汽轮机高级工试卷

火力发电汽轮机运行值班员高级工理论知识合并卷

一、计算题（每题10分，共400分）

1.>某发电厂年发电量为103.1559³108kW²h，燃用原煤5012163t。原煤的发热量为2135

2.68kJ ／kg，全年生产用电6.4266³108kW²h。求该发电厂的供电煤耗是多少g／（kW²h）?

答案：解：标准燃煤量＝（5012163³21352.68）／（7000³4.1868）

＝3651718.757（t）

供电燃耗量＝（3651718.757³106）／（103.1559³108－6.4266³108）

＝377.5［g／（kW²h）］

答：该发电厂的供电煤耗率是377.5g／（kW²h）。

2.>某台汽轮机带额定负荷与系统并列运行，由于系统事故，该机甩负荷至零，如果调节系统的速度变动率δ＝5%，试问该机甩负荷后的稳定转速n2应是多少?

答案：解：根据转速变动率公式

δ＝（n1－n2）／n0³100%

式中n1--负荷为额定功率的稳定转速；

n2--负荷为零的稳定转速；

n e--额定转速。 则n2＝（1＋δ）n e

＝（1＋0.05）³3000

＝3150（r／min）

答：稳定转速为3150r／min。

3.>一台汽轮机初参数p0＝10MPa，t0＝500℃，凝汽器背压p1＝0.005MPa，给水回热温度t2＝180℃，求该机的循环效率ηt＝?

答案：解：查表得下列值

i0＝3372kJ／kg i1＝2026kJ／kg（理想排汽焓）

i2≈180³4.1868＝753.6kJ／kg

汽轮机的循环效率为

ηt＝（i0－i1）／（i0－i2）³100%

＝（3372－2026）／（3372－753.6）³100%

＝51.4%

答：该机的循环效率为51.4%。

4.>汽轮机的主蒸汽温度每低于额定温度10℃，汽耗量要增加1.4%。一台p＝25000kW的机组带额定负荷运行，汽耗率d＝4.3kg／（kW²h），主蒸汽温度比额定温度低15℃，计算该机组每小时多消耗多少蒸汽量。

答案：解：主蒸汽温度低15℃时，汽耗增加率为

Δδ＝0.014³15／10＝0.021

机组在额定参数下的汽耗量为

D＝Pd＝25000³4.3＝107500kg／h＝107.5（t／h）

由于主蒸汽温度比额定温度低15℃致使汽耗量的增加量为

ΔD＝D³Δδ＝107.5³0.021＝2.26（t／h）

答：由于主蒸汽温度比额定温度低15℃，使该机组每小时多消耗蒸汽量2.26t。

5.>某台汽轮机从零负荷至额定负荷，同步器行程为h＝9mm，该机组调节系统的速度变动率δ＝

5%，在同一负荷下，其他参数均不改变的情况下，同步器位置差Δh＝1mm，试问该调节系统迟缓率ε约为多少?

答案：解：调节系统迟缓率为

ε＝δ³Δh／h³100%＝0.05³1÷9³100%＝0.56%

答：调节系统迟缓率为0.56%。

6.>如果在一个全周进汽的隔板上装有Z1＝80个喷嘴，汽轮机的转速n e＝3000r／min，问叶片所承受的高频激振力频率f为多少?

答案：解：f＝Z1n s

n s＝n e／60＝3000÷60＝50r／s

f＝Z1n s＝80³50＝4000（Hz）

答：高频激振力频率为4000Hz。

7.>某台汽轮机调节系统为旋转阻尼调节系统，在空负荷下，一次油压p1＝0.217MPa，从空负荷至额定负荷一次油压变化值Δp＝0.022MPa，试问该调节系统的速度变动率δ为多少? 答案：解：Δp／p1＝2Δn／n＝2δ

