发电厂动力部分动力课后参考答案

1第一章水力发电的基本原理1-1水电厂动力设备的组成及各自的作用答：水电厂动力部分主要由水轮机、调速器和辅助设备组成。水轮机：将水能转换成旋转机械能，再由发电机转换为电能；调速器：自动调节水轮发电机组的转速，使发电机输出的交流电的频率符合电网要求；辅助设备：实现机组的紧急停机，油、气、水系统能向机组提供润滑、冷却、机组制动等技术服务，保证机组的正常运行。1-2水流的能量形式及水头的几何意义和物理意义。答：单位重量水体的能量的三种形式：单位位能Z；单位动能22vg（α为动能修正系数，取1.05~1.1）；单位压能：p几何意义：单位重量水体相对基准平面的势能、单位重量的压能和单位重量水体的平均动能。物理意义：表征单位重量水体的能量。1-8设均匀流河段，过水断面平均流速v=0.981m/s，水深h=3m，以河床底部0-0平面作为高程的基准平面见题8图，请计算：（注：取动能修正系数α=1.0）（1）在过水断面上河流表面点1的水头E1；（2）在过水断面上河床底部点2的水头E2；（3）如果认为流速v较小，动能水头22vg可以忽略不计，河流表面点1的水头'1E。解：（1）2211110.981303.049()229.81PEZmg（2）2222220.981033.049()229.81PEZmg（3）'2'11113003()2PEZmg1-13水力发电机的基本原理是什么？答：因消耗在河流沿河段上单位重量水体的能量E为水头损失hw，而hw与水流的速度v平方成正比。采用经济安全的方法如筑坝形成水库，将消耗在河床路程上的水能收集储存起来并转换成电能。第二章水轮机2-2在某电站，某一天两台机组一起运行，实测得到上游库水位高程▽sy488.18，上游水库过水断面很大，流速水头可忽略不计。下游尾水位高程▽xy331.80，蜗壳进口断面中心压力1.38MPap蜗壳。已知蜗壳进口断面中心高程▽蜗壳332.5，蜗壳进口断面直径d=1m，水轮机工作2流量Q=4.1m3/s，水轮机效率t90.66%，发电机效率g96%，（取动能修正系数α=1.05，1MPa=101.937mH2O）请计算：（1）水电站引水管道水头损失wyh；（2）水轮机工作水头H；（3）水轮机出力tN；（4）发电机出力gN。解：（1）蜗壳断面水流的平均速度为：1224QQ44.15.223m/sAD1hwy=▽sy-▽蜗壳-p蜗壳-21u2g=488.18-332.5-m55.1381.92223.505.198101038.126或hwy=▽sy-▽蜗壳-p蜗壳-21u2g=488.18-332.5-m55.1381.92223.505.1937.10138.12（2）水轮机工作水头：mwyHHh488.18-331.8-13.55=142.83m（3）水轮机的出力：kWQHNtt33.5208%86.9083.1421.481.9（4）发电机出力：gtgNN5208.3396%5000kW2-18ZZ560-LH-250：水轮机为轴流转浆式水轮机，转轮型号或比速度为560，主轴布置为主式，引水室为混凝土蜗壳，转轮直径为250cm。NXL200-LJ-140：水轮机为可逆斜流式水轮机，转轮型号或比速度为200，主轴布置为主式，饮水室为金属蜗壳引水室，转轮直径为140cm。2CJ26-W-120/2*9：水轮机为水斗式的水轮机。一根主轴上装有两只转轮，转轮型号或比速度为26，主轴布置为卧式，转轮直径为120cm。有两个喷嘴，额定工矿时的射流直径为9cm。第三章水电厂辅助设备3-1水轮机主阀的作用？主阀的作用：3（1）当由一根压力钢管同时向两台或两台以上的机组供水时，每台水轮机进口必须设主阀，这样在一台机组检修时，关闭该机组的主阀，其他机组能照常工作。