汽轮机运行与检修专业行业汽轮机运行值班员高级技师试卷
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＝P01³δn／δ1
＝50³0.01／0.03 ＝16.7（MW）
二号机负荷减少ΔP2＝P02³δn／δ2
＝25³0.01／0.05 ＝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′gs＝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／（Hi³ηj³ηd）
＝3600／（1004³0.99³0.99） ＝3.66［kg／（kW²h）］ 热耗率q＝d（i0－i′gs） ＝3.66³（3479－975） ＝9164.6［kJ／（kW²h）］
答：汽耗率为3.66kg／（kW²h）；热耗率为9164.6kJ／（kW²h）。
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，io＝3387kJ／kg； ico＝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－ico）³ηj³ηd］
＝3600／［（3387－2003）³0.99³0.99］ ＝2.654［kg／（kW²h）］ 热耗率q＝d（i0－i′co） ＝2.654³（3387－120） ＝8670.62［kJ／（kW²h）］
汽耗量D＝P³d＝100000³2.654＝265400（kg／h）＝265.4t／h
1汽轮机运行值班员高级技师试卷
热耗量Q＝P³q＝100000³8670.62＝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pc
＝1.0MPa，排汽压力pco＝0.005MPa，给水回热温度tgs＝165℃，给水压力pgs＝8MPa，加热器的抽汽量qmc＝10.2t／h，机组的相对内效率 η
oi
＝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i0＝3316.8kJ／kg； 理想排汽焓icot＝2096kJ／kg； 抽汽焓ic＝3116kJ／kg； 给水焓i′gs＝701.5kJ／kg； 凝结水焓i′co＝137.77kJ／kg。 实际排汽焓
ico=i0-(i0-icot)³η
oi
＝3316.8－（3316.8－2096）³0.85 ＝2279.12（kJ／kg）
回热抽汽机组的汽耗量
D[3600P/(i0ico)jg]qmc(icico)/(i0ico)
＝3600³12000／［（3316.8－2279.12）³0.99³0.99］＋10200³（3116－2279.12）／（3316.8－2279.12） ＝42476.62＋8226.2
＝50702.82（kg／h）
≈50.7t／h 回热抽汽机组的汽耗率
d＝D／P＝50700／12000＝4.225［kg／（kW²h）］ 回热抽汽机组的热耗量
Q＝D（i0－igs）＝50702.82³（3316.8－701.5） ＝132603032.8（kJ／h） 回热抽汽机组的热耗率
q＝Q／P＝132603032.8／12000＝11050.25［kJ／（kW²h）］
答：该回热抽汽机组的汽耗量为50.7t／h；汽耗率为4.225kg／（kW²h）；热耗量132603032.8kJ
2汽轮机运行值班员高级技师试卷
／h；热耗率为11050.25[kJ／（kW²h）]。
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）
又因为汽轮机轴每转一转发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）³60（脉冲个数／r）＝n（脉冲个数／s）
我们知道：1s＝10ms那么
3
K＝n³10-3（脉冲个数／ms）
由于时间误差为±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≈±n³10-2
当n＝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±2³2.5%10.3kV，
Ud%＝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
IN＝3200／（1.732³35）＝52.8（A）
（2）低压侧三相短路流过高压侧的电流为
Id(3)＝52.8／0.07＝754（A）
（3）速断保护的一次电流整定值为
Idz＝Kk³
Id(3)＝1.4³754＝1055.6（A）
答：该电流速断保护的一次动作值为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＝3U2I1cosφ＝3³6300³1380³0.8＝12000kW
当cosφ＝0.6时，发电机的有功功率为
1/2
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3汽轮机运行值班员高级技师试卷
P2＝31/2U2I1cosφ＝31/2³6300³1380³0.6＝9000kW
P1－P2＝12000－9000＝3000kW
答：当负载的功率因数从0.8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η
ndc
为0. 32，汽轮机的相对内效率η
oi
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η
令η
gl
ndc
＝ηglη
gd
ηtη
oi
ηjηd＝0.32
ndc
η
gd
ηtη
oi
ηjηd＝K，则K＝η／ηoi＝0.32÷0.8＝0.4
η'ndc＝Kη'oi＝0.4³0.85＝0.34
