热力发电厂试题-1要点.doc

热力发电厂
一、名词解释
1．冷源损失
汽轮机排汽在凝汽器中的放热量。
2．汽轮机装置内效率
汽轮机单位时间内所做的实际内功（焓降）与热耗量之比。
3. 管道效率
汽轮机的热耗量与锅炉热负荷之比。用来表征蒸汽从锅炉流至汽轮机进口，由于发生压力损失和散热损失而导致的能量损失。
4．厂用电率
厂用电量占电厂发电量的百分比。
5．汽轮发电机组热耗率
汽轮发电机组每生产1kW×h的电能所消耗的热量。
6．汽轮发电机组汽耗率
汽轮发电机组每生产1kW×h的电能所需要的蒸汽量。
7．凝汽式电厂的热耗率
发电厂每生产1kW×h的电能所需要的热量。
8．汽轮机相对内效率
汽轮机实际内功（焓降）与理想内功（焓降）之比。
9．凝汽式电厂的全厂热效率
发电厂输出的有效能量（电能）与输入总能量（燃料化学能）之比
10．循环热效率
汽轮机在单位时间内输出内功与循环吸热量之比。
11．安全阀
用于锅炉、压力容器及管道上的保护阀门。当容器内压力超过规定值时，可以自动开启，排出介质，当容器内压力恢复正常时能自动关闭。
12．疏水泵
提高疏水压力，将疏水打入到本级加热器出口水中的泵。
13．前置泵
置于给水泵前、与之串联运行的泵。其转速较低，必须汽蚀余量较小，能提高给水泵入口压力，防止给水泵汽蚀。
14．排污扩容器
对锅炉连续排污水进行扩容、降压，回收利用其扩容蒸汽，减少系统的汽水损失。
15．除氧器抽汽调节阀
用于除氧器的定压运行，能将汽轮机抽汽节流至给定的除氧器工作压力。
16．抽汽逆止阀
保证汽轮机抽汽的单向流动（由汽轮机至加热器），防止管内蒸汽或加热器内汽水倒流入汽轮机的一种阀门。
17．主给水再循环
将主给水泵出口的给水通过管道返回除氧水箱，防止给水泵在汽轮机低负荷时由于给水流量不足发生汽蚀。
18．主凝结水再循环
将凝结水泵出口的凝结水通过管道返回凝汽器热井，防止凝结水泵在汽轮机低负荷时由于凝结水流量不足发生汽蚀。
19．高压加热器水侧旁路
在高压加热器出现故障时，将其切除，这时给水所流经的管路。
20．轴封加热器
利用汽轮机各汽缸末端的轴封漏出的汽气混合物加热凝结水的间壁式换热器，位于凝结水泵与最末级低压加热器之间。
二、单项选择题（从下列各题四个被选答案中选出一个正确答案，并将其题号写在题干后面的括号内。答案选错或未作选择者，该题无分）
1．高压加热器的旁路阀门若关闭不严＿＿。（②）
①降低机组的安全性　　　　　　　 ②会降低机组的经济性
③对机组的安全性和经济性都有影响　④对机组安全性和经济性都无影响
2．汽轮机Ⅰ,Ⅱ级旁路（即高、低压旁路）的减温水＿＿。（③）
①都来自给水　　　　　　　　　　 ②都来自凝结水
③分别来自给水和凝结水　　　　　 ④都来自循环水
3．凝结水泵和给水泵都需要设置＿＿。（④）
①再循环管和抽空气管　　　　　　 ②抽空气管和逆止阀
③抽空气管和备用水泵　　　　　　 ④再循环管和逆止阀
4．热力系统中压力最高的部位是＿＿。（④）
①锅炉汽包内　　　　　　　　　　 ②锅炉过热器出口
