热力发电厂习题与答案(全面重点)

第1页一名词解释热电厂的燃料利用系数：电、热两种产品的总能量与输入能量之比。热化发电率：质量不等价的热电联产的热化发电量与热化供热量的比值。发电热耗率：每发一度电所消耗的能（热）量。端差：加热器汽侧压力下的饱和温度与出口水温之间的差值。最佳真空：在汽轮机排汽量和循环水入口水温一定的条件下，增大循环水量使汽轮机输出功率增加cP，同时输送循环水的循环水泵的耗功随之增加Ppu，当输出净功率为最大时，即maxmax)(pucPPP，所对应的真空即凝汽器的最佳真空。二简答题1、混合式加热器的优点有哪些？答：混合式加热器的优点是：(1)传热效果好，能充分利用加热蒸汽的热量；(2)结构简单，造价低；(3)便于汇集不同温度和压力的疏水。2、高压加热器的过热蒸汽冷却段的任务是什么？答：利用蒸汽的过热度，通过强制对流而使蒸汽在只降低过热度的情况下，放出过热热量加热给水，以减少传热端差，提高热经济性。3、表面式加热器的疏水冷却段的任务是什么？答：利用刚进入加热器的低温给水来冷却加热器内的疏水，疏水温度的降低后进入下级加热器。这样可使本级抽汽量增加，压力较低一级抽汽量减少，提高机组的经济性。5、除氧器滑压运行的优点与存在的问题？答：滑压运行的优点是：避免除氧器用汽的节流损失，使汽机抽汽点分配合理，热经济性高，系统简单投资省。缺点是：当汽机负荷突然增加时，使给水溶氧量增加；当汽机负荷减少时，尤其是汽机负荷下降很大时，给水泵入口发生汽蚀，引起给水泵工作失常。6、提高蒸汽初参数、降低蒸汽终参数均可提高机组的热经济性，其受哪些主要条件限制？答：提高蒸汽初温主要受金属材料的制约。金属材料的强度极限，主要取决于其金相结构和承受的工作温度。随着温度的升高，金属材料的强度极限、屈服点以及蠕变极限都要随之降低，高温下金属还要氧化，甚至金相结构也要变化，导致热力设备零部件强度大为降低，乃至毁坏。提高蒸汽初压主要受蒸汽膨胀终了时湿度的限制，而且提高蒸汽初参数还会影响电厂钢材消耗的总投资。降低蒸汽终参数主要受凝汽器的设计面积、管材和冷却水量的限制。7、锅炉连续排污的目的是什么？答：锅炉连续排污的目的是：为了保持炉水的水质指标在允许范围内，从而使锅炉产生出来的蒸汽品质合乎要求。防止在受热面及汽机通流部分积垢从而增强了传热效果，保证汽轮机出力，减少轴向推力，提高了机组的经济性和安全性。8、在回热系统中，为什么都选用比混合式热经济性差的表面式加热器？答：每个混合式加热器后都必须配置水泵，为防止水泵汽蚀，水泵应低位布置，为了可靠，还需备用泵，这些都使回热系统和主厂房布置复杂化，投资和土建费用增加；采用表面式加热器系统简单、无旋转设备、阀门少、漏点少、可靠性高、维护量小；因此，选用了热经济性较差的面式加热器组成回热系统。9、简述滑压运行除氧器比定压运行除氧器热经济性高的原因。答：定压运行除氧器抽汽管路上装有压力调整门，节流压降大，故经济性差；滑压运行除氧器水的焓升和相邻的加热器相同，根据最佳回热分配原则，属于等焓升分配，而定压运行除氧器其水的焓升远小于相邻的加热器。11、简述中间再热对给水回热的影响。答：中间再热使给水回热加热的效果减弱：功率相同的条件下，再热使汽轮机的主蒸汽消耗量减少，回热抽汽量减少，回热抽汽作功减少；再热使汽轮机的中、低压缸各级抽汽焓和过热度增加，回热抽汽量减少，回热抽汽作功减少。1提高蒸汽初温可提高机组的热经济性，分析其原因，并说明提高蒸汽初温在工程中主要受哪些因素限制。答：（1）提高机组热经济性的原因A.提高蒸汽初温0t，吸热过程的平均吸热温度1T提高，循环热效率21(1/)100%tTT提高。B.提高蒸汽初温0t，蒸汽比容增大，漏汽损失、叶轮摩擦损失变小；在汽轮机功率不变的情况下，汽轮机体积流量增大，叶高增长，叶高损失变小；提高蒸汽初温0t，湿度降低，湿汽损失减小，所以汽轮机的相对内效率ri提高。