2O5/TiO2（C）；反应产物为无害的氮气和水（D）。故全选。10.答案：A,B,C,D。汽轮机启动时，蒸汽参数变化率（A）、热膨胀及胀差（B）、汽缸温差（C）、振动和轴向位移（D）都是直接关系到机组安全的重点监视参数。故全选。11.答案：A,B。混床离子交换器为了同时除去水中的阳离子和阴离子，通常同时装填强酸性阳离子交换树脂（A）和强碱性阴离子交换树脂（B）。故A、B正确。12.答案：A,B。凝汽器铜管脏污结垢导致传热系数下降，传热端差增大（A）；传热恶化导致真空下降（B）。冷却水温升在蒸汽负荷和冷却水量不变时基本不变；真空下降会导致热耗率升高，而非降低。故A、B正确。13.答案：A,B,C。DCS系统的特点是分散控制、集中管理（A），灵活可扩展（B），冗余设计可靠性高（C）。DCS既能进行模拟量调节，也能进行开关量控制，D错误。故A、B、C正确。14.答案：A,B,C,D。准同期并列必须满足电压幅值相等（A）、相位相同（B）、频率相等（C）和相序一致（D）四个条件。相序一致是先决条件，其余三个在并列瞬间需满足。故全选。15.答案：A,B,D。蒸汽管道疏水系统排除启停和运行中的凝结水（A），防止水击（B），并回收凝结水减少热损失（D）。疏水不能提高蒸汽过热度。故A、B、D正确。三、填空题答案：1.答案：热量；膨胀功。解释：q代表单位质量工质与外界交换的热量，w代表工质对外界作的膨胀功。2.答案：固定碳。解释：煤的工业分析测定水分、灰分、挥发分后，剩余的部分即为固定碳。3.答案：理论空气量。解释：过量空气系数α=实际空气量/理论空气量。4.答案：静叶栅（喷嘴）；动叶栅。解释：汽轮机的级由一列静止的喷嘴和一列旋转的动叶组成。5.答案：端差。解释：端差是凝汽器性能监视的重要指标。6.答案：发电机；变压器。解释：电气主接线的基本环节是电源（发电机）、升压变电站（变压器）和进出线。7.答案：转速；功率（或负荷）。解释：静态特性反映了稳定状态下汽轮机转速随负荷变化的规律。8.答案：辐射换热。解释：炉膛内火焰温度极高，水冷壁主要吸收高温火焰的辐射热。9.答案：压力式（或高压）。解释：高压机组通常采用压力式除氧器（工作压力0.5MPa左右）。10.答案：频率；电压。解释：电能质量主要指频率稳定和电压稳定。11.答案：共振。解释：当工作转速与自振频率重合时，发生共振，振幅急剧增大。12.答案：燃料的输入热量。解释：炉膛容积热负荷反映了炉膛大小和燃烧强度的关系。13.答案：调速保安系统的动力油。解释：汽轮机油系统提供润滑油、冷却油以及调节保护系统的动力油。14.答案：√(P²+Q²)。解释：视在功率是电压和电流有效值的乘积，与有功和无功构成直角三角形关系。15.答案：溶解盐类；悬浮杂质。解释：凝结水精处理用于除去微量溶解盐和金属氧化物悬浮物。16.答案：传热系数。解释：吹灰清除了受热面积灰，恢复了传热系数。17.答案：自由膨胀；中心一致。解释：滑销系统保证汽缸定向膨胀，且转子与静子中心保持一致。18.答案：输出有功功率；输入有功功率。解释：变压器效率是输出与输入有功功率之比。19.答案：耐磨耐腐蚀。解释：脱硫浆液具有强磨损和腐蚀性，泵体需采用特殊合金或衬胶。20.答案：无功。解释：发电机失磁后不能建立磁场，从系统吸收无功功率建立磁通。四、判断题答案：1.答案：错误。解释：初压力提高会增大蒸汽湿度，导致末级叶片水蚀，受蒸汽湿度的限制。