(2026年)锅炉原理试卷及答案B

(2026年)锅炉原理试卷及答案B一、填空题（每空1分，共20分）1.锅炉按用途分类，可分为______锅炉、______锅炉和______锅炉三类。2.锅炉的基本特性参数主要包括______、______、______和______。3.燃料的发热量分为高位发热量和低位发热量，锅炉设计计算中通常采用______发热量。4.煤的元素分析成分包括碳、氢、氧、氮、硫及______和______。5.锅炉热效率的测定方法有______法和______法两种。6.自然循环锅炉的水循环回路是由汽包、______、______和______组成的闭合回路。7.蒸汽品质不良的主要原因有______、______和______。8.锅炉烟气中NOx的生成途径主要有______型、______型和______型三种。9.制粉系统按磨煤机出口气粉混合物压力的不同，可分为______系统、______系统和______系统三种。二、选择题（每题2分，共20分）1.锅炉额定蒸发量是指锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度和使用设计燃料时，每小时产生的（）。A.额定蒸汽量B.最大连续蒸发量C.经济蒸发量D.额定蒸发量参考答案：D2.下列哪项不属于影响煤粉着火的主要因素（）。A.煤粉细度B.炉膛温度C.一次风量D.二次风温度参考答案：D3.汽包锅炉的汽包内设置汽水分离装置的主要目的是（）。A.提高蒸汽压力B.提高蒸汽温度C.减少蒸汽带水D.增加循环水量参考答案：C4.锅炉自然循环中，循环倍率的定义是（）。A.进入上升管的循环水量与上升管中产生的蒸汽量之比B.上升管中产生的蒸汽量与进入上升管的循环水量之比C.锅炉蒸发量与循环水量之比D.循环水量与锅炉蒸发量之比参考答案：A5.影响锅炉辐射传热的主要因素是（）。A.烟气温度B.管壁温度C.辐射角系数D.烟气黑度参考答案：A6.燃煤锅炉中，灰熔点温度通常用三个特征温度表示，其中变形温度用符号（）表示。A.DTB.STC.FTD.HT参考答案：A7.锅炉尾部烟道低温腐蚀的主要原因是烟气中的（）凝结引起的。A.二氧化碳B.二氧化硫C.三氧化硫D.氮氧化物参考答案：C8.对于亚临界自然循环锅炉，其循环倍率的取值范围一般为（）。A.1～2B.2～4C.4～15D.15～30参考答案：C9.煤粉气流着火所需热量主要来源是（）。A.一次风的物理热B.二次风的物理热C.炉膛高温烟气的辐射热和对流热D.磨煤机的磨煤热参考答案：C10.锅炉运行中，当汽压升高而汽温下降时，可判断为（）。A.燃烧加强B.燃烧减弱C.给水量增大D.蒸汽流量增大参考答案：B三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）1.锅炉的蒸发量是指每小时产生的蒸汽量，单位是t/h或kg/h。（√）2.燃料的挥发分含量越高，着火温度越高，着火越困难。（×）解析：挥发分含量越高，着火温度越低，着火越容易。3.锅炉自然循环的运动压头等于下降管和上升管中工质密度差形成的压头。（√）4.过量空气系数越大，锅炉排烟热损失越小。（×）解析：过量空气系数过大时，排烟体积增大，排烟热损失反而增大。5.蒸汽中溶有的硅酸和钠盐等杂质会沉积在蒸汽管道的阀门处，影响机组的安全运行。（√）6.煤粉细度越细，磨煤消耗的电能越少。（×）解析：煤粉越细，磨煤消耗的电能越多。7.