汽机题库计算题.docx

1、汽机题库计算题汽机题库一计算题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 h=540C,排汽压力 p=0.0038 Mpa，再热 压力Prh=2.6 MPa ,再热后温度trh，试求中间再热后的汽耗率 drh ?(已知：有表查得 h=3427kJ/kg、i2=2955kJ/kg、i3=3544kJ/kg、i4=2228kJ/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

2、、热耗率q、总抽汽量凝结量D2、热效率n。3 4解：汽耗率d = D/N= 190 10/5 10 = 3.8(千克/千瓦时)(2)热耗率 q = d (i 0- i g) = 3.8 (3400 - 800) = 9880(千焦/千瓦时)(3)总抽汽量 D = a D= 0.2 沃 190 沃 103= 38 況 103(千克/时)3(4)凝结量 D2= (1 - a) D= 0.8 190 10 = 152 103(千克/时)(5)热效率 n = 3600 F = 3600弋880= 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 1

3、03千克/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 C), 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排汽焙丿勺 i co= xx i co+( 1 x)x i co=0.88 x 2554.5 +( 1-0.88 ) x 121.41=2

4、247.96 + 14.57=2262.53kJ / kg凝汽器循环倍率为rn= Dw/ DCo= 24800 / 400 = 62循坏冷却水温升 t =( i co- i co)/( mx Cp)=(2262.53 - 121.41 ) / ( 62 x4.1868 )=8.25 (C)答：循坏拎却水温升为8.25 C4.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= bbx Nh= 320 x 10-3 x 103.155

5、9 x 108=3300988800kg=3300988.8 (t 标准煤)若燃用发热吊为4800kcal /kg的煤，则消耗B= 3300988.8 x 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p。 =5MPa to= 450C、pc= 0.005MPa、机组的相对内效率 n oi =0.85、机械效率n j = 0.99、发电机效率 n d= 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

6、d. 答案：解：查表求出下列参数i o= 3316.8kJ /kgi co= 137.77kJ /kgi co= 2561.6kJ / kg绝热彫胀排汽焓为i cot = xx i co+( 1 - x)x i c。=0.9 x 2561.6 +( 1-0.9 ) x 137.77=2305.44 + 13.777=2319.21 ( kJ / kg)汽耗斤tD= 3600 x N/L( i o i cot) n & n j n d=3600 x 12000/(3316.8 2319.21 ) x 0.85 x 0.99 x 0.98 :=52511.14 ( kg/h)汽耗率 d = D/

7、N= 52511.14 / 12000 = 4.376kg / (kW h)热耗量 Q= D (io i co)=52511.14 x( 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

8、量为24001/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(rT/n)= 25x( 1420/1450)= 24.5 (mQ = Q(rT/n)= 240 x( 1420/1450)= 235 (卅/ h)N = N(n/ n) 3= 22x( 1420/1450) 3= 20.7 (kW答：实际转速为1420r/min时，扬程为24.5m;流量为235ni/h;轴功率为 20.7kWo7.一台容量为300MW的汽轮机，已知其凝汽

9、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 18C和28C，水的平均定压质量比热 Cp= 4.187kJ /( kg C)。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 o排汽焙i co = xx i co+( 1 x)x i co=0.93 x 2561.6 +( 1 0.93 ) x 137.77=2382.3 + 9.6=2391.9 (

10、kJ / kg)凝汽器热平術方程Dmx( i co i co) =DWCp ( t w2 t w1)Dw= Dmx( i co ico)/ Cp ( t w2 t w1)=:570 X (2391.9-137.7 ) / : 4.187 X (28 - 18)=30687.7 (t /h)冷却倍率mr 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 /ho8.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50MVy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 n nd

11、c =34.2%，所用燃料的低位发热量 Qr,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3X 50000 + 1 X 100000= 250000 ( kW全年发电量为250000X 7200= 1800 X 106 (kW- h)该厂的发电标准煤耗为bb= 0.123 / n ndc= 0.123 / 0.342=0.35965 :kg/( kW- h)=359.65g /( kW- h)全年标准煤的总消耗量为1800X 106x 0.35965 = 647370000 ( kg)=647370t伞厂平均每昼夜消耗的标准煤为6473

