2025年燃?xì)怆姀S筆試題庫(kù)及答案一、燃?xì)廨啓C(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1.燃?xì)廨啓C(jī)的布雷頓循環(huán)由哪幾個(gè)熱力學(xué)過(guò)程組成？各過(guò)程的具體實(shí)現(xiàn)方式是什么？答：布雷頓循環(huán)（BraytonCycle）是燃?xì)廨啓C(jī)的理論循環(huán)，由四個(gè)基本過(guò)程組成：（1）等熵壓縮過(guò)程：空氣在壓氣機(jī)中被壓縮，溫度和壓力升高。實(shí)際中通過(guò)軸流式或離心式壓氣機(jī)的葉輪旋轉(zhuǎn)，對(duì)空氣做功實(shí)現(xiàn)壓縮，壓縮比通常為10-30:1。（2）等壓加熱過(guò)程：壓縮后的空氣進(jìn)入燃燒室，與燃料（天然氣、輕油等）混合燃燒，釋放熱量，溫度升至1200-1600℃（取決于機(jī)組型號(hào)），壓力基本保持不變（壓力損失約3-5%）。（3）等熵膨脹過(guò)程：高溫高壓燃?xì)膺M(jìn)入透平，推動(dòng)葉輪做功。燃?xì)庠谕钙絿娮飙h(huán)和動(dòng)葉中膨脹，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)和發(fā)電機(jī)，膨脹后壓力降至接近大氣壓。（4）等壓冷卻過(guò)程：透平排出的燃?xì)猓囟燃s450-600℃）進(jìn)入余熱鍋爐或直接排入大氣，通過(guò)與環(huán)境換熱冷卻至接近初始溫度，完成循環(huán)。2.天然氣作為燃?xì)廨啓C(jī)燃料的主要成分是什么？其高位發(fā)熱量與低位發(fā)熱量的區(qū)別是什么？答：天然氣主要成分為甲烷（CH?，占比85-95%），其次為乙烷（C?H?，2-5%）、丙烷（C?H?，0-3%）及少量二氧化碳（CO?）、氮?dú)猓∟?）、硫化氫（H?S）等雜質(zhì)。高位發(fā)熱量（HHV）指單位體積天然氣完全燃燒后，燃燒產(chǎn)物冷卻至原始溫度（通常為25℃）時(shí)釋放的全部熱量，包括水蒸氣凝結(jié)為液態(tài)水釋放的汽化潛熱；低位發(fā)熱量（LHV）則不計(jì)算水蒸氣的汽化潛熱，僅考慮燃燒產(chǎn)物中水蒸氣保持氣態(tài)時(shí)的熱量。實(shí)際燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)中通常使用低位發(fā)熱量（約35-40MJ/Nm3），因排煙溫度較高，水蒸氣未凝結(jié)。二、設(shè)備操作與維護(hù)3.燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)前需完成哪些關(guān)鍵系統(tǒng)的檢查？請(qǐng)列舉至少5項(xiàng)并說(shuō)明檢查標(biāo)準(zhǔn)。答：?jiǎn)?dòng)前需重點(diǎn)檢查以下系統(tǒng)：（1）潤(rùn)滑油系統(tǒng)：檢查油箱油位（需高于最低刻度線100mm以上），油溫（啟動(dòng)前需加熱至38-49℃，確保粘度符合要求），主油泵、輔助油泵運(yùn)行壓力（主油泵出口壓力≥1.0MPa，輔助油泵≥0.8MPa），濾油器壓差（≤0.15MPa，超壓需切換濾芯）。