锅炉原理备考1

1、第1章 绪论1、什么是锅炉的额定蒸发量、最大长期连续蒸发量、容量、额定压力、额定汽温？额定蒸发量 在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，保证热效率时所规定的蒸发量，单位t/h最大连续蒸发量（MCR） 在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料，长期连续运行所能达到的最大蒸发量，单位为t/h（或kg/s ）锅炉额定蒸汽参数 在规定负荷范围内长期连续运行应能保证的出口蒸汽参数额定蒸汽压力（对应规定的给水压力），单位Mpa ；额定蒸汽温度（对应额定蒸汽压力和额定给水温度），单位C。2、以一台电厂锅炉为例，简单画出并简述锅炉中汽水、燃料、空气、灰渣的基本工作流程。u 外部冷空气由送风机提高压头后

2、，送到空气预热器，成为热空气； 送入磨煤机的是干燥剂； 直接送到燃烧器喷口的助燃空气，叫二次风。u 外部冷空气由一次风机提高压头后，送到空气预热器，成为热空气； 送到一次风母管，分配到各一次风支管； 与煤粉混合器中的煤粉混合，输送煤粉到燃烧器，进入炉膛。u 给水进入省煤器，吸收烟气的热量，进入汽包;u 与分离器出水混合，进下降管，分配到每根水冷壁管;u 在水冷壁管中吸收火焰辐射热，形成汽水混合物;u 向上流动，由汽水导管引入汽包，进行汽水分离。u 分离出的饱和水与给水混合进入下降管。u 分离出的饱和蒸汽从汽包顶部引出，进入各级过热器 主要有包覆过热器、屏式过热器、对流过热器等。u 形成过热蒸汽

3、，被送到汽机高压缸。u 高压缸排汽被送到再热器，提高温度，再送到汽轮机的中低压缸u 在炉膛中，燃料燃烧不断放出热量，产生高温烟气。u 从炉膛流出、再进入水平烟道、垂直烟道、尾部烟道，并将热量传递给炉膛与烟道中布置的各种受热面，烟气的温度逐渐下降。u 最后经过除尘设备、脱硫设备、引风机，由烟囱排出到大气3、按水循环方式不同，锅炉可以分为哪几类，各有何特点？u 自然循环：有汽包，利用下降管和上升管中工质密度差产生工质循环。u 强制循环：有汽包和循环泵，利用循环泵压头循环。u 直流锅炉：无汽包，给水靠给水泵压头一次通过各受热面全变为蒸汽。u 复合循环锅炉：4、按燃烧方式不同，锅炉可以分为哪几类，各有

4、何特点？u 室燃炉u 层燃炉u 流化床锅炉5、锅炉本体主要由哪些主要部件组成?各有什么主要功能?u 锅：汽水系统 容纳汽水的空间。下降管、汽包、 水冷壁、联箱、过热器、再热器、省煤器(承高压)u 炉：燃烧系统 炉膛、燃烧器、烟道(非承高压)、空气预热器 u 钢架与平台楼梯 用于支承设备的重量及方便运行与检修 第2章 燃料及燃烧计算1、煤中所含的灰分、水分对锅炉运行有哪些不利影响？ 水分的影响: MarQ着火燃烬”lQ4积灰腐蚀 灰分的影响: AarQQ6Q4Q4积灰磨损结渣2、试述Vdaf、Sar及灰熔点对锅炉的工作有哪些影响. 硫分的影响: Sar tld 低温腐蚀 污染环境 煤粉仓自燃3、

5、灰渣熔融特性在锅炉设计和运行中有何意义？影响灰熔点的因素有哪些？ 影响灰的熔融性的主要因素 灰分成分的影响 煤灰中酸性氧化物使灰熔点提高；碱性氧化物使灰熔点降低 周围介质的影响 氧化性介质中，灰熔点较高；还原性介质中，灰熔点较低 ；弱还原性介质中 ，灰熔点很低。4、什么是折算成分，在锅炉运行中有何意义？折算成分 相对于每4190 kJ/kg收到基低位发热量的煤中所含的收到基水分、灰分和硫分，称为折算水分、折算灰分和折算硫分 5、推导换算系数Kadf-ar6、某种煤收到基含碳量为4。由于受外界条件的影响，其收到基水分由15减少到10，收到基灰分由25增加到35，试求其水分和灰分变化后的收到基含碳