则一度电所节省的标准煤Δbb为
Δb＝b－b＝0.123／η
b
b
b'
ndc
－0.123／η′ndc
＝0.123／0.32－0.123／0.34 ＝0.02261［kg／（kW²h）］ ＝22.61g／（kW²h）
答：当汽轮机的相对内效率η煤。
oi
由0.80提高到0.85时， 该电厂每发一度电能节省22.61g标准
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pgr＝14.3MPa，锅炉出口温度tgr
＝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tzr＝550℃，高压缸的排汽温度为331℃，低压缸的排汽压力pco＝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ico＝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。 汽耗量
D＝（3600³P）／｛［（i0－i′zr）＋（i″zr－ico）］³ηj³ηd｝
＝（3600³125000）／｛［（3469.3－3198.6）＋（3577.4－2421.8）］³0.98³0.985｝ ＝326843（kg／h）
汽耗率
d＝D／P＝326843／125000＝2.61［kg／（kW²h）］
热耗量
Q＝D［（i0－i′co）＋（i″zr－i′zr）］
＝326843［（3469.3－136.4）＋（3577.4－3198.6）］
4汽轮机运行值班员高级技师试卷
＝1213143163（kJ／h） 热耗率
q＝Q／P＝1213143163／125000
＝9705.145［kJ／（kW²h）］
答：该厂的汽耗量为326843kg／h；汽耗率为2.61［kg／（kW²h）］； 热耗量为1213143163kJ／h；热耗率为9705.145[kJ／（kW²h）]。
10.>某发电厂锅炉出口蒸汽参数为pgr＝10.234MPa，tgr＝540℃，汽轮机进汽压力p0＝9.12MPa，t0
＝535℃，大气压力pa＝0.101325MPa，环境温度th＝0℃，求主蒸汽管道的散热损失和节流损失。
答案：解：由锅炉出口蒸汽参数查水蒸气表得锅炉出口的蒸汽焓igr＝3478.96kJ／kg，熵Sgr＝
6.7367kJ／（kg²℃），由汽轮机进汽参数查水蒸气表得汽轮机进口蒸汽焓i0＝3477.7kJ／kg，熵S0＝6.7853kJ／（kg²℃）， 管道散热损失
L散Th(SgrS0)
＝273.15（6.7367－6.7853） ＝－13.2713（kJ／kg） 管道节流损失ΔL节=igr－i0=3478.96－3477.7 ＝1.26（kJ／kg）
答：管道散热损失13.2713kJ／kg，管道节流损失1.26kJ／kg。
11.>汽轮机某级叶片为自由叶片。叶高lb＝161mm，叶宽Bb＝30mm，叶片材料为1Cr13。
设计工况下，动叶前蒸汽温度t1＝110℃，蒸汽干度x1＝0.987，动叶后蒸汽温度t2＝106℃，实测其静频率为372～412Hz，蒸汽作用力产生的弯曲应力
ζsb＝26.97MPa，型底合成应力ζst＝118.3MPa，动频系数B＝3.8，转速n＝3000r／min，该级前有回热抽汽。
试判别该级是否可不需调频。
答案：解：动频率fd
fd＝（f2＋Bn2）1／2
＝［（3722～4122）＋3.8³502］1／2 ＝385～423Hz
由于fd／n＝｛385～423｝／50＝7.7～8.46，因此运行中存在K＝8的倍率共振。 各修正系数：
考虑到x1＝0.987＞0.96，叶片处于过渡区，可选 介质腐蚀修正系数 K1＝0.5 通道修正系数 K4＝1.1 表面质量修正系数 K2＝1
5汽轮机运行值班员高级技师试卷
应力集中系数 K3＝1.3
尺寸系数 Kd＝0.93（由Bb查表得） 流量不均匀系数 K5＝1.1（因级前有抽汽） 成组影响系数 Kμ＝1 叶型底部出汽边的平均压力
m＝1.2st＝1.2³118.3＝142（MPa）
*根据级前温度、叶片材料和ζm值可查得耐振强度a＝235.36MPa，安全倍率
Ab＝（K1K2Kda）／（K3 K4 K5 Kμsb）
＝（0.5³1³0.93³235.36）／（1.3³1.1³1.1³1³26.97） ＝2.58
查表知，当K＝8时，安全倍率的界限值［Ab］＝4.1
因为Ab＜［Ab］，则叶片应进行调频，否则不能保证安全运行。 答：需调频。
*12.>已知某级扭叶片根部截面上的离心拉应力c＝89.71MPa，进出汽边的气流弯曲应力
u进\\出＝13.63MPa，背弧上的气流弯曲应力
u背＝－10.22MPa，背弧上的离心弯应力
A背
＝
－0.169MPa，进汽边的离心弯应力
c进＝－19.14MPa，出汽边的离心弯应力
出c＝38.61MPa，求
叶片进汽边、出汽边和背弧上的合成应力。
答案：解： 进汽边的合成应力Σ
进＝c＋
u进\\出＋
c进
＝89.71＋13.63－19.14 ＝84.2（MPa）
出汽边的合成应力Σ
出＝c＋
u进\\出＋
c进
＝89.71＋13.63＋38.61 ＝141.95（MPa）
背弧上的合成应力Σ
背
＝
c＋
u背＋
A背
＝89.71－10.22－0.169 ＝79.32（MPa）
答：该叶片根部截面上进汽边合成应力84.2MPa，出汽边合成应力141.95MPa，背弧上合成应力79.32MPa。
13.>汽轮机某级叶轮前的压力为p1＝2.89MPa，叶轮后的压力为p2＝2.8MPa，喷嘴进汽角1＝11°，
6汽轮机运行值班员高级技师试卷
喷嘴出口蒸汽实际速度c1＝281m／s，蒸汽从动叶片排出的绝对速度c2＝53m／s，绝对排汽角2
＝80°，动叶片处的平均直径dm＝0.97m，动叶片平均高度lb＝70mm，部分进汽度ε＝1，通过该级的蒸汽流量为
qm＝96.9kg／s，如果不考虑动叶片及其他影响因素，试问该级的轴向推力为多大?