则δ＝Δp／（2p1）³100%

＝0.022／（2³0.217）³100%

＝5.07%

答：该汽轮机调节系统速度变动率为5.07%。

8.>某厂一台P＝12000kW机组带额定负荷运行，由一台循环水泵增加至两台循环水泵运行，凝汽器真空率由H1＝90%上升到H2＝95%。增加一台循环水泵运行，多消耗电功率P′＝150kW。计算这种运行方式的实际效益（在各方面运行条件不便的情况下，凝汽器真空率每变化1%，机组效益变化1%）。

答案：解：凝汽器真空上升率为

ΔH＝H2－H1＝0.95－0.90＝0.05

机组提高的效益为

ΔP＝P³ΔH＝12000³0.05＝600（kW）

增加一台循环水泵运行后的效益为

ΔP－P′＝600－150＝450（kW）

答：增加运行一台循环水泵每小时可增加450kW的效益。

9.>已知进入凝汽器的蒸汽量D co＝198.8t／h，凝汽器设计压力p co＝0.054MPa。凝汽器排汽焓i co ＝2290kJ／kg，凝结水焓i co′＝139.3kJ／kg，冷却水的进水温度t w1＝20℃，冷却水比热容c p＝4.1868kJ／（kg²℃），冷却水量12390t／h，求冷却倍率、冷却水温升、传热端差。

答案：解：查表得p co压力下蒸汽的饱和温度t cos＝34.25°

冷却倍率m＝D w／D co＝13900÷198.8＝62.3

冷却水温升Δt＝（i co－i co′）／（c p³m）

＝（2290－139.3）／（4.1868³62.3）

＝8.25℃

冷却水出口温度t w2＝t w1＋Δt＝20＋8.25＝28.25℃

则传热端差δt＝t cos－t w2＝34.25－28.25＝6.0℃

答：冷却倍率为62.3，冷却水温升8.25℃，传热端差6.0℃。

10.>某汽轮机汽缸材料为ZG20CrMoV，工作温度为535℃，材料的高温屈服极限σt0.2＝225MPa，泊桑比μ＝0.3，取安全系数n＝2，弹性模数E＝0.176³106MPa，线胀系数α＝12.2³10-61／℃，求停机或甩负荷时，汽缸内外壁的最大允许温差。

答案：解：该材料的许用应力

［σ］＝σt0.2／n＝225÷2＝112.5MPa

汽缸内外壁的最大允许温差

[]

{}

∆t E

=⨯-

σμφ

α

()/()

1

＝｛112.5³（1－0.3）｝÷（φ³0.176³106³12.2³10-6）＝36.7／φ

停机或甩负荷时，汽缸受到冷却，应按内壁计算，取φ＝2／3 则Δt＝36.7÷（2／3）＝55（℃）

答：停机或甩负荷时，汽缸内外壁的最大允许温差为55℃。

11.>纯凝汽式汽轮发电机组和回热循环机组的热耗率如何计算? 答案：解：每生产1kW²h的电能，汽轮发电机组所消耗的热量称为热耗率q。

对纯凝汽式汽轮机，其热耗率为

q＝d（i0－i′co）

式中i′co--凝结水焓，其数值近于它的温度值，³4.187kJ／kg；

i0--主蒸汽的焓，kJ／kg；

d--汽耗率，kg／（kW²h）。

对采用回热循环的汽轮发电机组，其热耗率为

q＝d（i0－i′gs）

式中i′gs--锅炉给水的焓，kJ／kg；

i0--主汽阀前蒸汽的焓，kJ／kg；

d--汽耗率，kg／（kW²h）。

12.>一个理想的16位A／D转换器，转换的电压范围为0～10V，当输入信号为3.8V时，对应的二进制码应该是多少?

答案：解：16位A／D转换器，最大数值为216＝65536。由于电压范围最大为10V，所以，10V对应65536，那么3.8V为3.8³6553.6＝24903.48，取整为24903。

其二进制表示为00011000101000111。

答：对应的二进制码为00011000101000111。

13.>汽轮机运行人员如何计算汽轮发电机组毛效率?