热动设计师考试试卷

热动设计师考试试卷（精选5篇）

篇1：热动设计师考试试卷

一．名词解释： 1.煤耗率

汽轮发电机组每生产1kw.h的电能所需要的煤耗量

2.上端差

表面是加热器的端差，有时也称为上端差，通常指加热器汽侧出口疏水温度（饱和温度）与水侧出口温度之差。

3.有效汽蚀余量

指在泵的吸入口处，单位重量液体所具有的超过气化压力的富余能量，即液体所具有的避免泵发生汽蚀的能量。

4.燃料利用系数

热电厂外供电、热两种产品的数量之和与其输入能量之比。

5.热化发电比

热化发电量占机组发电量的比值 二．简答题：

1.高参数机组为啥选择中间再热

所谓中间再热就是将高压缸排汽送到锅炉再热器加热，提高温度以后又引回到汽轮机中做功。采用蒸汽中间再热是为了提高发电厂的热经济性和适应大机组发展的需要。随着初压的增加，汽轮机排气湿度增加，为了使排气湿度不超过允许限度可采用中间再热。采用中间再热，不仅减少了汽轮机排气湿度，改善了汽轮机末级叶片的工作环境，提高了汽轮机的相对内效率。

2.除氧器自身沸腾

由除氧器的热力计算中若计算出的加热蒸汽量为零或负值，说明不需要回热抽气加热，仅凭其他进入除氧器的蒸汽和疏水就可以满足将水加热到除氧器工作压力下的饱和温度，这种现象称为自生沸腾。除氧器自生沸腾时，回热抽气管上的止回阀关闭，破坏了汽水逆向流动，排气工质损失加大，热量损失也加大，除氧效果恶化。

3.为什么采用蒸汽冷却器

随着汽轮机组向高参数大容量发展，特别是再热的采用，较大的提高了中低压缸部分回热抽气的过热度，尤其是再热后第一、二级抽汽口的蒸汽过热度，使得再热后各级回热加热器内汽水换热温差增大，用损失增加，即不可逆损失加大，从而削弱了回热效果。为此，让过热度较大的回热抽气先经过一个冷却器或冷却段降低蒸汽温度后，再进入回热加热器，这样不但减少了回热加热器内汽水换热的不可逆损失，而且还不同程度的提高了加热器出口水温，减少了加热器端差，改善了回热系统的经济性。

4.汽轮机排气压力对热经济性的影响

在汽轮机初参数一定的情况下，降低汽轮机排气压力将使循环放热过程的平均温度降低，根据卡诺循环原理知，理想循环热效率将随着排气压力的降低而增加。但是降低排气压力，对汽轮机相对内效率不利。随着排气压力的降低，汽轮机低压部分蒸汽湿度增大，影响叶片寿命，同时湿气损失增大，汽轮机相对内效率降低。过分的降低排气压力，会使热经济性下降。因为随着排气压力的降低，排气比容增大。但是，在极限背压以上，随着排气压力的降低热经济性是提高的。

5.请分析两级旁路串联系统及整机旁路系统的优点和缺点，并说明两者在我国机组中的应用情况

两级旁路串联系统：通过两级旁路系统的协调，能满足启动时的各项要求，高压旁路可对再热器进行保护，该系统应用最广，我国已运行的大部分中间再热机组都采用该系统。整体旁路系统：只保留一级大旁路，系统简单，金属耗量、管道及附件少，投资省，操作简单，可以加热过热蒸汽管与调节过热蒸汽温度。缺点是：不能保护再热器。

6.给水操作台和除氧器水位控制台分别位于何处？锅炉给水操作台并联管路根数由什么因素决定？

锅炉给水操作台：位于高压加热器出口至省煤器之前的给水管路上 锅炉给水操作台并联管路数由所用给水泵的类型有关，给水泵分为定速给水泵和变数给水泵

三．疏水收集方式有哪几种，分析不同收集方式的热经济性？ 疏水的收集方式：疏水泵方式和逐级自流方式

热经济性比较：逐级自流方式造成高压抽气量增大，低压抽气量减少，使热经济性降低。疏水泵方式避免了对低压抽气的排挤，同时提高了高一级加热器的水温，使高一级加热器的抽气略有减少，故热经济性较高。

四．除氧器有哪几种运行方式？在不同运行方式下，当机组负荷发生骤升或骤降时，对除氧器会产生什么影响？ 除氧器滑压运行：

1.负荷骤升：负荷骤升时，除氧器压力很快提高，但是水温滞后于压力的变化，由原来的饱和状态变成未饱和状态，发生“返氧”现象，使除氧器出口含氧量增大，恶化除氧效果； 2.负荷骤降：随着除氧器压力的下降，除氧器内的水由饱和状态变成过饱和状态而发生“闪蒸”现象，除氧效果变好，但是水泵易发生汽蚀现象。除氧器定压运行：

随着负荷的骤升和骤降，会有节流损失

五．疏水水位一般如何调节？加热器疏水水位过高或过低会带来什么危害？在机组运行中，高加疏水水位过高，疏水控制保护系统将如何动作？

加热器疏水水位过高，过低有不仅影响机组的热经济性，还会威胁机组的安全运行。加热器水位过低，会使疏水冷却段的吸入口露出水面，而蒸汽进入该段，破坏该段的虹吸作用，造成加热器入口端差变化，蒸汽热量损失会冲击冷却段的U形管，造成振动和汽蚀现象。汽水混合物进入下一级加热器，排挤回热抽气使热经济性进一步降低。

加热器水位太高，将使部分管束浸没在水中，减少了传热面积，导致加热器性能下降。发电厂常用的疏水装置：1.U形水封，2.浮子式疏水器，3.疏水调节阀

高加疏水器水位过高时，继电器动作发出电信号，加热器的进出了阀门关闭，旁通阀打开，给水由旁通管道直供锅炉，同时信号灯发出闪光信号，表示电动旁通装置已动作。

知

识:

由图o—1 看出，向锅炉送水有给水泵；向汽轮机凝汽器送冷却水有循环水泵；排送凝汽器中凝结水有凝结水泵；排送热力系统中各处疏水有疏水泵；为了补充管路系统的汽水损失，又设有补给水泵；排除锅炉燃烧后的灰渣设有灰渣泵和冲灰水泵；另外，还要供给汽轮机各轴承润滑用油的润滑油泵；供各水泵、风机轴承冷却用水的工业水泵等。此外，炉膛燃烧需要煤粉和空气，为此设有排粉风机、送风机，为排除锅炉燃烧后的烟气，设有引风机。

由上述泵与风机中不难看出，用泵输送的介质有给水、凝结水、冷却水、润滑油等；用风机输送的介质有空气、烟气以及煤粉与空气的混合物和水与灰渣的混和物等。虽然都是泵与风机，但各有不同的工作条件和要求，如给水泵需要输送压力为几个甚至几十MPa，温度可高达200C以上的高温给水，循环水泵则要输送每小时高达几万吨的大流量冷却水，引风机要输送100—200℃的高温烟气，灰渣泵、排粉风机则要输送含有固体颗粒的流体。因此，需要满足各种工作条件和要求而具有不同结构型式的多种泵与风机。

在发电厂的电力生产过程中，由于泵与风机发生故障而引起停机、停炉，发不出电的例子很多，并由此造成巨大的经济损失。实践证明，提高泵和风机的安全可靠性是尤为重要的。特别是当今，机组向大容量、单元制方向发展，对泵与风机的安全可靠性与主机具有等同的要求。如有两台循环水泵的汽轮机，其中一台循环水泵发生故障，汽轮发电机就要降低出力。又如现代的大型锅炉，容量大、汽包的水容积相对较小，如果锅炉给水泵发生故障而中断给水，则汽包在极短的时间内“干锅”迫使停炉，甚至停机。由此表明，泵与风机的安全经济运行是与电厂的安全经济运行密切相关的。

另外，泵与风机在电厂中耗电量很大，各类泵与风机总耗电约占整个厂用电的70％～80％，整个厂用电约占发电量的12％左右。由此可见，提高泵与风机的效率，降低耗电量，是减少电厂厂用电，提高发电厂供电能力，降低成本的一个重要途径。假如这些泵与风机的效率从 80 ％降到 70 %，则它们将多消耗 7 一 11.4MW 的电量。由此可见，减小流体在系统内的流动阻力损失，合理地调节运行工况，提高泵与风机的效率，降低耗电量，是减少厂用电、降低发电成本及提高电厂经济效益的关键之一。

因此，从事电厂热力设备运行专业各工种的运行人员，必须具有流体力学和泵与风机知识，握流体在系统中的流动规律和泵与风机等热力设备的性能特点，在实践中不断提高自身运行分析和操作技能，这样才能确保系统及有关热力设备在安全经济的状态下运行。另外，本课程的内容也为学习《 汽轮机设备 》、《 锅炉设备 》、《 热力设备试验 》、《 单元机组运行》、《热力发电厂》等后续课程提供了必备的基本理论知识。由此可知，对热动类专业的学生而言，学好本课程是极为重要的。

本文来自: 泵阀技术论坛 详细文章参考：http://

无答案试卷

一,填空题(每小题1分,共15分)1.在回热循环基础上再采用蒸汽 过程所形成的循环,为回热再热循环.2.热量法计算结果表明,循环的 损失最大.3.热量法与烟方法的区别在于能量的 上.4.蒸汽管道正常工作压力下进行的疏水叫 疏水.5.高压缸排汽管道上设有逆止阀,以防止汽轮机事故停机时旁路系统的蒸汽倒流入.6.热电厂原则性热力系统计算中所谓给定的发电厂工况,是指在一定工况下的热负荷和.7.热除氧的后期,制造蒸汽在水中的鼓泡作用,可强化.8.热电厂供热系统的载热质一般是 和水.9.大气式除氧器水中离析出来的气体是靠 自动排出除氧器的.10.属于季节性热负荷的有采暖热负荷,通风热负荷和.11.热电厂生产电能节省燃料,主要是由于采用热电联产方式减少了.12.用来比较热电联产与热电分产发电节约燃料的凝汽式电厂,一般称为.13.微增热耗率的单位是.14.给水回热级数越多,中间再热提高效率的作用.15.我国大型机组的排汽压力目前一般为 MPa.二,单项选择题(每小题1分.共10分.从每小题的四个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的号码写在题干后面的括号内.)16.低负荷时高加疏水由逐级自流入除氧器切换成逐级自流入低压加热器,其原因是()①防止除氧器自生沸腾 ②不能自流入除氧器 ③防止除氧水箱水位过高 ④防止给水泵汽蚀

17.疏水逐级自流加装疏水冷却器后,可提高机组的热经济性,其原因是()①减少了对低压抽汽的排挤 ②增加了对低压抽汽的排挤 ③减少了对高压抽汽的排挤 ④充分利用了疏水的热量 18.现低大型凝汽式电厂的化学补充水普遍引入()①除氧器 ②疏水扩容器 ③凝汽器 ④疏水箱 19.发电厂中下列设备效率最高的是()①锅炉效率 ②汽轮机效率 ③凝汽器效率 ④发电机效率 20.下列阀门属于保护类的阀门是()①闸阀 ②节流阀 ③逆止阀 ④调节阀 21.一般中小机组的运行给水泵是()①汽动给水泵 ②电动给水泵

③燃汽轮机带动的给水泵 ④汽轮发电机主轴带动的给水泵

22.我国采用的各种建筑物开始和停止供暖的日期,通常确定的标准为室外平均气温是()① ② ③X>[X] ④

23.我国采用的各种建筑物开始和停止供暖日期,通常确定的标准为室外平均气温是()①-5℃ ②0℃ ③+5℃ ④+10℃

24.热化系数是一个表明以热电联产为基础,把热电联产与热电分产按一定比例组成的热电联产能量供应系统综合经济性的()①总的热经济指标 ②分项热经济指标 ③宏观控制指标 ④综合控制指标

