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锅炉原理习题库

《锅炉原理》习题库

第一章基本概念锅炉容量层燃炉室燃炉旋风炉火炬―层燃炉自然循环炉

多次强制循环炉直流锅炉复合制循环炉连续运行小时数

事故率可用率钢材使用率

第二章⑴基本概念元素分析工业分析元素分析成分工业分析成分

应用基分析基干燥基可燃基发热量折算灰分折算水分

结渣变形温度软化温度熔化温度重油

⑵问题煤的元素分析成分有哪些?

煤的工业分析成分有哪些?

应用基碳、固定碳和焦碳的区别是什麽?

挥发分包括哪些元素?

挥发性物质包括一些什麽物质?

第三章⑴基本概念燃料的燃烧理论空气量过量空气系数漏风系数理论烟气量

实际烟气量燃料特性系数烟气的含氧量理论空气焓理论烟气焓

锅炉机组的热平衡输入热量锅炉有效利用热排烟损失失

化学未完全燃烧损失机械未完全燃烧损失散热损失其他损失

飞灰系数飞灰可燃物含量排渣率灰渣可燃物含量保热系数

最佳过量空气系数燃料消耗量计算燃料消耗量

正平衡法反平衡法锅炉热效率

⑶问题理论空气量中的物质成分有哪些?

理论烟气量中的物质成分有哪些?

什麽叫最佳过量空气系数,如何确定?

烟气中的水分有哪些来源?

写出烟气中的氧量和过量空气系数的关系式。

我国锅炉热平衡规定有哪些热损失?

输入热量包括哪些热量?

燃煤锅炉的机械未完全燃烧损失具体包括哪些损失?

一般来讲,燃煤锅炉的烟气中包括哪些可燃物?

由散热损失推导保热系数时,有什麽假设?

锅炉有效利用热包括哪些部分?

第四章⑴基本概念煤粉细度煤粉的经济细度煤粉颗粒组成特性细度系数

均匀性指数煤的可磨性系数最佳通风量直吹式制粉系统

中间储仓式制粉系统粗粉分离器细粉分离器锁气器

⑵问题为什麽用一个筛子可以确定煤粉的颗粒组成?

影响煤粉爆炸性的因素有哪些?

煤的可磨性系数大说明煤粉好磨还是难磨?

什麽叫高速磨煤机、中速磨煤机、低速磨煤机?各举一个例子。

什麽叫风量协调,如何对好烟煤和多水分褐煤进行风量协调?

画出中间储仓式乏气送粉的制粉系统图。

画出中间储仓式热风送粉的制粉系统图。

画出直吹式的制粉系统图。

什麽叫正压的直吹式制粉系统?

什麽叫负压的直吹式制粉系统?

说明下述部件的作用和工作原理:粗粉分离器细粉分离器锁气器第五章⑴基本概念化学反应速度活化能着火着火温度燃烧反应的动力区

燃烧反应的过渡区燃烧反应的扩散区

⑵问题燃烧反应分为哪些区域,各有什麽特点?

画出煤粉燃烧的放热曲线和散热曲线,指出着火点和熄火点。

叙述煤粉燃烧的传统看法。

叙述煤粉燃烧的现代看法。

第六章⑴基本概念燃烧器直流燃烧器旋流燃烧器射程均等配风分级配风

旋转强度初始动量着火着火热炉膛燃烧器区域热强度

空气动力特性硅比碱酸比

⑵问题什麽是直流燃烧器?

什麽是旋流燃烧器?

配风三原则是些什麽原则?

什麽是均等配风,画出示意图,适用于什麽煤种,为什麽?

什麽是分级配风,画出示意图,适用于什麽煤种,为什麽?

什麽叫着火热?解释(6-5)式各项的意义。

影响煤粉气流着火的主要因素有哪些?

炉膛的结构应当满足什麽条件?

影响一次风煤粉射流偏斜的主要因素有哪些?

影响炉膛结渣的主要因素有哪些?

什麽叫液态排渣炉的临界负荷?

什麽叫析铁,在什麽条件下发生?

什麽叫高温腐蚀,在什麽条件下发生?

为什麽有时要采用旋风炉?

第七章⑴基本概念过热器再热器辐射式过热器对流式过热器管圈汽温特性辐射式过热器的汽温特性对流式过热器的汽温特性热偏差系数

联箱效应强制流动受热面的流动特性自然循环受热面的流动特性

汽温特性烟气挡板烟气再循环高温积灰高温腐蚀钒腐蚀

⑵问题蒸汽过热器的作用是什麽?

过热器布置一般遵守哪些原则?

试举出一个锅炉过热器和再热器系统的例子。

为什麽要采用屏式过热器?

什麽叫锅炉的汽温特性?说明辐射式过热器和对流式过热器的汽温特性。

影响热偏差的因素有哪些?

画出几种过热器连接方式的联箱效应曲线。

影响锅炉过热蒸汽温度的因素有哪些?各如何影响?

为什麽要用自制冷凝水作为喷水?

为什麽要用表面式减温器?

在负荷降低时,烟气挡板如何调节?

烟气再循环如何使用?

为什麽会产生高温积灰和高温腐蚀?

认识一下式(7-31)各项的意义。

第八章⑴基本概念尾部受热面空气的水当量烟气的水当量省煤器空气预热器

鳍片式省煤器膜式省煤器管式空气预热器回转式空气预热器

尾部受热面的单级布置尾部受热面的双级布置松散积灰水露点

酸露点低温腐蚀热风再循环暖风器

⑵问题为什麽尾部受热面要采用双级布置,如何布置?

在锅炉运行时要注意省煤器的什麽问题?

在锅炉运行时要注意空气预热器的什麽问题?

和管式空气预热器相比,回转式空气预热器有什麽特点?

低温腐蚀的减轻和防止的措施有哪些?

