锅炉复习题

锅炉复习题第一章 绪论1、 锅炉的性能标志。

答法一：锅炉的性能标志包括：①供热能力；②供热品位。

答法二：⑴蒸汽锅炉的性能标志：①供热能力：应该用额定供热量Q ( MW)表示，实际用额定蒸发量D (kg/h 或t/h)表示 ；②供热品位：额定出口蒸汽压力p （表压 MPa)、温度t （℃）；⑵热水锅炉的性能标志：①供热能力：额定供热量Q ( MW)；②供热品位：额定出水压力p（表压 MPa)、额定出水温度trs （℃）、额定回水温度ths （℃）。

2、 画出一台锅炉的简图，并说明其工作过程。

答：⑴燃烧过程: ①煤在炉排上经历干燥、干馏、挥发分着火燃烧和焦炭燃烧，燃尽后生成灰渣。

其中大部分灰渣以炉渣形式从炉排排出，少部分以飞灰形式从烟囱排走，构成煤—灰系统。

②空气经空气预热器被加热后送入炉排下风室，通过炉排与煤燃烧后生成烟气，烟气流经各受热面后从烟囱排出，构成风—烟系统。

⑵传热过程:燃料在炉膛中燃烧产生热量，以辐射换热方式将热量传递给四周水冷壁，使工质的载热量增加，同时烟气温度下降。

烟气离开炉膛后，以一定的速度流经对流受热面，以对流换热方式将热量传递给工质。

使烟气温度进一步降低，最后自锅炉排出。

总之，传热过程就是高温烟气所含的热量，通过钢管、钢板等受热面传给工质的过程。

⑶汽化（加热）过程：锅炉给水经水泵送入省煤器，水被预热后送入锅筒。

然后进入由锅筒、下降管、下集箱和上升管(水冷壁管)串联组成的循环回路。

在锅炉管束中，由于各管束的工质受热不同，其工质密度也不同，依靠工质的密度差也会产生自然循环。

为保证蒸汽品质，上锅筒内装置汽水分离设备。

由上述各受热面构成了锅炉的水—汽系统。

3、 锅炉的工作过程有哪些？锅炉有哪些系统？答：锅炉的三个基本过程：①燃烧过程；②传热过程；③汽化（加热）过程。

锅炉的三个系统：①煤—灰系统：②风—烟系统：③水—汽系统。

第二章 物质平衡与热平衡1、 锅炉的风平衡方程，不同锅炉过量空气系数的范围。

答：锅炉的风平衡方程：送入锅炉的风量+漏入锅炉的风量=从锅炉排出的风量；热风道在无泄漏情况下的风平衡方程：l l l αααβ∆-''='=''；β''—空气预热器空气侧的过量空气系数，l α'—炉膛进口过量空气系数，l α''—炉膛出口过量空气系数，l α∆—漏风系数。

2、 锅炉的灰平衡方程，不同锅炉飞灰份额的数值。

答：灰平衡：当锅炉连续稳定地运行时，单位时间内进入锅炉中的灰量等于从锅炉排出的灰量。

对于全炉的灰平衡可写作：1=++py cj lh ααα，式中：lh α炉灰份额； cj α—对流烟道内沉降飞灰份额；py α—排烟中的飞灰份额。

不同锅炉飞灰份额的数值如下：锅炉灰平衡推荐值3、 锅炉的汽水平衡方程，给水流量和锅炉蒸发量的关系。

答：汽水平衡：送入锅炉的水量等于排出锅炉的水量和汽量之和。

汽水平衡方程：Ggs = D +Dzy + Dpw ，Ggs —锅炉给水量，kg/h ；D —供出蒸汽流量，kg/h ；Dzy —锅炉自用蒸汽量，kg/h ；Dpw —排污水量，kg/h 。

