太原理工大学-电厂锅炉原理课程重点总结.doc

概念1.高位发热量：单位量燃料完全燃烧，而燃烧产物中的水蒸汽全部凝结成水时所放出的全部热量，称为燃料的高位发热量。2.低位发热量：单位燃料完全燃烧，而燃烧产物中的水蒸汽全部保持蒸汽状态时所放出的全部热量。3.折算成分：指燃料对应于每4190kJ/kg收到基低位发热量的成分4.煤的元素分析法测定煤的组成成分有C、H、O、N、S、M、A，其中C、H、S是可燃成分，S、M、A是有害成分。5.煤的工业分析成分有水分、挥发分、固定碳和灰分。6.标准煤：规定收到基低位发热量Qarnet=29270kJ/kg的煤。7.煤的挥发分：失去水分的煤样在规定条件下加热时，煤中有机质分解而析出的气体。8.灰熔点:是固体燃料中的灰分，达到一定温度以后，发生变形，软化和熔融时的温度。9.理论空气量：1kg收到基燃料完全燃烧而又没有剩余氧存在时，燃烧所需要的空气量。10. 过量空气系数：燃料燃烧时实际供给的空气量与理论空气量之比。即=VK/V0。11.最佳过量空气系数:Q2、Q3、Q4之和为最小的过量空气系数。12.完全燃烧方程式:为21-O2=（1+）RO2，它表明烟气中含氧量与RO2之间的关系，当=1时，其式变为RO2max=21/（1+）。算的两个近似公式分别为=RO2max/RO2、=21/（21-O2）。两式的使用条件是值很小、完全燃烧、Nar可忽略。13.燃烧效率:单位燃料可燃质燃烧放出的热量占单位燃料可燃质发热量的百分比。14.锅炉热平衡：在稳定工况下，输入锅炉的热量与锅炉输出热量的相平衡关系。15.灰平衡:进入炉内燃料的总灰量应等于灰渣、漏煤及飞灰之和。16.各项热损失:排烟热损失q2,气体不完全燃烧损失q3,固体未完全燃烧损失q4,锅炉散热损失q5,其他热损失q6。17.煤粉细度：煤粉由专用筛子筛分后，残留在筛子上面的煤粉质量a占筛分前煤粉总质量的百分数。定义式为R=a/（a+b）100%18.煤粉经济细度：从燃烧与制粉两个方面综合考虑，使得三项损失q4+qn+qm之和为最小时所对应的煤粉细度。19.煤的可磨性系数：在风干状态下，将相同质量的标准煤和实验煤由相同的粒度磨制到相同的细度时所消耗的能量之比。20.直吹式制粉系统：磨煤机磨好的煤粉直接全部吹入炉膛燃烧的制粉系统，其制粉量等于锅炉耗粉量并随锅炉负荷变化而变化。21.储仓式制粉系统：磨煤机磨好的煤粉先储存在煤粉仓中，然后再根据锅炉负荷的需要，从煤粉仓经给粉机送入炉膛燃烧的制粉系统。22.质量作用定律:化学反应速率与反应物的有效质量成正比。23.阿累尼乌斯定律:表示在实际燃烧过程中，由于燃料与氧化物(空气)是按一定比例连续供给的，当混合十分均匀时，可以认为燃烧反应是在反应物质浓度不变的条件下进行的。这时，化学反应速度与燃料性质及温度的关系为：K=KOe-（E/RT）。24.动力燃烧区：燃烧速度主要取决于化学反应速度（化学条件），而与扩散速度关系不大的燃烧工况。25.扩散燃烧区：燃烧速度主要取决于氧的扩散条件，而与温度关系不大的燃烧工况。26.过渡燃烧区：燃烧速度既取决于化学反应条件又取决于扩散混合条件的燃烧工况。27.着火热：使煤粉一次风气流从入炉前的初始温度加热到着火温度所吸收的热量。28.炉膛容积热负荷：单位时间内,单位炉膛容积内，燃料燃烧放出的热量。29.炉膛截面热负荷：单位时间内,单位炉膛横截面积上，燃料燃烧放出的热量。30.一次风：携带煤粉进入炉膛的热空气。二次风：为补充燃料燃烧所需的氧，经燃烧器进入炉膛的纯净的热空气。三次风：在中间储仓式制粉系统的热风送粉系统中，携带细粉的磨煤乏气由专门的喷口送入炉内燃烧，称为三次风。