管子金属的磨损和烟气流速有什麽关系?

烟气中灰粒的磨损性能主要取决于什麽?

为了减轻省煤器的磨损,可以采用什麽措施?

第九章⑴基本概念炉内有效放热量波尔滋曼准则热有效系数角系数污染系数

系数M 火焰黑度炉膛黑度焦碳三原子气体辐射层有效厚度

⑵问题写出炉膛内辐射换热的基本方程式。

什麽叫炉膛水冷壁的面积?

什麽叫污染系数,写出它的定义式。

什麽叫角系数,写出它的定义式。

什麽叫热有效系数,写出它的定义式。

炉膛内传热的系数M的物理意义是什麽?

煤粉火焰中具有辐射能力的物质有哪些?按其辐射能力从大到小排列。

炉膛内传热计算中,△X的物理意义是什麽?

古尔维奇方法中,炉膛黑度和什麽因素有关?

第十章⑴基本概念串联混合流交叉流热有效系数利用系数污染系数

辐射放热系数对流放热系数经过修正的辐射放热系数凝渣管

附加受热面传热系数放热系数导热系数

⑵问题对流烟道内传热计算有那一些基本公式?

公式(10-15)在应用到具体的计算时是如何变化的?

推导式(10-21)。

说明式(10-21)中各项的意义。

说明式(10-25)中各项的意义。

说明式(10-29)中各项的意义。

说明式(10-45)中各项的意义。

说明式(10-55)中各项的意义。

说明式(10-70)中各项的意义。

第十章⑴基本概念设计计算校核计算炉膛断面热强度炉膛容积热强度

燃烧器区域壁面热强度炉膛壁面热强度

锅炉吸热量与燃料送入锅炉热量的误差

⑵问题简要说明尾部受热面单级布置的锅炉校核热力计算的程序。

什麽叫校核热力计算?

什麽叫设计热力计算?

说明锅炉热力计算的允许误差的大小。

说明锅炉热强度的用途。

如何选择炉膛出口烟气温度?

如何选择排烟温度?

如何选择热风温度?

简要说明随着锅炉蒸汽压力的升高水冷壁、炉膛内的辐射受热面的变化。第十一章⑴基本概念循环回路锅炉对流蒸发管束运动压头有效压头传热恶化

自然循环的推动力汽水两相流的流型膜态沸腾质量流速

循环流速水的折算流速汽的折算流速质量含汽率容积含汽率

截面含汽率两相流体的流动阻力两相流体的摩擦阻力循环倍率

两相流体的局部阻力简单回路压力平衡式界限循环倍率停滞

倒流临界干度自由水位

⑵问题什麽叫循环回路?示意地画出一个循环回路图。

自然循环的推动力大小和哪些因素有关?

叙述自然循环原理。

什麽叫自然循环回路的有效压头,写出它和运动压头的关系式。

什麽叫第Ⅰ类传热恶化,其主要参数是什麽?

什麽叫第Ⅱ类传热恶化,其主要参数是什麽?

推导式(12-17)。

推导式(12-18)。

推导式(12-19)。

两相流体的阻力是如何以单相流体的阻力计算为基础而计算的?

写出给定简单循环回路的压力平衡式。(图另画出)

指出式(12-44)和式(12-45)中各项的意义。

什麽叫界限循环倍率?它的用途是什麽?

下降管带汽和汽化的原因有哪些?

从管子受热开始,简单叙述有效压头的计算步骤。

叙述在应用手算时,循环流速的计算步骤。

什麽叫计算中的渐次接近法,为什麽要采用?

叙述做复杂回路水循环计算时两条规律性的原则?

什麽叫循环完全特性曲线,示意地画出来。

不发生循环停滞的条件是什麽?

不发生循环倒流的条件是什麽?

不发生自由水位的条件是什麽?

在进行锅炉水动力计算时,进行什麽计算,如何下结论说明水循环安全?

为什麽要进行临界干度的检查?

第十三章⑴基本概念直流锅炉水平围绕水冷壁垂直管屏回带管圈控制循环锅炉

复合循环锅炉低倍率锅炉不稳定的流动特性流动的多值性

脉动梯形管呼吸箱内螺纹管

⑵问题叙述直流锅炉的工作原理。

叙述低倍率锅炉的工作原理。

叙述控制循环锅炉的工作原理。

叙述复合循环锅炉的工作原理。

强制流动锅炉有什麽水冷壁形式,对锅炉容量的适应性如何?

低倍率锅炉和直流锅炉比较,有什麽优点?

复合循环锅炉(部分负荷再循环锅炉)和直流锅炉比较,有什麽优点?

防止蒸发管中流动的不稳定性的措施有哪些?

防止蒸发管中流动的脉动的措施有哪些?

减少蒸发管中的热偏差的措施有哪些?

重位压头对蒸发管中流动特性有什麽影响?

加装节流圈对蒸发管中流动特性有什麽影响?

防止蒸发管中沸腾传热恶化的措施有哪些?

第十四章⑴基本概念蒸汽品质蒸汽质量机械携带分配系数蒸汽湿度携带系数

旋风分离器百叶窗蒸汽清洗排污连续排污定期排污水垢

分段蒸发

⑵问题造成蒸汽污染的因素有哪些?

影响饱和蒸汽机械携带的因素有哪些?

影响饱和蒸汽溶解性携带的因素有哪些?

汽水分离装置所应用的分离原理有哪些?

叙述蒸汽清洗装置的工作原理。

为什麽要排污?两种排污装置安装在何处?有什麽作用?

推导式(14-25)、(14-26)以及(14-27)。

叙述分段蒸发的工作原理。

提高蒸汽品质的方法有哪些?

