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.提高朗肯循環(huán)熱效率的關(guān)鍵措施中，最直接影響平均吸熱溫度的是（）。A.降低排汽壓力B.提高主蒸汽溫度C.采用回?zé)峒訜酓.采用再熱循環(huán)2.鍋爐水冷壁屬于（）受熱面。A.輻射式B.對(duì)流式C.半輻射式D.混合式3.汽輪機(jī)沖動(dòng)級(jí)與反動(dòng)級(jí)的主要區(qū)別在于（）。A.動(dòng)葉前后壓力是否變化B.靜葉柵是否做功C.蒸汽在動(dòng)葉中的膨脹程度D.級(jí)的反動(dòng)度是否大于0.54.熱力除氧器的工作原理是基于（）。A.亨利定律B.道爾頓分壓定律C.傅里葉定律D.牛頓冷卻定律5.目前燃煤電廠主流的煙氣脫硝技術(shù)是（）。A.低氮燃燒器+SCRB.電子束法C.海水脫硫協(xié)同脫硝D.活性炭吸附6.直接空冷系統(tǒng)中，汽輪機(jī)排汽的冷卻介質(zhì)是（）。A.循環(huán)水B.空氣C.除鹽水D.潤(rùn)滑油7.大型機(jī)組給水泵通常采用（）驅(qū)動(dòng)方式以提高經(jīng)濟(jì)性。A.電動(dòng)機(jī)B.小汽輪機(jī)C.燃?xì)廨啓C(jī)D.蒸汽噴射泵8.超超臨界機(jī)組主蒸汽參數(shù)一般為（）。A.25MPa/540℃B.28MPa/600℃C.17MPa/535℃D.32MPa/620℃9.鍋爐燃燒調(diào)整中，最能反映燃燒經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)是（）。A.排煙溫度B.飛灰含碳量C.爐膛負(fù)壓D.過(guò)量空氣系數(shù)10.汽水品質(zhì)中，表征鍋爐水含鹽量的關(guān)鍵指標(biāo)是（）。A.電導(dǎo)率B.pH值C.溶解氧D.硅酸根含量二、填空題（每空1分，共20分）1.鍋爐過(guò)熱器的主要作用是將飽和蒸汽加熱成（），提高機(jī)組循環(huán)效率。2.汽輪機(jī)臨界轉(zhuǎn)速是指轉(zhuǎn)子（）與激振力頻率一致時(shí)的轉(zhuǎn)速，運(yùn)行中應(yīng)快速通過(guò)。3.煤的工業(yè)分析包括水分、灰分、揮發(fā)分和（）四項(xiàng)。4.電除塵器的工作原理是利用（）使粉塵荷電，在電場(chǎng)力作用下吸附到極板上。5.凝汽器真空的形成主要依靠（）將排汽冷卻成水，體積急劇縮小。6.再熱器的作用是將汽輪機(jī)（）后的蒸汽再次加熱，提高低壓缸進(jìn)汽焓值。7.循環(huán)流化床鍋爐的主要優(yōu)點(diǎn)是燃料適應(yīng)性廣、（）效率高、污染物排放低。8.除氧器按運(yùn)行壓力可分為真空式、大氣式和（）三種。9.熱力系統(tǒng)節(jié)能的核心是減少（）損失，優(yōu)化能量梯級(jí)利用。10.濕法煙氣脫硫常用的吸收劑是（），副產(chǎn)物為石膏。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共48分）1.分析提高朗肯循環(huán)熱效率的主要措施及其原理。2.簡(jiǎn)述鍋爐水冷壁的作用及常見(jiàn)故障類型。3.汽輪機(jī)軸向推力的主要來(lái)源有哪些？工程中如何平衡？4.說(shuō)明濕法石灰石-石膏法煙氣脫硫的工藝流程及優(yōu)缺點(diǎn)。5.對(duì)比空冷機(jī)組與濕冷機(jī)組在系統(tǒng)構(gòu)成和運(yùn)行特性上的主要差異。6.給水泵汽化的現(xiàn)象、原因及處理措施有哪些？四、計(jì)算題（共32分）1.