热力系统及辅助设备-复习及习题汇总(DOC)

1、热力系统及辅助设备复习和习题汇总0绪论复习：0-1何谓电力生产弹性系数？为什么要求电力生产弹性系数大于 1?0-2我国电力工业的发展方针有哪些（十二五期间）？0-3我国优化发展煤电的基本思路有哪些？习题：通过上网查资料，回答下列问题：习题0-1至2012年底,全国发电装机容量已经达到多少？其中:水电、火电和核电分别占多少 （%） ？习题0-2至2011年底，我国已投运的百万千瓦超超临界火电机组共有多少台？分别安装在 哪些地方？1凝汽式电厂的热经济性 复习：1- 1朗肯循环的基本热力过程有哪些？各过程相应的设备分别有哪些？1- 2火电厂为什么不采用卡诺循环作为基本循环？1- 3何谓凝汽式电厂的热

2、效率？该效率一般由哪几部分组成？其中影响最大的是哪一部份？1- 4提高火电厂热经济性的基本途径有哪些？1- 5何谓火电厂的汽耗率、热耗率、供电标准煤耗率？ 教材 P19: 1-1，1-2，1-3，1-4，1-6，1-8，1-9。习题： 习题1-1已知某凝汽式电厂的各项效率分别为：锅炉热效率n b=0.88，管道效率n p=0.97，汽机绝对内效率n i=0.39，汽 机机械效率n n=0.98，发电机效率n g=0.99。试计算该电厂 热效率。习题1-2某纯凝汽式电厂，其汽水参数如右图所示。已知： 电功率 Pe=125M，n b=0.911， n m=0.98， n g=0.985，不考虑 给

3、水泵中水的焓升，不计排污损失和汽水损失。试计算该电 厂的热经济指标：汽耗率d,电厂热耗率q,电厂热效率n cp, 发电标准煤耗率bs。2影响发电厂热经济性的因素及提高热经济性的发展方向 复习：蒸汽参数的影响：2- 1读图（图2-2,图2-4,图2-5），简述提高蒸汽初温对循环热效率、相对内效率、绝对内效 率等的影响，以及提高初温所受的技术限制。2-2读图（图2-2,图2-4,图2-5），简述提高蒸汽初压对循环热效率、相对内效率、绝对内效 率等的影响，以及提高初压所受的技术限制和解决方法。2- 3提高蒸汽初参数会产生哪些影响？当前提高蒸汽初参数的主要方向是什么？初温度提高，实际循环热效率也将提高

4、，初温提高，相应的最佳初压也将提高，而初压提到 某一值以后，效率会下降。主要方向是大容量机组。2- 4降低蒸汽终参数对热经济性有哪些影响？ 终参数降低说明蒸汽在各级利用率提高，即提高热经济性。2- 5何谓最佳设计排汽压力和凝汽器最佳运行真空（读图2-7） ？最佳设计排汽压力：年计算费用最小值对应的排汽压力。 凝汽器最佳真空：使机组的净增功率最大（燃料消耗最小）时对应凝汽器的工作压力 中间再热 :2- 6 何谓蒸汽中间再热？采用目的是什么？何谓最佳再热压力？其值一般为多少 ? 蒸汽中间再热 : 蒸汽在膨胀做功过程中被引出来进行再次加热后返回继续做功 采用目的是： a 提高蒸汽初压时，保证汽机排汽

5、干度b 提高电厂热经济性c 减小湿气损失，保证叶片安全。 最佳再热压力：使再热的循环效率达到最大值所对应的压力。 一般最佳再热压力 Pth 与新汽压 Po 间有关系：Pth=（0.18 0.22）PoPth=（0.22 0.26）Po国产：。2- 7 中间再热对循环热效率和相对内效率有哪些影响？A 中间再热对循环热效率影响 中间再热对电厂实际循环热效率总是提高的。但是，再热过程中蒸汽有压力损失，会对 机组的热经济性带来负面影响。B对相对内效率影响：a 高压缸的相对内效率降低b 低压缸的相对内效率提高c 大容量机组采用蒸汽中间再热可使汽轮机的相对内效率提高2- 8 常用的再热方法有哪些？各有何特

