锅炉及锅炉房设备部分课后答案

1、第一章3 锅炉是怎样工作的？大致可归纳为几个工作过程？答：1、锅炉由汽锅和炉子两部分组成。燃料在炉子里燃烧，将它的化学能转化为热能，高温的燃烧产物烟气，则通过汽锅受热面把热量传递给汽锅中温度较低的水，水被加热或进而沸腾汽化，产生蒸汽，从而向外界提供热量。 2、可概括为三个过程：燃料燃烧过程、烟气向水（汽等工质）的传热过程、水的受热和汽化过程7受热面蒸发率、受热面发热率、锅炉的热效率、煤气比、煤水比、锅炉的金属耗率、锅炉的耗电率中哪几个指标用以衡量锅炉的总的经济性？为什么？答：1.锅炉的热效率、金属耗率、耗电率可以衡量锅炉总的经济性。 2.锅炉热效率是指锅炉每小时的有效利用于生产热水或蒸汽的热量

2、占输入锅炉全部热量的百分数；金属耗率是指相应于锅炉每吨蒸发量所耗用的金属材料的重量；耗电率是指产生一吨蒸汽耗用电的度数。热效率高的同时，也要求金属材料耗量少，运行时耗电量少，结合这三方面因素，来衡量锅炉的经济性。8.工业锅炉和电站锅炉的型号是怎么表示的？各组字码代表什么意思？答：工业锅炉型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连，如下所示：工业锅炉型号：由三部分组成，第一部 三段分别表示炉型代号、燃烧设备代号和额定蒸发量，第二部 二段分别表示额定蒸汽压力和过热蒸汽温度（蒸汽锅炉）或三段额定出水压力，热水锅炉额定出水温度，热水锅炉额定进水温度。（热水锅炉），第三部分 表示燃料种类代号。电站锅炉型号

3、：由三部分组成，第一部分 表示制造厂代号，第二部分 表示锅炉参数，第三部分 表示设计燃料代号和设计次序。第二章1. 已知煤的空气干燥基成分：Cad=60.5% ，Had=4.2%，Sad=0.8%，Aad=25.5%，Mad=2.1%和风干水分=3.5%，试计算上述各种成分的收到基含量。（Car=58.38%，Har=4.05%，Sar=0.77%，Aar=24.61%，Mar=5.53%)解：2. 已知煤的空气干燥基成分：Cad=68.6%，Had=3.66%，Sad=4.84%，Oad=3.22%，Nad=0.83%，Aad=17.35%，Mad=1.5%，Vad=8.75%，空气干燥基发

4、热量Qnet，ad=27528 KJ/kg和收到基水分Mar=2.67%，煤的焦渣特性为3类，求煤的收到基其他成分、干燥无灰基挥发物及收到基低位发热量，并用门捷列夫经验公式进行校核。答：由空气干燥基换算到收到基系数Kd=0.988则煤的收到基成分为： Car=Cad*Kd=68.6%*0.988=67.79% Har=Had*Kd=3.66%*0.988=3.62% Sar=Sad*Kd=4.84%*0.988=4.78% Oar=Oad*Kd=3.22%*0.988=3.18% Nar=Nad*Kd=0.83%*0.988=0.82% Aar=Aad*Kd=17.35%*0.988=17.1

5、4%由空气干燥基换算为干燥无灰基系数Kf=1.232 所以Vdaf=Kf*Vad=8.75%*1.232=10.78%空气干燥基发热量换算为收到基热量公式为：Qnet,ar=(Qnet,ad+25Mad)*-25Mar=（27528+25*1.5）*-25*2.67=27171.3 KJ/kg门捷列夫经验公式校核： Qnet,ar=339Car+1030Har-109(Oar-Sar)-25Mar =339*67.7+1030*3.62-109*(3.18-4.28)-25*2.67 =26786 KJ/kg4.某工厂储存有收到基水分及收到基低位发热量 的煤100t，由于存放时间较长，收到基水

6、分减少到，问这100t煤的质量变为多少？煤的收到基低位发热量将变为多大？ 解：收到基水分减少，但其他成分的质量不变，因此有： 算出 收到基低位发热量与各组分的关系式为： 亦可由除水分外其他收到基质量不变得出： 设 将上式带入收到基水分减少后煤的收到基低位发热量计算公式后得到： 算出7，一台4t/h的链条炉，运行中用奥氏烟气分析仪测得炉膛出口处RO2=13.8%，O2=5.9%，CO=0；省煤器出口处RO2=10.0%，O2=9.8%，CO=0。如燃料特性系数=0.1，试校核烟气分析结果是否准确？炉膛和省煤器出口处的过量空气系数及这一段烟道的漏风系数有多大？解：（1）完全燃烧： =0 验算公式：

