锅炉原理复习及答案.pdf

By 有爱心的佳哥 1 / 8 1. 锅炉的结构和工作过程锅炉的结构和工作过程 锅炉由锅炉本体和辅助设备组成.。锅炉本体是锅炉的主要组成部分，由燃烧系统、汽 水系统、以及连接管道、炉墙和构架等部分组成，辅助设备主要包括燃料供应设备、燃 料制备设备、通风设备、水处理及给水设备、除尘除灰设备、脱硫设备、仪表及自动控 制设备等。 锅炉的工作过程：锅炉内部同时进行着燃料燃烧，烟气向工质传热，工质受热汽化三个 过程。 2. 锅炉的分类锅炉的分类 （1） 按用途：生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉 （2） 按蒸汽压力：低压锅炉（表压=1 12. 燃料燃烧的理论烟气量概念及计算公式燃料燃烧的理论烟气量概念及计算公式 V 理论烟气量：当=1 时完全燃烧产生的烟气成分包括：CO2，SO2，N2，H2O,用0表 示。 0= 22.4 100 (ar 12 + ar 32 + ar 28 ) + 0.790+ 22.4 100 ( ar 2.016 + ar 18 ) + .0160+ 1.24 13. 燃烧温度的概念，实际燃烧温度和理论燃烧温度的定义？燃烧温度的概念，实际燃烧温度和理论燃烧温度的定义？ 燃烧温度：燃料燃烧时放出热量使燃烧产物可能达到的温度。 实际燃烧温度：在实际燃烧过程中，烟气可能达到的温度。 理论燃烧温度： 在绝热条件下完全燃烧， 不考虑对外做功时， 烟气可能达到的最高温度。 14. 空气焓和烟气焓的概念？空气焓和烟气焓的概念？ 理论空气焓： 0 = 0(ct)a = 0 (ha 为湿空气的比焓) 实际空气焓：Ha = Va(ct)a = Vaha = 0 烟气焓：可由各种烟气成分的焓值之和计算得到。 15. 热平衡方程式公式？热平衡方程式公式？ Qin=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 16. Q1-Q6 的定义？的定义？q1-q6 的定义？的定义？ Q1：锅炉有效利用的热量。 Q2：排烟损失热量 Q3：气体不完全燃烧损失热量 Q4：固体不完全燃烧损失热量 Q5：锅炉散热损失热量 Q6：灰渣物理热 损失热量 q1：锅炉的热效率 q2：排烟热损失 q3： 气体不完全燃 烧热损失 q4：固体不完全燃烧热损失 q5：散热损失 q6： 其他 热损失 17. 锅炉的热效率定义？锅炉的热效率定义？ 热效率：锅炉的有效利用热占锅炉输入热量的百分率。 = q1 = 1 100 (正平衡法) = 100 (q2 + q3 + q4 + q5 + q6) （反平衡法） 18. 燃料消耗量定义燃料消耗量定义 燃料消耗量：扣除固体不完全燃烧热损失后的锅炉燃料消耗量。 19. 着火燃烧机理，着火的两种方式？着火燃烧机理，着火的两种方式？ 着火方式：自燃着火，强迫着火； 着火机理：热力着火，链式着火。 20. 煤粒燃烧的四个阶段与特点？煤粒燃烧的四个阶段与特点？ 四个阶段：预热干燥阶段；挥发分析出并着火阶段；燃烧阶段；燃尽阶段。 特点：着火和燃尽是相辅相成的，着火是前提，燃尽是目的。 21. 碳燃烧的五个阶段及特点？碳燃烧的五个阶段及特点？ 五个阶段：参与燃烧的气体分子（氧）向谈表面的转移和扩散；气体分子被吸附在 炭表面上；被吸附的气体分子在炭表面上发生化学反应，生成燃烧产物；燃烧产物 从炭表面上解吸附；燃烧产物离开炭表面，扩散到周围环境中。 By 有爱心的佳哥 3 / 8 特点：碳的多向燃烧速度既取决于氧向碳表面的转移扩散速度，也取决于氧与碳粒的化 学反应速度，最终取决于其中速度最慢的一个。 22. 碳的多相燃烧反应区域划分？碳的多相燃烧反应区域划分？ 