6、点？ 给水回热 :2- 9 何谓给水回热？采用目的是什么？何谓最佳给水温度？A 给水回热：从汽轮机的某些中间级抽出部分做过部分功的蒸汽送到相应的加热器中加 热锅炉给水，以提高给水温度。B采用目的O减少冷源损失提高吸热平均温度，减少传热温差O汽机凝汽流量减少，整机的冷源损失减少，热经济性提高。C最佳给水温度：机组绝对内效率最高时对应的给水温度。2-10 何谓抽汽系数？何谓抽汽做功不足系数？A抽汽系数：抽汽量与（凝汽式汽轮机）汽耗量的比值。B 抽汽做功不足系数：抽汽做功不足的焓降与凝汽流的焓降之比。2-11 典型回热分配 （几何级数分配、焓降分配、平均分配 ）的方法分别是什么？A 典型回热几何级数

7、分配法：前级加热器中水的焓升与后级加热器中水的焓升之比为定值B 焓降分配法：各加热器中水的焓升等于前级抽汽与本级抽汽的焓降C平均分配法：将给水的总加热量平均分配给各加热器，各加热器中水的焓升相等。2-12 实际回热级数的多少和给水的温度高低 , 对电厂总经济性的影响有哪些？O1 对于每一级回热加热级数均有一相应的最佳给水温度，而且回热加热级数越多， 最佳给水温度也越高O2 回热级数越多最佳给水温度越高，热经济性的提高也越多，（绝对内效率提高）但提高的幅度是递减的，给水温度稍偏离其最佳值，对经济性影响不大2-13采用中间再热对回热效果有何影响？影响的主要原因是什么？A采用中间再热对回热效果的影响

8、：与非再热机组相比，再热会削弱回热的效果 B影响的主要原因是O1再热后汽耗量减少，给水量减少，回热所需热量减少 抽汽量相应减小，凝汽做功相对增多，冷源损失增大。热电联产和两气循环：2-14何谓热电联产？采用的目的是什么？A热电联产：用做过部分或全部功德低品质的热能对外供热。B采用的目的是确定电能和热能的生产成本及其有关的经济指标。2-15常用热电联产方式（背压机供热和抽汽机供热）分别有哪些特点？A常用热电联产方式背压机供热特点：抽汽压力取决于热用户对供热参数的要求抽汽量可根据热负荷进行调整在不供热时，不能过多增加发电量。E抽汽机供热特点：经济性与背压式机组相似，设计工况下的经济性好，但对负荷变

9、化适应性差。2-16何谓蒸汽-燃气联合循环？常用的循环方式有哪些？A蒸汽-燃气联合循环：燃料在汽轮机的燃烧室中燃烧，产生高温燃气推动燃汽轮机转 动并带动发电机发电，做功后的燃气进入锅炉，产生蒸汽送往蒸汽轮机，用蒸汽轮机 带动发电机发电。E常用的循环方式有：供水加热联合循环、排汽助燃联合循环、排气补燃联合循环、余 热回收联合循环、增压锅炉联合循环。习题:习题2-1某6MW机组，采用三级混合式回热加热器，有关汽水参数如图所示。已求得各级抽汽系数分别为：a 1=0.0596, a 2=0.0559， a 3=0.0943，取锅炉热效率和管道效率之积n bX n p=0.84，机械效率和发电机效率之积

10、n mX n g=0.952。求：1）无回热时机组的热经济指标；2）有回热时机组的热经济指标；3）采用回热后的 效果（各指标变化的百分数）。热经济指标包括：汽耗率d。、热耗率q。、绝对内效率n i、发 电标准煤耗率bs。h734h590h447题2-1图3给水回热加热复习：h28001HDh3016HH1HH2h946h667h703h979题3 1图h609FP3- 1混合式与表面式加热器的特点； 混合式的特点：a结构简单，钢耗少，造价低b便于汇集不同参数的汽水c给水可被加热到抽汽压力下的饱和温度（从而：1可充分利用抽汽的热能，热经济 性较高，2可在加热的同时除去水中溶解的气体）d非调整抽汽

