汽机题库计算题.docx

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汽机题库计算题

汽机题库—计算题

1、设有一台汽轮机，以下列蒸汽参数运行，蒸汽初压p1=13.8MPa，初温t1=540℃，排汽压力p=0.0038Mpa，再热压力prh=2.6MPa，再热后温度trh，试求中间再热后的汽耗率drh？

（已知：

有表查得i1=3427kJ/kg、i2=2955kJ/kg、i3=3544kJ/kg、i4=2228kJ/kg）。

解：

drh=

kJ/kg

2、某台机组，在某一工况下，汽轮发电机输出功率N＝5

104千瓦，进入汽轮

机的蒸汽量D＝190

103千克／时，总抽汽率a＝0.2，新蒸汽焓i0=3400千焦／千克，给水焓ig＝800千焦／千克。

求：

汽耗率d、热耗率q、总抽汽量D1、凝结量D2、热效率η。

解：

（1）汽耗率d＝D/N＝190

103/5

104＝3.8（千克/千瓦时）

（2）热耗率q＝d·（i0－ig）＝3.8

（3400－800）＝9880（千焦/千瓦时）

　　　　　（3）总抽汽量D1＝a·D＝0.2

190

103＝38

103（千克／时）

　　　　　（4）凝结量D2＝（1－a）·D＝0.8

190

103＝152

103（千克／时）

　　　　　（5）热效率η＝3600÷q＝3600÷9880＝0.36＝36%

　　　答：

汽耗率为3.8千克/千瓦时；热耗率为9880千焦/千瓦时；总抽汽量为38

103千克／时；凝结量为152

103千克／时；热效率为36%。

3.某汽轮机每小时排汽量为400t，排汽压力为0.004MPa，排汽干度x＝0.88，冷却水比热容cp＝4.1868kJ／（kg·℃），凝汽器每小时用循环冷却水24800t。

求循环冷却水温升为多少度?

答案：

解：

查饱和水与饱和水蒸汽热力性质表知，排汽压力为0.004MPa时，饱和蒸汽焓为i″co＝2554.5kJ／kg，饱和水焓i′co＝121.41kJ／kg

排汽焓为ico＝x×i″co＋（1－x）×i′co

＝0.88×2554.5＋（1－0.88）×121.41

＝2247.96＋14.57

＝2262.53kJ／kg

凝汽器循环倍率为

m＝Dw／Dco＝24800／400＝62

循环冷却水温升Δt＝（ico－i′co）／（m×cP）

＝（2262.53－121.41）／（62×4.1868）

＝8.25（℃）

答：

循环冷却水温升为8.25℃。

4.某机组发电标准煤耗率为320g／（kW·h），若年发电量103.1559亿kW·h，将消耗多少标准煤?

若燃用发热量为4800kcal／kg的煤，又将消耗多少吨?

答案：

解：

该机组年消耗标准煤Bb为

Bb＝bb×N年＝320×10-3×103.1559×108

＝3300988800kg

＝3300988.8（t标准煤）

若燃用发热量为4800kcal／kg的煤，则消耗

B＝3300988.8×7000／4800

＝4813942（t）

答：

该机组每年将消耗3300988.8t标准煤。

若燃用发热量为4800kcal／kg的煤，则将消耗4813942t。

5.一台简单朗肯循环凝汽式机组容量是12MW，蒸汽参数po＝5MPa、to＝450℃、pco＝0.005MPa、机组的相对内效率ηoi＝0.85、机械效率ηj＝0.99、发电机效率ηd＝0.98、排汽干度x＝0.9。

