熱統(tǒng)習(xí)題答案及熱網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)試方案

第一章熱力學(xué)基本概念與基本規(guī)律1、假定壓強不太大時實際氣體的物態(tài)方程可表示為只是溫度的函數(shù)試求此氣體的定壓膨脹系數(shù)和等溫壓縮系數(shù)。解：由得2、設(shè)某氣體可以用范德瓦爾斯方程描述，求氣體的定壓膨脹系數(shù)和定容壓強系數(shù)。解：由范德瓦爾斯方程得故2（附加）：試求理想氣體的體脹系數(shù)，壓強系數(shù)和等溫壓縮系數(shù)。解：由理想氣體的物態(tài)方程得3、設(shè)某氣體滿足關(guān)系：、，試求其物態(tài)方程。解：由式積分可得：將式對求偏導(dǎo)有且與式比較得積分有代入式得或設(shè)（用表示）時，、，則由于時，一切氣體趨于理想氣體，所以有與式相比較得代入式即得氣體的物態(tài)方程即此氣體是理想氣體。4、設(shè)某氣體的定壓膨脹系數(shù)，等溫壓縮系數(shù)，其中、和為常數(shù)，求此氣體的物態(tài)方程。解：由定壓膨脹系數(shù)、等溫壓縮系數(shù)的定義、和題設(shè)、可得：，由循環(huán)關(guān)系可得：積分有5、已知某氣體的定壓膨脹系數(shù)，等溫壓縮系數(shù)，式中、為常數(shù)，試求出函數(shù)和系統(tǒng)的物態(tài)方程。解由定壓膨脹系數(shù)、等溫壓縮系數(shù)的定義、和題設(shè)、可得：、由式積分可得：或此即系統(tǒng)的物態(tài)方程。將式對求偏導(dǎo)有且與式比較得故函數(shù)6、對于以、為獨立變量的系統(tǒng)，證明其物態(tài)方程可由實驗測得的體脹系數(shù)，及等溫壓縮系數(shù)，根據(jù)下述積分求得：。如果，，試求物態(tài)方程。解以、為獨立參量，系統(tǒng)的物態(tài)方程為：其全微分為：全式除以，有由和有積分可得7、某固體的、，其中、為常數(shù)，試求其物態(tài)方程。解由定壓膨脹系數(shù)、等溫壓縮系數(shù)的定義、和題設(shè)、可得：、將式積分有：并對求偏導(dǎo)得與式比較有或積分得代入式有8、實驗測得順磁物質(zhì)的，。式中為磁場強度，為磁化強度，為常數(shù)。求順磁物質(zhì)的物態(tài)方程。解由式積分得或。對求偏導(dǎo)有與式比較積分而故得物態(tài)方程為：9、描述金屬絲的幾何參量是長度，力學(xué)參量是張力，物態(tài)方程為。實驗通常在下進行，且體積變化可以忽略。線脹系數(shù)定義為等溫楊氏模量定義為其中為金屬絲的截面積。一般來說，和是的函數(shù)，對僅有微弱的依賴關(guān)系，如果溫度變化范圍不大，可以看作常量。假設(shè)金屬絲兩端固定，試證明當(dāng)溫度由降至?xí)r，其張力的增加量為解由物態(tài)方程知偏導(dǎo)數(shù)間存在以下關(guān)系：所以，有積分得10、理想氣體在恒溫下膨脹，經(jīng)準靜態(tài)過程，壓強由變至，求該氣體對外所作的功和吸收的熱量。解理想氣體的物態(tài)方程準靜態(tài)等溫過程中氣體體積由膨脹到，外界對氣體所作的功為氣體對外所作的功為等溫過程中理想氣體的內(nèi)能不變，即。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體在等溫過程中吸收的熱量為11、在和1下，空氣的密度為。空氣的，空氣的定壓比熱容為。今有27的空氣，試計算：（1）若維持體積不變，將空氣由加熱到所需的熱量。（2）若維持壓強不變，將空氣由加熱到所需的熱量。（3）若容器有裂縫，外界壓強為，將空氣由加熱到所需的熱量。解（1）由空氣的密度可得27空氣的質(zhì)量為（）空氣的定容比熱容為維持體積不變，將空氣由加熱到所需的熱量為（）（2）維持壓強不變，將空氣由加熱到所需的熱量為（）（3）若容器有裂縫，加熱過程中氣體將從裂縫漏出，使容器內(nèi)空氣質(zhì)量發(fā)生變化。