锅炉期末考试.doc

仅供参考-最终解释请关注young油腻感第一章 绪论1、额定蒸发量（产热量）：锅炉在额定参数(压力、温度_和保证一定热效率下，每小时最大连续蒸发量(产热量)，符号D(Q)，单位t/h（kJ/h，MW）。1受热面蒸发率 :每m2蒸发受热面每小时所产生的蒸汽量，符号D/H；单位kg/m2h2受热面发热率: 每m2受热面每小时所产生的(热水)热量，符号Q/H；单位kJ/m2h3、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有百分之几被用来产生蒸汽或加热水，以符号或表示。 4、锅炉最大连续蒸发量：蒸汽锅炉在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料长期连续运行时所能达到的最大蒸发量。5、锅炉额定蒸汽参数：过热器出口处额定蒸汽压力和额定蒸汽温度。6、锅炉按燃烧方式分有层燃炉、室燃炉、沸腾炉。7、锅炉按排渣方式分有固态排渣炉、液态排渣炉两种。锅炉按工质流动方式分有自然循环锅炉、强制流动锅炉两种，而后者又可分为直流锅炉、多次强制循环锅炉、复合循环锅炉三种。9、锅炉型号DG670/140540/5405中，DG为东方锅炉厂，670为额定蒸发量，140为额定蒸汽压力，分子540为过热蒸汽温度，分母540为再热蒸汽温度，5为修改设计序号。10、火电厂中实现化学能与热能转换的设备是锅炉，热能与机械能转换的设备是汽轮机，机械能与电能转换的设备是发电机。电站锅炉本体由哪些部件组成？答：其组成主要包括“炉”和“锅”两部分。“炉”主要包括炉膛、燃烧器、空气预热器、烟道和钢架等。“锅”主要包括汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器和省煤器等受热面。一、基本结构1. 锅炉本体 构成锅炉的基本组成部分称为锅炉本体，由汽锅、炉子及安全附件组成。 1）汽锅锅炉本体中汽水系统，高温燃烧产物烟气通过受热面将热量传递给汽锅内温度较低的水，水被加热，沸腾汽化，生成蒸汽。 2）炉子锅炉本体中燃烧设备，燃烧将燃料的化学能转化为热能 3）安全附件水位计、压力表、安全阀 二、锅炉的工作过程： 1. 燃料的燃烧过程：定义：燃料在炉内（燃烧室内）燃烧生成高温烟气，并排出灰渣的过程。在一定的燃烧烧设备内，正常燃烧应具备的条件：a高温环境b必需的空气量及空气与燃料的良好混合 c 燃料的供应及灰渣和烟气的排放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 1）给水： 2）水循环： 3）汽水分离 一）锅炉本体设备包括：汽锅、炉子、锅炉附加受热面、锅炉尾部受热面。 锅炉附加受热面：蒸汽过热器. 锅炉尾部受热面：省煤器和空气预热器 (二)、锅炉房辅助设备 1运煤、除灰系统 2送引风系统 3水、汽系统(包括排污系统)4仪表控制系统第二章 燃料和燃料燃烧计算1、发热量：单位质量或容积的燃料完全燃烧时所放出的热量。2、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。3、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。 4、煤灰熔融性：在规定条件下随加热温度的变化灰的变形、软化、流动等物理状态的变化特性。表征灰的熔融特性的三个特征温度为变形温度、软化温度和融化温度。5、燃烧：燃料中可燃质与氧在高温条件下进行剧烈的发光放热的化学反应过程。6、完全燃烧：燃烧产物中不再含有可燃物的燃烧。7、不完全燃烧：燃烧产物中仍然含有可燃质的燃烧。8、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。9、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.负压运行的锅炉，烟气飞灰浓度沿着烟气流程的变化是逐渐减小，空气侧过量空气系数是逐渐减小。10、漏风系数：相对于1kg收到基燃料漏入的空气量VK与理论空气量V0之比。