火力发电汽轮机运行值班员高级技师理论知识合并卷一、计算题（每题10分，共150分）1.>如果系统内有两台汽轮机并列运行，其中一号机带额定负荷P01＝50MW，其调节系统速度变动率为δ1＝3%，二号机带额定负荷P02＝25MW，其调节系统速度变动率δ2＝5%，如果此时系统频率增高至50.5Hz，试问每台机组负荷降低多少?答案：解：系统频率变动时汽轮机速度变动率δn＝（50.5－50）／50＝1%一号机负荷减少ΔP1＝P01×δn／δ1＝50×0.01／0.03＝16.7（MW）二号机负荷减少ΔP2＝P02×δn／δ2＝25×0.01／0.05＝5（MW）答：一、二号机负荷分别下降了16.7MW及5MW。

2.>N100-90／535型汽轮机在设计工况下新蒸汽焓i0＝3479kJ／kg，给水的焓i′g s＝975kJ／kg，每kg蒸汽在汽轮机中的有效焓降为1004kJ／kg，若机械效率和发电机效率均为99%，试求该汽轮发电机组在设计工况下的汽耗率和热耗率。

答案：解：汽耗率d＝3600／（H i×ηj×ηd）＝3600／（1004×0.99×0.99）＝3.66［kg／（kW·h）］热耗率q＝d（i0－i′gs）＝3.66×（3479－975）＝9164.6［kJ／（kW·h）］答：汽耗率为3.66kg／（kW·h）；热耗率为9164.6kJ／（kW·h）。

3.>某凝汽式汽轮机按朗肯循环工作，新蒸汽压力p1＝8.826MPa，温度t1＝500℃，排汽压力为0.0039MPa，i o＝3387kJ／kg；i co＝2003kJ／kg；i′co＝120kJ／kg，机械效率和发电机效率均为99%，汽轮机功率为100MW。

求汽耗量和热耗量及满负荷运行时每小时消耗标准煤量。

答案：解：汽耗率d＝3600／［（i0－i co）×ηj×ηd］＝3600／［（3387－2003）×0.99×0.99］＝2.654［kg／（kW·h）］热耗率q＝d（i0－i′co）＝2.654×（3387－120）＝8670.62［kJ／（kW·h）］汽耗量D＝P×d＝100000×2.654＝265400（kg／h）＝265.4t／h热耗量Q＝P×q＝100000×8670.62＝867062000（kJ／h）标准煤耗量B＝Q／29307.6＝867062000／29307.6＝29584.886（kg／h）＝29.6t／h 答：汽耗量为265.4t／h，热耗量为867062000kJ／h，标准煤耗量为29.6t／h。

4.>有一台12MW的汽轮发电机组，主蒸汽压力p0＝5MPa，主蒸汽温度t0＝450℃，一级抽汽压力p c ＝1.0MPa，排汽压力p co＝0.005MPa，给水回热温度t gs＝165℃，给水压力p gs＝8MPa，加热器的抽汽量q mc＝10.2t／h，机组的相对内效率ηoi＝0.85，机械效率ηj＝0.99，发电机效率ηg＝0.99。

求机组的汽耗量D、机组的汽耗率d、机组的热耗量Q、机组的热耗率q。

答案：解：查焓熵图和水蒸气参数表求下列参数：主蒸汽焓i 0＝3316.8kJ ／kg ； 理想排汽焓i cot ＝2096kJ ／kg ； 抽汽焓i c ＝3116kJ ／kg ； 给水焓i ′gs ＝701.5kJ ／kg ； 凝结水焓i ′co ＝137.77kJ ／kg 。

实际排汽焓i co =i 0-(i 0-i cot )×ηoi＝3316.8－（3316.8－2096）×0.85 ＝2279.12（kJ ／kg ）D P i i q i i i i =-⨯⨯+⨯--[/()]()/()360000co j g mc c co co ηη＝3600×12000／［（3316.8－2279.12）×0.99×0.99］＋10200×（3116－2279.12）／（3316.8－2279.12） ＝42476.62＋8226.2＝50702.82（kg ／h ）≈50.7t ／hd ＝D ／P ＝50700／12000＝4.225［kg ／（kW ·h ）］Q ＝D （i 0－i gs ）＝50702.82×（3316.8－701.5） ＝132603032.8（kJ ／h ）q ＝Q ／P ＝132603032.8／12000＝11050.25［kJ ／（kW ·h ）］50.7t ／h ；汽耗率为4.225kg ／（kW ·h ）；热耗量132603032.8kJ ／h ；热耗率为11050.25[kJ ／（kW ·h ）]。

