锅炉专业试题库及答案(火电)

锅炉专业试题库及答案(火电)一、选择题1.影响锅炉受热面磨损最严重的因素是（）。A.飞灰颗粒大小B.飞灰浓度C.飞灰撞击率D.烟气流速答案：D。烟气流速对锅炉受热面磨损影响最大。烟气流速增加，飞灰颗粒的动能增大，撞击受热面时的冲击力也增大，会加剧受热面的磨损。而飞灰颗粒大小、浓度和撞击率虽然也会影响磨损，但相比之下，烟气流速的影响更为显著。2.锅炉汽包内汽水分离装置的主要作用是（）。A.减少蒸汽带水B.增加蒸汽湿度C.提高蒸汽压力D.降低蒸汽温度答案：A。汽水分离装置的主要目的是将蒸汽和水有效分离，减少蒸汽中携带的水分，提高蒸汽品质。增加蒸汽湿度与汽水分离装置的作用相悖；它对蒸汽压力和温度并没有直接的改变作用。3.当锅炉负荷增加时，辐射式过热器内的蒸汽温度（）。A.升高B.降低C.不变D.先升高后降低答案：B。辐射式过热器的吸热量主要取决于炉膛火焰的辐射热。当锅炉负荷增加时，炉膛温度升高幅度相对较小，而流经辐射式过热器的蒸汽流量增加较多，单位质量蒸汽吸收的辐射热减少，所以蒸汽温度降低。4.锅炉水冷壁管内结垢后可造成（）。A.传热增强，管壁温度升高B.传热减弱，管壁温度降低C.传热增强，管壁温度降低D.传热减弱，管壁温度升高答案：D。水冷壁管内结垢后，水垢的导热系数远小于金属管壁，会使传热热阻增大，传热减弱。由于传热变差，燃料燃烧产生的热量不能及时传递给管内的水，导致管壁温度升高。5.锅炉正常运行时，汽包水位应维持在（）。A.最高水位B.最低水位C.正常水位线附近D.任意水位答案：C。汽包水位过高，会使蒸汽带水增加，影响蒸汽品质，甚至可能导致汽轮机水冲击事故；水位过低，可能使水冷壁管供水不足，导致管壁超温损坏。所以锅炉正常运行时，汽包水位应维持在正常水位线附近。二、判断题1.锅炉的热效率是指锅炉有效利用热量与输入热量之比。（）答案：正确。热效率是衡量锅炉性能的重要指标，它反映了锅炉将输入的燃料化学能转化为有效利用热量的程度，计算公式就是有效利用热量与输入热量之比。2.过热器的作用是将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽。（）答案：正确。过热器是锅炉的重要受热面之一，其主要功能就是进一步加热饱和蒸汽，提高蒸汽的温度，以满足汽轮机等设备对蒸汽参数的要求。3.锅炉运行中，只要水位表中能看到水位，就不会发生缺水事故。（）答案：错误。水位表可能存在假水位的情况，即使水位表中能看到水位，实际汽包内的水位也可能已经很低甚至缺水。所以不能仅仅根据水位表显示来判断是否缺水，还需要结合其他参数和情况进行综合判断。4.空气预热器的作用是降低排烟温度，提高锅炉效率。（）答案：正确。空气预热器利用锅炉排烟的热量来加热进入炉膛的空气，一方面降低了排烟温度，减少了排烟热损失；另一方面提高了进入炉膛的空气温度，有利于燃料的着火和燃烧，从而提高了锅炉的效率。5.锅炉启动过程中，不需要对受热面进行保护。（）答案：错误。锅炉启动过程中，受热面的温度和压力变化较大，如果不进行保护，可能会导致受热面超温、超压，产生热应力损坏等问题。因此，在启动过程中需要采取一系列措施来保护受热面，如控制升温、升压速度等。三、简答题1.简述锅炉的工作过程。锅炉的工作过程主要包括燃料的燃烧过程、传热过程和水的汽化过程。-燃料的燃烧过程：燃料（如煤、油、天然气等）被送入炉膛，与空气混合后在炉膛内进行燃烧。燃料中的化学能在燃烧过程中转化为热能，释放出大量的热量。-传热过程：燃烧产生的高温烟气通过辐射、对流等方式将热量传递给锅炉的受热面，如水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空气预热器等。