求机组汽耗量D、汽耗率d，热耗量Q、热耗率d。

答案：

解：

查表求出下列参数

io＝3316.8kJ／kg

i′co＝137.77kJ／kg

i″co＝2561.6kJ／kg

绝热膨胀排汽焓为icot＝x×i″co＋（1－x）×i′co

＝0.9×2561.6＋（1－0.9）×137.77

＝2305.44＋13.777

＝2319.21（kJ／kg）

汽耗量D＝3600×N／［（io－icot）ηoiηjηd］

＝3600×12000／［（3316.8－2319.21）×0.85×0.99×0.98］

＝52511.14（kg／h）

汽耗率d＝D／N＝52511.14／12000＝4.376kg／（kW·h）

热耗量Q＝D（io－i′co）

＝52511.14×（3316.8－137.77）

＝166934489.4（kJ／h）

热耗率q＝Q／N

＝166934489.4／12000

＝13911.2［kJ／（kW·h）］

答：

汽轮机的汽耗量D为52511.14kg／h；汽轮机的汽耗率d为4.376kg／（kW·h）；汽轮机的热耗量Q为166934489.4kJ／h；汽轮机的热耗率q为13911.2kJ／（kW·h）。

6.一台离心泵在转速1450r／min时，其全扬程为25m，流量为240m3／h，轴功率为22kW，因受外界影响，实际转速为1420r／min，试求此时的扬程、流量和轴功率各为多少?

答案：

解：

对同一泵在流量控制装置相同的情况下，泵内的流动相似，可以应用相似定律中的比例定律

H′＝H（n′／n）＝25×（1420／1450）＝24.5（m）

Q′＝Q（n′／n）＝240×（1420／1450）＝235（m3／h）

N′＝N（n′／n）3＝22×（1420／1450）3＝20.7（kW）

答：

实际转速为1420r／min时，扬程为24.5m；流量为235m3／h；轴功率为20.7kW。

7.一台容量为300MW的汽轮机，已知其凝汽器内的压力为pco＝5kPa，排汽进入凝汽器时的干度x＝0.93，排汽的质量流量Dm＝570t／h，若凝汽器冷却水的进出口温度分别为18℃和28℃，水的平均定压质量比热cp＝4.187kJ／（kg·℃）。

试求该凝汽器的冷却倍率和循环冷却水量。

答案：

解：

查饱和水与饱和水蒸气热力性质表，排汽压力下的饱和水焓i′co＝137.77kJ／kg，饱和蒸汽焓i″co＝2561.6kJ／kg。

排汽焓ico＝x×i″co＋（1－x）×i′co

＝0.93×2561.6＋（1－0.93）×137.77

＝2382.3＋9.6

＝2391.9（kJ／kg）

凝汽器热平衡方程

Dm×（ico－i′co）＝Dwcp（tw2－tw1）

Dw＝［Dm×（ico－i′co）］／［cp（tw2－tw1）］

＝［570×（2391.9－137.7）］／［4.187×（28－18）］

＝30687.7（t／h）

冷却倍率m＝Dw／Dm

＝30687.7／570

＝53.84

答：

该凝汽器的冷却倍率为53.84，循环冷却水量为30687.7t／h。

8.某凝汽式发电厂总共装有四台汽轮发电机组，其中三台容量均为50MW，另一台的容量为100MW。

已知该厂装机容量的年利用小时数为7200h，假定该发电厂的总效率ηndc＝34.2%，所用燃料的低位发热量Qar,net＝23440kJ／kg，求平均每昼夜所需供给的燃料量。

答案：

解：

该发电厂全厂装机容量为

3×50000＋1×100000＝250000（kW）

全年发电量为

250000×7200＝1800×106（kW·h）

该厂的发电标准煤耗为

bb＝0.123／ηndc＝0.123／0.342

＝0.35965［kg／（kW·h）］

＝359.65g／（kW·h）

全年标准煤的总消耗量为

1800×106×0.35965＝647370000（kg）

＝647370t

全厂平均每昼夜消耗的标准煤为

647370／365＝1773.62（t）

若燃用低位发热量为23440kJ／kg的煤，则平均每昼夜该厂的燃料实际消耗量为

1773.62×7000×4.187／23440＝2217.7（t）

答：

该厂平均每昼夜消耗低位发热量为23440kJ／kg的煤2217.7t。

9.国产125MW汽轮发电机组进汽参数为p1＝13.24MPa，t1＝550℃，高压缸排汽压力2.55MPa，再热蒸汽温度550℃，排汽压力为5kPa，试比较再热循环的热效率与简单朗肯循环的热效率，并求排汽干度变化多少?