根據(jù)氣體的物態(tài)方程（為空氣的平均摩爾質(zhì)量），在壓強和體積不變的條件下，容器內(nèi)氣體的質(zhì)量與溫度成反比。以、表示氣體在初態(tài)的質(zhì)量和溫度，表示溫度為時氣體的質(zhì)量，有所以容器有裂縫，外界壓強為，將空氣由加熱到所需的熱量為代入數(shù)值，得（）12、抽成真空的的小匣帶有活門，打開活門讓氣體進入，當(dāng)壓強達到外界壓強時將活門關(guān)上。試證明：小匣內(nèi)的空氣在沒有與外界交換熱量之前，它的內(nèi)能與原來在大氣中的內(nèi)能之差為，其中是它在大氣中的體積。若氣體可看成理想氣體，大氣的溫度為，小匣的體積為，試求它在匣內(nèi)的溫度，以及它原來在大氣中的體積與的關(guān)系。解將沖入小匣內(nèi)的空氣看作系統(tǒng)，系統(tǒng)沖入小匣后的內(nèi)能與原來在大氣中的內(nèi)能之差由確定。由于過程進行得很迅速，過程中系統(tǒng)與外界沒有熱量交換，。過程中外界對系統(tǒng)作的功可以分為和兩部分考慮：為大氣將系統(tǒng)壓入小匣，使其在大氣中的體積由變?yōu)榱悖煽醋鞯葔哼^程，大氣對系統(tǒng)所作的功。為系統(tǒng)沖入小匣的過程中，外界阻力對系統(tǒng)所作的功。小匣抽成真空，系統(tǒng)沖入小匣的過程中不受外界阻力，所以故若氣體可看成理想氣體，則溫度變化范圍不大，理想氣體的熱容和看成常數(shù)，故由理想氣體物態(tài)方程且可得15、聲波在氣體中的傳播速度為假設(shè)氣體為理想氣體，試證明：（1）絕熱指數(shù)；（2）當(dāng)定壓熱容量和定容熱容量可看成常數(shù)時，該氣體單位質(zhì)量的內(nèi)能和焓可用速度和表示如下，解：（1）根據(jù)式，得其中是介質(zhì)的比體積（單位質(zhì)量的體積）。由得因此即得（2）根據(jù)式，聲速的平方為，其中是單位質(zhì)量的氣體體積。理想氣體的物態(tài)方程可表示為式中是氣體質(zhì)量，是氣體的摩爾質(zhì)量。對于單位質(zhì)量的氣體，代入式得以表示理想氣體的比內(nèi)能和比焓（單位質(zhì)量的內(nèi)能和焓）。由式，，，知將式代入，即有表明，如果氣體可以看作理想氣體，測定氣體中的聲速和即可確定氣體的比內(nèi)能和比焓。16、滿足的過程稱為多方過程，其中常數(shù)為多方指數(shù)，試證明，理想氣體在多方過程中的熱容量為。證明：由熱容量的定義。對于理想氣體，內(nèi)能只是溫度的函數(shù)，，所以。將多方過程方程與理想氣體的物態(tài)方程聯(lián)立，消去壓強可得。微分，有所以代入式，即得17、試證明，在某一過程中理想氣體的熱容量如果是常數(shù)，則該過程一定是多方過程，且多方指數(shù)為。證明：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，有對于準靜態(tài)過程有對理想氣體有氣體在過程中吸收的熱量為因此式可表示為用理想氣體的物態(tài)方程除以上式，且，可得將理想氣體的物態(tài)方程全式微分，有式與式聯(lián)立，消去，有令則得如果、、都是常數(shù)，將上式積分即得（常量）此式表明，過程是多方過程。18、大氣溫度隨高度而降低的主要原因在于對流層中的低處與高處之間空氣不斷發(fā)生對流。由于氣壓隨高度而降低時，空氣上升時膨脹，下降時收縮?？諝獾膶?dǎo)熱率很小，膨脹和收縮的過程可以認為是絕熱過程。試證明這時大氣溫度隨高度的變化率可表示為證明：取軸沿豎直方向（向上）。以和分別表示在豎直高度和處的大氣壓強。二者之差等于兩個高度之間由大氣重量產(chǎn)生的壓強，即式中是高度為處的大氣密度，是重力加速度。將展開，有代入式，得此式給出由于重力的存在導(dǎo)致的大氣壓強隨高度的變化率。以表示大氣的平均摩爾質(zhì)量，在高度為處，大氣的摩爾體積為，則物態(tài)方程為是豎直高度為處的溫度。代入式，消去得由式，得氣體在絕熱過程中溫度隨壓強的變化率為由式和式，有19、假設(shè)理想氣體的和之比是溫度的函數(shù)，試求在準靜態(tài)絕熱過程中和的關(guān)系。