11、理论烟气量：按理论空气量供给空气，1kg燃料完全燃烧时生成的烟气量。12、烟气焓：1kg固体或液体燃料所生成的烟气在等压下从0加热到所需要的热量。14、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。煤的工业分析成分有水分、挥发分、固定碳和灰分。煤的炭化程度越深，其挥发分含量越少，着火温度越高，点火与燃烧就越困难。16、煤的成分分析基准常用的有收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基。五、问答题3、什么是实际空气量？为什么按实际空气量供应空气？答：实际空气量等于理论空气量加过量空气。燃料在炉内燃烧时，可燃质空气中氧气很难达到理想的混合，如仅按理论空气量供应空气，必然有一部分可燃质得不到氧或缺氧燃烧，使不完全燃烧损失增大。因此，应按实际空气量供应空气，增加两者混合机会，减少不完全燃烧损失。4、煤中水分的存在对锅炉工作有哪些影响？答：（1）煤中水分的存在，使煤中的可燃质相对减少，降低了煤的低位发热量；（2）在燃烧过程中，因水汽化吸热降低了炉膛温度，不利于燃烧，燃烧热损失增大；（3）水变成水蒸汽后，增大了排烟容积，使排烟热损失增大，且使引风机电耗增加；（4）因烟气中水蒸汽增加，加剧了尾部受热面的积灰与腐蚀；（5）原煤水分过多，引起煤粉制备工作的困难，易造成煤仓及给煤设备的堵塞现象。5、煤中灰分的存在对锅炉工作有哪些影响？答：（1）煤中灰分的存在，使煤中可燃质减少，降低了煤的低位发热量；（2）在燃烧过程中，灰分防碍了可燃质与氧的接触，不利于燃烧，使燃烧损失增大；（3）燃烧后使烟气中含灰量增大，使受热面积灰、结渣和磨损加剧；（4）原煤含灰量增大，增加了开采、运输和煤粉制备的费用；（5）灰分排入大气，造成对大气和环境的污染。第四章 锅炉热平衡1、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。2、最佳过量空气系数：（q2+q3+q4）之和为最小时的过量空气系数。3、排烟热损失q2：锅炉中排出烟气的显热所造成的热损失。4、固体不完全燃烧损失q4：由于飞灰、炉渣和漏煤中的固体可燃物未放出其燃烧热所造成的损失。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5、气体未完全燃烧损失q3：锅炉排烟中含有残余的可燃气体未放出其燃烧热所造成的损失。6、正平衡热效率：锅炉有效利用热量占单位时间内所消耗燃料的输入热量的百分数。7、反平衡热效率：将输入热量作为100%求出锅炉的各项热损失从百分之百中减去各项热损失后所得的效率。注:区别/特点(锅炉正平衡只能求得锅炉的热效率，不能据此研究和分析影响锅炉热效率的种种因素，以寻求提高热效率的途径。而反平衡则是依据对各种热损失的测定来计算其锅炉热效率。 对小型锅炉而言，一般以正平衡为主，反平衡为辅。对于大型锅炉，由于不易准确测定燃料消耗量，其锅炉热平衡主要靠反平衡求得。) 8、锅炉有效利用热量：单位时间内工质在锅炉中所吸收的总热量。11.锅炉的毛效率 通常所指的锅炉效率都是毛效率12.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。 13灰平衡方程： 热平衡试验中，飞灰量很难准确测定，一般通过灰平衡方法解决 14、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 15.保热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，也就是说烟气在烟道中的放热量和保温系数的乘积等于烟道受热面的吸热量。 1、写出锅炉热平衡式的两种表达式，并说明式中各项名称是什么？