(第四学期)锅炉压力容器安全阶段性作业11

中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院 锅炉压力容器安全 课程作业1（共 4 次作业）学习层次：专科 涉及章节：第1章 第3章一、 名词解释1、锅炉2、循环倍率3、停滞4、锅炉压力容器的事故率5、锅炉热平衡二、 填空：1、锅炉和压力容器的主要受压元件就是 、 与其相配的各种形式的 。2、煤燃烧的三个条件： 、 和 。3、煤质分析是正确指导锅炉设计和运行的一项基础工作，通常分为 和 两种。4、影响蒸汽带水的主要因素是： 、蒸汽速度、 。5、锅炉水循环指水和汽水混合物在锅炉蒸发受热面中的循环流动，分为 和 两种。三、 简答题1、什么是锅壳式锅炉？其结构特点是什么?2、什么是水管锅炉？其结构特点是什么?3、水冷壁、对流管束、各具有什么结构和作用?安装在锅炉的哪个部位?4、简述煤的燃烧的四个阶段及其特点。四、 论述题1、什么叫锅炉的热效率?锅炉有哪些热损失?影响这些热损失的主要因素是什么? 2、什么叫锅炉水循环?其作用是什么?影响水循环的因素主要是什么?参考答案一、 名词解释1、锅炉 ：锅炉是种能量转换设备。它是利用燃料燃烧释放的热能加热水，使水的状态发生改变，成为蒸汽或较高温度的水。简述：是生产蒸汽或加热水的设备2、循环倍率：上升管入口水流量与上升管出口蒸汽量的比值，叫做循环倍率。3、停滞：循环回路中个别上升管内水及汽、水混合五流速极低，入口只有少量水进入，管内只有气泡缓慢上升，此时进入上升管的水量等于上升管产生的蒸汽量，循环倍率K=1，这种现象叫做停滞。4、锅炉压力容器的事故率：所要调查统计的某一类设备，在一定时间内所发生事故次数与设备运行台年的比值。通常以万台设备每年发生事故次数表示，即：事故数/（万台年）5、锅炉热平衡：锅炉热平衡是指在正常运行状态下燃料输入锅炉的热量应该等于锅炉有效利用热量与各种热损失热量之和。锅炉热平衡试验分正平衡试验相反平衡试验两种。二、 填空1、球壳、圆筒壳相、封头2、高温环境、适量的空气、保证燃烧所需的时间和空间3、元素分析、工业分析4、蒸汽空间的高度、锅水含盐量5、自然循环、强制循环三、 简答题1、什么是锅壳式锅炉？其结构特点是什么?锅壳式锅炉是指蒸发受热面主要布置在锅壳内的锅炉，火管锅炉均属于锅壳式锅炉。常见的锅壳式锅炉有立式弯水管锅炉、立式直水管锅炉、卧式外燃回火管锅炉以及卧式内燃回火管锅炉等。 锅壳式锅炉的结构特点是：(1)“锅”和“炉”包在一个壳体锅壳中；(2)炉膛浸泡在水中，水冷程度大，燃烧条件差，必须烧优质燃料；(3)受热面少，蒸发量低；(4)壳体直径较大，开孔多，形状不规则。内部受热部分与不受热部分连接在一起，热胀冷缩程度不同，产生较高的热应力；(5)系统比较简单，便于运输安装、运行管理及检查维修。对水质要求比较低。2、什么是水管锅炉？其结构特点是什么?水管锅炉是指水在管内流动，烟气在管外流动，锅筒内无蒸发受热面的锅炉。常见的水管锅炉有双纵锅筒弯水管锅炉、双横锅筒弯水管锅炉、双锅筒纵置式链条炉排锅炉、双锅筒横置式链条炉排锅炉等。炉膛置于筒体之外，“炉”不受“锅”的限制，体积可大可小，可以满足燃烧及增加蒸发量的要求。以容纳水汽的管子置于炉膛、烟道中作受热面，锅筒一般不直接受热，传热性能及安全性能都显著改善。水的预热、汽化及蒸汽过程在不同的受热面中完成，这些受热面分别叫省煤器、水冷壁与对流管束、过热器。水汽系统、燃烧系统及辅助系统比较复杂，但单个承压部件的结构比较简单。由于水的预热、汽化及蒸汽过热都是在管内完成的，管子结垢难于清除，因而对水质要求较高，对运行、操作、管理水平也要求较高。3、水冷壁、对流管束、各具有什么结构和作用?安装在锅炉的哪个部位?水冷壁是炉膛内贴墙布置的单排并列水管，它是由锅炉钢管弯制而成，其形状因炉膛形状而异。水冷壁上端与上锅筒或上集箱连接，下端与下集箱连接。根据相邻水冷壁管间的关系，有光管水冷壁与膜式水冷壁两种。 水冷壁的作用是：吸收炉膛高温辐射热量，使管内的水汽化；降低炉膛内壁温度，保护炉墙，防止结焦。 水冷壁布置在炉膛四周，犹如钢管组成的笼子，包围着火焰，把火焰与炉墙隔开。 