6、量（要求先推导换算公式，后计算）。7、已知甲种煤的Qnet，ar=29166kJ/kg,Aar18；乙种煤的Qnet，ar =18788kJ/kg Aar15 。如果锅炉效率、负荷等条件相同，试问用哪一种燃料锅炉出灰量大？8、已知某锅炉燃用煤的元素分析成分如下： Car=58.14% Har3.86 Oar8.09 Nar=0.62% Sar0.22 Aar20.07 Mar =9% Mad =1% 试求：1、该燃料的空气干燥基和干燥基成分。2、判断属何种煤。3、按发电煤粉锅炉用煤标准划分属哪类。9、试比较煤的收到基水分Mar和空气干燥基水分Mad的区别，并推导Mar、Mad、外在水分Mf、内

7、在水分Minh之间的关系式。10、已知煤的分析数据如下：Car=57.87% Har3.90 Oar5.70 Nar=1.13% Sar0.72 Aar14.01Mar =16.67% V daf =18.0% Qnet，ar=22600kJ/kg 试计算：（1）理论空气量V0；（2）实际空气量Vk；（=1.2）（3）完全燃烧时的烟气体积Vy 、Vgy 、VH2O ；（4）完全燃烧时形成的烟气在1200时的焓。第3章 锅炉机组热平衡1、什么是q4，影响q4的因素有哪些？计算它至少需要测试哪些项目？在运行中可以采取哪些措施减小它？ 机械(固体)未完全燃烧热损失 q4锅炉主要热损之一，取失决于燃料

8、种类、燃烧方式、炉膛型式与结构、燃烧器设计与布置、锅炉运行工况 Vdaf小；（Mar、Aar ）大，q4 大； R90大， q4 大； 过大或过小，q4 大 煤粉在炉膛停留时间过小， q4 大 燃料特性对q4的影响 灰分含量高和灰分熔点低的煤，固态可燃物被灰包裹，难以燃尽，灰渣损失大。 层燃时燃用挥发物低而焦结性强的煤：燃烧过程主要集中在炉排上，燃烧层温度高，较易形成熔渣，阻碍通风，增加灰渣损失。 层燃时燃用水分低，焦结性弱而细末又多的煤时：特别是在提高燃烧强度而增强通风的情况下，飞灰损失就增加。 2燃烧方式对q4的影响： 煤粉炉没有漏煤损失，但飞灰损失比层燃炉大 沸腾炉在燃用石煤或煤矸石时，

9、飞灰损失大炉子结构对q4的影响 煤粉炉炉膛的高低 燃烧器布置的位置 4锅炉运行工况对q4的影响 负荷增加，炉膛的气流速度增加，q4加大。 煤粉细度及配风。 过量空气系数:如太低，q4会增加。 测定数据在锅炉正常运行工况下，定时收集：Ghz、Gfh、Glm（kg/h）2、什么是q2，影响q2的因素有哪些？计算它至少需要测试哪些项目？在运行中可以采取哪些措施减小它？排烟热损失q2：是指由排烟所带走的热量损失，烟气离开锅炉排入大气时，其温度比进入锅炉的空气温度高很多。 影响因素： 影响排烟热损失的主要因素是排烟温度和排烟容积受热面积灰、结渣等会使传热减弱，促使排烟温度升高，因此在运行中应及时吹灰打渣

10、，经常保持受热面的清洁；炉膛及烟道漏风，会增大排烟容积，炉膛下部漏风还有可能使排烟温度升高。因此，应尽量减少炉膛及烟道的漏风，也是降低排烟热损失的重要措施之一。3、分别论述在炉膛、烟道前部、烟道尾部、及制粉系统中，漏风对锅炉运行有哪些影响？4、锅炉燃料消耗量和计算燃料消耗量有何不同？各在什么情况下使用？燃料消耗量是指单位时间内锅炉所消耗的燃料量，由于有机械不完全燃烧热损失q4存在，1kg入炉煤实际上只有（1）kg参加燃烧反应。通常把扣除机械不完全燃烧热损失后的燃料消耗量称计算燃料消耗量。在作燃料量预算、计算输煤系统及制粉系统的出力、计算发电煤耗时，用实际燃料消耗量。在计算燃料的发热量、燃烧所需

