《锅炉原理》试题库及参考答案

2023年12月27日发(作者：难忘的什么)

《锅炉原理》习题库及参考答案

第一章

基本概念

1. 锅炉容量：指锅炉的最大长期连续蒸发量，常以每小时所能供应蒸汽的吨数示。

2. 层燃炉：指具有炉箅（或称炉排），煤块或其它固体燃料主要在炉箅上的燃料层内燃烧。

3. 室燃炉：指燃料在炉膛空间悬浮燃烧的锅炉。

4. 旋风炉：指在一个以圆柱形旋风筒作为主要燃烧室的炉子，气流在筒内高速旋转，煤粉气流沿圆筒切向送入或由筒的一端旋转送入。较细的煤粉在旋风筒内悬浮燃烧，而较粗的煤粒则贴在筒壁上燃烧。筒内的高温和高速旋转气流使燃烧加速，并使灰渣熔化形成液态排渣。

5. 火炬―层燃炉：指用空气或机械播撒把煤块和煤粒抛入炉膛空间，然后落到炉箅上的燃烧方式的炉子。

6. 自然循环炉：指依靠工质自身密度差造成的重位压差作为循环推动力的锅炉。

7. 多次强制循环炉：指在循环回路中加装循环水泵作为主要的循环推动力的锅炉。

8. 直流锅炉：指工质一次通过蒸发受热面，即循环倍率等于一的锅炉。

9. 复合制循环炉：指在一台锅炉上既有自然循环或强制循环锅炉循环方式，又有直流锅炉循环方式的锅炉。

10. 连续运行小时数：指两次检修之间运行的小时数。

11. 事故率＝12. 可用率＝事故停用小时数100%；

总运行小时数事故停用小时数运行总时数备用总时数100%；

统计期间总时数13. 钢材使用率: 指锅炉每小时产生一吨蒸汽所用钢材的吨数。

第二章

一、基本概念

1. 元素分析：指全面测定煤中所含全部化学成分的分析。

2. 工业分析：指在一定的实验条件下的煤样，通过分析得出水分、挥发分、固定碳和灰分这四种成分的质量百分数的过程。

1—63

3. 发热量：指单位质量的煤在完全燃烧时放出的全部热量。

4. 结渣：指燃料在炉内燃烧时，在高温的火焰中心，灰分一般处于熔化或软化状态，具有粘性，这种粘性的熔化灰粒，如果接触到受热面管子或炉墙，就会粘结于其上，这就称为结渣。

5. 变形温度：指灰锥顶变圆或开始倾斜；

6. 软化温度：指灰锥弯至锥底或萎缩成球形；

7. 流动温度：指锥体呈液体状态能沿平面流动。

二、问答题

1. 煤的元素分析成分有哪些？

答：煤的元素分析成分包括：碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分。

2. 煤的工业分析成分有哪些？

答：煤的元素分析成分包括：水分、挥发分、固定碳和灰分。

3. 挥发性物质包括一些什麽物质？

答：挥发性物质主包括：各种碳氢化合物、氢、一氧化碳、硫化氢等可燃气体组成，此外，还有少量的氧、二氧化碳、氮等不可燃气体。

第三章

一、基本概念

1. 理论空气量:1kg燃料完全燃烧时所需要的最低限度的空气量称为理论空气量。

2. 过量空气系数:实际空气量和理论空气量之比。

3. 理论烟气量：当实际参加燃烧的湿空气中的干空气量等于理论空气量，且1kg

的燃料完全燃烧时产生的烟气量称为理论烟气量。

4. 实际烟气量：供给的空气量大于理论空气量，且使1kg燃料完全燃烧时产生的烟气量。

5. 理论空气、烟气焓：在定压条件下，将1kg 燃料所需的空气量或所产生的烟气量从0加热到t℃时所需要的热量。

6. 锅炉有效利用热：指水和蒸汽流经各受热面时吸收的热量。

7. 正平衡法：直接确定输入锅炉的热量和锅炉的有效利用热，然后利用锅炉热效率定义式计算锅炉热效率的方法。

8. 反平衡法：通过确定锅炉的各项热损失，计算锅炉热效率的方法。

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9. 锅炉热效率：锅炉的有效利用热占输入锅炉热量的百分比。

二、问答题

1. 理论烟气量中的物质成分有哪些？

答：氮气、二氧化碳、水份、二氧化硫。

2. 什麽叫最佳过量空气系数？

答：排烟热损失和机械、化学不完全燃烧热损失之和最小时的过量空气系数。

3. 烟气中的水分有哪些来源？

答：煤中所含的水份、空气中所含的水份。

4. 写出烟气中的氧量和过量空气系数的关系式。

答：21

21O25. 我国锅炉热平衡规定有哪些热损失？

答：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、灰渣物理热损失。

6. 输入热量包括哪些热量？

答：燃料的收到基低位发热量、燃料物理显热、外来热源加热空气时带入的热量。

7. 锅炉有效利用热包括哪些部分？

答：过热蒸汽吸收热量、再热蒸汽吸收热量、自用蒸汽吸收热量、排污水吸收热量。

第四章

一、基本概念

1. 煤粉细度：表示煤粉颗粒群的粗细程度。

2. 煤粉的经济细度：使机械不完全燃烧热损失和制粉能耗最小的煤粉细度。

3. 煤的可磨性系数：磨制标准煤和试验煤到相同粒度，所消耗的能量之比。

4. 直吹式制粉系统：煤在磨煤机中磨成煤粉后直接将气粉混合物送入锅炉去燃烧的制粉系统。

5. 中间储仓式制粉系统：将煤磨制成煤粉后先储存在煤粉仓中，煤粉通过给粉机后再送入锅炉去燃烧的制粉系统。

二、问答题

1. 煤的可磨性系数大说明煤粉好磨还是难磨？

3—63

答：煤的可磨性系数大好磨。

2. 什麽叫高速磨煤机、中速磨煤机、低速磨煤机？各举一个例子。

答：低速磨煤机：转动速度15－25r/min。如钢球磨。

中速磨煤机：转动速度50－300r/min。如MPS磨。

高速磨煤机：转动速度750－1500r/min。如风扇磨。

3. 画出中间储仓式乏气送粉的制粉系统图。

答：见书上p74,图4－23。

4. 画出中间储仓式热风送粉的制粉系统图。

答：见书上p74,图4－24。

5. 画出直吹式的制粉系统图。

答：见书上p71,图4－18。图4－22。

6. 什麽叫正压的直吹式制粉系统？

答：当磨煤机中处于正压状态时的直吹式制粉系统，称为正压的直吹式制粉系统。

7. 什麽叫负压的直吹式制粉系统？

答：当磨煤机中处于负压状态时的直吹式制粉系统，称为负压的直吹式制粉系统。

第五章

一、基本概念

1. 活化能：具有平均能量的分子转变为活化分子所需的最低能量称为活化能。

2. 燃烧反应的动力区：当燃烧速度取决于反应温度和燃料的活化能时，称燃烧处于动力区。

3. 燃烧反应的扩散区：当燃烧速度取决于氧气向碳粒表面的扩散速度时，称燃烧处于扩散区。

二、问答题

1. 画出煤粉燃烧的放热曲线和散热曲线，指出着火点和熄火点。

见p85，图5－2。

2. 叙述煤粉燃烧的传统看法。

答：煤粉先析出挥发份，燃烧。后焦碳燃烧。

3. 叙述煤粉燃烧的现代看法。

答：煤粉挥发份和焦碳几乎同时燃烧。

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第六章

一、基本概念

1. 直流燃烧器：煤粉气流和热空气从喷口射出后，形成直流射流的燃烧器。

2. 旋流燃烧器：煤粉气流和热空气从喷口射出后，形成旋转射流的燃烧器。

3. 均等配风：当一、二次风口相间布置时，称为均等配风。

4. 分级配风：当一次风口集中布置时，称为分级配风。

5. 着火热：煤粉着火所需的热量。

6. 燃烧器区域热强度：炉内总输入热量除以炉膛周界与燃烧器区域高度的乘机的数值。

二、问答题

1. 配风三原则是些什麽原则？

答：着火、燃烧、燃尽。

2. 什麽是均等配风，画出示意图，适用于什麽煤种，为什麽？

答：一二次风喷口交替间隔排列，相邻两个喷口的中心间距较小，为均等配风。

见p97，图6－1。

该种配风方式适于燃烧容易着火的煤，如烟煤、挥发份较高的贫煤等。

3. 麽是分级配风，画出示意图，适用于什麽煤种，为什麽？

答：几个一次风喷口集中布置在一起，一、二次风喷口中心间距较大，为分级配风。见p97，图6－2。

该种配风方式适于燃烧着火比较困难的煤，如挥发份较低的贫煤、无烟煤或劣质烟煤。

4. 影响煤粉气流着火的主要因素有哪些？

答：燃料性质、一次风速、一次风温、一次风量、燃烧器形式、锅炉负荷、炉膛受热面布置方式。

5. 影响一次风煤粉射流偏斜的主要因素有哪些？

答：邻角气流的撞击、射流两侧“补气”条件的影响、燃烧器的高宽比等。

6. 影响炉膛结渣的主要因素有哪些？

答：煤灰特性、炉膛温度水平、过量空气系数、火焰贴墙。煤粉细度。

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第七章

一、基本概念

1. 汽温特性：指过热器和再热器出口蒸汽温度与锅炉负荷之间的关系。

2. 热偏差：指过热器和再热器管组中因各根管子的结构尺寸、内部阻力系数和热负荷可能不同而引起的每根管子中的蒸汽焓增不同的现象。

3. 高温积灰：指对流过热器和再热器受热面上的高温烧结性积灰。

4. 高温腐蚀：指高温积灰所产生的内灰层，含有较多的碱金属，它与飞灰中的铁、铝等成分以及烟气中通过松散外灰层扩散进来的氧化硫较长时间的化学作用，便生成碱金属的硫酸盐复合物，这些碱金属的硫酸盐复合物呈熔化或半熔化状态时，对过热器和再热器的合金钢产生强烈的腐蚀。

二、问答题

1. 蒸汽过热器的作用是什麽？

答：蒸汽过热器的作用就是将饱和蒸汽加热成为具有一定温度的过热蒸汽，提高蒸汽的焓值，从而增加蒸汽的做功能力，提高电厂的循环热效率。

2. 过热器布置一般遵守哪些原则？

答：低温区逆流布置，高温区顺流布置。

3. 为什麽要采用屏式过热器？

答：由于屏式过热器布置在炉膛上方，直接吸收炉膛辐射热，炉膛中的辐射传热强度大，可减少金属耗量，同时屏式过热器具有与对流受热面相反的汽温特性，有利于改善整个过热器系统的汽温调节特性。

4. 什麽叫锅炉的汽温特性？说明辐射式过热器和对流式过热器的汽温特性。

答：锅炉的汽温特性，指过热器和再热器出口蒸汽温度与锅炉负荷之间的关系。

辐射式过热器的汽温特性：当锅炉负荷增加时，锅炉的燃料耗量基本上同比增大，但炉内火焰温度却升高不多，故炉内辐射传热量并不同比增加。这使得辐射式过热器的辐射传热量跟不上负荷的增加，从而使辐射过热器中单位质量蒸汽的辐射吸热量减少，即焓增减少。

对流过热器的汽温特性：当锅炉负荷增加时，因为燃料耗量基本上同比增加，所以对流过热器中的烟速增加，烟气侧的对流放热系数增大；同时燃料耗量的增加也使得烟温增加，烟温增加使对流过热器的传热温差相应增大，从而使对流过热6—63