锅炉升压过程中，应控制升温升压速度，避免汽包壁温差过大产生热应力。（√）8.循环流化床锅炉的床温一般控制在850℃～950℃之间，有利于炉内脱硫和降低NOx生成。（√）9.锅炉停炉后，应迅速关闭所有挡板和风门，使炉膛快速冷却以便检修。（×）解析：应缓慢冷却，防止急剧冷却造成炉墙和受热面损伤。10.锅炉排烟温度越低，锅炉热效率越高，因此排烟温度越低越好。（×）解析：排烟温度过低会导致尾部受热面低温腐蚀和堵灰，需维持适当值。四、名词解释（每题4分，共20分）1.锅炉热效率锅炉热效率是指锅炉有效利用的热量（即产生蒸汽或热水所吸收的热量）与输入锅炉的总热量之比，用百分数表示。热效率是衡量锅炉能量利用程度的重要经济技术指标。2.循环倍率自然循环锅炉中，循环回路内进入上升管的循环水量与上升管中产生的蒸汽量之比称为循环倍率。其物理意义是：每产生1kg蒸汽所需进入上升管的循环水量。循环倍率反映了水循环的可靠程度。3.煤粉细度煤粉细度是指煤粉中各种粒径颗粒的质量百分数组成，通常用筛分法测定，以R值表示。R为残留在筛子上的煤粉质量占煤粉总质量的百分比。R值越大，表示煤粉越粗。4.汽温特性汽温特性是指锅炉运行时，蒸汽温度随锅炉负荷（蒸发量）变化的规律。对于对流式过热器，蒸汽温度随负荷增加而升高；对于辐射式过热器，蒸汽温度随负荷增加而降低。5.结渣结渣是指锅炉运行中，灰渣在高温烟气作用下熔化并黏结在炉膛水冷壁、炉墙或高温过热器等受热面上的现象。结渣会破坏水循环、降低传热效果、造成局部超温，严重时危及锅炉安全运行。五、简答题（每题6分，共30分）1.简述煤完全燃烧的必要条件。答：煤完全燃烧需要同时满足以下四个条件：（1）足够高的炉膛温度：燃料着火和燃烧需要高温环境，温度越高，燃烧反应速度越快；（2）充足的氧气供应：供给适当的空气量，保证燃料中的可燃元素与氧气充分接触反应；（3）足够的燃烧时间：燃料在炉膛内必须停留足够长的时间，确保可燃物燃尽；（4）良好的混合：燃料与空气之间、烟气与空气之间应充分混合，避免局部缺氧。实际运行中，通过合理组织炉内空气动力场、控制过量空气系数、选用合适燃烧器等措施来满足上述条件。2.简述锅炉自然循环的工作原理。答：自然循环的工作原理是利用工质密度差形成循环推动力。在循环回路中，汽包内的饱和水经下降管流入下集箱，再进入上升管（水冷壁管）。水在水冷壁中吸收炉膛辐射热量后部分蒸发，形成汽水混合物，其密度比饱和水小。由于下降管（水）与上升管（汽水混合物）中工质密度不同，形成了流动压头（即运动压头），推动工质沿下降管→下集箱→上升管→汽包的路径循环流动。循环流量的大小取决于运动压头与回路流动阻力之间的平衡。3.简述锅炉汽水分离的基本原理与常用设备。答：汽水分离的基本原理是利用蒸汽和水在密度、惯性力、附着力等物理性质上的差异，通过重力分离、离心分离、膜式分离和吸附分离等方式，将蒸汽中携带的水滴分离出来。常用的汽水分离设备有：（1）汽包内的旋风分离器：利用离心原理将汽水混合物中的水滴甩向筒壁形成水膜后分离；（2）顶部多孔板（均汽板）：使蒸汽均匀引出，利用重力原理进一步分离；（3）波形板分离器（百叶窗式分离器）：利用湿蒸汽在波形板间流道中转向时产生的惯性力使水滴附着在板壁上；（4）清洗装置：利用给水清洗蒸汽，溶解蒸汽中部分盐分。现代大型锅炉通常采用旋风分离器+顶部多孔板+波形板干燥器的组合布置方案。4.简述影响锅炉排烟热损失的主要因素及降低措施。