2025年熱力發(fā)電廠試題(附參考答案解析)一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列熱力循環(huán)中，屬于火力發(fā)電廠常規(guī)水-水蒸氣循環(huán)基礎(chǔ)的是（）。A.卡諾循環(huán)B.朗肯循環(huán)C.布雷頓循環(huán)D.奧托循環(huán)2.超超臨界機(jī)組的主蒸汽壓力通常高于（）。A.17.5MPaB.22.1MPaC.25MPaD.30MPa3.燃煤電廠中，空氣預(yù)熱器的主要作用是（）。A.提高燃燒溫度B.降低排煙溫度C.增加一次風(fēng)壓力D.減少飛灰含碳量4.汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率是指（）。A.實(shí)際焓降與理想焓降的比值B.軸端輸出功與理想焓降的比值C.發(fā)電機(jī)輸出功率與汽輪機(jī)輸入功率的比值D.循環(huán)吸熱量與放熱量的比值5.鍋爐的過(guò)量空氣系數(shù)α>1時(shí)，說(shuō)明（）。A.燃料完全燃燒B.燃燒所需空氣不足C.燃燒所需空氣過(guò)剩D.煙氣中CO含量升高6.火力發(fā)電廠中，凝汽器的真空度主要取決于（）。A.循環(huán)水入口溫度B.汽輪機(jī)排汽量C.真空泵抽氣能力D.以上均是7.下列脫硫工藝中，屬于濕法脫硫的是（）。A.爐內(nèi)噴鈣法B.石灰石-石膏法C.電子束法D.活性炭吸附法8.鍋爐水冷壁的主要作用是（）。A.加熱給水B.吸收爐膛輻射熱C.過(guò)熱蒸汽D.預(yù)熱空氣9.汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)采用部分進(jìn)汽的主要目的是（）。A.提高效率B.減少漏汽損失C.降低葉片高度D.適應(yīng)變工況10.火力發(fā)電廠的廠用電率是指（）。A.廠用設(shè)備耗電量與發(fā)電總量的比值B.發(fā)電機(jī)輸出功率與汽輪機(jī)輸入功率的比值C.鍋爐輔機(jī)耗電量與總發(fā)電量的比值D.全廠運(yùn)行耗電量與供電量的比值二、填空題（每空1分，共20分）1.火力發(fā)電廠的三大主要設(shè)備是鍋爐、汽輪機(jī)和________。2.煤的工業(yè)分析包括水分、灰分、揮發(fā)分和________。3.汽輪機(jī)按工作原理可分為沖動(dòng)式和________式。4.鍋爐的熱損失中，最大的一項(xiàng)是________熱損失。5.凝汽器的真空度=（當(dāng)?shù)卮髿鈮?________）/當(dāng)?shù)卮髿鈮骸?00%。6.超臨界機(jī)組的主蒸汽溫度通常高于________℃。7.燃煤電廠中，制粉系統(tǒng)可分為直吹式和________式。8.汽輪機(jī)軸向推力的主要平衡方法包括平衡活塞、________和推力軸承。9.鍋爐的汽水系統(tǒng)由省煤器、________、過(guò)熱器和再熱器組成。10.煙氣脫硝常用的還原劑是________。11.火力發(fā)電廠的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程是：燃料化學(xué)能→________→機(jī)械能→電能。12.汽輪機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速是指轉(zhuǎn)子發(fā)生________時(shí)的轉(zhuǎn)速。13.鍋爐燃燒調(diào)整的主要參數(shù)包括風(fēng)量、________和燃燒器投運(yùn)方式。14.凝汽器的循環(huán)倍率是指________與汽輪機(jī)排汽量的比值。15.煤的發(fā)熱量分為高位發(fā)熱量和________發(fā)熱量。16.汽輪機(jī)的級(jí)內(nèi)損失包括噴嘴損失、動(dòng)葉損失、________和漏汽損失等。17.鍋爐的水循環(huán)分為自然循環(huán)和________循環(huán)。18.火力發(fā)電廠的供電煤耗=發(fā)電煤耗/（1-________）。19.煙氣除塵設(shè)備中，效率最高的是________除塵器。20.汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)方式主要有噴嘴調(diào)節(jié)、節(jié)流調(diào)節(jié)和________調(diào)節(jié)。三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述朗肯循環(huán)的基本過(guò)程，并說(shuō)明提高其熱效率的主要措施。2.