③汽轮机主汽门前　　　　　　　　 ④给水泵出口
5．在汽轮机相对内效率中考虑的损失包括＿＿。（③）
①余速损失和轴封漏汽损失
②湿汽损失和汽轮机机械损失
③动叶损失和中低压缸联通管的节流损失
④主蒸汽管道的散热损失和主汽门的节流损失
6．有回热的机组的给水温度＿＿。（①）
①随负荷的升高而升高 　　　 ②随负荷的升高降低
③不随负荷变化而变化 　　　 ④与负荷的变化无确定的关系
7．给水温度一定时，随回热级数的增加其热经济性＿＿。（②）
①先增加后减少　　　　　　　　　 ②的增长率不断减少
③的增长率不断增加　　　　　　　 ④以不变的增长率增加
8．决定并列运行热力设备间负荷经济分配的是设备的＿＿。（④）
①能耗率和空载能耗　　　　　　　 ②煤耗率
③空载能耗　　　　　　　　　　　 ④微增能耗率
9．有些机组的疏水泵不设备用泵是因为＿＿。（④）
①该疏水泵进口压力较低不易产生汽蚀
②该疏水泵流量较小不易损坏
③该疏水泵损坏后可将其对应的加热器切除
④该疏水泵损坏后可将其疏水改为自流方式
10．机组正常运行时，抽汽逆止阀若未完全打开则＿＿。（②）
①危及机组的安全性　　　　　　　 ②会降低机组的热经济性
③会引起管道振动　　　　　　　　 ④对机组无影响
11．机组采用再热后将＿＿。（③）
①增强机组回热的效果　　　　　　 ②提高循环的初参数
③增加排汽干度　　　　　　　　　 ④提高锅炉效率
12．火力发电厂中耗厂用电最多的设备是＿＿。（①）
①电动给水泵　　　　　　　　　　 ②引风机
③送风机　　　　　　　　　　　　 ④循环水泵
13．加热器出现负端差＿＿。（①）
①表明该加热器一定装有蒸汽冷却器（段）
②表明该加热器运行出现故障
③表明该加热器一定装有疏水冷却器
④是不可能的
14．除氧器需要装置在一定的高度是为了＿＿。（②）
①保证除氧效果 　　　　　　　②提高给水泵的安全性
③缩短系统管道长度　　　　　　　④有利于机组启动
15．混合式加热器相对于表面式加热器的优点是＿＿。（④）
①传热时没有温差　　　　　　　　②由其构成的回热系统较简单
③可提高机组的安全性 　④热经济性较好
16．煤耗率的单位是＿＿。（②）
① kJ／(kW×h）　 　　　　 　　 ② kg／(kW×h）
③ kJ／h 　　　　　　　　　 ④ g／kW
17．再热的目的是＿＿。（③）
①提高循环初压力　 ②增强机组回热效果
③增加排汽干度 ④提高汽轮机相对内效率
18．给水泵设置前置泵是为了＿＿。（②）
①防止除氧效果恶化 ②防止给水泵汽蚀
③更好调节给水流量 ④提高机组热经济性
19．两股流量和焓分别为m1、m2和h1、h2的蒸汽绝热混合后的流量和焓为m、h，则＿＿。（②）　
①ｈ＝ｈ1＋ｈ2　　　　　　　　
②ｈ＝（ｍ1×ｈ1＋ｍ2×ｈ2）／ｍ
③ｈ＝（ｈ1＋ｈ2）／（ｍ1＋ｍ2）
④ｈ＝（ｈ1＋ｈ2）／ｍ
20．表面式加热器的端差是指加热器出口水温与＿＿。（④）
①疏水温度之差 ②疏水冷却器出口水温之差
③抽汽压力下饱和温度之差 ④加热器压力下饱和温度之差