分成三种燃烧区域：动力燃烧区域；扩散燃烧区域；过度燃烧区域 23. 煤粉气流着火的影响因素？煤粉气流着火的影响因素？ 燃料性质，炉内散热条件，一次风量和一次风速，煤粉气流初温 24. 油燃烧的四个阶段？油燃烧的四个阶段？ 雾化阶段 蒸发阶段 油气与空气混合阶段 着火燃烧阶段 25. 气体燃料燃烧的三种方式？气体燃料燃烧的三种方式？ 扩散式燃烧 部分预混式燃烧 完全预混式燃烧 26. 完全燃烧的额四个条件？完全燃烧的额四个条件？ 供应充足与适量的空气量 适当高的炉温 空气和煤粉的良好扰动和混合 保 证煤粉在炉内足够的停留时间 27. 炉膛热负荷的定义？炉膛热负荷的定义？ 炉膛容积热负荷：单位时间送入炉膛单位容积中的热量 炉膛截面热负荷：单位时间送入单位炉膛截面中的热量 燃烧器区域壁面热负荷： 按照燃烧器区域炉膛单位炉膛面积折算， 单位时间送入炉膛的 热量。 炉膛辐射受热面热负荷：炉膛单位辐射受热面在单位时间吸收的热量。 炉膛热负荷：燃料每小时输入炉膛的平均热量。 28. 燃烧器的两种分类？燃烧器的两种分类？ 旋流燃烧器和直流燃烧器。 29. 旋流射流的三种气流形式？旋流射流的三种气流形式？ 弱旋流射流（封闭气流） ；开放气流；全扩散气流。 30. 直流射流的结构特性？直流射流的结构特性？ 31. 四角切圆燃烧炉内气流偏斜原因？减少气流偏斜的措施四角切圆燃烧炉内气流偏斜原因？减少气流偏斜的措施? 原因： 假想切圆直径过大是射流偏转的重要因素， 它导致炉内形成的旋转气流对煤粉 射流的横向撞击更接近根部， 射流偏转更严重； 炉内旋转气流产生的横向推力会迫使 燃烧器喷射出来的射流偏斜； 直流燃烧器本身的结构特性， 导致射流刚性变差影响射 流的偏斜；炉膛断面形状也会影响气流偏斜。 措施： 合理的假想切圆直径； 合理的一二次风量比； 射流对相邻两侧炉墙的夹角； 合理的燃烧器高宽比结构特性；合理的燃烧器面积。 32. 直流燃烧器分级布风方式和均等布风方式的选择？直流燃烧器分级布风方式和均等布风方式的选择？p86 图图 4-22 4-23 33. NOx 生成的三种方式？低生成的三种方式？低 NOx 燃烧技术有哪几种？燃烧技术有哪几种？ 三种方式：热力型；燃料型；快速型 低 NOx 燃烧技术：低过量空气燃烧；空气分级燃烧；燃料分级燃烧；烟气再循 环；低 NOx 燃烧器；煤粉炉的低 NOx 燃烧系统。 34. 床料层的流化状态？床料层的流化状态？p99 图图 4-39 固定床流动床鼓泡床湍流床快速床喷流床 35. 流化床锅炉的构造？流化床锅炉的构造？p120 图图 4-44 循环流化床燃烧系统由流化床燃烧室，飞灰分离收集装置，飞回回收器组成。有的还有 外部流化床热交换器。 36. 流化床锅炉的优缺点？流化床锅炉的优缺点？ 优点：对燃煤的适应性好；燃烧效率高；提高了锅炉的炉膛截面热强度和容积热 By 有爱心的佳哥 4 / 8 负荷；可燃用含硫较高的燃料；NOx 排放量低；负荷变化范围大，调节特性好； 给煤点数量少；无埋管磨损；渣的含碳量低，排出的灰渣活性好，可作水泥掺和 料或其他用途，综合效益好。 缺点： 飞灰的再循环燃烧， 一次风机压头高， 电耗大。 另外还有一次风机， 二次风机， 送灰风机之分， 布置复杂； 膜式水冷壁的变截面处和裸露在烟气冲刷中的耐火材料砌 筑部件易磨损；高温分离器和飞灰回送器有笨重的耐火材料内砌体，冷热惯性大，给 支撑和启停带来了困难； 对燃煤粒径及其分布有一定要求， 与常规流化床锅炉相比要 严格一些；N20 生成量高；循环床燃烧室内的微正压燃烧和高温分离器的局部正压 区，加上某些连接处的膨胀及密封性设计不妥，导致漏灰严重。 37. 燃气燃烧器的分类？燃气燃烧器的分类？ 按燃烧方式分类：扩散式燃气燃烧器；部分预混式燃气燃烧器；完全预混式燃气 燃烧器。 