某鍋爐輸入熱量為29000kJ/kg，各項(xiàng)熱損失分別為：排煙損失q2=6.5%，化學(xué)不完全燃燒損失q3=0.5%，機(jī)械不完全燃燒損失q4=2.0%，散熱損失q5=0.8%，灰渣物理熱損失q6=0.7%。計(jì)算鍋爐熱效率（反平衡法）。（6分）2.某汽輪機(jī)額定工況下，每小時(shí)進(jìn)汽量為1200t，發(fā)電量為300MW·h，計(jì)算該汽輪機(jī)的汽耗率（單位：kg/(kW·h)）。（6分）3.某回?zé)嵯到y(tǒng)采用一級(jí)抽汽加熱給水，無(wú)回?zé)釙r(shí)循環(huán)效率為40%，加入回?zé)岷?，平均吸熱溫度?20K升至550K，平均放熱溫度保持300K不變。計(jì)算回?zé)岷蟮难h(huán)效率，并分析熱經(jīng)濟(jì)性提升的原因。（8分）4.已知某煤種元素分析：C=58%，H=3%，O=5%，N=1%，S=1.5%，A=25%，M=6.5%（均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。計(jì)算1kg該煤燃燒所需的理論空氣量（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，單位：m3/kg）。（已知：O?密度1.429kg/m3，空氣含O?體積分?jǐn)?shù)21%）（6分）5.某凝汽器真空表讀數(shù)為-95kPa，當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?01.325kPa，計(jì)算凝汽器的絕對(duì)壓力和真空度（真空度=真空表讀數(shù)絕對(duì)值/大氣壓力×100%）。（6分）參考答案及解析一、單項(xiàng)選擇題1.B解析：提高主蒸汽溫度直接提高了循環(huán)的平均吸熱溫度（T1），根據(jù)η=1-T2/T1（卡諾循環(huán)簡(jiǎn)化模型），T1升高可顯著提升效率；降低排汽壓力（T2）也能提升效率，但受限于環(huán)境溫度；回?zé)岷驮贌嵬ㄟ^(guò)優(yōu)化熱量分配間接提升效率。2.A解析：水冷壁布置在爐膛四周，主要吸收火焰的輻射熱，屬于輻射式受熱面；對(duì)流式受熱面（如省煤器）主要吸收煙氣對(duì)流熱；半輻射式（如屏式過(guò)熱器）同時(shí)吸收輻射和對(duì)流熱。3.C解析：沖動(dòng)級(jí)中蒸汽僅在靜葉柵中膨脹（反動(dòng)度約0~0.2），動(dòng)葉主要改變汽流方向；反動(dòng)級(jí)中蒸汽在動(dòng)葉柵中也膨脹（反動(dòng)度約0.5），動(dòng)葉同時(shí)承擔(dān)部分做功。4.B解析：道爾頓分壓定律指出，混合氣體中某組分的分壓等于其在總壓力中的分壓力；熱力除氧通過(guò)加熱使水沸騰，水蒸氣分壓接近總壓，溶解氣體分壓降低，從而逸出。5.A解析：SCR（選擇性催化還原）技術(shù)脫硝效率可達(dá)80%~95%，是目前主流技術(shù)；低氮燃燒器作為前置手段降低初始NOx濃度，二者協(xié)同使用。6.B解析：直接空冷系統(tǒng)（ACC）中，汽輪機(jī)排汽通過(guò)粗大的翅片管直接與空氣換熱，無(wú)需循環(huán)水；間接空冷系統(tǒng)仍需循環(huán)水，但最終冷卻介質(zhì)為空氣。7.B解析：小汽輪機(jī)利用主汽輪機(jī)抽汽驅(qū)動(dòng)給水泵，避免了電動(dòng)機(jī)的電能轉(zhuǎn)換損失（電機(jī)效率約95%，小汽輪機(jī)效率約85%，但蒸汽能量直接利用更經(jīng)濟(jì)）。8.B解析：超超臨界機(jī)組定義為主蒸汽壓力≥27MPa、溫度≥580℃，典型參數(shù)為28~31MPa/600~620℃；超臨界為22.1~25MPa/540~566℃。