水冷壁主要吸收炉膛内的辐射热，将水加热成饱和蒸汽；过热器进一步将饱和蒸汽加热成过热蒸汽；省煤器利用烟气余热加热给水，提高给水温度；空气预热器则加热进入炉膛的空气。-水的汽化过程：给水经省煤器加热后进入汽包，然后通过下降管进入水冷壁。在水冷壁中，水吸收热量后逐渐汽化，形成汽水混合物。汽水混合物上升进入汽包，在汽包内进行汽水分离，分离出的饱和蒸汽进入过热器继续加热。2.锅炉结焦的原因有哪些？锅炉结焦是指燃料燃烧过程中产生的灰渣在高温下熔化并黏附在受热面上的现象，其原因主要有以下几个方面：-煤灰特性：煤灰的熔点是影响结焦的重要因素。如果煤灰的熔点较低，在炉膛高温环境下容易熔化，就会增加结焦的可能性。煤灰的成分如硅、铝、铁等的含量比例也会影响其熔点。-燃烧工况：-炉内温度过高：当炉膛温度超过煤灰的熔点时，煤灰就会熔化并黏附在受热面上。例如，燃烧器布置不合理、配风不当等可能导致局部热负荷过高，使该区域温度升高，从而引发结焦。-空气量不足：燃料在缺氧的情况下燃烧不充分，会产生一氧化碳等还原性气体，使煤灰的熔点降低，增加结焦的几率。-火焰偏斜：火焰偏斜会使局部受热面温度过高，同时也会使灰粒更容易撞击到受热面上，从而导致结焦。-燃料性质：燃料中的挥发分、水分、灰分等含量对结焦也有影响。挥发分高的燃料容易着火，但燃烧速度快，可能导致局部温度过高；水分含量高会使火焰温度降低，但在水分蒸发过程中可能会影响燃烧的稳定性；灰分含量高则会增加结焦的物质基础。-受热面布置：受热面的布置如果不合理，如管束间距过小，会使烟气流通不畅，灰粒容易在管束间积聚和黏附，导致结焦。3.如何防止锅炉超压事故的发生？为防止锅炉超压事故的发生，可以采取以下措施：-安装可靠的安全保护装置：-安全阀：安全阀是防止锅炉超压的重要安全装置。应定期对安全阀进行校验和维护，确保其在规定的压力下能够准确开启和关闭，及时排出多余的蒸汽，使锅炉压力恢复正常。-压力表：应配备准确可靠的压力表，并定期进行校验。运行人员要密切监视压力表的指示，及时发现压力异常变化。-超压报警装置：当锅炉压力超过设定的报警值时，超压报警装置应及时发出警报，提醒运行人员采取措施。-合理控制运行参数：-严格控制燃料量和风量：根据锅炉的负荷需求，合理调整燃料量和风量，避免因燃料过多或燃烧不充分导致压力急剧上升。-控制汽水流量：保持给水和蒸汽流量的平衡，避免因汽水流量异常导致压力波动。例如，在启动和停止过程中，要缓慢调整给水和蒸汽流量。-加强运行管理：-定期进行设备检查和维护：对锅炉的压力管道、阀门、仪表等设备进行定期检查和维护，确保其正常运行。及时发现和处理设备的泄漏、堵塞等问题。-制定应急预案：制定完善的锅炉超压应急预案，并定期进行演练。当发生超压事故时，运行人员能够迅速按照预案采取有效的处理措施，避免事故扩大。-加强人员培训：提高运行人员的专业素质和操作技能，使其熟悉锅炉的运行原理和操作规程，能够正确处理各种异常情况。4.简述锅炉水冷壁损坏的现象及处理方法。现象：-汽包水位下降：水冷壁损坏后，管内的水泄漏到炉膛内，导致汽包内的水量减少，水位下降。-蒸汽压力下降：由于水冷壁泄漏，蒸汽产量减少，同时泄漏的水在炉膛内吸收热量变成蒸汽，使炉膛压力升高，导致蒸汽压力下降。-给水流量不正常地大于蒸汽流量：为了维持汽包水位，给水流量会自动增加，但由于水冷壁泄漏，蒸汽流量并没有相应增加，所以给水流量会不正常地大于蒸汽流量。-炉膛负压波动或变正：水冷壁泄漏的水在炉膛内迅速汽化，使炉膛内的烟气量增加，导致炉膛负压波动甚至变正。-炉内有泄漏声：在水冷壁损坏处，会有明显的泄漏声音，严重时可以听到类似汽水喷射的声音。-排烟温度下降：由于泄漏的水吸收了炉膛内的热量，使排烟温度下降。