(完整word版)锅炉原理知识点总结

一．名词解释

1.自然循环锅炉：蒸发受热面内的工质，依靠下降管中的水与上升管中的汽水

混合物之间的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉。

2.直流锅炉：给水靠给水泵的压头，一次通过锅炉各受热面产生蒸汽的锅炉。

3.强制循环锅炉：蒸发受热面内的工质，除了依靠水与汽水混合物的密度差以

外，主要依靠锅水循环泵的压头进行循环的锅炉。

4.控制循环锅炉：在水冷壁上升管的入口处加装了节流圈的强制循环锅炉。

5.层燃炉：燃料在锅炉中的三种燃烧方式为层状燃烧、沸腾式燃烧、悬浮式燃

烧。层状燃烧就是将燃料置于固定或移动的炉排上，形成均匀的、

有一定厚度的燃料层，空气从炉排底部通入，通过燃料层进行燃烧

反应，采用层状燃烧的锅炉叫层燃炉。

6.流化床锅炉：流化床燃烧方式就是燃料颗粒在大于临界风速（由固定床转化

为流化床的风速）的空气流速作用下，在流化床上呈流化状态

的燃烧方式。采用流化床燃烧方式的锅炉称为流化床锅炉。

7.煤粉炉：将煤磨制成煤粉，然后送入锅炉炉膛中燃烧，这种锅炉便是煤粉炉。

8.锅炉效率：锅炉效率是指锅炉有效利用热与单位时间内所消耗燃料的输入热

量的百分比。

9.锅炉净效率：指扣除了锅炉机组运行时的自用能耗（热耗和电耗）以后的锅

炉效率。

10.余热锅炉：指利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的余热及其可燃物

质燃烧后产生的热量把水加热到一定工质的锅炉。

11.火管锅炉：火管锅炉就是燃料燃烧后产生的烟气在火筒或烟管中流过，对火

筒或烟管外水、汽或汽水混合物加热。火管锅炉又称锅壳式锅炉。

12.水管锅炉：所谓水管锅炉就是水、汽或汽水混合物在管内流动，而火焰或烟

气在管外燃烧和流动的锅炉。

13.温室气体：温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射

辐射的一些气体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。它们

的作用是使地球表面变得更暖，类似于温室截留太阳辐射，并加

热温室内空气。

14.省煤器：是为了是给水在进入汽包先在尾部烟道吸收烟气热量，以降低排烟

温度，提高锅炉效率，节约燃煤量，所以称为省煤器。

15.锅筒：锅筒是水管锅炉中用以进行汽水分离和烟汽净化，组成水循环回路并

蓄存锅水的筒形压力容器，又称汽包。

16.下降管：水循环回路中，由锅筒向下集箱的供水管路。

17.水冷壁：锅炉炉膛四周炉墙上敷设的受热面通常称为水冷壁。

18.过热器：是锅炉中将一定压力下的饱和水蒸气加热成相应压力下的过热水蒸

气的受热面。

19.再热器：将汽轮机高压缸或中压缸的排汽再次加热到规定温度的锅炉受热面。

20.联箱：锅炉汽水系统中用以汇集、分配蒸汽和水的受压部件。按结构型式,

有圆形和方形联箱两种

21.管间距：两相邻水冷壁管的中心线之间的距离。

22.卫燃带：涂覆水冷壁的耐火层称为卫燃带（燃烧带）。

23.煤灰的熔融性：煤灰受热时，由固态逐渐向液态转化，也没有明显的界限温

度，这种转化的特性就是熔融性。

24.标准煤：以收到基低位发热量为29270kJ/kg的燃料，称为标准煤。

25.漏风系数：锅炉通常是负压运行，由于炉墙和穿墙管处不严密，故烟道沿程

均有空气漏入，计算烟量时要加上漏风量，用漏风系数来表示。

26.煤的低位发热量：煤的高位发热量减去煤样中水和氢燃烧时生成的水的蒸发

潜热后的热值，称为低位发热量。

27.煤的收到基：以收到状态的煤为基准计算煤中全部成分的组合称为收到基。

28.煤的干燥无灰基：以假想无水，无灰状态的煤为基准。

29.煤的工业分析：分析煤中水分、挥发分、固定碳和灰分等四种成分的质量百

分数，称为煤的工业分析。

30.煤的元素分析：煤的元素分析是指对煤中碳，氢，氧，氮，硫五种元素分析

的总称。

31.过量空气系数：实际供给的氧量与燃烧过程实际消耗的氧量之比。

32.一次风：携带煤粉送入燃烧器的空气，主要作用是输送煤粉和满足燃烧初期

对氧气的需要。

33.二次风：待煤粉气流着火后再送入的空气称为二次风。二次风补充煤粉继续

燃烧所需要的空气，并着重起扰动，混合作用。

34.三次风：当煤粉制备系统采用中间储仓式热风送粉时，在磨煤机内干燥原煤

后排出的乏气，因其中含有10%～15%的细小煤粉需要充分利用，

故将这股乏气由单独的喷口送入炉膛燃烧，这股乏气称为三次风。

35.节流圈：用来均衡汽、水汽、水的流量分配起到保护受热面均匀冷却的装置。

36.喷水减温：是将水直接喷入过热蒸汽中，水被加热、汽化和过热，吸收蒸汽

中的热量，达到调节汽温的目的。

37.受热面集灰：在锅炉的运行中，当含灰烟气在流经受热面时部分灰粒沉积在

受热面上的现象称为积灰。

38.受热面磨损：进入尾部烟道的飞灰由于温度较低，具有一定的硬度，因此随

烟气冲击受热面管排时。会对管壁产生磨损作用。

39.热偏差：由于诸多因素的影响，最后导致各平行管圈吸热量各不相同，管内

蒸汽的的焓增也不相同，这一现象称为过热器（或再热器）的热

