5.6.2_锅炉原理(样卷二答案).doc

锅炉原理（样卷二答案）题号一二三四五六七总分得分30182824一、填空（30分、每空0.5分）1. 锅炉的生产过程是由 燃料燃烧 、 烟气向水的传热 、 水受热和汽化 三个同时进行的过程组成的。2. 写出DHL10-1.3-AII型锅炉型号中各部分的含义：DH 单锅筒横置式 、L 链条炉 、10 额定蒸发量10t/h 、1.3 额定工作压力1.3MPa 、AII二类烟煤 。3. 燃料元素分析成分由 C 、 H 、 O 、 N 、 S 、 M（H2O） 、 Ash 组成， 4. 锅炉燃用煤种按照Vdaf从大到小依次可以分为 褐煤 、 烟煤 、 贫煤 和 无烟煤 。5. 表征灰渣熔融特性的三个温度分别是 变形温度(DT)、软化温度(ST)、流动温度(FT)。为避免锅炉炉膛出口结渣，炉膛出口烟温应比软化温度低100。6. 燃料在炉中完全燃烧的必备条件是 一定的高温环境（Temperature） 、一定的时间和空间（Time）、充足的氧气供应和良好的混合（Turbulence）和及时清除燃烧产物。7. 固体燃料燃烧的三个阶段包括 着火前热力准备阶段 、 挥发份与焦碳的燃烧阶段 和 燃尽阶段 。8. 化石燃料完全燃烧时（=1），烟气中主要有 CO2 、 SO2 、 H2O 和 N2 四种气体成分。9. 锅炉的热损失由 排烟热损失（q2）、气体不完全燃烧热损失(q3) 、固体不完全燃烧热损失(q4)、散热损失（q5） 和灰渣物理热损失(q6)五项组成。10. 改善链条炉燃烧的措施有 分区送风 、 设置炉拱 和 布设二次风 。11. 根据传热方式的不同，过热器分为对流式、半辐射式和辐射式三种型式。12. 根据传热方式，空气预热器可以分为传热式(导热式)和回转式(再生式)两类。13. 按照水循环方式的不同，锅炉基本可分为自然循环 、 复合循环（或直流） 和控制(强制)循环等三类。常见水循环故障有 停滞与倒流、 汽水分层 和 下降管带汽 。14. 锅炉机械通风方式有 正压通风 、 负压通风 、 平衡通风 ，自然通风锅炉常以 自生通风 力来克服烟风道阻力。15. 薄壁圆筒形锅炉元件受内应力作用时，其应力有 轴向应力 、 切向应力 、和径向应力三种，其中 切向应力 最大。16. 锅炉受压元件强度计算中，孔的加强原则是 按等面积加强 。开孔加强时应满足F1+F2+F3+F4F的条件。三、专业术语解释:(共18分,各3分)1. 锅炉热效率：每小时送进锅炉的燃料（全部完全燃烧时）所能发出的热量中有百分之几被用来产生蒸汽或加热水，。2. 过量空气系数：燃料燃烧实际所用的空气量与燃料燃烧所需理论空气量之比, 3. 二次风:不与燃料一起进入的风（空气）称为二次风，对层燃炉的主要作用是扰动气流，对煤粉炉气补充燃烧所需的空气；对流化床炉既有扰动也有助燃作用。4. 炉膛容积热负荷qv： 单位炉膛容积内单位时间内燃料燃烧放热量.5. 循环倍率K物理意义是单位质量的水经过水循环完全变成蒸汽的次数。K=G/D，G:由下降管进入上升管的水流量；D:同一时间内产生的蒸汽量。6. 连续排污：在锅筒低水位下面设置排污管连续排除锅水中的盐份和杂质。四、问答题 （共28分，每题8分）1. 什么是锅炉尾部受热面的低温腐蚀，它产生的根源是什么，如何防止或减轻低温腐蚀? （6分）烟气中含有水蒸汽和硫酸蒸汽。随着烟气温度降低，水蒸气在锅炉尾部受热面（省煤器和空气预热器）冷凝会引起氧腐蚀，硫酸蒸汽的凝结液与金属接触发生酸腐蚀，这两种腐蚀成为低温腐蚀（2分）。原因：1)烟气中存在SOx（SO2和SO3）和水蒸汽；2)受热面金属壁温低于露点温度；3)水蒸汽在受热面冷凝引起氧腐蚀；4)SO3与水蒸汽形成硫酸蒸汽的露点温度升高；5)硫酸蒸汽在受热面冷凝引起酸腐蚀。（3分）防治措施：1）燃料脱硫；2）控制燃烧；3）使用添加剂，石灰石白云石；4）提高排烟温度；5）热空气再循环，提高金属壁温。（3分）2、影响蒸汽带水因素有哪些，采取哪些相应措施？（6分）影响因素：1)汽空间高度；2)蒸汽负荷；3)蒸汽压力；4)锅水含盐量。(3分)采取措施：1)控制水位高度，保证足够的汽空间高度；2)选择合适的蒸发面负荷；3)根据不同的压力选择Rv；4)控制给水水质；5)设置合理的汽水分离装置，提高蒸汽干度。（3分）3. 从锅炉蒸汽压力来分析低压（例如SHL型）中压（例如DHL型）和高压锅炉在锅炉受热面结构上各有什么特殊性？（8分）由于锅炉蒸汽压力变化，给水在锅炉中总吸热量（预热热、蒸发汽化热和过热热）的分配比例产生变化，对锅炉各受热面结构的设计也产生很大的影响。(2分)低参数小容量锅炉（例如SHL型）因炉膛体积小，在确保燃料的燃烧温度条件下，则炉内水冷壁 (辐射蒸发受热面)的吸热量满足不了蒸发量所需的汽化热要求，必须在对流烟道中布置一定量的锅炉管束(对流蒸发受热面)，才能满足蒸发量所需的汽化热（2分）。中参数小容量锅炉（例如DHL型）因炉膛体积适中，炉内水冷壁的吸热量满足了蒸发量所需的汽化热要求。又确保了燃料的燃烧温度，由于有一定量的预热热和过热热要求，则在对流烟道中布置适量的省煤器、过热器（2分）。高参数大容量锅炉因炉膛体积大，其炉膛辐射热汽化热的需要，为此，在炉膛出口处或炉膛顶部布置半辐射式过热器或辐射式过热器，吸收部分辐射热以满足过热热的需求（2分）。