锅炉专业试题及答案

锅炉专业试题及答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.锅炉中，燃料在炉内燃烧后，将燃料的化学能转变为热能，热能传递给工质（水），水吸热后产生具有一定压力和温度的蒸汽，这个系统主要是指（）。A.汽水系统B.烟风系统C.燃烧系统D.蒸发系统2.按锅炉出口工质压力分类，压力为3.82MPa的锅炉属于（）。A.低压锅炉B.中压锅炉C.高压锅炉D.超高压锅炉3.煤粉在炉内燃烧过程中，挥发分燃烧阶段的特点是（）。A.温度低，反应速度慢B.温度高，反应速度快C.温度低，反应速度快D.温度高，反应速度慢4.在锅炉水循环中，自然循环的流动压头是依靠（）产生的。A.给水泵的压力B.汽水密度差C.蒸汽压力D.热膨胀力5.下列设备中，属于锅炉辅助设备而非本体设备的是（）。A.汽包B.水冷壁C.过热器D.送风机6.锅炉给水处理的主要目的是为了防止（）。A.锅炉结垢和腐蚀B.蒸汽带水C.烟气低温腐蚀D.炉膛结焦7.顺流布置的过热器，其蒸汽温度特性是（）。A.汽温随负荷增加而降低B.汽温随负荷增加而升高C.汽温不随负荷变化D.汽温随负荷降低而升高8.锅炉三大安全附件中，能够自动控制锅炉压力，防止超压爆炸的是（）。A.安全阀B.压力表C.水位表D.排污阀9.煤粉细度通常用（）表示。A.煤粉颗粒的平均直径B.煤粉颗粒的最大直径C.标准筛上剩余量占筛分煤粉总量的百分比D.煤粉的堆积密度10.理论空气量是指（）。A.1kg燃料完全燃烧实际所需的空气量B.1kg燃料完全燃烧理论上计算所需的空气量C.1kg燃料燃烧所需的最小空气量D.1m³气体燃料燃烧所需的空气量11.锅炉排烟温度过高，会导致（）。A.锅炉效率降低B.锅炉效率升高C.低温腐蚀减轻D.引风机负荷减小12.在锅炉热平衡方程中，最大的一项热损失通常是（）。A.排烟热损失B.化学不完全燃烧热损失C.机械不完全燃烧热损失D.散热损失13.省煤器的作用是（）。A.加热进入汽包的给水，降低排烟温度B.加热进入汽包的给水，提高过热蒸汽温度C.加热冷空气，提高燃烧效率D.加热饱和蒸汽，提高蒸汽品质14.锅炉在进行蒸汽吹灰时，应（）。A.保持锅炉负荷稳定B.降低锅炉负荷C.提高锅炉负荷D.停止引风机15.发生“水冷壁管爆管”事故时，最明显的现象是（）。A.炉膛负压变正，排烟温度降低B.炉膛负压变大，排烟温度升高C.汽包水位急剧上升，蒸汽压力升高D.炉膛温度升高，蒸汽压力不变16.循环流化床锅炉（CFB）的主要优点是（）。A.燃烧效率最高B.脱硫脱硝成本低，燃料适应性广C.结构最简单D.厂用电率最低17.锅炉汽包内的连续排污的主要目的是（）。A.排除锅炉底部的泥渣和水垢B.排除锅炉表面的悬浮物和含盐量较高的锅水C.降低锅炉水位D.提高锅炉蒸汽压力18.钢球磨煤机属于（）。A.高速磨煤机B.中速磨煤机C.低速磨煤机D.风扇磨煤机19.过热器蒸汽侧的腐蚀主要与（）有关。A.蒸汽压力B.蒸汽温度C.蒸汽流速D.蒸汽湿度20.锅炉炉膛漏风，会导致（）。A.排烟体积减小，引风机耗电降低B.排烟温度升高，锅炉效率降低C.炉膛温度升高，燃烧稳定D.理论燃烧温度升高二、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有两项或两项以上是符合题目要求的）21.