答案：解：（1）受压面积A
A＝πdmlbε＝3.1416³0.97³0.07³1
＝0.2133（m）
（2）求喷嘴轴向分速度c1z及动叶轴向分速度c2z c1z＝c1sinα1＝281³sin11° ＝281³0.1908＝53.62（m／s） c2z＝c2sinα2＝53³sin80° ＝53³0.9848＝52.19（m／s）
（3）求轴向推力Fz
Fz＝qm（c1z－c2z）＋A（p1－p2）
＝96.9（53.62－52.19）＋0.2133（2.89－2.8）³10 ＝103.567＋19197 ＝19335.57（N） 答：该级的轴向推力为19335.57N。
6
2
14.>40ZLB-50型立式轴流泵，在转速n＝585r／min时，流量Q＝1116m3／h，扬程H＝11.6m，由泵
样本上查得泵的汽蚀余量Δh＝12m。若水温为40℃，当地大气压力pa＝100kPa，吸水管的阻力损失为0.5m，试求泵的最大安装高度为多少?
答案：解：由水的汽化压力表查得40℃时，水的汽化压力Hvp＝0.75m，大气压力高度Ha为
Ha＝Pa／＝100³1000／9807＝10.20（mH2O）
则泵的最大安装高度H1,max为
H1,max＝Pa／－Pvp／－ΔH－Hw1
＝10.20－0.75－12－0.5 ＝－3.05（m）
答：计算结果为负值，表明该泵的叶轮进口中心应在水面以下3.05m处。
15.>某汽轮机进汽压力p0＝9.12MPa，进汽温度t0＝535℃，排汽压力
pco＝0.005MPa，求在理想循环条件下的循环热效率，并求当排汽压力降低到0.003MPa和升高到
0.008MPa时，循环热效率的绝对变化量和相对变化率。
答案：解：由汽轮机进汽参数查得汽轮机的进汽焓i0为3477.7kJ／kg，进汽熵S0为6.7853kJ／
（kg²℃），当排汽压力为0.005MPa时，汽轮机排汽焓
ico＝2066.5kJ／kg，凝结水的焓i′co＝136.4kJ／kg，则循环的热效率η
t
7汽轮机运行值班员高级技师试卷
ηt＝（i 0－ico）／（i0－i′co）
＝（3477.7－2066.5）／（3477.7－136.4） ＝0.4224
当排汽压力降低为0.03绝对大气压时，查表得排汽焓ico＝2010.8kJ／kg，凝结水焓i′co＝99.7kJ／kg，循环的热效率η′t
η′t＝（3477.7－2010.8）／（3477.7－99.7）
＝0.4343
循环热效率的绝对变化 Δηt＝η′t－ηt＝0.4343－0.4224
＝0.0119
循环热效率的相对变化 δΔηt＝Δηt／ηt＝0.0119÷0.4224³100%
＝2.817%
当排汽压力升高为0.08绝对大气压时，查表得排汽焓ico＝2120.6kJ／kg，凝结水焓i′co＝172.5kJ／kg，循环的热效率η″t
η″t＝（3477.7－2120.6）／（3477.7－172.5）
＝0.4106
循环热效率的绝对变化Δηt＝η″t－ηt
＝0.4106－0.4224 ＝－0.0118
循环热效率的相对变化δηt＝Δηt／ηt
＝－0.0118÷0.4224³100% ＝－2.793%
答：原循环的效率为0.4343，当排汽压力降低到0.03绝对大气压时，循环热效率的绝对变化量为0.0119，相对变化率为2.817%；当排汽压力升高到0.08绝对大气压时，循环热效率的绝对变化量为－0.0118，相对变化率为－2.793%。
二、简答题（每题5分，共50分）
1.>火力发电机组计算机监控系统输入信号有哪几类?