答案：

解：

从水蒸气焓熵图及表中查得

高压缸进汽焓i1＝3467kJ／kg，熵S1＝6.6kJ／（kg·K）

高压缸排汽焓ib＝2987kJ／kg，

中压缸的进汽焓ia＝3573kJ／kg，熵Sa＝7.453kJ／（kg·K）

简单朗肯循环排汽焓ic＝2013kJ／kg

再热循环排汽焓ico＝2272kJ／kg

排汽压力下饱和水焓i′co＝137.8kJ／kg

再热循环的热效率

ηt,zr＝［（i1－ib）＋（ia－ico）］／［（i1－i′co）＋（ia－ib）］

＝［（3467－2987）＋（3573－2272）］／［（3467－137.8）＋（3573－2987）］

＝1781／3915.2

＝0.455

简单朗肯循环的热效率为

ηt＝（i1－ic）／（i1－i′co）

＝（3467－2013）／（3467－137.8）

＝1454／3329.2

＝0.437

采用再热循环后，循环热效率提高了

δηt＝（ηt,zr－ηt）／ηt

＝（0.455－0.437）／0.437

＝0.0412

＝4.12%

从水蒸气焓熵图中可查得，简单朗肯循环的排汽干度为0.7735，再热循环的排汽干度为0.881，排汽干度提高了

（0.881－0.7735）／0.7735＝0.139＝13.9%

答：

采用再热循环，使循环热效率提高了4.12%，使排汽干度提高了13.9%。

10.设有两个采用再热循环的发电厂，其新蒸汽参数均为p1＝12.5MPa，t1均为500℃，排汽压力均为6kPa，再热循环A的中间压力为2.5MPa，再热循环B的中间压力为0.5MPa，两者再热后的蒸汽温度都等于原来的初温500℃，试分别求这两个再热循环的热效率和排汽干度，并与简单朗肯循环进行比较。

