电力工程概论思考题全解及零散考点

电力工程概论复习要点整理一一LYL电力工程概论复习要点一、课后思考题1-1什么是热力系统？什么是工质？常见的热工转换的工质有哪些？在研究分析热能与机械功的转换时要选取一定的范围，称为“热力系统”（简称系统）；完成能量转换所必须借助的中间媒介物质称之为“工质”；工质应具有良好的流动性和膨胀性，常用的工质有气态物质、蒸汽、烟气。

1-2焓代表了工质的什么物理意义？焓是用来衡量单位工质具有“热力势能”大小的一个尺度。

1-3什么是过程？什么是可逆过程？什么是循环？什么是动力循环？热力系统由其初始平衡状态，经过一系列中间状态变化而达到另一新的平衡状态，其中间的物理变化过程称为“热力过程”（过程）；热力系统完成某一准平衡过程之后，若能够沿原变化返回其初始平衡状态，且对系统和外界均不留下任何影响，则称该过称为“可逆过程”；如果系统经历若干个不重复的过程，最终又回到初始状态所形成的封闭的热力过程叫做“热力循环”（循环）；动力循环是指循环是按顺时针方向进行的，循环的结果是系统对外输出净功。

1-4开口稳定流动的热力系统，其热力学第一定律的表达式是怎样的？进入系统的能量=离开系统的能量1-5热力学第二定律揭示了热工转换和热量传递过程中的什么问题？热力学第二定律就是解决与热现象有关的各种过程进行的方向、条件和深度等问题的规律。

热力学第二定律指出，只从一个热源吸热而连续做功的循环发动机是造不成功的，就是说热向功的转化过程是非自发的，要使过程得以进行，必须付出一定的代价，次代价就是使部分从高温热源获取的热量排向低温热源，即系统从高温热源吸取的热量中，除一部分转变成功外，另一部分必须排放到低温热源（冷源损失不可避免），热机不可能将热能全部转变为机械能。

1-6对实际热机的热工转换过程，卡诺循环具有哪些指导意义？卡诺循环为实际循环的组成及热效率的提高指出了方向与途径。

（1）循环热效率决定于高温热源与低温热源的温度，提高工质吸热温度并尽可能降低工质排向冷源的温度，可提高效率；（2）循环热效率永远小于100% ；（3）当T仁T2时，循环热效率为零；（4）在温度同为T1的高温热源和温度同为T2的低温热源之间工作的一切可逆循环，均具有相同的循环热效率，且与工质的性质无关，与可逆循环的种类也无关；（5）在温度同为T1的高温热源和温度同为T2的低温热源之间工作的任何不可逆循环，其循环效率必低于可逆循环。

1-7水有哪几种不同状态？水蒸气的压力与饱和温度之间的关系是怎样的？过冷水、饱和水、湿蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽是加热过程中涉及的五个典型状态；饱和温度和压力是对应的，--------------- 即一个确定的压力唯一对应一个饱和温度，压力增大其对应的饱和温度也相应升高。

1-8水定压加热成过热蒸汽要经过哪三个阶段？随压力的提高，三阶段的吸热如何变化？过冷水定压加热成过热蒸汽，经历了三个阶段：过冷水加热到饱和水的预热阶段，所需的热量为预热热；饱和水汽化成干饱和蒸汽的汽化阶段，所需的热量为汽化潜热；干饱和蒸汽加热成过热蒸汽的过热阶段，所需的热量为过热热。

1-9什么是水的临界状态？其临界压力、临界温度分别是多少？当压力升高到某一值时， 饱和汽与饱和水的比容差值为零， 即饱和汽与饱和水没有任何差别，具有相同的状态参数且汽化潜热等于零，此时的状态点称为“临界点”，所对应 的参数为临界参数，即 p c =22.129MPa , t c =374.15 C 。

1-10 以水蒸气作工质的基本朗肯循环是由哪些基本热力过程组成的？在火电厂中分别在哪些热力设备中完成？ 由以下四个理想的基本热力过程组成：（课本P 13页图1-3） 1~2为过热蒸汽在汽轮机内的理想绝热膨胀做功过程;2~3为乏汽向冷凝器的理想定压放热的完全凝结过程:4为凝结水通过水泵的理想绝热压缩过程:4宀1为高压水在锅炉内经过定压加热、汽化、过热而成为过热蒸汽的理想定压吸热过 程；加下划线的部分即为完成相应过程的热力设备。