影响煤粉炉燃烧稳定性的主要因素有（）。A.煤质（挥发分、水分、灰分）B.煤粉细度C.一次风温和一次风速D.炉膛温度水平22.锅炉汽包的作用包括（）。A.连接加热面（蒸发受热面）、过热器和省煤器B.进行汽水分离，保证蒸汽品质C.储存一定水量，以适应负荷变化D.内部装有加药装置，进行水质处理23.锅炉尾部受热面低温腐蚀的原因是（）。A.烟气中存在三氧化硫（SO₃）B.烟气中存在水蒸气C.受热面壁温低于烟气酸露点D.烟气流速过高24.提高锅炉热效率的途径有（）。A.降低排烟温度B.降低过量空气系数C.减少炉膛漏风D.保温层破损25.自然循环锅炉常见的故障有（）。A.循环停滞B.循环倒流C.汽水分层D.下降管带汽26.锅炉给水除氧的方法包括（）。A.热力除氧B.真空除氧C.化学除氧D.电解除氧27.锅炉过热蒸汽温度调节方法中，属于蒸汽侧调节的有（）。A.喷水减温B.烟气挡板C.汽-汽热交换器D.改变火焰中心高度28.锅炉停炉保养的方法有（）。A.压力保养B.湿法保养C.干法保养D.充气保养29.造成锅炉机械不完全燃烧热损失（q4）增大的原因有（）。A.煤粉过粗B.空气量不足C.炉膛温度过低D.煤粉过细30.锅炉安全阀校验时，需要注意（）。A.锅炉压力必须稳定B.安全阀排汽管应畅通C.校验顺序应从高整定压力到低整定压力D.现场应有安全措施三、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分。正确的打“√”，错误的打“×”）31.锅炉的蒸发量是指锅炉单位时间内产生的蒸汽量，单位通常用t/h表示。（）32.理论燃烧温度是指燃料在绝热条件下完全燃烧所能达到的温度，实际上炉膛内是无法达到的。（）33.过量空气系数越大，说明炉膛氧化气氛越强，化学不完全燃烧热损失一定越小。（）34.锅炉下降管一般布置在炉外，不受热，且必须保温，以防止产生气泡阻碍水循环。（）35.省煤器的磨损主要是由烟气中飞灰颗粒的撞击和切削作用造成的，烟气流速越高，磨损越严重。（）36.所有的锅炉都必须安装汽包，汽包是锅炉必不可少的部件。（）37.锅炉负荷增加时，炉膛出口烟温一般会升高。（）38.煤粉炉中，一次风的主要作用是输送煤粉并补充燃烧初期所需的氧气。（）39.锅炉水位计指示的水位就是汽包内的实际水位。（）40.回转式空气预热器的漏风主要是由空气侧与烟气侧的压差以及密封间隙造成的。（）四、填空题（本大题共15小题，每小题2分，共30分。请将答案填在题中的横线上）41.锅炉的输入热量主要是燃料的__________。42.锅炉的有效利用热量Q1是指__________和__________所吸收的热量。43.煤粉在炉内的燃烧过程大致分为__________、燃烧及燃尽三个阶段。44.自然循环锅炉的循环倍率K是指__________与__________的比值。45.锅炉水冷壁除了吸收炉膛辐射热使水蒸发外，还起到保护__________的作用。46.锅炉尾部受热面布置顺序（沿着烟气流向）通常是过热器、省煤器、__________。47.锅炉蒸汽带水会造成过热器积盐，导致过热器管壁温度__________，长期运行会引起爆管。48.衡量煤粉细度的指标常用R90和R200，数值越__________，表示煤粉越粗。49.锅炉炉膛负压过大，容易导致锅炉__________，漏风增加。