器的对流吸热量的增加超过了负荷的增加值，使对流过热器中单位质量蒸汽的吸热量增加，即焓值增加，最终使对流式过热器出口汽温增加。

5. 影响热偏差的因素有哪些？

答：影响热偏差的主要因素是吸热不均和流量不均。

6. 影响锅炉过热蒸汽温度的因素有哪些？

答：影响锅炉过热蒸汽温度的因素分结构因素和运行因素。结构因素主要有：过热器的面积、过热器的布置位置和方式。运行因素主要有：锅炉负荷、炉膛过量空气系数、给水温度、燃料性质、受热面污染情况和火焰中心的位置等。

7. 烟气再循环如何使用？

答：用再循环风机从锅炉尾部低温烟道中（一般为省煤器后）抽出一部分温度为（２５０～３５０℃的烟气，由冷灰斗附近送入炉膛，可改变炉内辐射和对流受热面的吸热量分配，从而达到调节汽温的目的。

第八章

一、基本概念

1. 水露点：烟气中水蒸汽开始凝结的温度。

2. 酸露点：烟气中硫酸蒸汽的凝结温度。

3. 低温腐蚀：当硫酸蒸汽在壁温低于酸露点的受热面上凝结下来时，对受热面金属产生的严重腐蚀。

二、问答题

1. 和管式空气预热器相比，回转式空气预热器有什麽特点？

答：和管式空气预热器相比，回转式空气预热器具有结构紧凑、节省钢材、耐腐蚀性好和受热面受到磨损和腐蚀时不增加空气预热器的漏风等优点。

2. 低温腐蚀的减轻和防止的措施有哪些？

答：提高空气预热器受热面的壁温；冷端受热面采用耐腐蚀材料；采用降低露点或抑止腐蚀的添加剂；降低过量空气系数和减少漏风。

4. 管子金属的磨损和烟气流速有什麽关系？

答：管子金属的磨损和烟气流速的三次方成正比。

5. 影响尾部受热面磨损的主要因素：

答：烟气的流动速度和灰粒；灰粒的特性和飞灰浓度；管束排列方式与冲刷方式；7—63

气流运动方向；管壁材料和壁温。

6. 为了减轻省煤器的磨损，可以采用什麽措施？

答：选择合理的烟气流速；采用防磨装置；采用扩展受热面；

第九章

一、基本概念

1. 热有效系数：受热面的吸收热量与投射到炉壁上的热量之比。

2. 污染系数：受热面的吸热量与投射到受热面上的热量之比。

3. 系数M：经验系数，和燃料性质、燃烧方法、燃烧器布置的相对高度等因素有关。

4. 火焰黑度：表示炉内高温介质的辐射能力的一个设定黑度。

5. 三原子气体：指水蒸气、二氧化碳、二氧化硫等气体。

二、问答题

1. 写出炉膛内辐射换热的基本方程式。

答：见p189，式9－1，9－2，9－3。

2. 煤粉火焰中具有辐射能力的物质有哪些？按其辐射能力从大到小排列。

答：具有热辐射能力的介质是三原子气体、水蒸气、灰粒、焦碳颗粒。

按其辐射能力从大到小排列为：灰粒、焦碳、三原子气体、水蒸气。

3. 炉膛内传热计算中，△X的物理意义是什麽？

答：火焰最高温度点的相对位置修正值。

4. 古尔维奇方法中，炉膛黑度和什麽因素有关？

答：和发光火焰的黑度、三原子气体的火焰黑度以及火焰发光系数有关。

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第十章

基本概念

1. 串联混合流：两种介质串联连接，由受热面的一部分过度到另一部分时，介质相互流动方向发生变化。

2. 交叉流：两种介质的流动互相交叉，且流程数不超过4的流动。

3. 热有效系数：被污染受热管的传热系数与清洁管的传热系数之比。

4. 灰污系数：考虑燃用固体燃料横向冲刷错列布置光管管束时灰垢对传热系数的影响系数。

5. 灰污层温度：辐射受热面管外壁的温度，也就是沉积在管子外部灰渣层的平均温度。

6. 凝渣管：在中小容量锅炉上布置在炉膛的出口，并且通常系炉膛水冷壁的延伸部分。

7. 利用系数：空气预热器的计算中用来综合表示灰和烟气冲刷不均匀的影响的系数。

第十一章

一、基本概念

1. 设计计算：已知各受热面参数和燃料特性，确定锅炉的结构数据。

2. 校核计算：按锅炉已有的结构参数，在给定的锅炉负荷和燃料特性条件下，确定各个受热面的烟气温度、工质温度等，并同时确定锅炉的热效率、燃料消耗量等。

3. 炉膛断面热强度： 单位时间、单位炉膛断面上燃料燃烧放出的热量。

4. 炉膛容积热强度：单位时间、单位炉膛容积内燃料燃烧放出的热量。

5. 炉膛壁面热强度：单位时间、单位炉膛壁面积上燃料燃烧放出的热量。

6. 炉膛燃烧器区域壁面热强度：单位时间、单位燃烧器区域壁面上燃料燃烧放出的热量。

二、问答题

1. 简要说明尾部受热面单级布置的锅炉校核热力计算的程序？

答：校核热力计算程序，一般从燃料燃烧计算和热平衡开始计算，然后按照烟气9—63

流经各个受热面的顺序进行计算，即炉膛、辐射受热面、对流受热面、省煤器和空预器等。

2. 什麽叫校核热力计算？

答：校核计算指已知结构数据，在给定锅炉负荷和燃料特性条件下，确定炉膛出口截面及各个受热面的参数。

3. 什麽叫设计热力计算？

答：设计计算指已知受热面的参数及燃料特性，设计锅炉结构。

4. 说明锅炉热力计算的允许误差的大小。

答：计算允许的误差：传热量误差不大于2%，炉膛出口烟温不大于100℃，减温水前后蒸汽温度误差不大于1℃。

5. 说明锅炉热强度的用途？

锅炉热强度是锅炉主要的设计参数，用于确定锅炉的结构尺寸。

6. 如何选择炉膛出口烟气温度？

答：一是要尽量减小排烟热损失，二是要兼顾到低温腐蚀问题。

7. 如何选择热风温度？

答：热风温度过高时，可能导致煤粉自燃、爆炸。而过低时，煤粉进入到炉膛时又不易着火、燃尽。

8. 简要说明随着锅炉蒸汽压力的升高水冷壁、炉膛内的辐射受热面的变化。

答：随压力升高，水冷壁面积相对减少，炉膛内辐射受热面面积增加。

第十二章

一、基本概念：

1. 循环回路：自然循环中，汽包、下降管、联箱、上升管构成了水循环回路。

2. 锅炉对流蒸发管束：在中小容量锅炉中，吸收对流传热为主的蒸发管束，主要因为容量低，蒸发吸热份额较大，水冷壁吸热不能满足要求，故布置对流蒸发管束。

3. 运动压头：克服上升管和下降管阻力的压差。

4. 传热恶化：由于局部管子区域吸热量过高，使管内水出现膜态沸腾，或突然蒸干，这种现象称传热恶化。

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5. 自然循环的推动力：由于水冷壁吸热，使水的密度改变为汽水混合物密度，在一定高度下形成重位压差，成为自然循环的推动力。

6. 汽水两相流型：主要有泡状流、弹状流、环状和液雾流四种。

7. 膜态沸腾：当水冷壁吸热量大时，汽泡会在管子内壁聚集起来形成完整的汽膜，称膜态沸腾。

8. 循环流速：在饱和状态下进入上升管入口的水的流速。

9. 水的折算流速：以饱和水充满整个截面计算的流速。

10. 汽的折算流速：以饱和蒸汽充满整个截面计算的流速。

11. 质量含汽率：汽的质量占总质量的比例。

12. 容积含汽率：汽的容积占总容积的比例。

13. 截面含汽率：截面上汽所占的比例。

14. 循环倍率：循环的水量与生成的汽量的比。

15. 两相流动阻力：管内汽水混合物流动时，汽泡受到浮力作用，上升比水快，因此产生流动阻力。

16. 两相流摩擦阻力：汽相和液相之间存在相对速度而引起的流动阻力。

17. 简单回路：一根下降管与一个水冷壁管屏连接而成的回路称简单回路。

18. 界限循环倍率：为保证循环安全性采取的最小和最大循环倍率。

19. 停滞：在受热差的管子中，出现G=D的现象称停滞。

20. 倒流：出现G＜D的现象称倒流。

21. 临界干度：在出现传热恶化状态下的干度称临界干度。

二、问答题

1. 什麽叫循环回路？示意地画出一个循环回路图。

答：循环回路：自然循环中，汽包、下降管、联箱、上升管构成了水循环回路。简图：

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2. 自然循环的推动力大小和哪些因素有关？

答：自然循环的推动力与循环回路高度、下降管水密度、上升管吸热等因素有关。

3. 叙述自然循环原理。

答：自然循环的原理：自然循环的实质是由重位压差造成的循环推动力克服了上升系统和下降系统的流动阻力，推动工质在循环回路中流动。

4. 什麽叫第Ⅰ类传热恶化？

答：上升管中热负荷大时，水冷壁管内会产生膜态沸腾。这是由于汽泡在管壁聚集，形成了完整的汽膜，热量通过汽膜层传到液体层再产生蒸发，这样管壁得不到水膜的直接冷却，导致管壁超温。这种现象称第一类传热恶化。

5. 什麽叫第Ⅱ类传热恶化？

答：在蒸发管中，由于热负荷集中，出项蒸干现象，这种现象称第二类传热恶化。

7. 两相流体的阻力是如何以单相流体的阻力计算为基础而计算的？

答：一般计算两相流动阻力时，可采用简化方法，用单相流体流动阻力计算公式的形式，带入均匀混合的汽水混合物的流速和密度，然后用修正系数考虑汽液相对速度和流型对流动阻力的影响。

8. 什麽叫界限循环倍率？它的用途是什麽？

答：界限循环倍率：自然循环锅炉具有自补偿能力的最小循环倍率。

9. 下降管带汽和汽化的原因有哪些？

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答：下降管带汽，主要是水速较大、流动阻力大，可采用大直径下降管，下降管受热，现在都将下降管布置在炉外。