2.答案：错误。解释：省煤器管内给水温度低于烟气温度，但管壁金属温度介于两者之间，且管壁温度更接近管内介质温度。3.答案：正确。解释：反动度Ω=动叶等熵焓降/级等熵焓降。4.答案：错误。解释：真空度过高会导致凝结水过冷度增大，增加凝结水含氧量，且受冷却水温限制。5.答案：错误。解释：隔离开关没有灭弧装置，不能切断负荷和短路电流。6.答案：正确。解释：排烟热损失q2通常是锅炉最大的一项热损失。7.答案：正确。解释：轴向位移保护防止转子轴向窜动过大，避免动静碰磨。8.答案：正确。解释：高压加热器切除，给水温度下降，锅炉需多烧煤，煤耗增加。9.答案：正确。解释：大型发电机额定功率因数通常为0.85或0.9滞后。10.答案：错误。解释：R90表示90微米筛子上的筛余量，值越大说明留在筛子上的越多，煤粉越粗。11.答案：正确。解释：主蒸汽温度急剧下降可能导致蒸汽带水，造成汽轮机水击。12.答案：正确。解释：换位导线可以减小大截面导体的集肤效应和环流损耗。13.答案：正确。解释：变差是仪表由于摩擦、间隙等原因造成的正反行程指示差值。14.答案：正确。解释：可燃物、空气和着火源是燃烧和爆燃的三要素。15.答案：错误。解释：停机后必须连续盘车一段时间，待转子冷却均匀后方可停止，否则会热弯曲。16.答案：正确。解释：中性线提供单相回路并流过不平衡电流。17.答案：正确。解释：自生沸腾是由于回热系统疏水放热量大于除氧器所需热量引起的。18.答案：正确。解释：脱硫系统增加了烟道阻力，必须设置增压风机克服阻力。19.答案：错误。解释：迟缓率越大，系统灵敏度越低，调节质量越差。20.答案：正确。解释：直流锅炉没有汽包，水一次通过受热面变成过热蒸汽。五、简答题答案：1.答案：朗肯循环的四个基本热力过程及完成设备如下：(1)定压加热过程：在锅炉中完成。水经过省煤器、水冷壁和过热器，定压吸收燃料燃烧的热量，从未饱和水加热成过热蒸汽。(2)绝热膨胀过程：在汽轮机中完成。过热蒸汽在汽轮机内绝热膨胀做功，将热能转化为机械能，压力和温度降低。(3)定压放热过程：在凝汽器中完成。汽轮机排汽在凝汽器内定压凝结放热，变成饱和水，体积急剧缩小。(4)绝热压缩过程：在给水泵中完成。凝结水在给水泵内被绝热压缩，压力升高，送回锅炉，完成循环。2.答案：(1)定义：凝汽器的端差是指凝汽器中蒸汽凝结时的温度（即排汽压力对应的饱和温度）与冷却水出口温度之差。(2)端差增大的原因：凝汽器铜管内壁脏污或结垢，导致传热系数下降；凝汽器内漏入空气，空气附着在管壁形成空气膜，阻碍传热；冷却水流量减少。(3)对经济运行的影响：端差增大意味着传热恶化，在相同冷却水温下，排汽温度升高，排汽压力升高，凝汽器真空下降。这会导致汽轮机焓降减小，热效率降低，煤耗增加。3.答案：(1)水冷壁的作用：吸收炉膛高温火焰的辐射热，使水部分汽化产生饱和蒸汽；保护炉墙，防止炉墙被高温火焰直接冲刷和烧坏，简化炉墙结构；降低炉膛出口烟气温度，防止结渣。(2)膜式水冷壁的优点：管子之间用鳍片焊接成一个整体，气密性好，减少了炉膛漏风；能够充分吸收辐射热，提高锅炉效率；保护炉墙效果更好，可使用轻型炉墙，减轻锅炉重量；便于悬吊和组合安装。4.答案：(1)监视轴向位移的原因：汽轮机在运行中，转子受到蒸汽的轴向推力作用，会产生轴向位移。