锅炉原理周强泰第三版书后习题(部分)整理

2023年12月27日发(作者：桐城派代表人物)

复习考虑题

绪论

1、以热力系统说明火力发电厂的消费过程以及锅炉在其中的作用？

省煤器〔给水〕--汽包—水冷壁—过热器—汽轮机高压缸—再热器—汽轮机—凝汽器—低加—除氧器—高加—省煤器

锅炉将燃料的化学能转化为热能。

2、煤粉锅炉有哪些设备、部件和系统组成？其作用是什么？

设备：原煤斗、给煤机、磨煤机、给粉机、送粉风机、送风机、引风机、燃烧器、炉膛、水冷壁、汽包、过热器、再热器、省煤器、空气预热器。

系统：

燃烧系统：根据炉膛燃烧和负荷需要提供连续、合格的燃料。

风烟系统：枯燥和输送煤粉、提供燃料燃烧所需的氧、将燃烧产生的热量传递给工质、

汽水系统：吸收烟气的热量，将给水加热成过热蒸汽、

3、火力发电厂和锅炉有哪些主要的特征指标？其意义是什么？

平安性指标：连续运行小时数、事故率、可用率

经济指标：发电煤耗、供电煤耗、锅炉热效率

环保指标：二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、粉尘

4、燃煤锅炉有哪些燃烧方式?

室燃炉、层燃路、流化床炉、旋风炉

5、说明自然循环、控制循环和直流式锅炉的工作原理，每种循环方式有何特点？

自然循环锅炉：循环倍率大于一，循环动力完全由工质汽水密度差提供。

特点：工作压力在临界压力以下，热惯性大，金属耗量大，给水品质要求低，无水动力不稳定，有自补偿才能，控制系统简单，加热蒸发过热有分界点，制造运输安装方便，蒸发区流动耗工无