11、（不用人为调整抽汽量）e系统组成较复杂（1水泵工作条件差2厂房投资较大3需设备用泵，投资增加4增加厂用电和运行工作量） 表面式加热器的特点：a系统组成较简单b存在传热热阻（端差） c钢耗多，造价高，d需设置疏水调节装置;3- 2端差、排挤、高加、低加的概念；A端差：加热蒸汽的饱和温度与给水的出口温度之差；B排挤：由于外来热疏水进入后形成放热，使加热器所需抽汽量减少的现象C高加：水侧为给水泵出口压力；D低加：水侧为凝结水泵出口压力；3- 3加热器疏水装置和高加保护装置的作用；A加热器疏水装置作用：a回收加热器内抽汽的凝结水即疏水；b保持加热器中水位在正常范围内，防止汽轮机进水。B高加保护装置的作

12、用：当高加故障时迅速切断进水，并使水经旁路送往锅炉（故障 类型：高加爆管，管子泄露，疏水装置泄露）。3- 4表面式加热器的疏水方式及其特点； 表面式加热器的疏水方式A疏水逐级自流的疏水连接方式；特点：a系统简单，安全可靠性高，不耗厂用电，运行维护方便b会产生“排挤”现象，热经济性差c疏水自流入凝汽器时，直接导致冷源热损失增加。B采用疏水泵的疏水连接方式；特点：a可提高热经济性b系统复杂，投资增加，需消耗厂用电并增加检修和维护工作量 c不宜用于高加疏水。3- 5外置式蒸汽冷却器的连接方式及其特点； 外置式蒸汽冷却器的连接方式：串联连接，特点：全部给水进入蒸汽冷却器，热经济性好，电耗大并联连接，特

13、点： 进入蒸汽冷却器的给水只占总给水量的一小部分，以给水不致在蒸汽冷却器中沸腾为准，最后与主水流混合送入锅炉，电耗小，热经济性差。3- 6国产机组典型回热系统的连接特点； 国产机组典型回热系统的连接特点：a仅设一级混合式加热器，兼做除氧器；b除氧器置于系统中间；c高加疏水采用逐级自流；d低加疏水可逐级自流或自流+疏水泵；e在抽汽过热度较大处设蒸汽冷却器； f在排挤较严重处设疏水冷却器。3- 7回热加热器投停时的安全要求和基本原则；A回热加热器投停时的安全要求：温升率不大于五摄氏度每分钟，温降率不大于两摄氏 度每分钟；B基本原则：a高、低压加热器原则上应随机组滑启滑停；b严禁泄露的加热器投入运行

14、；c必须在加热器各种保护装置及水位计完好的情况下， 方可投入加热器运行； d加热器投入时，先投水侧再投汽侧。加热器停止时，要先停汽侧再停水侧； e加热器投运过程中，应严格控制加热器出水温度变化率在规定范围内你， 以防热冲击而损坏设备；f运行中每停止一台高压加热器，应根据机组参 数的控制情况适当降低机组负荷。3-8运行中控制加热器水位的重要性；运行中控制加热器水位的重要性；A加热器水位过高，其传热面会被水淹没，使传热面积减少，传热效果下降，汽水不能及时凝结，造成加热器汽侧压力升高，给水温度下降，影响机组的安全经济运行。B加热器水位过低，将引起疏水带汽，蒸汽流入下一级加热器中放出潜热，排挤低压抽

15、汽，会降低热经济性。同时由于输水管中汽水的两相流动，将对疏水阀及输水管弯头 产生严重的冲蚀，影响安全。水位过低还会使疏水冷却段入口端露出水面，导致推动 疏水通过该段的虹吸受到破坏，凝结段的汽水会同时冲向疏水冷却段，冲蚀该段管子 外壁。3-9运行中控制加热器出口水温的意义；加热器出口水温降低的原因。A运行中控制加热器出口水温的意义：提高经济效率B加热器出口水温降低的原因：进水温度降低，给水流量增加，端差增大，抽汽管压降增大，设备故障。习题：题3 2图习题3-1某机组的局部回热系统（两台高加和一台除氧器）的汽 水参数如图所示。已计算出1号高加的抽汽系数 a 1=0.04421，取加热器效率 n =