11、空气量、生成烟气容积及炉内传热计算时，用计算燃料消耗量。5、已知某台锅炉每小时的实际燃煤量为600 t/h，其发热量Qnet，ar =15535 kJ/kg，试求该台锅炉每小时标准燃煤量。8、大型电站锅炉常用什么方法求热效率，为什么？现代大型电站锅炉一般采用反平衡法求热效率，因为采用反平衡法有利于发现影响热效率低的原因，有利于分析和研究并找出降低热损失或提高热效率的途径，另外，大容量锅炉的燃料消耗量难以准确测定，采用正平衡法求热效率也比较困难。所以电站锅炉一般用反平衡法求热效率。第4章 煤粉制备系统及设备1、什么是乏气再循环，有什么作用？2、制粉系统使用冷风过多对锅炉运行有什么影响？3、制粉系

12、统分为几类，各有何特点？ 分类： 中间储仓式：将磨好的煤粉先储存在煤粉仓中，再按锅炉运行负荷的需要，从煤粉仓中经给粉机送入炉膛燃烧 直吹式：磨煤机中磨好的煤粉直接吹送到炉膛燃烧4、什么是冷、热一次风机系统，各有何特点？在正压直吹制粉系统中，排粉机装在空气预热器后，抽取热空气送进磨煤机的系统，称热一次风机系统，即为热一次风机。一次风机装在空气预热器之前，抽取冷空气经预热器后送进磨煤机的系统，称冷一次风机系统。目前，一些大容量锅炉，由于采用三分仓式回转空气预热器，为应用冷一次风机系统创造了条件。采用热一次风机时，由于空气容积流量大，风机叶轮直径及出口宽度均需增大，风机耗钢量增加；由于工质温度高，风

13、机效率下降，耗电量增大；并使风机轴承及密封部位工作条件变差。冷一次风机可兼作制粉系统的密封风机，而热一次风机系统需装设专用密封风机。另外，热一次风机的热风温度要受限制，从而限制了制粉系统的干燥能力，不适应高水分煤。而冷一次风机系统则无这种限制。5、筒式钢球磨煤机和中速磨煤机各有何特点，适于在什么情况下采用？P61、P68第5章 煤粉燃烧理论与设备1、四角布置的直流燃烧器的调节措施有哪些？ 切圆燃烧方式直流燃烧器的布置 炉膛四角或接近四角布置，四个角燃烧器出口气流的轴线与炉膛中心的一个或两个假想圆相切，使气流在炉内强烈旋转。2、燃用低质煤时，在锅炉设计中可采用哪些措施强化着火，稳定燃烧？3、煤粉

14、炉中一次风、二次风、三次风的作用是什么 ? 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 二次风 待煤粉气流着火后再送入的空气。二次风补充煤粉继续燃烧所需要的空气，并起气流的扰动和混合的作用 三次风 对中间储仓式热风送粉系统，为充分利用细粉分离器排出的含有10%15%细粉的乏气，由单独的喷口送入炉膛燃烧，这股乏气称为三次风4、什么是均等配风与分级配风，各有何特点，各在什么情况下采用？均等配风燃烧器: 一、二次风喷口相间布置，即在二个一次风喷口之间(或一次风喷口侧部-侧二次风)均等布置一个或二个二次风喷口，各二次风喷口的风量分配较均匀分级配风燃烧器：一次风喷口相

15、对集中布置，并靠近燃烧器的下部，二次风喷口则分层布置，一、二次风喷口间保持较大的距离，燃烧所需要的二次风分阶段送入燃烧的煤粉气流中，强化气流的后期混合，促使燃料燃烧与燃尽。5、什么是炉膛的热强度（容积、截面、燃烧器区域壁面），有何意义？6、简述影响一次风煤粉气流偏斜的原因及对锅炉运行的影响？第6章 蒸发设备1、结渣的基本条件是什么,它与哪因素有关?积灰与结渣有何不同?在锅炉设计与运行中如何减轻结渣？水冷壁管外烟气温度最高，易发生结渣、高温腐蚀及水动力异常。 结渣的产生液态的软化的渣粒在凝固之前冲刷水冷壁或炉墙形成，结渣自动加剧。 选择适当的炉膛热强度及切圆直径；避免炉内温度过高 组织良好的空气