（2）燃料系統(tǒng)：檢查天然氣壓力（進(jìn)機(jī)壓力需穩(wěn)定在2.5-3.5MPa，波動(dòng)≤±0.1MPa），緊急切斷閥（ESD閥）、速比閥（SRV）開關(guān)狀態(tài)（均應(yīng)處于關(guān)閉待啟狀態(tài)），燃料管路泄漏檢測(cè)（用檢漏液檢查法蘭、焊縫，無(wú)氣泡為合格）。（3）點(diǎn)火系統(tǒng)：檢查點(diǎn)火器電極間隙（通常為2-3mm），點(diǎn)火變壓器輸出電壓（≥15kV），火花塞積碳情況（需清潔無(wú)燒蝕），高能點(diǎn)火裝置功能測(cè)試（連續(xù)3次點(diǎn)火，火花強(qiáng)度均勻）。（4）冷卻系統(tǒng)：檢查空氣冷卻器（AC）進(jìn)/出口溫差（≥15℃，確保壓縮空氣溫度≤45℃），透平葉片冷卻空氣壓力（≥0.8MPa，低于0.6MPa禁止啟動(dòng)），閉式冷卻水流量（≥150m3/h，壓力≥0.3MPa）。（5）控制系統(tǒng)：檢查TCS（輪機(jī)控制系統(tǒng)）各傳感器信號(hào)（如轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、溫度測(cè)點(diǎn)）是否正常（轉(zhuǎn)速探頭信號(hào)幅值≥50mV，振動(dòng)探頭位移≤50μm，溫度測(cè)點(diǎn)偏差≤±2℃），DCS畫面參數(shù)顯示與現(xiàn)場(chǎng)一致，無(wú)未確認(rèn)報(bào)警。4.余熱鍋爐（HRSG）正常運(yùn)行中，汽水系統(tǒng)需重點(diǎn)監(jiān)控哪些參數(shù)？若出現(xiàn)汽包水位低低（LLL）報(bào)警，應(yīng)如何處理？答：余熱鍋爐汽水系統(tǒng)需監(jiān)控的關(guān)鍵參數(shù)包括：（1）汽包水位（正常范圍±50mm，低低報(bào)警通常為-200mm）；（2）主蒸汽壓力（根據(jù)設(shè)計(jì)，一般為4.0-9.8MPa）、溫度（400-540℃）；（3）給水流量與蒸汽流量平衡（差值≤±10%）；（4）各受熱面（省煤器、蒸發(fā)器、過(guò)熱器）進(jìn)出口煙溫（溫差應(yīng)符合設(shè)計(jì)值，偏差≥20℃需排查積灰或泄漏）；（5）爐水品質(zhì)（pH值9-10.5，電導(dǎo)率≤50μS/cm，磷酸根濃度5-15mg/L）。汽包水位低低（LLL）報(bào)警處理步驟：（1）立即確認(rèn)報(bào)警真實(shí)性：檢查就地水位計(jì)與DCS顯示是否一致，排除水位計(jì)故障；（2）若水位持續(xù)下降，啟動(dòng)緊急停爐程序：關(guān)閉主蒸汽隔離閥，停止向汽輪機(jī)供汽；（3）停止鍋爐給水（避免冷沖擊），檢查給水泵、給水調(diào)節(jié)閥是否故障（如調(diào)節(jié)閥卡澀需手動(dòng)操作旁路閥）；（4）排查泄漏點(diǎn)：檢查省煤器、蒸發(fā)器、過(guò)熱器管道及汽包焊縫，若發(fā)現(xiàn)泄漏，隔離故障段；（5）水位恢復(fù)后，需緩慢上水（速率≤50mm/min），待水位正常且無(wú)異常后，重新啟動(dòng)鍋爐。三、安全與應(yīng)急處置5.燃?xì)怆姀S有限空間（如燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣道、余熱鍋爐爐膛）作業(yè)的安全措施包括哪些？