版锅炉总汇简单分析类

1、第一章 概述1、 燃煤锅炉机组的工作过程由哪几部分组成？请给出、空气、水流经的主要设备。答：煤：原煤破碎-干燥、制粉-输送煤粉-炉膛中组织燃烧空气：冷空气-送风机-空气预热器加热-一次风、二次风-炉膛水：省煤器-（汽包-）蒸发受热面（水冷壁）-过热器-（汽轮机-凝汽器-低压加热器-除氧器-给水泵-高压加热器）省煤器排渣：清灰、除灰，除尘、脱硫、脱销-引风机-烟气排放2、 按灰分在锅炉中经过各个设备的顺序，全面分析煤中的灰分对锅炉工作的影响。答：制粉系统（灰分增加磨煤电耗，增大了金属磨损）炉膛对燃烧的影响（灰分吸收热量，降低煤的发热量，妨碍挥发分的析出，阻碍煤粉的着火燃尽，降低了炉内温度水平，导

2、致燃烧不稳定。增加 Q4，降低锅炉效率。）炉膛对水冷壁的影响（燃烧器喷口附近结渣、烧坏。水冷壁积灰结渣，导致水动力问题，甚至造成水冷壁烧坏，水冷壁高温腐蚀）过热器和再热器（灰分导致着火推迟，火焰中心上移，蒸汽超温，烧坏过热器和再热器。过热器和再热器的积灰结渣，增大热偏差）尾部受热面（对省煤器磨损、积灰；对空气预热器磨损，堵塞，低温腐蚀）3、 锅炉按蒸汽压力分类：电站锅炉的压力分类：高压（主汽压力 P=9.8MPa），（P=16.7-18.3MPa）,超临界（P=24-27.4MPa）压（P=13.7MPa），亚临界第二章及其燃烧特性1、 按 Vdaf 作为分类标准，煤的分类：Vdaf10%:无

3、烟煤，发热量较高，很难着火10%Vdaf20%：贫煤,发热量较高，较难着火20%Vdaf37%：烟煤，发热量较高，着火容易，不易灭火37%Vdaf：褐煤，发热量较低，水份、灰分含量较高，容易着火，容易灭火2、 无烟煤：明亮的黑色光泽，硬度高不易研磨。含碳量很高，杂质少而发热量较高。由于挥发分含量较低，难以点燃，燃烧特性差/贫煤：挥发分含量稍高于无烟煤，着火、燃尽特性优于无烟煤，但仍属于燃烧特性较差的煤种。/烟煤：挥发分含量较高，水分、灰分较少，发热量较高。燃点低，容易着火和燃尽。/褐煤：呈褐色，少数为黑色，挥发分含量较高有利于着火，但灰分水分较高，发热量低。3、 影响煤灰熔融性：还原性气氛（会

4、降低灰）/燃烧器区域壁面热负荷高（可能使飞灰颗粒变软，粘附在水冷壁表面，进而造成沾污层表面温度升高，最后发生结渣现象）/煤灰的化学成分4、 电站煤粉锅炉主要污染物及控制措施：SO2（烟气脱硫装置）/NOX（低氮燃烧技术、烟气脱硝装置）/飞灰（ESP、布袋除尘器）/底渣（捞渣机）5、 煤的常规特性对锅炉工作影响：工业分析成分的影响：水分（降低燃烧温度，增加烟气量）灰分（吸热，降低燃烧温度，结渣、积灰、磨损、堵灰）硫：燃烧生成 SO2 气体，是高温腐蚀，低温腐蚀气体的主要来源。随着烟气的排放，SO2 气体对大气环境造成污染发热量：Qnet,ar高的煤，煤粉气流火焰的持久性较好灰：ST 高的煤，燃烧