該關(guān)系式中要用到一個函數(shù)，其表達式為解：理想氣體在準靜態(tài)絕熱過程中滿足用理想氣體物態(tài)方程除上式，可得對理想氣體，有所以可將式改寫為此式積分，且定義可得或給出和之比是溫度的函數(shù)時，在準靜態(tài)絕熱過程中和的關(guān)系。 XXX華電XXX發(fā)電有限公司2×300MW供熱擴建工程#15機組熱網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)試方案XXXZZ電力科技有限公司二○年七月XXX華電XXX發(fā)電有限公司2×300MW供熱擴建工程#15機組熱網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)試方案編制單位：批準審核編寫會審單位：XXX華電XXX發(fā)電有限公司XXX省火電第三工程公司XXX省電力建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司PAGE13目錄TOC\o"1-1"\h\z\u1 編制依據(jù) 62 調(diào)試目的 63 調(diào)試對象及范圍 64 調(diào)試方法及工藝流程 85 系統(tǒng)調(diào)試前應(yīng)具備的條件 96 調(diào)試步驟、作業(yè)程序 97 調(diào)試驗評標準 118 所用儀器設(shè)備 129 環(huán)境、職業(yè)健康安全風(fēng)險因素控制措施 1210 組織分工 12

編制依據(jù)《火力發(fā)電廠基本建設(shè)工程啟動及竣工驗收規(guī)程（1996年版）及相關(guān)規(guī)程》；《電力建設(shè)施工及驗收技術(shù)規(guī)范汽輪機機組篇（1992年版）》；《火電工程啟動調(diào)試工作規(guī)定》；《火電工程調(diào)整試運質(zhì)量檢驗及評定標準（2001年版）》；《電力建設(shè)工程調(diào)試定額（2002年版）》；《電力基本建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督規(guī)定》；《汽輪機啟動調(diào)試導(dǎo)則》（2004年版）；設(shè)計院設(shè)計施工圖；制造商有關(guān)系統(tǒng)及設(shè)備資料。調(diào)試目的為保障供熱系統(tǒng)調(diào)試工作的順利進行，特編寫本技術(shù)方案。本方案用于指導(dǎo)供熱系統(tǒng)安裝結(jié)束，完成設(shè)備單體調(diào)試后的分部試運行工作，以確認系統(tǒng)管道安裝正確無誤，設(shè)備運行性能良好，控制系統(tǒng)工作正常，系統(tǒng)能滿足機組整套啟動需要。調(diào)試對象及范圍系統(tǒng)構(gòu)成本機組配有四臺熱網(wǎng)加熱器、四臺熱網(wǎng)循環(huán)泵、三臺熱網(wǎng)疏水泵、兩臺熱網(wǎng)補水泵（兩臺機組共用）、一臺熱網(wǎng)補水除氧器（兩臺機組共用）。設(shè)備規(guī)范熱網(wǎng)循環(huán)泵型式離心泵型號400SS160A揚程m138流量m3/h1544轉(zhuǎn)速rpm1480必需汽蝕余量m7.4數(shù)量臺4制造廠山東雙輪集團股份有限公司配套電機：額定功率kW900額定電壓kV6額定電流A103.2額定轉(zhuǎn)速rpm1490制造廠XXX電機有限公司熱網(wǎng)疏水泵型式離心泵型號DG155-67X37揚程m126流量m3/h189轉(zhuǎn)速rpm2950數(shù)量臺3/機制造廠上海連成有限公司配套電機：額定功率kW132額定電壓V380額定電流A245額定轉(zhuǎn)速rpm2980熱網(wǎng)補水泵型式離心泵型號18125-100-315揚程m32流量m3/h100轉(zhuǎn)速rpm1450數(shù)量臺2（共用）制造廠上海連成有限公司配套電機：額定功率kW