三、简答题
1．根据热力学第二定律分析凝汽式发电厂的热经济性，其能量损失最大的设备是什么？其能量损失的主要原因是什么？
答：凝汽式发电厂中能量损失最大的设备是锅炉，其能量损失的主要原因是烟气与汽水之间的巨大传热温差引起的做功能力损失。
2．凝汽式发电厂的全厂热效率与热电厂的燃料利用系数的物理意义分别是什么？有何区别？
答：凝汽式发电厂的热效率的物理意义是：发电厂输出的有效能量（电能）与输入总能量（燃料化学能）之比；热电厂的燃料利用系数的物理意义是：热电厂对外供电、热两种产品的数量之和与其输入总能量（燃料化学能）之比；这两者的区别在于：热电厂的燃料利用系数未考虑电和热两种产品在品位上的差别，只是单纯地按数量相加，它只是能量利用的数量指标；而凝汽式发电厂的全厂热效率既是数量指标又是质量指标。
3. 供电煤耗率与发电煤耗率有何区别？它们之间的关系是什么？
答：供电煤耗率是指发电厂每向电网输送一度电所消耗的标准煤量；发电煤耗率是指发电厂每发出一度电所消耗的标准煤量。它们之间的关系是：供电煤耗率=发电煤耗率/（1－厂用电率）
4．机组采用高参数（高温、高压）后对循环热效率、汽轮机相对内效率有什么影响？
答：提高初温，能提高循环热效率和汽轮机相对内效率；提高初压，能提高循环热效率，但降低汽轮机相对内效率。
5．回热级数对机组热经济性有何影响？实际热力系统的回热级数为何一般小于十级？
答：回热级数越多，机组的热经济性越好，但热经济性的增长率减小。并且，当回热级数过多时会大大增加系统的复杂程度和设备的投资、运行费用，因此实际热力系统的回热级数一般小于十级。
6．分析单级回热时存在一最佳给水温度，使汽轮机装置内效率最高。
答：单级回热时，随着给水温度tfw的提高，对应的抽汽压力提高，一方面使汽轮机的热耗降低，但另一方面使汽轮机的内功减少，增大了汽轮机的汽耗率。因此存在一最佳给水温度，使汽轮机装置内效率最高。
7．什么是回热的焓升分配？通常有哪些焓升分配方法？
答：回热的焓升分配是指：对于多级回热系统，当给水温度一定时，如何将凝结水到锅炉给水的焓升分配到各级加热器。常用的焓升分配方式有循环函数分配法、焓降分配法、平均分配法、等焓降分配法等。
8．比较混合式加热器与表面式加热器在系统和结构上的不同特点。
答：混合式加热器的特点是可以将水加热到该级加热器蒸汽压力下所对应的饱和水温度，热经济性较高；结构简单；便于汇集各种不同参数的汽、水流量；可以兼作除氧设备使用。表面式加热器的特点是存在端差，热经济性较混合式差；结构复杂；不能除去水中的氧和其它气体。但混合式加热器后需要设置泵，导致全部由混合式加热器构成的热力系统比由表面式加热器构成的热力系统复杂得多，因此，现代热力系统常采用一个混合式加热器（用于除去水中的氧和其它气体）和多个表面式加热器构成的热力系统。
9．表面式加热器在运行中出口水温降低的原因有哪些？
答：表面式加热器在运行中出口水温降低的原因有：金属换热面脏污结垢导致热阻增大；加热器汽侧存在不凝结气体，影响蒸汽凝结放热；疏水装置工作不正常导致加热器水位上升，淹没部分受热面；加热器堵管过多，导致实际换热面积减少；加热器旁路阀泄漏，部分水走旁路；回热抽汽管道的阀门没有全开，蒸汽产生严重节流损失，导致抽汽管道压降增大等等。
10．表面式加热器在运行中水位过高的原因有哪些？
答：造成加热器水位过高的原因有疏水装置故障、加热器管束泄漏导致给水进入汽侧等等。
11．加热器疏水装置的作用是什么？有哪几种型式？
答：加热器疏水装置的作用是可靠及时地排出加热器的疏水，并防止蒸汽漏入相邻下一级加热器。疏水装置主要有浮子式、疏水调节阀和U型水封等。
12．热力系统中为何要设置抽空气管？系统中哪些设备需要设置抽空气管？
答：热力系统中设置抽真空管的目的是防止空气漏入，影响传热，并腐蚀设备和管道。需要设置抽空气管的设备有凝汽器、回热加热器、轴封加热器及凝结水泵等。
13．滑压运行的除氧器在机组甩负荷时为什么会增加给水泵汽蚀的危险？可采取哪些措施来解决这个问题？
答：机组甩负荷时，滑压运行除氧器的工作压力随汽轮机抽汽压力迅速降低，而除氧水箱内的水温下降滞后，导致给水泵入口水成为过饱和状态，增加给水泵汽蚀的危险。可以采取的措施包括提高除氧器的安装高度，在给水泵前串联低转速前置泵和降低泵吸入管道的压降等等。
14．拟定发电厂的原则性热力系统有何意义？
答：拟定发电厂的原则性热力系统的意义：通过对原则性热力系统的计算来确定典型工况下的热经济指标，选择汽水管道和主辅热力设备，确定汽轮机组某一工况下的功率和汽耗量，进行机组本体和热力系统定型设计。
15．发电厂的原则性热力系统和全面性热力系统有何区别？
答：原则性热力系统是一种原理性图，多反映设计工况下工质流程和系统的热经济性。原则性热力系统图上只有设计工况下工质流动路径上的设备及管道（相同设备只画一个，只画出与热经济性有关的阀门）。全面性热力系统反映实际热力系统，考虑所有运行工况（启动、停机、故障、升降负荷等），注重安全可靠性、热经济性及灵活性。全面性热力系统图上画出所有运行及备用的设备、管道及阀门、附件等。
16．加热器的水侧旁路有哪些型式？各有何特点？
答：加热器水侧旁路的类型有单个加热器的小旁路和两个及以上加热器的大旁路两种。单个加热器小旁路的特点为：运行灵活，单个故障切除后对系统热经济性的影响小，但系统复杂、连接管路及附件多，投资大；大旁路的特点为：系统简单，但多个加热器同时切除后对系统热经济性影响大。
17．补充水引入回热系统的地点有哪些？对机组的热经济性分别有何不同影响？
答：补充水进入回热系统的地点有凝汽器和除氧器。补充水进入凝汽器，充分利用了低压回热抽汽加热，热经济性比补充水引入除氧器高。
18．回热抽汽系统中有哪些措施来保证各种工况下的机组运行安全性？
答：回热抽汽系统中设置抽汽逆止阀防止汽水倒流入汽轮机，导致其超速和进水事故；设置电动隔离阀，在加热器切除时切断加热器的汽源。
19．汽包锅炉的单级连续排污利用系统中，排污扩容器的压力与回收的扩容蒸汽量有什么关系？
答：当锅炉汽包压力一定时，排污扩容器压力愈低，回收的扩容蒸汽量愈多；扩容器压力愈高，回收的扩容蒸汽量愈少。
20．汽轮机旁路的容量选择通常考虑哪些因素？
答：汽轮机旁路的容量选择通常考虑机组的运行工况（承担基本负荷还是参与调峰）、锅炉的最低稳燃负荷及保护再热器所需的最低蒸汽流量等。

