(2025年)锅炉原理期末复习试题及答案

(2025年)锅炉原理期末复习试题及答案一、选择题（每题2分，共30分）1.以下哪种燃料的挥发分含量通常最高？（）A.无烟煤B.烟煤C.褐煤D.焦炭答案：C。褐煤是煤化程度最低的煤，挥发分含量通常最高，一般在37%55%之间；无烟煤挥发分含量最低，通常小于10%；烟煤挥发分含量一般在10%40%；焦炭是煤炭经过干馏等处理后的产物，挥发分很低。2.煤的元素分析成分中，发热量最高的是（）A.碳B.氢C.氧D.硫答案：B。氢的发热量最高，每千克氢完全燃烧能放出约143000kJ的热量；碳的发热量每千克约为3280033500kJ；氧本身不能燃烧，且会与可燃元素结合影响燃烧；硫燃烧发热量较低且会产生污染。3.锅炉热平衡中，排烟热损失q2与以下哪个因素关系最密切？（）A.排烟温度B.过量空气系数C.燃料水分D.灰渣含碳量答案：A。排烟热损失q2主要取决于排烟温度和排烟容积。排烟温度越高，排烟热损失越大，它是影响排烟热损失最关键的因素。过量空气系数也会影响排烟容积从而影响q2，但相比之下排烟温度影响更直接；燃料水分主要影响其他热损失；灰渣含碳量影响机械不完全燃烧热损失。4.随着锅炉蒸汽压力的升高，饱和水的焓（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小答案：A。随着锅炉蒸汽压力的升高，饱和水的焓增大。在压力升高过程中，水的分子间距离减小，分子势能增加，焓值相应增大。5.锅炉水循环的循环倍率越大，说明（）A.水循环越安全B.水循环越不安全C.汽水混合物干度越大D.循环流速越小答案：A。循环倍率是进入上升管的循环水量与上升管出口蒸汽量之比。循环倍率越大，说明在上升管中每产生1kg蒸汽，进入上升管的水量越多，水在管内的流动越稳定，水循环越安全。6.下列哪种受热面的传热方式主要是辐射传热？（）A.省煤器B.过热器C.水冷壁D.空气预热器答案：C。水冷壁布置在炉膛四周，直接吸收火焰的辐射热，其传热方式主要是辐射传热。省煤器、过热器和空气预热器主要以对流换热为主。7.当炉膛出口过量空气系数增大时，炉内辐射传热（）A.增强B.减弱C.不变D.先增强后减弱答案：B。炉膛出口过量空气系数增大，意味着进入炉膛的空气量增多，火焰温度降低，辐射能力减弱，从而炉内辐射传热减弱。8.煤粉细度R90越大，表示煤粉（）A.越细B.越粗C.颗粒均匀性越好D.颗粒均匀性越差答案：B。煤粉细度R90表示煤粉经过孔径为90μm的筛子筛分后，留在筛子上的煤粉质量占总煤粉质量的百分比。R90越大，说明留在筛子上的粗煤粉越多，煤粉越粗。9.锅炉的蒸汽参数一般是指（）A.蒸汽温度和压力B.蒸汽流量和温度C.蒸汽压力和流量D.蒸汽干度和温度答案：A。锅炉的蒸汽参数通常是指蒸汽温度和压力，它们是衡量锅炉蒸汽品质和工作状态的重要指标。10.以下哪种燃烧器属于直流燃烧器？（）A.蜗壳式燃烧器B.均等配风直流燃烧器C.旋流式燃烧器D.双蜗壳式燃烧器答案：B。均等配风直流燃烧器喷出的气流为直流射流，属于直流燃烧器。蜗壳式燃烧器、旋流式燃烧器和双蜗壳式燃烧器都是使气流产生旋转，属于旋流燃烧器。11.当锅炉负荷降低时，自然循环锅炉的循环流速（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小答案：B。当锅炉负荷降低时，蒸发量减小，上升管内汽水混合物的密度差减小，循环动力减小，而下降管的阻力基本不变，所以循环流速减小。