锅炉技术知识题库4

火电站锅炉工作原理与基本构成知识问答题库41、什么是循环停滞与倒流？原因是什么？有何危害？循环流速趋近于零，进入上升管的水量等于其出口蒸汽量的现象，称循环停滞；循环流速成为负值，即上升管中工质自上而下流动的现象，称循环倒流。

产生循环停滞与倒流的基本原因是：一个循环回路由许多管子并联组成，有共同的下降管及共同的运动压头，各上升管吸热情况不一样，某一管子受热弱，产生汽泡量少，其重位压头大。

若重位压头接近于循环回路的公共运动压头时，就会出现循环停滞；若重位压头大于公共压头或相邻的管子受热很强，循环流速高，对受热弱的管子具有抽吸作用，都会造成循环倒流。

运行中热偏差严重，对于受热弱的管子，阻力大的管子，在负荷变化快使汽压变化速度大时，或在负荷太低时，都有可能引起循环停滞。

循环停滞与倒流的主要危害是：（1）工质不流动，传热效果差，可能引起管壁超温。

（2）当上升管出现上段是汽、下段是水的“自由水面”或“汽塞”时，汽水分界面处会产生温差应力，分界面位置又是不稳定的，会出现交变应力而造成疲劳破坏。

2、为保证水循环安全可靠，运行中应注意哪些问题？水循环是否安全可靠，除与蒸发受热面结构是否合理有关外，运行中还应注意以下一些问题：（1）维持正确的火焰中心位置，以减小热偏差。

（2）控制负荷变化速度在允许范围内。

负荷突变，引起汽压也突变。

如汽压突然升高，上升管产汽量减少，重位压头增大；汽压突然下降，汽包及下降管中的水会自行汽化，影响对循环回路的正常供水，这些都对水循环不利。

（3）不宜长期低负荷运行。

负荷低时循环流速低，炉内热偏差更加明显，部分管子可能出现循环停滞。

（4）定期排污时，排污门不宜开得过大，排污时间不宜过长，否则，易使排污管附近的上升管出现循环停滞或循环倒流现象。

3、电厂锅炉水冷壁为什么要分许多组？现代电厂锅炉炉膛四周都布满水冷壁，且每侧墙又分成若干组（管屏）并联。

其主要原因是：现代电厂锅炉炉膛宽度、深度尺寸都较大，炉内温度分布很难均匀，热负荷差异较大。

水冷壁做成较窄的管屏后，每组并联管数较少（一般为30根左右），这样同一循环回路的管子吸热情况比较一致，即热偏差较小，对保证水循环安全有利。

现在电厂锅炉每侧墙分为3—5个循环回路，容量大时循环回路数更多。

另外，从结构上考虑，做成较窄的管屏，便于组合安装，也便于解决水冷壁的横向膨胀及密封问题。

4、为什么电厂锅炉水冷壁在炉膛四角要小装几根管子，构成近似八角形的断面？在横截面为矩形的炉膛中，处于炉膛四角的管子受热最差，与中间的管子相比有较大的热偏差，有可能出现循环停滞或倒流。

为此，现在多将炉角上几根管子切去不装，使炉膛断面构成相当于八角形，这样，改善了炉角的吸热情况，保证水循环的安全可靠。

5、什么是下降管工作失常？有何危害？原因是什么？下降管的水中含有蒸汽，影响水循环安全，称为下降管工作失常。

其主要危害是：（1）下降管中有蒸汽，下降管重位压头降低，使水循环运动压头减小；水中汽泡有向上浮动的趋势，增大下降管的流动阻力，对水循环不利。

（2）下降管的汽泡若被带入下联箱，会影响各上升管工质分配的均匀性。

引起下降管含汽的主要原因有以下几点：（1）下降管入口水流动阻力大，或运行中汽包水位低，引起下降管入口的自行汽化。

（2）下降管入口产生旋涡斗，将蒸汽抽入下降管。

（3）汽水混合物引入汽包的管口距离下降管入口太近，蒸汽被直接带入。

（4）汽水分离装置不严密，或负荷过高，蒸汽进入汽包水空间，而被带入下降管。

（5）个别电厂锅炉的下降管受热而出现汽化。

6、下降管入口为什么会自行汽化？如何防止？汽包中的水是接近静止的，水以一定流速进入下降管时，要消耗一部分能量，即一部分静压要转变为动压头，同时还需克服下降管入口的局部阻力，这些都靠汽包水位静压来完成。