4. 试述循环流化床锅炉的优缺点（8分）优点：1)燃料适应性广；2)燃烧效率高；3)高效脱硫；4)生成氮氧化物低；5)给煤点少，简化给煤系统，有利于预热燃烧；6)燃料预处理系统简单；7)负荷调节范围大，负荷调节快；8)燃烧热强度大，炉膛界面积小，炉膛体积小；9)烟气处理设备简单；10)较之鼓泡床，床层内不要布置埋管换热面；11)有利于炉渣的综合利用；12)投资、运行费用适中；缺点：1)设备磨损大；2)大型化困难；3)高温气固分离难度大。（总共答对8点即可得满分）四、计算题 （共24分）1. 对于DZL20-1.4-P锅炉，已知下列条件： 1）锅炉效率gl=78%，2）蒸汽带水率为w=4.0%，3）给水温度tgs=45，igs=188.4KJ/kg，4）排污率为p=5%，5）P=1.4MPa时，i=830.1KJ/kg,i”=2790KJ/kg,汽化潜热r=1960KJ/kg，6）锅炉每年运行率为0.8。求：每年的标准煤耗量。（6分）每年的耗煤量为：2. SHL10-13/350-WI锅炉，已知下列条件：低位发热量：Qnet,ar = 18187KJ/Kg；炉膛出口过量空气系数：l”=1.5；炉膛漏风系数：=0.1；炉膛出口烟温：l”=950； 冷空气焓：Ilk=199.46KJ/kg；热空气焓：Irk=1006 KJ/kgq2=9.28%，q3=1%，q4=15%，q5=1.75%，q6=0.82%，保热系数：=0.98，计算燃料量：Bj=0.85 Kg/s过量空气系数l”=1.5处的烟气温焓表为：y8009001000110012001300140015001600Iy KJ/kg9287.310652.41186813182.31450215842.41721118524.919939求：热力计算中的烟气平均比热容VyCpj和辐射换热量Qf。（8分）解：热空气带入炉内的热量 ： KJ/kg炉膛有效放热量:KJ/kg确定燃烧温度：”l=950，由烟气温焓表得到： KJ/kg则可得到： (kJ/kg)辐射换热量为： kW3. 已知某锅炉省煤器为逆流布置，其热力数据如下：进口烟温，出口烟温；进水温度，出水温度；对流放热系数 ；辐射放热系数 ；利用系数，有效系数；锅炉计算燃料耗量；省煤器烟道漏风系数；冷空气焓；保热系数；省煤器烟道的焓温如下表： 300400500600700 kJ/kg455165498286927210954求该省煤器的传热面积Hsm。（10分）解：；1）烟气侧放热量：2）； 3）4）5024 所以：H=140Principle of BoilerTest PapersStudent No. _ Name _ Score_A. Fill in the blanks in the following statements (20)1. Primary function of boiler is to convert chemical (or nuclear) energy bound in the fuel to heat energy and produce high-temperature, high-pressure steam.2. The boiler consists of furnace where the fuel is burned and vessel where water can be evaporated into steam for a variety of application. 3. Cogeneration is a process in which an industrial facility uses steam generators to produce a combination of the two applications, which involves the production of electricity or the supply of process steam (heat).4. There are different types of boilers. Based on fuel combustion method boiler can be classified as Grate firing boiler, Suspension firing boiler, and Fluidized bed combustion boiler. 