（2）导叶全关时的漏水是不可避免的，当较长时间停机时关闭主阀可减少导叶漏水量。有的水电厂，水轮机导叶流水较大，每次停机都需要关闭主阀。（3）水电厂由于起停快，在电网中经常作为备用机组。当压力管道较长时，尽管是一根压力管道向一台机组供水，也设置主阀，这样可以保持压力管道始终充满压力水，机组处于热备用状态，可减少机组开机准备时间。（4）作为机组防飞逸的后背保护。当机组发生飞逸时，主阀必须在动水条件下90s内关闭主阀，防止事故扩大。但是如此大直径的阀门，机组飞逸时水流流速又比正常时快得多，因此动水关闭对主阀的撞击损伤是很大的。主阀动水关闭的次数很少，但每次动水关闭后都必须对主阀进行检查。3-17分别写出同步电机四种工况的功率发出及吸收情况。答：发电运行——发出有功功率、发出无功功率；电动运行——消耗有功功率、吸收无功功率；进相运行——发出有功功率、吸收无功功率（欠励）；调相运行——消耗有功功率、发出无功功率（过励）。第四章水轮机调节4-3熟练地画出水轮机调节系统原理方框图，并分别指出调节对象、调节装置和被调参数。调节对象：水轮机、发电机调节装置：调速器被调参数：机组转速或发电机频率4-45分别写出永态转差系数bp、暂态转差系数bt的几何意义和物理意义。答：1）ppfrMbKfY，p为硬反馈系数，可写为1frpMpKfYb因运行中fK、rf和MY为常数，当调节了p也就改变了pb，一般pb在0～8%内可调。2）pb的几何意义：为静态特性曲线的斜率4maxminmaxmin1prxxnnbn（%）pb在数值上等于主接力器走完行路对应离心飞摆转速变化值。物理意义：由运动方程，每次主接力器在新的位置重新稳定后，离心摆转速不为原来值，即存在稳定转速偏差：1212()pxxbyy3）ttfrMbKfY，t——软反馈系数，tb——软反馈系数相对值物理意义：tb在数值上等于节流孔全关时主接力器走完全程（y=100%），对应的离心飞摆转速变化相对值。由于tb产生转速偏差是暂时存在的，随软反馈信号的消失，转速偏差也消失，所以tb又称暂态转差系数。tb可从0~100%可调。几何意义：说明静态特性曲线的斜率为零，静态特性曲线是一条水平线。物理意义：在机组的出力范围内无论机组带多少负荷，机组重新稳定后的稳态转速始终不变。4-55有差特性机组的优点、缺点及应用场合？优点：①在电网中对负荷承担量明确；②在电网中对负荷变化的承担量明确，承担量与pe成反比。缺点：只要机组参与了调节，机组重新稳定后的转速肯定不是原来的转速。应用：①不能单机运行；②在电网中作调峰运行，按调度命令进出电网，承担电网中预见的负荷。4-56无差特性机组的优点、缺点、及应用场合？答：优点：①在机组出力范围内，无论多少符合，机组重新稳定后的转速肯定是原来的转速。缺点：①在电网中有两台及两台以上无差特性机组并列运行，则机组因对负荷的承担量不影响，使得机组之间出现负荷来回转移，造成电网频率不稳定；②在一个电网中有两台会两台以上无差特性机组并列运行，则机组对变化符合的承担量不明确。应用：①可以单机运行；②在电网中作为调频机运行，承担电网中的不可预见负荷。第五章水轮发电机组运行5-1写出水轮发电机组正常开机的操作步骤。答：机组正常开机操作步骤：（1）如果主阀处于关闭状态，则首先应打开旁通阀向蜗壳充水，当主阀两侧压力相近时，开启主阀。（2）检查风闸是否在退出位置。（3）检查气压是否正常（以防开机不成功，可以立即转为停机操作）。（4）投入机组技术供水。（5）检查调速器压力油的压力是否正常并打开调速器压力油箱的总油阀。（6）拔出接力器锁锭。（7）手动或自动将导叶打开到空载开度稍大一点的开度，机组升速。（8）转速上升到95%额定转速时灭磁开关合闸，发电机励磁升压。（9）手动或自动调机组频率与网频一致及调发电机电压与网压一致。（10）手动准同期或自动准同期合断路器，将机组并入电网。