16、0.98，给水系数a fw=1.0，不考虑给水泵中水的焓升，求 2号 高加和除氧器的抽汽系数 a 2和a 3。习题3-2某台功率Pe=6MW勺机组，采用一级混合式回热加热器， 汽水参数如右图所示。取加热器效率n r=0.98，机械效率和发电机效率乘积n mX n g=0.95。试计算该机组的热经济指标一汽耗量 D0、抽汽量D、汽耗率d。、热耗率qo和热效率（绝对电 效率n e）o习题3-3绘制下图，并对系统组成进行文字说明。复习：4- 1简述给水中溶氧的危害，及除氧设备的工作任务。A给水中溶氧的危害：a腐蚀热力设备管道，降低其工作的可靠性与使用寿命； b阻碍传热，降低热力设备的热经济性。E除氧

17、设备的工作任务：出去给水中溶解的气体（氧，二氧化碳）。4- 2归纳热力除氧的原理。热力除氧的原理：用蒸汽将水加热至沸腾并产生大量蒸汽，使水面上的水蒸气分压力 增大而其他气体分压力降低，促使水中溶解的气体因溶解度降低而从水中析出，然 后加以排除。4- 3简述高压除氧器的主要特点。4- 4解释除氧水箱的作用，说明在设计上对水箱的容量有何要求？ 除氧水箱的作用：在机组运行异常时（机组启动、负荷大幅度变化、凝结水系统故 障或除氧器进水中断等）保证给水泵在一定时间内不间断地向锅炉供水； 在设计上对水箱的容量的要求：对于大容量机组，给水箱的有效总容量为5 10 分钟的锅炉最大给水消耗量。4- 5分析除氧器

18、滑压运行时的优点及存在的问题，并归纳解决问题的措施A除氧器滑压运行时的优点及存在的问题 抽汽节流损失小，机组热经济性咼， 在机组负荷突升时，会影响除氧效果，在负荷突降时可能会使给水泵产生汽蚀现 象 需设置备用泵。B解决问题的措施：防止给水泵汽蚀的措施：a装设置前置泵；b 装设出口再循环管c将除氧器高位布置 d 设注冷水管路e减少进口管路阻力4- 6何谓除氧器的“自生沸腾”现象？有何危害？如何防止？A除氧器的“自生沸腾”现象：指过量的热疏水进入除氧器，其汽化产生的蒸汽量已满足或超过除氧器的用汽需要，是除氧器内的给水不需要回热抽汽加热就能沸腾。B危害：O除氧效果恶化排汽损失增大C防止：。将部分辅助

19、汽水（轴封，门杆漏汽，高加疏水等）引往其他设备回收；O 2设高加疏水冷却器；米用咼压除氧器将补充水送入除氧器4- 7 除氧器在运行中有哪些基本要求？除氧器在运行中基本要求：01需设置低负荷备用汽源 冷态启动注意控制升温速度 运行中注意保持压力和负荷的稳定习题习题 4-1 画单元机组除氧器全面性热力系统图（图 4-11），并归纳正常运行时进、出除氧器 的汽水分别有哪些？5 发电厂汽水辅助系统 复习：5-1 发电厂汽水损失的原因有哪些 ?汽水损失过大有何不利 ?发电厂汽水损失的原因有：A内部损失：1 正常运行时的汽水消耗2 启停机时的汽水消耗（检修停运时排汽放水）3 设备不严密处的泄露B外部损失（

20、对外供热设备和热网系统造成的损失） 汽水损失过大不利：1 造成能量损失，降低热效率2 造成污染和噪音3 需进行补充水，增加运行费用。5- 2 补充水引入热力系统时有哪些基本要求 ?可从哪些位置引入 ?各有何特点 ?A补充水引入热力系统时的基本要求：能得到除氧辺与主流水汇合时温差最小调节方便。B引入位置和特点：1、补入凝汽器，特点：传热温差小®可增多低压抽汽，提高热经济性3 可利用凝汽器进行真空除氧，提咼除氧效果4 补充水量调节较复杂（受热水井水位双重影响）2、补入除氧器，特点：1 补充水量调节简单2 传热温差较大3 会减少低加抽汽量热经济性较差5- 3 锅炉的两种排污的任务分别是什么