50.热平衡方程中，输入热量等于__________加上各项热损失。51.锅炉排污分为连续排污和__________。52.过热器系统的蒸汽流向设计通常采用__________、混合及交叉布置，以减小热偏差。53.锅炉烟风系统的主要设备包括炉膛、烟道、__________、引风机和烟囱。54.锅炉在进行酸洗后，必须进行__________和钝化处理，以防止金属腐蚀。55.现代大型电站锅炉为了降低NOx排放，常采用__________燃烧技术。五、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）56.简述锅炉汽包内部装置的主要组成部分及其作用。57.什么是锅炉的“假水位”现象？产生的原因是什么？58.简述过热器产生热偏差的原因及减小热偏差的措施。59.锅炉受热面烟气侧低温腐蚀是如何发生的？如何减轻低温腐蚀？60.简述自然循环锅炉水循环故障（如循环停滞、倒流）的产生原因及预防措施。六、计算题（本大题共3小题，每小题10分，共30分。要求写出必要的计算过程和公式）61.某台锅炉的燃煤消耗量为B=100t/h，煤的收到基低位发热量。锅炉的有效利用热量62.某锅炉省煤器进口烟气温度为C，出口烟气温度为C，省煤器进口给水温度为C，出口水温为C。已知烟气放热系数为0.98（考虑散热损失），给水流量为100t/h，给水比热容取4.18663.已知某锅炉排烟处烟气成分分析为：R=15，=5，CO=（提示：完全燃烧方程式为21=(1七、综合分析题（本大题共2小题，每小题15分，共30分）64.某电厂300MW机组锅炉在运行中，运行人员发现过热器出口蒸汽温度严重偏低，且两侧蒸汽温度偏差较大。同时，炉膛出口烟温测点显示左侧烟温明显高于右侧。(1)请分析可能导致过热汽温偏低及烟温偏差大的原因（至少列举3点）。(2)针对上述现象，运行人员应采取哪些调整措施？(3)如果烟温偏差长期存在且无法通过燃烧调整消除，可能会对哪些设备造成危害？65.某高压自然循环锅炉在启动过程中，水冷壁管发生爆管事故。经检查，爆管口呈现出明显的长期过热特征（管壁明显减薄，有蠕变裂纹），且爆口附近管壁颜色呈暗红色，有较厚的氧化皮。(1)请分析造成水冷壁管长期过热爆管的主要原因可能有哪些？(2)在锅炉运行和维护中，应采取哪些措施来防止此类事故的发生？(3)结合水循环原理，说明为什么某些特定的管子（如角落管、受热弱的管子）更容易发生这类故障？参考答案与解析一、单项选择题1.A解析：汽水系统（或称蒸汽系统）的核心功能就是将水加热成蒸汽。燃烧系统负责化学能转热能，烟风系统负责空气和烟气的输送。2.B解析：锅炉压力分类：低压（<1.6MPa），中压（1.6-5.9MPa），高压（5.9-13.7MPa）。3.82MPa处于中压范围。3.B解析：挥发分是煤中易燃成分，析出温度低，燃烧速度快，且放出大量热量，导致该阶段温度高，反应极快。4.B解析：自然循环依靠下降管（水）和上升管（汽水混合物）的密度差产生的重位压差作为流动动力。5.D解析：汽包、水冷壁、过热器属于锅炉“本体”设备。送风机属于辅助机械，用于输送空气。6.A解析：给水含有钙镁离子，受热后会生成水垢（导热系数极低），导致管壁过热甚至爆管，同时溶解氧会导致腐蚀。7.B解析：顺流布置，蒸汽与烟气同向流动。负荷增加时，烟气温度和流速增加，传热系数K和温压均增加，导致温升增加，汽温升高。