锅炉复习材料.doc

第一章1、锅炉：生产蒸汽或热水的换热设备任务：燃料（煤、油、天然气等）的化学能转化为热能2、根据用途的不同分为：电站锅炉过热蒸汽工业（供热）锅炉多数生产饱和蒸汽。3、按载热工质的不同分为：蒸汽锅炉、热水锅炉4、锅炉的工作过程：1. 燃料的燃烧过程， 2. 烟气向水(汽等工质)的传热过程 3. 工质(水)的加热和汽化过程蒸汽的生产过程；5、空气流经设备： 辐射 辐射+对流 对流 高温烟气 水冷壁 过热器（凝渣管） 对流管束 对流 尾部受热面(省、空) 除尘 引风机 烟囱6、水流经设备：1）给水：水 省煤器 汽锅 2）水循环：锅筒 下降管 下集箱 水冷壁 7、 蒸发量：蒸汽锅炉每小时生产的额定蒸汽量，用以表征锅炉容量的大小。常用符号D来表示，单位是t/h。锅炉铭牌上所标蒸汽产量即为锅炉的额定蒸发量，因此，锅炉额定蒸发量又称铭牌蒸发量或额定出力。工业锅炉的蒸发量一般为0.165t/h。8、 锅炉受热面是指汽锅和附加受热面等与烟气接触的金属表面积，即烟气与水（或蒸汽）进行热交换的表面积。用符号H表示，单位m2。9、 锅炉受热面蒸发率指的是1 m2受热面每小时所产生的蒸汽量，用D/H kg/(m2 h)表示。一般D/H在30 40 kg/(m2 h)10、 热水锅炉通常采用受热面发热率，指的是1 m2受热面每小时所产生的热功率，用Q/H MW/m2 表示。一般Q/H在0.02325 MW/m2 上下。14、 锅炉热效率是指有效利用于生产热水或蒸汽的热量占输入锅炉全部热量的百分数，也称为锅炉效率，用符号gl表示。它是表明锅炉热经济性的指标，锅炉热效率高，则更节省能源。（课本公式）15、 锅炉经济性指标：热效率高、金属材料耗量低、运行时耗电量少 型号例题16、 例如型号为SHL10-1.25/350-WII的锅炉，表示为双锅筒横置式蒸汽锅炉。采用链条炉排，额定蒸发量为10t/h，额定工作压力为1.25MPa，出口过热蒸汽温度为350，燃用类无烟煤。17、 又如型号为DZW1.4-0.7/95/70-AII的锅炉，表示为单锅筒纵置式热水锅炉，采用往复推动炉排，额定热功率为1.4MW，额定出水压力为0.7MPa，出水温度为95，进水温度为70，燃用类烟煤。18、 再如型号为LDR0.5-0.4的锅炉，表示为立式电加热锅炉，额定蒸发量为0.5t/h，额定工作压力为0.4MPa。19、 锅炉本体包括汽锅、炉子、蒸汽过热器、省煤器和空气预热器。20、 附加受热面：蒸汽过热器、省煤器和空气预热器21、 尾部受热面：省煤器和空气预热器因设在锅炉尾部的烟道内又称为尾部受热面第二章1、 燃料的化学成分主要有害杂质：氮、硫、灰分等：；水分在燃料油中是有害杂质2、 基准：收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基、3、 灰的含量用干燥基表示；煤的分类的依据是干燥无灰基4、5、 课本P22页例题和表2-16、 发热量：燃料的发热量单位质量 (单位容积) 燃料完全燃烧所放出的热量。kJkg或kJNm37、 高位发热量Qgr每kg燃料完全燃烧后所产生的热量，包括燃料燃烧时所生成的水蒸气的汽化潜热，水蒸气全部凝结成水8、 低位发热量Qnet从高位发热量中扣除水蒸气的汽化潜热9、 计算发热量时，各种基Qgr间可用表2-1的换算系数进行换算。