电厂锅炉原理及设备思考题(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 A 2-3、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： Vdaf10% ，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% Vdaf20% ，贫煤不太容易着火，燃烧时不易结焦。烟煤： 20% Vdaf40% ，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：=（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+Q6 Qr：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90m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。c、流量不均系数：并联管的连接方式、热力不均引起的流量不均等。7-7、蒸汽温度如何调节？主要有什么设备？答：a、蒸汽侧调节：主要有面式减温器、喷水减温器设备。 b、烟气侧调节：改变烟气流量或烟气温度，但调温滞后，调节精度差，常用作粗调节。主要有烟气挡板、摆动燃烧器、烟气再循环设备。7-8、燃煤锅炉的高温腐蚀主要发生在哪个部位？答：燃煤锅炉的高温腐蚀主要发生在金属壁温高于540的迎风面，壁温在650 700 时腐蚀速率最高。8-1、中压锅炉和高压以上锅炉上的省煤器有何区别？答：中压锅炉的省煤器是沸腾式省煤器，高压以上锅炉的省煤器是非沸腾式省煤器。8-2、省煤器按结构分有哪几种型式？各有何优点？答：光管式鳍片式：传热效果好。膜片式：传热效果较好，易吹灰。螺旋肋片管式：传热效果最好，但易积灰。8-3、省煤器在尾部烟道中一般如何布置？为什么？* * 答：一般为卧式逆流布置，传热效果好，同时有利于排除积水，减轻停炉期间的氧腐蚀，给水由下而上流动， 也有利于排除空气， 避免空气聚集引起的局部氧腐蚀，烟气由上往下流动，有助于吹灰。8-4、省煤器引