偏差。

40.酸露点：烟气中硫酸蒸气的热力学露点，就是所谓烟气露点，也称酸露点。

41.停滞：由于炉膛中的温度场不均匀，，每个上升管子受热是不一样的。受热

弱的管子工质密度大，当管屏压差等于受热弱管子液柱重时，管屏压

差刚好能拖住管子液柱，而没有一个能使水流动的力量时，工质不流

动，即产生了停滞。

42.水垢：水受热沸腾后会从中沉淀出的化合物和杂质的混合物。

43.水渣：是把熔融状态的高炉渣置于水中急速冷却而形成的物质。

44.火焰辐射：指火焰将热能 (内动能) 转换为量子能并通过向周围发射电磁波

的方式来传递能量的过程。

45.不发光火焰：肉眼看不到的三原子气体组成的火焰称为不发光火焰。

46.炉体辐射传热方程式：P234

47.活化能：具有平均能量的分子转变为活化分子所需的最低能量称为活化能。

48.化学热损失：由于CO、H2、CH4等可燃气体未燃烧放热就随烟气离开锅炉而

造成的热损失。

49.角系数x：说明火焰辐射到炉壁的热量中投射到水冷壁管上的份额。

50.热有效系数Φ：表示受热面吸热的有效性，即火焰投射到炉膛的热量中有多

少被受热面所吸收。

51.污染系数ζ：表征水冷壁的污染程度，即受热面吸收的热量与投射到受热面

上的热量的比值。

52.自然通风：仅依靠烟囱高度产生的自生通风能力来克服通风过程所有的运动

阻力，不需要送、引风机，不消耗电力，无噪音污染。

53.平衡通风：平衡通风是指在锅炉烟、风系统中同时装设送风机和引风机，利

用送风机克服锅炉各种阻力，利用引风机克服烟气行程的阻力，

并保证炉膛出口处20~30Pa的负压。

54.低温粘结灰：是指温度低于灰熔点旳灰粒在受热面上沉积称为低温粘结灰。

55.高温粘结灰：是指温度高于灰熔点旳灰粒在受热面上沉积称为高温粘结灰。

56.间壁换热：是指冷，热两流体被一层固体壁面（管或板）隔开，不相混合，

通过间壁进行热交换。

57.烟气焓和空气焓：空气或烟气的焓都是指在等压条件下，将1kg燃料所需的

空气量或所产生的烟气量从0℃加热到t℃（空气）或θ℃

（烟气)时所需的热量。

58.可燃气体不完全燃烧热损失：由于CO，H2，CH4等可燃气体未燃烧放热就随

烟气离开锅炉而造成的热损失，也称为化学不

完全燃烧损失。

59.燃烧效率：进入锅炉的燃料因没有燃烧，放出热量而造成的损失，反映燃烧

的完全程度，通常用燃烧效率表示。

60.均相反应和非均相反应：均相反应是指燃料和氧化剂是同一相态。非均相反

应是不同相态的两种物质在交界面上发生的多相反

应。

61.折焰角：有些“π”型布置的锅炉燃烧室后墙上部，有一个向炉室内延伸的

三角形突出物，该突出物称为折焰角

62.直流燃烧器：出口气流为直流射流或直流射流组的燃烧器。

63.旋流燃烧器：出口气流为旋转射流的燃烧器。

64.动力燃烧区：在燃烧过程中，当燃烧反应的温度不高时，化学反应速度不快，

此时氧的供应速度远大于化学反应中氧的消耗速度，亦即扩散

能力远大于化学反应能力。这时燃烧工况所处区域称为动力燃

烧区域。

65.扩散燃烧区：如果影响燃烧过程进行速度的主要因素是扩散，也就是说，此

时燃烧反应的温度已经很高，化学反应能力远大于扩散能力，

即ｋ>>β时，这时的燃烧区域称为扩散燃烧区域。

二、简答题

1、画出自然循环锅炉结构及辅助系统示意图，标出各部分名称，简述气、水系

统运动流程

1-原煤斗; 2-给煤机; 3-磨煤机; 4-汽包; 5-高温过热器; 6-屏式过热器;

7-下降管; 8-炉膛水冷壁; 9-燃烧器; 10-下联箱; 11-低温过热器; 12-再热器; 13-再热蒸汽出口; 14-再热蒸汽入口; 15-省煤器; 16-给水; 17-空气预热器18-排粉风机; 19-排渣装置; 20-送风机; 21-除尘器; 22-

引风机; 23-烟囱

水——泵——省煤器——汽包——下联箱——水冷壁——汽包——过热器——汽轮机——再热器

2、水冷壁、过热器和再热器的作用，结构，结构参数和传热方式

水冷壁：

作用：⑴强化传热，减少锅炉受热面面积，节省金属消耗量。

⑵降低高温对炉墙的破坏作用，起保护炉墙的作用。

⑶能有效地防止炉壁结渣。

⑷悬吊炉壁。

⑸作为锅炉主要的蒸发受热面，吸收炉内辐射热量，使水冷壁管内的热

水汽化，产生锅炉的全部或绝大部分饱和蒸汽。

结构：小容量锅炉广泛采用光管水冷壁沿炉膛四壁，互相平行地竖直布置，上端与上联箱或汽包连接，下端与下联箱相连。

大型电站锅炉的水冷壁与上下联箱直接焊接，长度达几十米，采用上部固定、下部能自由膨胀的方法解决其热膨胀问题，即将水冷壁的上联箱吊挂、固定在锅炉钢架上，下联箱则有水冷壁悬吊着。

结构参数：

相对节距(s/d)：膜式水冷壁的节距与外径的比值s/d表示布置的密度。值越大，管子越稀，透过管间辐射至炉墙及炉墙反射至管子背面的热量越多，鳍片宽度(s-d)：鳍片宽度(s-d)越大，相同宽度内水冷壁的根数越少，金属耗量越低，大多锅炉采用s/d=1.1～1.2.

鳍片根部厚度δτ：增大鳍片根部厚度δτ可以使qτ减少，但鳍片也不能太厚，过厚会因向火面与背火面的温差太大产生太大的热应力。通常鳍片厚度为6mm，鳍片焊接根部厚度约为9mm.