10. 从管子受热开始，简单叙述有效压头的计算步骤。

答：有效压头计算式：利用以下的方程式：

SyxSyd(pspfl)pxj

在稳定循环时：一定有：

据上式进行计算。

11. 影响循环安全性的主要因素？

答：水冷壁受热不均或受热强度过高；下降管带汽或自汽化；水冷壁管内壁结垢；上升系统的流动阻力。

12. 提高循环安全性的措施：

答：保证水冷壁管内有足够高的流速；尽量减小热偏差；维持正常的汽包水位；减小循环回路的流动阻力；控制锅水品质。

13. 从循环特性看，倒流现象的表现是：

答：倒流管的压差大于同一片管屏或同一回路的平均压差。

14. 汽液两相流分为几种流型：

答：泡状、弹状、环状、雾状。

第十三章 强制流动锅炉

一、 基本概念：

1. 直流锅炉：直流锅炉没有汽包，给水在水泵压头作用下顺序一次通过加热、蒸发和过热受热面，而且没有固定的分解面。进水量等于蒸发量（K=1）。

2. 水平围绕水冷壁：由多根平行管子组成管带，盘旋上升，管内有足够的质量流速可以保证安全。

3. 垂直管屏：水冷壁垂直布置，管内有足够的质量流速，容量小的锅炉采用多次上升管屏，容量大的采用一次上升。

4. 回带管圈：水冷壁管带上下迂回布置。

5. 控制循环锅炉：在下降管加装再循环泵，下联箱水冷壁入口加装节流圈控制并Syxpxj13—63

列管的流量的锅炉。

6. 复合循环锅炉：低负荷时按再循环方式运行，高负荷时按纯直流锅炉方式运行。

7. 低倍率锅炉：整个锅炉负荷范围内都有再循环泵投入，锅炉的循环倍率大于1。

8. 水动力特性：受热面系统内，在热负荷一定时，工质的流量和压降的关系。

9. 流动的多值性：系统中一个压降对应两个以上流量时为多值性。

10.工质流量呈周期性波动时。

11.梯型管：蒸发管各段采用不同的管子直径，管径逐级放大。

12.呼吸联箱：平衡各管子的压力的联箱。

13.内螺纹管：管子内壁开出单头或双头螺旋型槽道的管子。

二、问答题

1. 叙述直流锅炉的工作原理？

答：在给水泵的压头下，工质顺序一次通过加热、蒸发和过热受热面，且各受热面之间无固定界面，而且K=1，G=D，既进水量等于蒸发量。

2. 叙述低倍率循环锅炉的工作原理？

答：整个锅炉负荷范围内都有再循环泵投入，锅炉循环倍率始终大于1，使得锅炉内的循环流量始终较大，保证了锅炉的安全，并可以减少锅炉的启、停热损失。

3. 叙述复合循环锅炉的工作原理？

答：低负荷时按再循环方式运行，高负荷时按纯直流锅炉方式运行，始终保持较大的循环流量，减少锅炉启停时的热损失和工质损失。

4. 强制流动锅炉水冷壁都有什么形式？对锅炉容量的适应性如何？

答：目前主要有；垂直管屏，适用于大容量锅炉；螺旋水冷壁，适用于300—900MW锅炉。

5. 低倍率锅炉和直流锅炉比较有何优点？

答：启动时流量大，热损失和工质损失较小；水泵电耗小；高负荷时流量比直流锅炉小，阻力小；低负荷时流量大，安全。

6. 复合循环锅炉与直流锅炉比较有何优点？

答：高负荷时按纯直流锅炉方式运行，低负荷时按再循环方式运行。启停时热损失小，工质损失小，但流量大，安全。高负荷时热效率高。

7. 防止蒸发管内流动的不稳定性的措施有那些？

14—63

答：提高工作压力，保持较高的质量流速，进口加装节流圈，梯形管，控制入口水的欠焓值和热负荷等。

8. 防止蒸发管内脉动的措施有那些？

答：提高工作压力，提高质量流速，加节流圈等。

9. 防止管内热偏差的措施有那些？

答：加节流圈，提高质量流速，化分若干管组并减少焓增，组织好燃烧等。

第十四章 电站锅炉蒸汽品质及其污染防治

一、基本概念

1. 蒸汽品质：指蒸汽中的杂质的含量，既蒸汽的清洁程度。

2. 蒸汽质量：指蒸汽的温度和压力应达到额定参数，杂质的含量也符合要求。

3. 机械携带：指蒸汽由于携带含盐量较高的锅炉炉水滴而带盐的现象。

4. 分配系数：指某物质溶解于蒸汽中的量SqR与该物质溶解于炉水中的量Sls之比。

5. 蒸汽湿度：表示蒸汽中携带的锅炉炉水滴的质量占蒸汽质量的百分数。

6. 携带系数：蒸汽中的含盐量占炉水含盐量的百分数。

7. 旋风分离器：指由分离器筒体、溢流环、筒底和顶帽组成的分离效果较好的一种分离装置。

8. 百叶窗：由许多平行的波形板组成的二次分离装置。

9. 蒸汽清洗：用含盐量较少的锅炉给水与蒸汽接触，使溶于蒸汽的盐类转移到给水中，从而减少蒸汽的含盐量。

10.排污：排出含盐量较高的炉水，补充含盐量较低的给水而使锅炉水质提高。

11.连续排污：锅炉连续排出一部分炉水，补充新的给水而保持锅炉中的水质合格。

12.定期排污：按一定的时间间隔从锅炉低部排出部分炉水和沉渣保持锅炉水质合格。

13.水垢：锅炉水中的杂质沉积在受热面上形成的固体物质。

14.分段蒸发：将汽包水容积分为含盐浓度较高的盐段和含盐量低的净段，由盐段排污，少量的炉水可以排出更多的盐量的方法。

二、问答题

1. 造成蒸汽污染的原因有那些？

15—63

答：第一个原因是蒸汽中携带有含盐量高的炉水滴，称为机械携带；第二个原因是蒸汽溶解盐类，称为选择性携带。

2. 影响饱和蒸汽机械携带的主要因素有那些？

答：蒸汽的负荷、炉水的含盐量、汽包的水位、工作的压力等。

3. 影响饱和蒸汽的溶盐性携带的因素有那些？

答：工作压力和分配系数；当工作压力升高时，蒸汽的溶盐能力增加，溶盐种类增加，并有一定的选择性。

4. 汽水分离装置所应用的分离原理有那些？

答：离心力分离、重力分离、惯性力分离。

5. 叙述蒸汽清洗装置的工作原理。

答：在汽包的汽容积中布置清洗孔板，部分给水送入清洗孔板上，蒸汽通过孔板之上的清洗水层，蒸汽中的盐类溶解于清洗水中，使蒸汽的含盐量减少，达到清洁蒸汽的目的。

6. 为什么要排污？两种排污装置安装在何处？有什么作用？

答：为了保持炉水的含盐量在允许的范围内，将部分含盐量较高的炉水排出锅炉，补充相应的较清洁的给水。连续排污管布置在汽包中靠近水面的位置，用于排出炉水；定期排污管布置在水冷壁下联箱下部，用于排出炉水和沉渣。

7. 叙述分段蒸发的工作原理？

答：将汽包水容积分为盐段和净段，大部分蒸汽由净段产生，蒸汽较清洁，少部分蒸汽由盐段产生，但两部分蒸汽混合后含盐总量减少；而从盐段排出的炉水含盐量高，只排出少量炉水就可以排出更多的盐分。

8. 提高蒸汽品质的方法有那些？

答：提高给水品质、凝结水再处理、汽水分离、蒸汽清洗、排污、分段蒸发、加药等。

锅 炉 试 题 库（B）

第一章 绪论

16—63

一、名词解释

1、锅炉额定蒸发量：蒸汽锅炉在额定蒸汽参数，额定给水温度，使用设计燃料并保证效率时所规定的蒸汽产量。

2、锅炉最大连续蒸发量：蒸汽锅炉在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料长期连续运行时所能达到的最大蒸发量。

3、锅炉额定蒸汽参数：过热器出口处额定蒸汽压力和额定蒸汽温度。

4、锅炉事故率：锅炉事故率=[事故停用小时数/（运行小时数+事故停用小时数）]×100%

5、锅炉可用率：锅炉可用率=[(运行总小时数+备用总小时数)/统计期间总时数]×100%

6、锅炉热效率：锅炉每小时的有效利用热量占输入锅炉全部输入热量的百分数。

7、锅炉钢材消耗率：锅炉单位蒸发量所用钢材的吨数。

8、连续运行小时数：两次检修之间运行的小时数。

二、填空

1、火力发电厂的三大主要设备为锅炉、汽轮机、发电机。

2、锅炉按燃烧方式分有层燃炉、室燃炉、旋风炉、沸腾炉。

3、锅炉按排渣方式分有固态排渣炉、液态排渣炉两种。

4、锅炉按工质流动方式分有自然循环锅炉、强制流动锅炉两种，而后者又可分为直流锅炉、多次强制循环锅炉、复合循环锅炉三种。

5、锅炉型号DG—670/140—540/540—5中，DG为东方锅炉厂，670为额定蒸发量，140为额定蒸汽压力，分子540为过热蒸汽温度，分母540为再热蒸汽温度，5为修改设计序号。

6、火电厂中实现化学能与热能转换的设备是锅炉，热能与机械能转换的设备是汽轮机，机械能与电能转换的设备是发电机。

三、判断题

1、电站锅炉型号中蒸汽压力值常用绝对压力表示。（×）

2、电站锅炉型号中蒸发量的值常用最大连续蒸发量表示。（×）

3、电站锅炉燃烧的煤粉是由磨煤机制成的。（√）

四、问答题

1、电站锅炉本体由哪些部件组成？

答：其组成主要包括“炉”和“锅”两部分。“炉”主要包括炉膛、燃烧器、空气预热器、烟道和钢架等。“锅”主要包括汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器和省煤器等受热面。

2、电站锅炉的辅助设备主要有哪些？

答：锅炉的附属设备主要有：送风机、引风机、给煤机、磨煤机、排粉机、除尘器、烟囱、监测仪表及自控装置。

3、常用的锅炉安全技术指标有哪些？并说明它们的意义。

17—63

答：锅炉常用的安全技术指标有连续运行小时数、锅炉事故率和锅炉可用率。

连续运行小时数：两次检修之间运行的小时数。

锅炉事故率：锅炉事故率=[事故停用小时数/（运行小时数+事故停用小时数）]×100%

锅炉可用率：锅炉可用率=[(运行总小时数+备用总小时数)/统计期间总时数]×100%

4、常用的锅炉经济技术指标有哪些？并说明它们的意义。

答：常用的锅炉经济技术指标主要有锅炉热效率、锅炉成本（钢材消耗率）等。

锅炉热效率：锅炉每小时的有效利用热量占输入锅炉全部热量的百分数。

锅炉钢材消耗率：锅炉单位蒸发量所用钢材的吨数。

5、火力发电厂中存在哪几次能量转换？各在什么设备中完成？

答：火力发电厂存在着三次能量转换，其中在锅炉中燃料的化学能转化为蒸汽的热能，在汽轮机中蒸汽的热能转化为轴的机械能，在发电机中机械能转化为电能。

第二章 燃料

一、名词解释

1、发热量：单位质量或容积的燃料完全燃烧时所放出的热量。

2、高位发热量：单位量燃料完全燃烧，而燃烧产物中的水蒸汽全部凝结成水时所放出的全部热量，称为燃料的高位发热量。

3、低位发热量：单位燃料完全燃烧，而燃烧产物中的水蒸汽全部保持蒸汽状态时所放出的全部热量。

4、折算成分：指燃料对应于每4190kJ/kg收到基低位发热量的成分

5、标准煤：规定收到基低位发热量Qarnet=29270kJ/kg的煤。

6、煤的挥发分：失去水分的煤样在规定条件下加热时，煤中有机质分解而析出的气体。

7、油的闪点：在一定条件下加热液体燃料，液体表面上的蒸汽与空气的混合物在接触明火时发生短暂的闪火而又随即熄灭时的最低温度。

8、煤灰熔融性：在规定条件下随加热温度的变化灰的变形、软化、流动等物理状态的变化特性。

二、填空

1、煤的元素分析法测定煤的组成成分有C、H、O、N、S、M、A，其中C、H、S是可燃成分，S、M、A是有害成分。

2、煤的工业分析成分有水分、挥发分、固定碳和灰分。

3、表征灰的熔融特性的三个特征温度为变形温度、软化温度和融化温度。

4、灰的软化温度t2的影响因素有灰的组成成分及含量、灰周围介质的气氛及烟气中灰的含量。

5、对于固态排渣煤粉炉，为了防止炉膛出口的受热面结渣，要求炉膛出口烟温应θl″

温应高于灰的熔化温度t3。

6、发电用煤主要依据煤中挥发分的含量进行分类，一般分为无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤几大类。，