电厂的安全性和经济指标:锅炉得安全性:连续运行小时数、事故率、可用率;锅炉得经济性:锅炉效率(锅炉每小时有效利用热量占输入热量的百分数)、锅炉使用率(锅炉生产1t/h蒸汽所用的钢材量)。

循环倍率:单位时间内进入蒸发管的循环水量同生成汽量之比。

煤的工业分析:计算煤中水分、挥发分、固定碳和灰分等四中成分的质量百分数称为煤的工业分析。

煤的成分分析基准:收到基(ar)、空气干燥基(ad)、干燥基(d)和干燥无灰基(daf)

高(低)位发热量:指1kg煤完全燃烧所放出的热量,其中(不)包括燃烧产物中的水蒸气凝结成水所放出的汽化潜热。

标准煤:统一规定以收到基低位发热量为29310kJ/kg的燃料为标准煤。

煤的可磨性指数:在风干状态下,将等量的标准样煤和被测试煤,由相同的初始粒度磨制成同一规格的细煤粉时,所消耗的能量之比。

煤的磨损指数:在一定的试验条件下,某种煤每分钟对纯铁的磨损量x与相同条件下标准煤样每分钟对纯铁磨损量的比值。

过量空气系数:实际供给空气量与理论空气量之比,称为过量空气系数。

锅炉的各项热损失:机械不完全燃烧热损失(燃烧方式、燃料性质、煤粉细度、过量空气系数、炉膛结构、运行

工况)、化学不完全燃烧热损失(过量空气系数、燃料挥发分含量、炉膛温度及炉内空气动力工况等)、排烟热损失(过量空气系数和锅炉漏风量,此外降低排烟温度可降低锅炉热损失),散热损失(锅炉额定蒸发量、实际蒸发量、外表面积、水冷壁和炉墙结构、周围空气温度)、保热系数(受热面传给工质的热量与烟气放热量之比)、灰渣物理热损失

锅炉燃料消耗量:实际燃料消耗量(单位时间内实际耗用的燃料量)、计算燃料消耗量(扣除了机械不完全燃烧损失后,在炉内实际参与燃烧反应的燃料消耗量)

煤粉细度:表示煤粉粗细程度(一般用具有标准筛孔尺寸的筛子来测量。若标准筛孔边长x,试验煤粉经筛分后,通过筛子的煤粉质量为b留在筛子上的煤粉的质量为a,则煤粉细度为R x=a/(a+b)*100%).

影响钢球磨煤机工作的主要因素:(1)临界转速与工作转速(当转速过低时,撞击作用很小,同时,煤粉压在钢球下面,很难被气流带走,以致磨得很细,降低了磨煤出力;当转速过高时,在离心力的作用下,钢球贴在筒壁上随筒体一起旋转而不再脱离,则钢球的撞击作用完全消失。发生这种情况的最低转速称为临界转速。)最佳转速(钢球跌落高度最大,撞击作用最强,磨煤效果最好)(2)钢球充满系数(钢球磨煤机内所装的球量通常用钢球容积占筒体容积的百分比表示,称为钢球充满系数)(3)钢球直径(4)护甲(5)通风量(6)筒内载煤量。磨煤出力:磨煤机在消耗一定能量的条件下,在单位时间内能够磨制符合煤粉细度要求的煤粉量。干燥出力:磨煤系统在单位时间内能讲多少煤从原有水分干燥到所要求的煤粉水分。

煤粉的燃烧过程:着火前的准备阶段、燃烧阶段、燃尽阶段。

着火热:将煤粉气流加热到着火温度所需的热量。

直流燃烧器的分级配风和均等配风各有什么特点?分级配风:火嘴布置较集中,二次风分批混入,煤粉气流的着火热低一些,对煤粉的着火有利;适用于不易着火的煤种;均等配风:一次风与二次风间隔布置,二次风口与火嘴距离近,有利于燃烧所需空气的尽早混入,适合于较易着火的煤中。

锅炉汽包有什么作用?(1)汽包与下降管、上升管连接组成自然循环回路,同时汽包又接受省煤器来的给水,还向过热器输送饱和蒸汽,所以汽包是锅炉内加热、蒸发、过热这三个过程的连接枢纽。(2)汽包中存有一定的水量,因而有一定的储热能力,这些可以提高运行的安全性。(3)汽包中装有汽水分离装置,蒸汽冲洗装置,连续排污装置,炉内加药装置等以改善水汽品质。

过热器和再热器的作用:过:将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽。再:将汽轮机高压缸排气加热到与过热蒸汽温度相等或相近的再热温度,然后送回到中压缸及低压缸中膨胀做功,以提高汽轮机尾部叶片蒸汽的干度。影响气温变化的主要因素:锅炉负荷、过量空气系数、给水温度、受热面的污染情况、饱和蒸汽用汽量、燃烧器的运行方式、燃料种类和成分、过热器和再热器系统受热面的辐射和对流吸热的比例等。

锅炉定期排污和连续排污的目的是什么?目的是排除炉水中的杂质以保证炉水品质;锅炉定排是排除炉水内的杂质和沉淀物,因此,要接在蒸发系统的最低处,一般在汽包下联箱或下降管的最低处;连排是排除炉水中含盐量较大的水,一般在汽包的下部。定排还有加强水循环、减小热偏差的作用。