16、动力场，避免火焰偏斜、贴壁冲墙；炉内局部温度过高 保持适当的过剩空气量，过剩空气量大，炉膛出口温升高；过剩空气量太小，燃烧不完全，造成还原性气氛使灰熔点温度降低，促进炉内结渣。 避免锅炉超负荷运行 采用适当的煤粉细度，提高煤粉的均匀度 加强运行监视，及时吹灰、清渣。 第7章 过热器和再热器1、什么是过热器的热偏差?哪些因素会导致热偏差?锅炉设计和运行时如何减小或消除热偏差?烟气侧热力不均（吸热不均）工质侧水力不均（流量不均） 运行中确保燃烧稳定；烟气均匀充满炉膛；适时投入吹灰器减少积灰和结渣，沿炉膛宽度方向速度场和温度场尽量均匀 受热面各级之间通过中间联箱进行混合；联箱连接管左右交叉，避免前一

17、级的热偏差延续到下一级而造成各级受热面热偏差的迭加 采用流量分配均匀的U形或多管连接方式采用各种定距装置，保证受热面节距，防止在运行中的摆动，有效地消除管、屏间的“烟气走廊” 根据管圈所处的热负荷采用不同的管径和不同壁厚的蛇形管管圈，均匀各管流量,短接等。2、某锅炉采用烟气再循环调节再热汽温,制定了三个方案,即再循环烟气分别从炉底、燃烧器附近区域及炉膛出口附近送入炉内,试定性分析其对再热汽温的影响,并从中选出最佳方案。3、试述影响过热与再热汽温的因素分别有哪些？4、试述调节过热汽温的主要手段与辅助手段分别有哪些？5、试述调节再热汽温的主要手段与辅助手段分别有哪些？6、什么是汽温特性？有哪几类？

18、7、某电厂一台高压煤粉锅炉,运行中发现过热器汽温偏低,试分析可能的原因并提出在运行调整与锅炉改造中可以采用哪些技术措施提高汽温。第8章 省煤器和空气预热器1、什么是烟气酸露点及低温腐蚀？什么地方、什么情况下容易发生低温腐蚀？试述防止低温腐蚀防止的措施。 烟气酸露点tld 主要取决于燃料Szs与Azs，前者显著提高tld；后者可减低tld 低温腐蚀 由于金属壁温低于酸露点，烟气中硫酸蒸汽凝结对壁面产生的腐蚀。酸露点越高，腐蚀的范围就越大 易发部位 多发生在空预器冷段。在启、停、低负荷、高硫煤时更严重。2、什么是烟气走廊？旋风分离器后部安装有过热器、省煤器等，管排与护板之间砌炉墙或浇筑耐火混凝土，

19、管排与炉墙之间的间隙要严格控制。间隙过小影响受热面的正常膨胀，间隙过大会形成“烟气走廊”。“烟气走廊”内烟气流速比平均流速大34倍在“烟气走廊”，磨损量比正常磨损量增大几十倍。省煤器区域管排密布，烟气流速较高，因此，消除“烟气走廊”是减小省煤器管排磨损的十分关键的环节。3、锅炉受热面一般什么地方容易发生严重磨损，如何减轻与防止？ 磨损严重部位 倒U型锅炉尾部烟道靠近后墙部分省煤器蛇形管 合理选择烟气流速 减少烟气中飞灰浓度与烟速分布不均匀系数 降低煤粉细度R90 采用膜式或肋片式省煤器 磨损严重部位加装防磨装置，如防磨板a），阻流板b），护瓦c）、d），防磨条e）等4、简述回转式空气预热器工作

