锅炉原理基础知识

1中压锅炉对流过热器中的蒸汽流速范围：250-400kg/m2s15-25m/s

2面式减温器的减温焙范围:在设计时,一般考虑面式减温器的减温焰降为50-80kJ/kgo

3锅炉的定义:锅炉是将燃料的化学能转化为热能的设备

4从锅炉范围以外输入锅炉的热量，不包括锅炉范围内循环的热量叫做输入热量，送入炉膛的

热量叫做入炉热量，

5直流锅炉是指靠给水泵压力，使给水按顺序一次通过省煤器，蒸发受热面(水冷壁)、对流过

渡区、过热器并全部变为过热水蒸气的锅炉

6:平行管列工质焰增不均匀的现象称为热偏差

7垂直撞击力引起的磨损为撞击磨损

8:切向力引起的磨损为摩擦磨损

9什么是低温腐蚀?锅炉燃用高硫燃料，特别是高硫油时，在锅炉尾部发生的腐蚀

10工业锅炉和电站锅炉的主要区分点:工业锅炉主要用于生产工艺和生活用热的要求，其出

口压力不超过2.4MPa(25kE/cm2)电站锅炉主要用于发电，其出口压力大于或等于3.9MPa

11蒸汽锅炉的主要性能指标:额定蒸发量、锅炉供热量、出口蒸汽压刀和温度

12锅炉上主要的对流受热面有哪些:凝渣管束锅炉管束对流过热器和再热器省煤器空气

预热器

13水冷壁的主要作用有哪些:①保护炉墙a减少烟气高温作用b防止灰渣粘在炉墙上c防

止炉墙磨损d减轻炉墙重量②固定炉墙③主要受热面

14水冷壁设计时取s/d时要考虑哪些因素

①节省钢材②保护炉墙③防止结渣

15膜式水冷壁的优点:A、炉膛密封性好，漏风量少,炉膛可采用微压燃烧B、可降低锅炉

的排烟热损失，从而提高锅炉的热效率。C、对炉墙保护好，炉墙温度大大降低，可使其厚度减

薄,，减轻重量和简化炉膛结构D、可缩短起动和停炉时间

16折焰角的作用:(1)、增加了水平连接烟道的长度，并空出了凝渣管束的位置，可以在不增

加锅炉深度的情况下布置更多的过热器受热面,(2)、增加炉膛充满度，改善烟气流冲刷屏式

过热器的空气动力特性,增加横向冲刷的作用，增加烟气流程,加强烟气混合，使烟气流沿着烟

道高度分布趋于均匀

17凝渣管束的作用:、A防止后部受热面结渣B、可均匀炉膛出口处的烟气速度场和温度场,

减轻后面受热面热偏差。C、可吸收蒸发热量

18何为疑渣拉稀，为什么要拉稀?锅炉采用R型布置时,后墙水冷壁要通过水平烟道，通常节距

S较小，易结渣。为此，需把后墙水冷壁通过水平烟道的管子节距拉大，拉稀，形成凝渣管束，以

防渣

19防止屏式过热器外圈管超温的措施:A外圆采用较短的长度B外圈采用较大的管径C外圈

管子交换到内圈D、外圈管子采用更好材料E、外圈管子短路

20如何保证对流过热器中的蒸汽流速:为保证蒸汽流速，过热器的蛇形管可以采用单绕、双

绕和三绕

21对流过热器垂直布置的优缺点:优点:结构简单，吊挂方便，结灰渣较少，广泛应用。缺点

停炉后管内积水难以排除,长期停炉将引起管子腐蚀。在升炉时，由于管内积存部分水,在工质

复流量不大时，可能形成气塞而将管子烧坏。

22对流过热器选用流动方式的原则:综合考虑温压和壁温两个因素，在保证管壁温度不超温

的前提下,尽可能获得较大的传热温压

23包培管过热器的主要作用;可将水平烟道和后部竖井的炉墙直接敷设在包墙管上,形成敷

管炉墙。从而可以减轻炉墙的重量，简化炉墙的结构。缺点:一半埋在炉墙中，仅受烟气单面