控制循环锅炉：循环倍率大于一，循环动力主要由汽水循环泵提供。

特点：水循环可靠性高、循环倍率低、水冷壁布置自由、启停快、金属耗量低、汽包内部构造改良、系统复杂、投资大运行耗电、蒸发区工况依靠循环泵

直流锅炉：循环倍率等于一，工质一次通过蒸发区，没有循环

特点：

复合循环锅炉：低负荷时屡次循环，高负荷时直流锅炉。

特点：低负荷时受热面冷却可靠、高负荷时给水泵耗功少

第一章

1、什么是燃料的元素分析和工业分析？

元素分析：对煤中有机物C、H、O、N、S占比进展分析

工业分析：根据规定条件，对燃料进展枯燥、加热、燃烧分析其挥发分、固定碳、水分、灰分含量。

2、燃料的硫分、水分、灰分、挥发分对锅炉运行有什么影响？

硫分：受热面腐蚀、环境污染、制粉设备磨损

设计：选择适宜的受热面工质和烟气温度，进步排烟温度

水分：燃烧工况不良、低温腐蚀、排烟热损失增加、引风机电耗增加、制粉系统出力下降

设计：进步炉膛断面热负荷和燃烧器区域壁面热负荷，降低炉膛容积热强度，进步热风温度，增加炉膛蒸发受热面，进步排烟温度

灰分：着火燃尽困难、环境污染、排烟热损失增加、炉膛结渣受热面磨损积灰、制粉系统电耗增加

设计：〔灰分高〕进步炉膛断面热强度和燃烧器壁面热强度，降低炉膛容积热强度，进步热风温度，降低烟速加装防磨装置

〔灰熔点低〕降低炉膛各项热强度，降低炉膛出口烟温

挥发分：着火温度下降〔着炽热降低〕着火条件改善、挥发分逸出后更容易燃尽

3、煤的成分基准有哪些？不同基准之间如何换算？

收到基、空干基、枯燥基、枯燥无灰基

低位发热量—高位发热量—另一基准高位发热量—低位发热量

4、高、低位发热量的差异是什么？

是否包含燃烧产物中水蒸气凝结放出汽化潜热

5、为何引入燃料折算成分的概念？

发热量不同，锅炉需要燃料量不同

6、什么是标准煤？

发热量为7000kcal/kg的煤

7、灰的性质主要指什么？

灰的烧结性：在炉膛温度，一部分灰分被升华，在高温受热面遇冷凝结形成高温烧结型积灰

影响因素：灰的成分、烟气中二氧化硫的含量、温度、烧结时间

灰的熔融性：随温度升高，灰变成熔融状态的的难易程度。

影响锅炉：排渣方式、炉膛出口烟温、炉膛热强度

8、对燃煤进展分类的主要指标是什么？

枯燥无灰基中挥发分含量

小于10percent无烟煤 20—38percent烟煤

10—20percent贫煤 大于38percent褐煤

9、什么是理论空气量和理论烟气量？

理论空气量：一千克收到基燃料完全燃烧且没有剩于氧时所需的空气量

理论烟气容积：一千克收到基燃料在提供理论空气量情况下完全燃烧，生成的烟气容积

10、什么是过量空气系数？

过量空气系数：实际空气量与理论空气量的比值

原因：炉膛空间大，燃烧时间短

11、什么是理论空气焓和理论烟气焓？如何得到实际空气焓和实际烟气焓？

理论空气焓：一千克燃料燃烧所用的理论空气量在等压条件下，从0℃上升到t℃所需要的热量

理论烟气焓：一千克燃料燃烧所生成的理论烟气量在等压条件下，从0℃上升到t℃所需要的热量

实际烟气焓：理论烟气焓加上飞灰焓加上过量空气的理论空气焓

实际空气焓：理论空气焓乘以空气侧过量空气系数

12、α=21/〔21-O〕

第二章

1、理解煤粉的一般特性，说明煤粉的爆燃性及其影响因素？

尺寸

流动性：和水分有关

自燃性：挥发分、气体中氧气浓度、煤粉浓度、细度、散热条件、灰分、水分、温度

2、煤粉细度如何表示？

筛余量占煤粉总质量的比例

n均匀性指数，n越大煤粉越均匀

b细度系数，b越大煤粉越细

4、何为煤粉的经济细度，根据什么原那么确定

机械不完全燃烧热损失+制粉电耗最小时的煤粉细度

煤的可燃性可磨性、制粉系统工作特性〔细度与电耗关系，煤粉均匀性〕、燃烧工况

5、说明单进单出钢球磨的工作原理、构造和相关参数以及出力计算方法

工作原理：撞击、压碎、碾磨

相关参数：钢球直径、工作转速、钢球充满系数、存煤量、护甲、煤的性质、通风量

钢球充满系数：钢球总体积和筒体体积的比例

钢球直径：大撞击才能强，小在一样的钢球充满系数情况下钢球数量多，撞击次数多，研磨面积大

存煤量：大钢球撞击才能下降，磨煤机堵塞；小钢球互相摩擦，无效功增加

通风量：枯燥运输煤粉。转速、钢球直径、大气压力、煤粉细度成反比；可磨性系数、容积、钢球充满系数成正比。通风量小：磨煤电耗增加，枯燥输送煤粉才能下降，制粉出力下降

磨煤出力：单位时间内，在一定细度要求下，磨煤机可磨制的原煤量

转速、尺寸、可磨性、细度、通风量、原煤粒径、水分、钢球充满系数、护甲

6、双进双出筒式钢球磨

工作特点：煤种适应性好、工作可靠、运行维护方便、通风量大、单位制粉电耗低

7、中速磨的特点

占地面积小、初投资少；噪音小，运行电耗低；煤粉均匀性好，合适变负荷运行；煤种适应性差，构造复杂

8、中速磨出力计算

转速、磨辊压力、可磨性系数正比，原煤粒径、细度、水分灰分反比

9、分析中储式和直吹式制粉系统的工作原理及适用性

中间储仓式：磨制好的煤粉先储存在煤粉仓，根据需要送入炉膛

直吹式：磨制好的煤粉直接送入炉膛

10、煤粉别离器的工作原理

重力、离心力、惯性力

第三章

1、质量作用定律的内容

化学反响速率与反响物有效质量成正比

2、影响化学反响的因素

反响物浓度、活化能大小、温度、

第四章

1、直流射流有何特点？喷口形状对射流特性有何影响？

直流射流特点：有来自邻角的高温烟气冲刷，着火容易；气流穿透才能强，炉膛火焰充满程度高，利于煤粉燃尽；一二次风配比可调，煤种适应性高，炉膛出口烟温流速不均；一次风偏斜，炉膛易结渣

