火电厂集控值班员计算题

中级四、计算题（请填写答案，共31题）

1. 有质量m 为10t 的水流经加热器，它的焓从h 1为202kJ/kg增加到h 2为352kJ/kg，求10t 水在加热器内吸收的热量Q ？

解：Q =m (h 2-h 1)=10×103×(352-202)=1500000（kJ ）=1.5× 109J

答：10t 水在加热器内吸收了1.5×109J 热量。

2. 某循环热源温度为527℃，冷源温度为27℃，在此温度范围内，循环可能达到的最大热效率是多少？

解：已知T 1=273+527=800（K ），T 2=273+27=300（K ） 又最大效率为卡诺循环效率

答：循环可能达到的最大热效率是62.5%。

3. 一锅炉炉墙采用水泥珍珠岩制件，壁厚δ =120mm，已知内壁温度t 1=450℃，外壁温度t 2=45℃，水泥珍珠岩的导热系数λ =0.094W/（m ²K ）。试求每平方米炉墙每小时的散热量。

解：T 1=273+450=723（K ），Ｔ2=273+45=318（K ）

q =λ(T 1-T 2)/δ = 0.094×(723-318)/(120×10-3)=317.25（W/m2）

每平方米每小时炉墙的散热量为q ×3600=317.25×3600=1142100［J/（m 2²h ）］=1142.1kJ/（m 2²h ）

答：每平方米炉墙每小时的散热量为1142.1kJ/（m 2²h ）。

4. 某纯电路中，电阻的有效功率为210W ，加于电阻两端的电压u =311sin(628t +60°)V ，求电阻是多少？

解：电压最大值U m =311V 电压有效值 U =U m /=311/=220V 有效功率P =UI I =P /U =220/220=1（A ） 电阻R =U /I =220/1=220（Ω） 答：电阻为220Ω。

5. 卡诺循环热机的热效率为40%，若它自高温热源吸热4000kJ ，而向25℃的低温热源放热，试求高温热源的温度及循环的有用功。

解：卡诺循环热机的热效率ηc 由下式求出 ηc =1-T 2/T 1=W /Q 1

式中 T 2——冷源温度，K ；T 1 ——热源温度，K ；Ｗ ——循环的有用功，kJ ；Q 1 ——放热量，kJ 。

则高温热源的温度T 1=T 2/(1-ηc )=(25+273.15)/(1-40%)= 496.9（K ）=223.9℃

循环有用功 W =Q ηc =4000×40%=1600（kJ ）

答：高温热源的温度为223.9℃；循环的有用功为1600kJ 。

36. 温度为10℃的水在管道中流动，管道直径d = 200mm ，流量Q =100m/h，10℃水的运

动黏度υ =1.306×10-6m 2/s，求水的流动状态是层流还是紊流？

解：管道中平均流速（m 3/s）

雷诺数

因为135528＞2300，所以此流动为紊流。 答：水的流动状态是紊流。

37. 测得某风管由于阻力而产生的压力降为30Pa ，风量为10m /s时，试计算其特性系数。

解：根据∆p =KQ 2（∆p 为压力降，Q 为风量）

答：风管的特性系数是0.3。

8. 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。 解：已知R =1000Ω，I =50mA=0.05A U =IR =0.05×1000=50（V ）

答：通过人体的安全电压为50V 。

9. 锅炉汽包压力表读数p 1为9.604MPa ，大气压力表的读数p 0为101.7kPa ，求汽包内工质的绝对压力p 2。 解：已知p 1=9.604MPa；p 0=101.7kPa=0.102MPa

p 2=p 1+p 0=9.604+0.102=9.706（MPa ） 答：汽包内工质的绝对压力为9.706MPa 。

10. 某锅炉蒸发量970t/h，过热蒸汽出口焓3400kJ/kg，再热蒸汽流量835.3t/h，再热蒸汽入口焓3030kJ/kg，再热蒸汽出口比焓3520kJ/kg，给水比焓1240kJ/kg，锅炉热效率91%，燃煤收到某低位发热量21970kJ/kg，求每小时燃料消耗量。

解：已知D =970t/h，h 0=3400kJ/kg，D r =835.3t/h， h ′=3030kJ/kg，h ″=3520kJ/kg，h gs =1240kJ/kg，Q net =21970kJ/kg，η=91% 由

B =[970×103×(3400-1240)+835.3×103×(3520-3030)]/(21970×0.91)

=125270（kg ）=125.27t

答：每小时燃料消耗量为125.27t 。

11. 某汽轮发电机额定功率为20万kW ，求1个月（30天）内该机组的额定发电量。 解：已知P =20×104kW ；t =24×30=720（h ）

W =Pt =20×104×720=14400×104（kW ²h ）

答：1个月（30天）内该机组的额定发电量为14400× 104kW ²h 。

12. 某汽轮发电机额定功率为300MW ，带额定功率时的主蒸汽流量为940t/h，求汽耗率d 是多少？ 解：已知电功率 P =300000kW 主蒸汽流量Q =940000kg/h

根据公式

［kg/（kW ²h ）］

答：该汽轮机的汽耗率是3.13kg/（kW ²h ）。

13. 某凝汽式发电厂发电机的有功负荷为600MW ，锅炉的燃煤量为221t/h，燃煤的低位发热量为=22500kJ/kg，试求该发电厂的效率。

解：发电厂锅炉热量Q gl =B =2.25×104×221×103=4.9725×109(kJ/h)

