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第一章 绪论1、电站锅炉本体由哪些部件组成？答：其组成主要包括“炉”和“锅”两部分。“炉”主要包括炉膛、燃烧器、空气预热器、烟道和钢架等。“锅”主要包括汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器和省煤器等受热面。2、电站锅炉的辅助设备主要有哪些？答：锅炉的附属设备主要有：送风机、引风机、给煤机、磨煤机、排粉机、除尘器、烟囱、监测仪表及自控装置。5、火力发电厂中存在哪几次能量转换？各在什么设备中完成？答：火力发电厂存在着三次能量转换，其中在锅炉中燃料的化学能转化为蒸汽的热能，在汽轮机中蒸汽的热能转化为轴的机械能，在发电机中机械能转化为电能。第二章 燃料1、什么是折算成分？引入折算成分有什么意义？答：折算成分是指相对于每4190KJ/Kg收到基低位发热量的成分。燃料中的水分、灰分和硫分对燃料的燃烧和锅炉运行都有不利的影响。但只看含量的质量百分数，不能正确估价它们对锅炉工作的危害程度。例如，一台锅炉在同一负荷下，分别烧灰分相同、发热量不同的两种燃料时，发热量低的燃料耗量就大，带入炉内的总灰量多，危害也就大。因此，为准确反映杂质对锅炉工作的影响，需将这些杂质的含量与燃料的发热量联系起来，从而引入了折算成分。2、什么是标准煤？为什么要引入标准煤的概念？答：规定收到基低位发热量Qarnet。p=29270kJ/kg的煤为标准煤。由于各种煤的发热量差别很大，在发电厂或锅炉负荷不变时，当燃用低发热量的煤时耗量就大，而燃用高发热量的煤时耗量就小。故不能只用煤耗量大小来比较各发电厂或锅炉的经济性。为便于各发电厂进行经济性比较、计算煤耗量与编制生产计划，引入了标准煤的概念。3、分析灰的熔融性有什么意义？影响灰熔融性的因素有哪些？答：意义在于可根t1、t2、t3三个特征温度指标来判断煤在燃烧过程中结渣的可能性。实践表明对于固态排渣煤粉炉，当t21350时造成炉内结渣的可能性不大。为了避免炉膛出口结渣，炉膛出口烟温l应低于t2，并留有50-100的余量。对液态排渣煤粉炉，当t21350时,不能进行顺利排渣。影响因素主要有灰的组成成分及各种成分含量比例大小的影响，它是决定灰渣熔融特性最基本因素；其次是受灰渣周围介质的性质的影响和烟气中灰的含量的影响。4、煤中水分的存在对锅炉工作有哪些影响？答：（1）煤中水分的存在，使煤中的可燃质相对减少，降低了煤的低位发热量；（2）在燃烧过程中，因水汽化吸热降低了炉膛温度，不利于燃烧，燃烧热损失增大；（3）水变成水蒸汽后，增大了排烟容积，使排烟热损失增大，且使引风机电耗增加；（4）因烟气中水蒸汽增加，加剧了尾部受热面的积灰与腐蚀；（5）原煤水分过多，引起煤粉制备工作的困难，易造成煤仓及给煤设备的堵塞现象。5、煤中灰分的存在对锅炉工作有哪些影响？答：（1）煤中灰分的存在，使煤中可燃质减少，降低了煤的低位发热量；（2）在燃烧过程中，灰分防碍了可燃质与氧的接触，不利于燃烧，使燃烧损失增大；（3）燃烧后使烟气中含灰量增大，使受热面积灰、结渣和磨损加剧；（4）原煤含灰量增大，增加了开采、运输和煤粉制备的费用；（5）灰分排入大气，造成对大气和环境的污染。6、什么是挥发分？挥发分的存在对锅炉工作有哪些影响？答：失去水分的煤样，在规定条件下加热到一定温度后煤中有机质分解而析出的产物称为挥发分。由于挥发分主要是由一些可燃气体组成，所以其含量的大小对燃烧过程的发生和进展有较大的影响。在燃料的着火阶段，首先是挥发分着火，其燃烧放出的热量加热了焦碳，使燃烧迅速；同时，挥发分析出时使焦碳疏松，形成孔隙，增加了与氧接触的面积，有利于燃料的燃烧和燃尽。所以，挥发分常被作为锅炉燃烧设备的设计、布置及运行调整的重要依据，也作为对煤进行分类的主要依据。7、煤中的固定碳，焦碳和煤中含碳量是否相同？为什么？答：这三者是不相同的。焦碳包括固定碳和灰分两部分；煤中含碳量包括固定碳和挥发物中的碳；而固定碳仅是煤中含碳量的一部分。；哟0/；。哦，/哦哦。，。8、煤的元素分析成分有哪些？哪些是可燃元素？其中可燃硫会给锅炉工作带来什么危害？答：（1）煤的元素分析成分有碳、氢、氧、氮、硫。（2）其中硫、氢、碳是可燃元素。（3）可燃硫的燃烧产物SO2和SO3，将对低温受热面造成低温腐蚀；能使水冷壁、过热器、再热器产生高温腐蚀；煤中的硫铁矿（FeS2）还会加剧磨煤部件的磨损；SO2和SO3排入大气后会造成严重的大气污染。1、已知：某种煤的组成成分如下：Mar=5.00%，Ad=20.00%，Cdaf=90.80%，Hdaf=3.80%，Odaf=3.10%，Ndaf=1.30%，Sdaf=1.00%，求：该煤的收到基组成。