答案：火力发电机组计算机监控系统输入信号分为模拟量输入信号、数字量输入信号和脉冲量输
入信号。
2.>比较各种调峰运行方式的优劣。
答案：(1)调峰幅度：两班制和少汽运行方式最大(100%)，低负荷运行方式在50%～80%。
(2)安全性：控制负荷变化率在一定范围的负荷跟踪方式最好，少汽方式次之，两班制最差。 (3)经济性：低负荷运行效率很低，机组频繁启停损失也很可观，所以应根据负荷低谷持续时间和试验数据比较确定。
(4)机动性：负荷跟踪方式最好，少汽运行次之，两班制最差；无再热机组好，中间再热机组差。
8汽轮机运行值班员高级技师试卷
(5)操作工作量：负荷跟踪运行方式最好，少汽运行次之，两班制最差。
3.>提高机组运行经济性要注意哪些方面? 答案：(1)维持额定蒸汽初参数；
(2)维持额定再热蒸汽参数； (3)保持最有利真空；
(4)保持最小的凝结水过冷度；
(5)充分利用加热设备，提高给水温度； (6)注意降低厂用电率； (7)降低新蒸汽的压力损失； (8)保持汽轮机最佳效率； (9)确定合理的运行方式； (10)注意汽轮机负荷的经济分配。
4.>除了目前的常规能源外，还有哪些可利用的新能源? 答案：除了常规能源外，新能源主要有：
(1)核能。 (2)太阳能。 (3)磁流体发电。 (4)氢能。 (5)地热能。 (6)海洋能。
5.>国家电力公司2000年9月8日发布的《防止电力生产重大事故的25项重点要求》中，与汽轮机有
关的有哪几条?
答案：(1)防止汽轮机超速和轴系断裂事故；
(2)防止汽轮机大轴弯曲和轴瓦烧瓦事故； (3)防止火灾事故；
(4)防止压力容器爆破事故； (5)防止全厂停电事故。
6.>防止汽轮机大轴弯曲的安全技术措施有哪些?
答案：根据DL/T609-1996《300MW级汽轮机运行导则》防止汽轮机大轴弯曲的主要措施有：
(1)汽轮机每次冲转前及停机后均应测量转子偏心度及盘车电流应正常。冲转前发生转子弹性热弯曲应适当加长盘车时间，升速中发现弹性热弯曲应加强暖机时间，热弯曲严重时或暖机无效应停机处理；
(2)汽轮机盘车状态应采取有效的隔离措施，防止汽缸进水和冷汽； (3)汽轮机上下缸温差或转子偏心度超限时禁止汽轮机冲转；
9汽轮机运行值班员高级技师试卷
(4)汽轮机启动时应充分疏水并监视振动、胀差、膨胀、轴向位移、汽缸滑销系统等正常， 避免动静碰磨，引起大轴弯曲；
(5)汽轮机升速在80%～85%高中压转子一阶临界转速时，应检查确认轴系振动正常；如果发现异常振动，应打闸停机直至盘车状态。
7.>防止汽轮机断油烧瓦的安全技术措施有哪些?
答案：根据DL/T609-1996《300MW级汽轮机运行导则》防止轴承损坏的主要措施有：
(1)加强油温、油压的监视调整，严密监视轴承钨金温度及回油温度，发现异常应及时查找原因并消除。
(2)油系统设备自动及备用可靠；并进行严格的定期试验。运行中油泵或冷油器的投停切换应平稳谨慎，严防断油烧瓦。
(3)油净化装置运行正常，油质应符合标准。
(4)防止汽轮机进水、大轴弯曲、轴承振动及通流部分损坏。 (5)汽轮发电机转子应可靠接地。
(6)启动前应认真按设计要求整定交、直流油泵的连锁定值，检查接线正确。
8.>简述汽轮机启停过程优化分析的内容?
答案：(1)根据转子寿命损耗率、热变形和胀差的要求确定合理的温度变化率；
(2)蒸汽温度变化率随放热系数的变化而变化； (3)监视温度、胀差、振动等测点不超限； (4)盘车预热和正温差启动，实现最佳温度匹配；
(5)在保证设备安全前提下尽量缩短启动时间，减少电能和燃料消耗。
9.>电力系统的主要技术经济指标是什么? 答案：电力系统的主要技术经济指标是：
(1)发电量、供电量、售电量和供热量； (2)电力系统供电(供热)成本； (3)发电厂供电(供热)成本；
(4)火电厂的供电(供热)的标准煤耗； (5)水电厂的供电水耗； (6)厂用电率；
(7)网损率(电网损失电量占发电厂送至网络电量的百分比)； (8)主要设备的可调小时；
(9)主要设备的最大出力和最小出力。
10.>汽轮机检修前应做哪些工作?
