锅炉原理课后题

第一章

1简述电厂锅炉的作用、组成及工作过程。

答：现代电站锅炉就是将燃料燃烧，释放热量，并加热给水，以获得规定参数（气温、气压）和品质蒸汽的一种装置。锅炉设备由锅炉本体和辅助设备两大部分组成。锅炉本体是锅炉设备的主体，它包括“锅”本体和“炉”本体。“锅”及汽水系统，它由省煤器、汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器、再热器等组成。“炉”及燃烧系统，它由炉膛、烟道、燃烧器及空气预热器等组成。辅助系统包括：燃料燃烧系统、粉煤制备系统、给水系统、通风系统、除非除尘系统、水处理系统、测量和控制系统等七个辅助系统。锅炉的主要工作过程：

1)燃料燃烧过程：层燃：煤→煤斗→炉排—（完成燃烧）→高温烟气

2)烟气向工质传热过程：高温烟气—（辐射）→水冷壁—（辐射对流）→凝渣管—（辐射对流）→过热、再热管—（对流）→省煤器—（除尘脱硫）→低温烟气排向大气

3)工质的加热器化过程：给水（系统用水补给水）→给水箱→泵→省煤器→锅筒—（下降管）→下集箱→水冷壁管束—（辐射对流汽水混合物）→分离器→饱和蒸汽→过热器→过热蒸汽→用户。

2.锅炉有几种分类方法？各怎样分类？

答：锅炉分类：

（1）用途分：电厂锅炉、工业锅炉、热水锅炉；

（2）容量分：大、中、小（发电功率大于或等于300MW为大型）；

（3）蒸汽压力分：低压锅炉（出口蒸汽压力不大于 2.45MPa）、中压锅炉（2.94~4.90MPa）、高压锅炉（7.84~10.8MPa）、超高压锅炉（11.8~14.7MPa）、亚临界压力锅炉（15.7~19.6MPa）、超亚临界锅炉（超过临界压力22.1MPa）；（4）燃烧方式分：火床炉、室燃炉、旋风炉，流化床炉；

（5）蒸发受热面内工质流动方式：自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉、复合循环锅炉；（6）锅炉排渣相态分：固态排渣锅炉、液态排渣锅炉；（7）燃烧室压力分：负压燃烧锅炉、压力燃烧锅炉。

第二章

煤的碳元素、固定碳、焦炭有何区别？

答：碳是煤中的主要可燃元素，煤中的碳以两种状态存在，以晶格状态存在的碳被称为国定碳，而煤挥发分析出后，剩下的就是焦炭，焦炭就是固定碳和灰分的组合。

灰的熔融特性如何表示？为防止结渣，炉膛出口应满足什么条件？

答：通常用DT变形温度、ＳＴ软化温度、ＨＴ半球温度和ＦＴ流动温度这四个特征温度来表示灰的熔融特性。在锅炉技术中多用软化温度ST作为熔融性指标（或称灰熔点）。为了避免对流受热面的结渣，通常要控制炉膛出口烟温低于灰的变形温度ＤＴ以下５０～１００℃。

第三章

什么是锅炉的总有效利用热？它有哪些项目组成？

答：锅炉的总有效利用热指水和蒸汽流经各受热面是吸收的热量。锅炉有效利用热包括过热蒸汽带走的热量、再热蒸汽带走的热量、锅炉排污水带走的热量等

什么是锅炉的正平衡热效率和反平衡热效率？各怎样计算？

答：锅炉热效率即为锅炉的有效利用热与锅炉送入热量之比，即η＝Q ，上述计算热效率方法称为正平衡法：在锅炉设计或热效率实验时常用反平衡法，即求出各项热损失，η＝，再计算出锅炉单位时间的实际然来哦消耗量Ｂ，Ｂ＝答案：54

什么是锅炉的实际燃料消耗量和计算燃料消耗量？有什么区别？各用于什么场合？

答：反平衡法求过锅炉效率时扣除造成的影响，即为实际参加燃烧的燃料量为，称为计算燃料消耗量，在锅炉热力计算中均以进行计算。

第四章

简述不同型式磨煤机的工作原理，性能特点及适用的煤种。

答：（１）球磨煤机的工作原理：桶身经电动机减速装置传动以低速旋转，在离心力与摩擦力作用下，护甲将钢球及煤提升至一定高度，然后借重力自由下落，煤主要被下落的钢球击碎，同时还受到钢球之间钢球与护甲之间的挤压研磨作用；煤与空气从一端进入磨煤机，磨好的煤粉被气流从另一端带出。其性能特点为：①煤种适应范围广，能磨任何煤；②能在运行中补充钢球，延长检修周期。（2）中速磨煤机具有结构紧凑、占地面积小、重量轻、投资省、运行噪声小、电耗及金属磨耗较低、磨制出的煤粉均匀性指数高较高、特别适宜变负荷运行等优点。易磨烟煤、贫煤。