20、的基本原理。回转式空气预热器中烟气和空气逆向交替地通过同一蓄热板受热面，完成热量的交换。若被加热的空气需要不同温度，则采用三分仓回转式空气预热器。此时，空气流通区分为一次空气和二次空气两个通道。 第9章 自然循环原理及计算1、什么是运动压头，有效压头，循环流速，循环倍率。 运动压头S y d 下降管与上升管中工质柱重差，维持回路自然循环的动力，用以克服下降管与上升管中工质的流动阻力 有效压头S y x 在数值上等于下降管的阻力 循环倍率K 循环回路中水流量G与回路中产生的蒸汽量D之比，即1kg水全部变成蒸汽需在回路中循环多少次 循环倍率K 衡量锅炉水循环可靠性的指标之一 K过大（x 过小) ，

21、运动压头太小，可能出现循环停滞等水循环故障； K过小（x 过大），将失去自补偿能力，造成管壁超温 2、什么是自然循环的自补偿能力？ 自补偿能力 随锅炉热负荷Q(质量含汽率x)的增加，循环回路水流量G(循环水流速w0 )相应增大的能力3、什么是循环停滞、倒流、自由水位？有何危害？ 上升管引入汽包水空间 当受热弱的管中水流量等于蒸发量，即G=D时，将出现循环停滞现象 上升管引入汽包汽空间 发生循环停滞时管中工质无法到达上升管的最高点，出现自由水面。自由水面以下区域，产生少量蒸汽，以上的区域为缓慢流动的蒸汽 上升管引入汽包水空间 当管组压差p 小于受热弱管子液柱重 Hrsg 时，受热弱的管中的水就自

22、上往下流，称为倒流。循环停滞 汽泡通过基本静止的水面上浮，管子弯头处蒸汽积累，出现自由水面时，水面以上管壁与蒸汽接触，均使冷却能力下降，管子易超温爆管；自由水面上下波动，还会引起疲劳破坏 倒流 当水的倒流速度与汽泡上浮速度相等，即汽泡处于上、下波动状态而形成蒸汽塞时，管子超温。4、什么是两类传热恶化，试述其防止措施？第一类传热恶化（膜态沸腾） 热负荷很高，管内壁汽化核心急剧增加，形成连续的汽膜，对流放热系数2 急剧下降，管壁得不到液体冷却超温破坏，特性参数为临界热负荷第二类传热恶化（蒸干） 热负荷比前者低、但含汽率很高时（出现液雾状），汽流将水膜撕破或因蒸发使水膜部分或全部消失，管壁直接与蒸汽

23、接触而得不到液体的足够冷却，对流放热系数2 急剧下降，金属壁温tb 急剧增加，特性参数是工质的临界含汽率。防止措施主要有：加装内螺纹管、采用高而适宜的质量流速、循环倍率大于界限循环倍率、减少炉内热偏差等 5、在锅炉设计与运行中，可以采用哪些措施以提高自然循环提高水循环的安全性？减小并联管子吸热不均 保持炉内温度场均匀 降低汽水导管和下降管中的流动阻力，提高循环流速和循环倍率 水冷壁管采用适当的管径 避免下降管带汽或自汽化 使流体在管内产生旋转流动或破坏汽膜边界层，避免传热恶化第10章 蒸汽净化及水质工况1、什么是机械携带，影响因素有哪些，如何减少？机械携带 饱和蒸汽携带含盐浓度较大的锅水水滴

24、机械携带量的多少取决于蒸汽的带水量及锅水含盐浓度。前者以蒸汽湿度表示，即蒸汽含水量占湿蒸汽重量的百分比 影响蒸汽带水的主要因素为锅炉负荷、锅炉工作压力、汽包蒸汽空间高度、锅水含盐量及汽包内部装置等 2、什么是溶解性携带，影响因素有哪些，如何减少？由于饱和蒸汽溶盐使蒸汽污染的的现象称为蒸汽的溶解性携带，影响因素：其溶解盐量与压力和炉水的含盐量有关提高蒸汽清洗质量3、什么是排污，如何确定排污量？ 连续排污 连续不断地从汽包中排出因水蒸发含盐量不断增大的部分锅水，代之以比较纯净的给水，以获得符合品质要求（含盐量和碱度保持在规定值内）的蒸汽连续排污应从锅水含盐量最大的部位（通常是汽包水容积靠近蒸发面处