答案：汽轮机在开始检修之前，须与蒸汽母管、供热管道、抽汽系统等隔断，阀门应上锁，并挂
上警告牌。还应将电动阀门的电源切断，并挂警告牌。疏水系统应可靠地隔绝。检修工作负责人
10汽轮机运行值班员高级技师试卷
应检查汽轮机前蒸汽管道确无压力后，方可允许工作人员进行工作。
三、绘图题（每题5分，共50分）
1.>试画出计算机监视系统的框图，并简述其主要构成。
答案：计算机监视系统如图E-51所示，它基本上由硬件和软件两大系统组成。
图E-51计算机监视系统框图
硬件有主机(以中央处理器CPU为主体，包括内存、外存及选件)、外部设备(包括打印机、程序员站、CRT显示器和功能键盘等)、过程通道(包括模拟量的输入、模拟量输出、开关量输入、开关量输出及脉冲量输入等)、预制电缆和中间端子箱、电源装置等，它是组成计算机监视系统的基础。
软件系统是指各种程序和有关信息的总集合，分为系统软件(包括程序设计系统、诊断系统和操作系统等)、支撑软件(包括服务程序等)和应用软件(包括过程监视程序、过程控制计算程序和公共应用程序等)。软件在设计和调试完成后，存入主机的内存和外存中，以供系统使用。
2.>背画N125-135/550/550型汽轮机原则性热力系统图。 答案：如图E-52所示。
图E-52 N125-135/550/550型汽轮机原则性热力系统
1-锅炉；2-过热器；3-再热器；4-汽轮机；5-发电机；6-凝汽器；7-凝结水泵；
8-轴封加热器；9-低压加热器；10-疏水泵； 11-除氧器；12-给水泵；
11汽轮机运行值班员高级技师试卷
13-高压加热器；14-Ⅰ级排污扩容器； 15-Ⅱ级排污扩容器；16-Ⅰ级旁路减温减压器；
17-Ⅱ级旁路减温减压器； 18-Ⅲ级减压减温器
3.>背画带三用阀的苏尔寿旁路系统图。 答案：如图E-53所示。
图E-53 带三用阀苏尔寿旁路系统
4.>画出单元机组协调控制系统方框图。 答案：如图E-54所示。
图E-54 单元机组协制系统方框图
5.>画出汽轮机调速系统静态特性曲线并说明其特性。
答案：如图E-55所示。为保证汽轮机在任何功率下都能稳定运行，不发生转速或负荷摆动，调节
系统静特性线应是连续、平滑及沿负荷增加方向逐渐向下倾斜的曲线，中间没有任何水平段或垂直段。
曲线在空负荷附近要陡一些，有利于机组并网和低负荷暖机。
曲线在满负荷附近也要陡一些，防止在电网频率降低时机组超负荷过多，保证机组安全。
12汽轮机运行值班员高级技师试卷
图E-55 静态特性曲线合理形状
6.>绘出复合变压运行方式滑压-喷嘴混合调节示意图并做说明。
答案：如图E-56所示。复合变压运行方式，在极低负荷及高负荷区采用喷嘴调节，在中低负荷区
为滑压运行。如图所示，当机组并网后，汽压维持在p1，升负荷时靠开大调速汽阀来实现，功率增加到p1时，3个调速汽阀全开，第四只调速汽阀仍然关闭。随后功率从p1增加到p2，是靠提高进汽压力来实现的，功率增加到p2时，主蒸汽压力达到额定值p0。由p2继续增加功率，就需要打开第四只调速汽阀，直到额定功率。
图E-56 滑压-喷嘴混合调节
7.>绘出燃气轮机配余热锅炉联合循环示意图及其理想循环温熵图。 答案：如图E-57所示。
13汽轮机运行值班员高级技师试卷
图E-57 燃气轮机配余热锅炉联合循环示意及其理想循环温熵图
(a)联合循环示意；(b)理想循环温熵图 1-汽轮机；2-发电机；3-余热锅炉；4-燃气轮机；
5-压气机；6-燃烧室；7-加热器；8-冷凝器
8.>绘出单元机组主机连锁保护框图。 答案：如图E-58所示。
图E-58 主机连锁保护框图
9.>绘出法国300MW机组发电厂原则性热力系统图。 答案：如图E-59所示。
14汽轮机运行值班员高级技师试卷
图E-59 法国300MW机组发电厂原则性热力系统
1-汽包；2-循环泵； 3-水冷壁；4-过热器；5-再热器；6-汽轮机；7-发电机； 8-凝汽器；9-凝结水泵；10-除盐装置；11-轴封抽汽器；12-轴封加热器； 13-低压加热器；14-除氧器；15-前置泵；16-主给水泵；17-疏水泵； 18-一号高压加热器；19-二号高压加热器；20-外置蒸汽冷却器；21-省煤器
10.>绘出开式磁流体-蒸汽动力联合循环系统简图。 答案：如图E-60所示。
图E-60 开式磁流体-蒸汽动力联合循环系统简图
四、论述题（每题10分，共200分）
1.>试述在主蒸汽温度不变时，压力升高和降低对汽轮机工作的影响?