（3）风磨煤机易磨烟煤和褐煤。工作原理见P77。

中间储仓式制粉系统和直吹式制粉系统各有何特点？各适于配备什么磨煤机？答：直吹式制粉系统的优点是系统简单、设备少、布置紧凑、钢材耗量少、投资省、运行电耗较低。

中间储仓式制粉系统的优点是：①有煤粉仓储存煤粉，供粉的可靠性高②磨煤机可经常在经济负荷下运行③锅炉负荷变化时，燃煤量通过给粉机调节④储仓室系统还可以采用热风送粉⑤排粉机的磨损比直吹式系统轻得多。直吹式制粉系统一般多配用中速磨和风扇磨：中间储仓式制粉系统一般配用低速钢球磨煤机。

热风送粉与乏气送粉系统各适用于什么煤种？为什么？

答：乏气送粉系统适用于原煤水分较小，挥发分较高煤种。以乏气作为一次风的输送介质，乏气家呆的细粉与给粉机下来的煤粉混合后，被送入炉膛燃烧。当燃用难燃的无烟煤、贫煤和劣质烟煤时，需要高温一次风来稳定着火燃烧，则采用

热风送粉系统。

什么是煤粉锅炉的一次风、二次分和三次风？各风量如何确定？

答：携带煤粉进入炉膛的空气称为一次风：直接通过燃烧器进入炉膛，补充煤粉燃烧所需氧量的热空气称为二次风：乏气作为三次风送入炉膛燃烧。在排粉风机出口与磨煤机进口之间，一般设有再循环管，利用乏气再循环来协调磨煤通风量、干燥通风量与一次风量（或三次风量）三者之间的关系。

第五章

燃烧器几种型式？如何布置？各射流有何特点?适合何种煤?

答：根据燃烧器出口气流特点可分为直流燃烧器和旋流燃烧器两大类。直流燃烧器多布置在采用切原燃烧方式的锅炉中，布置在炉膛四角上；旋流燃烧器通常布置方式有：前墙、两侧墙、炉拱、炉底和炉顶布置等。均等配风直流煤粉燃烧器适用于挥发分较高的烟煤和褐煤，分级配风直流煤粉燃烧器用于无烟煤、贫煤、劣质烟煤；旋流式用于挥发分较高的煤种。

直流燃烧器有几种配风方式？各有何特点？适合何种煤？

答：直流煤粉燃烧器可分为均等配风和分级配风两种。特点见P108.

射流偏斜有何危害？影响因素有哪些？如何减小？

答：当发生严重偏斜时，会导致煤粉气流贴附或冲击炉墙，引起水冷壁结渣等。影响因素有：①假想切圆直径②上有邻角射流的横向推力与射流刚性③燃烧器的结构特性。减小措施：①设计的假想切圆直径和炉膛宽度之比为0.05~0.12②增加一次风的动量或减小二次风的动量③增大燃烧器或一次风喷口的高宽比。

影响煤粉炉炉膛工作的因素有哪些？

答：影响炉内工作的因素：①热负荷（炉膛溶剂热负荷、炉膛截面热负荷、燃烧器区域的壁面热负荷）②结渣③火焰充满度④炉膛负压⑤炉膛出口烟温。

直流射流残余旋转如何形成的？如何减小？

答：切圆燃烧方式的锅炉，炉内气流旋转上升，产生的旋转动量矩较大，同时，因为高温火焰的粘度很大，到达在炉膛出口出就会存在较大残余旋转。

减小措施：①减小假想切圆直径②在炉膛上部布置偏置前分隔屏③布置反切风。第六章

与其它燃烧方式锅炉相比，循环流化床锅炉有哪些特点？

答：循环流化床锅炉的循环流花燃烧方式与其他燃烧方式的锅炉相比具有以下特点：①可燃用的燃料范围宽②燃烧效率高③脱硫效果好④氮氧化物排放量低⑤炉膛截面热负荷高，有利于发展大容量锅炉⑥锅炉出力调节范围广，调节速率快⑦灰渣可进行综合利用。

自然循回路有哪些设备组成？

答：自然循环锅炉的蒸汽设备由汽包、下降管、水冷壁、联箱及其连接管道等组成。

第八章

过热器和再热器的作用是什么？有何工作特点？

答：过热器的作用是饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽的部件，再热器是将汽轮机高压缸的排气加热成具有一定温度的再热蒸汽的部件。特点：①过热器和再热器蒸汽温度限制在540~570℃的范围内②过热器和再热器一般布置在烟温较高的区域，工作环境相当恶劣。再热器和过热器的工作注意问题：①运行中气温保持稳定，气温波动不应超过＋5~﹣10℃②过热器和再热器要有可靠的调温手段，使运行工况在一定范围内变化时能维持额定的气温③尽量减少并联管间的热偏差。