什么是沸腾换热恶化(膜态沸腾)?产生沸腾换热恶化的原因是什么?有何危害?蒸发管内壁表面与蒸汽接触,不再受到水的冷却,管壁向工质的换热系数大幅度下降,使壁温急剧升高的现象,称为沸腾换热恶化,也称膜态沸腾。产生沸腾换热恶化的基本原因有两个,一是热负荷高;一是汽水混合物的质量含汽率高。当热负荷太高时,使管子内壁"汽化中心"增多,大量汽泡形成汽膜附着于管壁上,隔绝了水与管壁的接触。此时的热负荷称临界热负荷q lj。当汽水混合物的质量含汽率大到一定程度时,管壁上的连续水膜被撕破,而代之以汽膜与管壁接触。此时的质量含汽率,称临界含汽率x lj。蒸发管在正常情况下是维持一层连续不断的水膜与管壁接触,由于流动着的水膜传热效果好,使管壁受到良好的冷却,壁温不致很高。一旦出现沸腾换热恶化,汽膜取代水膜与管壁接触,热量主要通过汽膜的导热作用而传递到水中。蒸汽的导热性能比水要差很多,使换热系数迅速下降,引起壁温迅速升高,严重时有可能使受热面受到损坏。因此,必须控制热负荷低于临界热负荷,含汽率低于临界含汽率,以防止沸腾换热恶化的出现。

什么是水冷壁?水冷壁的作用是什么?布置在炉膛内壁面上主要用水冷却的受热面,称为水冷壁。它是电站锅炉的主要蒸发受热面。水冷壁的主要作用是:(1)吸收炉内辐射热,将水加热成饱和蒸汽;(2)保护炉墙,简化炉墙结构,减轻炉墙重量,这主要是由于水冷壁吸收炉内辐射热,使炉墙温度降低的缘故;(3)吸收炉内热量,把烟气冷却到炉膛出口所允许的温度 (低于灰熔融性软化温度ST若干度),这对减轻炉内结渣、防止炉膛出口结渣都是有利的;(4)水冷壁在炉内高温下吸收辐射热,传热效果好,故能降低锅炉钢材消耗量及锅炉造价。

蒸汽清洗:目的:利用情节的给水降低溶解在蒸汽中的盐类,即减少蒸汽的溶解性携带。影响因素:(1)给水含盐量越低,清洗效果越好(2)给水与蒸汽的接触程度完善,清洗效果好(3)为了提高蒸汽清洗的效果,应严格控制锅水含盐量并提高汽水分离的效率。(4)给水经清洗装置的数量大,则清洗效果好。

水冷壁的布置方式:垂直管屏、螺旋管圈、

过热器的布置方式、结构形式:(1)按管子排列方式:顺列、错列(2)按蒸汽烟气相对流动方向:顺流、逆流、双逆流、混流(3)按受热面布置方式分:垂直式(立式)、水平式(卧式)。

空气预热器的种类及结构:按传热方式分为:导热式和蓄热式。导热式分为板式和管式,蓄热式主要为回转式空气预热器。根据材料,管式分为铸铁管式、钢管式、玻璃管式等。

钢管式空气预热器的结构:采用立式布置。管箱。(锅炉钢架、空气预热器管子、空气连通罩、导流板、热风道的连接法兰、上管板、预热器墙板、膨胀节、冷风道的连接法兰、下管板)回转式空气预热器可分为受热面回转式和风罩回转式;由外壳、转子、受热元件、密封装置、传动装置、上下轴承座、及其润滑系统组成。

两相流的特性参数:(1)两相流流速:质量流速:单位时间内流经单位流通截面的工质质量成为质量流速;循环流速:循环回路中水在饱和温度下按上升管入口界面计算的水流速度称为循环流速。(2)含汽率:质量含汽率:在汽水混合物中,流过蒸汽的质量流量D与流过工质总的质量流量G之比称为质量含汽率。容积含汽率:流经管子某一截面的蒸汽容积流量与汽水混合物总容积流量之比;截面含汽率:管道断面上蒸汽所占截面与管子总截面之比。(3)两相流的密度

控制循环汽包锅炉的工作原理:主要技术是抵压头循环泵和内螺纹管水冷壁。

直流锅炉的工作原理、特点、流动特性:直流锅炉没有汽包,在给水泵压头的作用下,工质沿锅炉汽水管道流动,顺序一次通过加热、蒸发、过热各个受热面。(强制流动)优点:受热面可自由布置,起停速度快。直流锅炉蒸发受热面的流动特性包括两相流体的水动力不稳定性、并联管圈的流体脉动现象和热偏差。

什么是锅炉散热损失?答:锅炉本体及锅炉范围内的烟风道、汽水管道的表面温度,都高于周围环境温度。因此,热量将有一部分通过表面散失到大气中去,散失的热量称散热损失。

简述降低排烟热损失的方法?答:运行中降低排烟热损失可以从以下几方面考虑:(1)防止受热面积灰和结渣;(2)合理运行煤粉燃烧器,运行参数正常时,一般应投用下层燃烧器;(3)控制送风机入口空气温度;(4)注意给水温度的影响;(5)避免进入炉膛风量过大;(6)注意制粉系统运行的影响

影响机械未完全燃烧热损失的因素有哪些?机械未完全燃烧热损失的大小,受多方面因素的影响,情况较为复杂,其主要影响因素为:(1)燃料特性主要是灰分、水分和挥发分的影响。灰分、水分含量高,q4将增大;挥发分含量高,q4将减小。(2)煤粉细度煤粉细,q4将有所降低。(3)设备情况不同燃烧方式,q4大小差别很大。如层燃炉比煤粉炉要大得多;炉膛容积大小、炉膛形状、燃烧器对煤种的适应情况都对q4有影响。(4)运行水平包括过量空气系数的大小,一二次风率、风速配合情况。适当增大氧量a,可减小q4;一二次风适时混合,保持火焰不偏斜,炉内气流扰动强烈,维持适当炉温,都能有效的降低q4。(5)锅炉负荷锅炉负荷过低,炉内温度下降,燃烧不稳定,q4将上升;锅炉负荷过高,燃料在炉内停留时间缩短,q4也将增大。(6)预热空气温度预热空气温度高,或采用热风送粉系统时,q4将下降。

什么叫热偏差?产生热偏差的主要原因是什么?答:由于诸多因素的影响,最后导致各平行管圈吸热量各不相同,管内蒸汽焓增也各不相同,这一现象称为热偏差。产生热偏差的主要原因是吸热不均和流量不均,其次是结构不均。