解：由干燥基换算到收到基的换算系数为k1=（100-Mar）/100=（100-5.0）/100=0.95则煤的收到基灰分Aar=k1Ad=0.9520.00=19.00%由干燥无灰基换算到收到基的换算系数为k2=（100-Aar-Mar）/100=（100-5.0-19.00）=0.76则煤的收到基组成为Car=k2Cdaf=0.7690.80=69.01%Har=k2Hdaf=0.763.80=2.89%Oar=k2Odaf=0.763.10=2.36%Nar=k2Ndaf=0.761.30=0.99%Sar=k2Sdaf=0.761.00=0.76%验算：Car+Har+Oar+Nar+Sar+Mar+Aar=69.01+2.89+2.36+0.99+0.76+5.00+19.00=100.01%2、已知：Qarnet。p=20935kJ/kg，Mar=15%，Aar=10%，Sar=2%，求：MZS=？AZS=？SZS=？解：MZS=4190Mar/Qarnet。p=419015/20935=3.0%AZS=4190Aar/Qarnet。p=419010/20935=2.0%SZS=4190Sar/Qarnet。p=41902/20935=0.4%答：MZS=3.0%，AZS=2.0%，SZS=0.4%。3、已知：某台锅炉实际燃煤量为30t/h，其发热量Qarnet。p=14655kJ/kg，求：该台锅炉每小时标准燃煤量Bb=？解：Bb=BQarnet。p/29270=30100014655/29270=15020.5kg/h=15.02t/h答：该锅炉每小时标准燃煤量为15.02t/h。第三章 燃料燃烧计算1、在1的条件下，完全燃烧或不完全燃烧时烟气各由哪些成分组成？答：完全燃烧时由二氧化碳、氧气、氮气、二氧化硫和水蒸汽组成；不完全燃烧时，烟气除上述成分外，还有一氧化碳。2、烟气成分分析的原理是什么？测出的数值有何实际意义？答：测定烟气成分常用奥氏烟气分析器。它利用化学吸收法按容积百分数测定干烟气组成气体成分百分含量。根据烟道某处测出的RO2、O2、CO值可求出该处的干烟气容积Vgy和过量空气系数的值，据此分析燃烧工况及确定烟道的漏风情况。3、在对烟气成分进行分析时，测定的成分为什么是以干烟气容积为基准？答：在成分测定过程中，含有水蒸汽的烟气经过过滤后再和量管中水接触，使其成为饱含水蒸汽的饱和气体，在等温等压下饱和气体中所含水蒸汽的容积百分比是一定的，或说水蒸汽和干烟气的容积比例是一定的。因此，在选择吸收过程中，随着某一成分被吸收，水蒸汽成比例的凝结掉，这样，量管中表明的读数就是干烟气成分的百分比。4、什么是实际空气量？为什么按实际空气量供应空气？答：实际空气量等于理论空气量加过量空气。燃料在炉内燃烧时，可燃质空气中氧气很难达到理想的混合，如仅按理论空气量供应空气，必然有一部分可燃质得不到氧或缺氧燃烧，使不完全燃烧损失增大。因此，应按实际空气量供应空气，增加两者混合机会，减少不完全燃烧损失。1、分析公式=21/（21-O2）与=RO2max/RO2在锅炉运行中有何实用意义？答：在锅炉运行中，燃料燃烧所需风量的多少常用炉膛出口处的过量空气系数来表示。过量空气系数直接影响锅炉运行的经济性，准确、迅速的测定它，是监督锅炉经济运行的主要手段。由于这两个公式分别反应了过量空气系数与烟气中的氧及二氧化碳的含量的关系。如果燃料一定，根据燃烧调整实验可以确定对应于最佳过量空气系数下的RO2和O2的数值，运行中用氧量表或二氧化碳表测定并保持这样的数值就可以使锅炉处在经济工况下运行，从而实现对运行锅炉的过量空气系数的监督和调整。2、分析空气量（V0，Vk，V），烟气量（Vy，Vy0，Vgy）和组成气体（VH2O，V0H2O，VRO2，VN2，V0N2，RO2，O2，CO、N2，rRO2，rH2O）随的变化如何变化？答：（1）空气量中的V0是理论空气量，它决定于燃料的性质，不随的变化而变化，Vk，V都随的增加而增加，随的减小而减小；（2）烟气量中的Vy0是理论烟气量，它也决定于燃料的性质，不随的变化而变化，而Vy和Vgy都随的增加而增加，随的减小而减小；（3）烟气组成中V0H2O、VRO2、V0N2不随的变化而变化，VH2O、VN2、N2、O2随的增加而增加，随的减小而减小；RO2、rRO2、rH2O都随的增加而减小，随的减小而增大；CO虽然也随的增加而减小，随的减小而增大，但过大时，CO反而会增大。1、推导理论空气量的计算公式。解：由燃烧反应可得：1kgC完全燃烧需1.866Nm3O21kgH完全燃烧需5.556Nm3O21kgS完全燃烧需0.7Nm3O2而1kg燃料中含C、H、S的质量分别为Car/100、Har/100、Sar/100kg，所以1kg燃料完全燃烧需氧的体积为：1.866Car/100+5.556Har/100+0.7Sar/100Nm3由于1kg燃料中含有Oar/100kg的氧气可以助燃，且标况下氧气的密度为1.429kg/Nm3，即1kg燃料中含氧气的体积为0.7Oar/100Nm3，所以实际从空气中取氧气的体积为：V0O2=1.866Car/100+5.556Har/100+0.7Sar/100-0.7Oar/100Nm3由于氧气在空气中的容积份额为21%，所以1kg燃料完全燃烧时的理论空气量为：V0=（1.866Car/100+5.556Har/100+0.7Sar/100-0.7Oar/100）/0.21=0.0889（Car+0.375Sar）+0.265Har-0.0333OarNm3/kg2、某锅炉燃京西无烟煤，其特性如下：Cdaf=94%，Hdaf=1.4%，Odaf=3.7%，Ndaf=0.6%，Sdaf=0.3%，Aar=24%，Mar=4%。