1-11 提高朗肯循环的热效率有哪些措施？各受到什么样的限制？提高浪肯循环的热效率，应尽可能提高蒸汽的初压和初温并降低排汽压力（提高初传输、 降低终传输）：但提高初温受金属材料耐热性能的限制，排汽压力的降低收到了环境温 度的限制。

1-12 什么是中间再热循环？有什么作用？蒸汽在汽轮机内的膨胀分两个阶段进行： 锅炉过热器出来的高压过热蒸汽（主蒸汽、次蒸汽）进入汽轮机的高压缸膨胀做功，做过部分功的高压缸排汽通过管道送回锅炉内 的再热器重新加热，温度提高后，低压过热蒸汽（再热蒸汽、二次蒸汽）又返回到汽轮 机的中、低压缸继续膨胀做功，直至达到排汽压力进入凝汽器凝结成水由水泵打回锅炉， 完成一次中间再热循环。

作用：有利于提高初压、保证汽轮机末级蒸汽干度、提高循环热效率。

1-13 为什么回热循环可以显著提高循环热效率? 回热循环由两个循环组合而成： 一部分工质按基本朗肯循环进行， 其效率与朗肯循环效率相同；另一部分工质仅吸热做功而不向冷源排热, 少了冷源损失，这部分工质的循环效率可认为等于 大于原基本朗肯循环效率。

1-14 什么是热电联产循环？有什么特点？适当提高排汽参数， 将排汽直接送给热用户利用， 免动力循环中的冷源损失，这就是“热电联产循环” 具有很高的综合效益，通过能源梯级利用提高了能源的综合利用效率。

1-15 换热器有哪几种基本形式？表面式换热器的布置有几种方式？各有什么特点？换热器一般可分为混合式、 表面式和再生式三大类； 表面式换热器有两种基本布置方式，即顺流和逆流布置；顺流布置，冷、热流体总体上同向流动；逆流布置，冷、热流体总体桑反向流动1-16 什么是发电标煤耗率？什么是供电标煤耗率？主流机组的数值大致在什么范围？发电标煤耗指每发1kW • h 电需要消耗多少克（千克）的标准煤，目前国内大机组的发 电热效率在40%~45%，相应发电标煤耗在 275~310克标准煤/ （ kW • h ）:衡量电厂的 热经济性应以对外所供电量为依据 ，即扣除厂用电率的电厂热效率为发电厂的净效率或供电效率，相应的供电标煤耗率（供电标煤耗）为每供（上网） 1kW • h 电需要消耗多少克（千克）的标准煤，目前国内大机组的供电标煤耗在290~330克标准煤/ （kW • h ）。

它放出的热量为工质本身吸收， 减100%。

两部分组合后的循环效率必 既满足了用户对热能的需求，又可避:特点：节约能源、改善环境质量，1-17 火电厂锅炉有什么作用？简述其工作过程。

锅炉作用是：燃料在炉膛内燃烧将其化学能转变为烟气热能；烟气热能加热给水，水经过预热、汽化、过热三个阶段成为具有一定压力、温度的过热蒸汽。

锅炉的工作过程：燃料在锅炉内燃烧放出大量的热量，并通过加热器对进入锅炉的水进行加热，达到一定的温度以后，水通过给水管道流进省煤器，这些水在省煤器中又会经过新一轮的加热处理，然后进入汽包产生高温蒸汽，接下来将产生的汽水混合物送到汽水分离装置，分离出蒸汽并加热后进入汽轮机。