25.当蒸汽初压和排汽压力不变时,提高蒸汽初温,循环吸热的平均温度()①升高 ②降低 ③不变 ④无法确定

三,多项选择题(每小题2分,共10分.在每小题的五个备选答案中,至少有两个正确答案,请把全部正确答案选出来,并将正确答案的号码写在题干后面的括号内.正确答案没有选全,多选或选错的,该小题无分.)26.热除氧是火电厂中普遍采用的一种除氧方法其特点是()()()()①能彻底除氧 ②除氧效果良好 ③没有残留物 ④能除去其它气体 ⑤运行费用低

27.减少表面式加热器上端差的主要方法是()()()()()①增加受热面 ②采用疏水冷却器 ③采用过热蒸汽冷却器 ④提高蒸汽过热度 ⑤提高蒸汽压力

28.按作用和编制方法不同,发电厂的热力系统可分为()()()()()①原则性热力系统 ②非原则性热力系统 ③全面性热力系统 ④非全面性热力系统 ⑤汽水系统

29.热电厂的燃料利用系数可以用来()()()()()①比较两个热电厂的热经济性 ②比较热电厂与凝汽式电厂燃料有效利用程度 ③估计热电厂的燃料消耗量 ④比较不同抽汽参数的供热机组的热经济性 ⑤比较相同初参数和抽汽参数的供热机组的热经济性

30.改变下列参数,使汽轮机相对内效率降低的有()()()()()①提高蒸汽初压 ②提高蒸汽初温 ③提高再热汽温 ④增加回热级数 ⑤降低排汽压力 四,名词解释题(每小题2分,共8分)31.发电煤耗率 32.自由疏水

33.除氧器的自生沸腾 34.热电联合生产

五,判断题(每小题1分,共10分)35.疏水回收系统采用疏水泵方式热经济性高,所以回热系统设计时应多采用疏水泵方式回收疏水.()36.从技术经济角度看,小机组也应采用蒸汽冷却器和疏水冷却器.()37.发电厂的热经济性不能用烟方法进行计算.()38.锅炉效率是反映燃料的化学能转变为热能过程中,设备和运行完善程度的指标.()39.直流锅炉的旁路系统主要特点是装有启动分离器.()40.建厂地区既有电负荷又有热负荷,经技术经济比较认定合理时可建热电厂.()41.只要是热电联产基础上的供热就是集中供热.()42.鉴于热化系数对热电联产系统综合经济性影响,可以把热化系数最佳值作为一个表明热电联产能量生产过程完善程度的经济指标.()43.理论上,提高蒸汽初温是不受限制的.()44.背压机组采用高参数的最小容量比凝汽式轮机的大.()六,简答题(每小题5分,共20分)45.中间再热单元机组旁路系统的作用是什么

46.化学补充水补入热力系统时应考虑哪些问题,应如何选择补入点.47.简述什么是工程上的最佳热化系数及其意义.48.中间再热对给水回热加热有何影响 简述原因.七,分析计算题(共27分)49.对发电厂热功转换效果作全面评价时,分析须采用热力学二个定律的原因.(7分)50.用热量法定性分析疏水逐级自流,疏水逐级自流加疏水却器和用疏水泵往出口打三种疏水回收方式的热经济性.(10分)51.某热电厂B12-3.43/0.98型汽轮机,有关数据为:h0=3305.1k/kg,hh=3023.7kj/kg,hw.h=334.94kj/kg.又知.排汽利用后凝结水全部返回,不考虑回热,不计水在泵中的焓升,机组维持额定电功率.求:(1)供热机组的汽耗量,全厂总热耗量;(2)全厂的标准煤耗量,其中供热和发电标准煤耗率各多秒;热力发电厂试卷答案及评分标准 一,填空题(每小题1分,共15分)1.中间再热 2.冷源 3.质量 4.经常 5.汽轮机 6.电负荷 7.深度除氧 8.蒸汽 9.压差 10.制冷热负荷 11.冷源损失 12.代替凝汽式电厂 13.kJ/kW.h 14.相对越小 15.0.005-0.0054 二,单项选择题:每小题1分,共10分.16.② 17.① 18.③ 19.④ 20.③ 21.② 22.② 23.③ 24.③ 25.①

三,多项选择题:每小题2分,共10分.26.②③④⑤ 27.①③ 28.①③ 29.②③ 30.①⑤ 四,名词解释:每小题2分,共8分.31.发电厂单位发电功率所需要的耗煤量.32.在大气压力下,把管道内在停用时的凝结水放出,叫自由疏水.33.指进入除氧器的辅助热源量已能满足或超过除氧器用热需要使除氧器内的给水及其它需要被加热的水流不需要回热抽汽加热就自己产生沸腾的现象.34.当动力设备同时对外部供应电能和热能,而且所供热能是利用热转变为功过程中工质的余热(或不可避免的冷源损失的热量)来进行的,这种能量生产方式称为热电联合生产.五,判断题:每小题1分,共10分.35.Х 36.Х 37.Х 38.√ 39.√ 40.√ 41.√ 42.Х 43.√ 44.Х

六,简答题:每小题5分,共20分.45.缩短启动时间,延长汽轮机寿命(2分);保护再热器(2分);回收工质,降低噪声(1分)46.1.补充水含有计多气体,补入系统后要除氧(1分)2.补充水入系统要考虑水量调节方便.(1分)3.补水补入系统后要考虑热经济,补水温度低,要选择与其水温相近的点补入,综合以上三点,补充水补入点应选择在凝汽器或除氧器.(2分)4.既表明系统的热经济性,又表明系统的技术经济最佳状态的热化系统称为工程上热化系数最佳值(3分).工程上热化系数最佳值,作为国家宏观控制发展热电联产事业的一个指标具有重要的节能意义.(2分)48.中间再热使给水回热加热的效果减弱.(2分)原因:功率相同的条件下,再热使汽轮机的主蒸汽消耗量减少,回热抽汽量减少,回热抽汽功减少(1分).再热使汽轮机的中,低压缸各级抽汽焓和过热度增加,回热抽汽量减少,回热抽汽作功减少.(2分)七,分析计算题:共27分