12.空气预热器的作用不包括（）A.提高炉膛温度B.降低排烟温度C.提高锅炉热效率D.减少燃料的化学不完全燃烧热损失答案：D。空气预热器将空气加热后送入炉膛，可提高炉膛温度，降低排烟温度，从而提高锅炉热效率。但它对减少燃料的化学不完全燃烧热损失作用不大，化学不完全燃烧热损失主要与燃烧过程中的空气与燃料混合情况、燃烧温度等因素有关。13.锅炉的排污分为连续排污和定期排污，连续排污的目的主要是（）A.排除炉水中的沉淀物B.排除炉水中的盐分C.降低锅水水位D.提高锅水温度答案：B。连续排污是从锅水含盐浓度最大的部位连续排出部分锅水，其目的主要是排除炉水中的盐分，以维持锅水的水质。排除炉水中的沉淀物一般通过定期排污；连续排污对降低锅水水位和提高锅水温度作用不明显。14.对于固态排渣煤粉炉，当灰渣物理热损失q6增大时，说明（）A.灰渣量增多B.灰渣温度升高C.燃料中灰分含量增加D.以上都有可能答案：D。灰渣物理热损失q6与灰渣量、灰渣温度和燃料中灰分含量有关。灰渣量增多、灰渣温度升高或燃料中灰分含量增加都可能导致灰渣物理热损失q6增大。15.锅炉的热效率是指（）A.有效利用热量与输入热量之比B.输出蒸汽热量与输入热量之比C.燃料燃烧放出的热量与输入热量之比D.锅炉内水吸收的热量与输入热量之比答案：A。锅炉的热效率定义为有效利用热量与输入热量之比，它反映了锅炉将输入热量转化为有效利用热量的能力。二、填空题（每空1分，共20分）1.煤的工业分析成分包括水分、灰分、挥发分和______。答案：固定碳2.锅炉热平衡中，热损失包括排烟热损失、机械不完全燃烧热损失、化学不完全燃烧热损失、______和灰渣物理热损失。答案：散热损失3.自然循环锅炉的水循环故障主要有循环停滞、______和汽水共腾等。答案：循环倒流4.锅炉的蒸发设备主要由汽包、______、下降管和联箱等组成。答案：水冷壁5.煤粉制备系统可分为______和直吹式制粉系统。答案：中间储仓式制粉系统6.影响锅炉受热面传热的主要因素有传热温差、______和传热系数。答案：传热面积7.锅炉的蒸汽品质主要指蒸汽的______和含盐量。答案：湿度8.燃烧器的作用是将燃料和______合理混合并送入炉膛进行良好燃烧。答案：空气9.省煤器按出口工质状态可分为______和沸腾式省煤器。答案：非沸腾式省煤器10.空气预热器按传热方式可分为______和再生式空气预热器。答案：管式空气预热器11.锅炉的运行调节主要包括汽压调节、______、水位调节和燃烧调节等。答案：汽温调节12.燃料的发热量分为高位发热量和______。答案：低位发热量13.锅炉的水循环倍率是指进入上升管的______与上升管出口蒸汽量之比。答案：循环水量14.水冷壁的类型主要有光管水冷壁、______和膜式水冷壁。答案：鳍片管水冷壁15.影响煤粉着火的主要因素有燃料性质、______和炉内散热条件等。答案：炉内温度16.锅炉的排污率是指______与锅炉蒸发量之比。答案：排污量17.过热器按传热方式可分为对流过热器、______和半辐射式过热器。答案：辐射式过热器18.燃烧过程可分为着火前的准备阶段、______和燃尽阶段。答案：燃烧阶段19.锅炉的启动过程可分为______、升压、暖管、并炉等阶段。答案：上水20.锅炉的排烟温度越高，排烟热损失______。答案：越大三、简答题（每题10分，共30分）1.简述煤粉燃烧的三个阶段及其特点。答：煤粉燃烧过程可分为着火前的准备阶段、燃烧阶段和燃尽阶段。