传热方式：主要为辐射传热为主的蒸发受热面。

过热器与再热器：

作用：⑴将饱和蒸汽或低温蒸汽加热成为达到合格温度的过热蒸汽。

⑵调节蒸汽温度。当锅炉负荷、煤种等运行工况变化时，进行调节，保持其出口蒸汽温度在额定温度的-10℃～+5℃范围内。

结构及传热方式：

⑴对流式：布置在水平烟道和尾部竖井烟道中，主要依靠对流传热方式从烟气中吸收热量，数对流式过热器。

a.对流式过热器和再热器基本由蛇形管管排组成，蛇形管的布置有垂直放置（立式）和水平放置（卧式）两种型式。

b.根据管内外蒸汽和烟气总的流动方向，对流式过热器和再热器可有逆流、顺流和混合流三种布置方向。

c.蛇形管的排列方式有顺列和错列两种布置方式。

d.并联蛇形管的排数主要由烟气流速决定。其横向管间相对节距s/d，顺列布置时选取s/d=2.0～3.5，错列布置时取s/d=0～3.5.

(2)辐射式：布置在炉膛壁面上，直接吸收炉膛辐射热的过热器或再热器，称为辐射式（或墙式）过热器或再热器。

a.使辐射式过热器和再热器远离热负荷最高的火焰中心区，布置在热负荷稍低的炉膛上部

b.将辐射式过热器和再热器作为低温级受热面，以较低温度的蒸汽流过这些受热面，改善管子的工作条件。

c.选取较高的管内工质质量流速，提高管内放热系数。

d.在锅炉自动时管内必须有足够的蒸汽流量来冷却管壁。

(3)半辐射式（屏式）：布置在炉膛上部或炉膛出口烟窗处，既能接收到炉膛的辐射热，也吸收烟气对流换热的受热面称为半辐射式过热器或半辐射再热器。

a. 悬吊布置在炉膛上部的屏式受热面吸收相当部分炉内热量，降低炉膛出口烟气温度。

b. 出口烟窗处后屏的屏间距离s=500～900mm，稀疏布置的管屏起了凝结熔渣的作用。流经管屏的烟气流速达5～10m/s，所以后屏也吸收相当部分的对流换热量。能有效降低进入水平烟道的烟气温度，防止布置密集的对流过热器或再热器的结渣。

c. 屏式受热面布置在1000～1300℃的高烟温区域，传热强度高，可以减少过热器或再热器的金属耗量。

d. 屏式受热面布置的高烟温区，且屏间节距大，有较大辐射层厚度，能使过热器或再热器吸收辐射热量的比例增大，可改善过热或再热气温调节特性。

(4)包覆壁过热器：现代大型锅炉为了简化炉墙结构，采用悬吊结构的敷管炉墙，在水平烟道和尾部竖井烟道内壁像布置水冷壁那样布置过热器，称为包覆壁过热器。

当包覆壁过热器由光管组成时，相对节距s/d=1.1～1.2；采用膜式结构时，s/d为2～3.

3、影响煤粉气流着火的主要因素有哪些，为什么？

（1）燃料的性质：挥发分降低时，煤粉气流的着火温度提高；原煤水分增大时，着火热也随之增大，也就是说煤粉气流需要更高的着火温度；原煤灰分在燃烧过程中会吸热，当燃用高灰分的劣质煤时，由于燃料本身发热量低，燃料的消

耗量增大，大量灰分在着火和燃烧过程中要吸收更多热量，使炉内烟气温度降低，同样使煤粉气流的着火推迟，而且也影响着火的稳定性；煤粉越细着火越容易，因为煤粉越细燃烧反应的表面积越大而且煤粉本身的热阻越小，加热时温度升高越快。

（2）炉内散热条件：从煤粉气流着火条件可知，如果放热曲线不变，减少炉内散热，散热曲线将右移，有利于着火。

（3）煤粉气流的初温：提高初温To可减少着火热，加快煤粉气流着火。（4）一次风量和一次风速：增大一次风量便相应增大着火热，将使着火延迟，减少一次风量，会使着火热显著降低，但一次风量又不能过低，否则会由于煤粉着火初期得不到足够的氧气，而使化学反应减慢阻碍着火燃烧的继续扩大。另外，一次风量还必须满足输煤的要求，否则会造成煤粉堵塞，因此有一个一次风量的最佳值。

一次风速对着火过程也有一定的影响。风速过高则会降低煤粉气流的加热速度，使着火距离加长。过低时，会引起燃烧器喷口被烧坏，以及煤粉管道堵塞等故障，故有一个最佳的风速。

（5）燃烧器结构特性：影响着火快慢的燃烧器结构特性，主要是指一、二次风混合的情况。混合过早的话，等于加大一次风量，相应使着火热增大，推迟着火过程。燃烧器的尺寸也影响着火的稳定性燃烧器出口截面积越大，煤粉气流着火时离开喷口的距离就越远，着火拉长了，从这一点看，采用尺寸较小的小功率燃烧器代替大功率燃烧器是合理的。这是因为小尺寸燃烧器既增加了煤粉气流着火的表面积，同时也缩短了，着火扩展到整个气流截面所需要的时间。（6）锅炉负荷：锅炉负荷降低时，送进炉内的燃料消耗量相应减少，而水冷壁总的吸热量虽然也减少，但减少的幅度较小，相对于每公斤，燃料来说，水冷壁的吸热量反而增加了。这使炉膛平均烟温下降，燃烧器区域的烟温也降低，因而对没粉气流的着火是不利的。当锅炉负荷降到一定程度时，就会危及着火的稳定性，甚至可能熄火。