如果汽包水位低，其静压小于上述两项阻力时，入口静压小于水面静压，下降管入口将出现自行汽化，影响下降管正常供水。

为了防止下降管入口自行汽化，运行中要防止水位过低；要控制下降管入口水速不要太高，这就要求有足够的下降管断面积。

7、下降管入口旋涡斗带汽是如何形成的？如何防止？汽包中的水是从不同方向、不完全一致的流速进入下降管的，在入口处形成旋转涡流，旋涡中心压力低，成漏斗状，若旋转强烈、水位又低时，旋涡斗斗底伸入下降管管口，部分蒸汽会被带入下降管内。

汽包水位低、下降管入口流速高或下降管直径大，均易形成旋涡斗。

为防止下降管入口形成旋涡斗，要求汽包水位就不小于下降管内径的4倍；下降管入口流速应小于3m/s；要设法破坏入口旋转涡流的形成，如在下降管入口装设格栅板，采用集中大直径下降管时在入口装设十字隔板。

8、什么是汽水分层？有何危害？如何防止？汽水混合物在水平或倾角较小的管内流动，当流速较低时，水在下部、汽在上部分层流动的现象称为汽水分层。

出现汽、水分层时，由于汽与水对流换热系数不同，使壁温上部高于下部，在分界面处形成温差应力，且由于分界面的波动，出现交变的温差应力。

同时，由于管子上部的蒸干现象，会引起结垢。

防止出现汽水分层的基本方法是：避免采用水平或倾角小于15°的蒸发管；如果结构上不能满足上述要求，如顶棚管、油炉炉底管、水平围绕管圈式直流电厂锅炉的蒸发管，则应保证管内工质有足够高的质量流速，并要适当限制其热负荷。

9、直流电厂锅炉有何优缺点？直流电厂锅炉与自然循环电厂锅炉相比主要优点是：（1）原则上它可适用于任何压力，但从水动力稳定性考虑，一般在高压以上（更多是超高压以上）才采用。

