汽机题库计算1文档格式.docx
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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?
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)
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。
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×
=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)]
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?
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)
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。
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×
=0.93×
2561.6+(1-0.93)×
=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
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。
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·
该厂的发电标准煤耗为
bb=0.123/ηndc=0.123/0.342
=0.35965[kg/(kW·
=359.65g/(kW·
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)
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?
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·
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%
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。
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×
=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)×
=0.882×
2567.5+(1-0.887)×
=2264.5+17.1
=2281.6(kJ/kg)
再热循环B的排汽焓
ico,B=xB×
i″co+(1-xB)×
=0.92×
2567.5+(1-0.92)×
=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
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℃。
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
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。
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
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?
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?
负荷摆动量ΔP=(ε/δ)×
P
=0.3÷
5×
200
=12(MW)
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)?
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)]×
=(0.04/0.05)×
=80%
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)
D=440t/h=4.4×
105kg/h
(q1-q2)×
D=(2.51-2.09)×
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×
每天能发出1.23×
106kW·
h电。
17.某电厂一昼夜发电1.2×
h,此功应由多少热量转换而来?
(不考虑其他能量损失)
1kW·
h=3.6×
103kJ
则Q=3.6×
1.2×
106=4.32×
109(kJ)
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。
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)
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?
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×
锅炉输出热量
Q2=D(i0-i1)=130×
(3332-728)=3.39×
锅炉效率
η=Q2/Q1×
=3.39×
108/3.7×
=91.62%
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。
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)
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?
调速系统速度变动率
δ=[(空负荷转速-满负荷转速)/额定转速]×
=(3120-3000)/3000×
=4%
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?
n=p2/p1×
1000=8.8/13.1×
1000=671.75(r/min)
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?
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×
48=15595.74×
107=1.56×
1011(kJ)
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?
容器内的绝对压力
p=p1+p2=0.42×
106+0.97×
=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)
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?
η=P2/P1×
100%=800÷
1000×
100%=80%
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)
大气压力为0.1012MPa=101.2kPa
真空度=凝汽器真空/大气压力×
=95/101.2×
≈93.87%
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?
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)×
=(3470-2288)/(3470-138.2)×
=1182/3331.8×
=0.3547×
=35.47%
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?
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′
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