发电厂输出的热量Q 0=P ×3.6×103=600×103×3.6×103=2.16×109（kJ/h）

答：该发电厂的效率为43.4%。

14. 某锅炉上升管的干度x 为0.25，求此锅炉的循环倍率。

解：k =1/x =1/0.25=4 答：此锅炉的循环倍率为4。

15. 某水泵，其轴功率P a 为80kW ，有效功率P r 为40kW ，试求该泵的效率η为多少？ 解：已知P a =80kW，P r =40kW

答：泵的效率η为50%。

16. 凝结器真空表的读数为97.0kPa ，大气压计读数为101.7kPa 。求绝对压力。

解： B =101.7kPa，H =97.0kPa

=B -H =101.7-97.0=4.7（kPa ）

答：工质的绝对压力是4.7kPa 。

17. 汽轮机排汽比焓h 1=2260.87kJ/kg，凝结水比焓h 2=125.5kJ/kg。求1kg 蒸汽在凝结器内放出的热量。解： q =h 2-h 1=125.5-2260.87=-2135.37（kJ/kg）

答：1kg 蒸汽在凝结器内放出的热量为2135.37kJ/kg。

18. 一台300MW 机组，其日平均负荷率为80%。求该机每日的发电量。

解：P =300000kW ，t =24h，平均负荷率为80%。

W =Pt ×80%=300000×24×0.8=5.76×106（kW ²h ）。

答：该机日发电量为5.76×106kW ²h 。

19. 某炉炉膛出口过量空气系数为1.2，求此处烟气含氧量是多少？

解：根据 得

答：此处烟气含氧量是3.5%。

20. 有一只电流变比为12000/5A的电流互感器，接入电流表，当表计(电流表) 指示8000A 时，求电流表表头流过多少电流？

解：电流互感器在正常情况下二次电流与一次电流成正比关系，则

表头流过的电流为（A ）

答：电流表表头流过的电流为3.3A 。

21. 有一只变比为15000/100V的电压互感器，二次侧插入一只电压表，当电压表指示在15750V 时，求表头电压是多少？

解：电压互感器在正常工作情况下，二次电压与一次电压成正比关系，则

15000/15750=100/U 2

电压表表头电压

（V ） 答：电压表表头电压为105V 。

3322. 已知某台水泵的有效功率为2500kW ，体积流量为50m /s。水的密度是1000kg/m，

重力加速度为10m/s2。求扬程为多少？

解：根据泵的有效功率计算公式：有效功率=泵的体积流量×密度×扬程×水的密度

H =2500×1000/(1000×10×50)=5（m ）答：该泵的扬程为5m 。

23. 某水泵设计转速是1450r/min，流量为1000m /h，现将水泵的叶轮不作改变，只提高3

水泵的转数到2900r/min，试求水泵的流量变化。

解：已知Q =1000m3/h n 1=2900r/min n 2=1450r/min

Q 1=Q ²n 1/n 2=1000×2900/14500=2000（m 3/h） 答：水泵的流量变化为2000m 3/h。 24. 某台煤粉炉，运行中氧量表数值为3%，试用近似公式计算过量空气系数是多少？如已知理论空气量V 0=5.5m3/kg，求实际空气量V k 。

解：因为

又 V 0=5.5m3/kg V k =αV 0

所以V k =1.17×5.5=6.43（m 3/kg）

答：该炉的过量空气系数为6.43m 3/kg。

25. 求燃用特性系数为0.1的无烟煤时，RO 2的最大含量为多少？

解：在α=1，且完全燃烧时，RO 2达最大值，此时，O 2=0，CO=0，则

答：RO 2的最大含量为19.09%。

26. 某汽轮机额定工况下的低压缸排汽量为600t/h，凝汽器的冷却水量为40000t/h，求循环水的冷却倍率是多少？

解：进入凝汽器的汽量 D 1=600t/h 凝汽器的冷却水量 D 2=40000t/h 凝汽器的循环倍率

则

答：循环水的冷却倍率是67。 27. 已知高加在给水流量900t/h，高加进汽压力为5.0MPa ，温度t =495℃，高加每小时所

需要的抽汽量为38.12t ，高加进水温度t 1=230℃。已知：抽汽焓h 1=3424.15kJ/kg，凝结水焓h 2=1151.15kJ/kg。求高加出水温度t 2？ 解：蒸汽放出的热量为Q 汽=G 汽(h 1-h 2) 水吸收的热量为Q 水=G 水C 水(t 2-t 1) ，C 水=4.186kJ/（kg ²℃） 根据题意：Q 汽=Q 水，即G 汽(h 1-h 2)=G 水C 水(t 2-t 1) t 2=G 汽(h 1-h 2)/G 水C 水+t 1= 38.12(3424.15-1151.15)/(9004.186)+230=253（℃） 答：高加出水温度为253℃。 28. 已知，循环水进口温度为25℃，循环水温升为10℃，凝结器的端差为7℃。求凝结器的排汽温度。 解：t δ=7℃，t w1=25℃，∆t =10℃。且t 排=t w1+∆t +t δ

t 排=t w1+∆t +t δ=25+10+7=42（℃）答：凝结器的排汽温度为42℃。

29. 某60万kW 机组，汽轮机热耗率为q =7.8kJ/（kW ²h ），发电机组煤耗率b =283g/（kW ²h ）（不计算管道损失），试计算锅炉效率η和锅炉燃煤量B 。（煤的发热量Q net ，ar 为23.45MJ/kg） 解：（1）锅炉效率：据 得