分析汽輪機(jī)軸向推力的主要來(lái)源，并列舉3種平衡軸向推力的方法。3.燃煤電廠低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，可能出現(xiàn)的主要問(wèn)題有哪些？如何應(yīng)對(duì)？4.說(shuō)明鍋爐過(guò)熱器的作用及常見(jiàn)類型（按傳熱方式分類）。5.簡(jiǎn)述石灰石-石膏濕法脫硫的工藝流程及主要化學(xué)反應(yīng)。四、計(jì)算題（每題10分，共30分）1.某電廠鍋爐蒸發(fā)量為1000t/h，過(guò)熱蒸汽參數(shù)為25MPa、600℃（焓值h1=3550kJ/kg），給水參數(shù)為25MPa、220℃（焓值h2=950kJ/kg）。若鍋爐熱效率η=92%，燃煤低位發(fā)熱量Qnet=22000kJ/kg，求鍋爐每小時(shí)燃煤量（保留兩位小數(shù)）。2.某汽輪機(jī)的理想焓降Δh0=1200kJ/kg，實(shí)際焓降Δh=1020kJ/kg，機(jī)械效率ηm=0.98，發(fā)電機(jī)效率ηg=0.99。求該汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的汽輪機(jī)電效率（ηi×ηm×ηg）及每千克蒸汽的發(fā)電功率（保留兩位小數(shù)）。3.某燃煤電廠燃用含硫量S=1.2%的煤，鍋爐每小時(shí)燃煤量B=200t/h，脫硫效率η=95%。假設(shè)硫的轉(zhuǎn)化率為90%（即90%的硫轉(zhuǎn)化為SO2），求每小時(shí)排放的SO2質(zhì)量（已知S的摩爾質(zhì)量為32g/mol，O2為32g/mol）。五、綜合分析題（每題10分，共20分）1.超超臨界機(jī)組相比亞臨界機(jī)組，在經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性上有哪些優(yōu)勢(shì)？運(yùn)行中需重點(diǎn)關(guān)注哪些問(wèn)題？2.隨著新能源發(fā)電占比提高，火電廠需頻繁參與深度調(diào)峰（如最低負(fù)荷降至20%額定負(fù)荷）。分析深度調(diào)峰對(duì)火電機(jī)組設(shè)備的主要影響，并提出3項(xiàng)應(yīng)對(duì)措施。參考答案及解析一、單項(xiàng)選擇題1.B解析：朗肯循環(huán)是火力發(fā)電廠水-水蒸氣循環(huán)的基礎(chǔ)，通過(guò)鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器和給水泵四大設(shè)備實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。2.C解析：超超臨界機(jī)組定義為主蒸汽壓力>25MPa、溫度>580℃（或更高）的機(jī)組，亞臨界為16-18MPa，超臨界為22.1-25MPa。3.B解析：空氣預(yù)熱器通過(guò)煙氣加熱空氣，降低排煙溫度（減少排煙熱損失），同時(shí)提高燃燒空氣溫度，改善燃燒效率。4.A解析：相對(duì)內(nèi)效率ηi=實(shí)際焓降Δh/理想焓降Δh0，反映汽輪機(jī)內(nèi)部能量轉(zhuǎn)換的完善程度。5.C解析：過(guò)量空氣系數(shù)α=實(shí)際空氣量/理論空氣量，α>1表示空氣過(guò)剩，α<1表示空氣不足。6.D解析：凝汽器真空度受循環(huán)水溫度（影響冷卻效果）、排汽量（影響熱負(fù)荷）、真空泵能力（影響不凝結(jié)氣體排除）共同影響。7.B解析：石灰石-石膏法采用漿液噴淋吸收SO2，屬于濕法；爐內(nèi)噴鈣為半干法，電子束法和活性炭吸附為干法。8.B解析：水冷壁布置在爐膛四周，吸收高溫?zé)煔獾妮椛錈?，將水加熱為飽和蒸汽?.C解析：調(diào)節(jié)級(jí)（第一級(jí)）采用部分進(jìn)汽可減少葉片高度（避免短葉片損失），適應(yīng)高參數(shù)下的變工況調(diào)節(jié)。10.A解析：廠用電率=（發(fā)電廠自用電量/發(fā)電量）×100%，反映廠用設(shè)備耗能水平。二、填空題1.發(fā)電機(jī)2.固定碳3.反動(dòng)4.排煙5.凝汽器絕對(duì)壓力6.5707.中間儲(chǔ)倉(cāng)8.葉輪上的平衡孔9.水冷壁10.液氨（或尿素）11.熱能12.共振13.燃料量14.循環(huán)水量15.低位16.余速損失17.強(qiáng)制（或直流）18.廠用電率19.電20.滑壓三、簡(jiǎn)答題1.朗肯循環(huán)基本過(guò)程：水在鍋爐中定壓加熱成過(guò)熱蒸汽（吸熱）→蒸汽在汽輪機(jī)中絕熱膨脹做功（變功）→乏汽在凝汽器中定壓冷卻成飽和水（放熱）→凝結(jié)水通過(guò)給水泵絕熱壓縮送回鍋爐（升壓）。