如果轴向位移过大，会导致动静部件间隙消失，发生轴向摩擦和碰撞，造成严重设备损坏事故。(2)引起轴向推力增大的主要原因：主蒸汽参数急剧下降或发生水击，导致蒸汽密度增大，轴向推力增加；机组负荷急剧增加，蒸汽流量增大；通流部分结垢，导致各级压差增大；高压轴封供汽压力突然变化；真空下降，导致低压段蒸汽反动度变化。5.答案：(1)工作原理：热力除氧基于亨利定律和道尔顿定律。将给水加热至除氧器工作压力下的饱和温度，此时水面上水蒸气的分压力接近全压，其他气体的分压力趋于零。根据亨利定律，气体在水中的溶解度与其分压力成正比，溶解在水中的气体便大量析出。同时，通过机械雾化或淋水盘使水形成水膜或水滴，增大水与蒸汽的接触面积，加速气体的扩散和逸出。(2)热力除氧的两个基本条件：一是必须将水加热到除氧器工作压力下的饱和温度；二是必须保证水和蒸汽有足够的接触面积和时间，并迅速排走析出的气体。6.答案：(1)胀差的定义：汽轮机在启停和负荷变化时，由于转子和汽缸的材质、结构、受热面积和散热条件不同，导致转子和汽缸的膨胀量不同，两者之间的膨胀差值称为胀差。(2)正胀差的产生：在汽轮机启动和加负荷过程中，蒸汽温度升高，转子受热快，膨胀量大于汽缸的膨胀量，转子相对于汽缸向前伸长，产生正胀差。(3)负胀差的产生：在汽轮机停机和减负荷过程中，蒸汽温度降低，转子冷却快，收缩量大于汽缸的收缩量，转子相对于汽缸向后缩短，产生负胀差。7.答案：发电机中性点接地方式主要有：(1)不接地方式：优点是单相接地时电流小，允许运行一段时间；缺点是非故障相电压升高，对绝缘要求高。(2)经消弧线圈接地方式：优点是可补偿单相接地电容电流，减小故障电流；缺点是系统复杂，调节不当易引起谐振过电压。(3)经高电阻接地方式：优点是可限制单相接地时的弧光过电压，便于检测；缺点是接地电流略大。(4)经配电变压器接地（二次侧接小电阻）：大型发电机广泛采用，优点是有效限制接地电流，提供零序电压用于保护灵敏动作；缺点是结构相对复杂。8.答案：(1)过热器的作用：将饱和蒸汽加热成具有一定过热度的过热蒸汽，提高汽轮机的做功能力和循环热效率，降低汽轮机末级叶片的湿度。(2)调温方法：现代大型锅炉通常采用喷水减温器作为主调温手段，通过向过热蒸汽中喷入洁净的给水，吸收热量降低汽温。此外，还采用摆动式燃烧器作为辅助调温手段，通过改变火焰中心位置来改变炉膛吸热和过热器吸热的比例；或者采用烟气再循环、分隔烟道挡板等烟气侧调温方法。9.答案：(1)DCS的主要功能：数据采集与处理系统（DAS），实时采集和显示运行参数；模拟量控制系统（MCS），实现自动调节；顺序控制系统（SCS），实现设备的自动启停和联锁保护；炉膛安全监控系统（FSSS），保障锅炉燃烧安全；汽轮机数字电液控制系统（DEH）。(2)重要性：DCS实现了热电厂生产过程的集中监视、分散控制和管理自动化，极大地提高了机组运行的安全性、经济性和自动化水平，减轻了运行人员的劳动强度，是现代热电厂的神经中枢。10.答案：(1)定义：选择性催化还原法（SCR）脱硝是指在催化剂的作用下，利用还原剂（如氨气）在一定的温度范围内，有选择性地与烟气中的氮氧化物（NOx）反应，生成无害的氮气和水。(2)化学反应原理：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O；NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O。