干熄焦热动专业知识问答

第一节  热动专业知识

1、什么是工质？干熄焦余热发电常用的工质是什么？

能实现热能和机械能相互转换的媒介物叫工质。火力发电厂常用的工质是水蒸气。

2、什么是工质的状态参数？工质的状态参数是由什么确定的？

凡是能表示工质所处的状态的物理量，都叫工质的状态参数。工质的状态参数是由工质的状态确定的，即对应于工质的每一状态的各项状态参数都具有确定的数值，而与达到这一状态变化的途径无关。

3、工质的状态参数有哪些？其中哪几个是最基本的状态参数？

工质的状态参数有压力、温度、比容、内能、焓、熵、等。其中压力、温度、比容为基本状态参数。

4、什么是绝对压力？什么是表压力？什么是真空度？

以绝对真空为零点算起时的压力值称为绝对压力，用P表示。以大气压力PA为零点算起的压力（即压力表测得的压力）称为表压力，用PG表示。工质的绝对压力P小于当地大气压力时，称该处具有真空。大气压力PA与绝对压力的差值称真空值，真空值也称负压。真空值与当地大气压力比值的百分数称为真空度。即真空度=（Pa-P）/Pa×100%

5、绝对压力与表压力有什么关系？

绝对压力P等于表压力Pg加上大气压力Pa，即P=Pg+Pa

6、什么是饱和状态？什么是饱和蒸汽和过热蒸汽？

液体与蒸汽的分子在相互运动过程中，当由液体中跑到蒸汽空间的分子数等于由蒸汽中返回液体的分子数而达到平衡是时，这种状态称为饱和状态。处于饱和状态下的蒸汽称为饱和蒸汽。在同一压力下，温度高于饱和温度的蒸汽叫做过热蒸汽。

7、什么是汽化？汽化有哪两种方式？

物质从液态转变为汽态的过程叫汽化。汽化有蒸发和沸腾两种形式。

8、什么是蒸发和沸腾？

液体表面在任意温度下进行比较缓慢的汽化的现象叫蒸发。在液体表面和内部同时进行剧烈的汽化的现象叫沸腾。

9、什么是湿蒸汽的干度与湿度？

干饱和蒸汽的质量占湿蒸汽总质量的份额称为干度，用X表示。湿蒸汽中含有的饱和水的质量占蒸汽总质量的份额称为湿度，用（1-X）表示。

10、什么是过热度？

过热蒸汽的温度超出该压力下的饱和温度的数值叫做过热度。

11、什么是焓？为什么说它是一个状态参数？

焓是工质在某一状态下所具有的总能量，它等于内能U和压力势能（流动功）PV之和，定义式为H=U+PV。焓用符号H表示，单位为J/kg，则比焓为h=u=pv。对工质的某一确定状态，u、p、v均有确定的数值，因而u=pv的值也就完全确定。焓是一个状态参数。

12、什么是热力学第一定律？

热力学第一定律是阐明能量守恒和转换的一个基本定律，可以表述为：热可以转变为功，功也可以转变为热，一定量的热消失时，必产生一定量的功；消耗了一定量的功时，必产生与之对应的一定量的热。

13、什么是热力循环？朗肯循环是哪四个过程组成的？

工质从某一状态点开始，经过一系列的状态变化，又回到原来状态点的全部变化过程的组合叫做热力循环，简称循环。朗肯循环是以等压加热、绝热膨胀、等压放热、绝热压缩4个过程组成的。

14、为提高朗肯循环的热效率，主要可采用哪几种热力循环方式？

主要采用：给水回热循环、蒸汽中间再热循环、热电联供循环。

15、热量传递的三种基本方式是什么？

热量传递的三和基本方式是：导热、对流、热辐射。

16、什么是传热过程？物体传递热量的多少是由哪几方面因素决定的？

热量由高温物体传递给低温物体的过程，称为传热过程。传热量多少由冷热流体的传热平均温差决定的（⊿t）、传热面积（Q）和物体的传热系数（K）三方面因素决定的。

17、什么是对流换热？

对流换热是流动的流体与另一物体表面接触时，两者之间由于有温度差而进行的热交换现象。

18、对流换热系数的大小与哪些因素有关？

⑴、流体有无物态变化。液体有物态变化时的对流换热强烈。

⑵、流体的流动情况。紊流流动、强迫流动使热加强。

⑶、管子的排列方式。叉排布置对管子的冲刷和扰动更强烈些。

⑷、流体的物理性质。流体的密度越大、粘性越小，热导率越大，比热容和汽化潜热越大，对流换热系数就越大。

19、什么是热辐射？

热辐射是高温物质以电磁波形式通过空间把热量传递给低温物质的过程。这和热交换现象和热传导、热对流有本质不同。热辐射不仅不依靠物质的接触而进行热量的传递，而且还伴随着能量形式的转换，即由热能转变为辐射能，再由辐射能转变为热能。