答：有限空間作業(yè)需嚴(yán)格執(zhí)行“先通風(fēng)、再檢測(cè)、后作業(yè)”原則，具體措施如下：（1）作業(yè)前準(zhǔn)備：-辦理《有限空間作業(yè)票》，明確作業(yè)內(nèi)容、時(shí)間、人員及監(jiān)護(hù)人（需持證上崗）；-切斷動(dòng)力源：關(guān)閉進(jìn)氣道擋板、燃料閥，掛牌上鎖（LOTO），確保設(shè)備完全隔離；-強(qiáng)制通風(fēng)：使用軸流風(fēng)機(jī)向空間內(nèi)送入新鮮空氣（換氣次數(shù)≥5次/h），通風(fēng)時(shí)間≥30分鐘；-氣體檢測(cè)：使用多功能氣體檢測(cè)儀（測(cè)爆儀、O?、CO、H?S）檢測(cè)，要求氧氣濃度19.5-23.5%，可燃?xì)怏w濃度＜10%LEL，有毒氣體（CO＜20ppm，H?S＜10ppm）。（2）作業(yè)中監(jiān)控：-作業(yè)人員佩戴正壓式空氣呼吸器（若檢測(cè)不合格）或過(guò)濾式防毒面具（僅當(dāng)氣體濃度達(dá)標(biāo)且無(wú)突變風(fēng)險(xiǎn)時(shí)）；-監(jiān)護(hù)人全程值守，每15分鐘記錄一次氣體檢測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異常（如O?＜19.5%或可燃?xì)怏w＞10%LEL）立即發(fā)出撤離信號(hào)；-作業(yè)工具使用防爆型（如銅制扳手），禁止攜帶火種，電氣設(shè)備需符合防爆等級(jí)（ExdIIBT3）。（3）作業(yè)后驗(yàn)收：-清點(diǎn)人員、工具，確認(rèn)無(wú)遺漏；-恢復(fù)設(shè)備隔離措施，拆除警示牌；-填寫作業(yè)記錄，存檔備查。6.若燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行中突發(fā)“燃燒室壓力波動(dòng)大”報(bào)警（幅值＞15kPa），可能的原因及處理方法是什么？答：燃燒室壓力波動(dòng)大（俗稱“燃燒振蕩”）的常見原因及處理：（1）燃料分配不均：多噴嘴燃燒室中某幾個(gè)噴嘴燃料流量偏差過(guò)大（如速比閥卡澀、燃料支管堵塞），導(dǎo)致局部燃燒劇烈。處理：檢查燃料支管壓力（各支管壓差應(yīng)≤5%），清洗或更換堵塞噴嘴，校準(zhǔn)速比閥開度。（2）空氣流量突變：壓氣機(jī)導(dǎo)葉（IGV）調(diào)節(jié)異常、進(jìn)氣濾網(wǎng)堵塞（壓差＞2kPa）導(dǎo)致進(jìn)入燃燒室的空氣量波動(dòng)。處理：檢查IGV伺服閥信號(hào)是否穩(wěn)定（反饋與指令偏差≤±1°），清洗或更換進(jìn)氣濾網(wǎng)，恢復(fù)空氣流量穩(wěn)定。（3）燃料熱值波動(dòng)：天然氣組分變化（如乙烷含量突然升高，熱值從38MJ/Nm3升至42MJ/Nm3）導(dǎo)致燃燒放熱速率變化。處理：聯(lián)系燃料供應(yīng)商確認(rèn)氣質(zhì)，若熱值偏差＞±5%，調(diào)整燃料流量設(shè)定值，維持空燃比（λ=1.6-2.0）穩(wěn)定。（4）火焰筒損壞：火焰筒內(nèi)壁裂紋或涂層脫落，導(dǎo)致燃燒區(qū)域局部高溫，引發(fā)壓力脈動(dòng)。處理：停機(jī)后內(nèi)窺檢查火焰筒（使用工業(yè)內(nèi)窺鏡），更換損壞部件，必要時(shí)進(jìn)行熱障涂層修復(fù)。（5）點(diǎn)火失敗后未吹掃直接重啟：殘留燃料在燃燒室內(nèi)積聚，二次點(diǎn)火時(shí)發(fā)生爆燃。