按照受热面的传热方式不同过热器分几种型式？每种型式在锅炉中的布置情况如何？

答;按照传热方式不同，过热器可分为对流、辐射及半辐射三种型式。对流式过热器布置在水平烟道或尾部竖井中；辐射式过热器有屏式和墙式两种结构；半辐射过热器布置在炉膛出口出，布置也采用挂屏形式。

气温调节的方法有哪些？调温原理及调节对象是什么？

答：蒸汽温度调节方法主要分为蒸汽侧调节和烟气侧调节两类。蒸汽侧调节，是通过改变蒸汽的热焓来调节气温。它包括表面式减温器、喷水式减温器和汽-汽热交换器等。原理见P202.烟气侧的调节是通过改变锅炉内受热面和对流受热面的吸热量分配比例方法或改变流经过热器的烟气量的方法来实现气温调节的。

第九章

尾部受热面的积灰和磨损的影响因素和减轻措施有哪些？

答；积灰的影响因素：受热面积灰程度与烟气流速、飞灰颗粒度、管束结构特性等因素相关。减轻或防止积灰的措施：①合理选取烟速②采用小管径、小节距、错列布置的管束，可以增强烟气气流的冲刷和扰动，使积灰减轻③正确设计和布置高效吹灰装置，制定合理的吹会制度。影响磨损的主要因素：烟气流速、飞灰浓度、灰粒特性、管束结构特性等。减轻措施：①合理地选择烟气流速②采用合理的结构和布置③加装防磨装置④搪瓷或涂防磨涂料⑤采用膜式省煤器。

低温腐蚀发生的原因及减轻措施有哪些？

答：当受热面壁温低于酸露点时，烟气中的硫酸蒸汽在受热面上凝结而发生的腐蚀。防止或减轻低温腐蚀的措施①提高受热壁面温（采用热风再循环、空气预热器进口装设暖风器）②减少烟气中的含量（燃料脱硫、低氧燃烧、加入添加剂）③空气预热器冷端采用耐腐蚀材料。

1.自然循环的基本原理是什么？

答：见P235.压差公式和压头公式。

飞腾传热的恶化分几类？有什么区别？电厂中常见哪一种？如何防止？

答：沸腾传热恶化分为两类。第一类沸腾传热恶化（膜态沸腾换热）发生的特性参数是临界热负荷，不发生此类传热恶化的条件是：受热最强管的热负荷q低于临界热负荷。由于锅炉的热负荷一般都远远小于临界热负荷，所以一般不会发生第一类传热恶化。第二类沸腾传热恶化的特性参数是临界含汽率，不发此类恶化的条件是：管内的含汽率小于临界含汽率。

第十一章

强制流动锅炉分为几类？各类的工作原理？

答：强制流动锅炉分为直流锅炉、控制循环锅炉、符合循环锅炉。

原理见P259~268.

第十二章

蒸汽溶盐有哪些特点？溶解度最大的盐是哪一种？如何控制其含量？

答：高压蒸汽熔盐的特点：①饱和蒸汽和过热蒸汽都具有溶解盐分的能力，所有能溶于饱和蒸汽的盐类也能溶于过热蒸汽②随着压力的提高，蒸汽溶解盐分的能力增强③高压蒸汽的熔盐具有选择性。溶解度最大的盐是硅酸。一般控制锅炉水的PH值为9~10.

第十三章

设计计算和校核计算有什么异同点？

答；设计计算与校核计算在计算方法上基本上是相同的，计算时所依据的传热原理、公式和图标都是相同的，仅计算任务和所求数据不同。在设计计算时，出于计算上的方便，对各部件的计算也往往采用校核计算的方法。因此，对于锅炉各个受热面的热力计算在方法上可以看作校核计算。

随着压力的提高，各受热面吸热比例如何变化？

答：对于低参数小容量锅炉，它的热力系统特点是工质的蒸发吸热量很大；对中参数锅炉来说，余热余过热的热量所占比例增大，蒸发热所占比例小；对高参数锅炉来说，过热的热量增大到30%左右，正法的热量所占比例减少到50%左右；对超高参数带有中间再热器的锅炉，蒸发所需热量进步减少，过热热量进步增加；对亚临界参数带有中间再热的锅炉来说，过热器与再热器受热面的增加将更明显，炉膛中的辐射式过热器面积将进一步增加。（见P336）