提高熱效率的措施：①提高初溫初壓（減少排汽焓）；②降低排汽壓力（降低凝汽器背壓）；③采用再熱循環(huán)（減少濕汽損失）；④采用回?zé)嵫h(huán)（利用抽汽加熱給水，減少鍋爐吸熱量）。2.軸向推力來(lái)源：①動(dòng)葉柵前后壓力差產(chǎn)生的推力；②葉輪前后壓力差產(chǎn)生的推力；③汽流在動(dòng)葉中軸向動(dòng)量變化產(chǎn)生的推力。平衡方法：①設(shè)置平衡活塞（高壓端設(shè)反向壓力腔）；②葉輪上開(kāi)平衡孔（平衡葉輪前后壓力）；③采用相反流動(dòng)的多缸結(jié)構(gòu)（如高中壓缸反向布置）；④利用推力軸承承擔(dān)剩余推力。3.低負(fù)荷運(yùn)行問(wèn)題：①燃燒穩(wěn)定性差（易滅火）；②鍋爐效率下降（散熱損失占比增加）；③受熱面壁溫偏差大（局部超溫）；④脫硝系統(tǒng)效率降低（催化劑活性不足）；⑤汽輪機(jī)低壓缸鼓風(fēng)損失增加（溫度升高）。應(yīng)對(duì)措施：①投油/燃?xì)夥€(wěn)燃（或采用等離子點(diǎn)火、微油點(diǎn)火）；②優(yōu)化燃燒調(diào)整（集中燃燒、提高一次風(fēng)速）；③加強(qiáng)受熱面壁溫監(jiān)測(cè)（調(diào)整配風(fēng)）；④脫硝系統(tǒng)設(shè)置旁路或采用寬負(fù)荷催化劑；⑤低壓缸噴水減溫（防止超溫）。4.過(guò)熱器作用：將飽和蒸汽加熱成過(guò)熱蒸汽，提高汽輪機(jī)入口蒸汽焓值，避免汽輪機(jī)末級(jí)葉片水蝕。按傳熱方式分類：①輻射式過(guò)熱器（吸收爐膛輻射熱，如前屏過(guò)熱器）；②半輻射式過(guò)熱器（同時(shí)吸收輻射和對(duì)流熱，如后屏過(guò)熱器）；③對(duì)流式過(guò)熱器（主要吸收煙氣對(duì)流熱，如高溫對(duì)流過(guò)熱器）。5.工藝流程：煙氣經(jīng)除塵后進(jìn)入吸收塔→與石灰石漿液（CaCO3）逆流接觸→SO2被吸收生成亞硫酸鈣→鼓入空氣氧化成硫酸鈣（CaSO4·2H2O，即石膏）→石膏脫水后外排，凈煙氣經(jīng)除霧后排放。主要反應(yīng)：SO2+H2O→H2SO3；H2SO3+CaCO3→CaSO3+H2O+CO2↑；2CaSO3+O2+4H2O→2CaSO4·2H2O（石膏）。四、計(jì)算題1.解：鍋爐每小時(shí)吸熱量Q=蒸發(fā)量×(h1-h2)=1000×1000kg×(3550-950)kJ/kg=2.6×10^9kJ/h燃煤量B=Q/(η×Qnet)=2.6×10^9/(0.92×22000)=2.6×10^9/(2.024×10^5)=12845.85kg/h≈12.85t/h答：鍋爐每小時(shí)燃煤量約為12.85噸。2.解：汽輪機(jī)電效率η=ηi×ηm×ηg=(Δh/Δh0)×ηm×ηg=(1020/1200)×0.98×0.99=0.85×0.9702=0.8246（82.46%）每千克蒸汽發(fā)電功率P=Δh×ηm×ηg=1020×0.98×0.99=1020×0.9702=989.604kJ/kg≈0.275kW·h/kg（1kW·h=3600kJ）答：電效率為82.46%，每千克蒸汽發(fā)電約0.275kW·h。3.解：每小時(shí)燃煤中硫的質(zhì)量=200×1000kg×1.2%=2400kg轉(zhuǎn)化為SO2的硫質(zhì)量=2400×90%=2160kgSO2摩爾數(shù)=硫摩爾數(shù)=2160×1000g/32g/mol=67500molSO2質(zhì)量=67500mol×(32+32)g/mol=67500×64=4320000g=4320kg脫硫后排放量=4320×(1-95%)=4320×5%=216kg/h答：每小時(shí)排放SO2約216千克。五、綜合分析題1.優(yōu)勢(shì)：①經(jīng)濟(jì)性：超超臨界機(jī)組初參數(shù)更高（如31MPa/630℃），熱效率可達(dá)45%以上（亞臨界約38%），供電煤耗降低約30g/(kW·h)；②環(huán)保性：效率提高使單位電量燃煤量減少，CO2、SO2、NOx等污染物排放強(qiáng)度降低。運(yùn)行關(guān)注點(diǎn)：①高溫高壓下材料性能（如主蒸汽管道需使用鎳基合金）；②汽水品質(zhì)控制（防止氧化皮脫落堵塞管道）；③變工況適應(yīng)性（高參數(shù)下調(diào)峰時(shí)熱應(yīng)力增大）；④再熱器汽溫調(diào)節(jié)（防止超溫）。2.影響：①鍋爐：低負(fù)荷燃燒不穩(wěn)定（易滅火）、水冷壁熱偏差大（局部超溫）、尾部受熱面低溫腐蝕（排煙溫度低）；②汽輪機(jī)：低壓缸蒸汽流量