燃料特性系数=0.024，当过量空气系数为1.1时，求实际空气量。解：（1）先求收到基成分：干燥无灰基换算到收到基的系数为：（100-Aar-Mar）/100=（100-24-4）/100=0.72则收到基成分为Car=0.72Cdaf=0.7294=67.68%Har=0.72Hdaf=0.721.4=1.008%Oar=0.72Odaf=0.723.7=2.664%Nar=0.72Ndaf=0.720.6=0.432%Sar=0.72Sdaf=0.720.3=0.216%（2）求理论空气量：V0=0.0889（Car+0.375Sar）+0.265Har-0.0333Oar=0.0889（67.68+0.3750.216）+0.2651.008-0.03332.664=6.202Nm3/kg（3）求实际空气量：VK=V0=1.16.202=6.8226Nm3/kg答：实际空气量VK=6.8226Nm3/kg3、某锅炉燃煤的特性系数=0.11，运行中测知省煤器前后的RO2值分别为14.3%及14%，（或O2值分别为4.3%及4.6%）。求该省煤器处的漏风系数。解：解（一）：RO2max=21/（1+）=21/（1+0.11）=18.92%=RO2max/RO2=18.92/14.3=1.323=RO2max/RO2=18.92/14=1.351=-=1.351-1.323=0.028解（二）：=21/（21-O2）=21/（21-4.3）=1.257=21/（21-O2）=21/（21-4.6）=1.280=-=1.280-1.257=0.023答：省煤器漏风系数=0.023或0.0284、已知理论干烟气量V0gy，导出实际烟气量计算式。解：（1）先求理论烟气量Vy0Vy0=V0gy+V0H2O（2）求VyVy=Vy0+（-1）V0+0.0161（-1）V0=Vy0+1.0161（-1）V0=V0gy+V0H2O+1.0161（-1）V0=V0gy+VH2O+（-1）V05、已知：Vy=6.5Nm3/kg，VH2O=0.5Nm3/kg，VRO2=0.9Nm3/kg，VCO2=0.24Nm3/kg，求三原子的容积份额。解：rRO2=VRO2/Vy=0.9/6.5=0.1385rH2O=VH2O/Vy=0.5/6.5=0.0769r=rRO2+rH2O=0.1385+0.0769=0.2154答：r=0.2154第四章 锅炉热平衡1、写出锅炉热平衡式的两种表达式，并说明式中各项名称是什么？答：锅炉热平衡的两种表达式为：Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6kJ/kg100=q1+q2+q3+q4+q5+q6%在以上两式中：Qr为输入热量，kJ/kgQ1或q1-有效利用热量，kJ/kg或%Q2或q2-排烟热损失，kJ/kg或%Q3或q3-气体（化学）不完全燃烧热损失，kJ/kg或%Q4或q4-固体（机械）不完全燃烧热损失，kJ/kg或%Q5或q5-散热损失，kJ/kg或%Q6或q6-灰渣物理热损失，kJ/kg或%2、提高锅炉热效率时为什么不能把排烟温度降得很低？答：降低排烟温度可以降低排烟热损失，提高锅炉热效率，节约燃料消耗量，但降低排烟温度必须增加尾部受热面，增加了锅炉的金属消耗量和烟气流动阻力。另一方面，由于烟温太低会引起尾部受热面酸性腐蚀，特别是燃用硫分较高的燃料时，这种腐蚀更为严重。因此提高锅炉效率不能把烟温降的过低。3、现代电站锅炉常用什么方法求热效率，为什么？答：现代大型电站锅炉一般采用反平衡法求热效率，因为采用反平衡法有利于发现影响热效率低的原因，有利于分析和研究并找出降低热损失或提高热效率的途径，另外，大容量锅炉的燃料消耗量难以准确测定，采用正平衡法求热效率也比较困难。所以电站锅炉一般用反平衡法求热效率。4、说明影响排烟热损失的主要因素及降低排烟热损失的措施是什么？答：影响q2的主要因素是排烟焓的大小，而影响排烟焓的主要因素是排烟容积和排烟温度。措施：（1）选择合理的排烟温度及合理的过量空气系数。尽量的降低排烟温度及排烟容积。（2）运行中尽量减少炉膛及烟道漏风。因为漏风不仅会增大排烟容积，还可能使排烟温度升高。（3）运行中应及时对受热面吹灰打焦，经常保持受热面的清洁。因为受热面积灰和结渣会使传热减弱，促使排烟温度升高。5、固态排渣煤粉炉输入热量Qr包括哪些热量？为什么不包括QK？答：固态排渣煤粉炉的输入热量包括燃料的收到基低位发热量和显热，用外来热源加热燃料或空气时所带入的热量。QK是来自锅炉本身烟气的热量，是锅炉的循环热量，所以不应计入锅炉的输入热量中。