（2）燃煤量：据

答：锅炉的效率为94%，燃煤量为212.2t/h。

30. 某台600MW 机组，锅炉燃煤的低位发热量Q ar ，net =22500kJ/kg，其中41%变为电能，试求锅炉每天烧煤量。（1kW ²h=860×4.1868=3600kJ）

解：B =P ×3600×24/Q ar ²net ×0.41=600000×3600×24/22500×0.41=5619512.2（kg ）≈5620t 答：锅炉每天烧煤5620t 。

31. 某台600MW 发电机组年可用时间为6500h ，要求平均无故障可用小时达到2500h ，求最多强迫停运多少次？

解：强迫停运次数=可用小时/平均无故障可用小时=6500/ 2500=2.6≈3 答：最多强迫停运3次。

高级四、计算题（请填写答案，共19题）

1. 设有一台汽轮机，以下列蒸汽参数运行，蒸汽初压p 1=13.8MPa，初温t 1=540℃，排汽压力p 2=0.0038MPa ，再热压力p rh =2.6MPa，再热后温度t rh ，试求中间再热后的汽耗率d rh ？（已知：由表查得h 1=3427kJ/kg、h 2=2955kJ/kg、h 3=3544kJ/kg、h 4=2228kJ/kg）

解：d rh

==［kJ/（kW ²h ）］

答：此汽轮机中间再热后的汽耗率为2.013kJ/（kW ²h ）。

2. 某汽轮机凝结水温度为42℃，过冷度为2℃，凝汽器循环水出水温度为33℃，求凝汽器的端差是多少？ 解：过冷度=排汽温度-凝结水温度

排汽温度=42+2=44（℃）端差=44-33=11（℃）答：凝汽器的端差为11℃。

▲3. 一只电炉其电阻为44Ω，电源电压为220V ，求30min 产生的热量。

解：已知U =220V，R =44Ω，t =30min=1800s

Q ===1980000（J ）=1980kJ 答：电炉30min 产生的热量为1980kJ 。

4. 某机组在额定工况下，其蒸汽流量Q 为600t/h，循环倍率K 为60，求循环水量Q W 。 答案:解：Q W =K Q=60×600=3600(t/h)答：循环水量Q W 为3600t/h。

25. 一台5万kW 汽轮机的凝汽器，其表面单位面积上的换热量q =23000W/m，凝汽器铜

管内、外壁温差为2℃，求水蒸气对冷却水的换热系数。

解：q =α(-) α==23000/2=11500［W/（m 2²℃）］

答：水蒸气对冷却水的换热系数11500W/（m 2²℃）。

6. 已知一物体吸收系数A =0.75，求当该物体温度t =127℃时，每小时辐射的热量是多少？（在同温下物体的A =a =0.75）

解： E =aE 0=aC 0(T /100)4

E =0.75×5.67× =0.75×5.67×256=1089（W/m2）

答：该物体每小时辐射的热量为1089W/m2。

▲7. 某炉炉膛出口含氧量为3.5%，最后经过尾部受热面后氧量增加到7%，求此段的漏风系数。

解：已知=3.5%，=7%

∆a -=-=1.5-1.2=0.3 答：炉膛此段的漏风系数为0.3。

8. 有一渐缩喷管，喷管进口处过热蒸汽压力为3.0MPa ，温度为400℃，若蒸汽流经喷管后膨胀到0.1MPa ，试求蒸汽流出时的速度v 2为多少？(进口蒸汽比焓h 1=3228kJ/kg、出口蒸汽比焓h 2=3060kJ/kg)

解：v 2=1.414×=579.5（m/s）

答：蒸汽流出喷管时的速度为579.5m/s。

9. 某锅炉汽包中心线下50mm 为水位计中线，水位全高为300mm(±150mm) ，汽包内水

温为340℃（比体积γ1=0.0016m 3/kg），水位计内水温为240℃（γ2=0.0012m 3/kg），当水位计中水位为+60mm时，求汽包内水位距汽包中心线为多少？

解：根据连通管原理，列出静压平衡方程式：γ1h 1= γ2h

2

h 1===280（mm ）

因汽包中心线高于水位计50mm ，故汽包内水位距汽包中心线距离为：h =280-150-50=80（mm ）

答：汽包内水位距汽包中心线为80mm 。

10. 已知某煤的元素分析数据如下：C y =60%，H y =3%，O y =5%，N y =1%，S y =1%，A y =20%，W y =10%，求该煤的理论空气量

解：为多少？ =0.889（C y +0.375Sy ）+0.265Hy -0.0333O y

=0.889×(60+0.375×1)+0.265×3-0.0333×5=5.996（m 3/kg）

答：该煤的理论空气量为5.996m 3/kg。

11. 某电厂的各项效率如下：锅炉热效率ηgl =92%，管道效率ηgd =99%，汽轮机内效率ηoi =86.5%，汽轮机机械效率ηj =98%，凝汽器效率ηt =45%，发电机效率ηd =98%，试求该厂毛效率ηndc 。