20、辐射换热与哪些因素有关？

辐射换热的大小与热源表面温度的高低及系统发射率的大小有关，系统发射率的大小又与进行辐射换热的物体本身的发射率、尺寸形状及表面的粗糙程度有关。

21、辐射换热有什么特点？

辐射换热是不同于导热和对流的一种特殊的换热方式。导热和对流换热都必须通过物体或物质的接触才能进行，而辐射换热则不需要物体间的直接接触，它是依靠射线（电磁波）来传递热量的，它的另一个特点是，在热辐射过程中还伴随着能量形式的两交转换，即由热能转换为辐射能，再由辐射能转换为热能。

22、泵与风机的主要工作参数有哪些？

主要有：⑴流量；⑵压头；⑶功率；⑷效率；⑸转速；⑹比转数；⑺允许吸上真空高度。

23、离心泵的工作原理是怎样的？

离心泵的工作原理就是：在泵内充满水的情况下，叶轮旋转产生的离心力，叶轮流道中的水在离心力的作用下甩向外围流进泵壳，于是，叶轮中心压力降低，这个压力低于时水管内压力，水就在这个压力差的作用下由吸水池流入叶轮，水泵就不断地将液体吸入和压出。

24、离心泵与风机的损失有哪些？

离心泵与风机的损失有三种：第一是机械损失，主要由摩擦引起的；第二是容积损失，主要是由泄漏引起的；第三是流动损失，是由阻力引起的。

25、什么是泵与风机的性能曲线？

泵与风机的性能曲线是在转速为某一定值时，其压头、轴功率、效率等工作参数随流量变化的关系曲线。

26、什么是泵与风机的工作点？

泵与风机的工作点是指泵与风机的性能曲线与管道特性曲线的交点。在该工况下，泵与风机供给的能量与流体在管道系统中流动所需的能量平衡。

27、为什么要进行泵与风机的工况调节？调节方式有哪些？

由于泵与风机所在的管道系统流量经常变化，因此，工作点应跟随管道系统负荷的变化而进行工况调节。调节方式有：变阀调节；变角调节；变速调节；变压调节。

28、泵与风机并联工作有什么特点？

⑴、并联后总的流量增加了，但没有成倍增加。

⑵、并联后每台泵与风机的实际流量减少了，但压头提高了。

⑶、管道特性曲线越陡，并联工作效果越差。

⑷、并联的泵与风机性能有差异并联后负荷的调节范围受到限制。

29、简述离心泵启动前的准备工作？

⑴、检查水泵设备的完好情况，且无人在工作。

⑵、轴承充好油，油位正常，油质合格。

⑶、入口阀门全开，检查轴封漏水情况，以少许滴水为佳。

⑷、泵内注水，把泵壳的放气门打开，空气排完后关闭。

⑸、对于入口为负压的水泵，需要投入水泵抽空气系统。

⑹、对于输送高温水的泵，应先暖泵。

30、离心泵运行中有哪些检查项目？

（1）轴承工作是否正常。

（2）真空表、压力表、电流表读书是否正常。

（3）泵体是否有振动。

（4）填料工作是否正常。

31、离心泵出现哪些情况时应紧急停运？

⑴、泵内有明显的摩擦或碰撞声。

⑵、轴承温度急剧上升并超限。

⑶、电动机电流超限，绕组温度急剧上升，冒烟。

⑷、泵发生汽蚀。

⑸、泵体及系统管道破裂。

⑹、严重威胁人身或设备安全时。

32、轴流式泵及风机的性能曲线有什么特点？

⑴、压头曲线是一条驼峰曲线，流量为零时压头最高。

⑵、功率曲线类似于压头曲线，流量为零时轴功率最大。

⑶、效率曲线上高效率区较窄。

33、轴流式风机有哪些优缺点？