按空气供给方式分类：自然供风式；引射式；机械彭风式。 按燃气压力分类：低压燃烧器；高（中）压燃烧器。 38. 煤粉的经济细度的概念？煤粉的经济细度的概念？ 煤粉经济细度：通常把2,4,之和为最小值时所对应的煤粉细度。 ,：金属磨耗 ：制粉电耗 2：排烟热损失 4： 机械不完全燃 烧热损失 39. 磨煤机的分类？磨煤机的分类？ 低速磨煤机：钢球磨煤机（15-25r/min） ；中速磨煤机：中速平盘磨煤机，球环 式中速磨煤机（50-300r/min） ；高速磨煤机：风扇磨煤机，锤击磨煤机 （500-1500r/min） 40. 双进双出球磨机的流程？双进双出球磨机的流程？ 从两端空心轴进入的干燥介质气流在球磨机筒体中间部位对冲后反向流动； 携带煤粉从 两空心轴中流出，进入煤粉分离器，形成两个相互对称又彼此独立的磨煤回路。 41. 三种中速磨煤机直吹式制粉系统的区别？三种中速磨煤机直吹式制粉系统的区别？p123 图图 5-11 42. 风扇式磨煤机直吹式制粉系统？风扇式磨煤机直吹式制粉系统？p125 图图 5-12 43. 球磨机触仓式制粉系统乏气送粉和热风送粉的区别？球磨机触仓式制粉系统乏气送粉和热风送粉的区别？ 当燃用煤的质量较好时，可采用乏气送粉系统，以发起作为一次风的输送介质，乏汽夹 带的细粉与给粉机下来的煤粉混合好后，被送入炉膛燃烧。当燃用难燃的无烟煤，贫煤 或劣质烟煤时，需要高温一次风来稳定着火燃烧，则要采用热风送粉系统。 44. 中间储仓式与直吹式制粉系统的优缺点？中间储仓式与直吹式制粉系统的优缺点？ 中间仓储式：系统复杂庞大，建设初投资大，煤粉爆炸的危险性高，系统中需设置许 多防爆装置；输煤电耗大，锅炉效率低。磨煤机处理不受锅炉负荷变动的影响；磨损 较轻，工作比较安全；当锅炉负荷变动或燃烧器所需煤粉增减时，只要调节给粉机就可 以适应需要，既方便又灵敏。 直吹式：磨煤机的工作直接影响锅炉的运行工况；磨损较快，发生振动和需要检修的 可能性大；当锅炉负荷变动或燃烧器所需煤粉增减时，要从改变给煤量开始，经过整个 系统才能改变粉煤量，因而惰性较大；易出现风分不均的现象。系统简单，设备部件 少， 输粉管道阻力小， 运行电耗低， 钢材消耗少， 占有空间小， 投资少和爆炸危险性小。 45. 水冷壁的作用？三种形式？水冷壁的作用？三种形式？ 水冷壁作用：是锅炉的主要蒸发受热面，吸收炉内高温烟气和火焰的辐射热，把水加热 蒸发成饱和蒸汽。 三种形式：光管水冷壁，膜式水冷壁，销钉管水冷壁。 By 有爱心的佳哥 5 / 8 46. 为什么要采用蒸发管束和凝渣管束？为什么要采用蒸发管束和凝渣管束？ 对于低压锅炉，由于蒸发吸热量占工质总吸热量的 70%左右，同时低压锅炉容量较小， 炉膛温度低，炉膛辐射吸热量不能满足蒸发吸热的要求，必须补充其他蒸发受热面，常 采用蒸发管束。凝渣管束横向截距和纵向截距较大不易造成结渣现象。 47. 炉墙的作用？炉墙的作用？ 绝热作用：防止锅炉内热量散失，最大限度的减少锅炉的燃热损失，确保锅炉运行 的经济性。 密封作用：当锅炉负压运行时，防止外界冷空气漏入炉膛和烟道，确保运行的经济 性；当锅炉正压运行时，防止火焰和烟气喷出，确保运行人员的工作安全和环境卫 生。 组成烟气的流道：促使锅炉中的烟气按一定的通道依次流过各受热面。 48. 过热器和再热器的作用？过热器和再热器的作用？ 过热器：将饱和蒸汽加热成为达到合格温度的过热蒸汽。 再热器：将汽轮机高压缸的排气再一次加热。 49. 过热器和再热器的结构形式？过热器和再热器的结构形式？ 辐射式（壁式，墙式） 、半辐射式、对流式、包覆壁过热器（前三个为再过热器） 50. 过热器和再热器汽水系统流程？过热器和再热器汽水系统流程？ 