(3)影响脱硝效率的主要因素：反应温度（通常在300℃~400℃最佳）；烟气中NOx的浓度和氨氮比（NH3/NOx摩尔比）；催化剂的活性、用量和寿命；烟气流速和停留时间；烟气中的飞灰和二氧化硫对催化剂的毒化作用。六、论述题答案：1.答案：(1)设置原理与类型：回热加热器设置原理是利用汽轮机中间级抽出的部分蒸汽来加热给水，减少冷源损失，提高循环热效率。类型分为混合式加热器和表面式加热器。混合式加热器中汽水直接接触混合，传热效果好，给水温度可达饱和温度，但系统复杂，每台加热器后需装设水泵，不安全；表面式加热器通过金属管壁传热，汽水不混合，系统简单，水泵数量少，但存在传热端差。(2)对热经济性的影响：采用回热加热器后，提高了进入锅炉的给水温度，减少了锅炉中的不可逆传热损失；同时减少了汽轮机排往凝汽器的蒸汽量，降低了冷源损失。这使得全厂热效率显著提高，煤耗降低。(3)高压加热器事故解列的影响：高压加热器突然事故解列后，给水温度急剧下降，锅炉蒸发量下降，为维持负荷需增加燃料量，导致炉膛温度升高，可能引起过热器超温爆管；同时给水流量瞬间可能波动，影响汽包水位稳定；汽轮机由于抽汽量减少，末级蒸汽流量增加，可能导致末级叶片过载或水蚀加剧。(4)应对措施：发生高压加热器事故解列时，应立即检查给水自动调节情况，必要时切手动维持汽包水位；迅速减少锅炉燃料量，控制过热汽温，防止超温；密切监视汽轮机负荷和轴向位移、振动等参数，必要时减负荷运行；查明原因，排除故障后尽快恢复高压加热器投运。2.答案：(1)影响燃烧经济性的主要因素：煤质（挥发分、发热量、水分和灰分）；煤粉细度；一、二次风的配比、风速和风温；炉膛温度；过量空气系数；燃烧器的结构和运行工况；炉膛结渣情况等。(2)调整一、二次风配比：一次风的作用是输送煤粉并提供着火所需的氧气。挥发分高的煤，一次风量可适当大些；挥发分低的煤，一次风量应小，以提高着火温度和速度。二次风的作用是提供燃烧和燃尽所需的氧气并扰动混合。合理配比能保证着火迅速、燃烧稳定。若一次风过大，着火延迟；二次风过晚，则燃烧不完全。(3)调整煤粉细度：煤粉越细，比表面积越大，着火容易，燃烧速度快，飞灰可燃物降低。但煤粉过细会增加磨煤机电耗。因此应根据煤质选择经济细度。对于难着火的无烟煤，应磨得更细。(4)调整过量空气系数：过量空气系数过大，会增加排烟热损失q2，且降低炉膛温度；过小会导致化学和机械不完全燃烧损失q3、q4增加。最佳过量空气系数应使q2+q3+q4最小。运行中通过调整送风机出力，监视烟气含氧量来控制。优化燃烧应通过试验确定最佳风煤比，保持炉膛微负压，确保火焰充满度好，不偏斜，防止结渣。3.答案：(1)热应力产生机理：汽轮机在启动和停机过程中，由于蒸汽温度急剧变化，汽缸和转子内外壁产生温差。由于金属是热的不良导体，温度变化时表面与内部膨胀或收缩不一致，产生热应力。启动时，高温蒸汽加热汽缸内壁，内壁膨胀受外壁约束，产生压应力；外壁受拉应力。转子同样内表面受压，外表面受拉。停机时相反。交变的热应力会导致金属疲劳，产生裂纹。(2)控制热应力的措施：①严格控制温升率和温降率。在启停过程中，按照规定的曲线控制主蒸汽和再热蒸汽的温度变化率，通常不超过1.5~2℃/min。②采用合理的暖机方式。在启动过程中，在特定转速下保持转速不变（中速暖机、高速暖机），使金属部件温度均匀上升，减小内外温差。