解：由ηndc =ηgl ηgd ηoi ηj ηt ηd =0.92×0.99×0.865×0.98×0.45× 0.98=0.34=34%

答：该厂毛效率为34%。

12. 某凝汽式发电厂发电机的有功负荷为600MW ，锅炉的燃煤量为247.7t/h，燃煤的低位发热量为Q net =20900kJ/kg，试求该发电厂的效率。

解：发电厂锅炉热量Q g1=BQ net =2.09104247.7103= 5.17693109（kJ/h）

发电厂输出的热量Q 0=P 3.6103=6001033.6103= 2.16109（kJ/h）

η = ==0.417=41.7% 答：该发电厂的效率41.7%。 13. 某锅炉蒸发量为130t/h，给水焓h 1为728kJ/kg，过热蒸汽焓h 2为3332kJ/kg，锅炉的燃

料量为16346kg/h，燃料的低位发热量为22676kJ/kg，试求锅炉效率？

解：锅炉输入热量Q i =BQ net.ar =1634622676=3.7108（kJ/h）

锅炉输出热量Q 0=D (h gr -h gs )=130000(3332-728)=3.39 108（kJ/h）

锅炉效率η

=

100%=

j36.9°100%=91.62%答：该锅炉的效率为91.62%。 ，复阻抗Z =4+j3Ω，求负载中的电流是多少？

°°解：根据欧姆定律，负载中的电流为 I =U /Z =100ej36.9/(4+j3)=20ej0答：负载电流为

°20e j0。

▲15. 某炉的额定蒸发量D =670t/h，锅炉热效率ηr =92.2%，燃煤量B =98t/h，煤的低位发热量Q net =5000 4.186kJ/kg，制粉系统单耗P zh =27kW²h/t煤，引风机单耗P y =2.4kW²h/t汽，送风机单耗P s =3.5kW²h/t汽，给水泵单耗P j =8kW²h/t，求该炉的净效率（标准煤耗b =350g/kW²h ）？

解：（1）锅炉辅机每小时总耗电量为 14. 已知负载电压U =100e

=D (P y +P s +P j )+BP zh =670(2.4+3.5+8)+9827=9313+2646=11959（kW ²h ）

（2）辅机耗电损失率

=[(7000

4.186

-3²b 10-3)/(B ²Q net 103)]100%=[(70004.[1**********]10)/ (9850004.186103)]100%=5.9795%

（3）净效率η=92.2%-5.9795%=86.22% 答：该炉的净效率为86.22%。

▲16. 星行连接的三相电动机，运行时功率因数为0.8，若该电动机的相电压U ph 是220V ，线电流I L 为10A ，求该电动机的有功功率和无功功率各是多少？

解：电动机线电压U L =

电动机的有功功率P =U ph =1.732×220≈380（V ） U L I L cos ϕ=1.732×380×10×0.8×103≈5.3（kW ）

功率因数角ϕ = arccos0.8=36.9°

电动机的无功功率Q =U L I L sin ϕ =1.732×380×10×sin36.9°=4000（var ）=4（kvar ） 答：电动机的有功功率为5.3kW ，电动机的无功功率为4kvar 。

17. 某一理想的朗肯循环，给水压力4.41MPa ，给水温度172℃，过热汽压3.92MPa ，汽温450℃，排汽压力p 0=0.0055MPa ，试求循环效率ηt 。已知给水焓

h 0=3332kJ/kg，凝结水焓=144.91kJ/kg，排汽焓h na =2130kJ/kg。

)

-) =728kJ/kg，蒸汽焓解：单位工质总吸热为q 1 q 1=(h 0-循环有效热q 2 q 2=(h 0-h na ) -(ηt =

===23.77%答：该循环效率为23.77%。

l8. 某台锅炉的排烟温度t py =135℃，冷风t f =20℃，排烟过量空气系数αpy =1.35，飞灰及炉渣中可燃物均为C hz =3.7%，煤的发热量=4800kcal/kg，灰分A y =27%，煤种函数K 1=3.45，K 2=0.56，试计算锅炉的排烟损失q 2和机械不完全燃烧损失q 4？

解：排烟损失q 2 q 2=(K 1α+K 2)×

机械不完全=(3.45×1.35+0.56)×燃烧损失=6.14% q 4：q 4=²==1.7%

答：锅炉的排烟损失q 2为6.14%，机械不完全燃烧损失q 4为1.7%。

19. 某台亚临界通用压力直流锅炉的容量为1000t/h，试计算其最小启动旁路系统容量。

解：直流炉启动旁路系统容量D 旁=（25～30）%D

所以最小旁路容量为25%D 则D 旁=25%D =25%×1000=250（t/h）

答：其最小启动旁路系统容量为250t/h。

技师四、计算题（请填写答案，每题5分，共18题）

1. 如下图所示，一个R 与C 串联电路接于电压为380V ，频率为50Hz 的电源上，若电路中的电流为20A ，电阻上消耗的功率为500W ，求电路中的参数R 、C 。