7、煤的炭化程度越深，其挥发分含量越少，着火温度越高，点火与燃烧就越困难。

8、煤的成分分析基准常用的有收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基。

三、选择

1、在下列煤的成分中，能用干燥无灰基表示的成分有。（1）、（2）、（3）、（5）

（1）碳（2）氧（3）挥发分（4）灰分（5）固定碳

2、煤的收到基低位发热量大小与煤中下列成分有关。（1）、（2）、（4）、（5）、（6）

（1）Car（2）Oar（3）Nar（4）Har（5）Sar（6）Mar

3、煤被一场大雨淋湿后，煤的高位发热量。（2）

（1）升高（2）降低（3）不变

4、煤被一场大雨淋湿后，煤的干燥基碳的百分含量。（3）

（1）升高（2）降低（3）不变

5、下列各煤种中，对锅炉的安全工作危害最大的是。（3）

A、Qarnet。p=31320kJ/kg，Sar=2.2%

B、Qarnet。p=29310kJ/kg，Sar=2.5%

C、Qarnet。p=25435kJ/kg，Sar=2.7%

6、煤的元素分析成分中收到基碳是（4）。

（1）固定碳（2）焦碳（3）碳化物中的碳

（4）由固定碳和碳化物中的碳组成

四、判断题

1、煤中含灰量多少，不影响煤的发热量高低。（×）

2、煤的挥发分越多，则其发热量越高。（×）

3、煤的收到基水分Mar越大，则该煤低位发热量越低。（√）

4、在同一煤种成分中收到基的含量等于可燃基的含量。（×）

5、褐煤挥发分析出温度高于烟煤挥发分析出温度。（×）

6、在电厂中实际能够利用的煤的发热量是低位发热量。（√）

7、弹筒量热计能够测得的煤的发热量是低位发热量。（×）

8、煤的挥发分多少，基本上能反映煤燃烧的难易程度。（√）

五、问答题

1、什么是折算成分？引入折算成分有什么意义？

答：折算成分是指相对于每4190KJ/Kg收到基低位发热量的成分。

燃料中的水分、灰分和硫分对燃料的燃烧和锅炉运行都有不利的影响。但只看含量的质量百分数，不能正确估价它们对锅炉工作的危害程度。例如，一台锅炉在同一负荷下，分别烧灰分相19—63

同、发热量不同的两种燃料时，发热量低的燃料耗量就大，带入炉内的总灰量多，危害也就大。因此，为准确反映杂质对锅炉工作的影响，需将这些杂质的含量与燃料的发热量联系起来，从而引入了折算成分。

2、什么是标准煤？为什么要引入标准煤的概念？

答：规定收到基低位发热量Qarnet。p=29270kJ/kg的煤为标准煤。

由于各种煤的发热量差别很大，在发电厂或锅炉负荷不变时，当燃用低发热量的煤时耗量就大，而燃用高发热量的煤时耗量就小。故不能只用煤耗量大小来比较各发电厂或锅炉的经济性。为便于各发电厂进行经济性比较、计算煤耗量与编制生产计划，引入了标准煤的概念。

3、分析灰的熔融性有什么意义？影响灰熔融性的因素有哪些？

答：意义在于可根t1、t2、t3三个特征温度指标来判断煤在燃烧过程中结渣的可能性。实践表明对于固态排渣煤粉炉，当t2>1350℃时造成炉内结渣的可能性不大。为了避免炉膛出口结渣，炉膛出口烟温θl″应低于t2，并留有50℃-100℃的余量。对液态排渣煤粉炉，当t2>1350℃时,不能进行顺利排渣。

影响因素主要有灰的组成成分及各种成分含量比例大小的影响，它是决定灰渣熔融特性最基本因素；其次是受灰渣周围介质的性质的影响和烟气中灰的含量的影响。

4、煤中水分的存在对锅炉工作有哪些影响？

答：（1）煤中水分的存在，使煤中的可燃质相对减少，降低了煤的低位发热量；

（2）在燃烧过程中，因水汽化吸热降低了炉膛温度，不利于燃烧，燃烧热损失增大；

（3）水变成水蒸汽后，增大了排烟容积，使排烟热损失增大，且使引风机电耗增加；

（4）因烟气中水蒸汽增加，加剧了尾部受热面的积灰与腐蚀；

（5）原煤水分过多，引起煤粉制备工作的困难，易造成煤仓及给煤设备的堵塞现象。

5、煤中灰分的存在对锅炉工作有哪些影响？

答：（1）煤中灰分的存在，使煤中可燃质减少，降低了煤的低位发热量；

（2）在燃烧过程中，灰分防碍了可燃质与氧的接触，不利于燃烧，使燃烧损失增大；

（3）燃烧后使烟气中含灰量增大，使受热面积灰、结渣和磨损加剧；

（4）原煤含灰量增大，增加了开采、运输和煤粉制备的费用；

（5）灰分排入大气，造成对大气和环境的污染。

6、什么是挥发分？挥发分的存在对锅炉工作有哪些影响？

答：失去水分的煤样，在规定条件下加热到一定温度后煤中有机质分解而析出的产物称为挥发分。由于挥发分主要是由一些可燃气体组成，所以其含量的大小对燃烧过程的发生和进展有较大的影响。在燃料的着火阶段，首先是挥发分着火，其燃烧放出的热量加热了焦碳，使燃烧迅速；同时，挥发分析出时使焦碳疏松，形成孔隙，增加了与氧接触的面积，有利于燃料的燃烧和燃尽。所以，挥发分常被作为锅炉燃烧设备的设计、布置及运行调整的重要依据，也作为对煤进行分类的主要依据。

7、煤中的固定碳，焦碳和煤中含碳量是否相同？为什么？

20—63

答：这三者是不相同的。焦碳包括固定碳和灰分两部分；煤中含碳量包括固定碳和挥发物中的碳；而固定碳仅是煤中含碳量的一部分。；哟0‘/；。哦[‘，/哦哦。。，，。

8、煤的元素分析成分有哪些？哪些是可燃元素？其中可燃硫会给锅炉工作带来什么危害？

答：（1）煤的元素分析成分有碳、氢、氧、氮、硫。

（2）其中硫、氢、碳是可燃元素。

（3）可燃硫的燃烧产物SO2和SO3，将对低温受热面造成低温腐蚀；能使水冷壁、过热器、再热器产生高温腐蚀；煤中的硫铁矿（FeS2）还会加剧磨煤部件的磨损；SO2和SO3排入大气后会造成严重的大气污染。

六、计算题

1、已知：某种煤的组成成分如下：

Mar=5.00%，Ad=20.00%，Cdaf=90.80%，Hdaf=3.80%，

Odaf=3.10%，Ndaf=1.30%，Sdaf=1.00%，

求：该煤的收到基组成。

解：由干燥基换算到收到基的换算系数为

k1=（100-Mar）/100=（100-5.0）/100=0.95

则煤的收到基灰分Aar=k1Ad=0.95×20.00=19.00%

由干燥无灰基换算到收到基的换算系数为

k2=（100-Aar-Mar）/100=（100-5.0-19.00）=0.76

则煤的收到基组成为

Car=k2Cdaf=0.76×90.80=69.01%

Har=k2Hdaf=0.76×3.80=2.89%

Oar=k2Odaf=0.76×3.10=2.36%

Nar=k2Ndaf=0.76×1.30=0.99%

Sar=k2Sdaf=0.76×1.00=0.76%

验算：Car+Har+Oar+Nar+Sar+Mar+Aar

=69.01+2.89+2.36+0.99+0.76+5.00+19.00=100.01%

2、已知：Qarnet。p=20935kJ/kg，Mar=15%，Aar=10%，Sar=2%，

求：MZS=？AZS=？SZS=？

解：MZS=4190×Mar/Qarnet。p=4190×15/20935=3.0%

AZS=4190×Aar/Qarnet。p=4190×10/20935=2.0%

SZS=4190×Sar/Qarnet。p=4190×2/20935=0.4%

答：MZS=3.0%，AZS=2.0%，SZS=0.4%。

3、已知：某台锅炉实际燃煤量为30t/h，其发热量Qarnet。p=14655kJ/kg，

求：该台锅炉每小时标准燃煤量Bb=？

解：Bb=BQarnet。p/29270

21—63

=30×1000×14655/29270

=15020.5kg/h

=15.02t/h

答：该锅炉每小时标准燃煤量为15.02t/h。

第三章 燃料燃烧计算

一、名词解释

1、燃烧：燃料中可燃质与氧在高温条件下进行剧烈的发光放热的化学反应过程。

2、完全燃烧：燃烧产物中不再含有可燃物的燃烧。

3、不完全燃烧：燃烧产物中仍然含有可燃质的燃烧。

4、理论空气量：1kg收到基燃料完全燃烧而又没有剩余氧存在时，燃烧所需要的空气量。

5、过量空气系数：燃料燃烧时实际供给的空气量与理论空气量之比。即α=VK/V0

6、漏风系数：相对于1kg收到基燃料漏入的空气量ΔVK与理论空气量V0之比。

7、理论烟气量：按理论空气量供给空气，1kg燃料完全燃烧时生成的烟气量。

8、烟气焓：1kg固体或液体燃料所生成的烟气在等压下从0℃加热到θ℃所需要的热量。

9、烟气成分：烟气中某种气体的分容积占干烟气容积的百分数。

二、填空题

1、理论水蒸气容积，包括燃料中氢燃烧生成的水蒸汽、燃料中水分蒸发形成水蒸汽、随同理论空气量带入的蒸汽容积三部分。

2、随同理论空气量V0带进烟气中的水蒸气容积为0.0161V0Nm3/kg。

3、烟气成分一般用烟气中某种气体的分容积占干烟气容积的百分数来表示。

4、负压运行的锅炉，烟气飞灰浓度沿着烟气流程的变化是逐渐减小，空气侧过量空气系数α是逐渐减小。

5、完全燃烧方程式为21-O2=（1+β）RO2，它表明烟气中含氧量与RO2之间的关系，当α=1时，其式变为RO2max=21/（1+β）。

6、算α的两个近似公式分别为α=RO2max/RO2、α=21/（21-O2）。两式的使用条件是β值很小、完全燃烧、Nar可忽略。

三、选择题

1、理论空气量的大小是由元素所决定的。（1）（4）（5）（6）

（1）C（2）M（3）A（4）O（5）H（6）S（7）N

2、烟气焓的单位为“KJ/Kg”其中“Kg”是指。（2）

（1）每Kg烟气（2）每Kg燃料（3）每Kg工质

22—63

3、当α=1时，不完全燃烧比完全燃烧烟气中氧的分容积。（1）

（1）多（2）少（3）一样

4、能够用奥氏烟气分析仪直接测定的成分有。（1）（2）（3）

(1)RO2

（2）O2

（3）CO （4）CO2

（5）N2

四、判断题

1、实际空气量就是燃料完全燃烧实际需要的空气量。（×）

2、烟气成分分析中，RO2、O2、CO等分别表示这些气体的容积占全烟气容积的百分数。（×）

3、负压运行的锅炉中，沿着烟气流程到空气预热器前烟气侧的RO2、O2是在不断增大的。（×）

4、负压运行的锅炉中，沿着烟气流程到空气预热器前，烟气侧的α和漏风量是不断减少的。（×）

5、固态排渣煤粉炉炉膛出口处的飞灰浓度大于空气预热器前的飞灰浓度。（√）

6、理论空气需要量只与煤中的C，H，O，N，S的含量有关。（×）

7、当α=1时，燃料完全燃烧和不完全燃烧生成的烟气容积是相同的。（×）

8、有两种燃料，只要其A含量不同，则其燃料特性系数β一定也不同。（×）

ar五、问答题

1、在α>1的条件下，完全燃烧或不完全燃烧时烟气各由哪些成分组成？

答：完全燃烧时由二氧化碳、氧气、氮气、二氧化硫和水蒸汽组成；

不完全燃烧时，烟气除上述成分外，还有一氧化碳。

2、烟气成分分析的原理是什么？测出的数值有何实际意义？

答：测定烟气成分常用奥氏烟气分析器。它利用化学吸收法按容积百分数测定干烟气组成气体成分百分含量。

根据烟道某处测出的RO2、O2、CO值可求出该处的干烟气容积Vgy和过量空气系数α的值，据此分析燃烧工况及确定烟道的漏风情况。

3、在对烟气成分进行分析时，测定的成分为什么是以干烟气容积为基准？

答：在成分测定过程中，含有水蒸汽的烟气经过过滤后再和量管中水接触，使其成为饱含水蒸汽的饱和气体，在等温等压下饱和气体中所含水蒸汽的容积百分比是一定的，或说水蒸汽和干烟气的容积比例是一定的。因此，在选择吸收过程中，随着某一成分被吸收，水蒸汽成比例的凝结掉，这样，量管中表明的读数就是干烟气成分的百分比。