4、 锅炉烟气侧热平衡方程，影响排烟热损失的主要因素。

答：燃料侧的热量平衡：随燃料进入锅炉所带入的热量应等于锅炉有效吸收的热量与各种损失的热量之和。

出入锅炉热量的总平衡方程Q r ＝ Q1 + Q2 + Q3+ Q4 + Q5 + Q6式中: Q r —随1kg 燃料进入锅炉的热量，KJ/Kg;Q1—1kg 燃料锅炉的有效利用热量，即锅炉的输出热量，KJ/Kg;Q2 —1kg 燃料锅炉排烟热损失，kJ/kg ；Q3—1kg 燃料锅炉气体未完全燃烧热损失，kJ/kg ；Q4—1kg 燃料锅炉固体未完全燃烧热损失，kJ/kg ；Q5—1kg 燃料锅炉锅炉炉体向周围空间散热损失，kJ/kg ；Q6—1kg 燃料锅炉灰渣的物理热量损失，KJ/Kg ；排烟热损失（2q ）的计算公式：()()r lk py py Q q I a I q 402100--=×100%式中：py I –— 排烟焓， kJ/ kg ；0lk I –— 进入锅炉的冷空气焓，按冷空气温度30=lk t ℃计算，kJ/ kg ：py a –— 排烟处的过量空气系数，ααα∑∆+=''1py 。

影响排烟热损失的主要因素：①排烟处的烟气温度py θ；②排烟处过量空气系数py a ；③冷空气温度lk t ；④固体未完全燃烧热损失4q ；⑤随1kg 燃料进入锅炉的热量r Q 。

排烟热损失（2q ）的产生原因：是由于排出锅炉的烟气焓大于进入锅炉的空气焓而造成的热损失，所以，排烟损失的热量为烟气带走的热量与空气带入锅炉的热量的差值。

排烟热损失（2q ）的定义：锅炉外排烟气带走的热量与空气带入锅炉的热量的差值占输入热量的百分比。

降低2q 的根本措施是：①降低排烟处的烟气温度py θ；②降低排烟处过量空气系数p y α。

空气预热器烟气侧总热平衡方程：py ky ky k ky Q Q Q Q Q ++=∆+51'式中：'ky Q 烟气带入热量，； k Q ∆漏风带入热量，；1ky Q 传给空气的热量（也叫空气预热器有效利用热）；5ky Q 散热；py Q 排烟带走热量；5、 锅炉热效率的计算方法。

答：锅炉效率即锅炉的总有效利用热量占锅炉送入热量的百分数。

决定方法有两种：正平衡法及反平衡法。

⑴正平衡法是直接测定锅炉的有效利用热Q1及送入锅炉的热量Q r ，按下式计算： %1001⨯=r Q Q η；⑵反平衡法是测定锅炉的各项热损失，然后按下式进行计算：)(10065432q q q q q ++++-=η，式中：2q —1kg 燃料锅炉排烟热损失，kJ/kg ； 3q —1kg 燃料锅炉气体未完全燃烧热损失，kJ/kg ；4q —1kg 燃料锅炉固体未完全燃烧热损失，kJ/kg ；5q —1kg 燃料锅炉锅炉炉体向周围空间散热损失，kJ/kg ；6q —1kg 燃料锅炉灰渣的物理热量损失，KJ/Kg ；第三章 燃料及燃烧1、 燃料的种类和组成。

答：燃料是指可以用来获取大量热能的物质。

燃料分两类：核燃料和有机燃料。

有机燃料按物理形态可分为固体燃料、液体燃料、气体燃料。

有机燃料按其获得的方法不同可分为：天然燃料和人工燃料。

有机燃料按用途可分为：工艺燃料：指特殊工艺生产过程所需用的燃料，大都是优质燃料。

动力燃料：指除了其燃烧放热可供利用外，在其他方面没有更大经济价值的燃料，这主要是劣质燃料。

燃料的组成：固体：碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)、水分、灰分，其中C 、H 、S 可燃。