冲刷，而烟气的流速及温度较低，传热效果差

24再热器的工作特点乂1）流量大⑵压力低⑶温度高

25为什么说再热器的工作条件比过热器要差:1、由于再热蒸汽压力低，比容大，密度小，蒸汽

与管壁之间的对流放热系数小，百热蒸汽对管壁的冷却能力差,管壁温度超过管中蒸汽温度

的程度大于过热蒸汽2、热力系统的经济性受再热系统阻力的影响很大3、再热蒸汽由于压

力低，比热容小，对热偏差比较敏感，即在同样热偏差条件下，其出口汽温的偏差比过热蒸汽要

大而由于受到阻力的限制，又不能采用过多的混合和交又措施。

26产生热偏差的主要原因:原因洛管子的热负荷不同;各管子工质流量不同;各管子的受热

面积不同。主要原因:吸热不均和流量不均

27产生烟气走廊的原因:A结构不合理:在过热器管之间穿插蒸发受热面管于;B、安装不严

格:没有保证过热器管之间的节距;C、运行中发现过热器受热面太多而将一些蛇形管割除;个

别蛇形管爆管损坏而将它割除。

28减轻热偏差的主要方法⑴在热负荷和结构数据基本均匀的条件下，应尽量使管组的流量

分配均匀2）在热负荷不均匀的条件下,使热强度最大的管中具有较大的工质流量，如采用双Z

型连接方式。（流量不均和热力不均抵消乂3）各管有相同长度/弯头/节距等（减小结构不均）（4）

消除烟气走廊（减小热力不均）.（5）交叉、混合⑹选择适当集箱内径，使轴向流速适中，沿集箱长

度方向的静压偏差最大值小于受热面管组中平均阻力降的10%（减小水力不均）⑺对各级管

组进行流量不均匀性计算，对个别管了（如屏的外圈管）可通过调整管径,改变阻力系数等增加

其流量，反之，对个别流量偏大或吸热较小的管子,可通过设置节流圈或增大管接头壁厚的办

法来限制其流量（减小水力不均）。⑻炉膛设计和燃烧器的设计要合理，尽量减小炉膛出口左右

侧烟温偏差（减小热力不均）。（9）选择足够的管内质量流速，增强对热偏差的抵抗能力，防止管

壁超温。这一点对再热器的设计尤其重要

29工质侧负荷增加对过热气温的影响在负荷增加时，燃料消托量增大，使烟气流速增加，而使

气侧对流放热系数增大;同时由于烟气温度增加，使传热温差增大，因而使对流过热器吸收热

量增加的值超过负荷增加的值,从而使工质的熔增增加。因此，锅炉负荷增加时对流过热器的

出口汽温将要增加

30负荷降低对过汽遇和再热汽漫影响哪个更大:再热汽温的变化幅度较大。在再热器中，其工

质进口参数决定于汽轮机高压缸排气的参数，在负荷降低时,汽轮机高压缸排汽温度降低，再

热器的进口汽温也随之降低，因此为了保证再热器出口汽温不变，必须吸收更多的热量。一般

当锅炉负荷从额定值降到70%负荷时，再热器进口汽温约下降30~50℃.此外,由于再热器一

般都是采用纯对流式，而且布置在烟温较低的区域，加上再热蒸汽的比热小，因此，再热汽温的

变化幅度大

31直流锅炉如何调节由负荷变化引起的气温变化:在直流锅炉中可以用保持给水-燃料比的

办法来保持过热汽温

32增加风量过热气温的变化:燃料量不变B如风量增加

辐射过热器:炉膛火焰的平均温度Th降低，从而使辐射传热量减少出口气温下降

对流过热器:炉膛温度T1略有下降,温差少量变化，但由于烟气流速Wy上升显著，从而使传

热系数K增大，使对流受热面的吸热量增大,因而对流过热器的出口汽温将会升高。一般