49.正确评价要考虑两个方面:转换的数量和质量(3分).热力学第一定律只能描述数量的转换,而忽视了热能的质量(2分),热力学第二定律表明热功转换的方向,可体现出质量.50.三种方式中疏水泵方式热经济性最好(1分),逐级自流加疏水冷却器居中(1分),逐级自流最差(1分),分析如下: 疏水回收要排挤回热抽汽,回热抽汽作功减少,凝汽流作功增加,带来附加冷源损失(2分).疏水泵往出口打方式,提高了上级加热器入口水温,排挤的是高压抽汽,附加冷源损失相对较小(1分);疏水逐级自流排挤的是下一级的低压抽汽,附加冷源损失最大(2分);疏水自流加冷却器,由于提高了本级的入口水温,同时降低了疏水温度,对下级低压抽汽的排挤变小,附加冷源损失相对变小(2分).51.机组汽耗量(kg/h)(2分)总热耗量(kj/h)(2分)

全厂标准煤耗量(kg/h)(1分)供热方面热耗量(kj/h)发电方面热耗量(kj/h)供热标准煤耗率

发电标准煤耗率

发电标准煤耗率 kg/(kW.h)二二年上半年高等教育自学考试全国统一命题考试 热力发电厂试卷(课程代码 2266)(考试时间 150分钟)填空题(每小题1分,共15分)三用阀旁路系统实质上为___________________旁路系统.热量法与火用 方法的区别在于____________________.除氧器排汽量过大,产生水击会引起除氧器_____________________.热电厂供热节省燃料的条件是___________________.蒸汽的初温度愈高,则最有利的蒸汽初压__________________.在朗肯循环基础上,采用____________加热所形成的循环,称为给水回热循环.表面式加热器疏水回收系统,采用疏水泵方式时热经济性___________________.锅炉与汽轮机之间的蒸汽管道及其母管与通往用新汽处的支管称为发电厂的_________________________.背压式供热机组发出的电功率取决于热负荷的大小,而热负荷是随热用户的需要而变,即“________________________”.当汽轮机的容量已定时,可认为其蒸汽的容积流量只与_____________有关.11.表面式加热器的回热系统中两种介质混合过程发生在_____________________.

篇2：热动设计师考试试卷

一、论文

要求说明

1、内容不限，与热工测量有关。

参考内容：

（1）介绍测量仪表（系统）的结构，原理，使用、安装注意事项等。

（2）测量时需要测量点的位置，种类，个数，和采用的测量方法。

（3）分析测量过程中产生误差的主要原因和消除（减小）误差的措施。

（4）总结测量仪表（系统）的优点，缺点，改进方向等。

2、题目自拟，字数不少于500字，必要时要有图，表格说明。

3、必须手写，格式按照正式的论文要求，作者前注明班级学号。

二、基础知识问答

1、热工仪表由几部分组成?分别说明其作用?

2、测量方法有哪些？

3、有一测量仪表，精度等级为0.5级，测量范围为400～600℃，该表的允许基本误差是多少？

4、以知有一测温仪表的最大允许基本误差为±4℃其测量范围为0~800℃，该测温仪表的精确度是多少？

5、什么是测量结果的真实值？

6、误差有几种表示？

7、测量误差按性质可分为哪几种?处理措施分别是什么？

8、直接测量的随机误差处理过程？

9、如何判别粗大误差？

10、温标的有几种，有什么区别？

11、热电偶的误差来源主要有哪几个方面？

12、补偿导线在什么范围内具有与热电偶相同的热电特性。

13、什么是铠装热电偶，优点是什么？

14、对热电偶的冷端进行温度补偿有哪几些措施？

15、用铂铑10-铂热电偶测量某加热炉温度t，测出热电偶输出的热电势为7.32mV，室内温度（参比端温度）t0=20℃，求炉内温度t。

16、热电阻温度计有什么特点？

17、热电阻温度计外接引线结构有几种?哪种应用最广泛?为什么?

18、表面热电偶的焊接形式有什么？各有什么特点？

19、压力的表示有哪些，定义是什么?

20、弹性元件有哪些？

21、差压变送器为什么要采用三阀组？

22、如何根据被测对象正确地选用压力表？

23、压力测点位置的选择遵循的原则是什么？

24、流量有哪几种表示方式？常用的测量方法有哪些?

25、质量流量测量有几种方法？

26、什么叫节流元件的角接取压？角接取压有哪几种？

27、标准节流元件有哪些？

28、采用标准节流装置测量流量时，必须满足哪些要求？

29、汽包水位有什么特点？

篇3：热动设计师考试试卷

一、全厂热动力平衡的确立

全厂热动力平衡是设计院热工专业依据上游专业, 包括工艺、暖通等专业提供的用汽、副产蒸汽负荷及其参数、蒸汽透平特性参数以及余热、凝结水回收数据等输入条件, 结合外围依托情况设计出的工质、能量平衡的系统。其不仅需要满足正常工况运行, 还需满足冬/夏工况、部分负荷工况、开/停车工况和特殊工况等多工况的正常运行。

二、全厂热动力平衡的主要组成

全厂热动力平衡系统主要由锅炉、汽轮发电机组、各蒸汽透平、减温减压装置、给水除氧以及各级蒸汽管网等主要设备、系统构成, 其规模和主要参数随着全厂热动力平衡的设计完成得以确定, 若在设计过程中考虑不周, 将会把设计缺陷带入到施工, 带入到运行, 有的甚至给企业带来不可挽回的损失。以下针对全厂热动力平衡系统主要组成在设计中需要注意的事项予以总结:

1. 锅炉

锅炉是整个化工热动力系统的关键供热设备, 其选型、规模、台数设计的好坏直接影响到整个项目的投资、节能、稳定和安全。锅炉选型由业主提供的煤质特性确定;锅炉规模是依据整个项目的供热负荷, 经过全厂热动力平衡计算, 且考虑锅炉额定设计负荷率为90%左右的最佳值确定;锅炉台数选取需要结合全厂供热负荷及每台锅炉规模、生产的多工况、投资、占地以及项目是否有增产、扩建等因素最终确定。

