汽轮机高级工试卷
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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?