的锅炉过热器系统是以对流换热为主,所以随着过量空气系数增加，将使过热汽温升高

32,提高一次风温过热气温将如何变化:煤粉着火提前,火焰中心降低tl降低tgr偏低

33为什么要进行气温调节:A、汽温过高:金属材料损坏B、汽温过低:1、降低循环效率。2、

使汽轮机尾部的蒸汽湿度增加。C、再热汽温变化过于剧烈:引起汽轮机中压缸的转子与汽缸

间膨胀差的变化,甚至引起汽轮机的剧烈振动，危及机组安全运行

34蒸汽侧常用的气温调节方法有哪些:A、减温器1表面式减温器2喷水减温器B、汽•汽热

换器C、蒸汽旁通

34烟气侧常用的气温调节方法有哪些:摆动式燃烧器、烟气再循环、烟气调节挡板

35、喷水减温的特点:1、减温幅度大，可达100℃以上2、阻力小，一般小于50kPa;3、调节灵

敏,减温器出口汽温延迟时间为5<0s;4,设备简单，常利用过热器系统的中间集箱作为减温器

外壳。5减温水直接喷入蒸汽，对减温水的品质要求特别严格，不能低于蒸汽品质

36喷水减温减温水的来源有哪二种:A、给水B、自制冷凝水

37叙述噫水减温器布置位置的优缺点:出口端:调节惯性小,不保护过热器，电站锅炉不用。进

口端:调节惯性大,在减温器中蒸汽冷凝，形成冷凝水，分配不均，造成热偏差，个别管中形成

水塞而将管烧坏，少用中间:既能保护高温段过热器，调节惯性又较小,而且由于进入减温器

的蒸汽温度较高,传热温差较大，可以减少传热面积。缺点是由于蒸汽温度较高，在降低负荷时

通过的减温水量减少，可能引起减温水蒸发而造成水击或部分蛇形管冷却不够而过热损坏的

现象，为了避免这些问题，通过的减温水量不能太少，限制了调节幅度。

38、蒸汽旁通是怎么实现再热气温调节的:原理:将再热器分成两级第一级:调节级，放在烟道

低温部分第二级:放在烟道的高温部分中间:其它受热面（过热器/过渡区）调节级的蒸汽流

量减少时，其出口汽温升高,传热温压减小，吸热量减少，在进入第二级之前与旁通的蒸汽混合

后，其蒸汽温度降低而在第二级中，因原来温压较大，进口汽温降低对其吸热的影响不大，因

而使再热器的总吸热量减少。即增加旁通蒸汽量使再热汽温降低t

39高负荷时火焰中心应上移还是下移，如何实现:高负荷时:tgr增加，设法使火焰中心向下移

使炉膛出口烟温降低，对流过热器的传热量减少,tgr降低，使汽温正常

58、烟气再循环时，烟气送入点对气温的影响:再循环烟气从护膛下部送入:再循环烟气量增加

炉内温度降低，辐射吸热量减少，炉膛出口烟温变化不大，在对流受热面中，由于烟气量加大，使

吸热量增多,使汽温升高。再循环烟气从炉膛上部送入:炉内吸热量变化不大,炉膛出口烟温

明显下降,使高温段过热器吸热量减少，但后部受热面由于烟速提高吸热量加大，温度升高。蒸

度变化不大。

40气温调节的总原则:1、管壁温度不超过所用材料的许用温度2、系统阻力不能太大3、钢

耗尽量低，少用合金钢4、有较好的汽温特性

41低压锅炉应采用什么样的气温调节方法，为什么?:面式减温器,主要优点是水与蒸汽不直接

接触因而对水质没有特殊的要求

42铸铁省煤器的主要特性:1、铸铁性脆，强度低且不能承受水击25MPa压力以下，非沸腾式

省煤器。2、耐腐蚀，管壁较厚，可用于给水未经除氧的工业锅炉及烟气外部腐蚀严重区域3