四、论述题
1．凝汽式发电厂的主要热力设备中存在哪些典型的不可逆损失？（分析设备应包括锅炉、汽轮机、凝汽器、给水泵、加热器、主蒸汽管道）
答：（1）锅炉：有温差传热、散热等；
（2）汽轮机：摩擦导致的不可逆膨胀损失；
（3）凝汽器、加热器：有温差传热；
（4）给水泵：摩擦导致的不可逆压缩损失：
（5）管道：节流、散热损失。
2．画出两级串联旁路系统的简图并标示减温水来源。根据此图说明旁路系统的组成及作用。
答：（1）汽轮机旁路系统指蒸汽不经过汽轮机，而是经过与汽轮机并列的减温减压装置后，排入凝汽器。两级串联旁路由高压旁路（新蒸汽绕过汽轮机高压缸直接进入再热冷段管道）和低压旁路（再热热段蒸汽绕过汽轮机中、低压缸直接进入凝汽器）组成。
（2）作用：保护再热器；回收工质，降低噪音；协调启动参数和流量，缩短启动时间等。

图1 两级串联旁路系统原理示意图

3．有些热力系统中设置外置式蒸汽冷却器的目的是什么？画出2种你能想到的外置式蒸汽冷却器的连接方式简图。
答：再热之后的前一、两级抽汽的过热度较高，设置外置式蒸汽冷却器可充分利用它们的热量，提高给水温度，提高循环热效率。