解：Z =U /I =380/20=19（Ω）

500/202=1.25（Ω）

=

答：=43.9（Ω）

=0.072×10-3（F ） 19Ω，C =0.072×10-3F 。

，U 1N /U 2N =10500/230V，试求变压器一次、二2. 有一台D -50/10单相变压器，

次绕组的额定电流。

解：一次绕组的额定电流

（A ）

二次绕组的额定电流

（A ）

答：变压器一次、二次绕组的额定电流分别为14.29A 、652.2A 。

3. 如下图所示，试列出计算电路中各支路电路方程组。

解：根据基尔霍夫定律列出电路方程为

（1）（4）

差率。 6+6；（2）6+7；（5）5；（3）6-10；（6） 1440r/min，求该电机的转7； 4. 一台四极异步电动机接在工频50Hz 电源上，转子实际转速

解：同步转速1500（r/min） 转差率×100%=4%答：该电机的转差率为4%。

5. 一台600MW 汽轮发电机，其迟缓率为0.3%，速度变动率为6%，求其满负荷时最大负荷摆动。 解：(0.3/6.0)×600000=30000（kW ）

是30000kW 。

3答：该机组满负荷时最大负荷摆动6. 已知某煤的H y =3%，W y =10%，其燃烧的理论空气量为6m /kg，用焓为10g/kg的空气，

试求烟气中的理论蒸汽容积。 解：= 0.111×H y +0.012 4×W y +0.016 1V 0= 0.111×3+0.012 410+0.016 16= 0.5536（m 3/kg）

答：烟气中的理论蒸汽容积为0.5536m 3/kg。

7. 已知煤的应用基成分为：C y =56.22%，H y =2.15%，O y =2.75%，N y =0.88%，SVR=4%，A y =26%，W y =7%，试计算高、低位发热量。

解： Q gr =81Cy +300Hy -26(Oy -SVR)

=81×56.22+300×3.15-26(2.75-4)=5536.32（kcal/kg）=23158.5kJ/kg

Q net =Qyg -54H y -6W y =5536.32-54×3.15-6×7=5319.22（kcal/kg）

=22270.5（kJ/kg）

答：该煤种的高位发热量为23158.5kJ/kg，低位发热量为22270.5kJ/kg。

8. 某台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Q =292000m 3/h，全风压p 为524mmH 2O ，这台风机的有效功率是多少？ 解：

P =Qp /3600=(292000×524×9.80665×

9. 已知除氧器水箱的水温度为165℃（ )/3600=417（kW ）答：这台风机的有效功率是417kW 。 9319.5），为了避免产生沸腾现象，水箱自由表面上的蒸汽压力为

处水的静压力。 1.41×105Pa ，除氧器中水面比水泵入口高10m ，求给水泵入口

解：根据液体静力学基本方程式=1.41×105+9319.5×10=2.469×105（Pa ） 答：给水泵入口处水的静压力为2.469×105Pa 。

10. 1kg 蒸汽在锅炉中吸热q 1=2.51×103kJ/kg，蒸汽通过汽轮机做功后在凝汽器中放出热量q 2=2.09×103kJ/kg，蒸汽流量为440t/h，如果做的功全部用来发电，问每天能发多少电？（不考虑其他能量损失）

解：q 1=2.51×103kJ/kg q 2=2.09×103kJ/kg G =440t/h=4.4×105kg/h

(q 1-q 2) G =(2.51-2.09)×4.4×108=1.848×108（kJ/h）

1kJ=2.78×10-4kWh

每天发电量W =2.78×1.848×104×24=1.23×106（kWh ）

答：每天能发1.23×106kWh 的电。

11. 已知某EH 冷油器入口温度t 为55℃，出品油温为40℃时油的流量W 为25t/h，如冷油器

1.9887kJ/出、入口水温分别为31℃和25℃时，求所需冷却水量W 为多少？［已知油的比热

（²℃），水的比热4.187kJ/（²℃）］

解：油每小时的放热量为Q =(55-40)×25×103×1.9887=745.7625（kJ/h） 所需冷却水量为=29686.63（kg/h）≈29.69t/h

答：冷油器所需冷却水量为29.69t/h。

12. 某电厂供电煤耗b 0=373g/（kW ²h ），厂用电率为∆n =7.6%，汽轮机热耗q =2200×4.18kJ/（kW ²h ），试计算发电煤耗及发电厂总效率。

解：发电煤耗b 1=b 0(1-∆n )=373×(1-0.076)=344.7g/（kW ²h ）

全厂总效率 η =36004.1868×7000b 0×100%=36004.1868×7000×0.373×100%=32.93% 答：发电煤耗为344.7g/（kW ²h ），总效率为32.93%。

13. 某厂一台12000kW 机组带额定负荷运行，由一台循泵增加至两台循泵运行，凝汽器真空率由H 1=90%上升至H 2=95%。增加一台循泵运行，多消耗电功率N =150kW。试计算这种运行方式的实际效益（在各方面运行条件不变的情况下，凝汽器真空率每变化1%，机组效益变化1%）。

解：凝汽器真空上升率为∆H =H 2-H 1=0.95-0.9=0.05。

机组提高的效益为∆N =N ∆H =12000×0.05=600（kW ）

增加一台循泵运行后的效益为∆N -N =600-150=450（kW ）

答：这种运行方式的实际效益为450kW 。

14. 现有一台离心式风机。测得入口静压力为-300Pa ，入口动压为400Pa ；出口静压力为600Pa ，出口动压为500Pa ，出口测点处的风道截面A 为1.5m 2，风速c 为20m/s。已知风机轴功率为100kW ，求风机效率。 解：