而Qnet 必须考虑水分的汽化潜热。表2-2是各基准的低位发热量之间的换算关系。10、 对于高位发热量来说，水分含量不同，造成发热量不同；对于低位发热量，除了水分比例不同造成发热量不同，还附带水分吸收的汽化潜热。11、 失去水分的干燥煤样在隔绝空气下加热至一定温度时，所析出的气态物质，其百分数含量即为挥发分12、 煤的焦结性对煤在炉内的燃烧过程和燃烧效率有很大影响， 粉状不粘结，被空气带走，燃烧不充分，强粘结块状，块内质点燃烧不充分，失去多孔性，燃烧恶化 ，所以层燃炉不宜燃用不粘结或强粘结的煤。13、 燃料油的物理特性特性指标影响输运、贮存和燃烧使用的正常和安全密度、粘度、凝固点、比热容、闪点和燃点、爆炸极限14、 粘度；表征流动性能的特性指标；粘度大，流动性差，在管道内输送阻力大，装卸和雾化困难、相对分子量越小，沸点越低，粘度就越小。15、 凝固点：燃料油由液态变为固态时的温度；复杂的混合物，没有一定的凝固点：随温度逐渐降低时，变得越来越稠，直到完全丧失流动性16、 闪点：在温度升高时，油面蒸发的油气增多，当油气和空气的混合物与明火接触时，发生短暂的闪光(一闪即灭) 时的油温17、 燃点：油温继续升高，当油面上的油气与空气的混合物遇明火能着火持续燃烧(持续时间不少于5s) 时的油温 18、 燃点高于闪点19、 闪点是防止油发生火灾的一个重要指标，燃料油的预热温度必须低于闪点，敞口容器的油温至少比闪点低10.20、 爆炸极限：引发爆炸时空气中含有燃料油蒸气的体积分数或浓度；轻质燃料油的爆炸范围较小，重质燃料油的爆炸范围较大，即其爆炸危险性大21、 燃料燃烧计算书本P4252（其中公式已知，需知参数的含义22、 烟气分析：三原子气体（CO2SO2)氮气、氧气、水蒸气、一氧化碳23、 在理论空气量下达到完全燃烧时O2=0，CO=0，则三原子气体体积达到最大 第三章1、Qr=Q1+Q2 +Q3+Q4 +Q5+Q6 q1+q2+q3+q4+q5+q6=100% Q1/Qr*100%=q1输入热量 Q1 有效利用热Q2 排烟损失 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 灰渣物理热损失2、锅炉效率为输出热量即有效利用热量占燃料输入锅炉热量的份额。Q1/Qr*100%=q13、锅炉的毛效率及净效率锅炉的毛效率 通常所指的锅炉效率都是毛效率锅炉的净效率 是在毛效率基础上扣除锅炉自用汽和电能消耗后的效率。 4、 固体不完全燃烧热损失是由于进入炉膛的燃料中，有一部分没有参与燃烧或未燃尽而被排出炉外引起的热损失。对于层燃炉而言，主要由灰渣、漏煤、烟道、飞灰四项组成的。5、 固体不完全燃烧热损失影响因素：燃料特性、燃烧方式、炉膛结构及运行情况等。对于气体和液体燃料，在正常燃烧下可认为q4=06、 燃料特性对q4的影响:灰分含量高和灰分熔点低的煤，固态可燃物被灰包裹，难以燃尽，灰渣损失大。层燃时燃用挥发物低而焦结性强的煤：燃烧过程主要集中在炉排上，燃烧层温度高，较易形成熔渣，阻碍通风，增加灰渣损失。层燃时燃用水分低，焦结性弱而细末又多的煤时：特别是在提高燃烧强度而增强通风的情况下，飞灰损失就增加。 气体和液体燃料q4=07、 燃烧方式对q4的影响：煤粉炉没有漏煤损失，但飞灰损失比层燃炉大.