过热器：来自汽水分离器的蒸汽-顶棚过热器及包覆过热器-低温过热器进口集箱- 低温过热器-低温过热器出口集箱-一级喷水减温器-屏式过热器进口集箱-屏式过 热器-屏式过热器出口集箱-二级喷水减温器-高温过热器进口集箱-高温过热器- 高温过热器出口集箱-汽轮机高压缸。 再热器： 高压缸排气经冷再热蒸汽管道-事故喷水减温器-再热器进口集箱-低温再热 器管组-低温再热器出口集箱-再热器减温器-高温再热器进口集箱-高温再热器管 组-再热器出口集箱-经再热器蒸汽管道进入汽轮机中压缸 51. 热偏差的概念及产生原因？减少热偏差的措施？热偏差的概念及产生原因？减少热偏差的措施？ 概念：在过热器与再热器工作过程中，由于烟气侧和工质侧各种因素的影响，各平行管 圈中工质的吸热量是不同的，平行管圈工质焓增也不相同，这种现象称为热偏差。 产生原因：吸热不均 流量不均 措施：运行措施：应根据锅炉出力需要合理投用燃烧器，调整好炉内燃烧，确保燃烧 稳定，烟气均匀并充满炉膛空间，避免火焰产生偏斜和冲刷屏管，尽量使沿炉宽方向上 的烟气流量和温度分布比较均匀，控制左右侧烟温差不过大。要健全吹灰制度，定期进 行吹灰，防止因灰和结渣引起的受热不均。结构措施：1）将受热面分级，级间进行 中间混合；2）级间进行左右交叉流动，以降低两侧热偏差；3）利用合理的集箱连接形 式；4）采用定距装置，以使屏间距离及蛇形管片的横向节距相等；5）按受热面热负荷 分布情况划分管组；6）适当减小外管圈管子长度，或外管圈采用直径较大的管子；7） 加装节流圈。 52. 过热气温和再热气温变化的影响因素？过热气温和再热气温变化的影响因素？ 温变化的静态特性；过量空气系数；给水温度；受热面的污染情况；饱 和蒸汽用量；燃烧气的运行方式；燃料性质、 53. 气温调节的方法？气温调节的方法？ （1） 蒸汽侧气温调节：面式减温器；喷水减温器；蒸汽旁路法；汽汽 热交换器 （2） 烟气侧气温调节：烟气再循环；分隔烟道与烟气挡板；改变火焰中心 位置。 By 有爱心的佳哥 6 / 8 54. 减轻过热器与再热器腐蚀的措施？减轻过热器与再热器腐蚀的措施？ 措施：控制管壁温度；采用低氧燃烧技术，降低烟气中 SO3 和 V2O5 的含量；选 择合理的炉膛出口烟温， 以及在运行过程中避免出现炉膛出口烟温过高现象； 定时对 过热器和再热器进行吹灰， 清除含有碱金属氧化物和复合硫酸盐的灰污层； 改善炉内 空气动力及燃烧工况，合理组织燃烧。 55. 省煤器的作用及分类？省煤器的作用及分类？ 作用：省煤；降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料；提高进入锅筒的给水温度。 分类： 按水在其中的加热程度： 非沸腾式， 沸腾式； 按其所用材料的不同： 铸铁式， 钢管式。 56. 空预器的作用及分类？空预器的作用及分类？ 作用： 改善或强化燃烧， 保证低负荷下着火的稳定性； 降低排烟温度， 较少排烟热损失； 增强炉内的辐射传热，节省金属消耗量；热空气还可作为制粉系统中的干燥剂。 分类：管式空气预热器，回转式空气预热器。 57. 空预器低温腐蚀的原因及防止措施？空预器低温腐蚀的原因及防止措施？ 原因：当受热面的壁温低于酸露点时，这些酸就会凝结下来，对受热面金属产生严重的 腐蚀作用。 措施：提高空气预热器受热面的壁温；燃烧脱硫；减少 SO3 生成份额；冷端受 热面采用耐腐蚀材料；采用降低露点或抑制腐蚀的添加剂。 58. 飞灰磨损的影响因素及防止措施？飞灰磨损的影响因素及防止措施？ 因素：灰粒特性；飞灰浓度；管束的排列及冲刷方式；烟气速度；运行中的 因素（a.烟气速度增大，烟气中的飞灰浓度也增加，加剧飞灰磨损；b.