4、省煤器分为几种类型，钢管省煤器使用的前提求条件是什么，为什么小型锅炉只能用铸铁省煤器

按制造材料铸铁式：强度不高性脆，不能受冲击，只能用于工作压力低于4MPa

的锅炉

钢管式：体积小，重量轻，价格低廉，适用于任何压力和容量的锅

炉

按给水被加热程度非沸腾式:省煤器出口水的温度，低于饱和温度

沸腾式:在省煤器出口处，水与被加热到饱和温度，并产生部

分蒸汽

铸铁省煤器多应用于压力小于等于2.5MPa的锅炉，如压力超过2.5MPa应采用钢管式省煤器

前提条件:由于工艺简单，安装方便，维修工作量小不承受水击，但耐磨，耐腐蚀性差，因此应用在除氧完善的大中型锅炉上。

5、空气预热器的作用是什么？空气预热器分为几种类型，说明其结构形式特点和应用场合

作用：是锅炉尾部烟道中的烟气通过内部的散热片将进入锅炉前的空气预热到一定温度的受热面，用于提高锅炉的热交换，性能降低能量消耗。

回转式空气预热器

受热面旋转式空气预热器由外壳转子传动装置密封装置组成

风罩回转式空气预热器

空气预热器

传热式:管式空气预热器

蓄热式:回转式空气预热器（受热面回转式、风罩回转式）

传热式:热量通过受热面由烟气传给空气，烟气和空气各有自己的通路

蓄热式:烟气和空气相互交替流经受热面，当烟气通过受热面时热量由烟气传给受热面金属，并被金属蓄积起来，然后使空气通过受热面，金属就将

蓄积的热量传递给空气，受热面每旋转一周完成一个热交换过程。

管式预热器：布置在锅炉尾部烟道结构简单，体积庞大，金属管壁温度较低，漏风量少

回转预热器：单独布置在锅炉后部结构复杂，紧凑；金属温度高，漏风量大管式空气预热器由管道连通风罩导流板墙板及密封装置等组成

6、简述煤的工业分析步骤，设计工业分析的实验方案

A、含水份的测定

B、空气干燥基水分的测定 C 、灰分的测定

D、挥发分的测定

E、残留物焦炭的测定

煤样（自然干燥）失去外水（105℃,1.5h）失去内水（隔绝空气900℃,7min）失去挥发分剩焦炭（850℃，2h）失去固定碳剩灰分

水分测定：取样放入鼓风干燥箱，五度0.5小时后每15分称一次，直至减重不超过一克为止

灰分测定：取空气干燥基煤样，烧一小时后冷却称重，再每次烧30分钟，直至恒重为止。

挥发份测定：把粒度小于0.2毫米的，空气干燥基煤样，放入900摄氏度恒重的带盖的坩埚中放入920度的电炉中七分钟，连续加热，冷却称重固定碳测定：测定挥发份后是焦炭，焦炭减灰分即为固定碳

7、锅炉受热面内的工质流速，受热面外的烟气流速都有一个速度范围，如何解

读？

1，工质流速过低时将无法带走工质内的气泡，易造成对管内壁的氧腐蚀

2，工质流速过高时，会产生较大压降，使管子的冷却系数降低，且工质吸热量减少

3，当管间烟气流速低时，传热性能较差，并且由于冲刷能力降低容易积灰，严重会出现堵灰现象。

4，当流速过高时，可以提高传热系数，减少传热面积，但烟气中所含飞灰对管子磨损加剧

5，考虑整体的经济基础上，工质流速和烟气速度应保持在一个速度范围内8、炉膛的结渣可能性与灰熔点的关系

PT、ST、FT的温度间隔对锅炉很有影响，如果温度间隔过大那就意味着固相和液相共存的温度区间很宽，煤灰的粘度随温度变化很慢，这样的灰渣称为长渣。长渣在冷却时可以长时间保持一定的粘度，故在炉膛中易于结渣；反之，如果温度间隔很小，那么灰渣的粘度就随温度急剧变化，这样的灰渣称为短渣，短渣在冷却时其粘度增加的很快，只会在短时间内造成结渣，灰熔点越低，炉膛内越容易结渣。

9、简述燃烧器的作用和对燃烧器的要求以及直流燃烧器和，旋流燃烧器的原理

和特点

作用:保证燃料和燃烧用空气在炉膛时能充分混合，及时着火和稳定燃烧要求：a、能使煤粉气流稳定的着火

b、着火以后一，二次风能及时合理混合，确保较高的燃烧效率

c、火焰在炉内的充满程度好，且不会冲墙贴壁，避免结渣

d、有较好的燃料适应性和负荷调节范围

e、阻力就小，

f、能减少NOx的生成，减少对环境的污染

旋流燃烧器：其出口气流为旋转射流的燃烧器

A、旋转射流不但有轴向速度，还有较大的切向速度，故从旋流燃烧器出

来的气体质点既有旋转向前的趋势，又有从切向飞出的趋势，气流初

期的扰动非常强烈，后期扰动不够强烈，射程比较短

B、有一个中心回流区，能回流高温烟气，帮助煤粉气流着火，

C、旋转射流的扩展角较大

直流燃烧器：其出口气流为直流射流和直流射流组的燃烧器

A、燃烧器喷射出来的射流为湍流射流，射入一个很大的空间后不受任何

固体壁面的限制，这种是直流自由射流

B、射流的截面积不断扩大，流量不断增加，射流的速度逐渐减慢

C、射流自喷口喷出后，仅在边界层处有周围气体被卷吸进来

10、烟气分析的目的是什么？分析的结果有哪些？

目的：在锅炉运行中，烟气的成分及含量直接反应出炉内燃烧工况，因而测定烟气的成分和含量，对判断炉内燃烧工况进行燃烧调整以及改进燃

烧设备都是非常必要的，测出了，烟气的成分和含量不但可以了解燃

烧的完全程度，燃烧条件也可以了解烟道的漏风情况。

结果：测量炉膛出口过量空气系数，可得知炉膛的空气供给量。

测量锅炉排烟的过量空气系数，可确定排烟热损失。

测量CO,H2，CH4，等可燃气体成分，可求得化学不不完全燃烧损失。

11、写出热平衡方程式，解释各个量的含义，指出提高锅炉热效率的途径

Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6

Qr;锅炉输入热量 Q1:锅炉有效利用的热量 Q2:排烟热损失 Q3:可燃气体不完全燃烧热损失 Q4:固体不完全燃烧热损失 Q5:锅炉散热损失 Q6:其他热损失途径：减少各项热损失1在尾部烟气加装余热利用装置 2按燃烧种类选取燃烧方式，调整过量空气系数，燃烧器合理布置 3改善燃烧环境，燃料与空气混合更充分，燃烧更持久。 4减少锅炉外表面积，在外表面上包覆保温材料 5做好回收装置，合理利用灰渣余热对空气水加热。