答案：在主蒸汽温度不变时，主蒸汽压力升高，整个机组的焓降就增大，运行的经济性就高。但
当主蒸汽压力超过规定变化范围的限度，将会直接威胁机组的安全，主要有以下几点： (1)调速级叶片过负荷；
(2)主蒸汽温度不变，压力升高时，机组末几级的蒸汽湿度增大； (3)高压部件会造成变形，缩短寿命。
主蒸汽压力降低时，汽轮机可用焓降减小，汽耗量要增加，机组的经济性降低，汽压降低过多则带不到满负荷。
15汽轮机运行值班员高级技师试卷
2.>排汽压力过高对汽轮机设备有哪些危害? 答案：排汽压力过高对汽轮机设备的危害有：
(1)汽轮机可用焓降减小，出力降低；
(2)排汽缸及轴承等部件膨胀过度，引起汽轮机组中心改变，产生振动；
(3)排汽温度升高，引起凝汽器铜管的胀口松弛，影响了凝汽器的严密性，造成凝结水硬度增大；
(4)排汽的比体积减小，流速降低，末级就产生脱流及旋涡。同时还会在叶片的某一部位产生较大的激振力，频率低，振幅大，极易损坏叶片，造成事故。
3.>采用电液调节系统有哪些优点? 答案：采用电液调节系统有以下优点：
(1)采用电气元件增加了调节系统的精度，减少了迟缓率，在甩负荷时能迅速地将功率输出返零，改善了动态超速；
(2)实现转速的全程调节，控制汽轮机平稳升速；
(3)可按选定的静态特性(可方便地改善静态特性的斜率及调频的最大幅值)参与电网一次调频，以满足机、炉、电网等多方面的要求；
(4)采用功率系统，具有抗内扰及改善调频动态特性的作用，可提高机组对负荷的适应性； (5)能方便地与机、炉、主控设备匹配，实现机、电、炉自动控制。
4.>暖机时间依据什么来确定?
答案：暖机时间是由汽轮机的金属温度水平、温升率及汽缸膨胀值，胀差值确定的。
暖机的目的是为了使汽轮机各部件的温度均匀上升，温度差减小，避免产生过大的热应力。理想的办法是直接测出各关键部位的热应力，根据热应力控制启动速度。我国一般通过试验，测定各部件温度，控制有关数据。国产300MW机组各控制数据如下：
(1)汽轮机汽缸与转子相对膨胀正常。 (2)各部件温升速度及温差正常。 (3)中速(1200r/min)暖机结束标志：
1)高压外缸外壁温度达200℃以上，中压外缸外壁温度达180℃以上，高、中压内缸内壁温度在250℃以上；
2)金属温升、各部件温差、胀差、机组振动正常；
3)高压缸总膨胀达10mm以上，中压缸膨胀已达3mm以上(热态启动要求已开始胀出)。 (4)锅炉启动分离器切除的条件：
1)胀差稳定，胀差值不过大，机组振动正常；
2)高、中压外缸外壁温度大于350℃，高压内缸壁温大于380℃； 3)总缸胀大于20mm，中压缸膨胀大于6mm。
5.>什么是偏差分析法?
16汽轮机运行值班员高级技师试卷
答案：偏差分析法是机组主要运行参数的实际值与基准值相比较的偏差，通过微机计算得出对机
组的热耗率、煤耗率的影响程度，从而使运行人员根据这些数量概念，能动地、分主次地去努力减少机组可控热损失，也可用此法来分析运行日报或月报的热经济指标的变化趋势和能耗情况，以提高计划工作的科学性和热经济指标的技术管理水平。任何时候只要有了实际的运行参数，就可以通过编制的微机计算程序计算出偏离基准值的能耗损失量，可随时指导运行操作人员进行科学的调整，从而获得更高的运行经济效益。
6.>蒸汽初压的改变对中间再热循环热效率及排汽干度有什么影响?
答案：从蒸汽在i-s图上的热力膨胀过程线可以看出，在其他条件不变的情况下，初压的变化将
使蒸汽在高压缸中的焓降随之变化。当初压升高时，焓降增加。反之，焓降下降。而在排汽压力一定的情况下，中低压缸蒸汽的焓降以及排汽干度仅取决于再热蒸汽的压力和温度。当再热蒸汽的压力和温度不变时，中低压缸的焓降将保持不变。由此可见，初压升高将使中间再热循环效率提高。初压降低将使效率降低。但是无论初压升高或降低，都不会使排汽干度发生变化。
7.>为什么汽轮机采用变压运行方式能够取得经济效益?
答案：汽轮机变压运行(滑压运行)能够取得经济效益的原因主要有以下几点：
(1)通常低负荷下定压运行，大型锅炉难以维持主蒸汽及再热蒸汽温度不降低，而变压运行时，锅炉较易保持额定的主蒸汽和再热蒸汽温度。当变压运行主蒸汽压力下降，温度保持一定时，虽然蒸汽的过热焓随压力的降低而降低，但由于饱和蒸汽焓上升较多，总焓明显升高，这一点是变压运行取得经济效益的重要原因。
(2)变压运行汽压降低，汽温不变时，汽轮机各级容积流量、流速近似不变，能在低负荷时保持汽轮机内效率不下降。
(3)变压运行，高压缸各级，包括高压缸排汽温度将有所升高，这就保证了再热蒸汽温度，有助于改善热循环效率。
(4)变压运行时，允许给水压力相应降低，在采用变速给水泵时可显著地减少给水泵的用电。此外，给水泵降速运行，对减轻水流对设备的侵蚀，延长给水泵使用寿命有利。
8.>简述电压互感器的工作原理?