对流管束是由锅炉钢管弯制成适当形状组成的管群。它的两端分别焊接或胀接在上下锅筒上。对流管束的作用是：吸收烟气的对流放热量，使管束内的水不断汽化。对流管束作为对流蒸发受热面是低压水管锅炉的主要受热面之一，随着压力的提高，水汽化时需要的汽化潜热减少，蒸发受热面就可以减少。因而中压以上锅炉没有对流管束，仅用水冷壁即可以满足生产蒸汽的需要。4、简述煤的燃烧的四个阶段及其特点。1）预热干燥和干馏阶段，也叫准备阶段。 该阶段煤需被外部加热，当受热升温至100以上时，煤中水分即汽化析出；当升温至130 400时，即分解析出可燃性挥发分，并形成焦炭。2）挥发分着火和燃烧阶段。挥发分析出并被加热升温至一定温度时，它就着火燃烧并放出大量的热。通常把煤中挥发分着火温度视做煤的着火温度，但此阶段焦炭并未燃烧。3）焦炭燃烧阶段。挥发分的燃烧加热和引燃了焦炭。焦炭是固定碳与灰分的混合体，是煤的主要可燃质载体，它的燃烧放出大量热量。但焦炭的燃烧是气-固两相反应，是在焦炭表面进行的，反应速度较慢，时间较长，且内层焦炭的燃烧还受外层灰壳的阻碍，需要及时拨火及合理送风，加强空气向焦炭表面的扩散。4）燃尽阶段。即维持较高的炉温及一定时间，使残留的气体及固体可燃物完全燃烧。四、 论述题1、什么叫锅炉的热效率?锅炉有哪些热损失?影响这些热损失的主要因素是什么? 锅炉热效率是指锅炉有效利用热量与燃料输入锅炉总热量的百分比，用符号表示。锅炉热效率不可能达到百分之百，这说明必然有热损失，锅炉的热损失主要有以下几种：(1)排烟热损失 锅炉排出的烟气将一部分热量带入大气中，造成了锅炉的排烟热损失，它是锅炉各项热损大中最大的一项。影响排烟热损失的主要因素是排烟温度和排烟量排烟温度越高，排烟量越多，排烟热损失也就越大。排烟温度的高低主要取决于受热面由的数量和运行工况；排烟量的多少取决于过剩空气系数及炉膛、烟道的漏风情况。(2)气体不完全燃烧热损失 在排烟中有一部分可燃气体未燃烧放热就随烟气排出所造成的热损失。影响气体不完全燃烧热损失的主要因素是过剩空气系数和炉膛结构。过剩空气系数过小，使空气与燃料混合不匀，易生成一氧化碳等可燃气体；过剩空气系数过大，会使炉膛温度降低，可燃气体不易着火燃烧。炉膛容积过小，可燃气体在炉膛中来不及燃烧就进入烟道中造成气体不完全燃烧热损失。(3)固体不完全燃烧热损失 燃料中部分没有参加燃烧或未燃尽的固体可燃物被排出炉外所造成的热损失。它由三部分组成，即飞灰损失、灰渣损失和漏煤损失，是燃煤锅炉的项主要热损失。影响固体不完全燃烧热损失的主要因 素有燃料种类、燃烧方式、炉膛结构及运行情况等。(4)散热损失 炉墙、构架、管道、门孔向周围环境散热所造成的热损失。散热损失的大小主要取决于锅炉炉墙表面积的大小、绝热性能与厚度、外界空气温度及流动速度等因素。(5)灰渣物理热损失 锅炉排出的高温灰渣带走一部分热量所造成的热损失。这部分热损失的大小与燃料中灰分含量、燃料发热量、排渣形态等因素有关。2、什么叫锅炉水循环?其作用是什么?影响水循环的因素主要是什么? 锅炉水循环指锅炉中的水和汽水混合物在锅炉蒸发受热面中的循环流功，常分为自然循环和强制循环两种。自然循环是指依靠水和汽水混合物的重度差维持的循环；强制循环是指依靠回路中水泵的推动力维持的循环。水循环有二个作用：（1）、锅炉进行水循环时，水和汽水混合物不断地将受火焰和烟气加热的受热面上的热量迅速带走，使锅炉受热面的温度保持在金属材料允许的温度范围内，使受压元件不会因过热而损坏。(2)流动的水和汽水混合物从受热面上吸收热量。即通过水循环，使炉膛内大量的热被吸收，在受热面另一侧加热水以致产生蒸汽。因此水循环是热交换的必要条件。(3)良好的水循环有利于防止结垢。当水循环不良时，水或汽水混合物流速很小，锅水中盐类及其他物质就易沉积在管壁形成水垢。水循环良好，就易于冲刷掉这种垢物。减轻结垢程度。影响水循环的因素主要有以厂四种：(1)锅炉工作压力 压力不同，汽液两相的重度不同。压力越低，水和水蒸汽的重度差越大，在一定的回路上就可以形成较大的运动压头；相反，压力越高，水循环的运动压头越小，水循环条件越差。(2)循环回路高度