③控制负荷变化率。加减负荷时不可过猛，避免蒸汽温度突变。④调整轴封供汽温度。轴封供汽温度应与转子温度相匹配，避免局部产生过大热应力。⑤采用滑参数启停。滑参数启动时，蒸汽温度和压力逐渐升高，使汽轮机受热均匀；滑参数停机时，随负荷降低逐渐降温降压，减少热冲击。⑥保证保温层质量。良好的汽缸保温可以减少散热，降低上下缸温差和内外壁温差。4.答案：(1)冷却方式及发展历程：发电机冷却方式经历了从空冷、氢冷到水冷的发展过程。早期中小型发电机采用空气冷却，结构简单，但冷却能力差。随着容量增大，发展出氢气冷却，氢气导热系数高、密度小，冷却效果好且通风损耗小。大容量发电机进一步采用水内冷，水的冷却能力远大于氢气和空气。(2)优缺点及适用范围：①空冷：优点是系统简单，维护方便，无爆炸危险；缺点是冷却效率低，通风损耗大。适用于100MW以下中小型发电机。②氢冷：优点是冷却效率高，通风损耗小，能提高发电机效率；缺点是氢气与空气混合易爆炸，需要复杂的密封和气体置换系统。适用于100MW~300MW发电机。③水内冷：优点是冷却能力极强，发电机体积小，容量大；缺点是水系统复杂，对水质要求极高，容易发生漏水、结垢堵塞等故障。适用于300MW及以上大型发电机定子绕组，转子通常采用氢内冷，形成“水氢氢”冷却方式。(3)冷却系统故障的危害：发电机冷却系统故障会导致绕组和铁芯温度急剧升高，绝缘材料迅速老化失效，甚至烧毁绕组，造成重大设备损坏事故。氢气系统漏氢可能引发爆炸火灾；水内冷系统断水或漏水会直接导致发电机跳闸或绝缘击穿短路。5.答案：(1)运行维护要点：监视变压器顶层油温、绕组温度，确保在允许范围内；检查油位正常，无渗漏油现象；监听变压器内部声音，应均匀的嗡嗡声，无异常放电声或爆裂声；定期检查硅胶变色情况，及时更换吸湿剂；检查套管清洁无破损，无放电闪络痕迹；检查冷却系统运行正常，油泵和风扇无异常；定期进行油色谱分析，判断内部有无潜伏性故障。(2)并联运行条件：①变比相等（电压比相同）。否则会产生环流，增加损耗，甚至烧毁绕组。②连接组别相同（相位相同）。否则二次侧电压相位差会在绕组间产生极大的循环电流，烧毁变压器。③短路阻抗（阻抗电压）相等。否则各台变压器承担的负荷不能按容量比例分配，阻抗小的变压器可能过载，阻抗大的变压器欠载。(3)保护系统配置原则：针对变压器内部故障，配置瓦斯保护（轻瓦斯报警，重瓦斯跳闸）和差动保护作为主保护；针对外部相间短路引起的过电流，配置复合电压闭锁过流保护作为后备保护；针对中性点直接接地系统，配置零序电流保护；针对过负荷，配置过负荷保护；针对油温过高和冷却系统故障，配置温度和冷却器全停保护。七、计算题答案：1.答案：(1)计算汽耗率：汽轮机的汽耗率d=D/N，其中D为主蒸汽流量，N为发电机输出功率。D=920t/h=920000kg/h。N=300MW=300000kW。d=920000/300000=3.067kg/(kWh)。(2)计算热耗率：热耗率q=(D×(h1-h2))/N。其中h1=3394kJ/kg，h2=140kJ/kg（凝结水焓，忽略给水泵焓升，则给水焓等于凝结水焓）。q=(920000×(3394-140))/300000=(920000×3254)/300000=9985.6kJ/(kWh)。考虑发电机效率和机械效率，汽轮机内功率对