什么是直吹式制粉系统?有何特点?答:直吹式制粉系统是指经磨煤机制成的煤粉全部直接吹入炉膛进行燃烧。它的特点是磨煤机的制粉量始终等于锅炉的燃煤量,也就是磨煤机出力是随锅炉负荷变化而变化的。

简述省煤器的作用和结构?答:省煤器是利用排烟余热加热给水的设备,它是许多并列的蛇形管组成,水平布置在尾部烟道内。

锅炉效率计算时须考虑哪几项热损失?答:(1)、机械不完全燃烧热损失。(2)、化学不完全燃烧热损失。(3)、排烟热损失。(4)、散热损失。(5)、炉渣物理热损失。

锅炉原理复习提纲

第一章绪论

第一节锅炉机组的工作过程

1.电站锅炉利用燃料燃烧释放的热能加热给水,以获得规定参数(温度、压力)和品质的蒸汽设备

2.水在锅炉中的汽压过程有哪些,分别在何种受热面中进行

1)预热阶段在省煤器中进行

2)气化阶段在水冷壁、凝渣管、对流管束等蒸发受热面中进行

3)过热阶段在过热器中进行

4)再热阶段在再热器中进行

3. 何为一次风、二次风?

通过空气预热器加热后的空气分成两路,一路是通过燃烧器直接送入炉膛,主要起混合、扰动、强压燃烧的嘴用,称为二次风

另一路通过排粉风机进入磨煤机种,将煤加热和干燥,便于磨粉同时也将磨制好的煤粉输送到燃烧器,送入炉膛,这股携带煤粉的空气称为一次风。

4. 现代电站锅炉的辅助系统有哪些?

1)燃料供应系统;2)煤粉制备系统;3)给水系统;4)通风系统;5)除灰除尘系统;

6)测量及控制系统

第二节锅炉的容量和参数

⒈锅炉容量t/h

即锅炉的蒸发量,指锅炉每小时所产生的蒸汽量

⒉额定蒸发量(ECR)

指在额定蒸汽参数,额定给水温度和使用设计燃料并保证热效率时所规定的蒸发量

⒊最大连续蒸发量(MCR)

在额定蒸汽参数,额定给水温度和使用设计燃料,长期连续运行时,所能达到的最大蒸发

量。

⒋容量系列

发电功率MW MCR(t/h) 给水温度汽温汽压MPa

300,600 1025,2008 260~290 540/540 17.5

第三节锅炉分类

⒈按燃烧方式

①火床炉

固体燃料以一定厚度分布在炉排上进行燃烧的方式称为火床燃烧方式,型式链条炉、推动炉排炉、双层炉排炉、人工炉,其中推动、双层不适应大容量锅炉发展需要

②室燃炉

燃料以粉状、雾状或气态随同空气喷入炉膛中进行燃烧的方式,型式煤粉炉、燃油锅炉、燃气锅炉

③旋风炉

燃料和空气在高温的旋风筒内高速旋转,细小的燃料颗粒在旋风筒内悬浮燃烧,而较大的燃料颗粒被甩向筒壁液态渣膜上进行燃烧的方式立式、卧式液态排渣

④流化床锅炉

流化床燃烧方式是燃料颗粒在大于临界风速(由固定床转化为流化床的风速)的空气流速作用下,在流化床上呈流化状态的燃烧方式,型式鼓泡流化床、循环流化床(有可能实现锅炉的大型化)

循环流化床:在炉膛出口安装一个高效率的分离器,将气流中的固态颗粒分离出来,再用固体物料回送装置回送至炉膛底部,继续在床内燃烧,并维持炉内流化床燃料总量不变的连续工作状态

优点:a燃料适应性广,能燃劣质煤

b在燃烧过程中能有效控制有害气体NO x和SO2的生成和排放

c燃烧热强度大,能缩小炉膛体积

d床内传热能力强,能节省受热面的金属消耗

e负荷调节性能好,且调节范围大

f灰渣可以综合利用

⒉按工质流动方式分

①自然循环锅炉

蒸发受热面内的工质,依靠下降管中的水与上升管中的汽水混合物之间的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉特点:a汽水流动特性比较简单

b水冷壁管子应尽量减少弯头,以减少流动阻力

c气包中装有汽水分离装置

d锅炉的水容量及相应的蓄热能力较大

e水冷壁上升管出口的含汽率较低

f金属消耗量较大

⒉强制循环锅炉

蒸发受热面内工质除了依靠汽水混合物的密度差以外,主要依靠锅炉水循环泵的压头进行循环

特点:①循环推动力比自然循环大几倍

②蒸发受热面工质可采用较高质量流速

③蒸发受热面内受热较弱的管子不易发生循环停滞或倒流等故障

④在锅炉启停期间,可使各承压部件得到均匀的加热或冷却

⑤增加了投资和运行费用

⒊直流锅炉

给水靠水泵的压头,一次通过锅炉各受热面产生蒸汽

特点:没有汽包

①水的加热、蒸发、过热的受热面没有固定的界限

②受热面内工质不构成循环,也无汽水分离问题

③蓄热能力比汽包锅炉大为降低

④对给水品质要求很高

⑤受热面中会出现流动不稳定,脉动等问题

⑥锅炉蒸发受热面管内的损热有可能处于膜态沸腾状态

⑦启动和停炉较快

⑧在启动过程中要有专门的系统,以便有足够水量通过蒸发受热面

⑨要消耗较多水泵功

第二章锅炉受热面

⒈过热器和再热器具有什么特点

①过热器、再热器出口处工质已达其在锅炉中的最高温度

②过、再内工质压降不能太大:过↑→汽包工作压力↑→材料制作成本↑

再↑→出口蒸汽压力↓→经济性↓

③冷却条件较差

④出口气温将随负荷改变而改变

⑤烟气流速不能太低

⑥必须设计可靠的减温减压旁路系统

⒉过热器再热器为何容易爆管?