答案：电压互感器的工作原理和变压器的工作原理一样。电压互感器的一次电压U1、二次电压U2
与一次绕组的匝数N1、二次绕组的匝数N2之间的关系为
U1/U2N1/N2K
式中
K--电压互感器的电压比(变比)。
由上式可以看出，只要一次绕组的匝数比二次绕组的匝数多，利用电流互感器可将一次高电压变为低电压，然后用电压表测出二次电压，再乘上变比就可得出被测量的一次侧电压的数值。
9.>锅炉运行技术经济指标有哪些?
答案：锅炉运行技术经济指标主要有：热效率(%)、标准煤耗率［kg/（kW²h)］、厂用电率［kW²h/
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（kW²h)］、蒸汽成本。标准煤耗率、厂用电率、蒸汽成本越低，说明锅炉运行经济性越好。通常把这些指标分成许多小指标来考核。这些小指标有：汽温、汽压、产汽量、排污率、锅炉排烟含氧量、排烟温度、燃料消耗量、飞灰可燃物、煤粉细度、制粉电耗、风机耗电率、除灰耗电率等。
10.>什么叫机组的可用率?它有什么用处?
答案：可用率经常出现在大容量机组的经济指标中，反映该机组的可靠程度。
设备可用率(可用系数)＝可用小时/统计期间小时
＝(运行小时＋备用小时)／统计期间小时
可以看出，式中分子与分母的差别是设备的停用小时，其中包括事故检修、计划检修、临时检修、设备改进和超计划停运等多方面。
显然，要大容量机组真正发挥其经济效益，就必须尽可能的提高其可用率。每一台机组在不同的运行小时数有不同的可用率(刚开始投运时，可用率低，以后逐步提高，最后趋于稳定)；同一类型的机组由于生产日期的前后不同，其可用率也会不同。仔细分析各种机组的不同可用率就可以为发电厂机组选型、搞好全面生产管理、不断获取最佳经济效益，提供技术经济分析及决策的依据，也是向设计、制造和基建安装等有关单位反馈其成果质量信息的数据库，又可作为上级领导机关对各发电厂实行考核、评比和奖励的参考，还可为电网的经济调度、运行管理提供某些信息。
11.>高中压缸同时启动和中压缸进汽启动各有什么优缺点? 答案：(1)高、中压缸同时启动有如下优点：
蒸汽同时进入高中压缸冲动转子，这种方法可使高、中压缸的级组分缸处加热均匀，减少热应力，并能缩短启动时间。缺点是汽缸转子膨胀情况较复杂，胀差较难控制。 (2)中压缸进汽启动有如下优点：
冲转时高压缸不进汽，而是待转数升到2000～2500r/min后才逐步向高压缸进汽，这种启动方式对控制胀差有利，可以不考虑高压缸胀差问题，以达到安全启动的目的。但启动时间较长，转速也较难控制。采用中压缸进汽启动，高压缸无蒸汽进入，鼓风作用产生的热量使高压缸内部温度升高，因此还需引进少量冷却蒸汽。
12.>个别轴承温度升高和轴承温度普遍升高的原因有什么不同? 答案：个别轴承温度升高的原因：
(1)负荷增加、轴承受力分配不均、个别轴承负荷重。 (2)进油不畅或回油不畅。 (3)轴承内进入杂物、乌金脱壳。 (4)靠轴承侧的轴封汽过大或漏汽大。 (5)轴承中有气体存在、油流不畅。 (6)振动引起油膜破坏、润滑不良。
轴承温度普遍升高：
18汽轮机运行值班员高级技师试卷
(1)由于某些原因引起冷油器出油温度升高。 (2)油质恶化。
13.>什么是合理的启动方式?
答案：汽轮机的启动受热应力、热变形和相对胀差以及振动等因素的限制。所谓合理的启动方式
就是寻求合理的加热方式，根据启动前机组的汽缸温度、设备状况，在启动过程中能达到各部分加热均匀，热应力、热变形、相对胀差及振动均维持在较好水平。各项指标不超过厂家规定，尽快把金属温度均匀升高到工作温度。在保证安全的情况下，还要尽快地使机组带上额定负荷，减少启动消耗，增加机组的机动性，即为合事理的启动方式。
14.>启动前采用盘车预热暖机有什么好处?
答案：盘车预热暖机就是冷态启动前盘车状态下通入蒸汽，对转子、汽缸在冲转前就进行加热，
使转子温度达到其材料脆性转变温度150℃以上。采用这种方法有下列好处：
(1)盘车状态下用阀门控制少量蒸汽加热，蒸汽凝结放热时可避免金属温升率太大，高压缸加热至150℃时再冲转，减少了蒸汽与金属壁的温差，温升率容易控制，热应力较小。 (2)盘车状态加热到转子材料脆性转变温度以上，使材料脆性断裂现象也得到缓和。 (3)可以缩短或取消低速暖机，经过盘车预热后转子和汽缸温度都比较高(相当于热态启动时的缸温)。故根据具体情况可以缩短或取消低速暖机。
(4)盘车暖机可以在锅炉点火前用辅助汽源进行，缩短了启动时间，降低了启动费用。 事实证明：只要汽缸保温良好、疏水畅通，采用上述方法暖机不会产生显著的上下缸温差。
15.>汽轮机的调速油压和润滑油压是根据什么来决定的?