22額定電壓V380額定電流A43.2額定轉(zhuǎn)速rpm1470熱網(wǎng)加熱器型式臥式，直管雙流程型號JR-1200-1換熱面積m21200設(shè)計壓力管側(cè)MPa(a)1.85殼側(cè)MPa(a)0.6工作壓力管側(cè)MPa(a)1.6殼側(cè)MPa(a)0.49設(shè)計溫度管側(cè)℃180殼側(cè)℃295工作介質(zhì)管側(cè)水殼側(cè)蒸汽廠家哈爾濱汽機有限責(zé)任公司熱網(wǎng)除氧器型號DMC150-2設(shè)計壓力MPa0.4設(shè)計溫度℃300最高工作壓力MPa0.12有效容積m335廠家哈爾濱電力設(shè)備廠調(diào)試方法及工藝流程供熱系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束后的動態(tài)交接驗收開始，包括供熱系統(tǒng)聯(lián)鎖保護試驗以及系統(tǒng)投運及動態(tài)調(diào)整等項目，具體程序如下：電氣安裝及有關(guān)調(diào)試結(jié)束電氣安裝及有關(guān)調(diào)試結(jié)束儀控安裝及有關(guān)調(diào)試結(jié)束主設(shè)備安裝及單體調(diào)試結(jié)束安全條件滿足管道閥門安裝調(diào)試結(jié)束調(diào)試須滿足的條件確認聯(lián)鎖保護及報警試驗系統(tǒng)投運及動態(tài)調(diào)整聯(lián)鎖保護試驗報警試驗調(diào)試期間，系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備的運行、操作應(yīng)嚴格按照制造有管說明及電廠《運行規(guī)程》執(zhí)行，以確保設(shè)備的安全運行。系統(tǒng)調(diào)試前應(yīng)具備的條件供熱系統(tǒng)所有設(shè)備、管道安裝結(jié)束，并經(jīng)驗收簽證；熱工儀表及電氣設(shè)備安裝、校驗完畢，并提供有關(guān)儀表及壓力、溫度等開關(guān)的校驗清單；各閥門單體調(diào)試結(jié)束，開、關(guān)動作正常，限位開關(guān)就地位置及CRT狀態(tài)顯示正確；液壓快關(guān)閥單體調(diào)試結(jié)束；系統(tǒng)調(diào)試組織和監(jiān)督機構(gòu)已成立，并已有序地開展工作；調(diào)試資料、工具、儀表、記錄表格已準備好；運現(xiàn)場已清理干凈，安全、照明和通訊措施已落實；熱控、電氣專業(yè)有關(guān)調(diào)試結(jié)束，配合機務(wù)調(diào)試人員到場。調(diào)試步驟、作業(yè)程序系統(tǒng)投運前的準備工作化學(xué)準備足夠的補水。聯(lián)系外網(wǎng)通知熱網(wǎng)啟動時間。做各電動門開、關(guān)試驗，良好后處于全關(guān)狀態(tài)，各泵做聯(lián)鎖試驗。保護信號、儀表電源送上，各壓力表一、二次門開啟。各調(diào)節(jié)門開關(guān)試驗。加熱蒸汽系統(tǒng)檢查。熱網(wǎng)加熱器進汽電動門關(guān)閉；熱網(wǎng)加熱器疏水門關(guān)閉；各個熱網(wǎng)加熱器排空門開啟；各個加熱器進汽管路疏水門稍開；熱網(wǎng)循環(huán)水及補水系統(tǒng)檢查。熱網(wǎng)循環(huán)水泵入口電動門關(guān)閉；熱網(wǎng)循環(huán)水泵出口電動門關(guān)閉；循環(huán)水供回水總門關(guān)閉；補水泵出、入口截門關(guān)閉；熱網(wǎng)補水除氧器系統(tǒng)檢查熱網(wǎng)除氧器加熱蒸汽調(diào)節(jié)門和調(diào)節(jié)門前截門關(guān)閉，前截門前疏水開啟。熱網(wǎng)除氧器水位調(diào)節(jié)門及調(diào)節(jié)門前截門關(guān)閉。熱網(wǎng)除氧器再沸騰門關(guān)閉。