5.>汽轮机转速传感器，当汽轮机轴每转一转发60个脉冲，此脉冲送给计算器，计算机用一任务读此计数器，该任务每秒由调度启动一次，读入数据后把计数器清零。

若调度启动该任务时间误差为±10ms ，问当汽轮机在100r ／min 、1000r ／min 和3000r ／min 时计算机显示转数在什么范围?答案：解：设汽轮机转速为n （r ／min ）则n （r ／min ）＝n ／60（r ／s ）60个脉冲，所以，当汽轮机转速为n （r ／min ）时，其每秒发出的脉冲个数K 为K ＝n ／60（r ／s ）×60（脉冲个数／r ）＝n （脉冲个数／s ）1s ＝103ms 那么K ＝n ×10-3（脉冲个数／ms ）10ms ，所以，由时间误差所引起的脉冲个数误差ΔK 和转速误差Δn 之间的关系为ΔK ＝Δn ≈±n ×10-2n ＝100r ／min 时，Δn ＝±1，这时计算机显示转速为99～101r ／min ；当n ＝1000r ／min 时，Δn ＝±10，这时计算机显示转速为990～1010r ／min ； 当n ＝3000r ／min 时，Δn ＝±30，这时计算机显示转速为2970～3030r ／min 。

答：当汽轮机在100r ／min 、1000r ／min 和3000r ／min 时计算机显示转速分别在99～101r ／min ；990～1010r ／min ；2970～3030r ／min 范围内。

6.>有一台降压变压器额定容量为3200kVA ，电压为35±2×2.5%10.3kV ，U d %＝7，系统阻抗忽略不计。

继电器采用不完全星形接线。

试计算电流速断保护的一次动作值。

答案：解：（1）变压器高压侧的额定电流I N＝3200／（1.732×35）＝52.8（A）2）低压侧三相短路流过高压侧的电流为I d(3)＝52.8／0.07＝754（A）3）速断保护的一次电流整定值为I dz＝K k×Id(3)＝1.4×754＝1055.6（A）1055.6A。

7.>三相汽轮发电机输出电流为1380A，线电压是6300V，若负载的功率因数从0.8下降到0.6，该发电机输出的有功功率有何变化?答案：解：当cosφ＝0.8时，发电机的有功功率为P1＝31/2U2I1co sφ＝31/2×6300×1380×0.8＝12000kWcosφ＝0.6时，发电机的有功功率为P2＝31/2U2I1co sφ＝31/2×6300×1380×0.6＝9000kWP1－P2＝12000－9000＝3000kW0.8下降到0.6时，该发电机输出的有功功率减小了3000kW。

8.>某纯凝汽式发电厂总效率ηndc为0. 32，汽轮机的相对内效率ηoi由0.80提高到0.85，试求该电厂每发一度电能节省多少标准煤?答案：解：已知ηndc＝ηglηgdηtηoiηjηd＝0.32令ηglηgdηtηoiηjηd＝K，则K＝ηndc／ηoi＝0.32÷0.8＝0.4η'ndc＝Kη'oi＝0.4×0.85＝0.34Δb b为Δb b＝b b－b b'＝0.123／ηndc－0.123／η′ndc＝0.123／0.32－0.123／0.34＝0.02261［kg／（kW·h）］＝22.61g／（kW·h）ηoi由0.80提高到0.85时，该电厂每发一度电能节省22.61g标准煤。

9.>某蒸汽中间再热凝汽式发电厂，已知有关参数为锅炉出口压力p gr＝14.3MPa，锅炉出口温度t gr＝555℃，机组额定发电量P＝125MW，汽轮机进汽压力p0＝13.68MPa，汽轮机的进汽温度t0＝550℃，高压缸排汽压力p′zr＝2.63MPa，中压缸进汽压力p″zr＝2.37MPa，中压缸进汽温度t zr ＝550℃，高压缸的排汽温度为331℃，低压缸的排汽压力p co＝0.006MPa，排汽的干度x＝0.942，汽轮机发电机组的机械效率ηj＝0.98，发电机效率ηd＝0.985，无回热。

试计算该厂的汽耗量、汽耗率、热耗量、热耗率。

答案：解：根据已知数据，由水蒸气表查得各状态点的焓值为：汽轮机进口蒸汽焓i0＝3469.3kJ ／kg，高压缸的排汽焓i′zr＝3198.6kJ／kg，中压缸的进汽焓i″zr＝3577.4kJ／kg，低压缸排汽焓i co＝2421.8kJ／kg，因为无回热，锅炉进口给水焓即凝结水焓i′co＝136.4kJ／kg。

D＝（3600×P）／｛［（i0－i′zr）＋（i″zr－i co）］×ηj×ηd｝＝（3600×125000）／｛［（3469.3－3198.6）＋（3577.4－2421.8）］×0.98×0.985｝＝326843（kg／h）d＝D／P＝326843／125000＝2.61［kg／（kW·h）］Q＝D［（i0－i′co）＋（i″zr－i′zr）］＝326843［（3469.3－136.4）＋（3577.4－3198.6）］＝1213143163（kJ／h）热耗率q＝Q／P＝1213143163／125000＝9705.145［kJ／（kW·h）］326843kg／h；汽耗率为2.61［kg／（kW·h）］；热耗量为1213143163kJ ／h；热耗率为9705.145[kJ／（kW·h）]。