5（11）手动或自动将开度限制调到所要限制的开度。（12）手动或自动开导叶带上有功功率及升励磁带上无功功率。（13）全面检查机组及辅助设备的运行情况。5-2写出水轮发电机组正常停机的操作步骤。答；水轮发电机正常停机的操作步骤：（1）检查气压是否正常。（2）手动或自动关导叶将有功功率卸到零及减励磁将无功功率卸到零。（3）手动或自动跳断路器将机组退出电网。（4）灭磁开关跳闸，发电机降压到零。（5）手动或自动将导叶从空载开度关到零。（6）当转速下降到额定转速的30%左右时，手动或自动投入风闸制动刹车。（7）落下接力器锁锭。（8）关闭调速器压力油箱的总油阀。（9）关闭机组技术供水。（10）检查风闸是否在退出位置。（11）需较长时间停机时，应关闭主阀。(12）全面检查机组及辅助设备。5-22画出中小型水电厂常见的计算机监控系统机构原理草图，并写出图中每一项内容的任务。参考课本第六章6-39解：（1）通过查附表Ⅲ可得：01116,550pMPatC的过热蒸汽的比焓13438.0(/)hkJkg；通过查表Ⅰ可得20.004pMPa的饱和水的比焓3121.41(/)hkJkg，干饱和蒸汽的比焓2554.1(/)hkJkg由于湿蒸汽的状态参数在参数表内无法查得，实际计算中根据湿蒸汽的干度x，在饱和水参数与干蒸汽之间采用插入法来求2h，因此，20.004,0.88pMPax的蒸汽的比焓。62(10.88)121.410.882554.12262.18(/)hkJkg所以基本朗肯循坏热效率：12133438.02262.1835.45%3438.0121.41thhhh（2）由表Ⅰ得：20.004pMPa时，028.981stC则卡诺循环的循坏热效率为：2127328.9811163.31%273550tTT（注意：一般情况下，2t取火电厂周围的环境温度，再本题里，由于没有直接给出2t，计算时用st来做近似计算。）（3）相差值63.31%35.45%27.86%t6-42解：通过查附表Ⅲ可得：01116,550pMPatC的过热蒸汽的比焓13438.0(/)hkJkg；通过查表Ⅰ可得20.004pMPa的饱和水的比焓3121.41(/)hkJkg，干饱和蒸汽的比焓2554.1(/)hkJkg。因此，20.004,0.88pMPax的蒸汽的比焓：2(10.88)121.410.882554.12262.18(/)hkJkg所以基本朗肯循坏热效率：12133438.02262.1835.45%3438.0121.41thhhh（2）1h同（1）可得13484.0(/)hkJkg通过查表Ⅰ可得MPap04.02的饱和水的比焓)/(65.3173kgkJh，干饱和蒸汽的比焓)/(8.2636kgkJh。因此，88.0,04.02xMPap的蒸汽的比焓：5.23588.263688.065.317)88.01()1(2hxhxh(kJ/kg)7所以基本朗肯循坏热效率：%6.3435.31205.107965.3170.34385.23580.34383121hhhht（3）相差值35.45%34.60%0.85%t第七章7-1答：锅炉的特性指标有：①蒸发量；②蒸汽参数；③给水温度；④锅炉效率，具体含义见课本P133。8发电厂动力部分复习资料（郑重声明：本资料仅供同学期末复习知识点参考，不作它用，请勿外传，用完销毁）一、填空题类型1、工程上常用的喷管有两种型式：渐缩型喷管、缩放型喷管。2、临界压力下定压加热水蒸气，其状态经过三个区：过冷水区；过热蒸汽区；湿饱和蒸汽区。3、郎肯循环的组成：（1）加热成高压`高温的过热水蒸气（2）经历绝热膨胀做功过程（3）在定压`定温下放出余热，凝结成低压饱和水（4）经给水泵P绝热压缩。4、基本的传热方式，一般认为有三种:热传导、热对流和热辐射。5、物体黑度取决于：物体