(2025年)电厂锅炉期末试题(附答案)

(2025年)电厂锅炉期末试题(附答案)一、单项选择题（每题2分，共20分）1.电厂锅炉热效率计算中，通常以（）为基准计算燃料发热量。A.高位发热量B.低位发热量C.弹筒发热量D.干燥基发热量2.锅炉水冷壁的主要作用是（）。A.加热给水B.吸收炉膛辐射热，产生饱和蒸汽C.降低排烟温度D.增强燃烧稳定性3.过量空气系数α>1时，锅炉燃烧产物中（）。A.CO含量增加B.O₂含量增加C.飞灰含碳量显著升高D.排烟热损失降低4.下列受热面中，属于对流受热面的是（）。A.炉膛水冷壁B.屏式过热器C.省煤器D.下降管5.锅炉汽水系统中，汽水分离装置主要布置在（）。A.汽包内B.过热器入口C.再热器出口D.省煤器出口6.煤的挥发分含量越高，通常（）。A.着火温度越高B.燃烧稳定性越差C.燃尽时间越短D.结渣倾向越低7.锅炉运行中，排烟温度每升高15-20℃，热效率约下降（）。A.0.1%-0.3%B.0.5%-1.0%C.1.5%-2.0%D.2.5%-3.0%8.自然循环锅炉中，循环推动力主要来源于（）。A.给水泵压头B.水冷壁与下降管内工质的密度差C.过热器蒸汽流速D.燃烧器喷口动量9.锅炉结渣的主要原因是（）。A.燃料灰分熔点过高B.炉膛温度低于灰分软化温度C.火焰中心偏移导致局部高温D.过量空气系数过大10.锅炉启动过程中，控制汽包上下壁温差不超过（）的主要目的是防止热应力超限。A.20℃B.40℃C.80℃D.100℃二、填空题（每空1分，共20分）1.锅炉的三大主要受热面是______、______和______。2.燃料燃烧的三要素是______、______和______。3.锅炉热损失中，最大的一项是______，其主要影响因素是______和______。4.省煤器的主要作用是______和______。5.蒸汽品质的主要指标是______和______。6.锅炉结渣会导致炉膛出口烟温______，对流受热面吸热量______。7.空气预热器按传热方式分为______和______两类。8.锅炉运行中，过量空气系数过大会导致______增加和______降低。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述锅炉水冷壁的结构形式及其各自特点。2.分析过量空气系数对锅炉运行的影响（需从热损失、燃烧效率、受热面磨损三方面说明）。3.锅炉汽水共腾的现象、原因及处理措施。4.比较自然循环锅炉与强制循环锅炉的主要区别（至少列出4点）。5.如何通过调整燃烧器摆角控制过热蒸汽温度？其原理是什么？四、计算题（每题10分，共20分）1.某电厂锅炉额定蒸发量D=1025t/h，给水温度tgs=230℃，主蒸汽温度tq=540℃，主蒸汽压力p=17.5MPa（对应饱和温度ts=358℃，饱和水焓h’=1610kJ/kg，饱和蒸汽焓h’’=2790kJ/kg，过热蒸汽焓hq=3420kJ/kg），给水焓hgs=980kJ/kg。计算锅炉每小时的有效吸热量Q1（单位：kJ/h）。2.已知某煤种收到基成分：Car=58%，Har=3.5%，Oar=4%，Nar=1%，Sar=1.5%，Aar=20%，Mar=12%。计算该煤的收到基低位发热量Qnet,ar（单位：kJ/kg，已知氢的发热量为144MJ/kg，水的汽化潜热为2510kJ/kg）。五、综合分析题（20分）某电厂300MW机组锅炉（亚临界参数，自然循环）运行中出现以下现象：排烟温度较正常升高15℃，炉膛负压波动增大（-100Pa至-300Pa），飞灰含碳量由2%升至5%。请分析可能的故障原因，并提出针对性的处理措施（需至少列出4项原因及对应措施）。答案一、单项选择题1.B2.B3.B4.C5.A6.C7.B8.B9.C10.C二、填空题1.水冷壁、过热器、省煤器（或空气预热器）2.可燃物、助燃剂（氧气）、温度（着火温度）3.排烟热损失、排烟温度、排烟量4.加热给水、降低排烟温度（或减少炉膛吸热，提高锅炉效率）5.