5、过程中不易结渣HGI：HGI 高的煤，比较软，磨煤电耗较低。煤粉的R90较小，有利于燃尽。第三章燃烧计算和锅炉机组热平衡1、 Q2 锅炉排烟损失是什么，影响有哪些？（MAX）答：由于排烟所拥有的热量随烟气排入大气而未被利用造成的热损失。影响结渣或结垢、炉膛出口的过量空气系数1、烟道各处漏风。：的性质、受热面的积灰、2、 Q4 固体不完全燃烧损失是什么？影响有哪些？答：是灰中未燃烧或未燃尽的碳造成的热损失和使用中速磨煤机时排出的石子煤的热量损失。影响：性质（灰分、水分、挥发分、煤粉细度）/燃烧方式/炉膛形式和结构/燃烧器结构与布置方式/炉膛温度/锅炉负荷（过高，过低）/运行水平/在炉膛内的停留时

6、间/煤粉、空气混合速度、均匀程度。3、 用公式表达反平衡法计算锅炉效率的方法，及各项的含义。答:效率 gl=100-q1-q2-q3-q4-q5-q6,%,Qr 为锅炉输入热量，Q1 为有效利用热；q2=Q2/Qr*100，Q2 为排烟热损失；q3=Q3/Qr*100，Q3 为化气体未完全燃烧热损失；q4=Q4/Qr*100,Q4 为机械未完全燃烧热损失；q5=Q5/Qr*100，Q5 为散热损失；q6=Q6/Qr*100，Q6 为灰渣物理热损失。以上热量均以 1kg 4、 反平衡法如何测锅炉效率？测试过程中所需要测量的重要参数。为基准。答：反平衡测出各项损失，再求出锅炉效率。反平衡法需要测量

7、许多参数，如煤的工业分析、发热量；排烟温度、过量空气系数，烟气成分CORO2O2；灰渣和飞灰中的可燃物含量 Chz,Cfh 等。第四章 煤粉及系统1、 画出一种中间储仓式制粉系统流程示意图，标出主要设备名称，并说明工作原理。答：原煤经过给煤机送入中速磨煤机，合格的煤粉气流离开磨煤机经过细分分离器分为两部分：合格的煤粉送入煤粉仓，含有少量细煤粉的气流经过排粉风机将煤粉仓中的煤粉送入煤粉燃烧器的一次风喷嘴。煤粉仓下设有给粉机，用来调节给粉量进而适应锅炉负荷波动。冷空气经过送风机增压后送入空气预热器，被加热的空气分为：一路经过热风道送入燃烧器的二次风喷嘴，另一路经过热风管道送入磨煤机，满足干燥处理和

8、磨煤处理的要求。2、画出一种直吹式制粉系统流程示意图，标出主要设备名称，并简述工作过程。答：原煤通过给煤机落入到磨煤机中磨制，磨制好的煤粉被一次风直接携带进入，通过一次风喷口送入炉膛燃烧。第五章 燃烧理论基础1、 对燃烧区域进行划分，各区域特点，提高措施 动力区：反应温度较低，制约燃烧反应速度的是化学反应动力学速度。提高燃烧速度的措施（提高温度）扩散区：反应温度较高，制约燃烧反应速度的是气体分子的扩散速度。提高燃烧速度的措施（提高扩散速度）过渡区：反应温度处于动力区和扩散区之间，制约燃烧反应速度的是气体分子的扩散速度和温度。提高燃烧速度的措施（提高扩散速度和反应体系温度第六章 燃烧设备和煤粉燃

9、烧新技术1、 四角燃烧锅炉主要优缺点技术优点：炉膛的空气动力场稳定，燃烧稳定/可以稳定的燃烧贫煤、烟煤、褐煤/可以采用分级配风和每份气流浓淡分离技术降低烟气 NOX 排放量/可以通过摆动燃烧器喷嘴调节蒸汽温度/制造、运行技术成熟，有利于降低制造成本和安全运行。技术缺点：在炉膛出口处造成烟气的残余旋转，引起热偏差/如果火焰中心严重偏离炉膛几何中心，会造成水冷壁局部壁面热负荷提高，最终造成水冷壁爆管或者结渣/燃烧器摆构容易卡瑟，摆动不灵/容易出现托粉效果差，底渣含碳量高的故障。2、 四角燃烧锅炉的残余旋转、火焰偏斜原因：烟气残余旋转（在炉膛出口处，旋转的烟气造成左右侧烟气流量不对称的现象）火焰偏斜