处理方法：-轻微泄漏时：-加强对水位的监视：密切关注汽包水位的变化，及时调整给水流量，维持水位在正常范围内。-降低锅炉负荷：适当降低锅炉的燃料量和风量，减少蒸汽产量，以减轻水冷壁的泄漏程度。-请示停炉：如果泄漏情况没有进一步恶化，可以继续运行一段时间，但要及时请示上级，安排停炉检修。-严重泄漏时：-立即停炉：当水冷壁严重损坏，无法维持正常水位和运行参数时，应立即停止锅炉的运行，停止向炉膛内供应燃料和空气。-停止给水：停止向锅炉给水，防止大量的水进入炉膛，加剧事故的危害。-开启引风机：保持引风机继续运行，排除炉膛内的蒸汽和烟气，防止炉膛内压力过高。-做好安全措施：停炉后，要做好相关的安全措施，如关闭主汽阀、给水阀等，防止蒸汽和水的继续泄漏。同时，对损坏的水冷壁进行检查和修复。5.空气预热器漏风有哪些危害？空气预热器漏风会带来以下危害：-降低锅炉效率：漏风会使一部分冷空气直接进入烟道，与烟气混合，降低了排烟温度的降低效果，增加了排烟热损失。同时，为了维持炉膛内的燃烧所需的空气量，需要增加送风机的风量，从而增加了厂用电消耗，降低了锅炉的整体效率。-影响燃烧工况：漏入的冷空气会使炉膛内的温度降低，影响燃料的着火和燃烧稳定性。特别是在低负荷运行时，可能会导致燃烧不完全，增加化学不完全燃烧热损失和机械不完全燃烧热损失。-增加引风机负荷：漏风使进入烟道的烟气量增加，引风机需要克服更大的阻力来排出烟气，从而增加了引风机的负荷，可能导致引风机过电流，甚至影响引风机的正常运行。-造成受热面腐蚀：漏入的空气中含有水分和氧气，会与烟气中的二氧化硫等气体发生反应，生成硫酸等腐蚀性物质，加速空气预热器和其他受热面的腐蚀，缩短设备的使用寿命。-影响锅炉出力：由于漏风导致燃烧工况变差和排烟阻力增加，锅炉的出力可能会受到限制，无法达到额定的蒸汽产量。四、计算题1.某锅炉的输入热量为$Q_{r}=2.93\times10^{7}kJ/h$，有效利用热量为$Q_{1}=2.34\times10^{7}kJ/h$，求该锅炉的热效率$\eta$。根据热效率的计算公式$\eta=\frac{Q_{1}}{Q_{r}}\times100\%$，将$Q_{r}=2.93\times10^{7}kJ/h$，$Q_{1}=2.34\times10^{7}kJ/h$代入公式可得：$\eta=\frac{2.34\times10^{7}}{2.93\times10^{7}}\times100\%\approx79.86\%$答：该锅炉的热效率约为$79.86\%$。2.已知某锅炉的排烟温度$t_{py}=150^{\circ}C$，环境温度$t_{0}=20^{\circ}C$，排烟热损失$q_{2}=6\%$，求该锅炉每小时的排烟热损失热量$Q_{2}$（假设输入热量$Q_{r}=3\times10^{7}kJ/h$）。根据排烟热损失的计算公式$q_{2}=\frac{Q_{2}}{Q_{r}}\times100\%$，可得$Q_{2}=q_{2}\timesQ_{r}\div100\%$。将$q_{2}=6\%$，$Q_{r}=3\times10^{7}kJ/h$代入公式可得：$Q_{2}=6\%\times3\times10^{7}=0.06\times3\times10^{7}=1.8\times10^{6}kJ/h$答：该锅炉每小时的排烟热损失热量为$1.8\times10^{6}kJ/h$。3.某锅炉的蒸汽流量$D=220t/h$，蒸汽焓$h_{q}=3300kJ/kg$，给水焓$h_{gs}=1000kJ/kg$，求该锅炉每小时的有效利用热量$Q_{1}$。首先将蒸汽流量的单位换算为$kg/h$，因为$1t=10