8.A解析：安全阀是锅炉的超压保护装置，动作时自动排汽泄压。9.C解析：煤粉细度定义为在标准筛孔尺寸为x微米的筛子上剩余的煤粉量占总筛分煤粉量的百分数。10.B解析：理论空气量是指1kg燃料完全燃烧（且无过剩氧）理论上所需的空气量。11.A解析：排烟温度升高，排烟带走的热量增加，排烟热损失增大，导致锅炉效率降低。12.A解析：对于大中型锅炉，排烟热损失通常是最大的一项热损失，一般占4%-8%甚至更高。13.A解析：省煤器利用尾部低温烟气加热给水，回收了烟气余热，降低了排烟温度，提高了经济性。14.A解析：吹灰时需要一定的蒸汽压力和流量，且会影响燃烧工况，通常要求保持负荷稳定，避免剧烈波动。15.A解析：爆管后，汽水混合物喷入炉膛，炉膛压力瞬间变正甚至正压过大；大量蒸汽进入烟道，排烟温度降低。16.B解析：CFB锅炉通过炉内加石灰石脱硫，低温燃烧控制NOx，且由于床料热容量大，几乎可以燃烧各种燃料。17.B解析：连续排污从汽包表面（浓度最高处）排污，目的是排出含盐量高的锅水，维持锅水品质。定期排污主要排泥渣。18.C解析：钢球磨煤机转速低（15-25r/min），属于低速磨煤机。19.B解析：过热器管壁温度主要取决于蒸汽温度和传热系数。蒸汽温度越高，管壁金属温度越高，氧化腐蚀速度越快。20.B解析：炉膛漏风增加了烟气量，增加了引风机耗电；漏入的冷空气会降低炉膛温度，可能导致燃烧恶化；漏风处的烟气温度降低，但排烟总体积增加，且漏风点越靠前，排烟温度升高越明显（因传热温差减小），最终导致效率降低。二、多项选择题21.ABCD解析：煤质影响着火和燃尽；细度影响燃烧速度和燃尽度；一次风温和风速影响着火距离；炉膛温度提供着火热源。22.ABC解析：汽包是加热、蒸发、过热的连接枢纽；内部有旋风分离器等汽水分离装置；具有较大的水容积，适应负荷变化。加药通常通过加药管路进入，但不是汽包本体结构的主要“作用”描述，通常选ABC。若考虑汽包内部装置的功能，D也是其功能之一，但A、B、C是其宏观作用。通常标准答案为ABC。23.ABC解析：低温腐蚀（硫酸腐蚀）的成因是烟气中的S与水蒸气结合生成硫酸蒸汽，当壁温低于酸露点时凝结腐蚀。24.ABC解析：降低排烟温度、降低过量空气系数（在一定范围内）、减少漏风都能提高效率。保温破损会增加散热损失，降低效率。25.ABCD解析：这些都是自然循环故障的表现形式。停滞和倒流通常发生在受热弱的管子；汽水分层发生在水平或倾角小的管子；下降管带汽会破坏循环压头。26.ABC解析：热力除氧（最常用）、真空除氧、化学除氧（联氨等）是电厂常用方法。27.AC解析：喷水减温和汽-汽热交换器直接改变蒸汽侧的焓值。烟气挡板和改变火焰中心属于烟气侧调节。28.ABCD解析：这些都是锅炉停炉保养的有效方法。29.ABC解析：煤粉过粗燃不尽；空气不足缺氧；炉温低燃烧反应慢。煤粉过细会增加磨煤机电耗，但会降低q4。30.ABD解析：校验时压力要稳，排汽要通，安全措施要到位。顺序通常是从动作压力高（工作侧）到动作压力低（控制侧），或者先高后低。C选项说法有误，通常先校高压，后校低压，或者根据具体规程，但一般是为了防止低压先跳影响高压测试，或者低压作为控制阀。通常安全阀有控制阀和工作阀，先校工作阀（高压），后校控制阀（低压）。所以C说“从高到低”是对的。