沸腾炉在燃用石煤或煤矸石时，飞灰损失大8、 炉子结构对q4的影响：煤粉炉炉膛的高低；燃烧器布置的位置。9、 锅炉运行工况对q4的影响：负荷增加，炉膛的气流速度增加，q4加大。煤粉细度及配风。过量空气系数:如太低，q4会增加。 10、 气体不完全燃烧热损失q3： q3是由于部分CO、H2、CH4等可燃气体未燃烧放热就随烟气排出所造成的。11、 影响因素 a、 炉子结构的影响：炉膛高度不够或炉膛体积太小。当炉内水冷壁布置过多时，会使炉膛温度过低。b、 燃料特性的影响：挥发份高的燃料，在其它条件相同时，q3相对要大一些c、 燃烧方式的影响：炉膛过量空气系数（过小或过大）；配风炉内气流的混合与扰动等。12、 排烟热损失：是指由排烟所带走的热量损失，烟气离开锅炉排入大气时，其温度比进入锅炉的空气温度高很多。a、 影响因素： 影响排烟热损失的主要因素是排烟温度和排烟容积b、 排烟温度排烟温度越高，排烟热损失越大。排烟温度每提高1215，q2将提高1%。排烟温度过低经济上不合理，甚至技术上不允许。（1）烟气与工质的传热温差小，换热所需金属受热面就大大增加。（2）为了避免尾部受热面的腐蚀，排烟温度也不宜过低。因此必须根据燃料与金属耗量进行技术经济比较来合理确定排烟温度。供热锅炉的排烟温度在150200范围内。c、排烟容积影响排烟容积大小的因素有：炉膛出口过量空气系数，烟道各处漏风量及燃料所含水分。锅炉最佳过量空气系数的确定，使q2、q3、q4三项热损失的总和最小，所对应的炉膛出口过量空气系数13、 散热损失：外表温度高于环境温度通过对流与辐射散失热量造成的损失14、 散热损失的大小主要取决于锅炉散热表面积的大小，表面温度及周围空气温度等因素，他与水冷壁和炉墙的结构、保温的性能和厚度有关。散热损失是随锅炉容量的增大而降低。15、 保温系数：表示烟气在烟道中的放热量有多少被烟道中的受热面所吸收。16、 实际燃料消耗量是锅炉在运行中单位时间内的实际耗用的燃料B17、 计算燃料消耗量是扣除固体不完全燃烧热损失后的锅炉燃料消耗量，既是炉内实际参与燃烧反应的燃料消耗量Bj热力计算，燃料所需空气量和燃烧生成的烟气量，均用Bj；燃料输运系统和制粉系统的设备计算时，则以B为依据。第四章1、按照燃烧方式，燃烧设备可分为三类:层燃炉/火床炉： 燃料被层铺在炉排上进行燃烧的炉子。室燃炉/悬燃炉 ： 燃料随空气流进入炉室呈悬浮状燃烧的炉子。流化床炉/沸腾炉 ： 燃料在炉室中被由下而上送入的空气流托起，并上下翻腾而进行燃烧的炉子。2、 煤的燃烧过程分为三个阶段：着火前的热力准备阶段、挥发物与焦炭的燃烧阶段、灰渣形成阶段（ 各阶段是交叉进行的；着火和燃尽是最重要的两个阶段，着火是前提，燃尽是目的。）3、 着火前的热力准备阶段 特点：燃料没有着火燃烧，不需要氧气，是吸热阶段。4、 挥发物与焦炭的燃烧阶段特点：燃烧反应剧烈，需要大量氧气，放出大量热，燃烧时间长。5、 灰渣形成段/燃尽阶段特点：燃烧缓慢，放热少，需氧少6、 实现炉内燃烧迅速、完全、稳定的必需条件：a、保持一定的高温环境；b供应充足而适量的空气；c保证空气与燃料能很好接触、混合，提供燃烧反应必需的时间和空间；d及时排出燃烧产物烟气和灰渣。7、 手烧炉工作特性：燃烧过程沿高度进行8、 .