2. 汽轮机

大型化工项目中汽轮机数量一般较多, 按照其在热动力系统的用途可分为发电汽轮机和工业蒸汽驱动汽轮机 (蒸汽透平) , 根据其热力过程特性可分为凝汽式、调整抽汽式、背压式。汽轮机的参数、形式、轴功率以及抽、排汽量根据系统对动力和蒸汽负荷的需要设立。蒸汽透平不宜常年备用, 应使其在最高效率点运行。锅炉热备用系统中, 在确定抽凝式汽轮发电机容量时, 需要考虑和单台锅炉规模匹配, 当一台锅炉故障、停运, 汽轮发电机甩负荷时, 系统供热还能满足工艺的正常生产。

3. 蒸汽管网

大型化工项目的热动力系统一般非常庞大、复杂, 影响其安全性、稳定性和控制灵活性的因素较多。在确定管网等级时, 需要综合各上游条件, 结合管网输送距离, 统筹考虑。在设置管网等级数量时应不断优化, 尽可能使管网等级数量减少, 简明、快捷的管网系统不仅有益于系统安全、稳定、控制灵活而且能节省项目的投资。当锅炉、汽轮发电机、工艺装置及其透平等任何一方故障、停运时, 需有足够的灵活手段保证对系统的压力、温度、流量进行调控, 常用方法有:在各等级母管网间设置备用减温减压装置, 在蒸汽母管上设置放空调节阀, 安全阀, 给汽轮机旁路设置“一秒阀”等。

4. 余热利用回收

根据调查, 各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%~67%, 可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。将全部可利用的余热合并到热动力平衡系统无疑是减少能量损失、提高余热利用率、节能的有效途径。怎样科学利用高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热等, 是我们设计人员关注的课题。在设计过程中热工设计人员需要积极和上游专业沟通, 了解各耗能装置含有未被合理利用的潜热或显热工质及其特性, 充分考虑经济合理性将余热分级回收、就地利用。当然, 在做到热尽其用的同时, 需要考虑余热回收的余热量及其参数的波动不至于影响到企业正常的生产。

三、设计中几个典型问题及其解决建议

1.经常可以看到已建化工园区内有高低不一、规模不同、不是一期配建的几个烟囱和锅炉房, 这给项目带来不利的因素有:总占地面积大, 投资高, 系统调节繁杂, 且备品备件不能通用, 给生产和管理带来不便, 极容易出故障, 究其原因主要是企业不做远景规划, 设计者仅考虑当下设计规模, 随着企业的不断增产、扩建, 锅炉房不断增设、锅炉规模不断变大。因此, 设计人员需要全面考虑, 及时给业主提出合理意见, 以防“生米做成熟饭”。

2.长期以来, 热动力系统是否设置抽凝式汽轮发电机一直是相关人员头疼的问题, 因为若设置将会导致项目投资、能耗增大、环评审批困难, 若不设置对系统调节没有很好的手段, 为此, 设计人员需要不断优化系统, 挖掘可以替代抽凝式汽轮发电调节系统负荷波动的方法。比如, 将凝汽式空分透平设置为抽凝式, 将备用电动机的蒸汽驱动汽轮机为设置凝汽式等办法, 化解不设置抽凝式汽轮发电机的不利因素。

3.大型煤化工中, 空分装置为全厂各生产装置提供氮气、氧气, 一但空分透平停运, 全厂将无法正常生产。由于空分透平的功率一般较大, 进汽参数较高, 在总图布置时, 需提示总图专业尽可能将空分装置布置靠近锅炉房, 以便缩短与锅炉房的距离、节省管道投资、能耗。

4.已建化工项目有时候可以看到厂区内有不少蒸汽外排, 究其原因, 主要是设计不做多工况分析、上游装置蒸汽透平型式选择不合理, 一旦下游装置生产波动、减产时, 上游装置蒸汽透平产生的多余蒸汽无处可去, 只能临时排放, 因此设计过程不可轻视多工况的分析, 以备提前预防、消除各种设计缺陷。

结语

确定大型化工项目的全厂热动力平衡是一项长期、复杂、细致的工作, 做好这项工作对企业节省投资、降低生产成本、节能, 增强系统的安全性、稳定性、灵活性具有重大的意义。因此, 建议相关人员在从事这项工作时对其足够的重视, 做到充分的调整、论证、优化。

摘要：介绍了全厂热动力平衡的确立、组成。针对全厂热动力平衡系统主要组成在设计中需要注意的事项予以总结, 设计中几个典型问题及其解决建议。

关键词：热动力平衡,设计,注意事项,总结

参考文献

[1]GB/T 50655-2011, 化工厂蒸汽系统设计规范[S].

篇4：热动设计师考试试卷

关键词：热能动力；清洁燃烧；教学内容

作者简介：金晶（1963-），女，山东济南人，上海理工大学能源与动力工程学院，教授；林郁郁（1984-），男，安徽金寨人，上海理工大学能源与动力工程学院，讲师。（上海　200093）

基金项目：本文系2011年度上海市教委重点课程建设项目（项目编号：1K12301001））、2011～2012年度上海理工大学研究生核心课程建设项目（项目编号：11000050）的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）34-0093-02

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国之一。长期以来，煤炭在我国能源结构中一直占主导地位，而且在今后相当长的一个时期内，这种以煤为主的能源结构不可能会有根本性的改变。煤作为一次能源，其利用方式主要是燃烧，据统计，我国每年生产煤炭总量的80%直接用于燃烧。能源消费尤其是煤炭直接作为能源燃烧是造成当今环境恶化的一个主要原因。20世纪重大的大气环境污染事件，如酸雨、臭氧减少、全球气候变暖、光化学烟雾污染、城市煤烟雾等都与燃煤有关。大气中的主要污染物（硫氧化物、氮氧化物、烟尘、颗粒物、有机污染物、重金属）的主要来源都是煤的燃烧，这些污染物对人类健康和生态环境造成了不可逆转的损害。[1]

随着环境问题的日益严峻，节能减排成为我国“十一五”规划的战略目标。因此研究和开发新型、高效燃煤污染物排放控制技术，实现煤炭高效、洁净、经济利用已成为我国面临的重大任务。[2]

在这种背景下，上海理工大学（以下简称“我校”）能源与动力工程学院及时修改本科生及研究生的培养计划和培养方案，自2000年起，在热动专业本科生的培养计划中加设了“清洁燃烧技术”课程。该课程面向能源与环境工程、动力机械工程、制冷与空调工程以及工程热物理四个专业方向开设，同时也面向环境工程（大气污染控制工程）专业；在热能工程学科研究生的培养计划中也加设了“清洁燃烧技术”课程。