优点：①轴流式风机可采用动叶调节，运行效率高，动叶调节后高效工作区较大；②外形尺寸小，结构紧凑，重量轻；③流量大。

缺点：压头低，应用范围受到限制。

34、液力偶合器的工作原理是怎样的？

当工作腔内充有适量油后，泵轮在原动机带动下旋转，由于离心力的作用，工作油在泵轮内沿径向叶片流向泵轮边缘，并在流动过程中动能不断加大，工作油沿径向叶片流向涡轮，由于工作油具有很大的动能，作用于涡轮叶片，从而冲动涡轮带动水泵旋转，并不断地把原动机的力矩传递给水泵。

35、离心泵的出口管道上为何要装逆止阀？

当离心泵停止运行时，逆止阀能防止压力水管中液体向泵内倒流，致使转子倒转，损坏设备，使压力水管路中的压力急剧下降。

36、轴流泵如何分类？

按安装方式分：立式、卧式、斜式三种。

按叶片调节方式分：固定式叶片、半调节叶片、全调节叶片三类。

37、给水泵中间抽头的作用是什么？

现代大功率机组，为了提高经济性，减少辅助水泵，往往从给水泵的中间级抽取一部分水量作为锅炉的再热器减温水。这就是给水泵中间抽头的作用。

38、给水泵的出口压力是如何确定的？

给水泵的出口压力主要决定于锅炉汽包的工作压力，此外，给水泵的出水必须克服给水管道以及阀门的阻力，各级高压加热器的阻力、给水调整门的阻力、省煤器的阻力和汽包至给水泵出口间静给水压力。

39、给水泵为什么要装再循环管？

当给水流量很小或为零时，泵内叶轮产生的摩擦热不能被给水带走，使泵内温度升高，当泵内温度超过所处压力下饱和温度时，给水就会发生汽化，形成汽蚀。

为了防止这种现象发生，必须保证给水泵的最小流量，设置再循环管，可以在机组启、停、低负荷或事故状态下保证所需最小流量，防止给水在泵内产生汽化。

40、风机的变角调节有哪两种？

进口导向器调节和动叶调节。

41、风机的导向器调节是怎样的？

通过改变风机入口导向器叶片的角度，使风机叶片进口气流的切向分速度发生变化，从而使风机的特性曲线改变。改变了风机的风压、流量。导向叶片装置角度大，切向分速度变大，风机的风压和流量减小。

42、风机的动叶调节是怎样的？

风机运行中，通过改变风机叶片的角度，使风机的特性曲线发生改变，从而改变风机工作点的位置和调节风量的目的。这种调节方式，经济性和安全性较好，且每一个叶片角度对应一条性能曲线，叶片角度的变化几乎和风量成线性关系。

43、轴流风机的工作原理是怎样的？

当叶轮旋转时，气体从进风口轴向进入叶轮，受到叶轮上叶片的推挤，而使气体的能量升高，然后流入导叶。导叶将偏转气流变为轴向流动，同时将气体导入扩压管，进一步将气体动能转换为压力能，最后引入工作管路。

44、什么是泵的汽蚀现象？

液体在叶轮入口处流速增加，压力低于工作水温的对应的饱和压力时，会引起一部分液体汽化。汽化后的汽泡进入压力较高的区域时，受到突然凝结，于是四周的液体就向此处补充，造成水力冲击。这种现象称为汽蚀。

45、水泵发生汽蚀有什么危害？

当水泵发生汽蚀时，会使材料的表面逐渐疲劳损坏，引起金属表面的剥蚀，进而出现小蜂窝状的蚀洞，除了冲击引起金属部件损坏外，还会产生化学腐蚀氧化设备。汽蚀过程是不稳定的，会使水泵发生振动产生噪音，同时汽蚀泡还会堵塞叶轮槽道，致辞使扬程和流量降低、效率下降。