12、论述煤的燃烧反应速度与哪些因素有关？

A、一定的温度下，活化能 E越大，则反应速度常数 k值越小，反应速率越小；而在一定的活化能 E下，温度越高，则反应速度常数k值越大，反应速率越大

B、在温度不变的情况下，反应物的浓度（单位容积中分子数）越高，分子的碰撞机会越多，化学反应速度就越快

13、描述煤燃烧的四个阶段，指出哪些阶段影响煤的反应速度，为什么？（1）预热干燥：煤被加热至100℃左右，煤粒表面及煤粒缝隙间的水被逐渐蒸发出来。大量吸热

（2）挥发份析出并着火：温度升至一定值，煤中挥发分析出，同时生成焦碳（固定碳）。不同的煤，开始析出挥发分的温度不同，达到一定温度，析出的挥发分就着火、燃烧。对应的温度称煤的着火温度，不同煤的着火温度不同。少量吸热

（3）燃烧：挥发份首先燃烧造成高温，包围焦炭的挥发分基本烧完且燃烧产物离析后，碳开始着火、燃烧。大量放热

（4）燃尽：残余的焦炭最后燃尽，成为灰渣。少量放热

上述各阶段实际是交叉进行的；着火和燃尽是最重要的两个阶段，着火是前提，燃尽是目的

14、简述碳的多相燃烧特点，分析影响多相燃烧的化学反应速度的原因

特点:物质在相的分界表面上发生反应。可以在物质外部表面上进行，也可以在物质内部表面进行。

阶段：①氧向碳表面的转移扩散阶段；②吸附阶段

③氧在碳表面发生化学反应的阶段④解吸附阶段

⑤燃烧产物离开碳表面，扩散出去阶段

②④进行最快⑤较快①③较慢

碳的多相燃烧速度既决定于氧向碳粒表面的转移扩散速度，也决定于氧与碳粒的化学反应速度，而且最终决定于其中速度最慢的一个。

15、简述过热器和再热器的汽温特性，分析锅炉及水温度变化，过量空气系数变化，燃料变化等对气温的影响

当锅炉负荷升高或降低时，汽温也随之升高或降低

过量空气系数增加时，辐射式过热器和再热器出口汽温降低，但对流式过热器和再热器的出口汽温升高

给水温度的降低使锅炉受热面的总吸收热量增加，在维持锅炉及参数不变的条件下，需要增加燃料消耗量，这将导致燃烧产生的烟气量增加和炉膛出口烟温升高，因而对流式过热器和对流式再热器的出口气温将随之给水温度的降低而升高。由于炉膛出口烟温提高，辐射式过热器和再热器的吸热量增加，出口气温也将升高。

水分和灰分增加时燃料的发热量降低，如果要维持锅炉蒸发量不变就必须增加燃料耗量，这使燃烧产生的烟气量增大流速加快，对流式过热器和对流式再热器的吸热量增加，出口汽温升高。另外水分的蒸发和灰分，本身温度的提高均需吸收炉内热量，这使炉内温度水平降低，使布置在炉内的辐射式过热器和辐射式再热器的出口汽温降低。

16、分析锅炉排烟温度如何确定

首先要考虑的是防止尾部受热面发生低温腐蚀，但也不是再不发生，胃部收入面，低温腐蚀的基础上，温度越低越好，要使排烟温度降低，则必然要增大空气预热气的传热面积，而且当空气预热器处的烟气温度已经较低时，由于烟气与空气的温差减小，要进一步降低排烟温度，则空气预热器的面积增加很多，造价很高，烟风道阻力上升，送引风机耗电量增加。

反之，如果选择较高的排烟温度，因空气预热器的面积减少，锅炉造价降低，风机耗电量减少，锅炉热效率降低，燃料费用增加。因此排烟温度的选择，要全面考虑，燃料种类，钢煤比价，投资回收年限等因素，对燃料便宜，钢材贵的国家排烟温度要高

17、分析热偏差产生的原因和危害，给出消除热偏差的方法

原因：吸热不均匀性： a、锅炉炉膛中，烟气温度场和速度场本身的不均匀性

b、炉膛出口处烟气流的扭转残余将导致进入烟道内的

烟气温度和流速的分布不均

流量不均匀性：c、运行操作不正常引起炉内温度场和速度场不均匀

d、吸热不均匀的影响

e、联箱内压力变化的影响

危害：过热器和再热器出口的额定温度是所有蒸汽的平均温度，由于热偏差的存在，有的管内蒸汽温度将超过平均温度，可能个别管壁温度越过安全极限产生烧损爆管事故

方法：a、受热面分级设置 b、采用大直径中间混合联箱

c、按受热面热负荷分布情况，划分管组

d、联箱连接管左右交叉布

置

e、正确选择联箱的结构和连接形式

f、加装节流圈

g、利用流量不均匀来消除吸热不均匀

19、锅炉设计的参数有哪些？详细说明如何确定这些参数

锅炉参数对蒸汽锅炉而言是指锅炉所产生的蒸汽数量，工作压力及蒸汽温度，对热水锅炉而言是指锅炉的热功率，出水压力及供回水温度。

1、蒸发量h蒸汽锅炉长期安全运行时，每小时所产生的蒸汽数量，即该台锅炉的蒸发量单位t/h

2、热功率<供热量q>热水锅炉长期安全运行时，每小时所产生出水有效带热量，即该台锅炉的热功率。单位MW.