（2）节省钢材。

它没有汽包、并可采用小直径蒸发管，使钢材消耗量明显下降。

（3）电厂锅炉启、停时间短。

它没有厚壁的汽包，在启、停时，需要加热、冷却的时间短，从而缩短了启、停时间。

（4）制造、运输、安装方便。

（5）受热面布置灵活。

工质在管内强制流动，受热面可从有利于传热及适合炉膛形状而灵活布置。

直流电厂锅炉的缺点及存在的问题是：（1）给水品质要求高。

锅水在蒸发受热面要全部蒸发，没有排污，水中若有杂质要沉积于蒸发管内，或随蒸汽带入过热器与汽轮机。

（2）要求有较高的自动调节水平。

直流电厂锅炉运行时，一旦有扰动因素，参数变化比较快，需配备自动化高的控制系统，才能维持稳定的运行参数。

（3）自用能量大。

工质在受热面中的流动，全靠给水泵压头，故给水泵的能耗高。

（4）启动操作较复杂，且伴有工质与热量的损失。

（5）水冷壁工作条件较差。

水冷壁出口工质全部汽化或微过热，沸腾换热恶化不可避免，且没有自补偿特性。

必须采取一定措施予以防止。

10、强制多次循环电厂锅炉有何特点？强制多次循环电厂锅炉与自然循环电厂锅炉在结构上大体相同，统称汽包电厂锅炉。

其主要特点是：（1）蒸发受热面中工质的流动，主要依靠锅水循环泵压头，水循环安全可靠。

（2）蒸发受热面的布置，可多从有利于传热及减少钢材消耗考虑，因其运动压头较大。

（3）循环倍率小，循环水量少，并可采用效率高、尺寸小、阻力稍大的汽水分离装置，使汽包尺寸可减小。

（4）启动速度较自然循环电厂锅炉快，主要是一开始就有水循环，汽包壁温差也较小所致。

（5）运行是对汽包水位控制要求不太严，汽包水位较低也能保证水循环安全。

（6）锅水循环泵耗能量较大，约占总功率的0.1%—0.3%，且在高温高压下工作，增加了不安全因素。

11、强制多次循环电厂锅炉循环倍率大小的利弊如何？强制多次循环电厂锅炉，由于水循环安全可靠，循环倍率K较自然循环电厂锅炉小，一般为3—5。

目前，我国应用的强制多次循环电厂锅炉有两种，一种的K等于4左右，一种的K等于2左右。

采用较高的循环倍率，上升管出口含汽率不太高，不会出现沸腾换热恶化，水冷壁冷却条件较好，但循环水量大，循环泵的能耗大，运行费用高。

采用较低的循环倍率（如K等于2），上升管出口含汽率高，会出现沸腾换热恶化，水冷壁冷却条件差。

为解决这一问题，水冷壁需采用内螺纹管，使电厂锅炉造价升高。

但由于循环水量小，循环泵能耗小，运行费用低。

根据技术经济比较结果，采用较小循环倍率的电厂锅炉，其造价的升高部分可由其运行费用的降低部分在不太长的时间内予以回收，故认为合算的。

12、电厂锅炉汽包是怎样膨胀的？电厂锅炉汽包内是饱和状态的工质，壁温与对应压力下饱和温度相近，高压以上电厂锅炉的汽包壁温均在300℃以上，加以大容量电厂锅炉汽包长度较长，故有较大尺寸的纵向膨胀伸长。

同时，汽包两侧连大量管道，这些管道的膨胀伸长，不一定能相互抵消，使汽包会有一定的横向位移。

电厂锅炉在汽包的支撑结构上，必须保证它能自由膨胀。

解决汽包膨胀位移的方法，与汽包的支吊方法有关：汽包采用支承式结构时，是将汽包以活动支座支承于钢架上，支座下的活动滚柱保证汽包的纵向膨胀，下排小滚柱可保证汽包的横向位移。

汽包采用悬吊式结构时，是通过链片式悬吊装置将汽包悬挂于钢架顶梁上。

悬吊装置的接头为活动接点，上端的螺母垫圈接触面都是弧形表面。

这样，就保证了汽包的纵向及横向的自由位移。

13、水冷壁下部的水封槽起什么作用？水封槽的作用是保持炉膛下部动静结合处的严密性，防止空气漏入水冷壁是悬吊于炉顶的，它的长度将随着温度的变化而热胀冷缩。

位于它下部的灰渣斗是固定的，灰渣斗与水冷壁下联箱的相对位置将是变化的。

运行时要求它们之间有保证水冷壁向下膨胀的间隙，又保证冷风不得从间隙处漏入。

水封槽装在灰渣斗项部，水冷壁下联箱下部沿长度装有钢板，并插入水封槽的水中。

钢板随下联箱上下位移，但始终不会离开水面，这就一方面保证了水冷壁的胀缩自由，又保证了胀缩过程中的良好密封。

14、电厂锅炉对蒸汽品质有何要求？所谓蒸汽品质是指蒸汽的纯洁程度。

通常用单位质量蒸汽中所含杂质的总量来表示。

蒸汽中的杂质为各种盐、碱及氧化物，其主要部分是盐类，故常把蒸汽对杂质的携带称为蒸汽带盐。

蒸汽含盐量越多，蒸汽品质越差。

15、蒸汽品质不良对电厂锅炉、汽轮机有何危害？蒸汽品质不良的主要危害是：（1）饱和蒸汽含有盐分，在过热器加热后会沉积在管壁上形成盐垢，使传热热阻增大；同时，盐垢使管子流通截面积减小，阻力增大，流量下降，使管子冷却条件变差，壁温升高，严重时会造成管壁过热爆管。

（2）过热蒸汽在汽轮机膨胀做功后，压力下降，容盐能力下降，原来深于蒸汽中的盐分会在喷嘴、叶片等通流部分沉积下来，使汽轮机效率、出力下降，轴向推力增大，不均匀的结垢还会破坏转子动平衡。

盐分在阀门处沉积，还会影响阀门的严密性及动作的灵活性。

由上述可知，蒸汽品质不良，对电厂锅炉、汽轮机的经济性、安全性均有不利影响。

16、造成蒸汽品质不良的基本原因是什么？电厂锅炉的盐分主要来源于给水，而盐分是如何进入蒸汽中去的呢？主要有如下两种途径：（1）饱和蒸汽带水在汽包电厂锅炉中锅水不断蒸发，含盐浓度增高，饱和蒸汽由汽包携带出这种水滴，就使蒸汽带有盐分，蒸汽的这种带盐称机械携带。