答：排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项，主要影响因素如下：（1）排烟温度：排烟温度越高，烟气带走的热量越多，排烟热损失越大。运行中应维持排烟温度在设计值附近，防止过高；（2）过量空气系数：过量空气系数越大，生成的烟气量越多，排烟热损失越大。应在保证完全燃烧的前提下尽量降低过量空气系数；（3）燃料性质：燃料水分和灰分越大，烟气量越大，排烟热损失增大；（4）受热面积灰：受热面积灰会增大传热热阻，导致排烟温度升高。应加强吹灰。降低措施包括：合理设计尾部受热面（省煤器、空气预热器）以降低排烟温度，运行中控制最佳过量空气系数，及时吹灰清焦，减少漏风等。5.简述循环流化床锅炉的优点。答：循环流化床锅炉（CFB锅炉）的主要优点包括：（1）燃料适应性广：可燃烧劣质煤、煤矸石、油页岩等低热值燃料及各种废弃物；（2）燃烧效率高：由于气固混合强烈、燃料在炉膛内多次循环燃烧，燃烧效率可达95%～99%；（3）环保性能好：炉内可实现石灰石脱硫，脱硫效率可达90%以上；低温燃烧（850℃～950℃）可显著抑制NOx的生成；（4）负荷调节范围大：低负荷稳定性好，负荷调节比可达3～4:1；（5）灰渣综合利用性能好：低温燃烧产生的灰渣活性高，可用于水泥掺合料和建筑材料；（6）床内传热系数高：受热面可布置在密相区和悬浮区内，减少金属消耗量。六、计算题（每题10分，共20分）1.某锅炉运行时测得其排烟温度为140℃，送风温度为20℃，排烟过量空气系数α=1.5，锅炉燃料消耗量为B=5000kg/h，燃料收到基低位发热量Qnet,ar=20000kJ/kg。已知：当α=1.5时，排烟容积Vy=6.5m3/kg（标准状态），烟气的平均定压比热cp,y=1.35kJ/(m3·℃)，空气的平均定压比热cp,k=1.30kJ/(m3·℃)。试求该锅炉的排烟热损失q2（以百分数表示，计入送风带入的热量）。解：排烟热损失包括烟气带走的显热与冷空气带入热量之差，按下式计算：Q2=B·[Vy·cp,y·(θpy-tlk)-V0·cp,k·(tlk-t0)]由于题中直接给出了过量空气系数α=1.5时的排烟容积Vy=6.5m3/kg，且未给出理论空气量V0，采用工程近似方法：烟气带走的热量：Qy=B·Vy·cp,y·(θpy-tlk)=5000×6.5×1.35×(140-20)=5000×6.5×1.35×120=5000×1053=5.265×10^6kJ/h冷空气带入热量（按排烟容积近似替代空气容积计算）：Qk=B·Vy·cp,k·(tlk-t0)=5000×6.5×1.30×(20-0)=5000×6.5×1.30×20=5000×169=8.45×10^5kJ/h输入锅炉总热量：Qr=B·Qnet,ar=5000×20000=1.0×10^8kJ/h排烟热损失：q2=(Qy-Qk)/Qr×100%=(5.265×10^6-8.45×10^5)/(1.0×10^8)×100%=4.42×10^6/(1.0×10^8)×100%=4.42%答：该锅炉的排烟热损失q2为4.42%。2.某自然循环锅炉的循环回路中，下降管中工质为饱和水，密度ρ1=720kg/m3；上升管中汽水混合物的平均密度ρ2=240kg/m3；循环回路高度H=20m；循环回路总流动阻力ΣΔp=15000Pa。试求该循环回路的运动压头是否满足克服流动阻力的要求，并说明水循环是否可靠。解：运动压头即由密度差产生的循环推动力，按下列公式计算：S=H·g·(ρ1-ρ2)代入数据：S=20×9.81×(720