10、（火焰中心与炉膛几何中心不）3、 简述四角燃烧气流偏斜的原因。答：邻角气流的横向推力/假象直径 d0 不合理/射流轴线与两侧夹角不同，造成向火侧与背火侧的补气条件/燃烧器布置的结构特性，喷口、整体燃烧器高度比、各喷口间距/四角布风不均4、 全面分析燃用无烟煤时，为了确保着火和燃尽，W 型火焰锅炉所采用的措施。答：风：一次（300 度以上的热风送粉，减小着火热）一次风速（10-13m/s，降低风速有利于吸热）一次风率（5-15%，减小着火热）分级配风（二次风分级送入，混合晚，扰动强烈）粉：双进双出钢球磨，磨制能力强，负荷相应能力好。炉：燃烧器（浓淡燃烧，有利于浓相煤粉的着火）打卫燃带（减少水冷壁

11、吸热，提高炉内温度）煤粉在炉内行程是 W 型，延长了停留时间，有利于着火燃尽；减小了飞灰磨损。无烟煤挥发分比较低，着火器的层间距离不合适。，如果采用直流燃烧器，一次风喷嘴要集中布置。如果采用旋流燃烧器，燃烧5、简述直流燃烧器的配风方式，并说明其着火特点及适应的煤种。答：均等配风（一次风之间隔 1-2 层二次风，或者一次风向火侧布置，二次风背火侧布置。一、二次风相间布置，各喷口间距小，混合较早，煤粉气流所需的着火热较大，适应于高挥发分的煤种，烟煤褐煤）分级配风（一次风集中布置，二次风分段、分级送入。一次风集中布置，间距小，能力，卷吸能力提高；煤粉浓度高，所需着火热小，燃烧放热集中，有利于着火燃烧

12、；一、二次风喷口间距大，混合较晚，后期扰动好。适用于无烟煤、贫煤、劣质烟煤。）6、双调风旋流燃烧器结构特点和优点：一次风，轴向动叶可调内二次风风量及旋流强度，切向动叶可调外二次风风量及旋流强度。优点：低氧燃烧，加强着火，同时降低型 NOX。空气分级技术，内外二次风的布置避免二次风混入过早，加强着火，二次风混入后温度较低，降低热力型 NOX。7、受热面结渣的基本条件是什么？有哪些危害，给出其影响及防治措施。答：基本条件（火焰贴近炉墙时，烟气中灰呈熔化状态/火焰直接冲冷壁。）危害（使炉内传热变差，加剧结渣/炉膛出口受热面结渣、超温/为结渣的受热面金属表面温度升高，腐蚀性气体增加，引起高温腐蚀/排烟

13、温度升高，锅炉效率降低/严重结渣时，大块渣落下，可能造成灭火、会冷壁破裂等事故）影响（煤灰特性和化学组成如灰、组成成分/炉膛的温度水平如发热量、水分、锅炉负荷/火焰贴墙如直P95 图流扩散、旋流飞边/过量空气系数/煤粉细度/吹灰/混煤比例）防治措施（受热面足够多，冷却烟气，灰不是熔化状态/良好的一次、二次风气流结构，不冲刷受热面）8、简述炉内NOX生成三种机理，分析 PM 燃烧器采用哪些技术和措施来保证其着火特性及低NOX特性。答：热力型（温度超过 1500 度，空气中氮氧化所得）型（主要是挥发分中氮化合生成，挥发分在 30-50s内析出，挥发分形成为 1m，减少燃烧初期过量空气系数）快速型（