（Pa ）

（Pa ）

气体每秒流量Q =AC =1.520=30（m 3/s）

答：风机效率为30%。

15. 某三相对称电路，线电压为380V ，三相对称负载接成星形，每相负载为R =6Ω，感（kW ）

抗X L =8Ω，求每相电流及负载消耗的总功率。

解：相阻抗：Z ===10（Ω） 相电流：=

==22（A ）

视在总功率：S =3U φI φ=3×220×22=14.52（kV ²A ）

总有功功率：P =3R = 3×222×6=8712（W ）=8.712kW

答：相电流为22A ，视在总功率为14.52kV ²A ，总有功功率为8.712kW 。

16. 300MW 机组的发电机，U N =18kV，，f N =50Hz，试求：（1）发电机的额定电流；（2）发电机在额定运行时能发多少有功和无功功率？

解：（1）额定电流

（2）额定功率因数角

无功功率 = 有功功率

答：发电机的额定电流为11320A 。发电机额定运行时有功、无功功率分别为300MW 、186Mvar 。

17. 某锅炉的额定蒸发量为2008t/h，每小时燃煤消耗量为275.4t ，燃煤的应用基低位发热量为20525kJ/kg，炉膛容积为16607.4m 3，求该炉膛容积热负荷是多少？

解：B =275.4t，Q net =20525kJ/kg，V =16607.4m 3

q v =BQ net /V =275400×20525/16607.4=340.365×103kJ/（m 3²h ）

答：该炉膛容积热负荷是340.365×103kJ/（m 3²h ）。

18. 某台300MW 发电机组年运行小时为4341.48h ，强迫停运346.33h ，求该机组的强迫停运率。解：强迫停运率=强迫停运小时/(运行小时+强迫停运小时)× 100%=346.33/(4341.48+346.33)×100%=7.39% 答：该机组强迫停运率为7.39%。

高级技师四、计算题（请填写答案，共33题）

1. 已知煤的收到基成分为：C ar =56.22%，H ar =3.15%，O ar =2.75%，N ar =0.88%，S t ，ar =4%，A ar =26%，M ar =7%，试计算其高低位发热量。 解：=81Cy +300Hy -26（O y - SR y ）=81×56.22+300×3.15-26(2.74-4)

=5531.32（kcal/kg）=23

518.5kJ/kg =-54H y -6M y =5531.32-54×3.15-6×7=5519.22（kcal/kg）=22270.5kJ/kg

答：煤的应用基高位发热量为23158.5kJ/kg，低位发热量为22270.5kJ/kg。

2. 某台频率为50Hz ，12极的三相电动机，其额定转差率为5%。求该电动机额定转速。 解：根据公式

（r/min）

（r/min）答：其额定转速为

475r/min。

3. 10t 水流经加热器后，它的焓从350kJ/kg增至500kJ/kg。求10t 水在加热器内吸收多少热量？

解：h 1=350kJ/kg，h 2=500kJ/kg，m =10t=10103kg

6Q =m (h 2-h 1)=10103(500-350)=1.510（kJ ）答：10t 水在加热器中吸收的热量为1.5106kJ 。

4. 给水流量900t/h，高压加热器进水温度t 1=230℃，高压加热器出水温度t 2=253℃，高压加热器进汽压力为5.0MPa ，温度t =495℃。已知：抽汽焓h 1=3424.15kJ/kg，凝结水焓

h 2=1151.15kJ/kg。求高压加热器每小时所需要的蒸汽量。

解：蒸汽放出的热量为Q 汽=G 汽(h 1-h 2)

水吸收的热量为Q 水=G 水C 水(t 2-t 1) ，C 水=4.186kJ/（kg ²℃）

根据题意：Q 汽=Q 水，即G 汽(h 1-h 2)=G 水C 水(t 2-t 1)

G 汽=G 水C 水(t 2-t 1)/(h 1-h 2)= 9004.186(253-230)/(3424.15-1151.15)=38.12（t/h）

答：高压加热器每小时所需要的蒸汽量为38.12t 。

5. 线电压为220V 的三相交流电源与星形连接的三相平衡负载相接，线电流为10A ，负载消耗的有功功率为3kW ，负载等效星形电路各相的电阻和电抗各为多少？ 解： 相负载阻抗（Ω）

答：其相负载阻抗为12.7Ω，相电阻为10Ω，相阻抗为7.8Ω。

6. 某台双水内冷发电机，其定子线电压为18kV ，线电流为11.32kA ，若负载功率因数由0.85降至0.6时，问发电机有功功率和无功功率如何变化？ 解：

时：

时：

答：其有功功率下降88MW ，无功功率增加96Mvar 。

7. 设有一台三相四极、380V 、50Hz 星形接线感应电动机，定子电阻R 1为0.065Ω

，转子电阻为0.05Ω，定子漏抗X 1为0.2Ω，转子漏抗为0.2Ω，转差率S 为0.02，激磁电流忽略不计（修正系数C 1为1），试求电动机的转速和每相定子电流值是多少？