（1）着火前的准备阶段：煤粉进入炉膛后，首先吸收炉内的热量，水分蒸发，挥发分析出，煤粉温度逐渐升高，达到着火温度。此阶段是一个吸热的物理化学准备过程，时间较短，但对后续的燃烧过程至关重要，若准备不充分，会影响着火和燃烧的稳定性。（2）燃烧阶段：当煤粉达到着火温度后，挥发分首先着火燃烧，放出大量热量，使煤粉温度进一步升高，焦炭开始燃烧。此阶段是一个强烈的放热过程，燃烧速度快，温度高。燃烧所需的氧气主要通过燃烧器送入的空气提供，良好的空气与燃料混合是保证燃烧充分的关键。（3）燃尽阶段：燃烧阶段结束后，大部分可燃物质已经燃烧，但仍有少量未燃尽的焦炭残留在灰渣中。在燃尽阶段，剩余的焦炭继续燃烧，由于此时可燃物质减少，燃烧速度减慢，需要，需要较长的时间和足够的氧气才能使焦炭充分燃尽。2.分析自然循环锅炉水循环故障产生的原因及危害。答：自然循环锅炉水循环故障主要有循环停滞、循环倒流和汽水共腾等。（1）循环停滞：原因：当上升管受热不均匀时，受热弱的上升管内汽水混合物的密度较大，循环动力减小，可能导致循环流速降低甚至为零，出现循环停滞。危害：循环停滞会使管内水的流动停止，管内的水容易汽化，产生汽塞，导致管壁温度升高，甚至超温爆管。（2）循环倒流：原因：在某些情况下，如上升管受热极不均匀，受热弱的上升管内的流动压头小于下降管的流动阻力，就可能出现循环倒流现象。危害：循环倒流会使蒸汽不能及时排出，在管内积聚形成汽塞，同样会导致管壁超温损坏。（3）汽水共腾：原因：锅水含盐量过高、水位过高、负荷变化过快等因素都可能导致汽水共腾。锅水含盐量高时，表面张力增大，容易形成大量泡沫，使汽水分离困难；水位过高会使蒸汽空间减小，蒸汽携带水分增多；负荷变化过快会使锅水的汽化速度突然改变，导致汽水共腾。危害：汽水共腾会使蒸汽带水严重，蒸汽品质恶化，导致过热器结垢，影响过热器的传热和使用寿命，还可能使汽轮机叶片受到侵蚀，影响汽轮机的安全运行。3.说明空气预热器的作用及常见类型。答：空气预热器的作用主要有以下几点：（1）提高炉膛温度：将空气加热后送入炉膛，可提高炉膛内的燃烧温度，增强燃烧的稳定性和强度，有利于燃料的完全燃烧。（2）降低排烟温度：回收排烟中的热量，降低排烟温度，从而提高锅炉的热效率，节约燃料。（3）改善燃料的着火和燃烧条件：热空气能使燃料更快地达到着火温度，促进挥发分的析出和燃烧，提高燃烧效率。常见的空气预热器类型有：（1）管式空气预热器：由许多平行的钢管组成，空气在管内流动，烟气在管外横向冲刷。它结构简单，制造方便，工作可靠，但体积较大。（2）回转式空气预热器：分为受热面回转式（容克式）和风罩回转式（罗特缪勒式）。受热面回转式空气预热器的受热面装在圆筒形的转子中，转子缓慢旋转，交替与烟气和空气接触，实现热量交换；风罩回转式空气预热器则是风罩旋转，使受热面交替与烟气和空气进行热交换。回转式空气预热器体积小，传热效率高，但结构复杂，密封要求高。四、计算题（每题10分，共20分）1.已知某锅炉的输入热量Qr=20000kJ/kg，有效利用热量Q1=17000kJ/kg，求该锅炉的热效率η。解：根据锅炉热效率的定义，热效率η=Q1/Qr×100%将Qr=20000kJ/kg，Q1=17000kJ/kg代入公式可得：η=17000/20000×100%=85%答：该锅炉的热效率为85%。2.某锅炉的蒸发量D=100t/h，给水温度tgs=100℃，蒸汽压力p=3.82MPa，蒸汽温度tq=450℃，