汽轮机的绝对内效率riti提高，所以机组热经济性提高。第2页（2）限制因素提高蒸汽初温0t受金属材料的制约。随着温度的升高，金属材料的强度极限、屈服点以及蠕变极限都要随之降低，高温下金属还要发生氧化，甚至金相结构也要变化，导致热力设备零部件强度大为降低，乃至毁坏。所以提高蒸汽初温，就要使用优质合金钢，设备投资增加。2现在绝大多数大容量再热式机组都设置了旁路系统，简述旁路系统的作用。答：（1）保护再热器。（2）协调启动参数和流量，缩短启动时间，延长汽轮机寿命。（3）回收工质和热量、降低噪声。（4）防止锅炉超压，兼有锅炉安全阀的作用。（5）电网故障和机组甩负荷时，锅炉能维持热备用状态或带厂用电运行。3在现代的高参数、大容量采用中间再热机组的热力系统中，大多数回热加热器都采用了内置式疏水冷却段以提高热经济性，试利用热量法分析其原因。答：加热器加装内置式疏水冷却段后，给水或凝结水在疏水冷却段内吸热，进入加热器本体的水温升高，给水或凝结水在加热器本体内的吸热量减少，使本级抽汽量减少；并且疏水在疏水冷却段放热，进入下级加热器的水温降低，疏水在下级加热器内放热量减少，使低压抽汽量增加。高压抽汽量减少，低压抽汽量增加，回热做功比增大，故热经济性提高。4给水热除氧的机理基于哪两个基本定律？根据热除氧机理指出监测哪些参数就可了解给水溶氧量情况。答：（1）给水热除氧机理的两个基本定律a.分压定律（道尔顿定律）混合气体全压力0p等于其组成各气体分压力之和，即除氧器内水面上混合气体全压力0p，应等于溶解水中各气体分压力之和：OHCOONppppp22220OHjpp2如定压下加热水至沸腾并使水蒸气分压力OHp2趋近于全压，则水面上所有其他气体的分压力jp即趋近于零。b.亨利定律气体在水中的溶解度，与该气体在水面上的分压力成正比。即单位体积水中溶解某气体量b与水面上该气体的分压力bp成正比，表达式为：0ppKbbdmg/L（2）监测除氧器汽侧压力p和除氧水箱水温t，由汽侧压力p求得饱和温度st，则除氧水的过冷度ttts，根据过冷度的大小可以给水溶氧量情况。5什么是除氧器的自生沸腾现象？为防止这种现象的发生，可采取哪些解决措施？答：除氧器的自生沸腾：当除氧器接收的高加疏水及有关辅助汽水流量在除氧器内放热很大，无需四段抽汽的热量就可以使除氧器的水达到饱和温度的现象称为除氧器的自生沸腾。解决措施：a.可将一些辅助汽水流量如轴封漏汽、门杆漏汽或某些疏水改为引至其它较合适的加热器；b.设置高加疏水冷却器，降低其焓值后再引入除氧器；c.采用高压除氧器，即通过提高除氧器的工作压力来减少高压加热器的目，使其水量降低。d.将化学补水引入除氧器，但热经济性降低。6在火力发电厂原则性热力系统计算中，拟定回热加热器的热平衡式并据以求解加热器的抽汽量是其中很重要的一步，试对下图中的加热器根据所给符号写出热平衡式。答：（1）（2）)()()(1``11`wjwjfwjjjjjjhhhhhh)()()(11`111wjwjfwwjjjwjjjhhhhhh7对于抽汽凝汽式机组，其做功汽流可分为供热汽流和凝汽汽流，这两部分汽流与代替凝汽式机组做功汽流的热经济性满足下述关系，iciih，sce,scpsh,ebbb，试分析其原因。答：分析iih，scpshebb,第3页供热式机组的供热汽流在汽轮机做功后抽出对热用户供热，完全没有冷源热损失，其实际循环热效率ih为：1)()()()(`0`0`0`ihhhahhhahhihhhhhhhhqqw而凝汽式机组由于排汽排入凝汽器，放出热量，存在冷源损失，故其绝对内效率i小于1，即：ihi1因为：gmihpbsheb123.0,，gmipbscpb123.0，ihi，所以，scpsh,ebb。分析ici，scescpbb,iic的主要原因为：①该凝汽流量通过供热式机组调节抽汽用的回热隔板，恒有节流导致的不可逆热损失。