6、说明影响q4的主要因素及降低q4的措施有哪些？答：影响q4的主要因素是灰渣量和灰渣中残碳含量。灰渣量主要与燃料灰分含量有关，灰渣中残碳含量与燃料性质、燃烧方式、炉膛结构、锅炉负荷及司炉操作水平有关。为了减小q4，应有合理的炉膛结构，有结构性能良好的燃烧器，有较好的的配风工况和混合条件。此外，还应有足够高的炉膛温度等。7、燃料消耗量与计算燃料消耗量有何不同？各应用于什么场合？答：燃料消耗量是指每小时锅炉所消耗的燃料量。经过q4修正后的燃料消耗量称为计算燃料消耗量。在进行燃料运输系统、制粉系统的计算时用燃料消耗量。在燃料的发热量、空气需要量、烟气容积等的计算时用计算燃料消耗量。1、对于固态排渣煤粉炉，分析如何提高锅炉热效率？答：要提高固态排渣煤粉炉热效率，首先是减少q2，q3和q4损失，尤其是减少q2和q4热损失。其次是考虑减少q5热损失，q6热损失一般不考虑，只有当AarQarnet。p/418%时才考虑.减少q2热损失：（1）要保持设计排烟温度运行，受热面积灰、结渣等会使排烟温度升高，因此应定期吹灰，及时打渣，经常保持受热面清洁；（2）要减少排烟容积，消除或尽量减少炉膛及烟道漏风，漏风不仅增大排烟容积，而且还可能使排烟温度升高，故应维持最佳过量空气系数运行并减少漏风等。减少q4热损失：（1）要有合理的炉膛结构（适当的空间和高度）和性能良好的燃烧器及合理布置，使气粉在炉内有较好的混合条件和较长的停留时间；（2）要保证最佳煤粉细度和较大的均匀度；（3）要保持最佳过量空气系数运行；（4）要保持较高的炉温等。减少q3热损失：（1）要有合理的炉膛结构和性能良好的燃烧器及合理的布置，使炉内有良好的空气动力工况；（2）要保持最佳的过量空气系数运行；（3）要有较高的炉温等。减少q5热损失：（1）采用保温性能良好的隔热材料；（2）要有合理完善的保温结构。2、分析锅炉炉膛漏风和烟道积灰时锅炉效率将如何变化？答：炉膛漏风时,一方面会增大排烟容积，另一方面还会使排烟温度升高，这都将使排烟热损失增大，锅炉效率会降低。当烟道积灰时，由于传热效果降低，所以会使排烟温度升高，这也使排烟热损失增大，锅炉效率降低。因此，为了减少q2热损失，提高锅炉热效率，运行中应及时对受热面进行吹灰打渣，并尽量减少炉膛及烟道漏风。1、已知：D=410t/h,h(gq=3475kJ/kg，hgs=963kJ/kg，锅炉排污率为2%，hpw=1340kJ/kg，各项损失之和q=9.5%，其中q4=1.5%，燃料的低位发热量Qarnet。p=20935kJ/kg求：（1）锅炉的计算燃煤量和标准燃煤量。（2）若理论空气量V=5.5Nm3/kg，过量空气系数=1.2，计算每小时送入锅炉的空气量。解：锅炉热效率为：=100-q=100-9.5=90.5%锅炉有效利用热量为：Q=D（h(gq-hgs）+DPW（hpw-hgs）=410103（3475-963）+4101030.02（1340-963）=1033011.4103kJ/h实际燃煤量为：B=Q/（Qarnet。p）100=1033011.4103/（2093590.5）100=54.523t/h计算燃煤量为：Bj=B（1-q4/100）=54.523（1-0.015）=53.705t/h标准燃煤量为：Bb=BQarnet。p/29270=54.52320935/29270=38.997t/h每小时送入锅炉的空气量为：V=Bjv0=53.7051031.25.5=354453Nm3/h2、已知：D=670t/h，h(gq=3475kJ/kg，hgs=1005kJ/kg，Dzq=580t/h，h(zq=3517kJ/kg，h(zq=3056kJ/kg，各项损失之和q=10%，其中q4=1.5%，燃料的低位发热量Qarnet。p=16747kJ/kg。求：锅炉燃煤量，计算燃煤量和标准燃煤量。解：锅炉热效率为：=100-q=100-10=90%锅炉有效利用热量为：Q=D（h(gq-hgs）+Dzq（h(zq-h(zq）=670103（3475-1005）+580103（3517-3056）=1922280103kJ/h实际燃煤量为：B=Q/（Qarnet。p）100=1922280103/（1674790）100=127.537t/h计算燃煤量为：Bj=B（1-q4/100）=127.537（1-0.015）=125.624t/h标准燃煤量为：Bb=BQarnet。p/29270=127.53716747/29270=72.971t/h第五章 煤粉制备1、什么是煤粉的经济细度？并绘曲线说明煤粉经济细度是如何确定的？答：从燃烧和制粉两个方面考虑，使燃烧损失q4与制粉电耗qE和金属磨耗qm三者之和为最小时所对应的煤粉细度，称为煤粉的经济细度。从燃烧技术上讲，希望煤粉细些。煤粉越细，则越容易着火并达到完全燃烧，q4损失越小；但对制粉设备而言，制粉电耗与金属磨损增大，因此，应使q4与制粉电耗和金属磨耗三者之和为最小。若将制粉电耗与金属磨耗两者合称磨煤消耗，并将三者折算成相同的单位，则通过下图可确定煤粉的经济细度。