14、空气中的氮和碳氢高温下反应生成中间产物 、等，然后快速氧化所得。）PM 燃烧器采用空气分级（燃尽风），浓淡分离，烟气再循环保证着火和低 NOX 特性。空气分级、浓淡分离和烟气再循环，减少着火初期空气量，减少着火热，强化着火，空气混合较晚，燃烧初期氧量少，减少NOX；燃烧初期氧量少，燃烧温度较低，减少热力型NOX。9、简述炉内 NOX 生成三种机理，并说明炉内燃烧调整降低 NOX 的主要方法。答：低过量空气系数运行/空气分级燃烧/燃粉分级燃烧/烟气再循环/低 NOX 燃烧器。型10、从 着火热 分析影响煤的着火的主要。答：着火热加热分三部分：加热煤粉/加热空气（空气量少，着火热小，着火容易，如浓

15、淡燃烧中的浓相）/加热水至水蒸气（煤粉中水分含量少，着火热小，容易着火）/温差（一次度越高，加热至着火温度温差小，着火热小，着火容易；高挥发分煤着火温度低，加热至着火温度温差小，着火热小，容易着火。）第七章 过热器和再热器1、按传统热方式的过热器分类：辐射是过热器（前屏，炉膛顶棚管）部分辐射、部分对流式过热器（后屏，高过）对流式过热器（水平烟道，竖井烟道包墙管，低温过热器）2、辐射式和对流式过热器、再热器汽温特性：对流式受热面的汽温特性（随着锅炉负荷率的升高，烟气量增加，烟气侧对流换热系数提高引起受热面吸热量增加幅度快于水蒸气流量增加幅度，汽温随着锅炉负荷率的提高而提高）辐射式受热面的汽温特性

16、（随着锅炉负荷率的提高，炉膛温度增加幅度有限，水蒸气流量大幅度增加，汽温随着锅炉负荷率的提高而降低）4、热偏差，简述从运行和设计的角度减轻热偏差的措施。答：过热器、再热器管组中因各根管子结构尺寸、阻力系数和热负荷可能不同而引起的每根管子中的蒸汽焓增不同的现象。运行措施（调整四角燃烧，煤粉量，一、二次风量配平，避免火焰中心偏斜/及时吹灰，避免结渣积灰引起的受热不均）结构措施（受热面分级布置/沿着炉膛宽度方向布置成并联混流方式/沿着炉膛宽度两侧的蒸汽进行左右交叉/用定距装置保持横向截距/选择合理的联箱连接方式/加装节流圈/受热较强的外圈管子 i，可以采用较大的管径或较短的管圈长度。辐射受热面按照炉

17、膛宽度热负荷分布规律分成几组。）5、热偏差原因：吸热不均匀，流量不均匀8、简述烟气侧调节再热蒸汽温度的主要方法及原理，并说明相应受热面布置特点。答:分隔烟道挡板调节法：当负荷下降时，通过改变分隔烟道挡板开度，减小流经低温过热器的烟气量，增加流经低温再热器的烟气量来调整再热蒸汽温度。对应的受热面布置：低温过热器和低温再热器布置在尾部竖井中，有中间隔墙将这两个受热面分开，底部有分割挡板。燃烧器倾角摆动调节法：改变燃烧器倾角，改变火焰中心位置，改变了受热面的辐射换热量和对流换热量，达到调整再热蒸汽温度的目的。对应的受热面布置：多采用墙式再热器，炉膛顶部布置较多的过热器和再热器。烟气再循环法：通过烟气

18、再循环改变流过布置在尾部烟道中的低温再热器的烟气量从而改变低温再热器的吸热量，进而调节再热蒸汽温度。第八章 省煤器和空预器1、简述发生低温腐蚀的设备和原因，说明预防低温腐蚀的主要措施。答：烟气中的水蒸汽与硫酸蒸汽进入低温受热面时，与温度较低的金属接触，并发生凝结而对金属壁面造成腐蚀，通常发生在最后一级受热面-空气预热器。预防措施：提高空气预热器金属壁面温度，提高空气温度（空气预热器出口部分热风送入空气预热器，使冷空气温度达 50-65 度/空气预热器与送风机间装暖风器/热管式空气预热器前置）在低温段采用耐腐蚀材料/采用低氧燃烧技术/采用低或抑制腐蚀的添加剂/脱硫/选用回转式空气预热器。2、降低