3、工作压力指锅炉最高允许使用的压力。工作压力是根据设计压力来确定的。单位MPa。

4、温度的标志冷热程度，并反映物体的热力状态，对于无过热器的蒸汽锅炉，其额定温度是指锅炉额定压力下的饱和蒸汽温度，对于有过热器的蒸汽锅炉，其额定温度是指锅炉额定压力下的过热蒸汽出口处温度，对于热水锅炉，其额定温度是指锅炉额定压力下的锅炉出口热水温度

20、简述锅炉运行时，低温受热面存在的问题，并指出改进方法

存在的问题：①积灰②磨损③空气预热器低温腐蚀与堵灰

改进方法：

①防止和减轻机会的影响：

a.设计时选择合理的烟气流速。额定负荷时的烟气流速不应低于5-6m/s。

b.采用小管径和错列布置。

c.正确设计和布置吹灰装置，运行时，确定合理的吹灰间隔时间和一次吹灰持

续时间。

②低温受热面的防磨措施：a.设计时应合理选择烟气流速。

b.降低速度分布不均匀和飞灰浓度分布不均匀。

c.在磨损严重部位装置防磨装置。

d.局部磨损严重的管排改用厚壁管。

e.降低烟气中飞灰浓度。

f.采用膜式省煤器或鳍片管式省煤器

g.采用较大的管排横向节距，增大烟气流通截面面积，使烟气流速降低。

h.采用较低的过量空气系数及减少炉膛和烟道的漏风量，使尾部烟道中烟气流速降低。

i.减小灰粒直径。

j.采用自下而上的烟气流动方式。

③减轻和防止低温腐蚀及堵灰的措施：

a.空气预热器受热面壁面温度的提高：回转式空气预热器抗低温腐蚀性能比管式空气预热器好；提高排烟温度θpy也可以一高受热面壁温；提高空气预热器入口温度，使受热面壁温提高是较常用的方法。

b.空气预热器分段：将空气预热器冷空气入口处壁面温度低于烟气露点的部分设计成独立的整体，以便在腐蚀后易于更换；壁温低于烟气露点部分应采用耐腐蚀材料；采用前置式空气预热器。

c.运行中的防止低温腐蚀措施：采用低氧燃烧技术；控制炉膛燃烧温度水平，减少SO3的生成量；避免和减少低温受热面漏风；加添加剂；定期冲洗。21、简述自然循环的机理，推导推动工资循环的运动压头

自然循环的工作原理：工质依靠上升管受热面所产生的密度差沿着闭合的路

线运动。

运动压头：S yd=H(ρ’-ρh)g=Δp ss+Δp xj

22、蒸汽净化的目的是什么简述蒸汽带盐机理和蒸汽净化的方法

目的：当蒸汽含盐量比较大时，就会在锅炉，汽轮机中沉积下来，形成盐垢。

当盐沉积在过热器中，就会在锅炉、汽轮机中沉积下来，形成盐垢。当

盐沉积在过热器中，就会影响流动，使阻力增大，影响传热，热阻增大，

管壁温度升高，可能发生爆管。盐分沉积在阀门中，会使阀门关闭不严，

动作不灵；沉积在汽轮机中，会改变叶片型线，影响汽轮机出力和效率，

使阻力增大，周向推力增大。这就使得锅炉、汽轮机不能安全经济地工

作。为了使锅炉、汽轮机安全经济地工作，就要尽量减少蒸汽含盐量，

或者说对蒸汽需要净化。

机理：自然界有盐类，水又具有溶解盐类的性质，这就使得水中含有盐类。当给水进入锅炉后，就使得盐分跑到蒸汽里去，使蒸汽中带有盐分。蒸汽

中的盐分来源于锅水，它通过两条途径跑到蒸汽中去：一是蒸汽通过带

水而污染称之为机械携带；二是蒸汽通过直接溶盐而污染，称之为选择

携带。

方法：a.控制锅水品质；b.提高给水品质；c.减少机械性携带，主要是采用高效汽水分离设备；d.减少选择性携带，主要是提高蒸汽清洗措施。

23、简述流化床锅炉的燃烧过程和燃烧特点

燃烧过程：燃料颗粒通过给煤口送入床内，被风室通过床下的布风板送入床层的风吹起，上升到一定高度后，由于重力作用落下，再有空气吹起上升，然后落下，如此反复上升落下，固体颗粒层膨胀起来，便进入流化状态。燃烧特点：燃料适应性强，能燃劣质煤；能燃有效控制有害气体NOx和SO2的产生的排放；燃烧热强度大，能缩小炉膛体积；床内传热能力强，能节省受热面的金属消耗；负荷调节性能好，且调节范围大；灰渣可以综合利用。

24、什么是蓄热换热，间壁换热，直接换热的传热方式，举例说明锅炉中，哪些部件采用了相应的传热方式，并详细解释他们的传热过程

蓄热换热：利用冷、热流体交替流经蓄热室中的蓄热体(填料)表面，从而进行热量交换。

间壁换热：冷、热流体被固体间壁隔开，并通过间壁进行热量交换。

直接换热：通过冷、热流体的直接接触，混合进行热量交换，由于两流体混合换热后必须及时分离，这类换热器适合于气、液两流体之间的换热。

25、划出锅炉蒸汽动力循环郎肯循环的T-S图，在图上标出锅炉个受热面所吸收的热量，并简述锅炉参数变化时对受热面布置的影响

参数的变化使得锅炉内加热、蒸发和过热（再热）吸热量的比例发生变化。随着参数提高，蒸汽吸热的比例下降，过热吸热的比例则大幅度增加，而加热水的比例则大幅度增加，而加热水的比例增加不多。这些比例的变化，就直接影响到参与这三部分吸热的省煤器、蒸发受热面和过热器（再热器）在锅炉内的布置。