4、什么是实际空气量？为什么按实际空气量供应空气？

答：实际空气量等于理论空气量加过量空气。燃料在炉内燃烧时，可燃质空气中氧气很难达到理想的混合，如仅按理论空气量供应空气，必然有一部分可燃质得不到氧或缺氧燃烧，使不完全燃烧损失增大。因此，应按实际空气量供应空气，增加两者混合机会，减少不完全燃烧损失。

六、综合分析题

1、分析公式α=21/（21-O2）与α=RO2max/RO2在锅炉运行中有何实用意义？

答：在锅炉运行中，燃料燃烧所需风量的多少常用炉膛出口处的过量空气系数来表示。过量空23—63

气系数直接影响锅炉运行的经济性，准确、迅速的测定它，是监督锅炉经济运行的主要手段。由于这两个公式分别反应了过量空气系数与烟气中的氧及二氧化碳的含量的关系。如果燃料一定，根据燃烧调整实验可以确定对应于最佳过量空气系数下的RO2和O2的数值，运行中用氧量表或二氧化碳表测定并保持这样的数值就可以使锅炉处在经济工况下运行，从而实现对运行锅炉的过量空气系数的监督和调整。

2、分析空气量（V0，Vk，ΔV），烟气量（Vy，Vy0，Vgy）和组成气体（VH2O，V0H2O，VRO2，VN2，V0N2，RO2，O2，CO、N2，rRO2，rH2O）随α的变化如何变化？

答：（1）空气量中的V0是理论空气量，它决定于燃料的性质，不随α的变化而变化，Vk，ΔV都随α的增加而增加，随α的减小而减小；

（2）烟气量中的Vy0是理论烟气量，它也决定于燃料的性质，不随α的变化而变化，而Vy和Vgy都随α的增加而增加，随α的减小而减小；

（3）烟气组成中V0H2O、VRO2、V0N2不随α的变化而变化，VH2O、VN2、N2、O2随α的增加而增加，随α的减小而减小；RO2、rRO2、rH2O都随α的增加而减小，随α的减小而增大；CO虽然也随α的增加而减小，随α的减小而增大，但α过大时，CO反而会增大。

七、计算题

1、推导理论空气量的计算公式。

解：由燃烧反应可得：

1kgC完全燃烧需1.866Nm3O2

1kgH完全燃烧需5.556Nm3O2

1kgS完全燃烧需0.7Nm3O2

而1kg燃料中含C、H、S的质量分别为Car/100、Har/100、Sar/100kg，所以1kg燃料完全燃烧需氧的体积为：

1.866Car/100+5.556Har/100+0.7Sar/100Nm3

由于1kg燃料中含有Oar/100kg的氧气可以助燃，且标况下氧气的密度为1.429kg/Nm3，即1kg燃料中含氧气的体积为0.7Oar/100Nm3，所以实际从空气中取氧气的体积为：

V0O2=1.866Car/100+5.556Har/100+0.7Sar/100-0.7Oar/100Nm3

由于氧气在空气中的容积份额为21%，所以1kg燃料完全燃烧时的理论空气量为：

V0=（1.866Car/100+5.556Har/100+0.7Sar/100-0.7Oar/100）/0.21

=0.0889（Car+0.375Sar）+0.265Har-0.0333OarNm3/kg

2、某锅炉燃京西无烟煤，其特性如下：Cdaf=94%，Hdaf=1.4%，Odaf=3.7%，Ndaf=0.6%，Sdaf=0.3%，Aar=24%，Mar=4%。燃料特性系数β=0.024，当过量空气系数为1.1时，求实际空气量。

解：（1）先求收到基成分：

干燥无灰基换算到收到基的系数为：

（100-Aar-Mar）/100=（100-24-4）/100=0.72

则收到基成分为Car=0.72×Cdaf=0.72×94=67.68%

24—63

Har=0.72×Hdaf=0.72×1.4=1.008%

Oar=0.72×Odaf=0.72×3.7=2.664%

Nar=0.72×Ndaf=0.72×0.6=0.432%

Sar=0.72×Sdaf=0.72×0.3=0.216%

（2）求理论空气量：

V0=0.0889（Car+0.375Sar）+0.265Har-0.0333Oar

=0.0889（67.68+0.375×0.216）+0.265×1.008-0.0333×2.664

=6.202Nm3/kg

（3）求实际空气量：VK=α×V0=1.1×6.202=6.8226Nm3/kg

答：实际空气量VK=6.8226Nm3/kg

3、某锅炉燃煤的特性系数β=0.11，运行中测知省煤器前后的RO2 值分别为14.3%及14%，（或O2值分别为4.3%及4.6%）。求该省煤器处的漏风系数。

解：解（一）：RO2max=21/（1+β）=21/（1+0.11）=18.92%

α′=RO2max/RO2′=18.92/14.3=1.323

α″=RO2max/RO2″=18.92/14=1.351

Δα=α″-α′=1.351-1.323=0.028

解（二）：α′=21/（21-O2′）=21/（21-4.3）=1.257

α″=21/（21-O2″）=21/（21-4.6）=1.280

Δα=α″-α′=1.280-1.257=0.023

答：省煤器漏风系数Δα=0.023或0.028

4、已知理论干烟气量V0gy，导出实际烟气量计算式。

解：（1）先求理论烟气量Vy0Vy0=V0gy+V0H2O

（2）求VyVy=Vy0+（α-1）V0+0.0161（α-1）V0

=Vy0+1.0161（α-1）V0

=V0gy+V0H2O+1.0161（α-1）V0

=V0gy+VH2O+（α-1）V0

5、已知：Vy=6.5Nm3/kg，VH2O=0.5Nm3/kg，VRO2=0.9Nm3/kg，VCO2=0.24Nm3/kg，求三原子的容积份额。

解：rRO2=VRO2/Vy=0.9/6.5=0.1385rH2O=VH2O/Vy=0.5/6.5=0.0769

r=rRO2+rH2O=0.1385+0.0769=0.2154

答：r=0.2154

第四章 锅炉热平衡

25—63

一、名词解释

1、锅炉热平衡：在稳定工况下，输入锅炉的热量与锅炉输出热量的相平衡关系。

2、最佳过量空气系数：（q2+q3+q4）之和为最小时的过量空气系数。

3、排烟热损失q2：锅炉中排出烟气的显热所造成的热损失。

4、机械不完全燃烧损失q4：由于飞灰、炉渣和漏煤中的固体可燃物未放出其燃烧热所造成的损失。

5、化学未完全燃烧损失q3：锅炉排烟中含有残余的可燃气体未放出其燃烧热所造成的损失。

6、正平衡热效率：锅炉有效利用热量占单位时间内所消耗燃料的输入热量的百分数。

7、反平衡热效率：将输入热量作为100%求出锅炉的各项热损失从百分之百中减去各项热损失后所得的效率。

8、锅炉有效利用热：单位时间内工质在锅炉中所吸收的总热量。

9、锅炉燃料消耗量：单位时间内锅炉所消耗的燃料量。

10、锅炉计算燃料消耗量：扣除固体未完全燃烧热损失后的燃料消耗量。

二、填空题

1、在室燃炉的各项热损失中，最大的一项是排烟热损失q2，其值约为4～8%。

2、在固态排渣煤粉炉中，q4是由q4fh和q4lz组成的。

3、锅炉容量越大，q5损失则越小，对于同一台锅炉，负荷越高q5则越小。

4、对于燃煤锅炉，如果燃料和空气都没有利用外来热源进行加热，并且燃料水分Mar

三、选择题

1、对于固态排渣煤粉炉，不完全燃烧热损失是指。（2）、（3）、（4）

（1）q22）q3（3）q4fh（4）q4lz（5）q5（6）q6

2、锅炉有效利用热量是指下列哪些受热面中的工质所吸收的热量。（1）、（2）、（3）、（4）

（1）水冷壁（2）省煤器（3）过热器（4）再热器（5）空气预热器

3、最佳过量空气系数是指时所对应的过量空气系数。（3）

（1）热效率最高（2）燃烧效率最高（3）q2+q3+q4最小

4、飞灰中灰量占总灰量的份额用符号表示。（1）

（1）αfh（2）Cfh（3）Afh（4）Gfh

5、锅炉额定蒸发量越大q5。（2）

（1）越大（2）越小（3）不变

6、除尘器漏风量增加，炉膛出口负压不变，q2。（3）

（1）增加（2）减小（3）不变

四、判断题

26—63

1、在正常运行情况下，煤粉炉的q4是大于q2的。（×）

2、锅炉蒸发量越大，其散热损失q5则越大。（×）

3、锅炉的有效利用热包括水、蒸汽、空气在锅炉中吸收的热量。（×）

4、为了减少锅炉的排烟热损失，应把排烟温度降得越低越好。（×）

5、当前火力发电厂普遍采用反平衡法计算锅炉热效率。（√）

6、排烟热损失是指排出烟气和飞灰显热所造成的损失。（√）

五、问答题

1、写出锅炉热平衡式的两种表达式，并说明式中各项名称是什么？

答：锅炉热平衡的两种表达式为：

Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6kJ/kg

100=q1+q2+q3+q4+q5+q6%

在以上两式中：Qr为输入热量，kJ/kg

Q1或q1-------有效利用热量，kJ/kg或%

Q2或q2-------排烟热损失，kJ/kg或%

Q3或q3-------气体（化学）不完全燃烧热损失，kJ/kg或%

Q4或q4-------固体（机械）不完全燃烧热损失，kJ/kg或%

Q5或q5-------散热损失，kJ/kg或%

Q6或q6-------灰渣物理热损失，kJ/kg或%

2、提高锅炉热效率时为什么不能把排烟温度降得很低？

答：降低排烟温度可以降低排烟热损失，提高锅炉热效率，节约燃料消耗量，但降低排烟温度必须增加尾部受热面，增加了锅炉的金属消耗量和烟气流动阻力。另一方面，由于烟温太低会引起尾部受热面酸性腐蚀，特别是燃用硫分较高的燃料时，这种腐蚀更为严重。因此提高锅炉效率不能把烟温降的过低。

3、现代电站锅炉常用什么方法求热效率，为什么？

答：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。

4、说明影响排烟热损失的主要因素及降低排烟热损失的措施是什么？

答：影响q2的主要因素是排烟焓的大小，而影响排烟焓的主要因素是排烟容积和排烟温度。

措施：（1）选择合理的排烟温度及合理的过量空气系数。尽量的降低排烟温度及排烟容积。（2）运行中尽量减少炉膛及烟道漏风。因为漏风不仅会增大排烟容积，还可能使排烟温度升高。（3）运行中应及时对受热面吹灰打焦，经常保持受热面的清洁。因为受热面积灰和结渣会使传热减弱，促使排烟温度升高。

5、固态排渣煤粉炉输入热量Qr包括哪些热量？为什么不包括QK？

27—63

答：固态排渣煤粉炉的输入热量包括燃料的收到基低位发热量和显热，用外来热源加热燃料或空气时所带入的热量。QK是来自锅炉本身烟气的热量，是锅炉的循环热量，所以不应计入锅炉的输入热量中。

6、说明影响q4的主要因素及降低q4的措施有哪些？

答：影响q4的主要因素是灰渣量和灰渣中残碳含量。灰渣量主要与燃料灰分含量有关，灰渣中残碳含量与燃料性质、燃烧方式、炉膛结构、锅炉负荷及司炉操作水平有关。为了减小q4，应有合理的炉膛结构，有结构性能良好的燃烧器，有较好的的配风工况和混合条件。此外，还应有足够高的炉膛温度等。

7、燃料消耗量与计算燃料消耗量有何不同？各应用于什么场合？

答：燃料消耗量是指每小时锅炉所消耗的燃料量。经过q4修正后的燃料消耗量称为计算燃料消耗量。在进行燃料运输系统、制粉系统的计算时用燃料消耗量。在燃料的发热量、空气需要量、烟气容积等的计算时用计算燃料消耗量。

六、综合分析题

1、对于固态排渣煤粉炉，分析如何提高锅炉热效率？

答：要提高固态排渣煤粉炉热效率，首先是减少q2，q3和q4损失，尤其是减少q2和q4热损失。其次是考虑减少q5热损失，q6热损失一般不考虑，只有当Aar>Qarnet。p/418%时才考虑.