19、省煤器低温受热面磨损措施：选择合理的烟气流速（横向冲刷烟速小于 6m/s，纵向冲刷烟速小于 8m/s）/采用防磨装置（迎风面装防磨护瓦/烟气走廊装防磨护帘/局部加厚）/采用扩展受热面（膜式、肋片式、鳍片式省煤器）/采用转向式的导向板，使得速度分布和飞灰浓度分布尽量均匀/降低飞灰浓度/大节距/低过量空气运行，减少漏风/塔式、半塔式的炉3、自然循环锅炉负荷不变，省煤器给水温度降低时，过热器出口蒸汽温度如何变化？答：自然循环锅炉给水温度降低时，将使锅炉受热面总吸热量增加，维持负荷不变，需要增加量，导致产生的烟气量增加和炉膛出口烟温升高，对流式过热器和再热器出口汽温将随给水温度降低而升高。由于炉膛出口

20、烟温升高，辐射式过热器和再热器吸热量增加，出口汽温也将升高。第十二章 自然循环蒸发系统及安全运行1、 自然循环锅炉及直流锅炉的主要循环故障：自然循环锅炉故障（水冷壁停滞/水冷壁倒流/下降管带汽/第一类类传热）直流锅炉故障（水冷壁热偏差/第二类类传热）2、 汽包锅炉水冷壁的循环动力：自然循环汽包锅炉的水冷壁循环动力，在 ab 区间内，随着热负荷率 q 的提高，循环动力p 逐步提高，从而使水循环更加畅通，冷却效果更好，水冷壁的工作更安全。如果锅炉热负荷去继续升高，比如在 bc 区域，水冷壁的的循环动力p 随着 q 的提高而降低。这会使水冷壁的循环变差，冷却效果恶化，水冷壁工作不安全。当水冷壁工作在

21、 bc 段时，需要用锅炉水循环泵驱动工质强制循环，这就是强制循环锅炉的工作区域。3、 内螺纹管抑制模态沸腾机理：内螺纹管是管子有螺旋形突起的管道，用于水冷壁汽水混合物在内螺纹管内运动时，由于管道螺旋形突起的导流作用使密度较大的水紧贴着管壁，密度较小的蒸汽在管子中心区域水的冷却效果比蒸汽好，因此内螺纹管可以强化工质侧换热，抑制模态沸腾。4、高温腐蚀，给出高温腐蚀的机理及防止高温腐蚀的措施。答：高温腐蚀三大类：硫酸盐型高温腐蚀，灰渣层中碱金属硫酸盐与 SO3 共同作用产生的腐蚀，或碱金属焦硫酸熔盐腐蚀硫化物型高温腐蚀,水冷壁管子附近，还原性氛围并且有 H2S 气体存在是产生的腐蚀 SO3H2SHC

22、L 气体腐蚀，煤中 S 生成 SO2 和 SO3，除了促使硫酸盐型与硫化物型腐蚀外，气体本身也会直接对水冷壁发生腐蚀。5、 书 P24912-1112-136、 自然循环锅炉水冷壁简单回路工作点的确定方法答：在自然循压头与流量力压头与流作点。10、简要分析自环回路中确定重力压头与流量的关系曲线，再确定系统阻力的关系曲线，两曲线的交点即为工作点，如图，曲线 1 为重量关系，曲线 2 为阻力压头与流量关系，两者交点 3 即为工然循环锅炉与直流锅炉的水水冷壁中是否会发生第一、二类传热。答：自然循不进入液雾锅炉串联的受热面，必然会发生蒸干的第二类环锅炉，水冷壁设计时质量含汽率小于 0.4，保证在水冷壁