2、为什么要求煤粉均匀？煤粉的均匀程度如何表示？答：煤粉的均匀性是衡量煤粉品质的重要指标之一。因为煤粉越均匀，煤粉中的大颗粒与小颗粒的数目就越少，则燃烧过程中的机械不完全燃烧就越小，同时磨煤过程中的磨煤电耗也越小。所以无论从燃烧的角度还是从磨煤的角度来讲，煤粉越均匀越好。煤粉的均匀性通常用煤粉的均匀性指数n来表示。此值越大，则过粗和过细的煤粉都比较少，中间尺寸的煤粉多，则煤粉越均匀。反之n越小，则煤粉的均匀性就越差。3、简述球磨机的工作原理？答：球磨机由转动的筒体部分和筒体内的钢球构成。筒体经电动机，减速装置传动以低速旋转，在离心力和摩擦力的作用下，筒体内壁上的护甲将钢球与燃料提升至一定高度，然后借重力作用自由下落。煤被下落的钢球撞击破碎，同时还受到钢球之间，钢球与护甲之间的挤压，研磨作用。原煤与热空气从磨煤机一端进入，磨好的煤粉被气流从磨煤机的另一端送出。热空气不仅是输送煤粉的介质，而且有干燥原煤的作用。4、影响球磨机工作主要因素有哪些？应如何保证其经济运行？答：影响球磨机工作的主要因素有：转速，护甲形状及完善程度，钢球充满系数与钢球直径，磨煤机的通风量和载煤量，燃料的性质等。要保证磨煤机安全经济的运行，应使磨煤机在最佳的工作状态下工作，比如，维持最佳转速，最佳通风量，最佳钢球充满系数和最佳载煤量等，并保证将磨损严重的钢球和护甲进行定期更换。5、比较筒式钢球磨、中速磨与风扇磨对煤种的适用条件有什么不同？答：低速钢球磨：适用于各种煤，特别是硬度大，磨损性强的煤，高灰分劣质煤等。中速磨：要求燃煤的收到基灰分Aar30%，磨损指数Ke50，一般适合磨制烟煤及贫煤。风扇磨：不宜磨制硬煤，强磨损性煤及低挥发分煤，一般适合磨制Ke70的褐煤和烟煤。6、低速筒型磨煤机一般配什么样的制粉系统？为什么？答：筒式钢球磨煤机低负荷或变负荷运行不经济，因此一般不适用直吹式制粉系统，仅在锅炉带基本负荷时才考虑采用。在中间储仓式制粉系统中，最适合调节性能差的筒式钢球磨煤机，因为磨煤机的制粉量不需要与锅炉耗粉量一致，可经常保持在经济负荷下运行。所以，低速筒式钢球磨一般配中间储仓式制粉系统。由于球磨机轴颈密封性不好，不宜正压运行。因此，带钢球磨煤机的中间储仓式制粉系统均为负压系统。7、比较中间储仓式与直吹式制粉系统的优缺点？答：（1）直吹式系统简单，设备部件少，布置紧凑，耗钢材少，投资省，运行电耗也较低；中间储仓式系统部件多、管路长，系统复杂，初投资大。且系统在较高负压运行，漏风量较大，因而输粉电耗较大。（2）中间储仓式系统中，磨煤机工作对锅炉影响小，机组运行可靠性较高；而直吹式系统中，磨煤机的工作直接影响锅炉的运行工况，机组运行可靠性较低。（3）当锅炉负荷变化时，需要调整燃料量，储仓式系统只要调节给粉机就能满足需要，既方便又灵敏。而直吹式系统要从改变给煤量开始，经过整个系统才能改变煤粉量，因而惰性较大。（4）负压直吹式系统中，燃烧需要的全部煤粉都经过排粉机，因此排粉机磨损严重。而在中间储仓式系统中，只有含少量细粉的乏气流经排粉机，故它的磨损较轻。（5）直吹式系统都属于乏气送粉方式，只适合于高灰分煤种，而中间储仓式系统可采用热风送粉方式，来改善劣质煤及低挥发分煤的着火与燃烧的条件。8、选择磨煤机及制粉系统时应遵循什么样的原则？为什么在煤种合适时应优先选用中速磨？答：选择原则：当燃用挥发分很低而又较硬的煤时，如无烟煤，以球磨机储仓式系统热风送粉系统为好；当燃用挥发分较高、水分较低而且较软的煤时，如烟煤，以中速磨直吹式系统为好；当燃用水分较大而且较软的煤时，如褐煤，以风扇磨直吹式为好。由于中速磨比低速球磨机具有结构紧凑，体积小，重量轻，占地少，金属消耗量小，投资低，磨煤电耗低，噪音小，煤粉的均匀性好等优点，因此，在煤种适宜而煤源又比较固定的条件下应优先采用中速磨煤机。9、煤粉水分对制粉系统工作及锅炉燃烧有何影响？运行中如何控制其值的大小？答：煤粉水分是衡量煤粉品质的重要指标之一。煤粉水分过高，煤粉易粘结在管壁及煤粉仓壁上使煤粉流动性减弱，严重时造成煤粉仓和煤粉管道堵塞；在炉内着火推迟，使炉温降低，燃烧损失增大；煤粉水分过高，使磨煤机内部的平均水分增大，脆性减弱，磨煤出力因而下降。但是煤粉过于干燥，对褐煤、烟煤将增加自燃与爆炸的危险性。运行中煤粉水分是通过磨煤机出口气粉混合物的温度来反映，控制磨煤机出口温度，即可防止煤粉水分过大或干燥过度。10、衡量煤粉品质的指标有哪些？为什么？答：衡量煤粉品质的指标主要有煤粉细度，煤粉均匀性，煤粉水分。煤粉越细，越有利于燃烧，但磨煤电耗和金属磨耗也增大，运行中应维持经济煤粉细度，即燃烧损失与磨煤电耗和金属磨耗三者之和为最小时的细度。煤粉越均匀，越有利于燃烧，且磨煤消耗也小。所以煤粉越均匀越好。煤粉水分过高时，不但影响煤粉的流动性、燃烧特性，还会使磨煤过程中煤的脆性减弱，磨煤出力降低。当煤中水分过低时，还会增大煤粉的自燃与爆炸的可能性。综上所述，煤粉细度、煤粉均匀性、煤粉水分的大小影响锅炉的安全经济运行，所以把它们作为衡量煤粉品质的重要指标。11、什么是磨煤出力与干燥出力，它们之间有什么关系？