答：锅炉热平衡的两种表达式为：Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6kJ/kg 100=q1+q2+q3+q4+q5+q6%在以上两式中：Qr为输入热量，kJ/kgQ1或q1-有效利用热量，kJ/kg或% Q2或q2-排烟热损失，kJ/kg或%Q3或q3-气体（化学）不完全燃烧热损失， Q4或q4-固体（机械）不完全燃烧热损失，Q5或q5-散热损失，kJ/kg或% Q6或q6-灰渣物理热损失，kJ/kg或%2、提高锅炉热效率时为什么不能把排烟温度降得很低？答：降低排烟温度可以降低排烟热损失，提高锅炉热效率，节约燃料消耗量，但降低排烟温度必须增加尾部受热面，增加了锅炉的金属消耗量和烟气流动阻力。另一方面，由于烟温太低会引起尾部受热面酸性腐蚀，特别是燃用硫分较高的燃料时，这种腐蚀更为严重。因此提高锅炉效率不能把烟温降的过低。3、现代电站锅炉常用什么方法求热效率，为什么？答：现代大型电站锅炉一般采用反平衡法求热效率，因为采用反平衡法有利于发现影响热效率低的原因，有利于分析和研究并找出降低热损失或提高热效率的途径，另外，大容量锅炉的燃料消耗量难以准确测定，采用正平衡法求热效率也比较困难。所以电站锅炉一般用反平衡法求热效率。4、说明影响排烟热损失的主要因素及降低排烟热损失的措施是什么？答：影响q2的主要因素是排烟焓的大小，而影响排烟焓的主要因素是排烟容积和排烟温度。措施：（1）选择合理的排烟温度及合理的过量空气系数。尽量的降低排烟温度及排烟容积。（2）运行中尽量减少炉膛及烟道漏风。因为漏风不仅会增大排烟容积，还可能使排烟温度升高。（3）运行中应及时对受热面吹灰打焦，经常保持受热面的清洁。因为受热面积灰和结渣会使传热减弱，促使排烟温度升高。5、固态排渣煤粉炉输入热量Qr包括哪些热量？为什么不包括QK？答：固态排渣煤粉炉的输入热量包括燃料的收到基低位发热量和显热，用外来热源加热燃料或空气时所带入的热量。QK是来自锅炉本身烟气的热量，是锅炉的循环热量，所以不应计入锅炉的输入热量中。6、说明影响q4的主要因素及降低q4的措施有哪些？答：影响q4的主要因素是灰渣量和灰渣中残碳含量。灰渣量主要与燃料灰分含量有关，灰渣中残碳含量与燃料性质、燃烧方式、炉膛结构、锅炉负荷及司炉操作水平有关。为了减小q4，应有合理的炉膛结构，有结构性能良好的燃烧器，有较好的的配风工况和混合条件。此外，还应有足够高的炉膛温度等。六、综合分析题1、对于固态排渣煤粉炉，分析如何提高锅炉热效率？答：要提高固态排渣煤粉炉热效率，首先是减少q2，q3和q4损失，尤其是减少q2和q4热损失。其次是考虑减少q5热损失，q6热损失一般不考虑，只有当AarQarnet。p/418%时才考虑.减少q2热损失：（1）要保持设计排烟温度运行，受热面积灰、结渣等会使排烟温度升高，因此应定期吹灰，及时打渣，经常保持受热面清洁；（2）要减少排烟容积，消除或尽量减少炉膛及烟道漏风，漏风不仅增大排烟容积，而且还可能使排烟温度升高，故应维持最佳过量空气系数运行并减少漏风等。减少q4热损失：（1）要有合理的炉膛结构（适当的空间和高度）和性能良好的燃烧器及合理布置，使气粉在炉内有较好的混合条件和较长的停留时间；（2）要保证最佳煤粉细度和较大的均匀度；（3）要保持最佳过量空气系数运行；（4）要保持较高的炉温等。减少q3热损失：（1）要有合理的炉膛结构和性能良好的燃烧器及合理的布置，使炉内有良好的空气动力工况；（2）要保持最佳的过量空气系数运行；（3）要有较高的炉温等。减少q5热损失：（1）采用保温性能良好的隔热材料；（2）要有合理完善的保温结构。2、分析锅炉炉膛漏风和烟道积灰时锅炉效率将如何变化？答：炉膛漏风时,一方面会增大排烟容积，另一方面还会使排烟温度升高，这都将使排烟热损失增大，锅炉效率会降低。当烟道积灰时，由于传热效果降低，所以会使排烟温度升高，这也使排烟热损失增大，锅炉效率降低。因此，为了减少q2热损失，提高锅炉热效率，运行中应及时对受热面进行吹灰打渣，并尽量减少炉膛及烟道漏风第五、六章 燃烧原理和燃烧设备1、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。2、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。