熱網(wǎng)除氧器下水門關(guān)閉，放水門關(guān)閉。熱網(wǎng)除氧器的沖洗。開啟熱網(wǎng)除氧器放水。向熱網(wǎng)除氧器送水。開啟熱網(wǎng)除氧器水位調(diào)節(jié)門前截門，手動開啟調(diào)節(jié)門。當(dāng)水位上升至中心線上1570mm（正常水位）～1770mm（高水位）時，聯(lián)系化學(xué)化驗水質(zhì)，如不合格繼續(xù)沖洗至合格，如合格后關(guān)閉放水門。保持除氧器在正常水位，開啟熱網(wǎng)除氧器下水門。熱網(wǎng)系統(tǒng)的啟動。開啟熱網(wǎng)加熱器進、出水門，水側(cè)放空氣；啟動補水泵向供、回水管路注水；加熱器水側(cè)注水，當(dāng)放空氣門見水后關(guān)閉；開啟熱網(wǎng)供、回水電動門；熱網(wǎng)除氧器保持正常水位；檢查管線是否有漏泄；當(dāng)回水管路起壓后，投入濾水器，開啟#1-4熱網(wǎng)循環(huán)水泵的入口門；開啟#1-4熱網(wǎng)循環(huán)水泵體放水門，見水后關(guān)閉；依次進行4臺熱網(wǎng)循環(huán)水泵的啟動、聯(lián)動試驗，良好后送電到工作位。啟動熱網(wǎng)循環(huán)泵，熱網(wǎng)進行冷循環(huán)。開啟熱網(wǎng)除氧器再沸騰門，調(diào)整進汽調(diào)整門及前截門，逐漸投入熱網(wǎng)除氧器，保持正常水位和壓力。投入熱網(wǎng)加熱器稍開熱網(wǎng)#1-4熱網(wǎng)加熱器的汽側(cè)放水，并稍開進汽門進行沖洗，化驗疏水水質(zhì)；開啟熱網(wǎng)加熱器進汽門，當(dāng)加熱器達到正常水位時啟動疏水泵；熱網(wǎng)系統(tǒng)停止熱網(wǎng)加熱器系統(tǒng)。緩慢關(guān)閉#1-4熱網(wǎng)加熱器的進汽門，關(guān)閉疏水門；需要時，開啟熱網(wǎng)#1-4加熱器汽側(cè)放水；關(guān)閉疏水泵出口門，停止熱網(wǎng)疏水泵；關(guān)閉疏水至高壓除氧器的調(diào)節(jié)門和截門；停止熱網(wǎng)補水和循環(huán)水系統(tǒng)關(guān)閉熱網(wǎng)補水泵的出口門，停止補水泵后，關(guān)閉入口門。關(guān)閉熱網(wǎng)除氧器進汽調(diào)節(jié)門及前截門，關(guān)閉熱網(wǎng)除氧器水位調(diào)節(jié)門及前截門。關(guān)閉#1-4熱網(wǎng)循環(huán)水泵出口門，停止循環(huán)水泵后，關(guān)閉入口門。關(guān)閉熱網(wǎng)加熱器出入口門。關(guān)閉熱網(wǎng)供回水總電動門。調(diào)試驗評標準管道沖洗合格（水質(zhì)清澈無雜質(zhì)且無硬度），水泵軸承振動、溫度、出口壓力正常，符合設(shè)計要求，能夠滿足機組長期穩(wěn)定運行需要。所用儀器設(shè)備振動表、測溫儀、對講機。環(huán)境、職業(yè)健康安全風(fēng)險因素控制措施所有工作人員應(yīng)著裝規(guī)范整齊，配戴安全帽，電氣操作人員應(yīng)穿絕緣鞋。試運現(xiàn)場，禁止吸煙，試驗中產(chǎn)生的生產(chǎn)和生活垃圾應(yīng)由專人負責(zé)清理打掃。所有參加本次試運人員應(yīng)學(xué)習(xí)本措施，并熟悉系統(tǒng)和設(shè)備的運行規(guī)程。試運前要任務(wù)明確，試運時要精力集中，服從統(tǒng)一指揮，不得擅自離開自己的崗位，如要改動接線或更動設(shè)備，一定要事先征得試驗負責(zé)人同意。試運中如發(fā)現(xiàn)異常要及時匯報，如遇設(shè)備操作問題，應(yīng)聽從調(diào)試人員指揮。試運中若發(fā)生事故等緊急情況，試運和操作人員可不經(jīng)請示，斷開試驗電源。嚴格執(zhí)行操作票、工作票制度，防止電氣誤操作。臨時電源應(yīng)有明確標示，并做好隔離工作，試驗完成后及時恢復(fù)。在整個試運過程中，每個參加試運的人員和與試運