同时煤炭会被搅碎成为粉状颗粒后被送入燃烧器，煤粉和空气在炉膛中充分混合以后进行燃烧。

期间产生的废物和烟气通过烟囱排出。

1-18 锅炉主要有哪些受热面组成？各自布置在锅炉的什么位置？五大受热面：省煤器、水冷壁、过热器、再热器、空气预热器。

省煤器布置在锅炉的尾部烟道中；水冷壁紧贴炉壁，布满炉膛的四周；过热器分布在炉内不同位置：对流过热器布置在水平烟道或竖井烟道入口、半辐射式过热器布置在炉膛出口处折焰角前方或上方、辐射式过热器悬挂在炉膛上前方空间；再热器布置在水平烟道后部或竖井烟道进口；空气预热器对称布置在省煤器之后。

1-19 按水循环方式，锅炉分为几种类型？各自适用范围是怎样的？按水循环方式，锅炉可分为自然循环锅炉、多次强制（控制）循环锅炉和直流锅炉（复合循环锅炉）。

前两种都是汽包锅炉，汽包锅炉只能用于亚临界（含亚临界）压力以下下，其中，超高压（含超高压）以下多为自然循环汽包锅炉，亚临界压力多为自然循环汽包锅炉或控制循环汽包锅炉；直流锅炉的适用范围不受压力限制，但超临界压力锅炉必须采用直流锅炉1-20 —■勺过热器系统大都采用什么样的布置形式？大容量锅炉需要布置较多的过热器受热面，分布在炉内不同位置：对流过热器布置在水平烟道或竖井烟道入口、半辐射式过热器布置在炉膛出口处折焰角前方或上方、辐射式过热器悬挂在炉膛上前方空间；1-21 超临界锅炉为什么采用直流炉？目前国内超临界锅炉主要采用什么样的形式？超临界压力锅炉必须采用直流锅炉，因为临界压力以上饱和汽、水没有密度差；目前应用较多的有螺旋管圈型和垂直管屏型两大类。

1-22 什么是汽轮机的“级”？由哪两部分组成？可分为几种类型？一列喷嘴和与之对应的一列动叶栅就组成了一个基本做功单元，称之为汽轮机的"级”；由喷嘴和动叶栅组成；可分为三类：纯冲动级、冲动级、反动级。

1-23 汽轮机本体主要有哪些部件组成？各有什么作用？汽轮机本体由静止部分（汽缸、喷嘴、隔板、隔板套、汽封、轴承等）________ 、转动部分（主轴、叶轮、动叶片、联轴器等）、主汽门、调节汽门等组成；作用分别如下：汽缸是将汽轮机的流通部分与大气隔开，形成蒸汽进行能量转换的封闭气室；每两片喷嘴组成喷嘴流道，蒸汽在其中完成热能到动能的转换；转子的作用是汇集各级动叶上的旋转机械能,并将其传递给发电机；汽封是各动、静间隙处装设的密封装置，以减少漏气；轴承有支持轴承和推力轴承两种，支持轴承用于支持整个转子的重量以及由于转子质量不平衡引起的离心力，并固定转子的径向位置，推力轴承则用于承受转子上的轴向推力，并确定转子的轴向位置，以保持动、静之间合理的轴向间隙；相邻的两个动叶片构成一个流动叶道，由喷嘴射出的高速气流进入动叶流道，推动动叶片转动，进而带动转子旋转，使蒸汽动能转变为机械工。

1-24 目前国内主流机组的汽轮机采用什么形式的？其参数、功率数值各是多少？本题见课本P37表1-11-25 凝汽器真空是如何形成的？凝气设备有什么作用？将排汽凝结成水；作用是：建立和保持汽轮机排气口的高度真空，获得较高的循环热效率；回首汽轮机排汽凝结的水，作为锅炉给水循环使用。

1-26 国产主流机组采用几级回热加热？是怎样布置的？采用八级回热加热；三台高压加热器、四台低压加热器、一台除氧器（三高四低一除氧）。

常规火电厂的回热系统大多采用一台混合式加热器作除氧器，即利用汽轮机的抽汽来加热给水至沸腾以除去水中所含的不凝结气体，其余的加热器均为表面式加热器。

位于凝结水泵和除氧器之间的表面式加热器，其水侧压力为凝结水泵的出口压力，成低压加热器；位于除氧器下的给水泵与锅炉给水操作台之间的表面式加热器，其水侧压力为给水泵出口压力，成为高压加热器。