手烧炉的燃烧特点:上饲式炉子;双面引火,煤种适应性广;燃烧工况周期性,燃烧效率低，污染严重。9、 冒黑烟原因;煤入炉后，当挥发分大量析出需要大量空气时，由于实际参与燃烧的空气远远满足不了燃烧需要，在严重缺氧时引起挥发物热分解生成大量碳黑，此时炉温尚低导致碳黑难以燃烧而冒黑烟。10、 改善手烧炉燃烧的措施(1)提高操作技术，使燃烧层厚度的变化尽可能减小。(2)采用间断送二次风的措施。(3)改进炉排结构，采用摇动炉排。(4)采用明火反烧手烧炉、双层炉排手烧炉等燃烧方式。11、 链条炉的构造a煤闸门作用：调节所需煤层厚度。b老鹰铁/除渣板作用：延长灰渣在炉内停留时间,降低灰渣含碳量,减少炉排后端的漏风。炉排有效长度:煤闸门至除渣板距离。链条炉的燃烧面积:有效长度炉排宽度c防渣箱作用：保护炉墙不受高温燃烧层的侵蚀和磨损;防止侧墙粘结渣瘤,确保炉排上的燃料均匀满布,避免炉排两侧严重漏风。12、 链条炉的燃烧过程（沿着长度方向） 燃烧特点：“单面引火”，着火条件较差，煤种适用范围较窄。 燃烧过程有区段性,炉排首、尾两端空气过剩，中部空气不足。 燃烧层分为四个区I.新煤区；II.挥发物析出、燃烧区； III.焦炭燃烧区(氧化区、还原区)； IV.灰渣形成区（图分析见ppt)13、 改善链条炉燃烧的措施（1）分区配风（2）炉拱 （3)二次回风14、 流化床燃烧是介于层燃燃烧和悬浮燃烧的一种方式。15、 循环流化床炉 特点 a燃烧效率高，燃料适应性强。b排烟清洁（多次循环，提高了脱硫剂的利于率）。c磨损问题减轻。d负荷调节范围宽，速度快 。e接近于气力输送，炉内气流速度较高。16、 煤粉细度RX用来表示煤粉的粗细程度。Rx 煤粉越细17、 A煤： R90=30%， R200=20% B煤： R90=30%， R200=10% 谁更均匀？B煤更均匀18、 当R90一定时，R200，说明煤粉中过粗的煤粉较少； 当R200一定时，R90，说明煤粉中过细的煤粉较少。过粗和过细的煤粉均较少，即煤粉粒度分布较均匀。因此，合理的煤粉细度，应由技术经济比较确定 19、 油的燃烧过程 两种燃烧方式：预蒸发、喷雾型 燃油炉就是采用喷雾型20、 、燃料油的喷雾燃烧过程的四个阶段（如果燃烧重油需要预先加热）雾化阶段 蒸发阶段 “油气”与空气的混合阶段 着火燃烧阶段 21、 油喷嘴又称油雾化器的形式：机械雾化喷嘴（动力靠油的压力改变）、蒸汽雾化喷嘴（动力利用高压蒸汽的喷射）、转杯式雾化喷嘴（动力离心力的作用）等22、 调风器的型式与结构按照调风机出口气流的流动工况，调风器可分为旋流式和直流式两大类23、改善燃油炉燃烧的措施1 低氧燃烧低氧，并使炉膛温度均匀，不产生局部过热，有效降低SO3和NOx的生成。低氧会造成固体、气体不完全燃烧热损失，降低炉内温度水平影响效率，综合考虑。2 分级燃烧在距离调风器一定高度处再供给一部分空气，称为火焰上部风。不仅使燃烧冲锋，还能降低炉温，减少污染，防止结渣24、 气体燃烧的燃烧过程均由着火和稳定燃烧两个阶段组成25、 着火方法有两种：一类：自燃；二类：点燃或点火26、 自然：将燃气和空气混合物预先加热，达到某一温度时便着火27、 点燃：用电火花、勺热物体等高温热源靠近可燃混合气体而着火、燃烧28、 燃烧分为三类：扩散式燃烧、部分预混式燃烧（大气式燃烧）、完全预混式燃烧（无焰式燃烧）29、 炉子工作强度主要有炉排热强度和炉室热强度两个指标， 表征燃料在炉内燃烧的强度。