减少q2热损失：（1）要保持设计排烟温度运行，受热面积灰、结渣等会使排烟温度升高，因此应定期吹灰，及时打渣，经常保持受热面清洁；（2）要减少排烟容积，消除或尽量减少炉膛及烟道漏风，漏风不仅增大排烟容积，而且还可能使排烟温度升高，故应维持最佳过量空气系数运行并减少漏风等。

减少q4热损失：（1）要有合理的炉膛结构（适当的空间和高度）和性能良好的燃烧器及合理布置，使气粉在炉内有较好的混合条件和较长的停留时间；（2）要保证最佳煤粉细度和较大的均匀度；（3）要保持最佳过量空气系数运行；（4）要保持较高的炉温等。

减少q3热损失：（1）要有合理的炉膛结构和性能良好的燃烧器及合理的布置，使炉内有良好的空气动力工况；（2）要保持最佳的过量空气系数运行；（3）要有较高的炉温等。

减少q5热损失：（1）采用保温性能良好的隔热材料；（2）要有合理完善的保温结构。

2、分析锅炉炉膛漏风和烟道积灰时锅炉效率将如何变化？

答：炉膛漏风时,一方面会增大排烟容积，另一方面还会使排烟温度升高，这都将使排烟热损失增大，锅炉效率会降低。当烟道积灰时，由于传热效果降低，所以会使排烟温度升高，这也使排烟热损失增大，锅炉效率降低。因此，为了减少q2热损失，提高锅炉热效率，运行中应及时对受热面进行吹灰打渣，并尽量减少炉膛及烟道漏风。

七、计算题

1、已知：D=410t/h,h((gq=3475kJ/kg，hgs=963kJ/kg，锅炉排污率为2%，hpw=1340kJ/kg，各项损失之和Σq=9.5%，其中q4=1.5%，燃料的低位发热量Qarnet。p=20935kJ/kg

28—63

求：（1）锅炉的计算燃煤量和标准燃煤量。

（2）若理论空气量V=5.5Nm3/kg，过量空气系数α=1.2，计算每小时送入锅炉的空气量。

解：锅炉热效率为：η=100-Σq=100-9.5=90.5%

锅炉有效利用热量为：

Q=D（h((gq-hgs）+DPW（hpw-hgs）

=410×103×（3475-963）+410×103×0.02×（1340-963）

=1033011.4×103kJ/h

实际燃煤量为：B=Q/（Qarnet。p×η）×100

=1033011.4×103/（20935×90.5）×100

=54.523t/h

计算燃煤量为：Bj=B（1-q4/100）

=54.523×（1-0.015）

=53.705t/h

标准燃煤量为：Bb=BQarnet。p/29270

=54.523×20935/29270=38.997t/h

每小时送入锅炉的空气量为：

V=Bjαv0=53.705×103×1.2×5.5=354453Nm3/h

2、已知：D=670t/h，h((gq=3475kJ/kg，hgs=1005kJ/kg，Dzq=580t/h，

h((zq=3517kJ/kg，h(zq=3056kJ/kg，各项损失之和Σq=10%，其中q4=1.5%，燃料的低位发热量Qarnet。p=16747kJ/kg。

求：锅炉燃煤量，计算燃煤量和标准燃煤量。

解：锅炉热效率为：η=100-Σq=100-10=90%

锅炉有效利用热量为：

Q=D（h((gq-hgs）+Dzq（h((zq-h(zq）

=670×103×（3475-1005）+580×103×（3517-3056）

=1922280×103kJ/h

实际燃煤量为：B=Q/（Qarnet。p×η）×100

=1922280×103/（16747×90）×100

=127.537t/h

计算燃煤量为：Bj=B（1-q4/100）

=127.537×（1-0.015）

=125.624t/h

标准燃煤量为：Bb=BQarnet。p/29270

=127.537×16747/29270=72.971t/h

29—63

第五章 煤粉制备

一、名词解释

1、煤粉细度：煤粉由专用筛子筛分后，残留在筛子上面的煤粉质量a占筛分前煤粉总质量的百分数。定义式为R=a/（a+b）×100%

2、煤粉经济细度：从燃烧与制粉两个方面综合考虑，使得三项损失q4+qn+qm之和为最小时所对应的煤粉细度。

3、煤的可磨性系数：在风干状态下，将相同质量的标准煤和实验煤由相同的粒度磨制到相同的细度时所消耗的能量之比。

4、煤的磨损指数：在一定的实验条件下，某种煤每分钟对纯铁磨损的毫克数与相同条件下标准煤每分钟对纯铁磨损量的比值。

5、钢球充满系数：球磨机装载的刚球堆积容积与球磨机筒体容积的比值。

6、最佳磨煤通风量：从磨煤与通风两个方面衡量，当钢球装载量不变时，磨煤电耗Em与通风电耗Etf总和为最小时所对应的通风量。

7、直吹式制粉系统：磨煤机磨好的煤粉直接全部吹入炉膛燃烧的制粉系统，其制粉量等于锅炉耗粉量并随锅炉负荷变化而变化。

8、储仓式制粉系统：磨煤机磨好的煤粉先储存在煤粉仓中，然后再根据锅炉负荷的需要，从煤粉仓经给粉机送入炉膛燃烧的制粉系统。

9、一次风：携带煤粉进入炉膛的热空气。

10、二次风：为补充燃料燃烧所需的氧，经燃烧器进入炉膛的纯净的热空气。

11、三次风：在中间储仓式制粉系统的热风送粉系统中，携带细粉的磨煤乏气由专门的喷口送入炉内燃烧，称为三次风。

12、磨煤出力：单位时间内，在保证一定的原煤粒度和煤粉细度的条件下，磨煤机所能磨制的原煤量。

13、干燥出力：单位时间内，磨煤系统把煤由最初的水分Mar干燥到煤粉水分Mmf时所能干燥的原煤量。

二、填空题

1、煤粉挥发分含量越高，则越易爆炸，当挥发分含量〈10%则无爆炸危险。

2、输送煤粉的气体中氧的比例越大，越容易爆炸。对于易爆炸煤粉，可以采用在输送介质中掺入惰性气体（如烟气），以防止爆炸。

3、衡量煤粉品质的指标有煤粉细度、煤粉均匀性和煤粉水分。运行中，煤粉水分是通过磨煤机出口的气粉混合物的温度来反映。

4、越容易磨的煤，其可磨性系数Kkm越大。通常认为Kkm<1.2的煤为难磨煤，Kkm>1.5的煤为易磨煤，标准煤的Kkm为1。

30—63

5、磨煤机通常依靠撞击、挤压或研磨的作用将煤磨成煤粉，但每种磨煤机是以其中一种作用为主。

6、影响球磨机出力的主要因素有球磨机的转速、护甲的形状以及钢球充满系数与钢球直径、磨煤机的通风量与载煤量等。

7、某锅炉烧烟煤，Vdaf=39.44%，KkmHa=56，宜选用中速磨煤机，根据选用的磨煤机应选用直吹式制粉系统为宜。

8、当煤的挥发分Vdaf=12%，可磨性系数KkmHa=48，应配低速筒式钢球磨煤机，且益选用中间储仓式制粉系统。

9、煤粉制备系统可分为中间储仓式和直吹式两大类。根据磨煤机与排粉机的相对位置不同又可分为正压和负压系统。

10、低挥发分劣质煤，为稳定着火与燃烧，常采用热风送粉系统，此时携带细粉的磨煤乏气由排粉机经燃烧器中专门的喷口送入炉膛燃烧，称为三次风。

11、粗粉分离器的工作原理有重力分离、离心力分离和惯性力分离。

12、粗粉分离器的作用有两个，一是将不合格的粗粉分离出来，送回磨煤机重新磨制，另一个是调节煤粉的细度。

13、给粉机的作用是根据锅炉负荷需要的煤粉量，把煤粉仓中的煤粉均匀的送入一次风管中。

14、给煤机的作用是根据磨煤机或锅炉负荷的需要调节给煤量，并把原煤均匀的送入磨煤机中。

三、选择题

1、对于无烟煤，为有利燃烧，要求煤粉经济细度R90。（2）

（1）大些好（2）小些好（3）与褐煤相同

2、甲、乙两种煤粉，若R200（甲）R20（乙），则煤种均匀。（1）

（1）甲（2）乙（3）一样

四、判断题

1、无烟煤煤粉经济细度R90小于褐煤煤粉的经济细度R90。（√）

2、褐煤煤粉经济细度R90大于烟煤煤粉的经济细度R90。（√）

3、中间储仓式制粉系统都是负压系统。（√）

4、风扇磨煤机不能采用中储式制粉系统。（√）

5、煤的挥发分含量越高，其爆炸的可能性越大。（√）

6、煤粉的R90值越大，则说明煤粉越细。（×）

7、煤粉的经济细度是指q2+q3+q4之和为最小时的细度。（×）

8、挥发分较高的煤种常采用乏气送粉系统。（√）

五、问答题

1、什么是煤粉的经济细度？并绘曲线说明煤粉经济细度是如何确定的？

31—63

答：从燃烧和制粉两个方面考虑，使燃烧损失q4与制粉电耗qE和金属磨耗qm三者之和为最小时所对应的煤粉细度，称为煤粉的经济细度。从燃烧技术上讲，希望煤粉细些。煤粉越细，则越容易着火并达到完全燃烧，q4损失越小；但对制粉设备而言，制粉电耗与金属磨损增大，因此，应使q4与制粉电耗和金属磨耗三者之和为最小。若将制粉电耗与金属磨耗两者合称磨煤消耗，并将三者折算成相同的单位，则通过下图可确定煤粉的经济细度。

2、为什么要求煤粉均匀？煤粉的均匀程度如何表示？

答：煤粉的均匀性是衡量煤粉品质的重要指标之一。因为煤粉越均匀，煤粉中的大颗粒与小颗粒的数目就越少，则燃烧过程中的机械不完全燃烧就越小，同时磨

煤过程中的磨煤电耗也越小。所以无论从燃烧的角度还是从磨煤的角度来讲，煤粉越均匀越好。

煤粉的均匀性通常用煤粉的均匀性指数n来表示。此值越大，则过粗和过细的煤粉都比较少，中间尺寸的煤粉多，则煤粉越均匀。反之n越小，则煤粉的均匀性就越差。

3、简述球磨机的工作原理？

答：球磨机由转动的筒体部分和筒体内的钢球构成。筒体经电动机，减速装置传动以低速旋转，在离心力和摩擦力的作用下，筒体内壁上的护甲将钢球与燃料提升至一定高度，然后借重力作用自由下落。煤被下落的钢球撞击破碎，同时还受到钢球之间，钢球与护甲之间的挤压，研磨作用。原煤与热空气从磨煤机一端进入，磨好的煤粉被气流从磨煤机的另一端送出。热空气不仅是输送煤粉的介质，而且有干燥原煤的作用。

4、影响球磨机工作主要因素有哪些？应如何保证其经济运行？

答：影响球磨机工作的主要因素有：转速，护甲形状及完善程度，钢球充满系数与钢球直径，磨煤机的通风量和载煤量，燃料的性质等。

要保证磨煤机安全经济的运行，应使磨煤机在最佳的工作状态下工作，比如，维持最佳转速，最佳通风量，最佳钢球充满系数和最佳载煤量等，并保证将磨损严重的钢球和护甲进行定期更换。