12、70/ 365= 1773.62 (t)若燃用低位发热彊为23440kJ / kg的煤，则平均每昼夜 该厂的燃料实际消耗量为1773.62 X 7000 X 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, t 550C,高压缸排汽压力2.55MPa，再热蒸汽温度550C,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 i 1= 3467kJ / kg ,

13、熵 S= 6.6kJ / (kg - K) 高压缸排汽焓i b= 2987kJ / kg ,中压缸的进汽焓 i a = 3573kJ / kg ,熵Sa = 7.453kJ / (kg - K)简单朗肯循环排汽焓i c = 2013kJ / kg排汽压力下饱和水焓i co = 137.8kJ / kg再热循环的热效率n t,zr =( i 1 i b) + ( i a i co)/( i 1 i co) +(i a i b)=(3467 2987) + ( 3573 2272) /：( 3467 137.8 )+ ( 35732987):=1781 / 3915.2=0.455简单朗肯循环的热

14、效率为n t =( i 1 i c)/( i 1 i co)=(3467 2013)/( 3467 137.8 )=1454 / 3329.2=0.437采用再热循坏后，循坏热效率提高了8 n t =( n t,zr n t)/ n t=(0.455 0.437 ) / 0.437=0.0412=4.12%从水蒸气焙嫡图中可查得，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：采用再热循坏，使循坏热效率提高了 4.12%，使排汽干度提高了 13.9%。10.设有两个采用再热

15、循环的发电厂，其新蒸汽参数均为 pi=12.5MPa，ti均为500C,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 C，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 i i= 3343.3kJ /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 c= 2567.5kJ / kg ;排汽压力下的饱和水焓i c= 151.5kJ

16、/kg。简单朗肯循环的排汽焓i co = xx i co +(1 -x)x i，co=0.757 x 2567.5 +( 1 - 0.757 )x151.5=1943.6 + 36.8=1980.4 (kJ/kg)冉热循坏A的排汽焓i co,A = XaX i co+( 1 Xa)x i co=0.882 X 2567.5 +( 1 - 0.887 ) X 151.5=2264.5 + 17.1=2281.6 ( kJ / kg)冉热循坏B的排汽焓i co,B = XbX i co+( 1 Xb)X i co=0.92 X 2567.5 +( 1 0.92 ) X 151.5=2362.1 +

17、 12.1=2374.2 ( kJ /kg)简单朗肯循环效率n t =( i 1 i co)/( i 1 i co)=(3343.3 1980.4 ) /( 3343.3 151.5 )=1362.9 /3191.8=0.427冉热循坏A的循环效率n t,A =( i 1 i b,A ) + ( i a,A i co,A ) /( i 1 i co )+ ( i a,A i b,A )(3343.3 =(3343.3 2928) + ( 3461.7 2281.6 ) /151.5 ) + ( 3461.7 - 2928)=1595.4 /3725.5=0.428冉热循坏B的循环效率n t,B

18、 =( i 1 i b,B) + ( i a,B i co,B )/( i 1 i co)+ ( i a,B i b,B)=:(3343.3 2620) + (3483.8 2374.2 ) / ： (3343.3 151.5 )+ ( 3483.8 2620)=1832.9 /4055.6=0.452答：出讣算结果灯知，冉热循坏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 = 535C, 5=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

19、压提高到 p1,A = 13.68MPa；(B)初压不变，初温提高到t1,B = 550Co答案：解：查水蒸气表得原来蒸汽参数下，凝结水焓 i c。=137.77kJ / kg，蒸汽初焓 i 1 = 3477.7kJ / kg，排汽焓 i c。=2066.5kJ /kg,排汽干度 x= 0.795 ,=(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i 1,A = 3429.94kJ /kg，排汽焓 i 必=1995.7kJ /kg，排汽干 度Xa= 0.766 ,循坏热效

20、率 n t,A =( i 1,a i co,A) /( i 1,a i co)=(3429.94 1995.7 ) /( 3429.94137.77 )=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 i 1,B = 3511.9kJ / kg，排汽焓 i co,B = 2080.3kJ / kg，排汽 干度 Xb= 0.801 ,循坏热纽攵率 n t,B =( i 1,b i co,B) /( i 1,b i co)=(3511.9 2080.3 ) /( 3511.9 137.77 )=1431.6 / 3374.1=0.4243答：根据