23、中状两相流型，因此不会发生蒸干的第二类传热；而直流。第一类传热膜态沸腾两个锅炉均可以避免。11、简述汽液两相流的流型，自然循环锅炉水冷壁设计时质量含汽率不超过多少。答：气液两相流的流型，随热负荷增加，气液两相流从泡状流发展至弹状流、环状流、液雾状。自然循环锅炉水冷壁设计时质量含汽率小于 0.4，防止水冷壁发生蒸干传热。第十三章 强制锅炉1、 螺旋管圈水冷壁优缺点：工作在炉膛下辐射区的水冷壁同步经过炉膛内受热最强的区域和受热最弱的区域。水冷壁中的工质在下辐射区沿着螺旋管圈上升，没有中间联箱，工质在比体积变化最大的阶段避免了再分配。不受炉膛周界的限制，可灵活选择并联工作的水冷壁管子根数和管径，保证

24、较大的质量流速。水冷壁及其悬吊结构复杂、制造、安装及检修工作量大，管带盘旋圈数减少，热偏差增大。阻力比较大。管带宽度随锅炉容量提高而增大，2、 水动力多值性和脉动性现象措施:水动力多值性现象：在同一压查下，水冷壁同时存在几个工质流量的现象（减少措施：提高质量流速/提高启动压力/采用节流圈/降低工质欠焓/减小热偏差/控制水冷壁热负荷）脉动现象：进入蒸发罐的水流量的最大值和流出蒸汽管道的蒸汽流量的最小正对应，而且呈周期性波动（措施：提高质量流量/采用节流圈/提高进口工质压力/降低蒸发点的热负荷和热偏差/防治脉动性燃烧/给水泵具有较陡的压力-流量特性曲线）3、 强制锅炉水冷壁,水动力多值性的根本原因

25、是什么?亚临界压力垂直上升管中重位压头如何影响水动力特性答：根本原因是热水段与蒸发段的共存，且在蒸发段中由于扰动使工质比体积变化较大引起的。减弱。4、 分别阐述亚临界锅炉和超临界锅炉的可能发生的水动力故障。答：亚临界：停滞、倒流、下降管带汽/超临界：水动力多值性，脉动5、 直流锅炉工作特点：汽水系统中不设锅筒，工质其他地通过省煤器、水冷壁、过热器。1、超临界高参数下蒸汽的高温氧化特性：当蒸汽温度达到 600 度以上时，水蒸气会对金属材料产生氧化作用，氧化层脱落形成水蒸气中的新杂志。氧化皮可能导致爆管或者堵塞管道的事故。2、烟气速度、排烟温度、质量流速、给水温度、热度的优化方法：烟气流速（Wy太

26、高，竖井烟道受热面磨损严重；Wy太低，竖井烟道受热面容易堵灰）质量流速（w太高，工质阻力太大；太低，受热面冷却效果太差，容易出现金属超温现象）排烟温度（py太高，排烟损失太大；py 太低，空预器堵灰和低温腐蚀严重；逆流布置控鱼器，节省金属）给水温度（省煤器的吸热能力有限，随着锅炉压力的提高，饱和水温逐步提高，为了保证水冷壁的额定蒸发量，给水温度必须相应提高）热度（对于 Vdaf 很低的无烟煤，热度应当在 380度以上，对于贫煤、烟煤，热度应当在 280-380 度之间，对于褐煤，热度控制在 220 以上）3、水冷壁、过热器、再热器、省煤器的换热特点：受热面-烟气侧换热特点、工质侧换热特点省煤器（对流热水对流）水冷壁（辐射相变对流）过热器（辐射、对流蒸汽对流）再热器（辐射、对流蒸汽对流）空气预热器（对流空气对流）4、简述锅炉尾部受热面中烟气流速过高和过低有哪些影响。答：速度过高，磨损大，积灰少，传热效果好；速度过低，磨损小，积灰少，传热效果差。5、分别阐述亚临界锅炉和超临界锅炉的可能发生的传热。答：见下题，亚临界锅炉：第一类/超临界锅炉：第一类传热可能出现，第二类传热和类膜态沸腾一定出现。6、简述超临界锅炉蒸发受热面的主要类型及发生传热答：蒸发受热面的类型：垂直管屏，螺旋管圈的种类。