26、小锅炉为什么不用空气预热器、大锅炉用管式空气预热器，电站锅炉用回转式空气预热器，请说明原因

小型锅炉中烟气进入省煤器后的温度不会太高，省煤器可以将烟气冷却到合乎经济要求的温度，所以不需要空气预热器。

回转式空气预热器与管式空气预热器相比，具有下列优点：结构紧凑；节省钢材；耐腐蚀性能好，可降低排烟温度，提高锅炉效率；受热面受到磨损、腐蚀时，不增加空气预热器的漏风量，且为组装式受热面，更换方便。

基于以上优点，回转式空气预热器仍被大容量电站锅炉普遍采用。

27、为什么小锅炉不用空气预热器，中大型锅炉用管式空气预热器，电站锅炉用回转式空气预热器？你认为还有什么好的换热方式降低锅炉排烟温度。

1.小锅炉的给水温度很低，用省煤器已能很有效的将烟气温度冷却到合理的温度，故不用空气预热器。

2.电站锅炉用回转式空气预热器，因为其体积小，可以布置在锅炉顶部，减轻烟道布置压力，它可以将一次风，二次风同时预热，降低风机的电耗，可以采用体积小，耗能低的风机，提高风机寿命，使系统运行的可靠性和经济性得到提高。

3.大锅炉：省煤器无法经济的降低锅炉的排烟温度，故需要加一个空气预热器，管式空气预热器传热系数高，吹灰能力强，密封度高，结构紧凑，且能保证允许各部受热膨胀，烟气流速允许提高，且磨损效。

方式：利用烟气的高温来加热，制造燃料燃烧后灰渣制成的副产品做砖头等。

28、过热器和再热器关注最高温，省煤器和空气预热器关注最低壁温，为什么？ 1:过热器和再热器主要布置在较高的烟温区域，由于钢管材料的限制，其金属管子的工作温度都接近极限温度，管子冷却条件差，若温度上限太高则会影响过热器和再热器运行的稳定性和安全性，可能会引发爆管，高温腐蚀。

2：省煤器和空气预热器布置在烟道的最后，烟气温度较低，温度过低时，工质温度不高，无法带走工质内的氧气等，易对管壁造成低温腐蚀，温度较低时会在管壁上形成低温粘结灰，并且产生磨损影响传热系数，减少受热面寿命，最终影响运行效率和稳定安全性。

29、根据热力学知识，电站锅炉参数变大锅炉各部分受热面的比例如何变化，受热面布置位置发生了哪些变化？用T-S图分析

30、为什么小型锅炉采用了带翅片的铸铁省煤器换热效果还是较差，而大型锅炉采用钢制光管省煤器换热效果却较好

1：带翅片铸铁省煤器，虽然带了翅片，提高他的受热面积，但他的管壁较厚，且肋片间易堵灰积灰，因此它的传热效果差，铸铁较脆，承受冲击性差，故又称非沸腾式省煤器，其出口水温比相同压力下的饱和水温低30-40度以保证安全可靠。 2：钢制光管省煤器，由于其管壁很薄且结构紧凑，管壁直径较大，且管内工质流速快，所以他的换热效果还是很好，有无翅片对他没有影响。31、在过热器和再热器的设计过程中讨论阻力，流速，换热系数，换热面积与吸热量之间的关系

32、锅炉辐射过热器有几种？为什么辐射过热器组合布置采用逆流方式不多

1：炉膛壁管式过热器，前屏过热器，顶棚过热器，烟道包覆管式过热器

2：因为不同的过热器，它的结构和使用参数不同，采用递流不知，会产生较大的温差，容易造成热偏差，甚至由于温度的高低导致某些过热器管壁的不稳定，甚至存在爆管和低温腐蚀的危害影响系统的整个运作。

33、什么是锅炉的“锅”？什么是锅炉的“炉”？在普通燃煤电站锅炉的炉型上标出锅炉和的位置并简述其流体流动过程

1：锅:吸收热量，加热水，产生蒸汽的装置。炉:燃烧燃料，产生热量的装置。烟气离开炉——除尘器——水冷壁——过热器—再热器——空气预热器——省煤器——除硫脱硝——引风机——大气

水——泵——省煤器——汽包——下联箱——水冷壁——汽包——过热器——汽轮机——再热器

34、根据所学知识谈谈（1）锅炉设计简要步骤（2）锅炉设计中需要注意哪些问题（3）锅炉主要设计参数的选定

一．1吸热量2煤的吸热量，发热量3烟气量空气量4热平衡5选择相关的温度二．1过热器再热器壁温不能过高 2出口温度不高于灰融点 3烟气速度高造成磨损，速度低造成积灰，排烟温度低酸腐蚀。

三．1、过量空气系数α和β。 2、燃烧产物CO2，SO2，O2的体积。 3、烟气量。4、不完全燃烧时产物ud成分，体积，烟气量。 5、烟气中各成分的含量RO2max 和β。 6、漏风系数△α。 7、一定温度，压力条件下烟气焓，空气焓。

8、热平衡，各项损失有效利用热，总热量。

第十章

1.含气率：上升管汽水混合物中蒸汽的质量份额 x=D/a

循环流速：上升管开始沸腾处的饱和水速，用W0表示

循环倍率：进入上升管的循环水量与上升管出口产气量之比。 K=1/Xc

自补偿能力：一定水压条件下，k>Kj，即Q增加，W0增加。

2两类传热恶化问题及抑制措施？

第一类传热恶化:当热负荷很高时，管子内壁汽化核心数急剧增加，气泡形成速度超过脱离速度，使管子壁面形成一个连续的蒸汽膜，α2急剧下降，壁温急剧上升，由核态变为膜态，沸腾的传热恶化。