体积、重量大，价格贵，连接法兰多，易漏水。4、易积灰堵灰。5、安全性较差,设旁通烟道和

给水旁路。6耐磨损。

43、铸铁省煤器设置旁通烟道和旁通水管的目的:为了保证省煤器的安全性

44、为何要限制钢管省煤器的管组高度:方便检修

45钢管省煤器中水速范围，和取值依据:1、非沸腾式及沸腾式的非沸腾部分不应低于0.3m/s

沸腾式的沸腾部分，不应低于1.0m/s3、一般水速不应高于2m/s水速过高，则省煤器的水阻力

就过大，一般规定，省煤器中的水阻力，对于高压锅炉不能超过锅筒中压力的5%,对于中压锅炉

不得超过锅筒中压力的8%.水速过低要引起管内空气的阻塞及管子的局部腐蚀，在沸腾式省

煤器中则会产生汽水分层。

46•省煤器垂直和平行前墙布重的优缺点:前墙:蛇形管短，易于支撑,全部管均磨损，前墙:后排

几根蛇形管磨损剧烈，支撑复杂

47、省煤器支托和悬吊的主要方法:支托:1、支撑梁支托2、角钢支架支托悬吊:1、悬吊出

口集箱2、用吊杆悬挂在粱上

48、省煤器强化传热的主要方法二、鳍片管2、管外带环状肋片或螺旋形肋片3膜式省煤器

49空气预热器的主要作用:a、降低排烟温度，提高锅炉效率b、提高炉温，改善燃料看火和燃

烧，降低不完全燃烧损失,提高锅炉效率，对难看燃料重要C、提高炉温,强化辐射换热d、热空

气可作为制粉系统的于燥剂

50层搬炉的热风为什么设计上不超过二百度:由于炉排是用热风来冷却的，若热风温度过高

将导致炉排片烧坏

51空气预热器上膨胀节的作用:1在上管板处的连接结构2防止热空气漏入烟气3防止冷

空气漏入烟道

52、为什么空气预热器上、中、下管板设计厚度不一样:管板厚度是由其强度条件来确定的。

上管板与烟气直接接触，温度高,所以要如厚，下管板起支撑、承重作用，所以要加厚

53^计玻璃管空气预热器的目的是什么:燃用高硫燃料,在玻璃管空预器中先将空气加热到

80-9CTC,再送入钢管空预器,可避免钢管空预器的烟气低温腐蚀

54.回转式空气预热器高温段和低温段结构上有什么不同:高温段:由齿形波形板和波形板组

成，相隔排列。前者起定位作用以保持板间距;高温段受热面传热性能好，流动且力适当;低温

段:由平板和齿形波形板组成，通道大以减少积灰，为延长因腐蚀而损坏的期限，用较厚钢板

55、回转式空气预热器的优缺点:优点:1.节省钢材，约3;2、结构紧凑，节省场地，和其他受热

面分开布置：3、蓄热板处壁温高,腐蚀慢，腐蚀不太影响漏风:缺点:1漏风量大2、结构

复杂3需电动机及传动结构，耗电

56、双级布置时尾部受热面的布置原则并作相应的解释：A取第•级空气预热器空气出口温

度等于给水温度加10~15c即twk/l=tgs+(10-15)℃o根据经济分析比较空气出口端温压△tky

应不低于25~30℃,而△tsm/Atky=5y3=1.6,则省煤器入端的温压为

40^50eC,trk=tgs+Atsm-Atky=gs+(10-15)℃

B、笫二级空气预热器入口烟温不宜超过480~500℃,以避免空气预热器上管板烧损。

C、第一级省煤器出口水温应低于水沸点40・50℃。考虑第一级省煤器出口水温不因空气预

热器入口烟温高而产生沸腾。

D、在结构上尾部受热面不宜过长，过长排烟烟道很难布置，一般希望排烟烟道的下缘标高在2

米以上(以锅炉房地面标高为零时)