一、课程定位

我校的办学定位是科研教学型。上海理工大学热能与动力工程专业是国家级的特色专业，得到了“国家本科教学质量工程”的支持，同时也是上海市教学高地。“清洁燃烧技术”课程是热能动力工程专业的特色课程，是热动专业以及大气污染控制工程专业的主要专业必修课，同时也是热能工程学科研究生的核心课程。

“清洁燃烧技术”课程密切结合科学研究，可以开阔和丰富学生的知识面和眼界，了解本行业内的前沿技术和发展动向，培养高素质的专业人才，该课程对于训练学生的思维能力、形成对客观世界的正确认识和提高学生的内在素质具有重要作用。

“清洁燃烧技术”课程的教学水平直接影响相关专业的质量。因此，建设好“清洁燃烧技术”课程，对于提高我校本科教学质量，增加我校在国内的影响和知名度具有重要意义，并对我国的工科高等教育水平的提高，亦有一定的影响和促进作用。

2000年至今，“清洁燃烧技术”课程对于热能工程方向的学生来说是专业选修课，共32学时；对于大气污染控制工程专业的学生来说是专业必修课，共48学时；而对于热能工程学科的研究生来说是必修课程，共36学时。

二、授课内容设计

“清洁燃烧技术”课程的特点在于不同于传统的理论基础课程，其授课内容更新很快。随着科学技术的不断发展，相关技术不断更新换代，授课内容也需要随时更新。要求授课教师要有坚实的科研基础，掌握国际上最前沿的发展动态和发展水平。

上海理工大学是我国进行燃煤污染物排放控制技术研究和培养该领域高层次人才的重要基地，近年来在煤的清洁燃烧方面进行了大量的深入的研究，承担完成了多项国家自然基金项目、国家“863”计划项目、国家科技支撑项目，“973”项目，上海市科委等多项课题研究，并取得了多项国际先进水平的研究成果。这些科研活动为“清洁燃烧技术”课程的教学提供了丰富的资料和信息，对“清洁燃烧技术”的教学改革起到了很大的推动作用。科研项目不仅取得了大量成果，同时也为“清洁燃烧技术”的师资培养提供了良好的平台。

我校“清洁燃烧技术”课程曾使用过的教材是1998年科学技术出版社出版的《煤的清洁燃烧》，作者是毛健雄。2011年我校教学团队编写了《燃煤污染物排放控制技术》教材，并在2012年1月公开出版。该教材是根据我校教学特色以及学科的研究特色进行编写的。系统地阐述了大气污染NOx、SOx的生成机理及其排放控制技术，介绍叙述了国内外前沿的煤清洁燃烧技术的最新研究成果，同时也大量引用了能源与动力工程学院教师及研究生们的研究成果。教材针对性强、内容新颖，为我校相关专业本科生奠定了理论基础，拓展了专业知识面。使学生在掌握扎实的理论基础的同时，能够获得相关理论知识和工程应用背景知识，并通过相应的配套实验教学获得感性认识和实践机会，强调了“清洁燃烧技术”课程的工程应用性，培养了学生学以致用、理论联系实际的能力和素养。

通过本课程的学习，学生可以系统了解化石燃料尤其是煤燃烧过程中污染物的生成和控制机理，进而掌握不同的新型清洁燃烧技术的原理、方法和运行机制。了解国内外相关的最先进的污染物排放标准。课程侧重硫氧化物、氮氧化物、超细粉尘、重金属污染物、碳氧化物、碳氢化合物的生成机理、控制方法和关键技术的介绍。

在教学过程中，通过不同形式的教学活动，发挥学生的主观能动性，使学生参与到教学环节中，由被动接受变为主动学习，及时广泛地查阅国内外相关的学术研究报道，掌握前沿动态。[3，4]

“清洁燃烧技术”课程先后介绍了燃煤污染物的燃烧前控制技术、燃烧中的生成控制技术、燃烧后的净化技术以及先进的煤燃烧高效低污染发电技术。内容主要包括：燃煤污染物带来的环境问题，国内外最新的大气污染物排放标准；燃煤污染物炉前控制技术，主要包括选煤技术、型煤技术和水煤浆技术；硫氧化物的产生和炉内控制技术；氮氧化物的产生和炉内控制技术，重点阐述燃料分级燃烧技术原理，总结上海理工大学的相关研究成果；重金属污染物汞的排放控制技术；烟气净化技术，主要包括静电除尘、烟气脱硫、烟气脱硝技术；二氧化碳排放控制技术，主要介绍了O2/CO2混合富氧燃烧技术、化学链燃烧技术的原理和上海理工大学相关研究成果；先进的洁净煤发电技术，主要包括大型循环流化床技术、燃气—蒸汽联合循环技术、整体煤气化联合循环发电技术、超超临界技术。

三、结论

“清洁燃烧技术”课程是当今国内能源动力类学生的专业前沿课程之一，是我校热动专业的专业特色课程和热能工程学科研究生的核心课程。该课程的教学内容既应考虑二级学科划分的能源动力类专业结构体系特点，又应体现新的热能与动力工程专业逐渐淡化原有的二级学科色彩、强调拓宽专业口径的特色，还要根据相关技术发展迅速的特点，密切跟踪国内外的前沿技术，及时更新和充实教学内容，开拓学生的学术视野，提高学生的综合素质。通过对“清洁燃烧技术”课程教学内容设计的探讨，确定了以燃煤污染物生成机理及其相关控制技术原理与方法作为基本的教学内容，以国内外最新相关技术的原理及发展前沿作为教学的拓展内容，以期丰富学生的专业知识、开阔学生的眼界、提高学生的综合素质。

参考文献：

[1]金晶，张守玉，郝小红，等.燃煤污染物排放控制技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2]毛健雄，等.煤的清洁燃烧[M].北京：科学出版社，1998.

[3]王保文，王为术，高传昌.电厂热能动力工程专业“燃烧学”教学内容设计[J].中国电力教育，2010，（30）：100-101.