5、比较筒式钢球磨、中速磨与风扇磨对煤种的适用条件有什么不同？

答：低速钢球磨：适用于各种煤，特别是硬度大，磨损性强的煤，高灰分劣质煤等。

中速磨：要求燃煤的收到基灰分Aar<30%，磨损指数Ke<3.5，可磨性系数KkmHa>50，一般适合磨制烟煤及贫煤。

风扇磨：不宜磨制硬煤，强磨损性煤及低挥发分煤，一般适合磨制Ke<3.5，KkmHa>70的褐煤和烟煤。

6、低速筒型磨煤机一般配什么样的制粉系统？为什么？

答：筒式钢球磨煤机低负荷或变负荷运行不经济，因此一般不适用直吹式制粉系统，仅在锅炉带基本负荷时才考虑采用。在中间储仓式制粉系统中，最适合调节性能差的筒式钢球磨煤机，因为磨煤机的制粉量不需要与锅炉耗粉量一致，可经常保持在经济负荷下运行。所以，低速筒式钢球磨一般配中间储仓式制粉系统。

由于球磨机轴颈密封性不好，不宜正压运行。因此，带钢球磨煤机的中间储仓式制粉系统均为32—63

负压系统。

7、比较中间储仓式与直吹式制粉系统的优缺点？

答：（1）直吹式系统简单，设备部件少，布置紧凑，耗钢材少，投资省，运行电耗也较低；中间储仓式系统部件多、管路长，系统复杂，初投资大。且系统在较高负压运行，漏风量较大，因而输粉电耗较大。

（2）中间储仓式系统中，磨煤机工作对锅炉影响小，机组运行可靠性较高；而直吹式系统中，磨煤机的工作直接影响锅炉的运行工况，机组运行可靠性较低。

（3）当锅炉负荷变化时，需要调整燃料量，储仓式系统只要调节给粉机就能满足需要，既方便又灵敏。而直吹式系统要从改变给煤量开始，经过整个系统才能改变煤粉量，因而惰性较大。

（4）负压直吹式系统中，燃烧需要的全部煤粉都经过排粉机，因此排粉机磨损严重。而在中间储仓式系统中，只有含少量细粉的乏气流经排粉机，故它的磨损较轻。

（5）直吹式系统都属于乏气送粉方式，只适合于高灰分煤种，而中间储仓式系统可采用热风送粉方式，来改善劣质煤及低挥发分煤的着火与燃烧的条件。

8、选择磨煤机及制粉系统时应遵循什么样的原则？为什么在煤种合适时应优先选用中速磨？

答：选择原则：当燃用挥发分很低而又较硬的煤时，如无烟煤，以球磨机储仓式系统热风送粉系统为好；当燃用挥发分较高、水分较低而且较软的煤时，如烟煤，以中速磨直吹式系统为好；当燃用水分较大而且较软的煤时，如褐煤，以风扇磨直吹式为好。

由于中速磨比低速球磨机具有结构紧凑，体积小，重量轻，占地少，金属消耗量小，投资低，磨煤电耗低，噪音小，煤粉的均匀性好等优点，因此，在煤种适宜而煤源又比较固定的条件下应优先采用中速磨煤机。

9、煤粉水分对制粉系统工作及锅炉燃烧有何影响？运行中如何控制其值的大小？

答：煤粉水分是衡量煤粉品质的重要指标之一。煤粉水分过高，煤粉易粘结在管壁及煤粉仓壁上使煤粉流动性减弱，严重时造成煤粉仓和煤粉管道堵塞；在炉内着火推迟，使炉温降低，燃烧损失增大；煤粉水分过高，使磨煤机内部的平均水分增大，脆性减弱，磨煤出力因而下降。但是煤粉过于干燥，对褐煤、烟煤将增加自燃与爆炸的危险性。

运行中煤粉水分是通过磨煤机出口气粉混合物的温度来反映，控制磨煤机出口温度，即可防止煤粉水分过大或干燥过度。

10、衡量煤粉品质的指标有哪些？为什么？

答：衡量煤粉品质的指标主要有煤粉细度，煤粉均匀性，煤粉水分。

煤粉越细，越有利于燃烧，但磨煤电耗和金属磨耗也增大，运行中应维持经济煤粉细度，即燃烧损失与磨煤电耗和金属磨耗三者之和为最小时的细度。

煤粉越均匀，越有利于燃烧，且磨煤消耗也小。所以煤粉越均匀越好。

煤粉水分过高时，不但影响煤粉的流动性、燃烧特性，还会使磨煤过程中煤的脆性减弱，磨煤出力降低。当煤中水分过低时，还会增大煤粉的自燃与爆炸的可能性。

综上所述，煤粉细度、煤粉均匀性、煤粉水分的大小影响锅炉的安全经济运行，所以把它们作33—63

为衡量煤粉品质的重要指标。

11、什么是磨煤出力与干燥出力，它们之间有什么关系？

答：磨煤出力是指单位时间内，在保证一定的煤粉细度的条件下，磨煤机所能磨制的原煤量。干燥出力是指磨煤系统单位时间内，将原煤由最初的水分干燥到煤粉水分所能干燥的原煤量。

制粉系统的干燥出力与磨煤出力要相适应，如果干燥出力小于磨煤出力，使系统只能按照干燥出力运行，就不能充分发挥磨煤机的潜力，使之低出力下运行，磨煤单位电耗增加。要保证磨煤出力，就必须提高干燥出力，即提高干燥剂的量或提高干燥剂温度。如果干燥出力大于磨煤出力，会使磨煤机出口的温度升高，易引起制粉系统的爆炸，因此要通过调整干燥剂的成分配比，降低磨煤机进口前干燥剂温度，以保证干燥出力满足磨煤出力。

12、不同制粉系统应如何协调磨煤通风量、干燥通风量、一次风量之间的关系？

答：（1）直吹式制粉系统

对于直吹式制粉系统，属于干燥剂送粉，磨煤通风量应等于干燥通风量，同时又等于一次风量。通常是从着火燃烧条件考虑应保证干燥风量等于一次风量，对磨煤通风量仅作校核。

（2）中间储仓式制粉系统

对于储仓式制粉系统，为使球磨机在最经济工况下运行，应使最佳磨煤通风量等于干燥通风量，此时，一次风量的协调，对热风送粉，干燥剂与一次风没有直接关系；对于乏气送粉，虽然干燥剂作一次风，但可以通过空气再循环或冷风、温风及热风的配比来协调一次风量，满足燃料的着火燃烧要求。

13、干燥剂的组成与煤种及制粉系统热平衡有何关系？

答：（1）当Crktrk>Cgzt1时,说明干燥剂全部采用热空气,干燥剂的热量有过剩。这可以通过采用热风+温风或热风+冷风的方法来降低t1。但这两种方法会由于一部分空气没有通过空气预热器而导致排烟温度升高，降低锅炉效率。所以一般采用热风+再循环乏气的方法，来使干燥出力合乎要求。通常适用于挥发分较低且水分又较低的煤种。

（2）当Crktrk

六、综合分析题

1、某煤煤质资料如下：Vdaf=9.79%，Aar=18.19%，KkmHa=45，试分析此煤应配何型磨煤机和制粉系统？并说明理由。

答：型式：低速筒式钢球磨配中间储仓式制粉系统。

理由：由于此种煤的挥发分含量较低，属于无烟煤，且其可磨性系数KkmHa=45<50，属于难磨煤，因此不适合于采用中速磨及高速磨，只有采用低速筒式钢球磨。由于此种磨煤机低负荷和变负荷运行不经济，因此适合于配中间储仓式制粉系统，在此系统中，磨煤机的磨煤量不需要与锅炉的耗煤量一致，所以磨煤机的运行具有很大的独立性，可经常保持在经济负荷下运行。所以此种煤适合于采用低速球磨机配中间储仓式制粉系统。

2、已知某煤的Vdaf=36.44%，Aar=19.23%，KkmHa=56，试分析此煤应配何型磨煤机和制粉系统？34—63

并说明理由。

答：型式：中速磨煤机配冷一次风正压直吹式系统。

理由：通过煤的Vdaf=36.44%判定，此煤属于烟煤，且由于此煤的可磨性系数KkmHa=56>50，并且小于70，所以此种煤适合于采用中速磨煤机。制粉系统的型式则适合于采用冷一次风正压直吹式系统。原因是中速磨低负荷和变负荷运行对运行经济性影响不大，这恰好适合直吹式系统中磨煤量需随锅炉耗煤量变化而变化的特点，所以应配用直吹式制粉系统。并且负压直吹式系统中漏风及风机磨损都很严重，运行经济性较差，已被正压系统代替。在正压直吹式系统中，与热一次风机系统相比较，冷一次风机系统改善了一次风机的工作条件，因而被广泛采用。

