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?

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