卷吸才能和射程

2、分级配风：一次风喷嘴集中布置，二次风分级送入炉膛。合适难燃的煤种

均等配风：一次风二次风喷嘴相间布置。合适易燃的煤种

3、直流煤粉燃烧器的气流偏斜会造成火焰刷墙，炉膛水冷壁结渣

减小邻角气流的横向推动力、减小切圆直径、降低燃烧器高宽比、炉膛截面宽深比

4、直流煤粉燃烧器四角布置切圆燃烧，在炉膛出口仍然存在剩余旋转，造成炉膛出口烟温和流速不均。

减少剩余旋转的措施：布置前后屏过热器，削弱剩余旋转

5、旋转射流有何特点？说明旋流强度对旋流煤粉燃烧器工作的影响

特点：具有内回流区、卷吸才能强射程短、扩展角大且可调节、阻力大

6、燃烧无烟煤时，为保证煤粉及时稳定的着火燃烧，对一二次风有何要求？

采用分级配风的燃烧方式，一次风风口集中布置，一次风风量和风速降低，二次风分级送入。

7、110%负荷时炉膛易结焦，受热面易超温，产生高温腐蚀和高温积灰

70%负荷炉膛平均温度降低，燃烧器区域温度降低，对锅炉着火燃烧稳定性不利，低温腐蚀

8、系统分析一下煤种与制粉系统、燃烧器和炉膛构造的关系？

易燃煤种

10、分析典型旋流燃烧器的工作原理、构造特点和配风方式？

工作原理：出口气流为旋流射流的燃烧器，利用旋流器使煤粉产生旋转。

配风方式：内一次风，外二次风

12、燃烧无烟煤的煤粉燃烧器构造上有哪些特点？

断面热负荷大，炉膛瘦高，煤粉在炉内停留时间长、烟气行程长

第五章

1、随压力升高，加热段吸热量增加，蒸发段吸热量减少，过热段增加

加热段在省煤器和水冷壁

蒸发段在水冷壁

过热段在过热器和水冷壁

2、详细说明自然循环锅炉的蒸发受热面系统的构成和工质流程。

水冷壁、水冷壁引出管、汽包、下降管、下联箱

汽包—下降管—水冷壁—汽包

3、详细说明控制循环锅炉的蒸发受热面系统的构成和工质流程，并分析与自然循环锅炉的区别

水冷壁、水冷壁引出管、汽包、下降管、下联箱、炉水循环泵

汽包—下降管—炉水循环泵--水冷壁—汽包

循环动力主要由炉水循环泵提供

4、说明汽包锅炉水冷壁的形式构成及其作用

水冷壁作用：蒸发受热面、降低壁温、进步炉壁密封性、便于炉壁悬挂、适宜的炉膛出口烟温

形式：光管式、膜式、销钉式、内螺纹管

膜式：炉壁不与火焰接触〔防止炉内结渣、降低炉壁温度和质量〕、进步炉壁密封性、炉壁构造简单，便于现场安装

销钉式：敷设卫燃带，改善燃烧条件

内螺纹管式：强化传热、防止第一类传热恶化、推延第二类传热恶化

5、说明汽包锅炉汽包的构造和作用

汽包作用：工质各受热面的连接枢纽分界点、汽水别离、稳定汽压变化、锅水加药排污

6、

第六章

1、过热器和再热器的作用是什么？有何工作特点

过热器：将饱和的蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽

再热器：将做过功的蒸汽再次加热

特点：工质侧换热系数小，蒸汽冷却管壁才能差；工质和管壁温度高

运行中保持汽温稳定，波动范围小；有可靠的调温手段，使运行工况在一定范围内变化时能维持额定汽温；尽量防止或减少平行管子之间的热偏向

2、按照受热面传热方式不同，过热器可分为几种类型？每种类型的布置情况如何？

对流、半辐射、辐射

对流：顺流、逆流、混合流、立式〔积灰少，悬吊方便，停炉时积水不易去除〕、顺列、错列

作用：调节汽温特性、控制过热蒸汽吸热比例、削弱炉膛出口烟气剩余旋转、防止对流受热面结渣

布置：横向节距大，纵向节距小；设置定位管和夹持管；热负荷高，热偏向大；内外管圈长，吸热量差距大；构造设计要求：适宜的质量流速、管径

3、屏式过热器有哪些作用？

屏式过热器：保护炉壁、便于炉壁悬吊、加强炉壁密封性

4、什么是汽温特性？不同形式过热器的汽温特性如何？

汽温特性：过热器或再热器的出口蒸汽温度与锅炉负荷之间的关系。

随负荷增加，辐射式过热器出口蒸汽温度下降，对流式过热器出口蒸汽温度上升，半辐射式出口蒸汽温度变化不大，合理调节受热面比例。

汽包锅炉调节燃煤量，直流锅炉调节煤水比

5、汽温调节的方法有哪些？调温原理及调温对象是什么？

蒸汽侧调节：外表式减温器、喷水减温器：将减温水通过喷嘴雾化喷入过热蒸汽中，吸热蒸发降低过热蒸汽温度。调节过热气温，事故喷水调节再热汽温。喷水减温的减温幅度大，灵敏性高，易于安装，惯性小，设备简单，易于自动化，但不能升温，所以要多布置蒸发受热面。