烟道漏风） 措施：降低飞灰浓度，在可能的范围内降低烟气的速度；防止在烟道内产生局部烟 速过大和飞灰浓度过大； 在省煤器弯头易磨损的部位加装防磨保护装置； 省煤器采 用螺旋鳍片管或肋片管； 回转式空气预热器的上层蓄热板用耐热耐磨的钢材制作， 且 厚度较大。 59. 炉膛传热的特点？炉膛传热的特点？ 特点： 炉膛内的传热过程是与燃料的燃烧过程同时进行的； 炉膛传热以辐射换热为 主，对流换热所占比例很小；火焰与烟气温度在其行程上变化很大。 60. 火焰具有辐射能力的四种成分？火焰具有辐射能力的四种成分？ 三原子气体；焦炭粒子；灰粒；炭黑粒子 61. 角系数的概念？角系数的概念？ 角系数 x 表示火焰辐射到炉壁的热量中投射到水冷壁管上的份额。 62. 黑度的概念？黑度的概念？ 在一定温度下，将灰体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比定义为物体的黑度。 63. 传热温压的概念？传热温压的概念？ 所谓温压，就是参与换热的两种流体在整个受热面中的平均温差， t = ( )/ 。 64. 蒸汽参数变化对受热面布置的影响？蒸汽参数变化对受热面布置的影响？p223 65. 常见的三种布置方式？常见的三种布置方式？ 形布置，塔型布置，箱型布置 66. 主要参数的选定原则？主要参数的选定原则？p226 67. 锅炉的分类？锅炉的分类？ 自然循环锅炉；强制流动锅炉；强制循环锅炉和直流锅炉；复合循环锅炉。 By 有爱心的佳哥 7 / 8 68. 复合循环锅炉的特点？复合循环锅炉的特点？ 水冷壁管壁温度工况由再循环得到可靠保证，可选用较大直径的水冷壁管和常采用 垂直一次上升管屏，因此结构简单可靠。 再循环系统使流经水冷壁管的工质流量增大，因此额定负荷时的质量流速可选的低 些，以减小流动阻力和水泵电耗 锅炉最低负荷可降到额定负荷的 5%左右，启动旁路系统可按 5%-10%负荷设计，减 小设备投资和启动时的工质及热量损失； 再循环工质使水冷壁进口工质的焓提高，工质在蒸发管内焓增减少，有利于减少热 偏差和提高管内工质流动的稳定性 锅炉在低负荷范围内运行时，工质流量和温度变换幅度小，减小了管壁热应力，有 利于改善锅炉低负荷运行时的条件 再循环泵长期在高温高压下工作， 制造工艺复杂， 技术性能要求高且循环泵要消耗 电能，致使机组运行费用增加 复合循环不仅应用于超临界压力锅炉，而且还应用在亚临界压力锅炉。 69. 自然循环参数的定义？自然循环参数的定义？ 循环流速0：上升管内，水在饱和水状态下的流速。 质量含汽率 x：上升管中蒸汽占循环流量的质量份额或汽水混合物中蒸汽所占的质量份 额。 循环倍率 k：上升管中，每产生 1kg 蒸汽，进入循环回路的总水量。 压差：某截面的静压力与锅筒压力之差。 70. 汽水两相流的流型（垂直、水平）？汽水两相流的流型（垂直、水平）？p238 图图 10-7 p240 图图 10-8 垂直：单相液体，泡状流动，弹状流动，环状流动，液滴环状流动，雾状流动，单相蒸 汽 水平：单相液体，泡状流动，塞状流动，弹状流动，波浪状流动、环状流动 71. 自然循环故障包括哪些？自然循环安全性影响因素及措施？自然循环故障包括哪些？自然循环安全性影响因素及措施？ 故障：停滞，倒流，下降管带汽。 影响因素： 水冷壁受热不均或受热强度过高； 下降管带汽； 上升系统的流动阻力； 水冷壁结垢；锅炉负荷 措施： （1）减小并列蒸发管吸热不均：接受热面热负荷划分循环回路；改善炉膛四 角管子的受热状况；采用平炉顶结构。 （2） 降低下降管和汽水导管的阻力：采用大直径下降管；选择较大的下降 管截面积比和汽水引出管截面积比；防止下降管带汽 （3） 合理设计上升管。 72. 管内沸腾换热区间？管内沸腾换热区间？ 单相液体区；表面沸腾区；饱和核态沸腾区；双响强制对流换热区域；欠 液换热区；过热蒸汽区 73