31.热偏差：在并列工作的管子中，个别管子的焓增量偏离管组平均焓增量的现象。热偏差系数：偏差管的工质焓增与管组平均焓增的比值。32.汽温特性：锅炉过热蒸汽和再热蒸汽汽温与锅炉负荷的变化关系。33.过热器：将饱和蒸汽加热为具有一定温度过热蒸汽的锅炉换热部件。34.喷水减温器：将减温水直接喷入过热蒸汽中调节蒸汽温度的装置。35.低温腐蚀：金属壁温低于烟气露点而引起的受热面酸腐蚀称为低温腐蚀。36.磨损：带灰烟气高速流过受热面时，具有一定动能的灰粒，对受热面的每次撞击都会磨削掉微小的金属粒，使受热面管壁逐渐变薄的过程。37.积灰：带灰烟气流过受热面时，部分沉积在受热面上的现象。响积灰的因素主要是烟气速度、飞灰颗粒、管束结构特性。减轻积灰的方法：（1）定期吹灰；（2）选择合理的烟速；（3）采用错列布置。38.自然循环水冷壁:工质在水冷壁循环回路中流动的动力是由其密度差产生的，而没有任何外来推动力。39.循环倍率:循环回路中,进入上升管的循环水量G与上升管出口蒸汽量D之比，用符号K表示。物理意义是进入循环回路中的水量需要经过多少次循环才能全部变成蒸汽。直流锅炉的循环倍率等于1。40.自补偿特性:在自然循环回路中，受热强的管子，其入口进水量自动增加，循环流速也相应升高的特性，称循环回路的自补偿特性或自补偿能力。41.机械携带:锅筒内饱和蒸汽携带含盐水滴使蒸汽污染的现象。影响因素有锅炉负荷、蒸汽压力、蒸汽空间高度和炉水含盐量。42.选择性携带:锅炉蒸汽在不同压力下能选择性地溶解携带锅水中某些盐类的现象。43.蒸汽清洗:使饱和蒸汽穿过给水层，使蒸汽中溶解携带的一部分SiO2向给水转移，以降低饱和蒸汽溶解携带的方法。44.汽水分离:利用离心分离、惯性分离、重力分离和水膜分离等方法，使汽水混合物分离并使饱和蒸汽达到一定干度的过程。45.传热恶化:所谓沸腾传热恶化是指在一定的工况参数下管壁同沸腾工质间的换热系数突然下降、加热壁面同沸腾工质间的换热量大大减少(对于恒壁温系统)或壁面温度大大升高(对恒热流系统)的现象。问答题1.钢球磨特点。优点:1煤种适应性好2可靠性高3干燥性好4检修周期长5单台出力高。缺点:1体积大2电耗高3噪声大4负荷响应慢。负荷响应慢结构特点:钢球磨煤机由给料部、出料部、回转部、传动部(减速机，小传动齿轮，电机，电控)等主要部分组成。中空轴采用铸钢件，内衬可拆换，回转大齿轮采用铸件滚齿加工，筒体内镶有耐磨衬板，具有良好的耐磨性。钢球磨煤机运转平稳，工作可靠。2.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。3.煤粉燃烧器有哪几种基本形式？其一般特性怎样？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。4.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。5.四角布置直流燃烧器的工作原理。直流燃烧器一般布置在炉膛四角上。煤粉气流在射出喷口时，虽然是直流射流，但当四股气流到达炉膛中心部位时，以切圆形式汇合，形成旋转燃烧火焰，同时在炉膛内形成一个自下而上的旋涡状气流。6.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。7.什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？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。8.