9.B解析：飛灰含碳量直接反映燃料未完全燃燒的損失，是燃燒經(jīng)濟(jì)性的核心指標(biāo)；排煙溫度影響q2，但受鍋爐設(shè)計(jì)限制；過(guò)量空氣系數(shù)需合理，過(guò)高會(huì)增加q2，過(guò)低會(huì)增加q3、q4。10.A解析：電導(dǎo)率反映水中溶解離子的總量（含鹽量）；pH值表征酸堿性；溶解氧影響設(shè)備腐蝕；硅酸根含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢。二、填空題1.過(guò)熱蒸汽2.固有振動(dòng)頻率3.固定碳4.高壓電場(chǎng)電離氣體5.循環(huán)水（或冷卻介質(zhì)）6.高壓缸排汽（或中間膨脹）7.脫硫（或污染物控制）8.高壓式9.不可逆（或?）10.石灰石（或CaCO?）三、簡(jiǎn)答題1.主要措施及原理：①提高初溫（T1）：增加平均吸熱溫度，根據(jù)η=1-T2/T1，T1升高直接提升效率；②提高初壓（p1）：初壓升高可提高循環(huán)平均吸熱溫度，但需配合提高初溫避免排汽濕度超限；③降低終壓（p2）：降低平均放熱溫度（T2），但受限于環(huán)境溫度（如凝汽器冷卻水溫度）；④采用再熱循環(huán)：將高壓缸排汽再次加熱，提高低壓缸進(jìn)汽焓值，減少排汽濕度，同時(shí)提高平均吸熱溫度；⑤采用回?zé)嵫h(huán)：利用抽汽加熱給水，減少低溫區(qū)吸熱，提高給水溫度，優(yōu)化熱量分配，降低冷源損失。2.作用：①吸收爐膛輻射熱，將水加熱蒸發(fā)為飽和蒸汽；②保護(hù)爐墻，避免高溫火焰直接沖刷爐墻；③構(gòu)成鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)，維持汽水混合物流動(dòng)。常見(jiàn)故障：①水冷壁爆管：因垢下腐蝕、超溫、磨損等導(dǎo)致管壁減薄破裂；②水循環(huán)故障：如循環(huán)停滯、倒流，導(dǎo)致局部管子過(guò)熱；③高溫腐蝕：還原性氣氛（如H2S）下，管壁金屬與煙氣中腐蝕性氣體反應(yīng)。3.軸向推力來(lái)源：①動(dòng)葉柵前后壓力差：蒸汽在動(dòng)葉中膨脹，動(dòng)葉前后產(chǎn)生壓力差，形成軸向推力；②葉輪前后壓力差：葉輪兩側(cè)汽室壓力不同（如多級(jí)汽輪機(jī)中，前一級(jí)排汽壓力高于后一級(jí)進(jìn)汽壓力）；③汽封凸肩前后壓力差：軸端汽封和級(jí)間汽封的凸肩結(jié)構(gòu)因壓力差產(chǎn)生推力；④蒸汽作用于轉(zhuǎn)子的反作用力（如軸流式汽輪機(jī)的蒸汽動(dòng)量變化）。平衡方法：①開(kāi)設(shè)平衡孔：在葉輪上開(kāi)平衡孔，減少葉輪前后壓力差；②采用平衡活塞：在轉(zhuǎn)子高壓端設(shè)置凸臺(tái)，利用反向壓力差抵消部分推力；③推力軸承：剩余推力由推力軸承承擔(dān)，確保轉(zhuǎn)子軸向定位；④反向布置葉輪：多缸汽輪機(jī)中，高壓缸與低壓缸反向布置，推力部分抵消。4.工藝流程：①煙氣預(yù)處理：鍋爐排煙經(jīng)電除塵后進(jìn)入吸收塔；②吸收反應(yīng)：煙氣與石灰石漿液（CaCO?）逆流接觸，SO?與漿液反應(yīng)提供CaSO3；③氧化結(jié)晶：CaSO3被鼓入的空氣氧化為CaSO4·2H2O（石膏）；④脫水處理：石膏漿液經(jīng)旋流器、真空皮帶機(jī)脫水，得到商品石膏；⑤煙氣排放：凈煙氣經(jīng)除霧器去除水滴后由煙囪排出。