液体:也是碳、氢、氧、氮、硫、水分和灰分，但碳和氢含量较高。

气体燃料有天然气和人造气两类。

天然气分气田气和油田伴生气两种。

气田气主要成分是甲烷；油田气除含甲烷外，还有丙、丁烷等烷烃类，CO2含量也比气田气高。

2、 煤的元素分析和工业分析。

答：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。

煤的元素分析结果用各种元素的质量百分数表示。

计算煤中水分、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。

3、 煤的热值。

答：煤的发热量：又称煤的热值，是指单位质量的煤完全燃烧所发出的热量。

标准煤的热值为7000大卡（29306焦耳）。

4、 标准煤。

答：收到基低位发热量为29270 kJ/kg 的燃料，称为标准煤。

即每29270kJ 的热量，可换算成l kg 的标准煤。

5、 煤的分类。

答：我国煤的技术型分类法（GB5751-86）是采用表征煤的煤化程度的主要参数干燥无灰基挥发分daf V 作为分类指标，将煤分为三大类，褐煤、烟煤和无烟煤。

凡daf V ≤l0%的煤为无烟煤，daf V >10%的煤为烟煤，daf V >37%的煤为褐煤。

根据煤的挥发分产率、水分、灰分以及发热量的不同，工业锅炉用煤可分为石煤及煤矸石、褐煤、无烟煤、贫煤和烟煤5大类。

其中无烟煤、烟煤和石煤又各自再分为3小类。

6、 燃烧的基本条件。

答：为了使燃烧过程能持续进行，除了必须有燃料和燃烧所需要的足够数量的氧气外，还必须： (1) 有足够高的温度；（2）有足够的传质动力，以使需要的氧气能及时到达燃烧区域；（3）有足够的时间，以使反应能够完成。

7、 煤的燃烧过程。

答：煤燃烧过程的四个阶段固体燃料的燃烧过程，可以分为四个阶段：(1)预热干燥阶段。

煤受热升温后，煤中水分蒸发出来。

这个阶段中，燃料不但不能释放出热量，而且还要吸收热量。

(2)挥发分析出并着火阶段。

煤中所含的高分子碳氢化合物吸热而升温到一定程度会发生分解，析出一种混合可燃气体，即挥发分。

挥发分一旦析出，会马上着火。

(3)燃烧阶段。

包括挥发分和焦炭的燃烧。

挥发分燃烧后，放出大量的热量，为焦炭燃烧提供温度条件。

随之焦炭燃烧，这个阶段需要大量的氧气；以满足燃烧的需要，这样就能放出大量热量，使温度急剧上升，以保证燃料燃烧反应所需要的温度条件。

(4)燃尽阶段。

这个阶段主要是残余焦炭的最后燃尽，成为灰渣。

因为残余的焦炭常被灰分和烟气所包围，空气很难与之接触，故燃尽阶段的燃烧反应进行得十分缓慢，容易造成不完全燃烧损失。

8、 碳多相燃烧分成的三种燃烧区域。

答：根据燃烧条件的不同，可以将多相燃烧分成三种燃烧区域（工况），即：①动力燃烧区域；②扩散燃烧区域；③过渡燃烧区域。

9、 二次风的作用和布置。

答：二次风：火床上方以压力送入炉膛的强烈气流。

作用：扰乱炉内气流，使之自相混合，从而使化学不完全燃烧损失和炉膛内的过量空气系数都得以降低。

配合炉拱使用。

若布置恰当，还能有其它作用： (1) 能将高温烟气引带至炉排前端，对煤层的引燃有作用。

(2)利用二股二次风的对吹组织起烟气的旋涡流动。

这可以延长飞煤在炉膛中的行程，增加燃烧时间，还由于气流的旋涡分离作用，使部分飞煤摔回炉排，减少飞煤的逸出量。

有利于消烟除尘，降低飞灰带走的损失。

(3)充分利用高速二次风射流引带和推送烟气的作用，能使烟气流完全按照所要求的路线流动，从而达到延长烟气在炉内的行程、改善炉内气流的充满度、控制燃烧中心的位置、防止炉内局部结渣等目的。

(4) 二次风射流所形成的气幕能起封锁烟气流的作用，这可以用来防止烟气流短路，使炉膛中的可燃气体和飞煤不致未经燃烧就逸出炉膛。

(5) 空气二次风可以提供—部分氧气，帮助燃烧。

不过由于二次风不经过燃料层，因此，过多的二次风会增大过量空气系数，增加排烟热损失。

布置：二次风所用的工质可以是空气，也可以蒸汽，甚至是烟气。

为使二次风内产生足够的扰动，要求有一定的出口动量流率，即一定的风量和出口速度。