图2 外置式蒸汽冷却器的连接方式（任选其二）

4. 什么是表面式加热器的端差，分析机组运行时端差增加的原因。
答：表面式加热器的端差是指加热器内压力下饱和水温度与加热器出口水温之差。机组运行时端差增加的原因有金属换热面脏污结垢导致热阻增大；加热器汽侧存在不凝结气体，影响蒸汽凝结放热；疏水装置工作不正常导致加热器水位上升，淹没部分受热面；加热器堵管过多，导致实际换热面积减少；加热器旁路阀泄漏，部分水走旁路等等。
5．为什么除氧器要采用滑压运行，滑压运行时如何保证除氧效果和给水泵的安全？
答：在70～100％负荷下运行时，定压运行除氧器由于需要节流存在节流损失，而滑压运行除氧器的工作压力随抽汽压力变动，因此没有节流损失，热经济性高；另外，定压运行除氧器在70％负荷下需要切换至高压汽源供汽，停用本级抽汽，减少了回热级数，改变了回热的焓升分配，大大降低了热经济性，而滑压运行除氧器在20％负荷下切换至高压汽源供汽，在20～70％负荷下，其运行热经济性大大高于定压运行除氧器的热力系统。
除氧器滑压运行时，由于其工作压力随机组负荷变动，而除氧水箱内的水温滞后变化，对除氧效果和给水泵的安全有一定影响。（1）负荷骤升时，滑压运行除氧器的工作压力随汽轮机抽汽压力迅速升高，而除氧水箱内的水温上升滞后，导致除氧器中的水成为过冷水，出现“返氧”现象，造成除氧效果恶化，可以采取的措施包括控制负荷骤升速度，在给水箱内加装再沸腾管等等。（2）机组负荷骤降时，滑压运行除氧器的工作压力随汽轮机抽汽压力迅速降低，而除氧水箱内的水温下降滞后，导致给水泵入口水成为过饱和状态，增加给水泵汽蚀的危险。可以采取的措施包括提高除氧器的安装高度，在给水泵前串联低转速前置泵和降低泵吸入管道的压降等等。
6． 何谓疏水冷却器，用“排挤抽汽”的概念分析疏水冷却器的作用。
答： 疏水冷却器是一种间壁式换热器，利用加热器疏水来加热进入本级加热器的给水。疏水冷却器将本级疏水进一步冷却，使得疏水进入相邻下一级加热器时放出的热量减少，从而减少了对低压抽汽的排挤，另外，进入本级加热器的给水温度提高，本级抽汽量降低。总之，设置疏水冷却器能提高采用疏水逐级自流的热力系统的热经济性。
7． 回热加热器的疏水方式有那些?各有什么特点?
答：回热加热器的疏水方式主要有两种：一是利用相邻表面式加热器汽侧压差，将压力较高的疏水自流到压力较低的加热器中，这种方式称为疏水逐级自流方式。另一种是疏水泵方式，由于表面式加热器汽侧压力远小于水侧压力，尤其是高压加热器，疏水必须借助于疏水泵才能将疏水与水侧的主水流汇合。相比较而言，疏水泵方式的热经济性较好，但系统复杂，投资、运行费用大，而疏水逐级自流方式的系统简单，但热经济性较差。
8．提高火电厂的热经济性的主要途径有哪些？试分析它们提高热经济性的主要原因。
答：提高火电厂的热经济性的主要途径有提高蒸汽的初参数，降低蒸汽的终参数，采用回热和再热循环。提高蒸汽的初参数，即提高蒸汽初温，初压，能提高循环的平均吸热温度，因此能提高热效率。而降低蒸汽的终参数，使循环的平均放热温度降低，同样提高了热效率。采用回热，提高了给水温度，能提高循环的平均吸热温度，因此能提高热效率。采用再热，选择合适的中间再热压力，也能提高循环的平均吸热温度，因此能提高热效率。
9．回热循环的三个影响参数是什么？它们是怎样影响循环热效率的？
答：回热循环的三个影响参数是回热级数z、给水温度tfw和回热的焓升分配。（1）回热级数z越高，机组的热经济性越好，但热经济性的增长率减小。并且，当回热级数过多时会大大增加系统的复杂程度和设备的投资、运行费用。（2）回热级数z一定时，存在一最佳给水温度，使汽轮机装置内效率最高。随着回热级数z的增加，最佳给水温度也增大。（3）回热的焓升分配有多种方法，常用的焓升分配方式有循环函数分配法、焓降分配法、平均分配法、等焓降分配法等。合适的焓升分配能提高热经济性。
10．现代大型机组为何要采用再热循环？为何存在一最佳再热压力，使循环热效率最高？
答：现代大型机组不断提高蒸汽初压，来达到提高热效率的目的，由于金属材料耐温限制，蒸汽初温无法同步提高，导致汽轮机的乏气干度降低，影响汽轮机运行的安全性和经济性。为解决这个问题，采用再热，提高了汽轮机的乏气干度。
将整个再热循环看作朗肯循环和附加再热循环组成的复合循环。中间再热压力的选择决定了附加再热循环的平均吸热温度，影响了其热效率。当中间再热压力提高时，附加再热循环的平均吸热温度升高，热效率升高，但附加循环的吸热量减少，导致其在整个循环中所占的比例减小。因此，必存在一个最佳再热压力，使得再热循环热效率最高。
11.试用温熵图进行分析：采用蒸汽再热，提高了回热抽汽的过热度，回热加热器内的传热过程的不可逆损失增加。
答：采用蒸汽再热后，再热后的回热抽汽的过热度提高，导致回热加热器内的传热温差增大，因此增加了传热过程的不可逆损失。