21、杳表及计算结果可知，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i 1= 1040.4kJ /kg,入口给水焓 i 2= 946.9kJ /kg,出口疏水焓i“ = 979.6kJ /kg ,入口蒸汽焓 i z1= 3093kJ/kg。2 号高温加热器入口给水焓 i 3= 667.5kJ /kg，出口疏水焓is2= 703.5，入口蒸汽焓 i Z2 = 3018kJ/kg。答案：解：1号高温加热器热

22、平衡方程1 心 - is1) = (i1 -2)十仙“)/七)=(1040.4 - 946.9 )/( 3093 - 979.6 )=93.5 /2113.4=0.044242号高温加热器热平衡方程：2(iz2 is2) ： 1(is1 is2)72 “3):2 二 L(i2 _i3 - 1(is1 - is2) (iz2 - is2)=:(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

23、汽份额为0.11544。13.10t水流经加热器后它的焓从i 1= 334.9kJ / kg增加至i 2 =502.4kJ /kg，求m= 10t水在加热器内吸收了多少热量 Q?答案：解：q= i 2- i 1= 502.4 - 334.9 = 167.5 ( kJ/kg)Q= m-q= 10X 103x 167.5 = 1.67 x 106 (kJ)答：10t水在加热器内吸收了 1.67 x 106kJ的热量。14.某P= 200MW机组调节系统的迟缓率 = 0.3%，速度变动率3 = 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 P=( e / 8 )X P=0.3 + 5

24、X 200=12 (MVV答：由迟缓引起的负荷摆动量是 12MW15.某电厂在低周波运行期间曾将速度变动率 8= 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%f,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 X 3000 - 3000) / P= 8 no/ PP / PX 100%：( 1.04 X 3000 - 3000 )/ 8 nX 100%=:(1.04 X 3000 - 3000) / (0.05 X 3000

25、):X 100%=(0.04 /0.05 ) X 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 X 103kJ/kg,蒸汽 通过汽轮机作功后在凝汽器中放出热量 q2= 2.09 X 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 X 105kg/h(q1-q2)X D=( 2.51 - 2.09 ) X 103X 4.4 X 105=1.848 X 108 (kJ/h)因 1kJ = 2.78 X 10-4kW- h贝U 每天发

26、电量 W 2.78 X 10-4 X 1.848 X 108X 24=1.23 X 106 (kW- h)答：每天能发出1.23 X 106kW- h电。17.某电厂一昼夜发电1.2 X 106kW- h，此功应由多少热量转换而来？(不考虑其他能量损失)3答案：解：1kW h= 3.6 x 10 kJ贝 Q= 3.6 x 103x 1.2 x 106= 4.32 x 109 (kJ)答：此功应由4.32 x 109kJ的热量转换而来。18.一台十级离心泵，入口压力 pi= 0.21MPa,出口压力p2 =6.5MPa,入口水温t = 109.32 C,求该泵的总扬程和单级扬 程。答案：解：根据

27、水泵入口水温和压力查找饱和水温表 p =951.2kg / m,2g= 9.81m/s ,根据水泵扬程公式得泵的总扬程为H =( p2 p1)/( p g)=(6.5 x 106 0.21 x 106)/( 951.2 x 9.81 )=471.5 (m每级扬程为 H= H/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 C,给水压 力4.41MPa,过热蒸汽压力为3.92MPa,过热蒸汽温度450 C, 锅炉的燃煤量m= 16346kg/h,燃煤的低位发热量为 QUt =

28、22676kJ / kg ,试求锅炉的效率 ？答案：解：由汽水的性质查得给水焓 i 1= 728kJ/kg,主蒸汽焓i 0= 3332kJ / kg锅炉输入热量Q= mQnet = 16346 x 22676= 3.7 x 108 ( kJ/h)锅炉输出热量Q2= D( i o- i 1)= 130X 103x( 33 32 - 728)= 3.39 x 108 ( kJ/ h)锅炉效率n = Q/ Qx 100%=3.39 x 108/3.7 x 108x 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p = 4

29、.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, pf 0= 4.0MPaG0/G 0= p。/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 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8 =(空负荷转速满负荷转速) /

30、额定转速X 100%=(3120 3000)/ 3000 X 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pi= 13.1MPa,主蒸汽温度535C,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456C。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/piX 1000= 8.8 /13.1 X 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 C，出水温度为t2=19 C,冷却水流量d= 9.7 X 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= dX c (t2 11)= 9.