3、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。4.抛煤机链条炉是由炉子前墙布置23台机械、风力抛煤机，将煤自前而后地均匀抛撒在倒转链条炉排上燃烧 5、结渣：具有粘性的灰渣粘附在炉膛或高温受热面上的现象。6、高温腐蚀：指水冷壁、过热器等高温受热面，在高温烟气环境下，管外壁产生的腐蚀。7.炉排通风截面比：炉排通风孔隙总截面积与炉排有效面积的百分比二、固体燃料的燃烧过程 1. 燃料燃烧的几个阶段：.2 燃料完全燃烧的必备条件a.保持一定的高温环境；b.供给足够而适度的空气量，并确保燃料与空气有良好的接触和充分混合的氛围；c.燃料要有一定的燃烧时间及燃烧空间；d.及时排出低温燃烧产物（如：低温烟气和灰渣）。 手烧炉：加煤、拨火和除渣由人工完成 ( 1300C 低温热水锅炉：t2950C:自然循环式：靠水的密度差和高度差循环，有锅筒，安全可 靠，不受停电影响。:强制循环式：靠外加动力循环，无锅筒，节约金属，结构紧凑，但易受停电影响。热水锅炉特点：1:结构简单，制造方便。2.对水质要求低（因为无汽化）。3:钢耗量小，（a.无大直径锅筒,b.传热温差大）少30 4:省燃料，锅炉n高；节约20左右。5:运行操作方便，安全性较好（进出均为水，热水压力不高）。三、炉膛传热过程具有如下特点 ： 炉膛内的传热过程是与燃料的燃烧过程同时进行的。 炉膛传热以辐射为主、对流所占比例很小。 火焰与烟气的温度在其行程上变化很大。 燃用不同燃料，火焰的辐射特性不同。 辐射受热面通常被灰污所包覆。炉膛传热基本方程式：从烟气侧列出热平衡方程式1. 灰污系数 表示灰污引起的传热热阻的增加。 只对燃用固体燃料的错列管束考虑灰污对管壁传热的影响。 对流管束、省煤器：因为 ， 所以： 过热器：因为 很小，所以 很大2有效系数 表示受热面有灰污与无灰污时的传热系数之比 在缺 计算数据时； 燃用固体燃料的顺列管束； 燃用重油和气体燃料室，所有受热面(顺列管束、错列管束)； 小型锅炉的锅炉管束。锅炉管束、省煤器：因为 很大，所以 则 1、如何选择炉膛出口烟温？答：原则：（1）炉内辐射传热与烟道对流传热的吸热分配比例使受热面金属耗量最小。（2）炉膛出口烟温不大于灰的变形温度并有一定的安全裕度，防止炉膛及出口结渣。（3）高温过热器管壁高温腐蚀的限制。3、如何选择排烟温度？答：（1）使燃料费用和受热面金属费用的总和最小。（2）当给水温度较高或燃料水分和硫分较大时，应提高排烟温度。4、如何选择热空气温度？答：（1）取决于燃料性质，当燃料挥发分高、水分少时应取较低的热空气温度。（2）还与制粉系统干燥剂有关。5、分析强化对流受热面传热的基本措施有哪些？答：（1）增加工质和烟气间的平均传热温差：（A）尽量采用逆流布置（B）把受热面布置于高烟温区（2）增强对流换热系数：（A）增加烟气侧放热系数，可提高烟速及采用横向冲刷错列管束（B）减少受热面积灰，可定期吹灰C）增加工质侧放热系数，可提高工质流速七、 锅炉通风阻力计算1、通风过程：在锅炉燃烧过程中，必须连续不断地把燃烧需要的空气送入炉膛，同时把燃烧产物连续排出锅炉，这种连续送风和排烟过程称为通风过程。2、自然通风： 利用烟囱中热烟气与外界冷空气的密度差所形成的自生凤引力来克服锅炉风、烟道的流动阻力。如立式水管锅炉3、强制通风： 1）负压通风-利用风机的抽力来克服锅炉烟风道的流动阻力2) 正压通风-利用风机的压头来克服锅炉烟风道的流动阻力缺点：炉膛和全部烟道在正压下工作，炉墙和门孔需密封优点： 提高了炉膛燃烧热强度，同等锅炉体积较小 3）平衡通风-利用风机分别克服锅炉风、烟道的流动阻力,确保炉及及烟道处于微负压运行工况，炉膛出口真空度为2030Pa。 优点： 炉膛和全部烟道在负压下运行，锅炉房的安全和卫生条件好 与负压通风相比漏风量较小，保持较高的经济性4、自生通风力：锅炉的垂直烟道内热烟气与烟道外冷空气的密度差产生了一种推动热烟气向上流动的推动力，称为自生通风力。气流向上时为正，可以用来克服流动阻力，有助于气流流动 气流向下时为负，要消耗外界压头，阻碍气流流动。5烟囱高度的确定原则 ：1. 