图3 抽汽过热度对加热器换热过程的影响

12．进行回热原则性热力系统计算有何意义？其主要依据是什么？
答：回热原则性热力系统计算的意义：
（1）确定在汽轮机组某一工况下热力系统的各点参数，汽水参数及机组的热经济指标；
（2）选择汽水管道，及辅助设备（如加热器、水泵、除氧器、水箱、扩容器）；
（3）确定汽轮机组某一工况下的功率和汽耗量；
（4）机组本体和热力系统定型设计。
主要依据是：进出系统的工质的质量守恒；进出加热器的热量平衡。
13．试述热除氧的基本原理。
答：（1）亨利定律——气体的溶解与离析规律：气体在水中的溶解度与水面上方的气体分压力成正比，即ｂ＝ｋＰb／Ｐo。因此，要使气体在水中的溶解度为0，也就必须使水面上方的该气体的分压力为0。
（2）道尔顿分压力定律：混合气体的全压力等于各组分气体分压力之和。要使水面上其它气体的分压力为0，就必须使水蒸汽的分压力最大，即达到给水温度对应的饱和压力。
因此，定压加热给水，使水不断蒸发，增大了水蒸汽的分压力，不断减少水面上其它气体的分压力，使相应的气体在水中的溶解度降低，达到除氧的目的。
14．绘制300MW亚临界机组的原则性热力系统图，并进行描述。
答：（1）热力循环的型式：采用回热、一次再热；
（2）锅炉及其循环方式：汽包炉；
（3）汽轮机结构型式：单轴、双缸、双排汽；
（4）回热系统的组成：8级回热、7个表面式和1个混合式回热加热器（3高4低1除氧），高压加热器采用三段式结构，包括蒸汽冷却段、凝结段和疏水冷却段；低压高压加热器采用两段式结构，包括凝结段和疏水冷却段；全部表面式加热器采用疏水逐级自流方式；
（5）除氧器的运行方式：滑压
（6）给水泵组：设计工况下采用汽动给水泵、有前置泵（小汽轮机排汽进主机凝汽器）
（7）补充水引入点：凝汽器
（8）有凝结水精处理装置：采用中压系统(凝结水泵→除盐装置)
（9）单级连续排污利用系统，扩容蒸汽回收至除氧器。

图4 300MW亚临界机组的原则性热力系统图
15．绘制600MW超临界机组的原则性热力系统图，并进行描述。
答：（1）热力循环的型式：采用回热、一次再热；
（2）锅炉及其循环方式：汽包炉；
（3）汽轮机结构型式：单轴、双缸、四排汽；
（4）回热系统的组成：8级回热、7个表面式和1个混合式回热加热器（3高4低1除氧），高压加热器采用三段式结构，包括蒸汽冷却段、凝结段和疏水冷却段；低压高压加热器采用两段式结构，包括凝结段和疏水冷却段；全部表面式加热器采用疏水逐级自流方式；
（5）除氧器的运行方式：滑压
（6）给水泵组：设计工况下采用汽动给水泵、有前置泵（小汽轮机排汽进主机凝汽器）
（7）补充水引入点：凝汽器
（8）有凝结水精处理装置：采用中压系统(凝结水泵→除盐装置)
（9）单级连续排污利用系统，扩容蒸汽回收至除氧器。
（评卷说明：画图时不需要标明汽水参数。）

