电厂锅炉原理与设备思考题(1111完整版)

电厂锅炉原理与设备思考题答案1-1、火力发电厂中存在哪三种能量转换过程？分别对应哪些主要设备?答：锅炉：燃料化学能→蒸汽的热能汽轮机：蒸汽的热能→机械能发电机：机械能→电能1-2、锅炉的作用是什么？答：锅炉的作用是使燃料在炉内燃烧放热，并将锅内工质由水加热成具有足够数量和一定质量（汽温、汽压）的过热蒸汽，供汽轮机使用。

1-3、电厂锅炉容量一般如何定义？答：锅炉容量一般是指锅炉在额定蒸汽参数（压力、温度）、额定给水温度和使用设计燃料时，每小时的最大连续蒸发量。

1-4、锅炉蒸汽参数是指哪个部位的参数？答：锅炉蒸汽参数是指锅炉出口处的蒸汽温度和蒸汽压力。

1-5、电厂锅炉的型号如何表示？例如：HG-1025/17.4-YM28答：电站锅炉工厂代号—蒸发量/压力—过热蒸汽温度/再热蒸汽温度——燃料代号×—设计序号。

HG-1025/17.4-YM28表示哈尔滨锅炉厂制造、锅炉容量1025t/h，锅炉出口过热蒸汽压力为17.4MPa，设计燃料为油、煤，设计序号为28。

2-1、煤的元素分析包括哪些成分？其中哪些是有害的？哪些是可燃的？答：煤的元素分析：C、H、O、N、S、无机物水分M、灰分A。

N、S、灰分A是有害的，C、H、S是可燃的。

2-2、煤的工业分析包括哪些成分？答：煤的工业分析：水分M(Mf、Minf)、挥发分V、固定碳FC、灰分A2-3、什么是煤的低位发热量？答：低位发热量：1kg煤完全燃烧时所放出的热量，其中不包括燃烧产物中的水蒸气凝结成水所放出的汽化潜热。

2-4、煤的熔融特性用哪三种温度表示？答：变形温度DT、软化温度ST、流动温度FT。

2-5、煤的分类及其主要特点。

答：煤按干燥无灰基挥发分含量（Vdaf）的大小来分：无烟煤：Vdaf≤10%，无烟煤着火困难也不宜燃尽，但其发热量很高，储存过程中不易风化和自燃。

贫煤（劣质烟煤）：10%＜Vdaf≤20%，贫煤不太容易着火，燃烧时不易结焦。

烟煤：20%＜Vdaf≤40%，烟煤含碳量低，易点燃，燃烧快，燃烧时火焰长，发热量较高，具有弱焦结性。

褐煤：40%＜Vdaf，褐煤挥发含量高，表面呈棕褐色，质脆易风化，也很容易自燃，不宜远途运输和长时间贮存。

2-6、什么是空气过量系数？其对锅炉燃烧有何影响？锅炉运行中如何计算排烟空气过量系数？答：过量空气系数：实际供给空气量与理论空气量之比。

过量空气系数是锅炉运行的重要指标，太大会增大烟气容积使排烟热损失增加，太小则不能保证燃料完全燃烧。

锅炉运行中空气过量系数的计算：α=（约等）21/21-O(2)3-1、什么是锅炉的热平衡？热平衡的表达公式是什么？研究热平衡有何意义？答：送入锅炉的热量等于锅炉的有效利用热加各项热损失，这就是锅炉的热平衡。

Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6Qr：每公斤燃料带入锅炉的热量；Q1：锅炉有效利用热（被工质吸收）Q2：排烟热损失；Q3：气体不完全燃烧热损失（化学不完全燃烧热损失）Q4：固体（机械）不完全燃烧损失；Q5：散热损失Q6：灰渣物理热损失意义：研究燃料的热量在锅炉中利用的情况，有多少热量损失掉了，并对热损失的原因进行分析，其目的是为了判断锅炉设计和运行水平，寻求提高锅炉经济性能的途径，对锅炉进行改进，提高锅炉热效率。

3-2、锅炉的热损失包括哪几项？分别与哪些因素有关？答：热损失包括机械不完全燃烧损失q4、化学不完全燃烧损失q3、排烟热损失q2、散热损失q5 、灰渣物现热损失 q6。