根据锅炉房容量，按表86规定执行2.高出周围最高建筑物3m以上 3.锅炉房总容量大于40t/h，烟囱不得低于45m 4.有害物质扩散条件确定，符合规定.6、风机的折算压头： 风机制造厂设计的介质与参数：是在标准大气压下，以干空气为介质。送风机20（引风机200）的情况中进行的。所以选择风机时应将计算压头折算成生产厂家设计的介质参数下的压头： 7、烟道阻力计算修正：（灰分浓度修正、密度修正、烟气压力修正、）八、锅炉水处理1水中的杂质：杂质按其颗粒大小的不同可分成三类：颗粒最大的称为悬浮物，其次是胶体，最小是离子和分子，即溶解物质。水渣是锅炉给水中的一部分溶解盐类(主要是钙、镁盐类)析出或浓缩沉淀出来并以悬游的形式存在的杂质。水垢是锅炉给水中的一部分溶解盐类(主要是钙、镁盐类)析出或浓缩沉淀出来，附着受热面的内壁的杂质。 1）水渣使管内流通截面减小，容易造成堵塞，水循环受到破坏2）水垢导热性能很差(比钢小3050倍)，使受热面的传热情况恶化，从而使锅炉的排烟温度升高，降低了锅炉的出力和效率2水处理任务（1） 软化降低水中钙、镁盐类的含量，防止锅内结垢；（2） 除氧减少水中的溶解气体，以减轻对受热面的腐蚀3.水处理方式 锅外水处理给水经预先处理后进入锅炉，大部分供热锅炉； 锅内水处理水处理在锅内部进行，对一些小容量的供热锅炉4.硬度(H)指溶解于水中能形成水垢的物质(钙、镁)的含量，单位mmol/L总硬度(H)水中钙(Ca2+)，镁(Mg2+)离子的总含量1）暂时硬度(HT)碳酸盐硬度：是指溶解于水中的重碳酸钙Ca(HCO3)2、重碳酸镁Mg(HCO3)2和钙、镁的碳酸盐。一般天然水中重碳酸钙、镁在水加热至沸腾后能转变为沉淀物析出。由于水中尚溶解少量的CaCO3，故暂时硬度近似于碳酸盐硬度。2）永久硬度(HFT)非碳酸盐硬度：CaCl2、MgCl2、CaSO4、MgSO4等。这些盐类在加热至沸腾时不会立即沉淀，只有在水不断蒸发后使水中所含的浓度超过饱和极限时才会沉淀析出碱度(A) 指水中含有能接受氢离子的物质的量，单位为mmol/L1）水中不可能同时存在 碱度和 碱度，二者会起反 应，即2）水中暂时硬度是钙、镁与 及 根的盐类，属于水 中的碱度。3）当水中含有钠盐碱度时，应不会存在非碳酸盐硬度(永硬)， 所以钠盐碱度被称之为“负硬”。5.相对碱度锅水中游离的NaOH和溶解固形物含量之比值 游离NaOH是指水中氢氧根碱度折算成NaOH的含量。它是为防止锅炉苛性脆化而规定的一项技术指标。我国规定的相对碱度值必须小于0.2。6.pH值表示水的酸碱性指标 .锅水的pH值通常控制在10127.溶解氧(O2)气体能溶解于水中，诸如氧、氮和二氧化碳等气体水温愈高，则气体溶解度愈小。其中溶解氧会腐蚀金属，所以对压力较高、容量较大的锅炉，给水必须除去溶解氧。含氧量的单位是mg/L。 8.钠离子交换软化的原理: 化学方程式，见书9.特点： 经钠离子交换后，水中的钙、镁盐类转化为钠盐，除去水中硬度； 原水中的中碳酸盐碱度均转变为钠盐碱度(NaHCO3)，因此，其只能软化水，但不能除碱，即水中碱度不变；3由于Na+的当量值比Ca+、Mg+的当量值大，水中含盐量有所增加； 交换后，软化水残留硬度一般控制在0.030.1mmol/L10.顺流式再生：运行中，有反洗、还原、正洗和交换的四个步骤11.逆流式再生：为了克服顺流再生时底层部分交换剂再生较差的缺陷，采用逆流再生法。特点：（1）逆流再生离子交换出水质量高，盐耗低；（2）当再生液流速较高时，就会和反洗时一样的使交换剂层产生扰动现象。这样，交换剂层上下层次被打乱，通常称为乱层。为了防止乱层现象，逆流再生交换器在结构和运行上都有一些措施。步骤：(1)小反洗(2)排水(3) 顶压(4)进再生液(5)逆流冲洗 （3) 大反洗 12.热力除氧：大气式除氧器内保持的压力很低，一般为0.02MPa（表压力）在此压力下，汽水的饱和温度为102104。压力略高于大气压的目的是便于使除氧后的气体排出器外，也不会使外界空气倒吸入除氧器内。1.软水雾化，经蒸汽加热 一次加热和除气 2.填料层下面蒸汽向上流动，与水膜