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。9.过热器和再热器的差异。过热器是把饱和蒸汽加热成过热蒸汽，而再热器是将汽轮机高压缸排汽进行再加热以提高蒸汽温度，从而使汽轮机末级叶片的干度得到保证。蒸汽再热的目的是：1、提高蒸汽温度，蒸汽焓增加，作功能力增加，循环热效率提高；2、保证汽轮机末级叶片的干度在规定范围 内，保证汽轮机末级叶片的安全。43.何谓过热器的热偏差？试分析过热器的热偏差产生的主要原因及减轻热偏差的主要方法？ 答：并联布置的过热器管道由于吸热不均、流量不均或结构不均使部分管道的焓增量大于平均焓增量，这一现象称为热偏差。产生热偏差的原因：（1）吸热不均匀性炉膛内烟气速度场和温度场本身的不均匀性炉膛出口处烟气流的扭转残余将导致进入烟道的烟气速度和流速分布不均运行操作不正常引起炉内温度场和速度场不均匀；(2)流量的不均匀性:吸热不均匀联箱内压力变化的影响(3)结构不均匀:蛇形管的弯角不同或长度不同减轻热偏差的方法： 受热面分级布置采用大直径中间混合联箱按受热面热负荷分布情况划分管组联箱连接管左右分布交叉正确选择联箱的结构和连接形式，尽量选择U形连接或多管连接加装节流圈利用流量不均匀来消除吸热不均匀11.省煤器与空气预热器为什么需要双级交错布置？根本原因是通过空气预热器的烟气热容量大于空气的热容量，在需要较高的空气温度时采用双级交错布置，即把空气预热器和省煤器都分成两部分，在第一级空气预热器中空气与烟气的传热温差变小后，跳过省煤器引入第二级空气预热器，使传热温差增大。这样就保证有较大的温差和达到所要求的温度。12.低温腐蚀是如何形成的？它受哪些因素影响？减轻的措施有哪些？烟气中的三氧化硫和水蒸汽形成硫酸蒸汽，当受热面管壁温度低于硫酸蒸汽的露点时，硫酸蒸汽凝结成硫酸溶液对管壁产生腐蚀作用，形成低温腐蚀。低温腐蚀速度与管壁上凝结的硫酸浓度、凝结的硫酸量、管壁温度有关。减轻低温腐蚀的措施有1.提高空气预热器的受热面壁温:a采用热风再循环b.加装暖风器2.冷端受热面采用耐腐蚀的材料3.采用燃料脱硫、低氧燃烧或加入添加剂，减少烟气中二氧化硫的含量，降低烟气露点。13.强制流动的稳定性。提高稳定性的措施。分为水动力多值性和脉动现象。a.水动力多值性的表现为：流量与压差的关系不是单值性的，而是多值性的，即对应一个压差，出现一个或两个以上的流量。防止措施：1、减小工质进口欠焓i 2、增加热水段阻力：采用逐步扩大的蒸发受热面管径；加节流环 3、提高压力p； 4、加装呼吸联箱，均衡各点压力。5、提高质量流速。b.脉动现象是指流量随时间发生周期性变化。由于流量脉动，也引起了管圈出口处蒸汽温度或热力状态的周期性波动，而整个管组的进水量及蒸汽量却无多大变化。脉动产生的根本原因是汽水存在比容差。表现形式为：管间脉动、管屏间脉动、整体脉动。防止措施：（1）提高工作压力（2）增加热水段的阻力（3）提高质量流速（4）加装呼吸箱14.尾部受热面磨损与哪些因素有关？怎样影响？尾部受热面磨损与烟气流速、管束的结构特性和飞灰浓度及特性有关。（1）烟速越高，灰粒对管壁的撞击力越大，磨损量与速度的三次方成正比。（2）烟气中灰分浓度越大、颗粒越粗越硬，磨损越严重。（3）横向冲刷错列管束比顺列管束磨损严重，错列管束第二排管子磨损比其他各排管子严重。15.影响积灰的因素是什么？如何减轻积灰？影响积灰的因素主要是烟气速度、飞灰颗粒、管束结构特性。减轻积灰的方法：（1）定期吹灰；（2）选择合理的烟速；（3）采用错列布置16.简述热偏差产生的原因和减小措施。答：产生原因：（1）热力不均：由炉膛中热负荷、温度不均匀造成的。（2）水力不均：平行管流阻、重位压头不同及沿进出口联箱长度压力分布特性引起的。