解：

定子每相绕组电流为：

答：其电流约为84.7A 。

8. 一台三相三绕组的变压器，其电压比为121/38.5/11kV，绕组的容量分别为10000/5000/10000kV ²A ，绕组连接为Y 0/Y0/-12-11，试计算与高、中及低压相应额定电压和电流各是多少？

解：根据绕组的接线方式和相、线电压电流的关系式，则：

答：其高压侧约为69.86kV ，中压侧约为22.23kV ，低压侧约为

11kV ；电流分别为47.74A 、74.98A 、524.88A 、303A 。

9. 某电厂一昼夜发电1.2×106kW ²h ，此功应有多少热量转化而来？（不计能量损失） 解：1kW ²h=3.6×103 kJ Q =3.6×103×1.2×106 =4.32×109kJ

答：此功应有4.32×109kJ 的热量转化而来。

10. 在蒸汽机里，新蒸汽的温度为227℃，排汽温度为100℃，按卡诺循环计算热效率为多少？

解：已知：T 1=227+273=500（K ） T 2=100+273=373（K ）

答：热效率为25.4%。

11. 已知电容器的电容为0.159μF ，接在电源电压为100V 、频率为1kHz 的电路中，求该电路的电流和无功功率各是多少？ 解：

答：其电流是0.1A ，无功功率为10var 。

12. 汽体流经管道，流速为20m/s，比体积为0.6m /kg，流量为2kg/s。求：管道的截面3

积。

解：已知c =20m/s，v =0.6m3/kg，m =2kg/s

由连续方程式m =f ²c /v 得 f =m ²v /c =20.6/20=0.06（m 2）=600cm2答：管道的截面积600cm 2。

13. 锅壁厚度为δ1=6mm，锅壁的导热系数λ1= 200kJ/（m ²℃），内表面黏附着一层厚度为δ2=1mm的水垢，水垢的导热系数为λ2=4kJ/（m ²℃），已知锅壁外表温度为t 1=250℃，水垢内表面温度t 3=200℃，求通过锅壁的热流量以及钢板同水垢接触面上的温度。

解： 因为

所以

6答：通过锅壁的热流量是1.786×10kJ/（m 2²h ）锅壁同水垢接触面上的温度是244.6℃。

14. 电动机功率P 为10kW ，电压U 为240V ，功率因数为0.6，频率为50Hz ，欲把功率因数提高为0.9，求与电动机并联的电容。 解：

电动机无功电流

若将电容器与电动机并联来提高功率因数：

电容器接入后：

答：其并联电容为0.00046F 。

15. 有一只日光灯和一只白炽灯并接在电源（频率50Hz 、电压220V ）上，如下图所示。日光灯额定电压220V ，功率40W ，功率因数0.5，白炽灯额定电压220V ，功率60W ，试求该电路的总电流和功率因数各是多少？

日光灯

解：根据公式

，则：通过日光灯的电流： 其中含有有功电流和无功电流，通过白炽灯的电流为： 电路的总电流：

总电流I 与电压U 之

整个电路的功率因数为：间的相 位角

：答：其总电流为0.552A ，功率因数为0.822。 16. 电桥电路如下图所示，已知E 为2.2V ，R 1为10Ω，R 2为30Ω，R 3为60Ω，R 4为4Ω，R 5为22Ω，求电桥总电流是多少。

解：将R 1、R 2、R 3(R 3、R 4、R 5) 组成的三角形，用△-Y 等效变换公式变换成等效星形，其电阻为：

答：

17. 已知锅炉需要供水量为300t/h，给水流速是3m/s，计算中不考虑其他因素，试问应当选择管子的直径是多少？解：根据：Q =F ²S 其中： S

=3m/s

其中：

答：应当选择管子的内径为188mm 。

18. 有两台变压器额定电压相同，为1000kV ²A ，为5.5%，为1000kV ²A ，为

6.5%，确定并联运行时负载分配情况（通过计算说明）。 解：

则：

答：

0.02m 3/s时，吸水管的局部阻力损失是多少？ 19. 一水泵吸水管上有一个铸造的90°的弯头，吸水管直径d =100mm，当流量Q 为

解：

吸水管的截面积： 因为：所以：

则局部阻力损失

答：吸水管的局部阻力损失是1398Pa 。

20. 汽轮机的（额定转速为3000r/min）末级叶轮的平均直径2.0m ，其喷嘴出口速度（动叶入口速度）为650m/s。求：该动叶的速度比。

解：d b =2m，n =3000r/min，c 1=650m/s 动叶的圆周速度u = d b n /60=3.14×2×3000/60=314

（m/s） 速度比x 1=u /c 1=314/650=0.48 答：速度比为0.48。

21. 已知作用于电感线圈上的交流电压有效值为100V ，线圈电感为100mH ，电压频率为50Hz ，试求线圈电流瞬时值表达式。 解：

答：

线方式为Y ，d11，求环流电流。 22. 两台100kV ²A 变压器，已知U K %为5，I n 为145A ，一台接线方式为Y ，y12，一台接

解：环流公式 其中式中α 为30°

则：

答：其环流电流为750A 。

23. 冷油器的冷却水管外径为159mm ，壁厚为4.5mm ，冷却水流量为150t/h。求水的流速。

解：冷却水管外径=159mm，壁厚为4.5mm ，冷却水流量为150t/h=150m3/h。

则冷却水管的流通面积为：F =π(159-4.5×2) 2/4=3.14×0.15/4=0.0177（m 2）

冷却水速度：v =150/(0.0177×3600)=2.35（m/s）答：冷却水流速为2.35m/s。

24. 一次风管的直径为φ300mm ，测得风速为23m/s，试计算其通风量。

解：根据 Q =v S ，

答：其通风量为5852.8m 3/h。

25. 有一台J04-42-4三相异步电动机，功率为5.5kW ，接入电源电压380V ，测得电流11.3A 、转速为1440r/min，采用三角形连接，功率因数为0.86，求在额定工况下电动机的效率及转矩各为多少？

