余热发电AQc考核试题及参考答案

余热发电AQc考核试题及参考答案

一、单选题（每题2分，共20分）

1.余热发电系统中，用于回收工质热量的设备是（）（2分）A.过滤器B.换热器C.泵D.阀门【答案】B【解析】换热器是余热发电系统中用于回收工质热量的关键设备

2.余热发电效率主要受（）因素影响？（2分）A.环境温度B.发电设备性能C.工质流量D.以上都是【答案】D【解析】余热发电效率受环境温度、发电设备性能和工质流量等多因素影响

3.余热发电中，提高热力循环效率的主要途径是（）（2分）A.增加工质压力B.降低工质压力C.提高热源温度D.减少热源温度【答案】A【解析】增加工质压力可以提高热力循环效率

4.余热发电系统中，通常采用（）作为工质？（2分）A.空气B.水蒸气C.氮气D.氢气【答案】B【解析】水蒸气是余热发电系统中常用的工质

5.余热发电系统的热力学循环中，卡诺循环效率最高，适用于（）（2分）A.高温热源B.低温热源C.中温热源D.任意热源【答案】A【解析】卡诺循环效率与热源温度成正比，高温热源效率最高

6.余热发电系统中，烟气余热回收效率低的主要原因是（）（2分）A.烟气温度低B.烟气成分复杂C.换热器性能差D.以上都是【答案】D【解析】烟气余热回收效率低受多种因素影响，包括烟气温度、成分复杂性和换热器性能

7.余热发电系统中，提高热源温度可以（）发电效率？（2分）A.降低B.提高C.无影响D.不确定【答案】B【解析】提高热源温度可以提高发电效率

8.余热发电系统中，常用的热力循环类型是（）（2分）A.朗肯循环B.卡诺循环C.蒸汽压缩循环D.以上都是【答案】D【解析】余热发电系统常用的热力循环类型包括朗肯循环、卡诺循环和蒸汽压缩循环

9.余热发电系统中，烟气余热回收的主要设备是（）（2分）A.过滤器B.换热器C.泵D.阀门【答案】B【解析】换热器是烟气余热回收的主要设备

10.余热发电系统中，提高发电效率的主要措施是（）（2分）A.增加工质流量B.提高热源温度C.降低工质压力D.以上都是【答案】B【解析】提高热源温度是提高发电效率的主要措施

二、多选题（每题4分，共20分）

1.余热发电系统的组成部分包括哪些？（）（4分）A.热源B.换热器C.发电机D.冷凝器E.控制系统【答案】A、B、C、D、E【解析】余热发电系统包括热源、换热器、发电机、冷凝器和控制系统等组成部分

2.余热发电系统中，影响发电效率的因素有哪些？（）（4分）A.热源温度B.工质流量C.换热器性能D.环境温度E.发电设备性能【答案】A、B、C、D、E【解析】余热发电效率受热源温度、工质流量、换热器性能、环境温度和发电设备性能等多因素影响

3.余热发电系统中，常用的工质有哪些？（）（4分）A.水蒸气B.氢气C.氮气D.氟利昂E.空气【答案】A、C【解析】余热发电系统中常用的工质包括水蒸气和氮气

4.余热发电系统中，提高热源温度的措施有哪些？（）（4分）A.增加热源流量B.提高热源压力C.增加热交换面积D.使用高效换热器E.优化热力循环【答案】B、C、D、E【解析】提高热源温度的措施包括提高热源压力、增加热交换面积、使用高效换热器和优化热力循环

5.余热发电系统中，烟气余热回收的难点有哪些？（）（4分）A.烟气温度低B.烟气成分复杂C.换热器性能差D.烟气流动不稳定E.环境温度影响【答案】A、B、C、D【解析】烟气余热回收的难点包括烟气温度低、成分复杂、换热器性能差和烟气流动不稳定

三、填空题（每题4分，共24分）

1.余热发电系统中，常用的热力循环类型包括______、______和______（4分）【答案】朗肯循环、卡诺循环、蒸汽压缩循环

2.余热发电系统中，烟气余热回收的主要设备是______（4分）【答案】换热器

3.余热发电系统中，提高发电效率的主要措施是______（4分）【答案】提高热源温度

4.余热发电系统中，常用的工质包括______和______（4分）【答案】水蒸气、氮气

5.余热发电系统中，影响发电效率的因素包括______、______和______（4分）【答案】热源温度、工质流量、换热器性能

6.余热发电系统中，烟气余热回收的难点包括______、______、______和______（4分）【答案】烟气温度低、烟气成分复杂、换热器性能差、烟气流动不稳定