答案：汽轮机的调节系统是用油压来传递信号及推动各错油门、油动机，开关调节汽门和主汽门。
它应当保证调节迅速、灵敏，因此要保证一定的调速油压。汽轮机常用的调速油压有0.39～0.49MPa，1.18～1.37MPa，1.77～1.96MPa等几种。一般来说，油压高能使动作灵活，伺服电动机和错油门结构尺寸缩小，但油压过高，易漏油着火。
汽轮机的润滑油是用来润滑轴承，冷却轴瓦及各滑动部分。根据转子的重量、转速、轴瓦的构造及润滑油的粘度等，在设计时采用一定的润滑油压，以保证在运行中轴瓦能形成良好的油膜，并有足够的油量冷却。若油压过高，可能造成油档漏油，轴承振动；油压过低会使油膜建立不良，易发生断油而损坏轴瓦。
16.>调节系统发生卡涩现象时，为防止甩负荷，应采取哪些措施? 答案：调节系统发生卡涩现象时，为防止甩负荷，应采取如下措施：
(1)加强滤油，油净化装置应正常投入。
(2)减负荷操作应由汽轮机运行人员在就地进行。
(3)每次减负荷到要求数值时，再将同步器向增负荷方向倒回接近该负荷下应有的同步器位置附近。
(4)请求调度将负荷大幅度交替增减若干次，以活动调节部套。
19汽轮机运行值班员高级技师试卷
(5)必要时可将调节汽门全开，改为变压运行方式，并应定期活动调节汽门。
17.>部分厂用电中断应如何处理? 答案：部分厂用电中断应做如下处理：
(1)若备用设备自动投入成功，复置各开关，调整运行参数至正常。
(2)若备用设备未自动投入，应手动启动(无备用设备，可将已跳闸设备强制合闸一次，若手动启动仍无效，减负荷或减负荷至零停机，同时应联系电气，尽快恢复厂用电，然后再进行启动。 (3)若厂用电不能尽快恢复，超过1min后，解除跳闸泵联锁，复置停用开关，注意机组情况，各监视参数达停机极限值时，按相应规定进行处理。
(4)若需打闸停机，应启动直流润滑油泵及直流密封油泵。
18.>什么叫电力弹性系数，电力弹性系数为什么大于1?
答案：在若干年的时间内，电力消费与国民生产总值平均年增长率之比称为电力弹性系数，也称
电力超前系数。
电力是由一次能源转换而得的二次能源。更多地使用这种二次能源以替代其他能源，可以提高能源的利用效率，从而可以节约一次能源的总消费量。根据对人均国民生产总值大于400美元的84个国家和地区进行的分析：用电比重在能源总消费中占35%左右的国家，每一美元产值的能源消费相当于0.7～1.2kg标准煤；而用电比重占17.5%左右的国家每一美元产值的能源消费则高达2.8kg标准煤，约为前者的2～4倍。我国1980年每一美元产值的能耗为1.8kg标准煤，到2000年工农业总产值要翻两番，而一次能源只能翻一番，因此需要有效地降低单位产值的能耗。 由于更多使用电能可以节约能源的总消费量和提高劳动生产率，所以各国发展的历史是单位生产总值的能源消费在下降，而电力消费则在增加。也就是说，电力消费或电力生产发展的速度总是超过国民经济或工农业生产发展的速度。
19.>为使设备安全运行，运行单位应具备哪些文件和资料? 答案：为使设备安全运行，运行单位应具备的文件资料有：
(1)各部门的职责条例。 (2)设备技术登记簿。
(3)设备和水工建筑物的现场运行(包括事故处理)规程和检修规程。
(4)制造厂的设备特性、试验记录和使用说明书、机体的材料试验记录，火电厂应有锅炉校验记录本。
(5)设备构件的断面图和零件图。
(6)每台机组的施工设计图及安装记录、备品图册。 (7)电气一次接线和二次接线竣工图。
(8)与实际情况相符的各种系统图和运行操作系统图。 (9)建筑物竣工图。 (10)运行、检修记录。
20汽轮机运行值班员高级技师试卷
20.>电力系统的主要技术经济指标是什么? 答案：电力系统的主要技术经济指标是：
(1)发电量、供电量、售电量和供热量。 (2)电力系统供电(热)成本。 (3)发电厂供电(热)的成本。 (4)火电厂的供电(热)的标准煤耗。 (5)火电厂的供电水耗。 (6)厂用电率。
(7)网损率(电网损失电量占发电厂送至网络电量的百分数)。
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