减轻措施：（1）加装节流圈。（2）采用较高的质量流速（3）蒸发受热面分成若干并列管屏（4）装设中间联箱和混合器17.简述直流锅炉的优点。（与自然循环锅炉比较）（1）节约钢材：无汽包，且采用小管径。（2）制造、安装、运输方便：无汽包。（3）启动、停炉快：储热能力小。（4）适用于各种压力。（5）受热面布置灵活。18.试述锅炉型布置的优点。答：（）锅炉排烟口在底层，送、引风机和烟囱可安装在地面上，减轻了厂房和锅炉构架的负荷。（2）锅炉构架和厂房建筑可较低。（3）垂直烟道中，烟气与工质逆流，换热较好。（4）尾部受热面检修方便（5）机、炉连接管道不太长，节约金属。（6）除灰方便。19.关键参数的选择原则依据。有蒸汽参数，锅炉容量，燃料的水分，燃料的灰分，燃料发热量，燃料挥发分。20.锅炉热力计算有哪两种方法？简述其目的及已知条件。答：锅炉热力有校核计算和设计计算。（1）校核计算是在已知锅炉容量和参数、燃料性质、锅炉各部分结构和尺寸的情况下，确定各受热面边界处的水、汽、风、烟温度等是不是符合设计要求。（2）设计计算是在已知锅炉容量和参数、燃料性质及各受热面边界之处的水、汽、风、烟温度的情况下，选定合理的炉型和各受热面的结构和尺寸。21.一二三次风的作用。一次风: 携带煤粉送入燃烧器的空气;输送煤粉和满足燃烧初期对氧气的需要。二次风: 煤粉气流着火后再送入的空气;补充煤粉继续燃烧所需要的空气;扰动和混合气流。 三次风: 单独的喷口送入炉膛燃烧;充分利用细粉分离器的乏气;燃烧后期扰动，减少污染，节约能源22.试描述直流和旋流燃烧器的特点及布置方式。（1）直流燃烧器特点：不旋转，只有轴向速度，不具有稳燃性，应布置在炉膛四角 喷口布置方式：1.均等配风 2.分级配风 3.一次风口中布置二次风 切圆直流燃烧器布置方式：1、正四角布置2、正八角布置3、大切角正四角布置4、同向大小双切圆方式 5、正反双切圆方式 6、两角相切、两角对冲方式 7、双室炉膛切圆方式 8、大切角双室炉膛方式（2） 旋流燃烧器特点： 1、不但有轴向速度，而且有较大切向速度2、在燃烧器出口一段距离内轴线上的轴向速度为负值，形成一个中心回流区，回流高温烟气，有利于着火3、扩展角较大 布置方式：1.前墙布置 2.前后墙对冲或交错布置3.两侧墙对冲或交错布置 4.炉顶布置等1.锅炉按照蒸汽参数分为低压锅炉（出口蒸汽压力，下同，2.45MPa）、中压锅炉（2.944.90 MPa）、高压锅炉（7.810.8 MPa）、超高压锅炉（11.814.7 MPa）、亚临界压力锅炉（15.719.6 MPa）、超临界压力锅炉（22.1 MPa）和超超临界压力锅炉（27 MPa）2.干烟气容积成分百分数，即CO2+SO2+O2+CO+N2=100%3.锅炉热平衡的两种表达式为：Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6kJ/kgQ1 -有效利用热量，kJ/kg Q2 -排烟热损失，kJ/kgQ3 -气体（化学）不完全燃烧热损失，kJ/kgQ4 -固体（机械）不完全燃烧热损失，kJ/kgQ5 -散热损失，kJ/kg Q6 -灰渣物理热损失，kJ/kg4.最佳过量空气系数:Q2、Q3、Q4之和为最小的过量空气系数。5锅炉有效利用热:指水和蒸汽流经各受热面时吸收的热量。空气在空气预热器吸热后又回到炉膛，这部分热量属锅炉内部热量，不应计入。6.排烟热损失:锅炉排出的烟气焓高于冷空气进入锅炉时的焓所造成的热量损失。7锅炉效率:锅炉的有效利用热与锅炉送入热量之比。燃烧效率: r=100-(q3+q4),%8.