四、判断题（每题2分，共10分）

1.余热发电系统中，提高热源温度可以降低发电效率（）（2分）【答案】（×）【解析】提高热源温度可以提高发电效率

2.余热发电系统中，烟气余热回收的主要设备是泵（）（2分）【答案】（×）【解析】烟气余热回收的主要设备是换热器

3.余热发电系统中，常用的工质是空气（）（2分）【答案】（×）【解析】余热发电系统中常用的工质是水蒸气和氮气

4.余热发电系统中，提高发电效率的主要措施是增加工质流量（）（2分）【答案】（×）【解析】提高热源温度是提高发电效率的主要措施

5.余热发电系统中，烟气余热回收的难点是环境温度影响（）（2分）【答案】（×）【解析】烟气余热回收的难点包括烟气温度低、成分复杂、换热器性能差和烟气流动不稳定

五、简答题（每题4分，共16分）

1.简述余热发电系统的基本工作原理（4分）【答案】余热发电系统通过回收工质（如水蒸气）的热量，将其转化为电能基本工作原理包括热源提供热量，工质吸收热量后膨胀做功，推动涡轮机旋转，涡轮机带动发电机发电，最后工质冷却后循环使用

2.余热发电系统中，提高发电效率的主要措施有哪些？（4分）【答案】提高发电效率的主要措施包括提高热源温度、优化热力循环、使用高效换热器、减少热量损失等

3.余热发电系统中，烟气余热回收的难点有哪些？（4分）【答案】烟气余热回收的难点包括烟气温度低、烟气成分复杂、换热器性能差、烟气流动不稳定等

4.余热发电系统中，常用的工质有哪些？为什么？（4分）【答案】常用的工质包括水蒸气和氮气水蒸气具有高热容量和高效率，氮气具有较好的稳定性和安全性，适合用于余热发电系统

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析余热发电系统在工业应用中的优势（10分）【答案】余热发电系统在工业应用中的优势包括

（1）提高能源利用效率通过回收工质的热量，实现能源的循环利用，减少能源浪费

（2）降低生产成本利用余热发电可以减少对传统能源的依赖，降低生产成本

（3）减少环境污染通过余热回收，可以减少烟气排放，降低环境污染

（4）提高设备利用率余热发电系统可以提高设备的利用率，延长设备使用寿命

2.分析余热发电系统中，烟气余热回收的技术难点及解决方案（10分）【答案】烟气余热回收的技术难点包括

（1）烟气温度低烟气温度低导致热交换效率低，难以有效回收热量

（2）烟气成分复杂烟气中包含多种有害气体，对换热器材料要求较高

（3）换热器性能差换热器性能差导致热交换效率低，难以有效回收热量

（4）烟气流动不稳定烟气流动不稳定导致热交换效率低，难以有效回收热量解决方案包括

（1）采用高效换热器使用高效换热器可以提高热交换效率，有效回收热量

（2）优化热力循环优化热力循环可以提高热能利用效率，减少热量损失

（3）使用耐腐蚀材料使用耐腐蚀材料可以延长换热器的使用寿命，提高系统的稳定性

（4）稳定烟气流动通过优化烟道设计，稳定烟气流动，提高热交换效率

七、综合应用题（每题25分，共50分）

1.某工业余热发电系统，热源温度为200℃，工质为水蒸气，发电效率为30%假设系统每小时回收的热量为1000kJ，计算该系统的发电量（25分）【答案】

（1）计算热能转换效率\[\eta=\frac{W}{Q}=30\%\]\[W=

0.3\timesQ\]

（2）计算系统每小时发电量\[Q=1000\text{kJ}\]\[W=

0.3\times1000\text{kJ}=300\text{kJ}\]

（3）将发电量转换为电能\[1\text{kJ}=

0.00027778\text{kWh}\]\[W=300\text{kJ}\times

0.00027778\text{kWh/kJ}=

0.083334\text{kWh}\]因此，该系统每小时发电量为

0.083334kWh

2.某工业余热发电系统，采用朗肯循环，热源温度为300℃，冷凝温度为40℃假设系统每小时回收的热量为1500kJ，计算该系统的发电量（25分）【答案】

（1）计算卡诺效率\[\eta_{\text{Carnot}}=1-\frac{T_{\text{cold}}}{T_{\text{hot}}}\]\[T_{\text{hot}}=300+273=573\text{K}\]\[T_{\text{cold}}=40+273=313\text{K}\]\[\eta_{\text{Carnot}}=1-\frac{313}{573}=

0.451\]

（2）计算朗肯循环效率（假设为卡诺效率的80%）\[\eta_{\text{Rankine}}=

0.8\times\eta_{\text{Carnot}}=

0.8\times

0.451=

0.361\]

（3）计算系统每小时发电量\[Q=1500\text{kJ}\]\[W=

0.361\timesQ=

0.361\times1500\text{kJ}=

541.5\text{kJ}\]

（4）将发电量转换为电能\[1\text{kJ}=

0.00027778\text{kWh}\]\[W=

541.5\text{kJ}\times

0.00027778\text{kWh/kJ}=

0.1508\text{kWh}\]因此，该系统每小时发电量为

0.1508kWh。