图5 600MW超临界机组的原则性热力系统图

16．什么是主蒸汽管系统？火电厂常用的型式有哪些？它们分别有哪些特点？
答：主蒸汽系统包括从锅炉过热器出口联箱至汽轮机进口主汽阀的主蒸汽管道、阀门、疏水装置及通往用新汽设备的蒸汽支管所组成的系统；对于装有中间再热式机组的发电厂，还包括从汽轮机高压缸排汽至锅炉再热器进口联箱的再热冷段管道、阀门及从再热器出口联箱至汽轮机中压缸进口阀门的再热热段管道、阀门。
火电厂常用的主蒸汽系统有单母管制、切换母管制和单元制等几种类型。单母管制和切换母管制的实质基本相同，都是采用蒸汽母管，增加了机组运行的灵活性，一般用于中、小型电厂，但管道较长，阀门附件多。单元制是指发电厂内的每台锅炉与其对应的汽轮机组成一个独立单元，各单元之间不设置母管进行联络。单元制系统的优点是系统简单，管道短，管道附件少，投资省，压力损失和散热损失小，系统本身事故率低，便于集中控制，有利于实现控制和调节操作自动化。其缺点是各单元不能切换，停机必停炉、停炉必停机。由于中间再热式机组的主蒸汽系统还包括冷再热蒸汽及热再热蒸汽系统，很难实现切换运行，因此必须采用单元制。
17．600MW机组的主蒸汽系统采用了哪些消除主蒸汽压力损失和温度偏差的措施？
答：600MW机组为了消除主蒸汽压力损失，采取了以下措施：（1）采用大直径单管，减少沿程阻力，降低管道压力损失，并且减少管道温度偏差，消除汽缸的温差应力；（2）减少管道阀门及附件以减少局部阻力，即取消流量测量装置和电动隔离门。
18．600MW机组热力系统中有哪些设置来保证机组和辅机的安全可靠运行？试举三例。
答：（1）回热抽汽系统中设置抽汽逆止阀防止汽水倒流入汽轮机，导致其超速和进水事故；设置电动隔离阀，在加热器切除时切断加热器的汽源。
（2）主给水再循环将主给水泵出口的给水通过管道返回除氧水箱，防止给水泵在汽轮机低负荷时由于给水流量不足发生汽蚀。
（3）加热器水侧旁路在加热器出现故障时，将其切除，这保证给水畅通和锅炉给水的连续不间断。
（评卷说明：例子不局限于上述三例，只要是保证机组和辅机的安全可靠运行的措施都可判对。）
19．表面式加热器在运行中主要监测哪些参数？监测这些参数有何意义？
答：表面式加热器在运行中主要监测加热器端差和疏水水位两个参数。
加热器端差是反映加热器加热效果的重要参数，机组运行时端差增加的原因有金属换热面脏污结垢导致热阻增大；加热器汽侧存在不凝结气体，影响蒸汽凝结放热；疏水装置工作不正常导致加热器水位上升，淹没部分受热面；加热器堵管过多，导致实际换热面积减少；加热器旁路阀泄漏，部分水走旁路等等。
加热器疏水水位过高过低，不仅影响机组的经济性，而且还会威胁机组的安全运行。水位过低，导致蒸汽漏入相邻下一级加热器，排挤低压抽汽，影响热经济性；水位过高，淹没加热管束，减小了换热面积，导致加热器出口水温下降，水位快速升高还可能是由于管束破裂，这时还可能导致汽轮机进水事故。
20．火力发电厂的热经济性评价方法主要有哪两种？试说明其热经济性分析结果的区别和联系。
答：火力发电厂的热经济性评价方法主要有热量法和做功能力方法两种；热量法以热力学第一定律为基础，从数量上计算各设备及全厂的热效率；做功能力法以热力学第一、第二定律为基础，揭示了热功转换过程中由于不可逆而产生的做功能力损失。
两种热经济性分析法所计算出的全厂热效率是相同的，但对损失的分布得出完全不同的结果。热量法只表明能量转换的结果，而做功能力法在热量法的基础上，揭示能量损失的部位、数量及其损失的原因，两种方法是从不同的角度丰富了对同一事物不同侧面的认识。