答：磨煤出力是指单位时间内，在保证一定的煤粉细度的条件下，磨煤机所能磨制的原煤量。干燥出力是指磨煤系统单位时间内，将原煤由最初的水分干燥到煤粉水分所能干燥的原煤量。制粉系统的干燥出力与磨煤出力要相适应，如果干燥出力小于磨煤出力，使系统只能按照干燥出力运行，就不能充分发挥磨煤机的潜力，使之低出力下运行，磨煤单位电耗增加。要保证磨煤出力，就必须提高干燥出力，即提高干燥剂的量或提高干燥剂温度。如果干燥出力大于磨煤出力，会使磨煤机出口的温度升高，易引起制粉系统的爆炸，因此要通过调整干燥剂的成分配比，降低磨煤机进口前干燥剂温度，以保证干燥出力满足磨煤出力。12、不同制粉系统应如何协调磨煤通风量、干燥通风量、一次风量之间的关系？答：（1）直吹式制粉系统对于直吹式制粉系统，属于干燥剂送粉，磨煤通风量应等于干燥通风量，同时又等于一次风量。通常是从着火燃烧条件考虑应保证干燥风量等于一次风量，对磨煤通风量仅作校核。（2）中间储仓式制粉系统对于储仓式制粉系统，为使球磨机在最经济工况下运行，应使最佳磨煤通风量等于干燥通风量，此时，一次风量的协调，对热风送粉，干燥剂与一次风没有直接关系；对于乏气送粉，虽然干燥剂作一次风，但可以通过空气再循环或冷风、温风及热风的配比来协调一次风量，满足燃料的着火燃烧要求。13、干燥剂的组成与煤种及制粉系统热平衡有何关系？答：（1）当CrktrkCgzt1时,说明干燥剂全部采用热空气,干燥剂的热量有过剩。这可以通过采用热风+温风或热风+冷风的方法来降低t1。但这两种方法会由于一部分空气没有通过空气预热器而导致排烟温度升高，降低锅炉效率。所以一般采用热风+再循环乏气的方法，来使干燥出力合乎要求。通常适用于挥发分较低且水分又较低的煤种。（2）当CrktrkCgzt1时，说明只用热风作干燥剂，干燥出力达不到。应以热风+热烟气的混合物作干燥剂，来提高干燥剂的热容量。一般适用于挥发分较高且水分又较大的煤种。1、某煤煤质资料如下：Vdaf=9.79%，Aar=18.19%，KkmHa=45，试分析此煤应配何型磨煤机和制粉系统？并说明理由。答：型式：低速筒式钢球磨配中间储仓式制粉系统。理由：由于此种煤的挥发分含量较低，属于无烟煤，且其可磨性系数KkmHa=4550，并且小于70，所以此种煤适合于采用中速磨煤机。制粉系统的型式则适合于采用冷一次风正压直吹式系统。原因是中速磨低负荷和变负荷运行对运行经济性影响不大，这恰好适合直吹式系统中磨煤量需随锅炉耗煤量变化而变化的特点，所以应配用直吹式制粉系统。并且负压直吹式系统中漏风及风机磨损都很严重，运行经济性较差，已被正压系统代替。在正压直吹式系统中，与热一次风机系统相比较，冷一次风机系统改善了一次风机的工作条件，因而被广泛采用。第六章 燃烧原理和燃烧设备五、问答题1、煤粉良好燃烧（迅速又完全）应具备哪些条件？答：（1）相当高的炉温；（2）合适的空气量；（3）良好的混合；（4）足够的燃烧时间。2、煤粉燃烧分为哪几个阶段？各阶段的主要特点是什么？答：煤粒在炉内的燃烧过程大致可分为着火前的准备阶段，燃烧和燃尽阶段。着火前的准备阶段的主要特点是：煤粒受热后首先是水分蒸发，有机物分解，挥发分析出，同时煤粉气流的温度逐渐升高到达着火温度，此阶段是一个吸热阶段；燃烧阶段的主要特点是：首先是挥发分着火燃烧，燃烧放出的热量使煤粒温度升高，紧接着是焦碳的着火燃烧，此阶段是一个强烈的放热阶段；燃尽阶段的主要特点是：在燃尽阶段未燃尽的被灰包裹的少量焦碳继续燃烧，碳粒变小，表面形成灰壳，此时在氧气供应不足，混合较差，温度较低的情况下燃烧，它是一个较弱的放热阶段。3、从燃烧的角度考虑，一个良好的炉膛应满足哪些要求？答：（1）有足够的空间和良好的炉内空气动力工况。使火焰不贴墙、不冲墙，均匀的炉墙壁面热负荷，较好的火焰充满程度，这是保证燃料充分而又完全燃烧，水冷壁又不结渣的重要条件。（2）有合理的炉膛截面和合适的炉膛温度，以布置必须的受热面，又保证使炉膛出口受热面不结渣。（3）有良好的燃料适应性。（4）炉膛结构紧凑，产生单位量蒸汽所耗钢材少些。4、什么是结渣？并说明结渣有哪些危害？应怎样防止？答：具有粘性的灰渣，粘附在炉膛或高温受热面上的现象称为结渣。其危害是：炉膛受热面结渣，使并列管受热不均，将导致水循环故障及过热器热偏差大；使炉膛出口烟温上升，锅炉蒸发量降低和过热蒸汽超温；炉膛上部结渣，渣块掉下来可能砸坏水冷壁管，冷灰斗严重结渣，将堵塞排渣口，使锅炉被迫停炉。对流受热面结渣，使传热减弱，工质吸热量减少，排烟温度升高，锅炉热效率降低，将堵塞部分烟道，增加烟道阻力，使引风机电耗增加，甚至造成引风机超载。防止措施：防止炉温及局部温度过高；合理调整燃烧，防止受热面附近产生还原性气体而降低灰的软化温度；运行中堵塞漏风并及时吹灰和大焦。5、煤粉燃烧器有哪几种基本形式？其射流的一般特性怎样？答：煤粉燃烧器可分为直流式与旋流式两种基本形式。出口气流为直流射流的燃烧器称为直流燃烧器；出口气流中含有旋转射流的燃烧器称旋流燃烧器。