處理：嚴(yán)格執(zhí)行啟動(dòng)前吹掃程序（吹掃時(shí)間≥5分鐘，吹掃流量≥30%額定空氣流量），確認(rèn)燃燒室無(wú)殘留燃料后再點(diǎn)火。四、環(huán)保與節(jié)能7.燃?xì)怆姀S氮氧化物（NOx）的主要生成機(jī)理是什么？目前主流的控制技術(shù)有哪些？答：NOx生成機(jī)理主要包括三種：（1）熱力型NOx（ThermalNOx）：高溫下空氣中的N?與O?反應(yīng)生成（占比60-80%），生成速率與溫度呈指數(shù)關(guān)系（溫度＞1500℃時(shí)顯著增加）；（2）燃料型NOx（FuelNOx）：燃料中含氮化合物（如天然氣中的NH?、HCN）在燃燒中氧化生成（天然氣含氮量低，占比＜10%）；（3）快速型NOx（PromptNOx）：碳?xì)淙剂吓cN?在火焰前鋒區(qū)反應(yīng)生成（占比約5-15%）。主流控制技術(shù)：（1）低氮燃燒技術(shù)（LNB）：通過(guò)分級(jí)燃燒（燃料分級(jí)或空氣分級(jí)）、貧預(yù)混燃燒（將燃料與空氣提前混合至貧燃狀態(tài)，降低火焰溫度），將NOx排放降至50-100mg/Nm3（@15%O?）。例如，GE的DLN2.6+燃燒系統(tǒng)采用多燃料噴嘴貧預(yù)混設(shè)計(jì)，火焰溫度控制在1400℃以下。（2）選擇性催化還原（SCR）：在余熱鍋爐尾部（煙溫300-400℃）噴入氨水（NH?），在催化劑（V?O?-TiO?）作用下，NH?與NOx反應(yīng)生成N?和H?O，效率≥85%，可將NOx降至＜20mg/Nm3。（3）注水/注蒸汽：向燃燒室噴入去離子水或蒸汽（水/燃料質(zhì)量比0.5-1.5:1），降低火焰溫度，抑制熱力型NOx生成，可減排30-50%，但會(huì)降低機(jī)組效率（約0.5-1%）。8.燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)（CCPP）機(jī)組的節(jié)能優(yōu)化措施有哪些？請(qǐng)結(jié)合熱力學(xué)原理說(shuō)明。答：節(jié)能優(yōu)化措施及原理如下：（1）提高燃?xì)廨啓C(jī)初溫（T3）：根據(jù)布雷頓循環(huán)效率公式η=1-1/π^(γ-1/γ)（π為壓比，γ為比熱容比），初溫升高可增加循環(huán)功，同時(shí)余熱鍋爐回收更多熱量（Q=mcΔT），提高蒸汽輪機(jī)出力。例如，H級(jí)燃機(jī)初溫從1300℃提升至1600℃，聯(lián)合循環(huán)效率從58%提升至63%。（2）優(yōu)化壓氣機(jī)進(jìn)口導(dǎo)葉（IGV）調(diào)節(jié)：根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)整IGV開度，保持壓氣機(jī)流量與透平匹配。夏季環(huán)境溫度高（35℃）時(shí)，關(guān)小IGV減少空氣流量，避免壓氣機(jī)喘振；冬季（5℃）開大IGV增加空氣流量，提高燃機(jī)出力，聯(lián)合循環(huán)效率可提升1-2%。（3）余熱鍋爐受熱面優(yōu)化布置：采用“三高”（高壓過(guò)熱器、高壓蒸發(fā)器、高壓省煤器）+“兩中”（中壓蒸發(fā)器、中壓省煤器）+“一低”（低壓蒸發(fā)器）的多級(jí)布置，匹配燃?xì)廨啓C(jī)排煙溫度曲線（從600℃降至100℃），減少換熱溫差（ΔT≤20℃），提高余熱回收效率（η_HRSG從85%提升至90%）。（4）