一、选择题（2×5=10分）
1、造成热力发电厂效率低的主要原因是（ b ）
A　锅炉效率低　B　汽轮机排汽热损失　C　发电机损失 D　汽轮机机械损失
2.当蒸汽初压和排汽压力不变时，提高蒸汽初温，循环吸热的平均温度（    a）
  A升高       B降低      C不变       D无法确定
3、下面哪个指标全面反映了凝气式发电厂能量转换过程中的损失和利用（ d ）
A　汽轮机效率　B　锅炉效率　C　管道效率　D　电厂热效率
4、下列哪些不是热力发电厂原则性热力系统图的作用（ c ）
A　表明热功转换的完善程度　B　定性分析热经济性的依据　C　施工和运行的主要依据 D定量计算热经济性的依据
5、发电厂全厂热力系统以（ c ）为核心，将锅炉、汽轮机和其他局部热力系统有机结合在一起
A　锅炉本体　B　汽轮机本体　C　回热系统　D　凝汽器
二、填空题（1×10=10分）
1、提高蒸汽 初参数 ，可以提高循环热效率，现代蒸汽动力循环朝着 高参数 方向发展
2、再热循环本身不一定提高循环热效率，能否提高循环热效率与 再热压力 有关。
3、全面性热力系统图 是实际热力系统的反映。它包括 不同运行工况下的所有系统 ，以此显示该系统的安全可靠性、经济性和灵活性。
4、对发电厂原则性热力系统进行计算时，对系统中换热设备建立 物质平衡式 和 热平衡式 ，逐个地按先“由外到内”，再“从高到低”的顺序进行计算。
5、背压式供热机组发出的电功率取决于热负荷的大小，而热负荷是随热用户的需要而变，即“__以热定电___”。
6、核能利用有两种方法，一种是基于 核裂变反应堆的原理 ，另一种是基于 核聚变反应堆原理 。
三、简答题（3×6=18分）
1、用T-S图表示再热循环和回热循环的基本过程，给出热效率的计算公式（假设各点焓值已知，忽略泵功），并用公式推导回热循环可提高循环热效率？
2、什么叫热电联产，热电联产的优缺点？
3、回热全面性热力系统的安全可靠表现在哪些方面？正常运行和低负荷运行时，分别会采取那些措施？
四、计算题
某汽轮发电机组，Pe=6000kW，原设计参数P0=3.4MPa， t0=435℃， h0=3305kJ/kg，Pc=0.005MPa，凝结水焓值hc=137.8kJ/kg, 理想排气焓hca=2125.3kJ/kg，ηri=0.80，机械效率和发电机效率乘积ηmg=0.95，锅炉效率ηb=0.90，管道效率ηp=0.98。试求该机组的汽耗量D0、汽耗率d0、机组热耗率q0、绝对电效率ηe、全厂热效率和标准煤耗率。若将排汽压力降低到0.004MPa。h′ca=2108.2kJ/kg，凝结水焓值h′c=121.4 kJ/kg，其他条件不变，试求该机组全厂热效率的相对变化。（12分）

答案：
三、回热循环：
回热循环热效率：

再热循环的热效率：

(1- a)kg
a kg
6
5
a
S
4
3
2
1
1kg
T

T

再热循环：
6
5
4
3
1
b
α
1
S

2 优点：节约能源；减轻大气环境污染，改善环境；提高供热质量，改善劳动条件；其他经济效益。不理因素：热电厂的投资比凝气式电厂大，热电厂的工质损失比凝气式电厂大的多，它的补水率大；凝气流循环发电效率比代替凝汽机组发电经济性差。
3. 可靠性：防止水、汽倒流入汽轮机而引起汽轮机水击、浸蚀和超速；保证锅炉供水不中断；保证给水泵、凝结水泵不汽蚀；保证除氧器的正常除氧效果。正常运行时：一般低压的面试加热器汽侧设置抽空气管路；疏水管路上设置疏水调节装置；凝结水泵、疏水泵入口设置抽空气管路。低负荷运行时：给水泵和凝结水泵设置再循环管；除氧器低负荷运行时设置了气源切换装置；相邻除氧器的高压加热器和低压加热器间设有备用疏水管。

四
Wi=Waηri=(3305-2125.3)×0.80=943.76kJ/kg
D0 Wiηmg=3600 Pe
D0=3600×6000/(943.76×0.95)=24091.76kg/h
d0= D0/ Pe=24091.76/6000=4.015kg/(kWh)
q0= d0(h0-hc)=4.015×(3305-137.8)=12716.31kJ/(kWh)
ηe=3600/ q0=3600/12716.31=0.28
ηcp=ηbηpηe=0.90×0.98×0.28=0.247
bs=0.123/ηcp=0.123/0.247=0.498kg/(kWh)

W′i=W′aηri=(3305-2108.2)×0.80=957.44kJ/kg
D′0 W′iηmg=3600 Pe
D′0=3600×6000/(957.44×0.95)=23747.54kg/h
d′0= D′0/ Pe=23747.54/6000=3.958kg/(kWh)
q′0= d′0(h0-h′c)=3.958×(3305-121.4)=12600.69kJ/(kWh)
η′e=3600/ q′0=3600/12600.69=0.286
η′cp=ηbηpη′e=0.90×0.98×0.286=0.252
δη=（η′cp-ηcp）/ηcp=(0.252-0.247)/0.247×100%=2.02%

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