蒸汽含盐量、蒸汽湿度6.升高、增加7.管式、回转式（或蓄热式）8.排烟热损失、炉温（或燃烧温度）三、简答题1.水冷壁结构形式及特点：（1）光管水冷壁：由普通无缝钢管组成，结构简单、制造方便，但吸热面积较小，多用于小型锅炉；（2）膜式水冷壁：由扁钢与钢管焊接成连续的膜状结构，密封性好，减少炉膛漏风，可降低排烟热损失，现代大型锅炉普遍采用；（3）销钉式水冷壁：在管子外壁焊有销钉并敷设耐火材料，用于液态排渣炉或燃烧器区域，保护水冷壁免受高温熔渣侵蚀。2.过量空气系数的影响：（1）热损失：α过大时，排烟量增加，排烟热损失q2增大；α过小时，不完全燃烧热损失q3、q4增大；（2）燃烧效率：α过小导致燃料不完全燃烧，飞灰、炉渣含碳量升高，燃烧效率降低；α过大则炉温下降，可能影响燃烧稳定性；（3）受热面磨损：α过大会使烟气流速增加，飞灰对对流受热面（如省煤器、空气预热器）的磨损加剧。3.汽水共腾现象：汽包水位剧烈波动，蒸汽含盐量急剧增加，严重时蒸汽带水导致过热器超温；原因：炉水含盐量过高（如排污不足）、负荷突然增加、表面活性剂（如油污）进入炉水；处理措施：降低锅炉负荷；加强连续排污和定期排污；开启蒸汽管道疏水；化验炉水品质，必要时停炉换水。4.自然循环与强制循环的区别：（1）循环推动力：自然循环依靠工质密度差，强制循环依靠循环泵压头；（2）水冷壁结构：自然循环需较大的下降管与水冷壁管径比，强制循环可采用小管径水冷壁；（3）启动速度：强制循环锅炉启动快（循环泵加速工质流动），自然循环启动较慢；（4）适用参数：自然循环多用于亚临界及以下参数，强制循环可用于超临界参数（配合直流锅炉）；（5）安全性：强制循环在低负荷时仍能保证足够流量，自然循环低负荷易出现循环停滞或倒流。5.燃烧器摆角调整对汽温的影响及原理：通过改变燃烧器上下摆角，调整火焰中心高度：（1）摆角上仰时，火焰中心上移，炉膛辐射吸热量减少，炉膛出口烟温升高，对流受热面（如过热器、再热器）吸热量增加，蒸汽温度升高；（2）摆角下倾时，火焰中心下移，炉膛辐射吸热量增加，炉膛出口烟温降低，对流受热面吸热量减少，蒸汽温度降低。四、计算题1.有效吸热量Q1计算：主蒸汽为过热蒸汽，其焓值hq=3420kJ/kg；给水焓hgs=980kJ/kg；有效吸热量Q1=D×(hq-hgs)=1025×10³kg/h×(3420-980)kJ/kg=1025×2440×10³=2.501×10⁹kJ/h。2.收到基低位发热量计算：根据公式：Qnet,ar=339Car+1030Har-109(Oar-Sar)-25Mar代入数据：=339×58+1030×3.5-109×(4-1.5)-25×12=19662+3605-109×2.5-300=23267-272.5-300=22694.5kJ/kg（注：氢的发热量取144MJ/kg=144000kJ/kg，公式中1030=144000/140，为简化计算常用系数）。五、综合分析题可能原因及处理措施：（1）空气预热器堵灰：堵灰导致烟气流阻增大，炉膛负压波动；同时传热效率下降，排烟温度升高；堵灰使空气量不足，燃烧不完全，飞灰含碳量升高。处理：加强空气预热器吹灰（如声波吹灰或蒸汽吹灰）；停炉时检查空预器积灰情况，清理堵塞层。（2）炉膛漏风：炉墙或看火孔密封不严，漏入冷风使排烟量增加，排烟温度升高；漏风导致炉膛负压不稳定；过量空气系数局部偏低，燃烧不完全。处理：检查炉墙、人孔门、吹灰器等部位密封，及时堵漏；调整引风机出力维持正常负压。（3）煤粉细度变粗：煤粉颗粒过大，燃尽时间延长，未完全燃烧的煤粉随烟气排出，飞灰含碳量升高；燃烧延迟导致炉膛出口烟温升高，排烟温度上升；燃烧过程不稳定，炉膛负压波动。处理：调整磨煤机分离器挡板或转速，降低煤粉细度（R90控制在20%以下）；检查磨煤机衬板、钢球磨损情况，及时更换。（4）燃烧器配风不合理：二次风与一次风比例失调（如二次风不足），导致燃料缺氧燃烧，飞灰含碳量升高；火焰中心偏移，局部烟温过高，排烟温度上升；燃烧不稳定引起负压波动。