答案：

解：

查水蒸气焓熵图及表得

新蒸汽焓i1＝3343.3kJ／kg；

再热循环A的高压缸排汽焓ib,A＝2928kJ／kg；

再热循环B的高压缸排汽焓ib,B＝2620kJ／kg；

再热循环A的中压缸进汽焓ia,A＝3461.7kJ／kg；

再热循环B的中压缸进汽焓ia,B＝3483.8kJ／kg；

简单朗肯循环排汽干度x＝0.757；

再热循环A的排汽干度xA＝0.882；

再热循环B的排汽干度xB＝0.92；

排汽压力下的饱和蒸汽焓i″co＝2567.5kJ／kg；

排汽压力下的饱和水焓i′co＝151.5kJ／kg。

简单朗肯循环的排汽焓ico＝x×i″co＋（1－x）×i′co

＝0.757×2567.5＋（1－0.757）×151.5

＝1943.6＋36.8

＝1980.4（kJ／kg）

再热循环A的排汽焓

ico,A＝xA×i″co＋（1－xA）×i′co

＝0.882×2567.5＋（1－0.887）×151.5

＝2264.5＋17.1

＝2281.6（kJ／kg）

再热循环B的排汽焓

ico,B＝xB×i″co＋（1－xB）×i′co

＝0.92×2567.5＋（1－0.92）×151.5

＝2362.1＋12.1

＝2374.2（kJ／kg）

简单朗肯循环效率

ηt＝（i1－ico）／（i1－i′co）

＝（3343.3－1980.4）／（3343.3－151.5）

＝1362.9／3191.8

＝0.427

再热循环A的循环效率

ηt,A＝［（i1－ib,A）＋（ia,A－ico,A）］／［（i1－i′co）＋（ia,A－ib,A）］

＝［（3343.3－2928）＋（3461.7－2281.6）］／［（3343.3－151.5）＋（3461.7－2928）］

＝1595.4／3725.5

＝0.428

再热循环B的循环效率

ηt,B＝［（i1－ib,B）＋（ia,B－ico,B）］／［（i1－i′co）＋（ia,B－ib,B）］

＝［（3343.3－2620）＋（3483.8－2374.2）］／［（3343.3－151.5）＋（3483.8－2620）］

＝1832.9／4055.6

＝0.452

答：

由计算结果可知，再热循环B的循环效率最高，再热循环A次之，朗肯循环最低；再热B的排汽干度最高，再热循环A次之，朗肯循环最低。

11.某凝汽式汽轮机的参数为p1＝9.12MPa，t1＝535℃，pco＝0.005MPa，试求以下两种情况循环热效率和排汽湿度的变化：

（A）初温不变，初压提高到p1,A＝13.68MPa；

（B）初压不变，初温提高到t1,B＝550℃。

答案：

解：

查水蒸气表得原来蒸汽参数下，凝结水焓i′co＝137.77kJ／kg，蒸汽初焓i1＝3477.7kJ／kg，排汽焓ico＝2066.5kJ／kg，排汽干度x＝0.795，

循环热效率ηt＝（i1－ico）／（i1－i′co）

＝（3477.7－2066.5）／（3477.7－137.77）

＝1411.2／3339.93

＝0.4225

（A）初温不变，初压提高后，凝结水焓不变，蒸汽初焓i1,A＝3429.94kJ／kg，排汽焓ico,A＝1995.7kJ／kg，排汽干度xA＝0.766，

循环热效率ηt,A＝（i1,A－ico,A）／（i1,A－i′co）

＝（3429.94－1995.7）／（3429.94－137.77）

＝1434.24／3292.17

＝0.4356

（B）初压不变，初温提高后，凝结水焓仍不变，蒸汽初焓i1,B＝3511.9kJ／kg，排汽焓ico,B＝2080.3kJ／kg，排汽干度xB＝0.801，

循环热效率ηt,B＝（i1,B－ico,B）／（i1,B－i′co）

＝（3511.9－2080.3）／（3511.9－137.77）

＝1431.6／3374.1

＝0.4243

答：

根据查表及计算结果可知，初温不变，初压提高，循环效率将提高，但干度明显下降；初压不变，初温提高，既能提高循环效率（不很明显），又能明显提高排汽干度。

12.试求125MW机组在额定工况下1号、2号高压加热器的抽汽份额，已知：

疏水逐级自流。

1号高温加热器出口给水焓i1＝1040.4kJ／kg，入口给水焓i2＝946.9kJ／kg，出口疏水焓is1＝979.6kJ／kg，入口蒸汽焓iz1＝3093kJ／kg。

2号高温加热器入口给水焓i3＝667.5kJ／kg，出口疏水焓is2＝703.5，入口蒸汽焓iz2＝3018kJ／kg。

答案：

解：

1号高温加热器热平衡方程

＝（1040.4－946.9）／（3093－979.6）

＝93.5／2113.4

＝0.04424

2号高温加热器热平衡方程

＝［（946.9－667.5）－0.04424（979.6－703.5）］／（3018－703.5）

＝（279.4－12.215）／2314.5

＝0.11544

答：

1号高温加热器抽汽份额为0.04424，2号高温加热器抽汽份额为0.11544。

13.10t水流经加热器后它的焓从i1＝334.9kJ／kg增加至i2＝502.4kJ／kg，求m＝10t水在加热器内吸收了多少热量Q？

答案：

解：

q＝i2－i1＝502.4－334.9＝167.5（kJ／kg）

Q＝m－q＝10×103×167.5＝1.67×106（kJ）

答：

10t水在加热器内吸收了1.67×106kJ的热量。

14.某P＝200MW机组调节系统的迟缓率ε＝0.3%，速度变动率δ＝5%，试计算由迟缓引起负荷摆动量是多少?