机械不完全燃烧损失q4与燃烧方式、燃料种类和性质、煤粉细度、过量空气系数、燃烧设备及炉膛型式、炉膛结构、运行工况、炉膛温度、燃烧组织等等有关。

化学不完全燃烧损失q3与燃料的挥发份含量、过量空气系数、炉膛温度、炉内空气动力工况、炉膛结构有关。

排烟热损失q2与排烟焓(排烟容积、排烟温度）。

其中排烟容积与过量空气系数、漏风系数有关。

散热损失q5与锅炉容量、锅炉负荷、锅炉外表面积，表面温度及周围环境温度、水冷壁及炉墙结构、保温层的保温性能等有关灰渣物现热损失 q6与排渣量、排渣温度有关。

3-3、热平衡试验的目的是什么？答：a.确定锅炉热效率b.确定锅炉各项热损失c.不同运行工况比较，制定合理的运行操作守则。

其中包括：新产品鉴定试验、运行调整试验、运行比较性试验。

4-1、煤粉有哪些特性？答：煤粉的一般性质为煤粉的粒度，密度，流动性，自燃和爆炸、煤粉细度、煤粉均匀度。

4-2、煤粉细度如何表示？例如R90表示什么意思？电厂中如何表示煤粉细度和均匀度？答：煤粉的细度表示煤粉的粗细程度，用Rx表示。

Rx=（a/a+b)*100%R90表示孔径小于或等于90μm的所有筛子上的筛余量百分数的总和。

通常R90表示煤粉细度，通常R200表示煤粉均匀度。

4-3、影响煤粉经济细度的因素有哪些？答：煤粉的干燥无灰基挥发分、磨煤机和粗粉分离器性能、燃烧设备的类型、锅炉运行工况等。

4-4、直吹式制粉系统与中间仓储式制粉系统有何区别？答：直吹式制粉系统是将煤粉经磨煤机磨成煤粉后直接吹入炉膛燃烧，直吹式制粉系统简单、设备少、布置紧凑、钢材消耗量少、投资省、运行电耗较低。

中间仓储式制粉系统是将磨好的煤粉先储存在煤粉仓中，然后根据锅炉运行负荷的需要，从煤粉仓经给粉机送入炉膛燃烧。

适合配调节性能差的筒式球磨机。

中间仓储式制粉系统的可靠性较高、系统复杂、初投资大、钢材消耗量多、运行费用高、煤粉自燃爆炸可能性比直吹式制粉系统要大。

4-5、制粉系统的主要辅助设备有哪些？粗粉分离器和细粉分离器有何不同？答：给煤机、粗粉分离器、细粉分离器、给粉机、排粉风机等。

不同：粗粉分离器是将粗煤粉与细煤粉分离开。

细粉分离器是将煤粉与空气分离开。

5-1、影响燃烧化学反应速度的条件是什么？答：反应物浓度、温度、压力、是否有催化反应或连锁反应。

5-2、煤的燃烧过程分哪三种区域？各在什么条件下形成？主要影响因素是什么？答：动力燃烧区：＜1000℃，化学反应速度取决于燃烧温度和燃料的反应特性，提高温度是强化燃烧的有效措施。

扩散燃烧区：＞1400℃，化学反应速度取决于氧的扩散速度，改善扩散混合条件、增大气流速度、减小煤炭粒径可提高燃烧速度。

过渡燃烧区：1000 ℃~1400 ℃，介于两者之间。

主要影响因素是燃烧的温度和氧的扩散速度。

5-3、如何保证煤粉气流的稳定着火？煤粉完全燃烧的条件有哪些？答：组织强烈的煤粉气流与高温烟气混合，以保证供给足够的着火热，这是稳定着火过程的首要条件，提高一次风温，采用合适的一次风量和风速是减小着火热的有效措施，采用较细较均匀的煤粉和敷设卫燃是难燃煤稳定着火的常用方法。

完全燃烧的条件：有充足和合适的空气量、适当高的炉膛温度、空气和煤粉良好扰动和混合、在炉内足够的停留时间。

5-4、煤粉燃烧器的主要作用是什么？答：将携带煤粉的一次风和助燃的二次风送入炉膛，并组织一定的气流结构，使煤粉迅速稳定的着火，及时供应空气，使燃料和空气充分混合，达到煤粉在炉内迅速完全燃烧。

5-5、旋转射流有哪些主要特点？直流射流有哪些特性？答：旋转射流：（1）燃烧器出口形成内回流区（2）旋转效应衰减快、射程较短（3）旋转射流的扩展角较大直流射流：a. 直流射流的射程与喷口尺寸和射流初速有关；b. 射流周界面增大，卷吸能力增大，速度衰减越快，射程越短；c. 射流动量越大、喷口高宽比越小，射流刚性越大，越不容易偏转。