21、 ?排污位置分别在哪里 ? 锅炉的两种排污的任务分别是：A定期排污任务：定期排出锅炉加药后生成的水渣和悬浮杂质，以防止污染管道和锅 炉水。2 排污位置在：锅炉蒸发设备的最低点（水冷壁下联箱）B连续排污任务：。1连续排出部分含盐锅炉水，以保持锅炉的盐质平衡。2 排污位置在：锅筒（汽包）内含盐浓度较高位置。5- 4 锅炉连续排污扩容器的工作压力高低对系统的工作有哪些影响?扩容后的蒸汽一般送入哪里?A 锅炉连续排污扩容器的工作压力高低对系统的工作的影响：压力增高，回收蒸汽能 位提高（ hf 增大）可减少汽机高压抽汽量，增大做功能力，但回收蒸汽量减少 （ 减 少）同时排入地沟的水增多，需补充水量增多。

22、B 过低对系统的工作影响：压力降低，回收蒸汽量增多，需补充水减少，但只能引入 低压加热器，减少低压抽汽，使凝汽流量和冷源损失最加。C扩容后的蒸汽送入：除氧器教材 P76：5-1 至 5-6 题习题：习题5-1画300MW机组汽包炉排污系统图（图 5-2 ）,并说明图注中各设备的作用。6 热电厂的经济性及供热复习：6- 1 何谓热电分产和热电联产？为什么说热电联产较热电分产的经济性好？6- 2 热负荷有哪几种类型？各有何特点？6- 3 热电厂具备什么条件在经济上才是合适的？习题：习题 6-1 何谓热电厂的总热效率、热化系数、热化发电率？分别有何用途？ 习题 6-2 画出调整抽汽式汽轮机供热系统图

23、，并简要说明其工作流程。习题 6-3 画出汽网直接供汽的原则性系统图。7 发电厂原则性热力系统复习：7- 1 何谓原则性热力系统 ?有何用途 ?7- 2 拟定原则性系统时 , 一般包括哪些内容 ?7- 3 如何识读或绘制原则性热力系统 ?习题：习题 7-1 识读图 8-28（教材后面附页 -引进国产 N600-16.7/ 537/537 型机组全面性热力系 统） ，用文字概括它的原则性热力系统组成，并绘制其原则性热力系统图。说明 : 可参阅教材 P150-P151。补充: 其中低加的类型为 -全部低加均带有内置疏水冷却段， 5 号低加还带有内置蒸汽冷 却段。8 发电厂全面性热力系统复习：8-

24、1 发电厂全面性热力系统与原则性热力系统有何区别?8- 2 主蒸汽系统有哪几种形式？单元制系统有什么特点?1. 集中母管制系统 2. 切换母管制系统 3. 单元制系统 4. 扩大单元制系统 特点：优点： 1单元与其他机组之间无任何连接管道，其管道的长度最短，阀门等管道附件最少，因 此可节省大量的高级合金钢管和阀门，投资少。2. 管道的压降和散热损失少，热经济性好。3. 便于机、电、炉的集中控制，运行费用少。4. 事故的可能性减少，事故的范围只限于一个单元，不影响其他机组的正常运行。缺点：各单元机组之间不能相互切换，运行灵活性差，单元机组中任何一个主要热力设 备发生故障，整个单元就要停运。8-

25、3 中间再热机组为何都采用单元制的主蒸汽系统？ 为节省投资，便于机电炉的高度自动化集中控制，再热机组之间的再热蒸汽很难实现切 换运行。8- 4识读300MW机组双管式主蒸汽系统图和再热蒸汽系统图，并说明系统中各阀门和附件的 作用?主蒸汽系统：弹簧式安全阀、电磁释放阀、流量测量装置、电动主闸阀、自动主汽阀。 弹簧式安全阀：当过热器和汽包超压时，安全阀动作放汽，确保运行安全。 电磁释放阀：当锅炉超压时，电磁释放阀首先动作排汽，也可在集控室迅速开启排汽， 以减少安全阀的动作次数。流量测量装置：用于测量管道内蒸汽流量。电动主闸阀：保证锅炉本体水压试验时，起隔离作用，使压力水不会因主汽阀密封不严 而使水