调温原理：改变蒸汽的热焓

烟气侧调节：分隔烟气挡板、烟气再循环、调节燃烧器摆角

调温原理：改变锅炉内辐射受热面和对流受热面的吸热量分配比例的方法或改变流经过热器烟气量的方法

调节烟气挡板：改变尾部烟道过热器和再热器的吸热量

烟气再循环：将省煤器后烟气引入炉膛，调节各受热面吸热量

6、直流锅炉汽温调节有什么特点？

以煤水比调节为主，喷水减温细调

7、喷水减温器布置原那么是什么？大型电站锅炉的减温器一般如何布置？

保证受热面不超温、有良好的汽温调节品质

屏式过热器前布置一级喷水减温，末级过热器前布置二级喷水减温

第七章

1、尾部受热面的工作特点

积灰、磨损、低温腐蚀

2、省煤器的作用有哪些？如何分类？各类都有什么特点？

省煤器的作用：降低排烟温度，减少排烟热损失；取代蒸发受热面，有利于蒸发区水循环；进步给水温度，降低给水与汽包温差，减小汽包热应力。

分类：沸腾式、非沸腾式、顺列、错列、光管、鳍片管、膜片管、铸铁管〔耐腐蚀、耐磨损〕、钢管〔耐高压、耐冲击〕

3、省煤器在烟道中的布置方式有几种，各有什么特色？

逆流：传热温差大，烟气从上往下积灰少便于吹灰，水从下往上水中气体不易滞留

卧式：传热效果强节省金属，停炉时积水易于排除，停炉时腐蚀小

垂直于前墙布置：管道短，便于支吊，平行管道多，水流速小，流动阻力小，磨损防护和检修工作量大

平行于前墙布置：管道长，

4、空气预热器作用有哪些？空气预热器分为几种类型？工作原理如何？

作用：降低排烟温度，减少排烟热损失；进步热风温度〔提供制粉系统枯燥出力、改善炉膛燃烧条件〕

分类：传热式和蓄热式

管式：漏风系数小，构造简单易加工但金属耗量大，尺寸大

回转式：属于蓄热式换热器，通过烟气和空气交替通过金属受热面，加热空气

5、蓄热式空气预热器有几种？其构造如何？

受热面回转式和风帽回转式

6、简述受热面回转的三分仓式空气预热器的构造和工作原理？

三个通道，一次风通道，二次风通道，烟气通道

一次风用高压头风机，二次风用低压头风机，减少送风机电耗。

7、回转式空气预热器的漏风是怎样形成的？漏风对锅炉有哪些危害？

携带漏风：金属受热面交替通过风道和烟道，携带入烟道的风

间隙漏风：从回转式空气预热器动静间隙露入烟道的风

危害：排烟热损失增加、漏风严重锅炉被迫降负荷、风机电耗增加

8、回转式空气预热器有哪些密封装置？各密封装置有何特性

环向密封、轴向密封、径向密封

第八章

1、锅炉输入热量包括哪几项？

燃料的低位发热量、燃料的物理显热、将燃油雾化的蒸汽所携带的热量、外来热源加热空气所携带的热量

2、锅炉有哪几项热损失？其中主要的热损失是哪几项？如何降低主要热损失？

排烟热损失、机械不完全燃烧热损失、化学不完全燃烧热损失、散热损失、其他损失

排烟热损失：排烟温度：风量、负荷、炉膛构造、受热面污损、受热面布置、炉膛燃烧工况

排烟量：过量空气系数