[4]夏德宏，姜泽毅.热能与动力工程专业专业课之间的关联强化[J].中国教育技术装备，2011，（15）：19-21.

篇5：热动设计师考试试卷

温度调节型热动元件具有感应温度变化后迅速自动做出机械动作的功能，可以将热能转化为机械能，因此被广泛应用于汽车工业、太阳能热水器、消防灭火、航天航空等领域。目前，市场上还没有相关系列的成套测试设备，一些热动元件生产厂家产品的测试工具还十分落后，使用的是由夹具、千分尺、压缩弹簧组成的简易装置[1,2,3]，需要人工定时记录温度和在该温度热动元件推杆所做的位移，再利用Excel表单统计记录，这样检测数据误差较大，而且只能单个测试，效率十分低下，本研究是基于这类市场需求开展的。

热动元件一个很重要的性能参数是随温度变化产生的推杆位移，若将热动元件的推杆随温度变化产生的伸缩变动的位移以动态曲线方式呈现出来，则可以帮助测试员对测试现场的掌控和调整，也让人直观感受测试情况，同时在曲线图中可以了解到热动元件的另一个重要性能参数滞后现象(上升位移和下降位移相同时的温差)。绘制动态曲线的数据是实时逐步得到的，在绘制过程必须保证实时性，也就是说获取数据与绘制图形必须保持同步。在绘制动态曲线过程中，一个重要的问题是必须判断绘图曲线是否到达绘图区域的结束边界[4]。传统实时曲线的绘制方式有GDI+编程、利用Microsoft Office 2003 WebComponents中的OWC组件等几类[5]。以上方法在使用中都存在不同程度的不足，如应用开发过于繁杂、反应速度慢、占用资源多、数据实时性差、所展示的曲线美观程度也不够。实时曲线的绘制也是本研究的一个重要内容。

本研究开发的测试系统基于RS485总线能够实现同时对多个测试机位的监控，上位机基于.Net平台，利用开源控件ZedGraph实现对多路数据实时曲线的绘制。系统还可以对产品进行有效地管理，完成历史数据的查看、数据导出和打印，无需人工参与和人工长时间值守，大大提高测试效率。

1 系统的总体框架及设计要求

1.1 系统设计框架

分布式控制系统(DCS)采用总线型结构将所有节点的接口都连接到同一总线上，即主机发送的数据全部节点都可以同时接收，每个节点发送的数据可以同时被所有其他节点接收，但是每个节点只接收与本节点地址匹配的数据。这种网络结构简单，系统易于扩展，是目前广泛应用的一种总线结构形式[6]。本研究的系统是一个对温度调节的热动元件相关参数采集、传输、处理和存储的智能化微测试监控系统，整个系统的通信网络采用RS485主从式架构，由上位机和若干个从机组成，系统总体框架图如图1所示。

一般电脑上都带有标准的RS232串行通信端口，但通信速度和距离等方面非常局限，采用市售的光电隔离型RS232/RS485转换器实现两种信号的标准转换。RS485开发接线方便，布线简单，采用差分信号传输方式，抗电磁干扰性能好。通信总线为两根线，各测试节点模块经RS485通信接口电路分别挂接在系统通信总线上，然后根据自定义的上、下位机的通信协议实现多个测试节点的通信。

1.2 系统设计要求

温度调节型热动元件的测试环境一般在一个电加热的水箱中，当水箱温度大于某个温度的时候，热动元件的推杆位移会开始发生变化，随着水箱温度的上升，推杆慢慢伸长，当推杆达到最大位移时，水箱停止加热，让其自然冷却，温度开始下降，推杆也随着温度下降回缩。系统要达到的最基本的功能要求是以一定的频率采集整个上升回落过程某一时刻所处的温度和在该温度所产生的位移。

2 测试节点设计

2.1 测试节点硬件设计

测试节点主要完成数据的采集和显示，主要由处理器模块、通信模块、温度采集模块、位移采集模块、LED显示模块和地址设置按键模块组成，测试节点硬件结构如图2所示。温度采集模块、位移采集模块需要特制的机械构件固定和保护。

处理器模块采用STC系列单片机，STC系列单片机超强抗干扰、高速、加密性强、低功耗单片机，适合在测试环境比较恶劣的车间使用，而且开发方便，性价比高。

温度采集采用的是DS18B20数字温度传感器，它是一款超小体积、超低硬件开销，附加功能强的温度传感器。DS18B20采用单总线的接口方式与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DSl8820的双向通讯，抗干扰能力强、适合于恶劣环境的现场温度测量[7]。DS18B20测量温度范围宽，测量范围为-55℃～125℃，测量精度高，分辨率为0.062 5℃，满足要求且无需其他外加电路，直接输出数字量，控制方便。

热动元件推杆位移变化采用光栅测微传感器测量，它是以高精度光栅作为检测元件的精密测量装置，其优点是高精度，稳定可靠，安装简单，携带方便，可代替目前常用的机械式千分尺、扭簧比较仪。

测试节点上安装小尺寸LED屏用于显示节点的机位号和实时采集到的温度和位移，以便了解测试现场情况。

上位机是通过地址对测试节点进行识别，测试节点可以通过地址设置模块自由设置自己的机位号。

2.2 测试节点程序流程

上位机以主从查询方式向各从测试节点循环发送命令，各节点事先设置好机位号，测试时应注意机位号相同的节点不能同时使用，并与上位机软件设置相同的通信波特率。各节点始终处于监听状态，每当接收到上位机下发的命令，立即进行地址匹配操作，一旦本机地址与上位机呼叫地址吻合，则该节点获得与上位机的交互权力，随即建立通信链路并根据所收的命令内容作相应的处理;地址没有对上号的其他从节点则仍处于监听状态。这样可以保证始终只有一个从机与主机进行通信，避免了总线冲突[8]，测试节点程序流程如图3所示。

3 上位机软件设计

3.1 软件系统结构

上位机软件是基于.Net平台，采用C#语言实现。C#具有其他语言的许多优点，并提供了良好的串口通信组件、多线程的管理机制、抽象的接口技术以及优秀的用户界面设计能力[9,10]，给开发工业控制语言带来了很大的方便，目前越来越受到工控软件开发者的欢迎。