26、进入汽轮机。自动主汽阀： 在汽轮机故障或甩负荷时迅速切断进入汽轮机的主蒸汽， 也用于正常停机 切断主蒸汽。再热蒸汽系统：止回阀、水压试验堵板、安全阀、再热器事故喷水减温器。 止回阀、避免高压旁路运行时蒸汽倒流入汽轮机， 以及再热器事故喷水减温器和高压旁 路减温装置减温装置减温水系统控制失灵时，水进入汽轮机。水压试验堵板：安装在两片对焊法兰之间，以便于再热器水压试验时隔离汽轮机 安全阀：当超压时动作放汽，以确保运行安全。再热器事故喷水减温器：当再热蒸汽超温， 调整锅炉燃烧及微量喷水又无法控制时，快 速投入事故喷水减温器进行减温，以维持再热器出口蒸汽温度在要求的范围内。 8-5 主蒸汽系统的压损或

27、温差过大有什么不利之处？可采取哪些措施来减小压损和温差 ? 8-6 再热机组旁路系统的作用有哪些 ?基本形式分别有哪些 ?分别是如何连接的 ?A 再热机组旁路系统的作用：保护再热器；改善启动条件、加快启动速度、延长汽机寿命； 回收工质、消除噪声； 减少安全门动作次数、延长使用寿命。B 基本形式，是如何连接： 高压（一级）旁路：从蒸汽管至再热汽冷却段管，绕过汽机高压缸 低压（二级）旁路：从再热汽热段至凝汽器，绕过汽机中低压缸 ®整机（三级）旁路：从主蒸汽管至凝汽器，绕过整个汽机。8-7 何谓旁路系统的容量 ?确定旁路容量时一般应考虑哪些因素 ? 旁路系统的容量：在机组额定参数下，旁路系

28、统能够通过蒸汽量与锅炉额定蒸发量比值 的百分数。确定旁路容量时应考虑因素：O1锅炉最低稳燃负荷（投油） 保护再热器最低流量 汽机冲转参数和流量。8-9 给水系统的作用是什么 ?一般包括哪些设备 ?作用：把除氧水升压后，通过高压加热器利用汽轮机抽汽加热供给锅炉，提高循环的热 效率，同时提高高压旁路减温水、过热器减温水及再热器减温水等。一般有除氧器、给水泵组、高加系统三部分组成。8-10 给水泵再循环管和给水操作台的作用分别是什么 ? 给水泵再循环管作用 : 保证在低负荷工况下有足够的水量通过给水泵，以防止气蚀。 给水操作台的作用：将高压加热器来的水送到省煤器。8-11 设暖泵管路的原因是什么 ?

29、暖泵的方法有哪些 ?分别是怎样进行操作的 ? 为防止启动时温度较高的除氧水对给水泵产生热冲击， 使泵壳体上下出现温差， 造成热 变形，引起动静摩擦，给水泵启动前要进行充分暖机。有正暖与反暖。、1188-12 为什么大型机组多采用汽动给水泵 ?原因： 1. 汽动给水泵转速高、轴短、刚度大、安全性好。2. 采用电动泵时启动电流大、启动困难，而汽动泵不但便于启动，而且可配合主 机的滑压运行进行滑压调节。3. 大型机组若采用电动泵，其耗电约为全厂厂用电的 50%，采用汽动泵则可降低 厂用电，增加供电量 3-4%。4. 可以变速运行来调节给水泵的流量， 因而可省去电动给水泵的变速器及液压联 轴器。8-13 泵用汽机的汽源可来自于何处 ?分别有什么特点 ?排汽可进入哪里 ? 汽源可来自低压抽汽、高压新汽母管、高压缸排汽。 特点：正常运行时低压抽汽做汽源，低负荷时引入高压新汽母管或高压缸排汽做汽源。 排汽可进入：专门为小汽轮机设置的凝汽器，主汽轮机凝汽器。8-14 泵用汽机的汽源切换可采用哪些方法 ? 高压蒸汽外切换、新蒸汽内切换。9 发电厂的汽水管道复习：9- 1 何谓管道的公称压力和公称通径？公称压力与允许工作压力之间有何关系？9- 2 进行管道选择和计算的基本步骤有哪些？9- 3 汽水管道的阀门一般分成哪几类 ?各起什么作用 ?9- 4 管道热膨胀受阻时有何危害？可用哪些方法进行补