30、 层燃炉其燃烧的强度常用“炉排(可见)热强度”表示 意思是单位面积的炉排，在单位时间内所燃烧的煤的放热量。 31、 炉膛体积(可见)热强度 单位炉膛容积内，在单位时间内所燃烧的煤的放热量。32、 对于室燃炉还采用炉膛断面热强度来表征33、 鼓泡流化床主要适用于层燃炉中不能燃烧或不能经济燃烧的煤种，特别适用于高灰分、高硫劣质燃料；34、 判断题：1.由一个煤粉细度Rx可以反应煤粉的均匀性。（ ）2.煤粉细度Rx愈小，表示煤粉愈细。（ ）第五章1、 锅炉结构型式的演变发展方向之一：锅筒内增加受热面（烟管锅炉）特点：烟气在火筒和为数众多的烟管内流动换热，低温工质水则在火筒或烟管外则吸热、升温和汽化。发展方向之二：锅筒外增加受热面 （水管锅炉）特点：高温烟气在管外冲刷流动而放出热量，汽、水在管内流动而吸热和蒸发。2、 烟管锅炉的特点是烟气在火筒和为数众多的烟管内流动换热；水管锅炉是水在管内流动，烟气在管外流动而进行换热；烟管水管组合锅炉，则是两者兼而有之，介于烟管锅炉和水管锅炉之间的一种锅炉，是卧式外然烟管锅炉的基础上发展起来的一中锅炉3、 热水锅炉分类：按生产热水温度：低温热水锅炉：t95 高温热水锅炉： 130 t180 4、 按热水在锅内流动：强制流动、自然循环、半自然循环5、 蒸汽过热器按布置位置和传热方式a对流式 布置在对流烟道，吸收高温烟气的对流放热 b半辐射式/屏式 呈挂屏型,布置在炉膛出口烟窗处，既吸收炉内辐射放热，又吸收烟气的对流放热 c辐射式 布置在炉膛墙上，直接吸收炉膛辐射放热热4、省煤器作用：降低排烟温度，提高热效率，节约燃料提高给水温度，减小因温差而引起锅筒壁的热应力，有利延长锅筒的使用寿命。 降低锅炉造价。分类：按给水被预热程度：沸腾式、非沸腾式。按制造材料：铸铁、钢管铸铁省煤器因为铸铁性脆，承受冲击能力差而只能用作非沸腾式省煤器铸铁省煤器特点：耐腐蚀，耐磨损 不耐冲击非沸腾式、体积大且重，易积灰，易漏水。对管内水中溶解氧和管外烟气中硫氧化物一类腐蚀性气体有较好的抗蚀能力，对高速灰粒也有较强的耐磨性能。5、空气预热器作用：a降低排烟温度，减少排烟热损失；b提高燃烧所需空气的温度，改善燃料的着火和燃烧过程，提高锅炉热效率；c降低引风机电耗。按传热方式分导热式和再生式，其中导热式空预热器，烟气和空气各有自己的通道，再生式，烟气和空气交替流经受热面。管式空气预热器（立式空气预热器、卧式空气预热器）立式空气预热器空气在管外作横向冲刷流动，烟气在管内自上而下流动，交叉流动。卧式空气预热器由水平管簇组成，空气在管内流，烟气则在管外横向掠过，使管外积灰便于清除，有时也可用水冲洗。管式空气预热器用于供热6、尾部受热面烟气侧的腐蚀 低温腐蚀: 氧腐蚀和酸腐蚀。水蒸气在受热面上冷凝会引起氧腐蚀，硫酸蒸气的凝结液与金属接触发生酸腐蚀 低温腐蚀根本原因：烟气中存在有SO3气体。 发生腐蚀条件：金属壁温低于烟气露点温度 主要发生在：空气预热器中的冷空气入口段，锅炉给水温度太低，省煤器中也会发生。 低温腐蚀的程度与燃料成分、燃烧方式、受热面布置以及工质参数等因素有关。预防措施：（1）燃料脱硫;2）控制燃烧减少SO3气体生成 （3）使用添加剂去除烟气中的SO3因此，目前为了减轻尾部受热面腐蚀，只能要求受热面的壁温不低于烟气中水蒸气露点。