②抽汽式供热机组非设计工况的效率要降低，如采暖用单抽汽式机组在非采暖期运行时，采暖热负荷即为零，就是这种情况。③电网中一般供热机组的初参数都低于代替电站的凝汽式机组。④热电厂必须建在热负荷中心，有时其供水条件比凝汽式电厂的差，使其热经济性有所降低。（4分）因为：gmicpbsceb123.0,，gmipbscpb123.0，iic，所以，sc,escpbb。三作出符合下列条件的火电厂热力系统图1.高、中、低压三缸两排汽，低压缸对称分流，一次中间再热；2.机组有八级回热，三高、四低、一除氧，其中高压缸两段、中压缸两段抽汽；3.#1、#2高压加热器带有内置式蒸冷段和疏冷段，#3号高压加热器带外置式蒸汽冷却器（串联布置），#5低压加热器只带有内置式蒸汽冷却段；4.高压加热器的疏水逐级自流入除氧器，低压加热器除最低一级加热器外均采用疏水逐级自流方式，最末一级低压加热器疏水采用疏水泵方式打到其出口，轴封加热器疏水至凝汽器热井；5.前置泵、给水泵均由小汽轮机带动，汽源来自第四段抽汽，排汽至主凝汽器；6.带给水泵、凝结水泵再循环；7.补水补入凝汽器；8.锅炉一级连排扩容器扩容蒸汽至除氧器，未扩容的排污水经排污冷却器至地沟；9.第一至第六段抽汽管路上有电动阀和逆止阀，最末两段抽汽管路上没有任何阀门。10.过热器减温水引自给水泵出口，再热器减温水引自给水泵中间抽头。GC```DEDmaTDTPFP至C至再热器减温水至过热器减温水SGHD至CBC三用阀旁路系统实质上为_两级串联_旁路系统。除氧器排汽量过大，产生水击会引起除氧器_振动_。蒸汽的初温度愈高，则最有利的蒸汽初压_愈高_。在朗肯循环基础上，采用_单级或多级给水回热_加热所形成的循环，称为给水回热循环。表面式加热器疏水回收系统，采用疏水泵方式时热经济性_高_。锅炉与汽轮机之间的蒸汽管道及其母管与通往用新汽处的支管称为发电厂的_主蒸汽管道_。背压式供热机组发出的电功率取决于热负荷的大小，而热负荷是随热用户的需要而变，即“_以热定电_”。第4页当汽轮机的容量已定时，可认为其蒸汽的容积流量只与_蒸汽初参数_有关。11．表面式加热器的回热系统中两种介质混合过程发生在_除氧器。12．增大加热器受热面面积，加热器端差_减少_。13．确定管子内径时，应根据允许的最大压力损失和运行中介质的最大_流量_计算。14．实际焓降法分配总热耗量时，采用的是供热抽汽的_实际焓降不足__与新蒸汽实际焓降的比值。15．当其他条件不变时，热效率随着初温的提高而_提高_。五、名词解释（每小题2分，共10分）41．平均负荷系数：指电厂在某一段时间δ内的实际发电量W与在此时间内以最大负荷产生的电量Wmax之比。42．凝汽式发电厂的热耗量：凝汽式发电厂单位时间内所消耗的热量。43．主蒸汽管道系统的切换母管制系统：每台锅炉与其相对应的汽轮机组成一个单元，且各单元间仍装有母管，每一单元与母管相连处有三个切换阀门，机炉即可单元运行，也可以切换到蒸汽母管上由邻炉取得蒸汽，称为切换母管制系统。45．给水回热的焓降分配法：每一级加热器内水的焓升取作等于前一级至本级蒸汽在汽轮机中的焓降。六、简答题46．对主蒸汽管道的要求是什么？答：系统简单，工作安全可靠；运行调度灵活，便于切换；便于维修，安装和扩建；投资费用和运行费用最少。47．简述为什么要对给水除氧。答：给水中的氧会对钢铁组成的热力管道和设备产生强烈的腐蚀，二氧化碳及会加剧氧腐蚀，危及设备及系统的安全运行，因此要对给水除氧。48．以C型机带采暖负荷为例，分析其热经济性随热负荷在一年中的变化规律及原因。答：抽汽式供热机组以供热工况为设计工况，其供热汽流的ηih=1，而凝汽汽流发电的绝对内效率低于同档次凝汽式机组的绝对内效率ηi,即存在ηicηiηih的关系。在采暖期，由于热负荷比较高，机组在接近设计工况下运行时，热经济性很高。随着热负荷的降低，凝汽流发电份额增大，热经济性降低。在