注：如果是多只安全阀，整定压力高的先校。三、判断题31.√解析：定义正确。32.√解析：绝热燃烧且无热损失，无离解，是理论最高值。33.×解析：过量空气系数过大，会降低炉膛温度，可能导致燃烧不稳定，且增加了排烟热损失。虽然化学不完全燃烧损失可能减小，但总效率不一定提高，且过大的空气量会导致燃烧恶化。34.√解析：下降管带汽会减小工质密度差，破坏水循环。受热和保温不良易产生气泡。35.√解析：磨损量与烟气流速的3-3.5次方成正比。36.×解析：直流锅炉没有汽包。37.√解析：负荷增加，燃料量增加，炉膛温度水平升高，出口烟温随之升高。38.√解析：一次风输送煤粉，并提供初期氧气。39.×解析：由于汽包内蒸汽泡的混合作用，水位计指示的是重量水位，通常略低于汽包内的实际水位（虚假水位现象除外，指静态差异）。40.√解析：回转式预热器动静部分间隙导致漏风，压差是动力。四、填空题41.收到基低位发热量()42.过热蒸汽；饱和蒸汽（注：现代锅炉多生产过热蒸汽，有效利用热量主要是过热蒸汽和再热蒸汽带走的热量，以及给水变为饱和蒸汽的吸热。简答填：过热蒸汽；再热蒸汽（如有））43.着火44.循环水量；产汽量（或：进入上升管的水量；上升管出口的蒸汽量）45.炉墙46.空气预热器47.升高48.大49.燃烧不稳/灭火50.有效利用热量51.定期排污52.分级53.送风机54.冲洗55.低氮（分级/低NOx）五、简答题56.简述锅炉汽包内部装置的主要组成部分及其作用。答：主要包括：1.汽水分离装置（如旋风分离器、波形板分离器）：作用是利用离心力、重力等原理将蒸汽中的水滴分离出来，提高蒸汽干度。2.蒸汽清洗装置（如钟罩式清洗装置）：作用是利用清洁的给水清洗蒸汽，溶解并带走蒸汽中的硅酸盐等杂质，降低蒸汽含盐量。3.排污装置（连续排污管、加药管）：连续排污用于排出表面高浓度锅水；加药管用于向汽包内加入磷酸盐等药物，调节水质。4.配水装置（配水槽、多孔板）：作用是使给水均匀分布，避免局部温差过大引起热应力。57.什么是锅炉的“假水位”现象？产生的原因是什么？答：定义：当锅炉负荷急剧变化时，汽包水位的变化趋势与给水量和蒸发量的平衡关系不一致，出现暂时性的、不反映真实贮水量的水位变化现象，称为假水位。原因：1.负荷骤增：蒸汽压力下降，锅水饱和温度下降，锅水自行汽化产生大量气泡，导致汽水混合物体积膨胀，水位瞬间升高。2.负荷骤减：蒸汽压力上升，饱和温度上升，锅水中的气泡凝结，体积收缩，水位瞬间降低。3.燃烧工况突变：如灭火时，压力骤降，也会产生类似负荷骤增的假水位。58.简述过热器产生热偏差的原因及减小热偏差的措施。答：原因：1.结构偏差：管子长度、直径、阻力系数不同，导致流量分配不均。2.吸热偏差：沿炉膛宽度、高度热负荷分布不均（如火焰中心偏斜），导致各管吸热量不同。3.水力偏差：由于并联管组的阻力特性和重位压头不同，导致工质流量不均。措施：1.加装混合装置：如中间混合集箱、交叉连接，使蒸汽充分混合，消除前段热偏差。2.采用分级布置：将过热器分为多级，级间进行混合。3.受热面节流：在受热强的管子入口加装节流圈，限制流量，或在受热弱的管子减小阻力。4.燃烧调整：调整火焰中心，防止火焰偏斜和局部结渣。59.锅炉受热面烟气侧低温腐蚀是如何发生的？如何减轻低温腐蚀？答：发生机理：燃料中的硫分燃烧生成S，部分S被氧化成S。S与烟气中的水蒸气结合生成硫酸蒸汽（S）。