机械不完全燃烧热损失：部分固体颗粒在炉内未完全燃尽，排出炉外所造成的热损失

飞灰中未燃尽的固体颗粒和灰渣中携带固体颗粒

过量空气系数、燃料特性、燃烧方式、炉膛构造、运行工况

进步煤粉细度、适当大的过量空气系数、延长煤粉在炉内的停留时间

化学不完全燃烧热损失：

3、为什么在讨论锅炉热损失时，首先要讨论机械不完全燃烧热损失

当存在机械不完全燃烧热损失时，每千克燃料只有〔1-q4〕千克燃料参与燃烧产生烟气，对应生成的干烟气容积需要乘以系数修正，所以先想讨论

4、锅炉机械未完全燃烧热损失确实定需测量哪些参数

测定每小时飞灰和灰渣的质量，并测出他们所含可燃物的百分比，燃料的消耗量

5、在锅炉机组热平衡的各项热损失计算中，那些损失要用q4修正，为什么？

排烟热损失和化学不完全燃烧热损失，因为他们的计算用到了燃烧生成干烟气的容积。

6、排烟热损失确实定需测定哪几项参数？

排烟热焓、锅炉进口冷空气的热焓

7、最正确过量空气系数如何确定？

排烟热损失、机械不完全燃烧热损失和化学不完全燃烧热损失最小时的过量空气系数

8、

9、散热损失与锅炉容量成反比

10、正平衡：在实验过程中直接确定锅炉机组的有效利用热、燃料量、燃料低位发热量，计算出锅炉热效率

11、反平衡：通过实验测定各项热损失，计算出锅炉热效率。

第九章

1、炉膛传热特点

燃烧和传热同时进展、辐射传热占比达、辐射介质为三原子气体灰粒和焦炭颗粒、受热面污损、温度黑度在三维空间变化

将辐射和燃烧分开、假设温度黑度一致零维模型、两平行受热面辐射传热、只考虑辐射传热将火焰视作灰体、炉膛出口烟温为定性温度

2、炉膛黑度：火焰有效辐射与黑体辐射力的比值

水冷壁热有效系数：传热量与火焰有效辐射的比值

理论燃烧温度：在绝热条件下燃料燃烧所放出的热量全部用来加热燃烧产物所能到达的温度

平均热容：炉内烟气在理论燃烧温度和炉膛出口烟温间的平均热容

3、影响炉膛出口烟温的因素

燃料性质、受热面灰污、炉膛构造、锅炉负荷、过量空气系数、燃烧器及其布置

第十章

1、

第十四章

1、何为锅炉受热面的热偏向？

并列受热管束中工质焓增不相等的现象

2、影响热偏向的因素是什么？

过热器

吸热不均：切圆燃烧、烟道宽度方向烟气温度不均、烟道宽度方向受热面布置、烟道部分通流面积不

一致出现烟气走廊、受热面结渣、火焰中心偏斜

流量不均：阻力系数不均、两端压差不均、工质比容不均

蒸发受热面

吸热不均：主要受烟气侧影响

流量不均：阻力特性不均、吸热不均、节流圈阻力、重位压头

3、过热器的吸热不均可能导致流量不均

4、减少过热器热偏向的措施有哪些？

受热面分级，级间混合；相邻受热面左右穿插；适宜的受热面管道和联箱的连接方式；减小炉膛出口烟气温度和流速的不均；烟道宽度方向两侧和中间分级布置受热面；烟道阻力均匀防止出现烟气走廊；减少受热面积灰；对于构造不均性大的受热面，让工质流量和吸热量成正比