答案：

解：

负荷摆动量ΔP＝（ε／δ）×P

＝0.3÷5×200

＝12（MW）

答：

由迟缓引起的负荷摆动量是12MW。

15.某电厂在低周波运行期间曾将速度变动率δ＝5%的同步器工作范围由＋7%～－5%改为＋4%～－6%，试问这样改动后，当电网频率恢复为50Hz后，机组最多能带多少（用百分数表示）?

答案：

解：

同步器工作范围改为＋4%～－6%后，为使机组带满负荷，同步器应处于高限位置，设在50Hz时机组带负荷P′，则

（1.04×3000－3000）／P′＝δn0／P

P′／P×100%＝［（1.04×3000－3000）／δn0］×100%

＝［（1.04×3000－3000）／（0.05×3000）］×100%

＝（0.04／0.05）×100%

＝80%

答：

此时机组只能带80%额定负荷。

16.设每千克蒸汽在锅炉中吸热q1＝2.51×103kJ／kg，蒸汽通过汽轮机作功后在凝汽器中放出热量q2＝2.09×103kJ／kg。

蒸气流量D＝440t／h，如果作的功全部用来发电，问每天能发出多少度电?

（不考虑其他能量损失）

答案：

解：

D＝440t／h＝4.4×105kg／h

（q1－q2）×D＝（2.51－2.09）×103×4.4×105

＝1.848×108（kJ／h）

因1kJ＝2.78×10-4kW·h

则每天发电量W＝2.78×10-4×1.848×108×24

＝1.23×106（kW·h）

答：

每天能发出1.23×106kW·h电。

17.某电厂一昼夜发电1.2×106kW·h，此功应由多少热量转换而来?

（不考虑其他能量损失）

答案：

解：

1kW·h＝3.6×103kJ

则Q＝3.6×103×1.2×106＝4.32×109（kJ）

答：

此功应由4.32×109kJ的热量转换而来。

18.一台十级离心泵，入口压力p1＝0.21MPa，出口压力p2＝6.5MPa，入口水温t＝109.32℃，求该泵的总扬程和单级扬程。

答案：

解：

根据水泵入口水温和压力查找饱和水温表ρ＝951.2kg／m3，

g＝9.81m／s2，

根据水泵扬程公式得泵的总扬程为

Ht＝（p2－p1）／（ρg）

＝（6.5×106－0.21×106）／（951.2×9.81）

＝471.5（m）

每级扬程为H＝Ht／10＝471.5／10＝47.5（m）

答：

该离心泵的总扬程为471.5m，单级扬程为47.5m。

19.某锅炉蒸发量D＝130t／h，给水温度为172℃，给水压力4.41MPa，过热蒸汽压力为3.92MPa，过热蒸汽温度450℃，锅炉的燃煤量m＝16346kg／h，燃煤的低位发热量为Qar,net＝22676kJ／kg，试求锅炉的效率?

答案：

解：

由汽水的性质查得给水焓i1＝728kJ／kg，主蒸汽焓i0＝3332kJ／kg

锅炉输入热量

Q1＝mQar,net＝16346×22676＝3.7×108（kJ／h）

锅炉输出热量

Q2＝D（i0－i1）＝130×103×（3332－728）＝3.39×108（kJ／h）

锅炉效率

η＝Q2／Q1×100%

＝3.39×108／3.7×108×100%

＝91.62%

答：

此台锅炉效率是91.62%

20.N100-90／535型汽轮机，在经济工况下运行，调节级汽室压力p0＝4.40MPa，流量G0＝100kg／s。

运行一段时间后，调节级汽室压力p′0＝4.0MPa。

求变工况后的蒸汽流量G′0。

答案：

解：

已知p0＝4.40MPa，G0＝100kg／s，p′0＝4.0MPa

G0／G′0＝p0／p′0＝4.40／4.0＝1.1

得G′0＝100／1.1＝90.9（kg／s）

答：

变工况后蒸汽流量G′0为90.9kg／s。

21.某机组额定转速为3000r／min，空负荷转速为3120r／min，满负荷转速为3000r／min，问调速系统的速度变动率为多少?