5. There are just three combustible elements of significance in most fossil fuels, i.e. carbon (C), hydrogen (H) and sulfur (S). In which Sulfur (S) can be a major contributor to corrosion and air pollution problems.6. The as-received analysis reports the percentage by weight of each constituent in the coal as it is received at the laboratory. The equation can be expressed as: Car+ Har+ Oar+ Nar + Sar+ Aar+ Mar100 ()7. Pulverizers are part of a larger power station system, normally classified as two types: Direct-fired system and Storage system.8. Depending on outlet water temperature, Economizers are Classified as Steaming type and Non-steaming type 9. Theoretical air is the minimum air required for complete conversion of the carbon, hydrogen and sulfur in the fuel to standard products of combustion.10. In a fluidized bed, the point where the bed starts to behave as a fluid is called the minimum fluidization condition, the relevant velocity is minimum fluidization velocity.11. For those boilers with a steam drum, a molecule of water can make many passes through a circulation loop before it leaves as steam to the turbine-generator. Two different approaches to circulation are commonly used: natural or thermal circulation, and forced or pumped circulation.B. Answer the question based on the following materials (10)The coal-fired utility power plant schematic is shown in the following figure. Key subsystems include fuel receiving and preparation, steam generator and combustion, environmental protection, turbine-generator, and heat rejection including cooling tower.First, follow the fuel and products of combustion (flue gas) through the system. The fuel handling system stores the fuel supply (coal in this example), prepares the fuel for combustion and transports it to the steam generator. The associated air system supplies air to the burners through a forced draft fan. The steam generator subsystem, which includes the air heater, burns the fuel-air mixture, recovers the heat, and generates the controlled high pressure and high temperature steam. The flue gas leaves the steam generator subsystem and selective catalytic reduction (SCR) system if supplied, and then passes through particulate collection and sulfur dioxide (SO2) scrubbing systems where pollutants are collected and the ash and solid scrubber residue are removed. The remaining flue gas is then sent to the stack through an induced draft fanPlease answer the following questions:1) How