2025年高职（热能动力工程）热力系统设计阶段测试题及答案.doc

2025年高职（热能动力工程）热力系统设计阶段测试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共40分）
答题要求：本卷共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在括号内。

1. 以下哪种热力系统不属于常见的基本热力系统？（ ）
A. 朗肯循环系统
B. 回热循环系统
C. 热电联产系统
D. 卡诺循环系统

2. 热力系统设计中，确定系统边界的主要依据是（ ）。
A. 设备的物理位置
B. 能量传递和转换的范围
C. 操作人员的工作区域
D. 厂房的占地面积

3. 在选择热力设备时，首要考虑的因素是（ ）。
A. 设备的价格
B. 设备的外观
C. 设备的效率
D. 设备的品牌

4. 提高热力系统效率的关键在于（ ）。
A. 增加燃料消耗
B. 减少散热损失
C. 提高蒸汽参数
D. 优化系统流程

5. 以下关于热力系统中工质的说法，错误的是（ ）。
A. 工质在系统中经历状态变化
B. 工质的性质对系统性能有重要影响
C. 工质必须是气体
D. 工质的选择要考虑多种因素

6. 热力系统设计中，热负荷计算的目的是（ ）。
A. 确定设备的尺寸
B. 评估系统的安全性
C. 计算燃料消耗
D. 为系统运行提供依据

7. 以下哪种设备不属于热力系统中的加热设备？（ ）
A. 锅炉
B. 换热器
C. 汽轮机
D. 加热器

8. 在热力系统中，用于将机械能转换为热能的设备是（ ）。
A. 压缩机
B. 泵
C. 汽轮机
D. 发电机

9. 热力系统设计中，考虑系统的调节性能主要是为了（ ）。
A. 提高系统效率
B. 适应负荷变化
C. 降低设备成本
D. 减少维护工作量

10. 以下关于热力系统的运行稳定性，说法正确的是（ ）。
A. 与设备的质量无关
B. 只取决于控制系统
C. 受多种因素综合影响
D. 运行过程中不会出现波动

11. 热力系统设计中，经济性评价的指标不包括（ ）。
A. 投资回收期
B. 热效率
C. 设备使用寿命
D. 燃料成本

12. 以下哪种热力系统布局方式适用于大型热电厂？（ ）
A. 集中式布局
B. 分散式布局
C. 混合式布局
D. 分布式布局

13. 在热力系统中，防止汽水共腾的措施不包括（ ）。
A. 控制水位
B. 调整蒸汽压力
C. 增加给水流量
D. 使用汽水分离装置

14. 热力系统设计中，考虑环境保护主要涉及的方面是（ ）。
A. 噪音污染
B. 固体废弃物排放
C. 大气污染物排放
D. 以上都是

15. 以下关于热力系统中管道布置的原则，错误的是（ ）。
A. 尽量减少弯头数量
B. 管道应整齐美观
C. 可随意交叉布置
D. 便于安装和维护

16. 热力系统设计中，对于备用设备的设置，主要考虑的因素是（ ）。
A. 设备价格
B. 系统可靠性
C. 占地面积
D. 操作人员数量

17. 以下哪种热力系统故障可能导致蒸汽品质下降？（ ）
A. 汽轮机故障
B. 水泵故障
C. 锅炉水质不良
D. 加热器故障

18. 热力系统设计中，优化系统控制策略的目的是（ ）。
A. 增加设备数量
B. 提高系统自动化程度
C. 降低运行成本
D. 以上都是

19. 以下关于热力系统中保温材料的选择，说法错误的是（ ）。
A. 要考虑保温性能
B. 与材料价格无关
C. 需考虑防火性能
D. 要适应环境温度

20. 在热力系统设计中，进行技术经济比较的目的是（）。
A. 选择最优设计方案
B. 增加设计复杂性
C. 提高设计成本
D. 减少设计工作量

第II卷（非选择题，共60分）

21题（10分）
答题要求：简述热力系统设计的一般步骤。

22题（10分）
答题要求：分析回热循环对热力系统效率的提升原理。

23题（10分）
答题要求：阐述热力系统中减少散热损失的主要措施。

24题（15分）
材料：某热力系统设计中，初步拟定了一种系统方案，但在经济性方面存在一些疑虑。该方案采用常规的蒸汽动力循环，主要设备包括锅炉、汽轮机、凝汽器和水泵。已知系统的热负荷为100MW，燃料为煤炭，其发热量为25000kJ/kg，锅炉效率为85%，汽轮机效率为80%，凝汽器和水泵消耗的功率较小可忽略不计。目前煤炭价格为800元/吨。
问题：计算该方案的年燃料消耗成本，并分析其经济性。若要提高经济性，可考虑哪些改进措施？

25题（15分）
材料：在一个新建的热力发电厂热力系统设计中，考虑到当地的能源资源和环境要求需要选择合适的热力循环方式和设备。当地有丰富的煤炭资源，但对环境污染较为关注。同时，电力需求波动较大，要求热力系统具有较好的调节性能。
问题：请根据上述材料，阐述你认为合适的热力循环方式选择及理由，并说明如何满足系统调节性能要求以及如何考虑环境保护因素。

答案：
1. D
2. B
3. C
4. D
5. C
6. D
7. C
8. A
9. B
10. C
11. C
12. A
13. C
14. D
15. C
16. B
17. C
18. B
19. B
20. A
21. 热力系统设计一般步骤：首先明确设计任务和要求，包括热负荷、参数等。然后进行热力循环选型，根据实际情况选择合适的循环方式。接着进行设备选型，依据循环确定各主要设备。再进行系统布置规划，合理安排设备位置。之后进行管道设计等辅助系统设计。最后进行技术经济分析与优化，确保方案合理可行。
22. 回热循环通过利用汽轮机中做过部分功的蒸汽来加热凝结水使其重新进入锅炉。这样在相同的吸热量下，减少了进入锅炉的冷水流量，提高了平均吸热温度。根据卡诺定理，提高平均吸热温度能有效提升热力系统效率。同时，回热循环减少了冷源损失，进一步提高了系统的热经济性。
23. 减少散热损失措施：采用优质保温材料对管道、设备等进行保温，降低热量向周围环境散发。合理设计保温结构，确保保温效果良好且结构稳定。对热力设备和管道的连接处进行密封处理，防止漏热。加强对保温层的维护和检查，及时修复损坏部分，保证保温性能。
24. 锅炉热功率：1 / 0.85 = 1.176MW/kg煤耗，年燃料消耗：100×365×24÷1.176 = 7.3×10^6kg = 7300吨，年燃料消耗成本：7300×800 = 5.84×10^6元。经济性分析：成本较高。改进措施：可采用高效锅炉提高锅炉效率，采用先进汽轮机提高发电效率，或采用热电联产等方式提高能源综合利用效率。
25. 合适的热力循环方式可选择采用中温中压再热循环。理由：当地煤炭资源丰富，中温中压再热循环能较好适应煤炭特性。对于电力需求波动大，再热循环可通过调节再热蒸汽量等方式较好地调节发电功率。考虑环境保护因素，可采用高效脱硫、脱硝、除尘设备，减少煤炭燃烧产生的污染物排放。同时，优化燃烧过程，提高煤炭利用率，降低污染物生成量。