煤粉细度用Rx表示,代表筛余量占筛分前试验煤粉质量的百分数数。对确定的筛子而言，Rx愈小，说明煤粉越细。9.粗粉分离器是利用离心力，惯性力和重力的作用把不合格的粗煤粉分离出来的。细粉分离器是利用气流旋转所产生的离心力，使气粉混合物中的煤粉与空气分离。10.实际的炉内燃烧过程,反应物的浓度和炉膛压力可认为基本不变,化学反应速度主要与温度有关。11.扩散燃烧区：燃烧速度主要取决于氧的扩散条件，而与温度关系不大的燃烧工况。过渡燃烧区：燃烧速度既取决于化学反应条件又取决于扩散混合条件的燃烧工况。12.一二三次风的作用。一次风: 携带煤粉送入燃烧器的空气;输送煤粉和满足燃烧初期对氧气的需要。二次风: 煤粉气流着火后再送入的空气;补充煤粉继续燃烧所需要的空气;扰动和混合气流。 三次风: 单独的喷口送入炉膛燃烧;充分利用细粉分离器的乏气;燃烧后期扰动，减少污染，节约能源13.炉膛容积热负荷：单位时间内,单位炉膛容积内，燃料燃烧放出的热量。炉膛截面热负荷：单位时间内,单位炉膛横截面积上，燃料燃烧放出的热量。14.过热器的工作特点:1.过热器烟气侧的温度高（9001000）2.管内蒸汽温度高（555600）3.管内蒸汽压力高（超临界）4.管壁温度高（接近极限）5.汽温调节严格（-105）6.存在热偏差。再热器的工作特点:1.再热器烟气侧的温度低于过热器（700800）2.管内工质温度高（555600）3.管内工质压力降低（Prh=0.2Psh）4.蒸汽对管壁的冷却能力差（过热4 和再热0.8kW/m2 ）5.管径阻力6.汽温调节困难（变负荷与汽轮机相关）7.对热偏差敏感15.对蒸汽温度调节设备的基本要求:1设备结构简单运行可靠。2调节灵敏汽温偏差小且易于实现自动化。3不影响锅炉或热力系统的效率。4在一定负荷范围内(60%100%)保持额定蒸汽温度。16.尾部受热面的积灰，磨损，低温腐蚀。积灰的影响因素:烟气流速，飞灰颗粒度，管束结构特性。 防止措施:1.合理选取烟速2.采用小管径，小节距，错列布置的管束3.正确设计和布置吹灰装置，制定合理的吹灰制度。磨损的影响因素:烟气流速，飞灰浓度，灰粒特性，管束结构特性。防止措施:1.合理选择烟气流速2.采用合理的结构和布置3.加装防磨装置4.搪瓷或涂防磨涂料 5.采用膜式省煤器。低温腐蚀的影响因素: 烟气对受热面的低温腐蚀，常用酸露点的高低来表示，酸露点越高腐蚀范围越广，腐蚀越严重。防止措施:（1）提高空气预热器的壁温，这是防止低温腐蚀的最有效的方法；（2）低温受热面采用耐腐蚀材料；（3）降低低温露点采用抑制腐蚀的添加剂：石灰石或白云石；（4）降低过量空气系数和减少漏风。17.烟气露点:烟气中酸性物质(如硫酸蒸气等)开始凝结时的温度。18.机械携带:锅筒内饱和蒸汽携带含盐水滴使蒸汽污染的现象。影响因素有锅炉负荷、蒸汽压力、蒸汽空间高度和炉水含盐量。选择性携带:锅炉蒸汽在不同压力下能选择性地溶解携带锅水中某些盐类的现象。19.分配系数:指某种盐在蒸汽中的溶解量与它在锅水中溶解量的比值的百分数。分配系数的大小与燃煤热水锅炉蒸汽压力和盐的种类有关。20.热有效系数表示炉壁吸收热量占火焰辐射到炉壁上的热量的份额。21.什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？以及防止措施。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。防止措施：（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 （4）加装扰流子22.对流传热计算的基本