上位机软件系统的功能是产品的管理和对采集到的数据的处理，主要由数据通信模块、参数设置、数据存储、实时显示等模块组成，软件系统结构图如图4所示。数据接收采用C#中SerialPort串口类提供的相关方法来实现，数据存储于SQLServer2000关系数据库，数据查询的结果采用图形和表格来呈现，其中图形显示使用ZedGraph图形控件，表格显示使用C#中提供的DataGridView控件。

整个软件系统的数据关系主要包括机位信息、产品基本信息和采集到的数据3类，三者通过产品类型ID关联起来。在系统启用之前录入产品信息，设置各机位具体将要测试的产品类型，采集到的数据依产品类型分类存储。

3.2 通信的实现

上、下位机的通信的稳定性是数据可靠采集的基本保证，该系统上位机数据接收采用C#中SerialPort类的DataReceived事件触发的方法，DataReceived事件会创建一个线程[11]，因此，当串口在等待数据时，不影响主窗体或主线程的操作。当数据到来时，可以通过Thread.Sleep()让接收函数稍作休息，等数据都到达时再读取，这样就避免了分批到达的问题，伪代码如下:

上位机作为信号的发起者，在通信建立之后，先向节点发送命令，然后就进入DataReceived事件处理单元，为防止通信发生超时的情况，笔者设置一个串口通信超时定时器，一旦超时则触发定时器信息重发。

3.3 实时曲线的呈现

各个节点测试的热动元件的推杆随温度变化而产生的伸缩变化以实时曲线的形式反映出来，本研究采用的是ZedGraph控件，ZedGraph控件是一个开源的Net图表类库，这个类库适应性强，几乎所有式样的图表都能创建。灵活性很高，几乎图表的每个层面都可以被用户修改。同时为了保证类库的易用性，所有的图表属性都提供了缺省值[12]。由于ZedGraph是使用GDI+直接在Canvas上进行描画，提供了很重要的缩放和拖动功能，反应速度很快[13]，右击Zed Graph控件还可以有保存和打印等功能，用户可以自定义一些颜色和图例，开发便利，所以很适合用于实时曲线的描绘。

具体实现步骤:

(1)建立数据集，通过ADO.Net与SQL2000数据库通信，采用数据适配器，使用fill函数将数据填充到数据集;

(2)先获得一个图形的载体:在GDI+中就是Graphics，在Zed Graph中是Zed Graph Control.Graph Pane;

(3)利用画板的Add Curve()方法在画板上添加曲线对象LineItem,AddCurve()方法可以设置曲线的颜色和数据点展示的样式。在本研究测试系统中，热动元件推杆伸缩变化的上升过程和下降过程曲线以不同颜色和形状区分开来，这里要建立两个曲线对象myLineItemUp和myLineItemDown;

(4)通过PointPairList这个集合把数据和曲线绑定起来，对于要画所有的点，只需要把数据集中的点Add至PointPairList中，然后在AddCurve方法中把该PointPairList作为参数传入即可，这里对两条曲线，也需要建立对应的两个集合myPointPairListUp和myPointPairListDown;

(5)使用Timer控件定时刷新，即将上述的绘制过程放入Timer的事件程序，当定时触发该事件程序执行时，便可实现曲线实时更新显示。

3.4 控件的标识

上位机软件系统中实时显示模块显示的是实时采集到的所有数据，包括测试所不关心的数据，为了减少时间开销，这部分的数据不用先保存到数据库里，还是直接把采集到的数据放到Textbox控件上显示。在本研究的分布式测控系统中，上位机要监控的测试节点数量有多个，为了准确地把各个测试节点的数据绑定到相应的textbox控件上，就需要对每个textbox控件赋予与几位号对应的地址或索引，本研究采用C#中泛型容器Dictionary，建立Dictionary对象Dic，将textbox控件存入泛型容器内，并将其键值Ke设置为其要负责显示的机位地址。这样在上位机轮询时，采集到机位的数据就可以赋给相应的Dic[Key].Text。其他的一些对各个机位信息的展示的控件也依此处理，这样控件的标识简便，代码量少。

4 测试结果与分析

4.1 测试结果

该系统在慈溪市东南复合材料有限公司进行了实验和测试。实验时安装了8个测试节点同时测试，温度和位移精度分别控制在1位小数和2位小数，测试得到的温度和位移值和该公司以往测试的经验值基本一致。该系统采集到的数据在软件界面上主要以两种方式展现，实时数据显示界面显示的是下位机每次可以采集到是数据，定时显示界面如图5(a)所示，温度显示值和温控水箱显示值基本一致。图表区显示的是根据测试要求筛选的有效数据所呈现的曲线，图表显示界面如图5(b)所示，热动元件推杆位移上升过程和下降过程以不同颜色的曲线呈现出来，推杆动作上升曲线的终点为下降曲线的起点，为最大位移处。从曲线图中对推杆的变化过程一目了然，可以很明显地反映热动元件在哪个温度段推杆位移变化最灵敏，哪个温度段推杆变化趋于平稳。热动元件推杆位移变化源于内含的热膨胀材料受温度变化所致，推杆位移变化应和一般的热敏材料热能曲线类似，从曲线图中可以看到这点是吻合的，下降过程曲线保持在上升过程曲线的上方。

4.2 误差分析

测试数据要控制在一定的精度之内，在数据保存时容易产生误差。比如温度数值精确到一位小数85.6℃，也就是说对采集到的85.60℃和85.64℃都视为85.6℃，但实际上这两点的所产生的位移是不一样的，特别在位移变化灵敏的温度段这种误差更大。软件界面反映的85.6℃对应的位移应该是反映更接近85.6℃这个点所产生的位移，所以要保证数据的正确反映，在数据的保存时要做一些判断处理。

5 结束语

本研究采用RS485实现对多个测试节点数据管理，利用开源控件ZedGraph绘制实时曲线，人机界面显示效果好，控制程序的算法可以用于准确地区分热动元件推杆的上升和回降过程，实现了对温度调节的热动元件性能参数的实时监测、描绘、存储和管理。