过热器和再热器的冷却条件较水冷壁和省煤器差。由于亚临界以下参数的蒸汽密度比水小,特别是再热蒸汽密度更小,在相同条件下,管壁与蒸汽之间的放热系数就小,蒸汽对管壁的冷却能力就差,且过热器与再热器温度又处在锅炉中最高,因此~

⒊旁路系统,排气系统作用

在锅炉点火升炉或汽机甩负荷时,过热器再热器中没有蒸汽通过,管壁会由于得不到冷却而产生爆管或烧损。因此~

⒋回转式空气预热器的优缺点及漏风的危害

①优点:结构紧凑;节省钢材;耐腐蚀性能好;受热面受到磨损、腐蚀时,不增加空气预热器的漏风量,且为组装式受热面更换方便

②缺点:结构复杂;漏风系数稍大

③危害:送入炉膛的风量不足,严重时引起锅炉出力下降

q3、q4上升,锅炉效率降低

由于供氧量不足,形成还原性气氛,结渣,高温腐蚀增大

送风机引风机电耗增大

④减少漏风措施:设计和制造良好的密封装置

第四章锅炉燃料

⒈何为煤的元素分析、工业分析

①元素分析:对煤中碳碳氢氧氮硫五种元素分析的总称,煤的元素分析结果用各种元素的质量百分数表示

②工业分析:分析煤中水分、挥发分、固定碳和灰分等四中成分的质量百分数(几种表示方法)

⒉何为煤的低位发热量,高位发热量?

①高位发热量Qgr:煤样在氧弹内燃烧时产生的热量减去硫和氮生成酸的校正值后所得的热量,称为高位发热量。高是煤在空气中完全燃烧时所放出的热量,能表征煤作燃料使用时的主要质量

②低位发热量Qnet:煤的高位发热量减去煤样中水和氢燃烧生成的水蒸发潜热后的热值,这是锅炉运行中煤的有效发热量

⒊为何定义标准煤,何为标准煤?

在工业上为核算企业对能源的消耗量,统一计算标准,便于比较和管理,采用标准煤的概念

发到基低位发热量为29270kj/kg的燃料(7000kal/kg)称为标准煤。

⒋用来表示煤灰的熔融性的三种形态对应的特征温度

①变形温度DT:灰锥顶端开始变圆或弯曲时的温度

②软化温度ST:灰锥锥体至锥顶触及底板或锥体变成球形,或高度等于或小于底长的半球形时所对应的温度

③流动温度FT:锥体熔化成液体或展开成厚度在15mm以下的薄层,或锥体逐渐缩小,最后接近消失时对应的温度

⒌影响煤灰熔融性的因素分析

①煤灰的化学组成

煤灰的化学组成比较复杂,通常以各种氧化物的百分含量表示,一般认为,煤会中的能提高灰熔点,而煤灰中的碱性氧化物,则会使灰熔点降低

②煤灰周围高温介质的性质

高温介质主要有两种:一是氧化性介质,二是弱还原性介质,介质的性质不同,灰渣中的铁具有不同形态,其在氧化性,还原性介质中熔点较高在弱还原性介质中熔点较低

⒍煤的常规特性对锅炉工作的影响

①挥发分的影响

煤的挥发分是由各种碳氢化合物一氧化碳、硫化氢等可燃气体,二氧化碳和氮等不可燃气体以及少量的氧气组成,挥发分燃烧时放出热量的多少,也取决于挥发分的含量及其组成成分,挥发分愈多的煤,愈容易着火,燃烧也易于完全

②水分的影响

水分多会a燃料燃烧时放出的有效热量降低

B增加着火热,使着火推迟

C降低炉内温度,使着火困难,燃烧不易完全

D为低温受热面的积灰腐蚀创造了条件

E机械和化学不完全燃烧热损失升高,排演损失升高,引风电耗升高,热效率降低

F对过热汽汽温也有影响

G原煤水分过多,会给煤粉制备增加困难

③灰分的影响

煤中的灰分是有害成分,灰分含量增加:

A降低发热量,使理论燃烧温度降低

B使煤不易燃尽,增加不完全燃烧热损失

C使炉膛温度下降,燃烧不稳定

D烟速高,磨损受热面;烟速低,形成受热面积灰,增大排烟热损失

E使炉内结渣,金属腐蚀严重

F增加煤粉制备能量消耗

G造成环境污染

④灰渣熔融性的影响

它是造成炉膛结渣高温对流受热面沾污和结渣的主要根源

⑤硫分的影响:S↑,低温腐蚀严重;煤粉自燃倾向增大

⒎煤的分类

以干煤无灰基挥发分作为分类指标

第三章燃烧过程物质平衡和锅炉热平衡

⒈理论空气量:1kg燃料完全燃烧时所需的最少空气量(空气中没有剩余氧)