7、（1+）+=21 炉膛出口处： （1+0.1）13.8+5.9=21.08 省煤器出口处： （1+0.1）10+9.8=20.8 准确 （2）完全燃烧： =0 过量空气系数计算公式 𝞪= 炉膛出口处： =1.39 省煤器出口处：=1.88 𝞪=1.881.39=0.498SZL10-1.3-W型锅炉所用燃料成分为，。求燃料的理论空气量、理论烟气量以及在过量空气系数分别为1.45和1.55时的实际烟气量，并计算时300及400烟气的焓和时200及300烟气的焓。解： 𝞪=1.45时，实际烟气量 𝞪=1.55时，实际烟气量 x

8、746;=1.45时，烟气的焓：300 ： 400 : 𝞪=1.55时，烟气的焓:200 :300 :第三章3、某厂SZP10-1.3型锅炉燃用收到基灰分为17.74%、低位发热量为25539kJ/kg的煤，每小时耗煤1544kg。在运行中测得灰渣和漏煤总量为213kg/h，其可燃物含量为17.6%；飞灰可燃物含量为50.2%，试求固体不完全燃烧热损失q4。 根据灰平衡4、某链条炉热工实验测得数据如下：Car=55.5%，Har=3.72%，Sar=0.99%，Oar=10.38%，Nar=0.98%，Aar=18.43%，Mar=10.0%，Qnet,ar=21353kJ/k

9、g，炉膛出口的烟气成分RO2=11.4%，O2=8.3%，及固体不完全燃烧热损失q4=9.78%，求气体不完全燃烧热损失q35.已知SHL-10-1.3-W 型锅炉燃煤元素成分：Car=59.6% ,Har=2.0%,Sar=0.5%,Qar=0.8%,Nar=26.3%,Mar=10.0%，以Qnet,ar=22190kJ/kg和apy=1.65,py=160.tlk=30,q4=7%,试计算锅炉排烟热损失q2.解： 理论空气量 VK0=0.0889(Car+0.375 Sar)+0.265Har-0.0333Qar =0.0889x(59.6+0.375x0.5)+0.265x2-0.03

10、33x0.8 =5.8m3/kg 已知Qnet,ar，利用经验公式可得出理论烟气量 Vy0=0.248x=0.248Qnet,ar/1000+0.77=0.248x22190/1000+0.77 =6.273 m3/kg 实际空气量 Vy= Vy0+1.0161x(a-1) VK0=6.273+1.0161x(1.65-1)x5.8 =10.104 m3/kg 烟气的焓 Iy= Vycyy=10.104x(1.352+75.4x10-3)x160=2307.6 排烟热损失q2 tlk=30，查表2-15得(ct)lk=39.6kJ/m3 q2=Q2/Qrx100%=IPY-PY VK0(ct)

11、lk(1-q4)/ Qnet,ar =(2307.6-1.65x5.8x39.6)x(1-0.07)/22190x100% =8.08%6某链条锅炉参数和热平衡试验测得的数据列于表3-8，试用正反平衡方法求该锅炉的毛效率和各项热损失。解：（1）正平衡法：， （2）反平衡法：根据，tlk=30，7某锅炉房有一台QXL200型热水锅炉，无尾部受热面，经正反热平衡试验，在锅炉现场得到的数据有：循环水量118.9t/h，燃煤量599.5kg/h，进水温度58.6度，出水温度75.49度，送风温度16.7度，灰渣量177kg/h，漏煤量24kg/h，以及排烟温度246.7度和排烟烟气成分=11.2%，=

12、7.7%，CO=0.1%。同时，在实验室又得到如下数据：煤的元素成分=6.0%，=31.2%，=24.8%，=18405kJ/kg，灰渣可燃物含量=8.13%，漏煤可燃物含量=45%，飞灰可燃物含量=44.1%。试求该锅炉的产热量，排烟处的过量空气系数，固体不完全燃烧热损失，排烟热损失（用经验公式计算），气体不完全燃烧热损失（用经验公式计算），散热损失（查表）以及锅炉正反热平衡效率。(1) (2)(3)(4)在20%-40%范围内，所以为烟煤。查表3-5 m=0.4，n=3.55(5)(6)查表3-7，得到（7）（8）固态排渣时，查表2-15，得到第四章3. 煤在手烧炉中燃烧的主要特性有哪些？

