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仪表基础知识

仪表基础知识(压力篇)

1、大气压:

地球表面上的空气柱因重力而产生的压力。

它和所处的海拔高度、纬度及气象状况有关

2、差压(压差):

两个压力之间的相对差值。

3、绝对压力:

介质(液体、气体或蒸汽)所处空间的所有压力。

绝对压力是相对零压力而言的压力。

4、表压力(相对压力):

如果绝对压力和大气压的差值是一个正值,那么这个正值就是表压力,即表压力=绝对压力-大气压>0。

5、负压(真空表压力):

和“表压力“相对应,如果绝对压力和大气压的差值是一个负值,那么这个负值就是负压力,即负压力=绝对压力-大气压<0。

也称为真空度

、静态压力:

一般理解为“不随时间变化的压力,或者是随时间变化较缓慢的压力,即在流体中不受流速影响而测得的表压力值”。

7、动态压力:

和“静态压力”相对应,“随时间快速变化的压力,即动压是指单位体积的流体所具有的动能大小。

”通常用1/2ρν2计算式中ρ—流体密度;v—流体运动速度。

”_

8、为什么液注高度也可表示压力:

压力等于液柱高度、液体密度和重力加速度的乘积。

液体的密度在一定温度下是不变的,所以压力也可以用液柱高度

9、压力单位与法定压力单位Pa之间换算关系

1工程大气压即1kgf/cm2=(9.80665×104)Pa≈(9.81×104)Pa;

1物理工程大气压(atm)=(101325)Pa≈(1.0133×105)Pa;

1巴(bar)=(1000)mbar=(105)Pa。

10、压力开关是一种简单的(压力控制装置),当被测压力达到额定值时,压力开关可发出(警报或控制)信号。

11、压力开关的工作原理是:

当被测压力超过额定值时,弹性元件的自由端(产生位移),直接或经过比较后推动(开关元件),改变(开关元件)的通断状态,达到控制被测压力的目的。

12、压力开关采用的弹性元件有(单圈弹簧管)、(膜片)、(膜盒)及(波纹管)等。

开关元件有(磁性开关)、(水银开关)、(微动开关)等。

13、压力开关的开关形式有(常开式)和(常闭式)两种。

14、压力开关的调节方式有(两位式)和(三位式)两种。

一、判断题(正确的请在括号内打“√”,错误的请在括号内打“×”,每题2分,共60分)

1细粉分离器堵塞时,排粉机电流增大,排粉机入口负压增大,细粉分离器下锁气器不动作,三次风带粉量增加,锅炉汽压汽温降低。

()

答案:

×

2粗粉分离器堵煤时,磨煤机出口负压小,分离器后负压大,回粉管锁气器不动作,煤粉细度变粗,排粉机电流减小。

()

答案:

3筒形球磨煤机内堵煤时,入口负压变正,出口温度下降,压差增大,滚筒入口向外冒煤粉,筒体声音沉闷。

()

答案:

4再循环风在磨煤机中,主要是增加通风量提高磨煤机出力,降低电耗。

()

答案:

5再循环风在制粉系统中起干燥作用。

()

答案:

×

6灭火的基本方法有隔离法、窒息、冷却、抑制法。

()

答案:

7安全色规定为红、兰、黄、绿四种颜色,其中黄色是禁止和必须遵守的规定。

()

答案:

×

8常用灭火器是由筒体、器头、喷嘴等部分组成。

()

答案:

9蒸汽中的盐分主要来源于锅炉排污水。

()

答案:

×

10为了保证锅炉水循环的安全可靠,循环倍率的数值不应太大。

()

答案:

×

11锅炉蒸发设备的任务是吸收燃料燃烧放出的热量,将水加热成过热蒸汽。

()

答案:

×

12锅炉受热面高温腐蚀一般有两种类型,即硫酸盐型腐蚀和硫化物腐蚀。

()

答案:

13影响过热汽温变化的因素主要有:

锅炉负荷燃烧工况、风量变化、汽压变化、给水温度、减温水量等。

()

答案:

14锅炉灭火保护一般取炉膛火焰监视信号和炉膛正、负压信号两种。

()

答案:

15烟道内发生再燃烧时,应彻底通风,排除烟道中沉积的可燃物,然后点火。

()