25、）引出 定期排污 用以排除水中的沉渣、铁锈，以防这些杂质在水冷壁管中结垢和堵塞 定期排污应从循环回路的最低位置，即沉淀物积聚最多的地方（如水冷壁下部联箱或大直径下降管底部）引出，间断进行u 锅炉盐平衡 进入蒸发系统的盐的质量=离开蒸发系统的盐的质量u 锅炉盐平衡方程 DgsSgs=DSq+DpwSpwu 排污率 p=(Dpw/D)100 % p=(Sgs-Sq)/(Sls-Sgs) p (Sgs/(Sls-Sgs) ) 100%第11章 控制流动锅炉1、控制流动锅炉主要分哪几类，各有何特点？控制循环汽包锅炉和低倍率循环锅炉。控制循环锅炉：有汽包，循环回路下降管系统增设循环泵，工质流动的动力为循

26、环泵的压头和工质重位差。（1）可采用小直径水冷壁，水冷壁可自由布置；（2）采用体积较小的高效分离器，可减小汽包直径；（3）工质质量流速较高，循环倍率较自然循环小，一般为35；循环稳定，不易出现循环异常，但可能出现流动不稳定、脉动；（4）工质强制流动，可使各承压部件均匀受热或冷却，缩短锅炉启停时间低倍率循环锅炉：（1）循环倍率K=1.5，循环水量少。（2）水冷壁中工质流量与锅炉负荷的关系（3）没有大直径的汽包，只有置于炉外的汽水分离器，循环倍率低。（4）适用于亚临界压力锅炉2、什么是直蒸发受热面中水动力多值性，影响直流锅炉水平蒸发受热面中水动力多值性的主要因素又哪些？减轻水动力不稳定性的措施有那

27、些？当蒸发受热面进出联箱两端压差一定的条件下，管内可能出现多种不同的流量，即水动力特性出现多值性，这样的流动特性就是不稳定的。影响因素工质进口欠焓压力热负荷热水段阻力解决办法减少蒸发受热面（水冷壁）入口欠焓 提高蒸发受热面的压力 水冷壁入口处装节流圈 提高水冷壁入口的质量流速第12章 锅炉热力计算及其设计布置1、简述对流受热面热力计算的基本方法。（1）假定出口烟温，烟气侧热平衡，求Q。（2）工质侧热平衡,求工质另一未知温度。（3）假设的检验。2、试述炉膛热力计算的基本方法与基本方程的含义。基本方法:(1)将炉膛内燃烧与传热过程分开考虑(2)炉膛内换热以辐射换热方式进行(3)炉内温度看作均匀，火

28、焰辐射按平均火焰温度计算，(4)炉膛受热面及火焰面均按灰体处理。基本方程的含义（1）高温烟气与辐射受热面间的辐射换热方程（2）高温烟气在炉内放热的热平衡方程BjQ1= Bj(Q1- h)= Bj (Ta-T)= (2-2) Q1=Qr+Qk (2-3) Qk=(1-zf)h +(1+zf)h (2-4)Bj计算燃料消耗量，kg/s；Q1以1kg燃料为基准的炉内有效放热量，包括燃烧用空气带入炉膛的热量，按(2-3)式计算；0波尔兹曼常数，0=5.6710-11kW/(m2K4)；a1炉膛黑度；炉内辐射受热面热的有效系数；F1炉膛辐射换热面积，m2;考虑炉膛散热损失的保热系数；h炉膛出口烟气的焓，kJ/kg;T1炉膛内介质的平均温度，K；Vcp燃烧产物的平均比热容，按式（2-2）计算；Ta燃烧产物的理论燃烧温度，K；T炉膛出口烟气温度，K；Qr1kg燃料带入锅炉机组的热量，kJ/kg;Qk空气带入炉内的热量按（2-4式计算）；炉膛出口处过量空气系数；1、zf炉膛和制粉系统的漏风系数，由表2-1查取；h、h理论热空气的焓和理论冷空气的焓,kJ/kg。(3)炉膛换热基本方程= Bj (Ta-T)3、试述对流受热面热力计算三个基本方程的含义。4、提高锅炉热效率时，为什么不能把排烟温度降得很低？降低排烟温度