優(yōu)點(diǎn)：脫硫效率高（≥95%）、技術(shù)成熟、副產(chǎn)物可綜合利用（石膏）；缺點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜（需漿液循環(huán)、氧化、脫水）、耗水量大、設(shè)備易結(jié)垢（如吸收塔內(nèi)壁）。5.主要差異：①冷卻介質(zhì)：濕冷機(jī)組使用水（循環(huán)水）冷卻，空冷機(jī)組使用空氣；②系統(tǒng)構(gòu)成：濕冷機(jī)組需冷卻塔、循環(huán)水泵、龐大的循環(huán)水管網(wǎng)；空冷機(jī)組需空冷凝汽器（ACC）或間接空冷塔（如哈蒙系統(tǒng)）、軸流風(fēng)機(jī)；③節(jié)水效果：空冷機(jī)組耗水量?jī)H為濕冷機(jī)組的1/3~1/5，適合缺水地區(qū)；④背壓特性：空冷機(jī)組背壓受環(huán)境溫度影響大（夏季背壓高，冬季背壓低），濕冷機(jī)組背壓相對(duì)穩(wěn)定；⑤投資與運(yùn)行成本：空冷系統(tǒng)初投資高（約為濕冷的1.5~2倍），但節(jié)水效益顯著，適合水資源稀缺地區(qū)。6.現(xiàn)象：①給水泵出口壓力波動(dòng)或下降；②泵體振動(dòng)增大，伴有異常噪聲；③電流表指針擺動(dòng)（流量不穩(wěn)定）；④除氧器水位上升（給水流量減少）。原因：①除氧器水位過(guò)低，給水泵入口壓力低于對(duì)應(yīng)水溫的飽和壓力；②給水泵入口濾網(wǎng)堵塞，導(dǎo)致入口壓力降低；③水溫過(guò)高（如除氧器加熱過(guò)度），超過(guò)入口壓力下的飽和溫度；④泵內(nèi)存在空氣未排盡，破壞正常流動(dòng)。處理措施：①立即開(kāi)啟再循環(huán)門，增大泵內(nèi)流量，防止汽蝕；②檢查除氧器水位、壓力，調(diào)整加熱蒸汽量，維持正常水位；③切換備用給水泵，停運(yùn)故障泵并檢查入口濾網(wǎng)、密封水；④若因水溫過(guò)高，降低除氧器加熱蒸汽量，必要時(shí)開(kāi)啟補(bǔ)水降溫。四、計(jì)算題1.鍋爐熱效率η=100%(q2+q3+q4+q5+q6)=100%(6.5%+0.5%+2.0%+0.8%+0.7%)=89.5%。2.汽耗率d=進(jìn)汽量/(發(fā)電量×1000)=1200×1000kg/(300×1000kW·h)=4kg/(kW·h)。3.無(wú)回?zé)釙r(shí)效率η1=1-T2/T1=1-300/520≈38.46%（注：題目中“無(wú)回?zé)釙r(shí)循環(huán)效率為40%”可能為簡(jiǎn)化設(shè)定，按題目數(shù)據(jù)計(jì)算）；回?zé)岷螃?=1-T2/T1’=1-300/550≈45.45%；提升原因：回?zé)峒訜崽岣吡私o水溫度，減少了在鍋爐低溫區(qū)（如省煤器）的吸熱量，使更多熱量在高溫區(qū)（如爐膛、過(guò)熱器）吸收，提高了循環(huán)平均吸熱溫度。4.理論需氧量（kg/kg煤）：O2=0.21×(C/12×32+H/2×32O/32×32+S/32×32)=0.21×(58/12×32+3/2×325/32×32+1.5/32×32)=0.21×(154.67+485+1.5)=0.21×199.17≈41.83kg/kg；理論空氣量=O2/(0.21×1.429)=41.83/(0.21×1.429)≈139.5m3/kg（注：實(shí)際計(jì)算中，H的需氧量為H/2×32，O的需氧量為-O/32×32，需修正公式）。（正確公式應(yīng)為：理論需氧量=(C/12×1+H/2×0.5O/32×1+S/32×1)×32kg/kg；代入數(shù)據(jù)：C=0.58kg，H=0.03kg，O=0.05kg，S=0.01