答案:

×

16当汽包压力突然下降时,饱和温度降低,使汽水混合物体积膨胀,水位很快上升,形成虚假水位。

()

答案:

17DEH(数字电流调节)系统有自动程度控制(ATC)或数据通道控制、远方控制、运行人员控制三种运行方式。

()

答案:

18DEH(数字电流调节)系统的电子部分由一台计算机和一套模拟控制器组成。

()

答案:

19单元机组的自动控制方式一般有锅炉跟踪控制、汽轮机跟踪控制、机炉协调控制三种。

()

答案:

20分级控制系统一般分为三级:

①最高一级是综合命令级;②中间一级是功能控制级;③最低一级是执行级。

()

答案:

21火力发电厂自动控制系统按照总体结构可分为以下三种类型:

分散控制系统、集中控制系统及分级控制系统。

()

答案:

22过热蒸汽比热容大于再热蒸汽比热容,等量的蒸汽获相同的热量,再热蒸汽温度变化较过热蒸汽温度变化要大。

()

答案:

23再热器汽温调节都采用汽汽热交换器。

()

答案:

×

24采用喷水来调节再热蒸汽温度是不经济的。

()

答案:

25在选择使用压力表时,为使压力表能安全可靠地工作,压力表的量程应选得比被测压力高2倍。

()

答案:

26钢材抵抗外力破坏作用的能力,称为金属的疲劳强度。

()

答案:

×

27金属在一定温度和应力作用下,逐渐产生弹性变形的现象,就是蠕变。

()

答案:

×

28在一定温度下,导体的电阻与导体的长度成正比,与导体截面积成反比,与导体的材料无关。

()

答案:

×

29热量的传递发生过程总是由物体的低温部分传向高温部分。

()

答案:

×

30锅炉受热面外表面积灰或结渣,会使管内介质与烟气热交换时传热量减弱,因为灰渣导热系数增大。

()

答案:

×

 

 

二、选择题(请将正确答案的代号填入括号内,每题2分,共64分)

1发电机组的联合控制方式的机跟炉运行方式、炉跟机运行方式、手动调节方式由运行人员()来选择。

(A)随意;(B)根据机炉设备故障情况;(C)根据领导决定;(D)根据电网调度要求。

答案:

B

2火力发电厂发电成本最大的一项是()。

(A)燃料费用;(B)工资;(C)大小修费用;(D)设备折旧费用。

答案:

A

3过热器前受热面长时间不吹灰或水冷壁结焦会造成()。

(A)过热汽温偏高;(B)过热汽温偏低;(C)水冷壁吸热量增加;(D)水冷壁吸热量不变。

答案:

A

4当火焰中心位置降低时,炉内()。

(A)辐射吸热量减少,过热汽温升高;(B)辐射吸热量增加,过热汽温降低;(C)对流吸热量减少,过热汽温降低;(D)对流吸热量减少,过热汽温降低。

答案:

B

5在锅炉启动中为了保护省煤器的安全,应()。

(A)正确使用省煤器的再循环装置;(B)控制省煤器的出口烟气温度;(C)控制给水温度;(D)控制汽包水位。

答案:

A

6在中间储仓式(负压)制粉系统中,制粉系统的漏风()。

(A)影响磨煤机的干燥出力;(B)对锅炉效率无影响;(C)影响锅炉排烟温度;(D)对锅炉燃烧无影响。

答案:

C

7安全门的总排汽能力应()锅炉最大连续蒸发量。

(A)大于;(B)小于;(C)等于;(D)接近。

答案:

A

8防止空气预热器低温腐蚀的最根本的方法是()。

(A)炉前除硫;(B)低氧运行;(C)管式空气预热器末级采用玻璃管;(D)暖风器投入,维持1/2(排烟温度+空气预热器入口温度)大于烟气露点温度。

答案:

D

9炉膛负压和烟道负压剧烈变化,排烟温度不正常升高,烟气中含氧量下降,热风温度,省煤器出口温等介质温度不正常升高,此现象表明发生()。

(A)烟道再燃烧;(B)送风机挡板摆动;(C)锅炉灭火;(D)吸风机挡板摆动。

答案:

A

10工作如不能按计划期限完成,必须由()办理延期手续。

(A)车间主任;(B)工作负责人;(C)工作许可人;(D)工作票签发人。

答案:

B

11工作票不准任意涂改,涂改后上面应由()签字或盖章,否则工作票应无效。

(A)签发人或工作许可人;(B)总工程师;(C)安全处长;(D)生技处长。

答案:

A

12所有升降口、大小孔洞、楼梯和平台,必须装设不低于()高栏杆和不低于100mm高的护板。

(A)1200mm;(B)1050mm;(C)1000mm;(D)1100mm。

答案:

B

13在任何情况下,锅炉受压元件的计算壁温不应取得低于()。

(A)100℃;(B)150℃;(C)200℃;(D)250℃。

答案:

D

14受热面酸洗后进行钝化处理的目的是()。

(A)在金属表面形成一层较密的磁性氧化铁保护膜;(B)使金属表面光滑;(C)在金属表面生成一层防磨保护层;(D)冲洗净金属表面的残余铁屑。

答案:

A

15在锅炉热效率试验中()工作都应在试验前的稳定阶段内完成。

(A)受热面吹灰、锅炉排污;(B)试验数据的确定;(C)试验用仪器安装;(D)试验用仪器校验。

答案:

A

16在外界负荷不变的情况下,燃烧减弱时,汽包水位()。

(A)上升;(B)下降;(C)先下降后上升;(D)先上升后下降。

答案:

C

17锅炉在升压速度一定时,升压的后阶段与前阶段相比,汽包产生的机械应力是()。

(A)前阶段大;(B)后阶段小;(C)前后阶段相等;(D)后阶段大。

答案:

B

18水冷壁受热面无论是积灰、结渣或积垢,都会使炉膛出口烟温()。

(A)不变;(B)增高;(C)降低;(D)突然降低。

答案:

B

19在锅炉蒸发量不变的情况下,给水温度降低时,过热蒸汽温度升高,其原因是()。

(A)过热热增加;(B)燃料量增加;(C)加热热增加;(D)加热热减少。

答案:

B

20影响汽包水位变化的主要因素是()。

(A)锅炉负荷;(B)锅炉负荷、燃烧工况、给水压力;(C)锅炉负荷、汽包压力;(D)汽包水容积。

答案:

B

21当汽压降低时,由于饱和温度降低,使部分水蒸发,将引起锅炉水体积()。

(A)膨胀;(B)收缩;(C)不变;(D)突变。

答案:

A

22对于整个锅炉机组而言,最佳煤粉细度是指()。

(A)磨煤机电耗最小时的细度;(B)制粉系统出力最大时的细度;(C)锅炉净效率最高时的煤粉细度;(D)总制粉单耗最小时的煤粉细度。

答案:

C

23加强水冷壁吹灰时,将使过热蒸汽温度()。

(A)降低;(B)升高;(C)不变;(D)按对数关系升高。

答案:

A

24锅炉送风量越大,烟气量越多,烟气流速越大,烟气温度就越高,则再热器的吸热量()。

(A)越小;(B)越大;(C)不变;(D)按对数关系减小。

答案:

B

25当过剩空气系数不变时,负荷变化,锅炉效率也随之变化,在经济负荷以下时,锅炉负荷增加,效率()。

(A)不变;(B)降低;(C)升高;(D)按对数关系降低。

答案:

C

26在一般负荷范围内,当炉膛出口过剩空气系数过大时,会造成()。

(A)q3损失降低,q4损失增大;(B)q3、q4损失降低;(C)q3损失降低,q2损失增大;(D)q4损失可能增大。

答案:

C

27燃煤中的水分增加时,将使对流过热器的吸热量()。

(A)增加;(B)减少;(C)不变;(D)按对数关系减少。

答案:

A

28受热面定期吹灰的目的是()。

(A)减少热阻;(B)降低受热面的壁温差;(C)降低工质的温度;(D)降低烟气温度。

答案:

A

29如果在金属外壳上接入可靠的地线,就能使机壳与大地保持(),人体触及后不会发生触电事故,从而保证人身安全。

(A)高电位;(B)等电位(零电位);(C)低电位;(D)安全电压。

答案:

B

30壁温≤580℃的过热器管的用钢为(B)。

(A)20g钢;(B)15CrMo;(C)12CrMoV;(D)22g钢。

31、20g钢的导汽管允许温度为(A)。

(A)<450℃;(B)=500℃;(C)>450℃;(D)<540℃。

32蒸汽动力设备循环广泛采用(B)。

(A)卡诺循环;(B)朗肯循环;(C)回热循环;(D)强迫循环。

 三、计算题(每题10分,共240分)

1求绝对黑体在温度t=1000℃时和t=0℃时,每小时所辐射的热量。

答案:

解:

当t=1000℃时,T=1000+273=1273K,C0=5.67

E0=C0(T/100)4=5.67×(1273/100)4=148901(W/m2)

当t=0℃时,T=273K,

E0=C0(T/100)4=5.67×(273/100)4=315(W/m2)

答:

当t=1000℃时和t=0℃时,辐射的热量分别是148901W/m2和315W/m2。

2水在某容器内沸腾,如压力保持1MPa,对应饱和温度t0=180℃,加热面温度保持t1=205℃,沸腾放热系数为85700W/(m2℃),求单位加热面上的换热量。

 

 答案:

解:

q=a(t1-t0)=85700(205-180)=2142500(W/m2)=2.14(MW/m2)

答:

单位加热面上的换热量是2.14MW/m2。

3已知一物体吸收系数

=0.75,求当该物体温度t=127℃,每小时辐射的热量,辐射系数C0=5.67W/(m2K4)。

答案:

解:

=0.75×5.67×[(273+127)/100]4

=1089(W/m2)

答:

该物体的辐射量是1089W/m2。

4两根输电线,每根的电阻为1Ω,通过的电流年平均值为50A,一年工作4200h,求此输电线一年内的电能损耗多少?

 

 答案:

解:

已知R1=R2=1Ω,I=50A,t=4200h,R=2×1=2Ω

答:

此输电线一年内的电能损耗为21000kWh。

5设人体最小电阻为1000Ω,当通过人体的电流达到50mA时,就会危及人身安全,试求安全工作电压。

 

答案:

解:

已知R=1000Ω,I=50mA=0.05A

答:

安全工作电压应小于50V,一般采用36V。

6绕制一个1000Ω的电熔铁芯,试求需要多长0.02mm2截面的镍铬线。

(ρ=1.5×

答案:

解:

已知R=1000Ω,S=0.02mm2,ρ=1.5×10-6Ωm

答:

需要13.33m0.02mm2的镍铬线。

7某锅炉的循环倍率K=5,求此时上升管内介质的干度。

答案:

解:

答:

此时上升管内介质的干度为0.2。

8某锅炉干度x为0.25,求此锅炉的循环倍率。

答案:

解:

答:

此锅炉的循环倍率为4。

9管子内径为Φ100mm,输送水的流速

=1.27m/s,水的运动粘度υ=0.01×10-4m/s,试问管中水的流动状态。

答案:

解:

输送水时的雷诺数Re

答:

水在管中是紊流状态。

10一水泵的吸水管上装一个带滤网的底阀并有一个铸造的90°弯头,吸水管直径d=150mm,其流量Q=0.016m3/s,求吸水管的局部阻力为多少?

(弯头的阻力系数ζ1=0.43,底阀滤网的阻力系数ζ=3)

答案:

解:

流速

局部阻力损失答:

吸风管的局部阻力损失为0.143mH2O。

11某给水泵,已知其直径d1=200mm处的断面平均流速c1=0.795m/s,求d2=100mm处端面的平均流速c2为多少?

答案:

解:

根据连续性流动方程式答:

D2处断面的平均流速为3.18m/s。

12锅炉汽包压力表读数为9.604MPa,大气压力表的读数为101.7kPa,求汽包内工质的绝对压力。

答案:

解:

已知Pg=9.604MPa,Pa=101.7kPa=0.1017Mpa

答:

汽包内工质的绝对压力是9.7057MPa。

13某锅炉一次风管道直径为Φ300mm,测得风速为23m/s,试计算其通风量每小时为多少m3。

答案:

解:

已知

=23m/s,D=300mm=0.3m

根据Q=

F,F=πD2/4

答:

通风量为5850m3/h。

14某送风机运行实测风机全压为500mmH2O,流量Q=3×105m3/h,轴功率p=600kW,风温为20℃,求风机效率答:

该风机效率为68.08%。

15某送风机在介质温度为20℃,大气压力为760mmHg的条件下工作时,出力为29200m3/h,全压p为524mmH2O,此时风机的有效功率是多少?