46、什么是热应力？

由于零部件内、外或两侧温差引起的零部件变形受到约束而在物体内部产生的应力，称为热应力。

47、什么是热冲击？

金属材料受到急剧的加热或冷却时，其内部将产生很大的温差，从而引起很大的冲击热应力，这种现象称为热冲击。

一次大的热冲击，产生的热应力能超过材料的屈服极限，从而导致金属部件的损坏。

48、什么是热疲劳？

金属零部件被反复加热和冷却时，其内部产生交变热应力，在此交变热应力反复作用下，零部件遭到破坏的现象叫热疲劳。

49、什么是蠕变？

金属材料长期处于高温条件下，在低于屈服点的应力作用下，缓慢而持续不断地增加材料塑性变形的过程叫蠕变。

50、什么是应力松施？

金属零件在高温和某一初始应力作用下，若维持总变形不变，则随时间的增加，零件的应力会逐渐地降低，这种现象叫应力松施，简称松施。

51、什么是脆性转变温度？发生低温脆性断裂事故的必要和充分条件是什么？

脆性转变温度是指在不同的温度下对金属材料进行冲击试验，脆性断口占试验断口50%时的温度，用FATT表示。含有缺陷的转子如果工作在脆性转变温度以下，其冲击韧性会显著下降，就容易发生脆性破坏。

发生低温脆性断裂事故的必要和充分条件是：①金属材料在低于脆性转变温度的条件下工作；②具有临界应力或临界裂纹，这是指材料已有一定尺寸的裂纹且应力很大。

52、水、汽有哪些主要质量标准？

⑴、给水：超高压机组pH值为8.8~9.3；硬度不大于1μmol/L，溶解氧不大于7μg/L。

⑵、锅炉水：超高压机组磷酸根为（2~8）mg/L；二氧化硅不大于1.50mg/L。

⑶、饱和蒸汽、过热蒸汽：一般二氧化硅不大于20μg/L。

⑷、凝结水：高压机组硬度不大于1.0μmol/L。

⑸、内冷水：电导率（25℃）不大于5μs/cm，pH值（25℃）大于7.6。

53、什么是金属的疲劳损坏？

金属在承受交变应力时，不但可能在最大应力远低材料的强度极限下损坏，而且也可能在比屈服极限低的情况下损坏，即金属材料在交变应力作用下发生断裂的现象，称之为金属的疲劳损坏，也称为金属的疲劳失效。

54、什么是金属疲劳强度？

金属材料在交变应力作用下，经一定次数的反复作用，而不破坏的最大应力值，称为金属的疲劳强度。

55、什么是金属的腐蚀？锅炉腐蚀分哪几种？

金属的腐蚀就是金属在各种侵蚀性液体或气体介质的作用下，发生的化学或电化学过程而遭受损耗或破坏的现象。

锅炉的腐蚀分为均匀腐蚀和局部腐蚀两种。

56、什么是锅炉的侵蚀？

锅炉的侵蚀是指锅炉受热面金属表面的机械破坏现象。

57、锅炉受热面用钢最常用的有哪些？分别用在哪些受热面上？

常用的有20号优质碳素钢和合金钢。其中20号优质碳素钢主要用在高压锅炉蒸汽温度在450℃以下的水冷壁管、省煤器管、低温过热器管和再热器管等；合金钢常用材料主要有15CrMo、12CrMoV、10CrMoV910、12Cr3MoVSiTiB(Ⅱ11)、12Cr2MoWrB(钢102)、20CrMoV121(F12)等，主要用在高压以上的锅炉蒸汽温度超过450℃的过热器和再热器管。

58、钢材允许温度是如何规定的？

钢材的允许温度，主要按强度条件决定。钢材不同，其机械性能和高温性能也不同。即使同一种钢材，随着工作温度的不同，其抗拉强度、屈服极限和持久强度（都是在相应温度下，通过试验测定）的差别也很大，且随工作温度的升高而明显降低。为保证钢件工作的安全，应使钢材在节节胜利温度下的实际应力小于该温度下按钢材的抗拉强度、屈服极限和持久强度所确定的许用应力，即钢材的允许温度是按所应力小于按三个强度条件所确定的许用应力的原则确定的。

59、什么是硬水、软水、除盐水？

未经处理，含有钙离子、镁离子等盐类的水称硬水。

经过阳离子交换处理，除去钙、镁等离子的水称为软化水。

经过阳、阴离子交换器处理，水中的阳、阴离子基本上全部除去的水称为除盐水。

60、什么是水的硬度？单位是什么？

表示水中含有结垢物质—钙、镁等离子的总含量的量称为硬度，单位为毫摩尔/升（mmol/L）或微摩尔/升（μmol/L）。

61、什么是水的含氧量？

水的含氧量就是在单位容积的水中所含氧气的多少。它是锅炉的水质指标之一。

62、锅炉给水为什么要进行处理？

如将未经处理的生水直接注入锅炉，不仅蒸汽品质得不到保证，而且还会引起锅炉结垢和腐蚀，从而影响机炉的安全经济运行。因此，生水补入锅炉之前，需要经过处理，以除去其中的盐类、杂质和气体，使补给水质符合要求。