直流射流的一般特性是：没有中心回流区，卷吸能力小，射流速度衰减慢，扩散角小，射程长，对后期混合有利，对高宽比较大的截面喷口，短边方向刚性差，一次风气流易偏斜；几股射流平行或交叉喷射时，动量大的射流对动量小的射流要产生引射。旋转射流的一般特性是：具有内外两个回流区，卷吸能力大，射流速度衰减快，扩散角大，射程短；旋转强度太大时，易发生“飞边”现象。6、液态排渣炉有何特点？为什么会出现炉底析铁现象？答：特点：燃烧强烈，炉膛容积热负荷及截面积热负荷都比固态排渣煤粉炉高，机械不完全燃烧热损失较小，但灰渣物理热损失较大；能燃烧挥发分较低和灰的软化温度又低的燃料；工作可靠性差，炉底易析铁，水冷壁易高温腐蚀。炉底析铁是灰渣中氧化亚铁在高温下被未燃尽落入渣池的焦碳中碳还原成铁的现象。7、直流燃烧器四角布置切圆燃烧一次风气流偏斜的原因及影响因素是什么？答：射流偏斜的主要原因是：（1）射流的刚性。射流刚性越强，射流偏斜越小。射流的刚性大小与喷口形状和一次风的动量大小有关。减小一次风口高宽比或增大一次风的动量都可减轻一次风偏斜。（2）射流两侧的压力不同。射流两侧的补气条件不同，造成射流两侧的静压不同，在此压差下，使射流发生偏转。炉膛截面积形状和切圆直径大小是影响压差大小的主要因素。采用正方形或宽深比小于1.1的炉膛截面，补气条件差异所造成的影响可以忽略。减小切圆直径也可减小两侧压差。（3）上游邻角射流的横向推力。推力的大小决定于上游射流的总动量，其中主要是二次风的动量。采用合理的一、二次风动量比可以有效的减小射流的偏斜。8、直流燃烧器有哪几种配风方式？各自有哪些特点？适合的煤种是什么？答：直流燃烧器的配风方式有均等配风和分级配风两种形式。均等配风燃烧器的一、二次风口间隔布置，即在两个一次风口之间，均等布置一个或两个二次风口。由于一、二次风口间距相对较近，一、二次风自风口喷出后很快得到混合，使得燃烧所需的着火热增大，不利于低质煤的着火与燃烧，所以一般适用于烟煤和褐煤。分级配风燃烧器的一次风口集中布置，且与二次风口距离较远，二次风口分层布置。当一次风粉气流着火后，再分期分批的送入二次风，所以一、二次风混合相对较晚，使燃烧所需的着火热减少，有利于燃料的着火与燃烧，因此这种配风方式一般适用于无烟煤、贫煤和劣质烟煤。9、什么是三次风？有何特点？如何合理的布置三次风口的位置？并说明原因。答：在中间储仓式制粉系统的热风送粉方式中，含有少量细煤粉的磨煤乏气由排粉机升压后由专门的燃烧器喷口送入炉内燃烧，称为三次风。三次风的特点是：风温低、水分大、煤粉细、浓度小、量较多，不易于燃烧。三次风口的位置：，对主煤粉气流的着火燃烧过程有很大的影响。位置过低，会影响主煤粉气流的着火与燃烧；位置过高，会使火焰中心上移，炉膛出口烟温升高，引起炉膛出口结渣，过热器超温爆管等事故；也会使乏气中细粉未烧完就离开炉膛，导致不完全燃烧热损失增大，降低锅炉效率。所以，三次风口应与上二次风口保持适当距离，并采取适当高的风速穿透炉烟，深入炉膛中心，加速燃料的燃尽。六、计算题1、已知某固态排渣煤粉炉，烧无烟煤，低位发热量Qarnet.p=24254kJ/kg，燃煤消耗量B=86.8t/h设qV=484.413103kJ/m3.h，求炉膛容积Vl为多少？解：qV=BQarnet.p/VlVl=BQarnet.p/qV=（86.810324254）/484413=4346m3答：Vl=4346m32、已知某固态排渣煤粉炉，烧无烟煤，低位发热量Qarnet.p=24254kJ/kg，燃煤消耗量B=86.8t/h设qF=15.9106kJ/m2.h，求炉膛容积FL为多少？解：qF=BQarnet.p/FlFl=BQarnet.p/qF=8680024254/15909840=132.3m2答：Fl=132.3m23、已知某固态排渣煤粉炉，烧无烟煤，低位发热量Qarnet.p=24254kJ/kg，燃煤消耗量B=86.8t/h设qr=5614499kJ/m2.h，炉膛宽11920mm，炉膛深10880mm，求该燃烧器总高度H为多少？解：（1）炉膛周长为U=2（11920+10.88）=45.6m（2）求高度Hqr=BQarnet.p/UHH=BQarnet.p/qrU=8680024254/（45.65614499）=8.223m答：该燃烧器总高度H为8.223m第七章 蒸发设备及自然循环1、汽包、下降管、水冷壁、联箱的作用是什么？答：（一）汽包的作用：（1）、汽包是自然水循环系统的一部分，接受省煤器来的给水，向过热器输送饱和蒸汽，是加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽。（2）、汽包具有储热能力，在负荷变化时，可以减缓汽压变化的速度。（3）、汽包中装有各种蒸汽净化设备，可以保证蒸汽品质。（4）、汽包上还装有许多附件，可以控制汽包压力，监视汽包水位，保证锅炉安全运行。（二）下联箱的作用：把汽包中的水连续不断的送往下联箱供给水冷壁。（三）水冷壁的作用：（1）现代锅炉不可缺少的蒸发受热面；（2）保护炉墙，减少高温炉渣对炉墙的饿破坏作用，防止受热面与炉墙上结渣；（3）炉墙表面温度降低，为采用轻型炉墙创造了条件。