解：根据公式

额定工况下电动机的效率为： 根据电动机在额定工况下的额定输入转矩公式：

答：其电动机效率为86%，转矩为3.7。

26. 某台水泵的体积流量为50m /s，扬程为5m 。水的密度是1000kg/m，重力加速度为33

10m/s2。求该泵的有效功率。

解：根据泵的有效功率计算公式得：P e =100051050=2500（kW ）答：有效功率为2500kW 。

27. 某汽轮发电机额定功率为30万kW ，求1个月（30天）内该机组的发电量为多少？ 解：已知P =20×104kW ； t =24×30=720h W =P ²t =20×104×720=1.44×108（kW ²h ） 答：该机组1个月（30天）内发电量为1.44×108kW ²h 。

28. 有一台100kV ²A 、10/0.4kV的变压器，空载损耗P 0为0.6kW 、短路损耗P D 为2.4kW ，感性负载功率因数为0.8，当变压器二次负荷P 2为40kW 和P 2为80kW 时，变压器效率各是多少？（负荷系数公式为）

解：当变压器负载P 2=40kW时： 负载系数

变压器铜损 变压器的效率：

当变压器负载P 2=80kW时：负载系数

变压器铜损： 变压器的效率：

答：变压器效率分别为97.1%、96.4%。

329. 已知某循环泵出口水压为0.29MPa ，流量为8500m /h，效率为72%。求轴功率、有

效功率。

解：H =0.29MPa=3kg/cm2=30mH2O ，Q =8500m3/h，η=72%，水的密度γ =1000kg/m3。 则：P 有=γ QH /102=1000×8500×30/102×3600（流量化成秒单位）≈695（kW ）

P 轴=P 有/η=695/0.72=965（kW ）

答：轴功率为695kW ，有效功率为965kW 。

30. 某电厂的一台给水泵的效率η1= 0.65，原动机的备用系数K =1.05，原动机的传动效率η2= 0.98，已知该泵的流量Q =235×103kg/h，扬程H =1300m。试确定原动机的容量。

解：给水泵的轴功率

N =rQH /(1000η1)=9.8×235×103×1300/(1000×0.65×3600) ≈1279（kW ）

原动机容量N 0=KN /η2=1.05×(1279/0.98)=1370（kW ）答：原动机容量为1370kW 。

431. 某台机组，在某一工况下，汽轮发电机输出功率N =510kW ，进入汽轮机的蒸汽量

D =190103kg/h，总抽汽率a =0.2，新蒸汽焓h 0=3400kJ/kg，给水焓h g =800kJ/kg。求：（1）汽耗率d ；（2）热耗率q ；（3）总抽汽量D 1；（4）凝结量D 2；（5）热效率η。

解：（1）汽耗率d =D /N =190103/5104=3.8（kg/kWh）

（2）热耗率q =d ²(i 0-i g )=3.8(3400-800)=9880（kJ/kWh）

（3）总抽汽量D 1=a ²D =0.2190103=38103（kg/h）

（4）凝结量D 2=(1-a ) ²D =0.8190103=152103（kg/h）

（5）热效率η=3600/q =3600/9880=0.36=36%

答：汽耗率为3.8kg/kWh；热耗率为9880kJ/kWh；总抽汽量为38103kg/h；凝结量为152103kg/h；热效率为36%。

32. 某30万kW 机组，汽轮机热耗率为q = 8.8kJ/（kW ²h ），发电机组煤耗率b =330g/（kW ²h ）（不计算管道损失），试计算锅炉效率η和锅炉燃煤量B 。（煤的发热量Q net ，ar 为23.45MJ/kg）

解：（1）锅炉效率：据：

所以

（2）煤燃量：据：

答：锅炉的效率为91%，燃煤量为123.7 t/h。

33. 已知煤的分析数据如下：C ar 为56.83%，H ar 为4.08%，O ar 为9.63%，N ar 为0.73%，S ar 为0.63%，A ar 为19.1%，M ar 为8.98%，V daf 为34.28%，此种煤完全燃烧时的理论空气量是多少？若某锅炉燃用此煤，每小时耗煤量为100t ，炉膛出口氧量3.5%，所需的实际空气量V K 为多少？

解：V 0=0.0889C ar +0.265Har +0.333（S ar -O ar ）

=0.889×56.83+0.265 ×4.08+0.333×（0.63-9.63）=5.834（m 3/kg）

答：此种煤完全燃烧时的理论空气量为5.384m 3/kg，该炉每小时所需空气量为7000800m 3。