答案：

解：

调速系统速度变动率

δ＝［（空负荷转速－满负荷转速）／额定转速］×100%

＝（3120－3000）／3000×100%

＝4%

答：

该机组调速系统的速度变动率为4%。

22.某台汽轮机额定参数为：

主蒸汽压力p1＝13.1MPa，主蒸汽温度535℃，做主汽门、调门严密性试验时的蒸汽参数为：

主蒸汽压力p2＝8.8MPa，主蒸汽温度456℃。

问该台汽轮机转速n下降到多少时，主汽门、调门的严密性才算合格?

答案：

解：

n＝p2／p1×1000＝8.8／13.1×1000＝671.75（r／min）

答：

该汽轮机转速下降到671.75r／min以下时，主汽门、调门的严密性才算合格。

23.某台凝汽器冷却水进水温度为t1＝11℃，出水温度为t2＝19℃，冷却水流量d＝9.7×104t／h，水的比热容c＝4.187kJ／kg，问该凝汽器48h内被冷却水带走多少热量?

答案：

解：

该凝汽器每小时被冷却水带走热量

q＝d×c（t2－t1）＝9.7×107×4.187×（19－11）

＝324.9×107（kJ／h）

48h内被冷却水带走热量

324.9×107×48＝15595.74×107＝1.56×1011（kJ）

答：

该凝汽器48h内被冷却水带走1.56×1011kJ热量。

24.某容器内气体压力由压力表读得p1＝0.42MPa，气压表测得大气压力

p2＝0.97×105Pa，若气体绝对压力不变，而大气压力升高到1.1×105Pa，问容器内压力表的读数为多少?

答案：

解：

容器内的绝对压力

p＝p1＋p2＝0.42×106＋0.97×105

＝517000（Pa）＝0.517（MPa）

大气压力变化后，压力表读数

p1＝p－p2＝517000－110000＝407000（Pa）＝0.407（MPa）

答：

压力表读数为0.407MPa。

25.某台循环水泵的电动机轴功率P1＝1000kW·h，循环水泵有效功率

P2＝800kW·h，问该循环水泵的效率η为多少?

答案：

解：

η＝P2／P1×100%＝800÷1000×100%＝80%

答：

该循环水泵的效率为80%。

26.某机组在某一工况下运行时，测得凝汽器真空为95kPa，大气压力为0.1012MPa，问凝汽器真空度为多少?

（保留两位小数）

答案：

解：

大气压力为0.1012MPa＝101.2kPa

真空度＝凝汽器真空／大气压力×100%

＝95／101.2×100%

≈93.87%

答：

凝汽器真空度为93.87%。

27.某台纯凝汽式汽轮机，新蒸汽压力为p1＝13.24MPa，温度t1＝550℃，汽轮机排汽压力为0.005MPa，试问该台汽轮机循环热效率为多少?

答案：

解：

查图得知：

i1＝3470kJ／kg，i2＝2288kJ／kg，i′2＝138.2kJ／kg

循环热效率ηt＝（i1－i2）／（i1－i′2）×100%

＝（3470－2288）／（3470－138.2）×100%

＝1182／3331.8×100%

＝0.3547×100%

＝35.47%

答：

该台汽轮机循环热效率为35.47%。

28.一台125MW汽轮机，新蒸汽压力为p1＝13.24MPa，温度t1＝550℃，高压缸排汽压力为2.55MPa，再热汽温为550℃，汽轮机排汽压力为0.005MPa，试问该台125MW汽轮机循环热效率为多少?

答案：

解：

查图得知：

i1＝3470kJ／kg，ia＝2990kJ／kg，ib＝3576kJ／kg，

i2＝2288kJ／kg，i′2＝138.2kJ／kg

再热循环热效率

ηt＝［（i1－ia）＋（ib－i2）］／［（i1－i′