5、

6、减少蒸发受热面热偏向的措施

加装节流圈、进步工质质量流速、调整燃烧工况减少吸热不均、减小工作管组焓增使工质中间混合、蒸发受热面分成多个并列独立工作的管组

第十五章

1、汽水品质不良对热力设备有何影响？

气体杂质金属腐蚀

非气体杂质壁面结垢

2、影响汽包出口蒸汽带盐量的因素有哪些？

锅水含盐量上升：蒸汽、水含盐量增加，蒸汽带水量增加，气泡更小，水面形成泡沫，气泡破碎时水滴更细，汽泡与水相对速度降低

工作压力：压力增大，蒸汽溶盐才能上升，汽水别离器效率下降，蒸汽湿度增加，汽包压力变化大，虚假水位，蒸汽湿度增加

蒸汽溶盐才能：

汽包水位：汽包水位上升，蒸汽空间减小，蒸汽湿度增加

3、何为蒸汽的机械携带、溶解性携带

机械携带：蒸汽携带锅水

溶解性携带：蒸汽溶解盐类

4、影响机械携带的因素有哪些？

锅炉负荷、汽包水位、锅水含盐量、工作压力

5、影响分配系数的因素有哪些？

工作压力、锅水含盐量、溶盐种类

6、沉积在过热器、汽轮机中的盐分有何区别？

沉积在过热器中的盐分主要是蒸汽溶解度小的物质如硫酸钠、碳酸钠、磷酸钠、氢氧化钙、氢氧化镁和氧化铁

沉积在汽轮机上的有钠盐和硅酸

7、汽包内常用的汽水别离装置有哪些？他们是基于哪些作用力来实现汽水别离的？

旋风别离器、波形板、均汽孔板

惯性力、离心力、重力、附着力

流动阻力小、蒸汽湿度低、单位蒸汽负荷高

8、何为蒸汽清洗？

将蒸汽与清洁的给水接触，让蒸汽中的盐分转移到水中

9、什么是连续排污，定期排污

连续排污：连续的排除蒸发区含盐分高的锅水〔汽包水面以下，接近水面〕

定期排污：定期排除蒸发区的沉积物〔蒸发区最低处〕

第十六章

1、锅炉受热面中存在哪些类型积灰？试沿烟气流向、、、

炉膛水冷壁结渣

高温粘结性积灰

中低温积灰：低温粘结性积灰、松散积灰

2、锅炉受热面存在那些类型烟气侧腐蚀？

炉膛水冷壁高温腐蚀

高温对流受热面腐蚀

低温对流受热面腐蚀

蒸汽测高温氧化腐蚀

3、燃料的灰分由哪些主要元素组成？分析氧化物的酸碱性及其对灰熔点的影响

Fe、Si、K、Na、Ti、Ca、Mg、Al

碱性成分熔点低，酸性成分熔点高

4、

5、

6、

7、说明炉膛水冷壁结渣过程及其影响因素以及预防措施

熔融或半熔融的灰分粘结在水冷壁上，逐渐积累形成结渣

影响因素：燃烧区气氛、燃料的灰分特性、炉膛热负荷、炉内流场

措施：燃用和设计煤种相差不多的煤种、良好的炉内流场〔燃烧区气氛、炉膛热负荷、火焰刷墙〕、适时吹灰

8、说明水冷壁高温腐蚀机理及其影响因素以及预防措施

高温、含S分、复原性气氛，受热面发生化学反响，生成构造松散易脱落的物质

影响因素：燃料性质、燃烧区气氛、水冷壁温度、炉内流场

措施：控制燃烧区气氛，尤其是水冷壁周围气氛；保证水动力稳定，防止传热恶化；控制管壁温度；合理组织燃烧工况，防止出现水冷壁结渣、火焰中心偏斜、刷墙

9、说明高温对流受热面积灰机理及其影响因素以及预防措施

在炉膛温度下，一部分灰分升华，在烟道高温受热面遇冷凝结，携带其他灰分，形成高温烧结性积灰。

影响因素：灰成分、设计工况和运行工况

措施：防止炉膛部分温度过高、防止受热面壁温温度过高、采用耐腐蚀材料、适时吹灰

〔本人才能有限，对周强泰教师的书理解有限，很多题目不会，以上所写也必然有诸多错误，还请大家见谅，欢送大家进展修正，希望各位修正后能给我的邮箱发一份，感谢各位〕