答案:

解:

已知Q=29200m2/h,p=524mmH2O=524kgf/m2

答:

此时风机的有效功率是417kW。

16某直流锅炉在启动中准备切分,这时锅炉包覆管出口压力为16MPa,包覆管出口温度为350℃,低温过热器出口温度为380℃,启动分离器压力3MPa,给水流量单侧每小时150t,假定包覆管出口流量G1=90t/h,低温过热器出口通流量G2=60t/h,试计算这时候是否符合等焓切分的条件。

答案:

解:

查图表得包覆管出口比焓值h1=2646kJ/kg(16MPa,350℃),低温过热器出口比焓h2=2863kJ/kg(16MPa,380℃),分离器出口比焓h3=2802kJ/kg(3MPa饱和蒸汽),计算进分离器的蒸汽平均比焓值。

因为2732.8kJ/kg<2802kJ/kg

即h<h3

计算结果显示分离器进口焓小于出口焓值,因此不符合等焓切分的条件。

17某200MW发电机组,日供电量为432万kWh,耗用2177t原煤,原煤单价为240元/t,求发电燃烧成本。

答案:

解:

发电燃烧成本=2177×240/4320000=0.1209[元/(kWh)]

答:

发电燃烧成本为0.1209元/(kWh)。

18某汽轮发电机组设计热耗为8792.28kJ/(kWh),锅炉额定负荷热效率为92%,管道效率为99%,求该机组额定负荷设计发电煤耗。

(标准煤耗低位发热量为2927.2kg/kJ。

答案:

解:

发电设计煤耗=(汽轮机发电机组设计热耗)/(锅炉效率×管道效率×标准煤发热量)

=8792.28/0.92×0.99×29271.2

=329.8[g/(kWh)]

答:

该机组设计发电煤耗为329.8g/(kWh)。

19风机功率计算公式

有何不同。

答案:

解:

上式均为风机功率计算公式,其主要区别是P1与P2单位不同,P1为mm水柱(kg/m2),P2为Pa。

当p1单位为Pa时,即:

当P2单位为mm水柱时,即:

20一只电炉其电阻为44Ω,电源电压为220V,求30min产生的热量。

答案:

解:

已知U=220V,R=44Ω,t=30min=1800s

答:

30min内产生热量为1980kJ。

22已知电源电动势为24V,内阻为2Ω,求外电阻为2Ω时电源的输出功率。

答案:

解:

已知E=24V,内阻r=2Ω,外阻R1=2Ω,R=r+R1=2+2=4Ω

答:

输出功率为144W。

24两个电阻R1和R2并联连接,当R1和R2具有以下数值时,求并联的等效电阻。

①R1=R2=2Ω;②R1=2Ω,R2=0Ω。

答案:

解:

(1)

(2)

答:

方式①的等效电阻为1Ω,方式②的等效电阻为0。

1在手控调节给水量时,给水量为何不宜猛增或猛减?

答案:

锅炉在低负荷运行或异常情况下进行时,要求给水调节自动改为手动。

手动调节给水量的准确性较差,故要求均匀缓慢调节,而不宜猛增、猛减的大幅度调节。

因为大幅度调节给水量时,可能会引起汽包水位的反复波动。

比如,发现汽包水位低时,即猛增给水,由于调节幅度太大,在水位恢复后,接着又出现高水位,不得不重新减小给水,使水位反复波动。

另外,给水量变动过大,将会引起省煤器管壁温度反复变化,使管壁金属产生交主应力,时间长久之后,会导致省煤器焊口漏水。

2如何正确冲洗水位计,冲洗水位计时应注意些什么?