63、锅内水处理的目的是什么？处理经过是怎样的？

锅内水处理的目的使锅水残余的钙、镁等杂质不生成水垢而是形成水渣。其处理过程是将磷酸盐用加药泵连续地送入锅水（汽包）中，使之与锅水中的钙、镁离子发生反应，生成松软的水渣，然后利用排污的方法排出锅炉之外。

64、炉外水处理的目的是什么？有几种方式？

炉外水处理是除去水中的悬浮物、钙和镁的化合物以及溶于水中的其他杂质、使其达到锅炉补给水的水质标准。

水处理的方式有软化、化学除盐、热力除盐、电渗析和反渗透四种。

中压锅炉一般可采用化学软化水，而高压和超高压以上的锅炉，必须采用经过除盐和除氧处理的给水。

65、什么是蒸汽品质？影响蒸汽品质的因素有哪些？

蒸汽品质的因素包含蒸汽携带锅水和蒸汽溶解杂质两个方面。

⑴ 蒸汽携带锅水

①锅炉压力越高蒸汽越容易带水。

②汽包内部结构对蒸汽带水的影响：汽包内径的大小、汽水的引入引出管的布置情况要影响到蒸汽带水的多少，汽包内汽水分离装置不同，其汽水分离效果也不同。

③锅水含盐量对蒸汽带水的：锅水含盐量小于某一定值时，蒸汽含盐量与锅水含盐量成正比。

④锅炉负荷对蒸汽带水的影响：在蒸汽压力和锅水含盐量一定的条件下，锅炉负荷上升，蒸汽带水量也趋于有少量增加。如果锅炉超负荷运行时，其蒸汽品质就会严重恶化。

⑤汽包水位的影响：水位过高，蒸汽带水量增加。

⑵、蒸汽溶解杂质

蒸汽溶盐能力随压力的升高而增加；蒸汽溶盐具有选择性，以溶解硅酸最为显著；过热蒸汽也能溶盐。因此锅炉压力越高，要求锅水中含盐量和含硅量越低。

66、锅炉连续排污和定期排污的作用是什么？

连续排污也叫表面排污。这种排污方式是连续不断地从汽包锅水表面层将浓度最大的锅水排出。它的作用是降低锅水中的含盐量和碱度，防止锅水浓度过高而影响蒸汽品质。

定期排污又叫间断排污或底部排污，其作用是排除积聚在锅炉下部的水渣和磷酸盐处理后形成的软质沉淀物。定期排污持续时间很短，但排出锅内沉淀物的能力很强。

67、蒸汽含杂质对机炉设备的安全运行有什么影响？

蒸汽含杂质过多，会引起过热器受热面、汽轮机通流部分和蒸汽管道沉积盐。盐垢如沉积在过热器受热面壁上，会使传热能力降低。重则使管壁温度超过金属允许的极限温度，导致管子超温烧坏；轻则使蒸汽吸热减少、过热汽温降低、排烟温度升高、锅炉效率降低。盐垢如沉积在汽轮机的通流部分，将使蒸汽的流通截面减小、叶片的粗糙度增加，甚至改变叶片的型线，使汽轮机的阻力增大、出力和效率降低；此外，将引起叶片应力和轴向推力增加，甚至引起汽轮机振动增大，造成汽轮机事故。盐垢如沉积在蒸汽管道的阀门处，可能引起阀门动作失灵和阀门漏汽。

68、提高蒸汽品质的措施有哪些？

⑴、减少给水中的杂质，保证给水品质良好。

⑵、合理地进行锅炉排污。连续排污可降低锅水的含盐量、含硅量；定期排污可排除锅水中的水渣。

⑶、汽包中装设蒸汽净化设备，包括汽水分离装置，蒸汽清洗装置。

⑷、严格监督汽、水品质，调整锅炉运行工况。各台锅炉汽、水监督指标是根据每台锅炉热化学试验确定的，运行中应保持汽、水品质合格。锅炉运行负荷的大小、水位的高低都应符合热化学试验所规定的标准。