5-6、什么是锅炉燃烧的一次风、二次风、三次风？其作用是什么？一般布置在何处？什么是夹心风、周界风？答：一次风：将燃烧的大量煤粉送入炉膛的空气。

其作用是携带煤粉进入炉膛，提供燃料。

一般布置在燃烧器的中间，由风机提供。

二次风：直接通过燃烧器送入炉膛，补充煤粉燃烧时所需养料的热空气。

其作用是提供氧气，助燃，加强气流扰动。

一般布置在燃烧器下方。

三次风：单独送入炉膛燃烧的乏气，其作用是提高燃烧的经济性和避免污染环境。

一般布置在燃烧器上方。

夹心风：布置于一次风口中间的一股二次风。

周界风：布置于一次风口周围的一股二次风。

6-1、什么是锅炉的蒸发受热面？自然循环锅炉、控制循环锅炉各有哪些蒸发设备？答：锅炉中吸收火焰和烟气的热量使水转化为饱和蒸汽的受热面。

自然循环锅炉的蒸发设备：汽包（锅筒）、下降管、水冷壁、联箱（集箱）、连接管道等。

循环泵是控制循环锅炉的重要蒸发设备。

6-2、汽包的主要作用是什么？答：a、与受热面和管道连接。

汽包是锅炉内工质加热、蒸发、过热三个过程的连接中心，也是三个过程的分界点。

b、增加锅炉水位平衡能力和蓄热能力，在锅炉负荷变化时延缓汽压和汽包水位的变化速度。

c、汽水分离和改善蒸汽品质。

d、装设安全附件，保证锅炉运行安全。

6-3、水冷壁有哪三种类型？刚性梁的作用是什么？折焰角一般布置在锅炉什么部位？其作用是什么？答：光管水冷壁、销钉式水冷壁、膜式水冷壁。

刚性梁的作用：使锅炉炉墙能够承受炉膛爆燃产生的压力及炉内压力的波动，防止水冷壁和炉墙产生过大的结构变形和损坏。

折焰角：后墙水冷壁在炉膛出口处下侧全部向炉内弯曲而成折焰角。

折焰角作用：使炉内火焰分布更加均匀，完善了炉内高温烟气对炉膛出口受热面的冲刷程度，减少了炉膛上部的死滞区。

延长了锅炉的水平烟道，便于锅炉布置更多的高温对流受热面，满足了高参数大容量锅炉工质过热吸热比例提高的要求。

7-1、过热器和再热器的设计和布置时要特别注意什么问题？答：过热器设计和布置时，必须确保其受热面管子外壁温度低于钢材的抗腐蚀和氧化温度，并保证其高温持久强度。

7-2、为什么再热器系统管径要比过热器系统管径大？答：因为再热器蒸汽压力低，比热容小，其阻力对焓降影响较大，因此再热器流速不能太高，管径比过热器大。

7-3、过热器蒸汽和烟气的相对流动方式分，哪种传热效果最好？哪种管壁温度最高？答：可分为顺流、逆流、双逆流和混流，逆流传热效果最好，逆流管壁温度最高。

7-4、过（再）热器按传热方式分为哪几种型式？壁式过（再）热器属于哪一种？一般用作高温过（再）热器还是低温过（再）热器？答：再热器与过热器型式按传热方式分为对流式、辐射式、半辐射式三种。

壁式过（再）热器属于辐射式，一般用作低温过（再）热器。

7-5、什么是过热器的汽温特性？汽包锅炉中对流式过热器和辐射式过热器的汽温特性有何不同？答：汽温特性：过（再）热器出口汽温随锅炉负荷变化的关系特性。

对流过热器的汽温特性：锅炉负荷增大，（烟气流速增大，传热加强，吸热增加，）蒸汽出口温度增大。

辐射过热器的汽温特性：锅炉负荷增大，（炉膛温度增加不大，辐射换热量增加不多，跟不上蒸发量的增大幅度，）导致蒸汽出口温度减小。

7-6、影响热偏差的主要因素有哪些？答：a、热负荷不均系数：受热面积灰及结渣、炉内温度场及烟气速度场的不均匀等。

b、结构不均系数：燃烧器布置、烟气走廊、管子排列等。