⒉过量空气系数:实际空气量与理论空气量之比

⒊炉膛漏风系数:漏风量与理论空气量之比

⒋锅炉热平衡:在稳定运行状态下,锅炉输入热量与输出热量及各项热损失之间的热量平衡

Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6

Qr:锅炉输入热量;Q1:锅炉有效利用热量;Q2:排烟热损失;Q3:可燃气体不完全燃烧热损失;Q4:固体不完全燃烧热损失;Q5:锅炉散热损失;Q6:其他热损失

⒌q1+q2+q3+q4+q5+q6=1

影响q4的主要因素有:①燃料性质②燃烧方式③炉膛型式和结构④燃烧器设计和布置⑤炉膛温度⑥锅炉负荷⑦运行水平⑧燃料在炉内的停留时间与空气的混合情况

⒍影响排烟热损失q2的主要因素:①排烟温度②烟气容积③在各次损失中第二大

第五章煤粉制备系统

⒈煤粉细度R x(R x越大,煤粉越粗)在孔径为X的筛子上的筛后剩余量占筛分煤粉试样的百分数

⒉煤粉经济细度

使锅炉不完全燃烧热损失(q2+q3+q4)磨煤电耗、金属磨损量的总和最小下的煤粉细度

⒊哈氏可磨性指数HGI

⒋中速磨的结构,优缺点

中速磨(RP型、MPS型、E型)沿高度方向自上而下分为四部分:驱动装置、辗磨部件、干燥分离空间、煤粉分离和分配装置

优点:①启动迅速,调节灵活②磨煤电耗低③结构紧凑④金属磨损量小

缺点:①对原煤带入的三块(石、铁、木)敏感性强,易引起震动和部件损坏②磨煤机结构复杂,运行检修技术水平要求高③不能磨制磨损水平高的煤种④对煤的水分要求高,当水分过高时,煤将被压成饼状,影响磨煤出力⒌双进双出钢球磨特点:

①两端空心轴既是热风和原煤的进口,又是气粉混合物的出口②设有微动装置,在短时间停机时,不必将筒内剩煤排空③运行中磨煤机存煤量不随负荷变化④出力不是靠调整给煤机来控制,而是靠调整一次风量来控制⑤风煤比不随负荷变化⑥与单进单出相比,缩小了体积,减小了占地面积增加了通风量,降低功率消耗

⒍双进双出钢球磨正压直吹式制粉系统优点

①煤种适用性广;②备用容量小;③影响锅炉负荷变化性能好;④负荷调节范围大;⑤煤粉细度稳定,不受负荷变化影响;⑥具有较低风煤比,一次风煤粉浓度高,利于低挥发分煤的燃烧

⒎中间储仓式煤粉系统直吹式制粉系统比较

中间储仓式直吹式

可靠性高系统简单投资少

响应负荷变化好设计时需较大的设备储备容量

最经济出力下运行负荷变化时需从给煤机开始调节,响应慢

系统相对复杂中速磨↑

投资运行费用高双进双出钢球磨响应快

第五章燃烧过程的基本理论

⒈燃烧过程的四个阶段:①预热干燥阶段②挥发分析出并着火阶段③燃烧阶段④燃尽阶段

⒉动力燃烧区与扩散燃烧区

在燃烧过程中,当燃烧反应的温度不高时,化学反应速度不快,此时氧的供应速度远大于化学反应中氧的消耗速度,亦即扩散能力远大于化学反应能力,这时燃烧工况所处区域称为动力燃烧区。

如果影响燃烧过程进行速度的主要因素是扩散,化学反应能力远大于扩散能力,这时的燃烧区域称为扩散燃烧区域

⒊煤粉燃烧特点

对于现代化煤粉炉,燃用的煤粉颗粒很小,炉膛温度又高,因此煤粉在炉膛中的加热速度很快,挥发分的析出,着火与碳着火燃烧几乎是同时的,甚至可能是极小的煤粒首先着火燃烧然后才是挥发分的热分解析出和着火燃烧⒋卫燃带作用

减少水冷壁吸热→减少燃烧过程散热→提高燃烧器区域的温度水平→改善煤粉气流的着火条件☆结渣的发源地

⒌一次风量和一次风速

一次风量↑→↑着火热;↓→↓着火热,太低会使化学反应速率↓☆煤质差时,适当↓

一次风速↑使着火距离↑;↓烧坏喷口,煤粉管道堵塞

⒍燃烧完全的条件

最佳值是使(q2+q3+q4)最小;②适当高的炉温;③空气和煤粉的良好扰动和①供应充足而又合适的空气量,"

l

混合;④在炉内要有足够的停留时间

第六章煤粉炉及燃烧设备

⒈对煤粉炉燃烧器的基本要求

①使煤粉气流稳定的着火;②着火以后,一、二次风能及时合理的混合,确保较高燃烧效率;③火焰在炉内充满程度好,且不会冲刷墙壁;④有良好的燃料适应性,负荷调节范围;⑤阻力较小⑥能减少NO x生成,减少对环境污染

⒉四角切圆燃烧方式的优缺点

①上游邻角气流的加热作用,加之本身卷吸,着火条件优越着火稳定性好;②在整个炉内形成强烈的旋转,扰动混合好,利于燃烧和燃尽;③(强烈的湍流扩散和良好的炉内空气动力结构)烟气在炉内充满程度好炉内热负荷分布均匀;④负荷调节灵活;⑤炉膛结构简单;⑥采用摆动式燃烧器,可通过上下摆动调节气温;⑦便于进行分段送风,组织分级燃烧,从而抑制NO x生成;⑧火焰容易刷墙;⑨残余旋转(烟温过高)

⒊切圆燃烧时,如何防止炉内气流的偏斜

①针对燃用煤种特性,正确选择假想切圆的合理直径;②平衡射流两侧的补气条件,使两侧压差变小;③在燃用低挥发分煤时,采取燃烧器各喷口边缘间的间距升高的办法,来减小喷口出来的狭长行射流两侧的静压差,以防止射流过分偏斜

⒋“三高区”:一次风喷口附近,局部高温,高煤粉浓度,适当高的氧浓度

⒌浓淡分离作用→提高燃烧器出口局部的煤粉浓度

①加快煤粉气流的着火;②促进、稳定着火;③使一次风煤粉气流着火温度降低;④缩短了着火距离,利于燃尽;