答案:

锅炉运行过程中应对水位计进行定期冲洗。

而当发现水位计模糊不清,或水位停滞不动有堵塞怀疑时,应及时进行冲洗。

一般冲洗水位计的步骤为:

(1)开启水位计的放水门,使汽连通管、水连通管、水位计本身同时受到汽与水的冲洗。

(2)关水位计的水连通门,使汽连通管及水位计本身受蒸汽的冲洗。

(3)将水位计的水连通门打开,关闭汽连通门,使水连通管受到水的冲洗。

(4)开汽连通门,关闭放水门,冲洗工作结束,恢复水位计的正常运行。

水位计在冲洗过程中,必须注意防止汽连通门、水连通门同时关闭的现象。

因为这样会使汽、水同时不能进入水位计,水位计迅速冷却,冷空气通过放水门反抽进入水位计,使冷却速度更快;当再开启水连通门或汽连通门,工质进入时,温差较大,会引起水位计的损坏。

在工作压力下冲洗水位计时,放水门应开得很小。

这是因为水位计压力与外界环境压力相差很大,放水门若开得过大,汽水剧烈膨胀,流速很高,有可能冲坏云母片或引起水位计爆破。

放水门开得越大,上述现象越明显。

另外,冲洗水位计时,要注意人身安全,防止汽水冲出烫伤人。

3锅炉结焦有哪些危害,如何防止?

答案:

(1)锅炉结焦的危害主要有:

①引起汽温偏高;②破坏水循环;③增大了排烟损失;④使锅炉出力降低。

(2)为了防止结焦,在运行上要合理调整燃烧,使炉内火焰分布均匀,火焰中心保持适当位置;

保证适当的过剩空气量,防止缺氧燃烧;发现积灰和结焦时应及时清除;避免超出力运行;提高检修质量;保证燃烧器安装正确;锅炉严密性要好,并及时针对锅炉设备不合理的地方进行改进。

1论述锅炉主要参数变化对发电煤耗的影响。

(附330MW发电锅炉煤耗偏差分析。

答案:

(1)机组负荷246~328MW,发电煤耗±0.7g/(kWh)

(2)过热蒸汽温度±10℃,

机组负荷246~328MW,发电煤耗±0.75g/(kWh)

(3)再热蒸汽温度±10℃,

机组负荷246~328MW,发电煤耗±0.577g/(kWh)

机组负荷164MW,发电煤耗±0.724g/(kWh)

(4)给水温度±10℃,发电煤耗±0.68g/(kWh)

(5)锅炉连续排污率0.5%,发电煤耗+0.299g/(kWh)

锅炉连续排污率1%,发电煤耗+0.598g/(kWh)

(6)自用蒸汽

98台吹灰器(其中64台枪式吹灰器,32台长吹灰器,2台摆动吹灰器)每8h吹灰一次。

发电煤耗+0.349g/(kWh)。

(7)机械未完全燃烧热损失(q4)

1)飞灰可燃物

原煤灰分飞灰可燃物发电煤耗

30%±1%±1.228g/(kWh)

20%±1%±0.8177g/(kWh)

10%±1%±0.409g/(kWh)

2)灰渣可燃物

原煤灰分灰渣可燃物发电煤耗

30%±1%0.216g/(kWh)

20%±1%0.145g/(kWh)

10%±1%0.072g/(kWh)

(8)锅炉效率

1)锅炉排烟温度±10℃,发电煤耗±1.9g/(kWh)。

2)锅炉过剩空气系数±0.1,发电煤耗±1.3g/(kWh)。

2论述选择润滑油(脂)的依据。

 

(1)负荷大时,应选用粘度大或油性、挤压性好的润滑油。

负荷小时应选用粘度小的润滑油。

间歇性的或冲击力较大的机械运动,容易破坏油膜,应选用粘度较大或挤压性较好的润滑油,或用这种润滑油制成的针入度较小的润滑脂。

(2)速度高时,需选用粘度较小的润滑油,或用粘度较大的润滑油制成的润滑脂。

反之,则用粘度较大的润滑油或用粘度较大的润滑油制成的润滑脂。

对于高速滚动轴承的选择润滑油(脂),为了补足所用润滑油(脂)的机械安全性和成渠性,以及克服离心力的作用,最好选用稠度较大的3号润滑脂。

对一般转速不太高轴承来说,为了降低轴承的转矩,特别是启动转矩,则尽可能选用低稠度的润滑脂。

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