13、为什么它经常冒黑烟？采取哪些措施可以基本消除黑烟？双面引火燃烧工况的周期性。煤进炉后迅速被加热、干燥，析出挥发物燃烧，需要大量空气，而实际有效参与燃烧的空气远远满足不了燃烧需要，在严重缺氧条件下，挥发物挥发物分解而生成大量炭黑，难以燃烧而冒黑烟。改进措施：间断送二次风，在加煤周期的前期向炉内引入二次风，缩短投煤周期等。6.层燃炉为什么既要保证足够的炉排面积，又要保证一定的炉膛面积？层燃炉大部分煤在炉排上燃烧，但挥发分和一部分细小煤粒在炉膛空间燃烧。炉排面积过小，会使煤层增厚，煤层空气流速过高，导致不完全燃烧产物、飞灰、阻力增加，是q3、q4增大，所以要有足够的炉排面积；炉膛容积过小会导致烟气及

14、做携带的可燃物在炉内停留时间过短，导致q3、q4增大，所以要有一定的炉膛容积。16.什么叫一次风和二次风？层燃炉和室燃炉中，一二次风作用有什么不同？（1）一次风：穿过煤层供燃料燃烧的空气。二次风：在燃烧层上方借喷嘴进入炉膛的高速气流。（2）层燃炉一次风是用于助燃，二次风用于加强对烟气的扰动和混合。室燃炉一次风把煤粉混合成煤粉气流，由燃烧器送入炉内，主要是输送煤 粉并保证燃烧初期对氧的需要。二次风是单独送人炉内，与着火后的煤粉混合，补充燃烧所需氧气并起扰动作用。25. 燃油、燃气锅炉有时也会冒黑烟，为什么？有哪些措施可以改善它们的燃烧？油及其蒸汽都是由碳氢化合物组成的，其中高分子碳氢化合物所占比

15、例较大，它们如在与氧气接触前就已经达到高温（>700°C），则会因缺氧受热而发生分解，热解产生的固体的碳和氢，这种固体碳即为炭黑微粒，另外，如有尚未蒸发的的油滴会因急剧受热发生裂化，一部分较轻的分子会从油滴中飞溅而出，较重的部分可能变成固态物质焦粒或沥青。碳黑微粒和焦粒不仅造成固体不完全燃烧热损失，会产生黑烟。燃气由于氧气量不足，热分解出炭黑。1） 燃油锅炉在调风器以外再设置火焰上部风。2） 燃气锅炉：a改善气流相遇的条件；b加热混合扰动；c预热燃气和空气；d旋转和循环气流；e烟气再循环1. 有一台链条锅炉，蒸发量为4t/h，饱和蒸汽压力为1.37MPa（绝对压力），给水温度为

16、20°C，当燃用无烟煤块时要求锅炉效率为75，试确定这台锅炉所需炉排面积及炉膛体积。解：饱和蒸汽绝对压力，给水温度， ，查表4-4，当取时， 当取时，第五章1.从锅炉型式的发展来看，为什么要用水管锅炉代替火管或烟管锅炉？但是为什么现在有些小型锅炉中仍采用了烟管或烟水管组合形式？（1）原因：1.城市建设的发展和节能的需要 2.蒸汽需求量的增大 3.提高热效率4.金属壁不易受损，受热面布置简单，清诟除灰条件好。（2）因为这类锅炉结构简单，维修方便，水容积大，能较好的适应负荷变化，水质要求低，所以在一些固定场合广泛使用。2 从锅炉形式的发展上来看为什么要从单火筒锅炉演变为烟火管锅炉？为什么