⑤提高了火焰传播速度

⒍WR型燃烧器结构特点,稳燃机理

煤粉喷嘴的一次风道与煤粉管道的连接处有一个弯头其中间的水平肋片将气流分成浓淡两段,在煤粉喷嘴出口处装有一个扩流锥

浓淡分离提高了煤粉喷嘴出口处上部气流中煤粉浓度,可稳定着火。

扩流锥可以在喷嘴出口形成一个稳定的回流区,使高温烟气不断稳定回流到煤粉火炬的根部,以维持气流的稳定着火。

7.W型火焰燃烧方式对燃用低挥发分的煤是有效的

1)燃烧中心在煤粉喷嘴出口附近,提高了火焰根部的温度水平

2)前后墙提供着火热

3)Ⅱ燃带布置

4)空气可沿火焰行程加入,易于分级配风,分段燃烧

5)炉膛内火焰行程较长,增加了煤粉在炉内停留时间

8 高温腐蚀和低温腐蚀。

受热面上的高温烧结性积灰中含有低于熔点的复合硫酸盐或硫化物的腐蚀

烟气流过低于露点的受热面时,硫酸蒸汽在其上凝结成酸液,使金属腐蚀

第八章过热器和再热器的运行问题

一 1.过热器与再热器的汽温特性(负荷)

1)过热器:辐射式过热器:随锅炉负荷的增加,蒸汽流量增加的比例比炉膛辐射热增

加的比例大,蒸汽焓增减少,出口汽温下降

对流式过热器:随着负荷的上升,炉膛出口烟温上升,烟气流量上升,蒸汽换热增强,焓增变大,出口汽温上升

2)再热器:负荷上升时,与过热器相同。

负荷下降时,再热器入口汽温下降A对流,比过热器降得快

B辐射,比过热器降得慢

2.给水温度对汽温的影响

给水温度下降A对流式再,过:出口汽温上升

B辐射:基本不变

3.过量空气系数对汽温的影响

过量空气系数上升时A辐射式:下降

B对流式:上升

4.火焰中心位置对汽温影响

上移:使出口汽温上升

5.燃料对汽温影响

水分上升时A辐射:下降

B对流:上升

6.受热面沾污对汽温影响

A炉膛水冷壁→↑

B过,再→↓

二蒸汽温度调节方法

1喷水减温

2汽—汽热交换器

3蒸汽旁通法

4烟气再循环法

5分隔烟道挡板调节法

6改变火焰中心位置

三什么叫热偏差

由于流量不均,结构不同,吸热不均,导致各平行管圈吸热量各不相同管内蒸汽的焓增也不相同,这一现象称为过热器(再热器)的热偏差

第九章尾部受热面的运行问题

1 防止,减轻积灰的措施

1)设计时选择合理的烟气流速

2)采用小管径和错列布置

3)正确设计和布置吹灰装置

2 尾部受热面的防磨措施

1)设计时合理选择烟气流速

2)降低速度分布不均匀和飞灰浓度分布不均匀

3)在磨损严重的部位装置防磨装置

4)局部磨损严重的管排改用厚壁管

5)降低烟气中飞灰浓度

6)采用膜式或鳍片式省煤器

7)采用较大的管排横向节距

8)采用较低的过量空气系数,减少炉膛和烟道的漏风量

9)减小灰粒直径

10)采用自下向上的烟气流动方式

3 烟气露点

当烟气中的硫酸蒸汽开始冷凝时对应的热力学露点,既是烟气露点

4防止低温腐蚀的措施

1)采用低氧燃烧技术

2)控制锅炉燃烧温度水平,减少SO3生成量

3)避免和减少尾部受热面漏风

4)加添加剂

5)定期冲洗

第十章自然循环

1.循环倍率

进入上升管循环水量与上升管出口产汽量之比

物理意义:上升管产生一公斤蒸汽带动几公斤水进入上升管

2传热恶化

第一类传热恶化

当热负荷很高时,管子内壁气化核心数急剧增加,汽泡形成速度超过汽泡脱离速度,使管子壁面形成一个连续的蒸汽膜,壁温急剧升高,这种由核态沸腾转变为膜态沸腾的传热恶化称为第一类传热恶化

第二类传热恶化

当质量含汽率很大时,出现了液雾状流动结构,这时管中连续的水膜被撕破,对流放热系数大大下降,管壁温度大大升高,这一现象称为第二类传热恶化

3.自然循环锅炉的三大故障

1)停滞

2)倒流

3)下降管带汽

4自然循环的自补偿特性

在自然循环锅炉中不希望出现平均吸热量增加而平均循环流速下降的情况,受热强,循环流速大,受热弱,循环流速小

5才用内螺纹管,扰流子能推迟,抑制传热恶化的原理

1)引导贴壁层流体旋转,使壁面上难以形成连续蒸汽膜,即使形成,由于汽膜受到扰动也增加其传热能力2)引导中心汽流旋转,可使更多水滴落到壁面上,使壁面上水滴不易蒸干

第十二章蒸汽净化

1.蒸汽含盐量对锅炉工作的影响

含盐量较大时,形成盐垢A使阻力增大,影响流动

B使热阻增大,影响传热,严重时发生爆管

C沉积在阀门中,使其关闭不严,动作不灵

2.何为机械携带,选择携带

蒸汽通过带水而污染称为机械携带

蒸汽通过直接溶盐而污染称为选择携带

3.减少蒸汽中硅化物含量的方法

1)减少锅水中硅化物含量,补给水除硅,防止凝汽器泄漏

2)控制锅水的PH值,使硅化物以H2SiO3形式存在

4.何为蒸汽清洗

蒸汽离开汽包之前,让从锅水中出来的蒸汽再与干净的给水进行接触,即蒸汽通过给水进行清洗

5.排污

放掉一部分浓缩的锅水,即排掉一部分盐份,代之以比较干净的给水,用以维持锅水品质

第十四章炉膛传热计算

理论燃烧温度

如果燃料完全燃烧的热量用来加热燃烧产物而不与炉壁发生热交换,在这种绝热状态下燃烧产物所能达到的最高温度称为理论燃烧温度

※(C)图

风率