第二类传热恶化：当质量含气率很大时，出现了液态雾状流动结构，返时管中连续的水膜被撕破，对流放热系数α2大大下降，管壁温度大大上升。

抑制措施：1保证一定的质量流量 2 降低受热面的局部热负荷 3 采用内螺纹管，防止气膜产生，形成水膜 4 加装扰流子，形成旋转

3.垂直上升管中两相流体的流动结构及对应的传热形成。

1.泡状流型

2.弹状流型

3.柱状流型

4.液雾流型

4.自然循环锅炉工作原理，循环推动力推导。

工作原理：工质依靠上升管受热所产生的密度差，沿着闭合的路线运动。

循环推动功：

5.自然循环安全性指标。

1.受热最弱管不发生停滞和倒流

2.受热最强管不发生传热恶化

3.回路循环倍数大于界限循环倍数，使循环具有自补偿特性

4.下降管入口不形成漩涡漏斗各循环回路流速和循环倍率都在推荐范围内。

十一章

1.直流锅炉的原理及特点，继续发展所需解决的问题？

原理：在给水泵压头作用下，工质顺次通过预热蒸发过热各受热面，而被预热，蒸发，过热所需要的温度，即直流锅炉是工质一次通过各受热面，没有循环的强制流动锅炉。

特点：一、本质特点1.没有汽包2.工质一次通过，强迫流动3.受热面无固定界限。二、工质流动特点，1.自然循环锅炉具有自补偿能力2.水动力特性呈多值性3.有脉动现象。三、传热过程特点，直流锅炉一次通过各受热面，第二类传热恶化现象一定出现。四，热化学过程特点：没有汽包，会产生盐分沉淀。五，调节过程特点：对于直流锅炉，当负荷发生变化时，需同时调节给水量和燃煤量，才能稳住气压和气温。六，启动过程特点：1.启动旁路系统2.启动速度快。七，设计制造安装特点1.适用于任何压力2.蒸发受热面可任意布置3.节省金属4.制造方便。

问题：1.给水泵压力大，耗电大2.给水品质要求高3.自动调节性能要求高

4.要用启动旁路系统

5.启动系统庞大复杂，启动损失大。

2.直流锅炉蒸发受热面安全性指标，布置原则。

指标：1.管壁温度tb小于材料允许温度2.相邻管壁温差△tb<50度

原则：1.管子不被烧坏2.能够解决膨胀问题3.蒸发受热面能够制造出来4.

制造安装方便

3.水动力特性不稳定分类及定义？

多值性：对于每一根管子来说，他的流量有2-3个可能值，对于蒸发管屏来说，即使q相同，几何条件完全相同，管子里的流量也是不同的，即水力不均——静态不稳定性。

脉动：在管屏两端压差相同，当给水量和流出量总量基本不变的情况下，管屏里管子流量随时间作周期性波动，这种现象称为管间脉动现象——动力不稳定性

4.脉动的种类及危害消除方法？

种类:1.管间脉动2.管屏脉动3.整体脉动

危害：工质压力和温度周期性变化，引起较大的热偏差，产生疲劳破坏

方法：1.增大pw 2.增大热水段阻力3.减小蒸发段阻力4.压力和热负荷

十二章

1.蒸汽带盐的危害？

1.当盐沉积在过热器中，就会影响流动，使阻力增大。

2.影响传热

3.热阻

增大，管壁温度升高4.当盐沉积在阀门中，会使阀门关闭不严，动作失严5.沉积在汽轮机中，会改变叶片型线，影响汽轮机出力和效率，使阻力增大，周向推力增大，使锅炉，汽轮机不能安全的工作。

2.蒸汽污染的原因及净化蒸汽的原则措施。

原因：蒸汽中的盐分来自于锅水，通过两条途径跑到蒸汽中1.机械携带：上升管出来的汽水混合物在分离过程中形成水滴，水滴被蒸汽流带到汽中去，因为锅水中有盐，所以蒸汽中会带盐2.选择携带：蒸汽通过直接熔盐而污染原则措施：1.控制锅水品质2.控制给水品质3.减少机械性携带4.减少选择性携带。

3.提高蒸汽清洗效果的措施？

1.蒸汽与清水要充分接触

2.蒸汽与清洗水要均匀的接触

3.进入清洗水层

蒸汽应力要求干净4.减少清洗后蒸汽带水量。

十四章

1.绝热燃烧温度:如果燃料完全燃烧热量用来燃烧产物而不与炉壁发生热交

换，这种绝热状态下燃烧产物所能达到的最高温度

2.炉膛受热面辐射特性。

1.角系数x：说明火焰辐射到炉壁里的热量中投射到水冷壁管上的份额

2.热有效系数：表示受热面吸热的有效性

3.污染系数：表示水冷壁的污染程度

2.炉膛的几何特性

1.炉膛面积：边界是水冷壁管中心线所在平面则是炉膛的壁面，在炉膛出

口断面以通过屏式过热器，凝渣管或锅炉排管的第一排管子中心线作为

容积边界，炉膛下部容积的边界是炉底，有冷灰斗时，以冷灰斗高度一

半处的假想平面为边界。

2.炉壁面积：按包覆炉膛面积减去不布置水冷壁的面积。

十五章

1.受热面常用的流动方式。

1.顺流：工质流动方向与烟气流动方向相同

2.逆流：工质流动方向与烟气

流动方向相反3.串联混合流：由两段介质各自连续流过两端受热面，串

联的两部分受热面中，一部分为顺流，一部分为逆流。4.平行混合流：

受热面布置或平行的几段工质流动并联的几何行程组成5.交叉流：两种

介质的流动方向是相互交叉的。

2.经济流速：1.增大烟气流速对减少受热面灰和增强传热有理，可用相对较少

的受热面积达到要求的传热量，从而节省钢材。2.烟道阻力同时增大，受热面磨损增大并使得引风机能量消耗增大，权衡这两个相互制约的因素，可得出最经济的烟气流速，该流速在锅炉的对流受热面的初投资和运行费用之和最省。

3.扩展受热面的有效系数：扩展面的实际传热量与假定整个肋长表面处于肋基温度时传热量之比。

肋化系数：肋片侧的总表面积与肋化前同侧光管面积之比

区别：1).肋化系数只是表面几何面积上的增加，肋化系数越大，扩展表面积越大，但肋片导热的热阻也随之增加到一定程度，是肋片单位面积的传热能力下降。

2).肋片有效系数，则从传热实际效果考虑，它与肋片的形状，厚度以及材料的导热因素有关。