17、要从多锅筒水管锅炉演变为单锅筒双锅管水管？（1）原因：增大锅炉容量，提高传热效率。 （2）原因：减少对流受热面积，增大辐射受热面积。3 锅筒集箱和管束在汽锅中各自起着什么作用？锅筒主要起储水作用；集水箱起着汽水汇集及分配的作用；管束起着热交换及凝渣作用。5、具有双锅筒的水管锅炉，锅筒的横放与纵放各有什么优缺点？答：（1）双锅筒纵置式：分为“D”型和“O”型两种布置结构。优点：“D”型：双锅筒“D”型布置具有1）水容量大；2）对流管束布置方便，只要改变上下锅筒之间的距离，横向管排数量和管间距离等方法即可把烟速调整在较为经济合理的范围内；）3）节约燃料和金属；4）利于采用机械化炉排和燃油炉、燃气炉

18、；5）受热面布置较为富裕，能保证出力、热效率可达到78%80%。 “O”型：双锅筒“O”型布置具有1）结构紧凑；2）金属耗量低；3）水容积大；4）水循环可靠；5）锅炉房可以单层布置，节省锅炉房基础建设投资；6）其燃烧设备系链条炉排。可任意调节炉排速度，适应负荷波动需要。缺点：双锅筒纵置式结构复杂，体积较大，不适用与移动设备，且对自动化操作控制水平要求较高。（2）双锅筒横置式：优点：此型水管锅炉在配置燃烧设备方面，不单限于层燃炉，也适宜配置室燃炉，有较大的炉膛空间，适用于配置煤粉炉或燃油、汽炉，具有较高的热效率。缺点：结构复杂，体积大，需要较高的自动化要求。6、水管锅炉中O型、D型及人型布置中，

19、燃烧室及对流受热面布置有什么区别？为什么现代锅炉大多采用M型？答：（1）O型锅炉中：炉膛在前，对流管束在后，从正面看，居中的双锅筒间的对流管束恰呈“O”型。D型锅炉中：它的炉膛与纵置双锅筒和胀接其间的管束所组成的对流受热面烟道平行设置，各居一侧，炉膛四壁一般均布水冷壁管，其中一侧水冷壁管直接引入上锅筒，封盖了炉顶，犹如“D”字。“人”型锅炉中，锅筒位于炉膛正上方，两组对流管束对称的设置于炉膛两侧，构成“人”字型，炉内四壁均布置有水冷壁，前墙水冷壁的下降管直接由锅筒引下，后墙及两侧墙水冷壁的下降管则由对流管束的下集箱引出。 （2）因为M型可以进行充分辐射换热，且有较大的炉膛空间，不受对流管束的牵

20、制，热效率高。7、从传热效果看，对蒸汽过热器、锅炉管束、省煤器和空气预热器，应尽可能使烟气与工质呈逆向流动，但蒸汽过热器却很少采用纯逆流的布置形式，为什么？答：因为如果蒸汽过热器相爱用纯逆流，虽然传热温差大，但是过热器出口处烟温和汽温都很高，工作条件差，所以，为了保证良好的工作条件一般采用混合流。第六章2.自然水循环的流动压头是怎么样产生的？水循环的流动压头与循环回路的有效流动压头有无区别？产生原因：上升管与下降管中工质的密度差引起的。有区别：流动压头用于克服整个循环回路的流动阻力，有效压头仅用来克服下降管系统阻力。计算方法：流动压头其中：含气区段高度，m；重力加速度，m/下降管和加热水区段饱

21、和水的密度，kg/m³；上升管含汽区段中汽水混合物平均密度，kg/m³；分别为下降管系统和上升管系统流动阻力，pa。有效压头含气区段高度，m；重力加速度，m/下降管和加热水区段饱和水的密度，kg/m³；上升管含汽区段中汽水混合物平均密度，kg/m³；上升管系统流动阻力，pa。3.为什么说循环倍率和循环流速是锅炉循环的重要特性指标？他们的大小决定于什么？对锅炉工作有何影响？原因：循环流速的大小直接反映管内流动的水将管外传入的热量和管内产生的蒸汽泡带走的能力。循环流速越大，工质放热系数越大，带走热量越多，也即管壁的冷却条件越好，管壁金属就不会超温。循环倍率表

22、示单位质量的水在循环回路中全部变为蒸汽需经循环的次数。循环倍率K越大，干度x越小，它表示上升管出口处汽水混合物中水的份额越大，冷却条件越好，水循环越安全。循环流速大小取决于：循环水质量流量，水进入上升管时的密度（近似取锅炉压力下饱和水密度），循环回路的上开管总截面积。G进入上升管的水流量，即循环水质量流量，kg/h；水进入上升管时的密度（近似取锅炉压力下饱和水密度），kg/m³；循环回路的上升管总截面积，。循环倍率的大小决定于：每一循环回路中由下降管进入上升管的水流量G和同一时间内在上升管中产生的蒸汽量D。（K=G/D）影响：循环流速越大，工质放热系数越大，带走的热量越多，即管壁的冷