（四）联箱的作用：是将进入的工质集中混合并均匀分配出去，还可连接管径和管数不同的管子。2、膜式水冷壁有哪些特点？答：（1）全部炉墙被膜式水冷壁覆盖，能充分的保护炉墙。（2）采用膜式水冷壁可构成敷管炉墙，大大简化了炉墙结构，减轻了炉墙重量。（3）气密性好，大大减少了漏风，降低了排烟热损失，也为采用微正压燃烧创造了条件。（4）易于在制造厂焊接组合成片，大大减少了安装工作量。（5）鳍片管制造工艺复杂，焊接工作量大，相邻管子之间要求热偏差小。3、折焰角的作用是什么？答：（1）改善烟气对屏式过热器的冲刷特性，使烟气沿烟道高度分布均匀；（2）提高烟气在炉膛上方的充满程度，增加燃程、加强混合、减小涡流死滞区、增强前墙和两侧墙水冷壁的吸热量；（3）增加水平烟道的长度，为布置对流过热器提供了方便。4、对于亚临界压力的自然循环锅炉，如何防止沸腾传热恶化？答：其措施有两个途径：一是防止沸腾传热恶化的发生；二是把沸腾传热恶化发生的位置推至低热负荷处，使其壁温不超过允许值。一般防护措施有：（1）保证一定的质量流速；（2）降低受热面的局部热负荷；（3）采用内螺纹管或管内加装扰流子。5、什么叫做水循环回路？自然水循环的原理是什么？答：由汽包、下降管、水冷壁、联箱及其连接管道组成的封闭循环系统，叫做水循环回路。自然水循环的原理是：利用上升管中汽水混合物的密度小于下降管中水的密度，在下联箱两侧将产生液柱重位差，依靠此重位差推动汽水混合物沿上升管向上流动，水沿下降管向下流动，从而产生自然水循环。6、产生水循环停滞与倒流的原因是什么？答：水循环停滞的原因：热负荷分布不均，个别管子吸热弱，回路的工作压差小于停滞压差。倒流的原因：热负荷分布不均，个别管子吸热弱，回路的工作压差小于最大倒流压差。7、造成下降管含汽的原因是什么？如何防止？答：原因：（1）下降管入口锅水自汽化；（2）在下降管进口截面上部形成旋涡斗，蒸汽被吸入下降管；（3）汽包水室含汽，蒸汽随锅水一起进入下降管。防止措施：（1）提高锅水欠焓；（2）提高汽包水位及减小下降管入口水的流速；（3）在下降管入口加装格栅或十字板；（4）选用结构合理运行良好的锅内旋风分离器。8、自然水循环锅炉应考虑采用哪些措施来保证水循环的可靠性？答：（一）减小并列管子的吸热不均：（1）按受热情况划分成若干个独立的循环回路；（2）改善炉角边管的受热状况；（3）安装检修时，应使每面墙的水冷壁管中心线保持在一个平面内，防止个别管子凸起而烧坏；（4）正确组织运行，合理调整燃烧。（二）降低下降管和汽水引出管的流动阻力：（1）采用大直径集中下降管；（2）增大下降管与水冷壁管的总截面比和汽水引出管与水冷壁的总截面积比；（3）防止下降管含汽。（三）合理选取水冷壁的管径，并在高热负荷区采用内螺纹管结构。9、什么是第一类沸腾传热恶化？什么是第二类沸腾传热恶化？在现代电站锅炉中常见的是哪一类？为什么？答：在核态沸腾区，因受热面热负荷过高，在管子内壁上形成一层汽膜而导致的沸腾传热恶化，称为第一类传热恶化。因水冷壁内质量含汽率过高，使管子内的水膜被蒸干而导致的沸腾传热恶化，称为第二类传热恶化。在现代电站锅炉中常见的是第二类传热恶化。因为在现代大型电站锅炉运行中，第一类传热恶化发生时的最小热负荷即临界热负荷要比受热面最高热负荷还要高，故一般不会发生第一类传热恶化。而国产压临界压力自然循环锅炉，其水冷壁的实际含汽率接近于临界含汽率，故可能发生第二类传热恶化。第九章 过热器和再热器1、绘出对流过热器逆流、顺流、混合流布置型式，并说明各有何优缺点。答：对流过热器逆流、顺流、混合流布置型式图略。逆流布置：传热温差大，传热效果好，可减少受热面，节省金属；但蒸汽高温段处于烟气高温区，管壁温度高，易使金属过热，过热器安全性差。顺流布置：蒸汽高温段处于烟气低温区，管壁温度较低，工作比较安全；但传热温差小，传热效果较差，需要布置的受热面较多，消耗金属多，不经济。混合流布置：过热器在烟温较低区采用逆流布置，在烟温较高区采用顺流而下布置，集中了顺流和逆流布置的优点，传热温差较逆流低，比顺流高，安全经济，应用较广泛。2、过热器按照传热方式可分为哪几种？它们是如何布置的？答：过热器按照传热方式可分为对流式、辐射式和半辐射式三种。对流式过热器一般布置在锅炉的对流烟道内，水平烟道内采用立式布置，垂直烟道内采用卧式布置，主要吸收烟气的对流热。辐射式过热器的布置方式很多，除布置成前屏和大屏外，还可布置为顶棚过热器、墙式过热器，主要吸收炉膛辐射热。半辐射式过热器布置在炉膛出口，作成挂屏形式，既接受炉内的直接辐射热，又吸收烟气的对流热。3、说明不同型式的过热器的汽温特性是如何变化的。答：对流式过热器出口蒸汽温度随负荷的增加而升高；辐射式过热器出口蒸汽温度随负荷的增加而降低；半辐射式过热器的气温特性介与对流、辐射式过热器之间，其出口蒸汽温度随负荷的增加而略有升高。4、分析对流式过热器的汽温特性形成的原因。答：对对流式过热器，当锅炉负荷增加时，燃煤量增加，流经过热器的烟气量增加，同时，过热器的入口烟温亦增加，因此，传热系数增加，平