当受热面壁温低于硫酸蒸汽的露点（酸露点）时，硫酸蒸汽凝结在管壁上，对金属管壁造成强烈腐蚀。减轻措施：1.提高排烟温度：使壁温高于酸露点（但会降低锅炉效率）。2.采用热风再循环：提高空气预热器入口风温，从而提高冷端壁温。3.使用抗腐蚀材料：如玻璃管、搪瓷管、考登钢等作为低温受热面材料。4.低氧燃烧：减少过量空气系数，抑制S向S的转化。5.加装暖风器：利用蒸汽加热进入空气预热器的冷空气。60.简述自然循环锅炉水循环故障（如循环停滞、倒流）的产生原因及预防措施。答：原因：主要是由于并联的上升管组受热不均。受热弱的管子中，工质含汽率低，运动压头小。当运动压头不足以克服下降管和上升管的阻力时，就会发生循环停滞（工质几乎不动）或循环倒流（工质反向流动）。预防措施：1.保证水冷壁管受热均匀：避免火焰中心严重偏斜，防止结渣，保持燃烧器正常运行。2.设计合理的下降管与上升管截面比：减小下降管阻力，提高循环可靠性。3.在下集箱加装隔板：将受热强弱不同的管子分组，避免互相干扰。4.采用节流圈：在受热强的管子入口加装节流圈，平衡各管流量。5.提高工作压力：压力越高，汽水密度差减小，更易发生故障，需特别注意启动和低负荷工况。六、计算题61.解：根据锅炉正平衡效率公式：η已知：B=输入热量=η答：该锅炉的正平衡效率为84%。62.解：(1)计算省煤器的传热量Q（以水侧吸热为基准）：QD=ΔQ(2)计算理论烟气量：烟气放出的热量（考虑散热损失）等于水吸收的热量。其中ϕ为保热系数（题目中称为烟气放热系数，此处理解为烟气侧有效放热用于加热水的比例，或者理解为热平衡中烟气放热量=水吸热量/保热系数。通常公式为：，即）。注：题目描述“烟气放热系数为0.98”，通常指烟气放出的热量中有98%被水吸收，即。故。==42.714=答：省煤器的传热量为41.86×kJ63.解：根据完全燃烧时的过量空气系数计算公式（基于氧量）：对于完全燃烧（CO=0），过量空气系数α可以通过氧量和常用精确公式为：α或者利用完全燃烧方程式推导：21此题给定了β=左边=右边=两者不完全相等（16vs16.5），说明有测量误差或非完全燃烧（虽然题目给CO=0）。通常在工程计算中，如果CO=0α或者使用更精确的干烟气公式：α其中R则α若直接使用氧量公式（最常用）：α题目要求“使用精确公式推导计算”，通常指基于和的定义，或者使用α=。在完全燃烧干烟气中，=100αα比较三种方法：1.α=2.α=3.α=鉴于题目给出了具体的R和数据，且不完全满足燃烧方程，采用基于的公式最为精确。答：过量空气系数α约为1.31。七、综合分析题64.(1)原因分析：燃烧器投运不平衡：部分燃烧器停运或出力不均，导致炉膛出口烟温分布不均，左侧烟温高说明左侧燃烧强度大或火焰中心偏左。火焰中心位置偏高：火焰中心过高，辐射传热在炉膛内减少，导致炉膛出口烟温偏高，但此处汽温偏低，可能是因为过热器布置为对流式，虽然烟温高，但可能是受热面结渣严重导致吸热减少，或者蒸汽流量过大。受热面积灰或结渣：过热器区域积灰结渣，传热系数K大幅下降，导致蒸汽吸热量减少，汽温降低。如果左侧积灰少，右侧积灰多，也会导致偏差。给水温度过高：给水温度升高（如高压加热器全投），在相同燃料量下，蒸发量增加，过热器吸热减少，导致汽温降低。减温水系统故障：减温水调节阀内漏或开度过大，导致喷水量过多。(2)调整措施