7、 锅炉三大安全附件 压力表、安全阀、水位表压力表：在给水管的调节阀前、可分式省煤器出口、过热器和主蒸汽阀之间都应装置压力表压力表每台锅炉必须装有与锅筒蒸汽空间直接相通的压力表在省煤器出口（或入口处）和蒸汽过热器出口处必须装置相应的安全阀。安全阀应铅直地安装，尽可能装在锅筒、集箱的最高位置上每台锅炉至少应装两个彼此独立的水位表，应醒目地刻画有最低和最高安全水位的标记1.按烟气与工质流动方式，蒸汽过热器一般布置方法是（ ）。 A.纯逆流；B.混合流；C.纯顺流。2.锅炉低温腐蚀最易发生在（ ）和（ ）部位。 A.空气预热器； B. 省煤器；C. 蒸汽过热器；D. 水冷壁3.锅炉低温腐蚀的根本原因是（ ），发生腐蚀的条件为（ ）。 A.烟气中存在SO3气体；B.烟气中O2过量； C.烟气温度低于露点温度；D.金属壁温低于烟气露点温度。第六章1、 锅炉水循环：水和汽水混合物在锅炉蒸发受热面回路中的循环流动2、 自然循环动力：水和汽水混合物利用其密度差所产生循环流动3、 强制循环动力：借助水泵的压头使工质流动的循环4、 蒸汽锅炉基本采用自然循环5、 水循环的可靠性指标循环流速、循环倍率、循环回路的特性曲线6、 循环流速指循环回路中水进入上升管时的速度7、 循环倍率：为保证在上升管中有足够的水来冷却管壁，在每一循环回路中由下降管进入上升管的水流量G应远大于同一时间内上升管中产生的蒸汽量D，两者之比称为循环倍率8、 循环倍率K越大，干度愈小，它表示上升管出口处汽水混合物中水的份额愈大，冷却条件愈好，水循环愈安全。9、 自然循环锅炉的水循环故障：循环的停滞和倒流、汽水分层、下降管带汽。10、 循环的停滞：如果个别上升管的受热情况非常不良，则会因受热微弱产生的有效运动压头不足以克服公共下降管的阻力，以至可能该上升管的循环流速接近于零。11、 循环倒流：接入锅筒水空间的某根上升管受热极差，其有效压头小于公共下降管阻力，发生倒流现象带上下集箱的水冷壁，不论引出管接入水空间还是汽空间，都有可能发生倒流，停滞12、 汽水分层：在水平或微倾斜的上升管段，由于水汽密度不同，当流速低时出现汽水分层流动；布置炉膛的顶棚管、前后拱上水冷壁、燃油炉冷炉底受热面。蒸汽压力升高、蒸发部分管子直径增大，可能性越大。13、 下降管带汽原因a下降管入口阻力大，压降，饱和水沸腾b下降管管口距锅筒水位面太近，形成漩涡c下降管受热过强d下降管入口和上升管出口距离太近且无良好的隔离装置14、 (右图）下降管与上升管在下集箱连接时，接近90度交角，轴线不重合，排污管不应与任何一根上升管处于同一轴线。否则排污时，正对排污管孔的上升管会发生缺水现象而烧损15、 蒸气品质：反映了蒸气的洁净程度，单位质量蒸汽所含杂质的质量。16、 蒸汽中的杂质包括：气体杂质O2、N2、CO2、NH3，腐蚀金属；非气体杂质含盐，来源于气体带水，直接溶解。17、 影响蒸汽带水的因素主要有：锅炉的负荷、蒸汽压力、蒸汽空间高度和锅水含盐量18、 降低蒸汽压力对汽水分离有用的说法，仅在蒸汽流速相同为前提的19、 锅水含盐量与蒸汽湿度的关系开始阶段，蒸汽湿度不变，只因锅水含盐量增大，蒸汽含盐量增大，线性关系；锅水含盐量达到某一数值时，蒸汽湿度突然急剧上升。锅水的这