23、却条件越好，管壁金属就不会超温，循环倍率大时，上升管出口汽水混合物中水分的分量增大，管壁水膜稳定，管子可充分冷却，避免超温。7.常见的水循环故障有哪些？自然循环蒸汽锅炉中水循环发生故障时，为什么一般是受热面弱的上升管而不是受热面强的上升管易烧坏或过热？故障有：循环的停滞和倒流，汽水分层，下降管带气。原因： 受热弱的上升管中蒸汽量少，长期有热水积存，循环性差，导致水中含盐量增高。在水温高的情况下，水中的盐腐蚀速度加快；同时，因循环性差，致使结垢严重。结垢易引发过热及因热传导性差引起的管壁烧坏。10.蒸汽带水的原因是什么？带水的多少主要受哪些因素的影响？蒸汽带水的原因：当上升管进入锅筒水

24、空间时，蒸汽泡上升益处水面，破裂并形成飞溅的水滴，当上升管引入锅筒空间时，向锅炉中心汇集的汽水流冲击水面或几股平行的汽水流互相撞击而形成的水滴；锅筒水位的波动，震荡也会激起水滴，这些水滴中细小的则被具有一定流速的引起蒸汽带走，造成蒸汽带水。带水的多少影响因素：（1）锅炉负荷。锅炉负荷高，蒸汽流速大，蒸汽携带的水滴增多。（2）蒸汽压力。锅炉工作压力高时带水能力增强。由于分子热运动强，相互间引力减小，水滴破碎成微细颗粒易被带走；压力高，汽、水密度差减小，使汽水重力分离作用减弱。（3）蒸汽空间高度。空间太低，水滴可能飞溅到蒸汽引出管口附近，未来得及沉降就被气流携带而出，使蒸汽带水增多（4）锅水含盐量

25、。锅水含盐量高，蒸汽带水量增大。这主要是含盐量高时，锅水粘度升高，锅水表面还形成泡沫层，都促使蒸汽带水的可能性增大。第八章1.锅炉通风的任务是什么？通风方式有哪几种？它们各自优缺点？适用于什么场合？答:锅炉通风的任务:连续不断地供应燃料燃烧所需的空气，及时排除燃烧所生成的烟气。 锅炉的基本通风方式分两大类，即自然通风与机械通风。机械通风又称强制通风。 自然通风是利用烟囱中的烟气与外界冷空气的密度差所产生的自生通风压头，来克服烟风道的流动阻力。由于自然通风压头较小，所能克服的阻力有限，故这种通风方式只适用于容量很小的锅炉。 机械通风是依靠机械方法所产生的压头，来克服烟风道的阻力。机械通风又分为负

26、压通风、正压通风和平衡通风三种。 负压通风是只装引风机，靠引风机的压头克服烟风道阻力，炉膛维持负压。这种通风方式所能克服的阻力有限，且锅炉各部位均处于负压下，漏风量较大，故只适用于小容量锅炉。 正压通风是只装送风机，靠送风机的压头克服烟风道阻力，炉膛内维持正压。这种通风方式对炉膛和烟道的严密性要求很高，否则，会使烟、灰外冒，既不安全又不卫生。一般 只应用于燃油、燃气锅炉。 平衡通风是同时装有送、引风机，用送风机压头克服风道阻力，用引风机压头克服烟道阻力。使炉膛上部维持2040Pa的负压。这种通风方式对送、引风机都不需太高的压头，正确操作和良好维护时，既不会往外冒烟，也不会引起太大的漏风。故这种通风方式被锅炉广泛应用。4.什么叫自生风？自生风的正负号如何决定？在水平烟道中有没有自生风？答：由于烟道（包括热风道）中的介质密度总小于大气密度k，这种密度差所产生的流动压头，即为锅炉自生风。 在上升烟、风道中，自生风是正值，可以用来克服流动阻力，有利于气流流动；相反，在气流下降的烟、风道中，自生风是负值，因而要消耗外界压头，阻碍气流流动。水平烟、风道中，没有自生风。5.在机械通风及自然通风的锅炉中