〈发电厂动力部分〉练习题

全国高等教育自学考试指定教材电力系统及其自动化专业（独立本科段）

《发电厂动力部分》习题解 （华北电力大学 关金峰）

第一章

1—1、 若当时当地大气压力为755 mmHg 。（1）锅炉过热器出口蒸汽表压力读数为16.8 MPa ；（2）送风机出口压力表读数为350 mmH 2O ；（3）锅炉炉膛内烟气真空表读数为5 mmH 2O ；（4）凝汽器真空表读数为720 mmHg ；（5）给水泵出口压力表读数为20.5 MPa 。试用Pa 或MPa 表示上述各设备的绝对压力值？

解：依题意。

已知当时当地大气压力P amb =755 mmHg=133.322×755×10-6=0.100658MPa ； （1）、∵锅炉过热器出口蒸汽表压力很高，∴近似取当时当地大气压力 P amb =0.1MPa ，有：P=P e + P amb =16.8+0.1=16.9 MPa 。

（2）、P= P amb + P e =0.100658+350×9.80665×10-6=0.1041 MPa 。 （3）、P= P amb - P v =0.100658-5×9.80665×10-6=0.10061 MPa 。 （4）、P= P amb - P v =0.100658-720×133.322×10-6=0.00467 MPa 。

（5）、∵给水泵出口表压力很高，∴近似取当时当地大气压力P amb =0.1MPa ，

有： P=P e + P amb =20.5+0.1=20.6 MPa 。

1—2、 锅炉炉内各处通常负压值很小，若近似按炉内绝对压力为0.1 MPa 计算，炉膛出口高温烟气温度为1100℃，排入对流烟道沿途换热到尾部出口时，烟温降至120℃，试计算烟气沿途放热的体积变化？增大还是减小？

解： 视炉内烟气为理想气体，∵ PV m =R m T ， ∴V m = R m T/P ；有： 炉膛出口烟气的体积：

V m1= R m T/P=[8314×(1100+273)]/100000=114.15m 3/Kmol ； 对流烟道尾部出口烟气的体积：

V m2= R m T/P=[8314×(120+273)]/100000=32.67m 3/Kmol ； 烟气体积减小；烟气的体积减小量为： ΔV m = V m1- V m2=114.15-32.67=81.5m 3/Kmol 。

1—3、 锅炉每小时需要空气量640000 Nm 3(标准立方米)。已知送风机送入的空气经预热器后，热风温度为340℃，表压力为170 mmH 2O ，若当时当地大气压力为760 mmHg 。求锅炉每小时的实际送风量？

解：视空气为理想气体，∵ PV=MRT ， ∴V= MRT/P ； 由标准状态下解出：

MR=V N P N /T N =640000×101325/273=237538461.5 Kg ·J/(Kg ·K)； 锅炉每小时的实际送热风量为：

V= MRT/P=[237538461.5×(340+273)]/（760×133.322+170×9.80665） =1413812 m 3。

1—4、 气体经历某热力过程，对外界放出300 KJ 的热量，并使工质内能降低了140 KJ 。该热力过程是膨胀过程还是压缩过程？过程的功量是多少？

解：依题意，∵q=Δu+w ，

∴w=q-Δu=-300-(-140)=-160KJ

过程的膨胀功为负值，该热力过程是压缩过程。过程的功量为-160KJ。

1—5、凝汽式汽轮机的进汽焓值为3458 KJ/Kg,进汽流速为50 m/s；汽轮机排汽焓值为2428 KJ/Kg，排汽流速为150 m/s；已知蒸汽流量为360 t/h。忽略进出口势能差。试求该汽轮机绝热过程的内部功率？

解：依题意，∵q=(h

2-h

1

)+(c

2

2-c

1

2)/2+g(Z

2

-Z

1

)+w

I

，

式中：汽轮机为绝热过程，q=0 ；忽略进出口势能差， g(Z

2-Z

1

)=0 ；

∴w

I =(h

1

-h

2

)+(c

1

2-c

2

2)=（3458-2428）+[（502-1502）/2]×10-3=1020KJ/Kg ；

∵汽轮机绝热过程的内部功率P=D×w

I

：

∴P=（360×103/3600）×1020=102000 KW。

1—6、若热机按卡诺循环工作在1100℃和15℃两个热源之间，每小时从高温热源汲取25120 KJ的热量。试求：（1）卡诺循环热效率？（2）低温热源每小时接受的热量？（3）热机每小时的做功量？

解：依题意。

（1）、卡诺循环热效率：η

K.th =1-T

2

/T

1

=1-(15+273)/(1100+273)=79％；

（2）、低温热源每小时接受的热量：

∵q

1=25120 KJ，∴q

2

=q

1

×(1-η

K.th

)= 25120×(1-0.79)=5275.2 KJ/Kg ；

（3）、热机每小时的做功量：w

I = q

1

-q

2

=25120-5275.2=19844.8 KJ。

第二章

2－1、已知，某300MW机组的汽轮机排汽压力P

2=0.005MPa，x

2

=0.95；试用

焓—熵图确定排汽的温度、焓、熵及比容的大小？

解：由焓—熵图上确定P

2=0.005MPa，x

2

=0.95的湿饱和蒸汽状态点，读取一

组状态参数值：

t

s

=32.9℃； h=2440KJ/Kg； s=7.993KJ/(Kg·K)； v = 27m3/Kg 。

2－2、泵只能对液态工质加压。若给水泵入口温度为160℃。试求：（1）给水在给水泵入口至少要有多大压力值？（2）当给水泵出口压力为22MPa时，给水处于什么状态？（3）当给水定压加热温度升高180℃时，给水处于什么状态？（4）当加热使给水中产生35﹪的蒸汽时，给水处于什么状态？给水温度是多少℃？（5）继续定压加热过程，工质焓值达到多少KJ/Kg时，其温度开始升高？（6）继续定压加热使工质温度上升到540℃时，工质具有多大的过热度？

解：

（1）、由附表3，∵t

s =160℃时，P

s

=0.61804MPa，∴给水泵入口压力至少应

大于0.61804MPa ；

（2）、∵给水泵出口压力为22MPa时，t

s

=373.68℃，此时水的温度为t =160

℃，t

s

＞t，此时为过冷水状态；

（3）、∵给水泵出口压力为22MPa时，t

s

=373.68℃，此时水的温度为t

=160+180=340℃，t

s

＞t，此时为过冷水状态；

（4）、加热使给水中产生35﹪的蒸汽时，为湿饱和蒸汽状态；t

s

=373.68℃。

（5）、由附表2，在压力为22MPa时，工质焓值达到2192.5KJ/Kg时，其温度开始升高。

（6）、工质温度上升到540℃时，工质具有的过热度为：