57、高温段省煤器的主要磨损部位:a、靠后墙的几排;b、靠两侧墙的浮头;c、穿墙管;d靠

前墙的1-3排管子;e顺烟气流向的第2、3两排管子，简单分析原因:在省煤器区,烟气温度低,

灰粒变硬，磨损严重。当烟气从水平烟道进入布置省煤器的垂直烟道时，由于烟气转弯流

动所产生的离心力的作用,使大部分灰粒抛向尾部烟道的后墙，使该部位飞灰浓度大大增加,

造成锅炉后墙附近的省煤器管磨损严重。省煤器靠近墙壁的管子与墙壁之间存在较大的间隙

或管排之间存在有烟气走廊时，由于烟气走廊处烟气的流动阻力要比其他处的阻力小得多.该

处的流速就高.故处在烟气走廊旁边的管子或弯头就容易受到严重磨损。省煤器的管束为错

列布置，最大摩损发生于顺烟气流向的第二排管子上。

58、横向顺列和横向错列管束磨损最严重的部位和原因:当烟气横向冲刷错列管束时,其磨损

严重处在笫二排管子上。因此时灰的浓度较大，经第二排后灰粒动能降低，以后各排磨损减轻。

当管束顺列布置时，磨损严重区域在第五排以后的管子。因为烟气由烟道进入受热面后，由于

烟气流通截面的缩小，则烟速提高，而灰粒速度的提高有一迟后的加速过程，因此使磨损区域

向后推移

59解释磨损与速度三次方成正比:由于磨损与流动着的飞灰的动能和飞灰浓度有关,而飞灰

的动能与速度的平方成正比，飞灰的浓度与速度的一次方成正比,所以磨损与速度的三次方成

正比

60〈影响磨损的主要因素有哪些:飞灰浓度、灰粒的物理化学性质、烟气流速以及受热面的布

置与结构特性，还与运行工况有关

61止受热面磨损的主要方法有哪些:1、降低烟气中的飞灰浓度,选用合理的烟气速度:2

防止在受热面中形成局部过高的飞灰浓度和烟速;3、减少锅炉漏风，以减少烟气体积,以便保

证合理的烟速;4、装设防磨装置。

62受热面结灰的主要危害:1传热阻力增加2对流烟道的阻力增加。3、严重时造成事故必

须停炉可用率下降4加速管壁的腐蚀

63结灰有几种主要形态:结渣(熔渣)低温粘结灰高温粘结灰松结灰

64、防止结渣的要方法:1、正确地组织燃烧器的工作，采用适当的炉虺容积和断面热负荷以

保证炉膛出口烟温不致于过高.2、采用拉稀的高温对流受热面，即凝渣管，屏式受热面以及对

流过热器前部的拉稀等.3、采用适当的吹灰打渣方法

65低温粘结灰产生的原因:烟气中含有水蒸气和S03,它们形成硫酸蒸汽使烟气酸露点个，如

果壁温tb4酸露点，硫酸蒸汽会在管壁上冷凝下来，与飞灰中Ca的氧化物反应生成Cas04粘结

在管壁上，烘干变硬一“水泥化

66叙迷高温粘结灰形成的机理:高温粘结灰的形成关键在于首先形成一层处于熔化或软化的

粘性灰层，靠这一层粘性灰的捕捉作用,积聚飞灰粒子，被捕捉到的飞灰在化学作用下形成紧

密的灰层，高温粘结灰的形成与高温腐蚀是密切相关的。飞灰中的化学成分不同，将会有不

同的高温粘结灰的形成机理以及不同的灰层颜色

67干松灰沉积的原因:气固两相流绕流过管子，由于边界层分离，在背风面必产生旋涡区，大颗

粒惯性大，不易被旋进旋涡区，小于30pm特别是小于10pm的颗粒易于被旋涡旋进背风区

68、减轻和防止干松灰的措施:1、设计时采用足够高的流速,一般不能低于5-6m/S对有升华

物质的燃料更应高一些2、采用小管径，错列布置，紧凑布置(减小纵向节距)的管束。但对易结

渣或易结粘性灰的受热面,不适用3正确设计和布置吹灰装置，运行时应制定吹灰间隔时间及

连续吹灰时间。

69叙述低温腐蚀的机理:低温腐蚀主要是由于燃料中含有硫。硫燃烧后生成二氧化硫,其中少

量的进一步氧化成三氧化硫，三氧化硫与烟气中的水蒸汽结合成硫酸，含有硫酸蒸汽的烟气露

点大大升高，当受热面的壁温低于酸