第六章 燃烧原理和燃烧设备

一、名词解释

1、动力燃烧区：燃烧速度主要取决于化学反应速度（化学条件），而与扩散速度关系不大的燃烧工况。

2、扩散燃烧区：燃烧速度主要取决于氧的扩散条件，而与温度关系不大的燃烧工况。

3、过渡燃烧区：燃烧速度既取决于化学反应条件又取决于扩散混合条件的燃烧工况。

4、着火热：使煤粉一次风气流从入炉前的初始温度加热到着火温度所吸收的热量。

5、射流刚性：射流抗偏转的能力。

6、炉膛容积热负荷：每小时送入炉膛单位容积的平均热量。

7、炉膛截面热负荷：每小时送入炉膛单位截面积的平均热量。

8、燃烧器区域炉壁热负荷：按燃烧器区域单位炉壁面积折算，每小时送入炉膛的平均热量。

9、结渣：具有粘性的灰渣粘附在炉膛或高温受热面上的现象。

10、渣池析铁：在液态排渣炉中，由于煤粉气流中的粗粉离析落入渣池，将溶渣中的氧化铁还原成纯铁的现象。

11、高温腐蚀：指水冷壁、过热器等高温受热面，在高温烟气环境下，管外壁产生的腐蚀。

12、氧的扩散速度：单位时间内通过边界层向单位碳粒表面输送的氧量。

二、填空题

1、影响化学反应速度的因素有温度、反应物质浓度、反应空间的总压力。

2、不同的燃料，其活化能E不同。E越大，反应速度就越慢。

3、不同的燃料，着火温度不同，烟煤的着火温度要比无烟煤的低。

4、煤粉在炉内的燃烧过程大致经历三个阶段，即着火前的准备阶段、燃烧阶段和燃尽阶段

阶段。

5、燃烧处于动力燃烧区时，为强化燃烧应提高温度；处于扩散燃烧区时应通过提高碳粒与气流的相对速度或减小碳粒直径来提高燃烧速度。

35—63

6、和烟煤相比无烟煤其着火温度较高，要保证良好着火与燃烧其一次风温应高些，一次风率较小，一次风速应低，煤粉磨的应细。

7、对于无烟煤和烟煤相比，其容积热负荷qV值应取小些，截面热负荷qF应取大些，若采用直流燃烧器时应采用分级配风型。

8、煤粉迅速而又完全燃烧的条件有相当高的炉温、合适的空气量、良好的混合和足够的炉内停留时间。

9、和直流射流相比，旋转射流射程短，衰减快，后期混合能力差，适合于高挥发分煤。

10、煤粉气流着火热源来自两个方面，一方面是卷吸炉内高温烟气对流加热，另一个方面是炉内高温火焰辐射加热。

11、旋流燃烧器常用的布置方式有前墙布置、两面墙布置和炉顶布置等。

12、直流燃烧器的布置常用四角布置方式。

13、旋转射流的旋转强度越大，射流扩散角越大，射程越短。当射流强度大到一定程度，易产生飞边现象。

三、选择题

1、煤在燃烧过程中，其大部分热量是在阶段中放出的。（2）

（1）着火前的准备阶段（2）燃烧阶段（3）燃尽阶段

2、煤粉在炉膛中燃烧时，其火焰中心粗粉的燃烧属于燃烧。（2）

（1）动力（2）扩散（3）过渡

3、液态排渣炉适合于采用煤种。（2）

（1）t2高，vdaf低（2）t2低，vdaf低（3）t2高，vdaf高

4、无烟煤和烟煤相比，其qV值应取，截面热负荷qF应取。（2），（1）

（1）大些（2）小些（3）相同

5、烧劣质煤时，为稳定其燃烧，应采取的措施有。（1）、（3）、（4）、（5）、（6）

（1）较小的一次风速（2）较高的一次风率（3）热风送粉

（4）R90小些（5）采用围燃带（6）分级配风

6、当炉膛水冷壁出现结渣时，炉膛出口烟温将，过热汽温将。（1），（1）

（1）升高（2）降低（3）不变

7、某台锅炉烧烟煤，后改烧贫煤，轴向叶轮式旋流燃烧器叶轮位置应。（1）

（1）往里推（2）向外拉（3）不用调节

8、目前，现代大型电站锅炉最常用的燃烧方式为。（2）

（1）火床燃烧（2）火室燃烧（3）沸腾燃烧（4）旋风燃烧

9、火床燃烧方式中，燃料的燃烧处于。（3）

（1）动力燃烧区（2）过渡燃烧区（3）扩散燃烧区

10、煤粉炉中，大多数燃料的燃烧处于。（2）

（1）动力燃烧区（2）过渡燃烧区（3）扩散燃烧区

36—63

四、判断题

1、燃用烟煤时，与无烟煤相比应降低一次风温和一次风速。（×）

2、燃用低挥发分无烟煤时，与烟煤相比应适当提高一次风速和一次风率。（×）

3、旋流燃烧器烧烟煤时，扩散角应比烧无烟煤时的扩散角小些好。（√）

4、在烧无烟煤时，炉膛容积热负荷qV应取小些好。（√）

5、在烧烟煤时，炉膛截面积热负荷qF应选小些好。（√）

五、问答题

1、煤粉良好燃烧（迅速又完全）应具备哪些条件？

答：（1）相当高的炉温；（2）合适的空气量；（3）良好的混合；（4）足够的燃烧时间。

2、煤粉燃烧分为哪几个阶段？各阶段的主要特点是什么？

答：煤粒在炉内的燃烧过程大致可分为着火前的准备阶段，燃烧和燃尽阶段。

着火前的准备阶段的主要特点是：煤粒受热后首先是水分蒸发，有机物分解，挥发分析出，同时煤粉气流的温度逐渐升高到达着火温度，此阶段是一个吸热阶段；

燃烧阶段的主要特点是：首先是挥发分着火燃烧，燃烧放出的热量使煤粒温度升高，紧接着是焦碳的着火燃烧，此阶段是一个强烈的放热阶段；

燃尽阶段的主要特点是：在燃尽阶段未燃尽的被灰包裹的少量焦碳继续燃烧，碳粒变小，表面形成灰壳，此时在氧气供应不足，混合较差，温度较低的情况下燃烧，它是一个较弱的放热阶段。

3、从燃烧的角度考虑，一个良好的炉膛应满足哪些要求？

答：（1）有足够的空间和良好的炉内空气动力工况。使火焰不贴墙、不冲墙，均匀的炉墙壁面热负荷，较好的火焰充满程度，这是保证燃料充分而又完全燃烧，水冷壁又不结渣的重要条件。

（2）有合理的炉膛截面和合适的炉膛温度，以布置必须的受热面，又保证使炉膛出口受热面不结渣。

（3）有良好的燃料适应性。

（4）炉膛结构紧凑，产生单位量蒸汽所耗钢材少些。

4、什么是结渣？并说明结渣有哪些危害？应怎样防止？

答：具有粘性的灰渣，粘附在炉膛或高温受热面上的现象称为结渣。

其危害是：炉膛受热面结渣，使并列管受热不均，将导致水循环故障及过热器热偏差大；使炉膛出口烟温上升，锅炉蒸发量降低和过热蒸汽超温；炉膛上部结渣，渣块掉下来可能砸坏水冷壁管，冷灰斗严重结渣，将堵塞排渣口，使锅炉被迫停炉。对流受热面结渣，使传热减弱，工质吸热量减少，排烟温度升高，锅炉热效率降低，将堵塞部分烟道，增加烟道阻力，使引风机电耗增加，甚至造成引风机超载。

防止措施：防止炉温及局部温度过高；合理调整燃烧，防止受热面附近产生还原性气体而降低灰的软化温度；运行中堵塞漏风并及时吹灰和大焦。

37—63

5、煤粉燃烧器有哪几种基本形式？其射流的一般特性怎样？

答：煤粉燃烧器可分为直流式与旋流式两种基本形式。出口气流为直流射流的燃烧器称为直流燃烧器；出口气流中含有旋转射流的燃烧器称旋流燃烧器。

直流射流的一般特性是：没有中心回流区，卷吸能力小，射流速度衰减慢，扩散角小，射程长，对后期混合有利，对高宽比较大的截面喷口，短边方向刚性差，一次风气流易偏斜；几股射流平行或交叉喷射时，动量大的射流对动量小的射流要产生引射。

旋转射流的一般特性是：具有内外两个回流区，卷吸能力大，射流速度衰减快，扩散角大，射程短；旋转强度太大时，易发生“飞边”现象。

6、液态排渣炉有何特点？为什么会出现炉底析铁现象？

答：特点：燃烧强烈，炉膛容积热负荷及截面积热负荷都比固态排渣煤粉炉高，机械不完全燃烧热损失较小，但灰渣物理热损失较大；能燃烧挥发分较低和灰的软化温度又低的燃料；工作可靠性差，炉底易析铁，水冷壁易高温腐蚀。

炉底析铁是灰渣中氧化亚铁在高温下被未燃尽落入渣池的焦碳中碳还原成铁的现象。

7、直流燃烧器四角布置切圆燃烧一次风气流偏斜的原因及影响因素是什么？

答：射流偏斜的主要原因是：

（1）射流的刚性。射流刚性越强，射流偏斜越小。射流的刚性大小与喷口形状和一次风的动量大小有关。减小一次风口高宽比或增大一次风的动量都可减轻一次风偏斜。

（2）射流两侧的压力不同。射流两侧的补气条件不同，造成射流两侧的静压不同，在此压差下，使射流发生偏转。炉膛截面积形状和切圆直径大小是影响压差大小的主要因素。采用正方形或宽深比小于1.1的炉膛截面，补气条件差异所造成的影响可以忽略。减小切圆直径也可减小两侧压差。

（3）上游邻角射流的横向推力。推力的大小决定于上游射流的总动量，其中主要是二次风的动量。采用合理的一、二次风动量比可以有效的减小射流的偏斜。

8、直流燃烧器有哪几种配风方式？各自有哪些特点？适合的煤种是什么？

答：直流燃烧器的配风方式有均等配风和分级配风两种形式。

均等配风燃烧器的一、二次风口间隔布置，即在两个一次风口之间，均等布置一个或两个二次风口。由于一、二次风口间距相对较近，一、二次风自风口喷出后很快得到混合，使得燃烧所需的着火热增大，不利于低质煤的着火与燃烧，所以一般适用于烟煤和褐煤。

分级配风燃烧器的一次风口集中布置，且与二次风口距离较远，二次风口分层布置。

当一次风粉气流着火后，再分期分批的送入二次风，所以一、二次风混合相对较晚，使燃烧所需的着火热减少，有利于燃料的着火与燃烧，因此这种配风方式一般适用于无烟煤、贫煤和劣质烟煤。

9、什么是三次风？有何特点？如何合理的布置三次风口的位置？并说明原因。

答：在中间储仓式制粉系统的热风送粉方式中，含有少量细煤粉的磨煤乏气由排粉机升压后由专门的燃烧器喷口送入炉内燃烧，称为三次风。

38—63

三次风的特点是：风温低、水分大、煤粉细、浓度小、量较多，不易于燃烧。

三次风口的位置：，对主煤粉气流的着火燃烧过程有很大的影响。位置过低，会影响主煤粉气流的着火与燃烧；位置过高，会使火焰中心上移，炉膛出口烟温升高，引起炉膛出口结渣，过热器超温爆管等事故；也会使乏气中细粉未烧完就离开炉膛，导致不完全燃烧热损失增大，降低锅炉效率。所以，三次风口应与上二次风口保持适当距离，并采取适当高的风速穿透炉烟，深入炉膛中心，加速燃料的燃尽。

六、计算题

1、已知某固态排渣煤粉炉，烧无烟煤，低位发热量Qarnet.p=24254kJ/kg，燃煤消耗量B=86.8t/h设qV=484.413×103kJ/m3.h，求炉膛容积Vl为多少？

解：qV=BQarnet.p/Vl

Vl=BQarnet.p/qV=（86.8×103×24254）/484413=4346m3

答：Vl=4346m3

2、已知某固态排渣煤粉炉，烧无烟煤，低位发热量Qarnet.p=24254kJ/kg，燃煤消耗量B=86.8t/h设qF=15.9×106kJ/m2.h，求炉膛容积FL为多少？

解：qF=BQarnet.p/Fl

Fl=BQarnet.p/qF=86800×24254/15909840=132.3m2

答：Fl=132.3m2

3、已知某固态排渣煤粉炉，烧无烟煤，低位发热量Qarnet.p=24254kJ/kg，燃煤消耗量B=86.8t/h设qr=5614499kJ/m2.h，炉膛宽11920mm，炉膛深10880mm，求该燃烧器总高度H为多少？

解：（1）炉膛周长为U=2（11920+10.88）=45.6m

（2）求高度H

qr=BQarnet.p/UH

H=BQarnet.p/qrU=86800×24254/（45.6×5614499）=8.223m

答：该燃烧器总高度H为8.223m

第七章 蒸发设备及自然循环

一、名词解释

1、质量流速：单位时间内流经单位流通截面的工质质量称为质量流速。

2、循环流速：循环回路中水在饱和温度下按上升管入口截面计算的水流速度。

3、折算流速：汽水混合物中，假定其中一相工质充满整个流通截面时计算所得的流速称为该相的折算流速。

4、质量含汽率：在汽水混合物中，蒸汽的质量与汽水混合物的总质量流量之比。

5、容积含汽率：蒸汽的容积流量与汽水混合物的总容积流量之比。

39—63

6、截面含汽率：汽水混合物中，管道断面上蒸汽所占的断面与总断面之比。

7、真实流速：在汽水混合物中，按蒸汽和水在两相流中各占据的真实截面来计算的流速。

8、循环回路：由汽包、下降管、上升管、联箱及导汽管组成的封闭环行系统。

9、自然水循环：在循环回路中，靠下降管与上升管内工质的密度差而形成的水循环。

10、运动压头：由下降管和上升管中工质的密度差在回路高度上产生的推动工质流动的动力。

11、循环倍率：循环回路中，进入上升管的循环水量G与上升管出口蒸汽量D之比。

12、自补偿能力：在K>K的范围内，当上升管受热增强时，回路中的循环流量和循环水速随着增大以进行补偿的特性。

13、界限循环倍率：维持自然循环具有自补偿能力的最小循环倍率。

14、循环停滞、倒流：蒸发受热面上升管中工质流速极低，进入上升管的循环水量等于其出口蒸汽量的现象，称为循环停滞。蒸发受热面上升管中工质自上而下流动的现象。

15、循环回路特性曲线：在一定热负荷下，上升系统总压差和下降系统总压差与循环水速之间的关系曲线；或指有效压头和下降管阻力之间与循环水速之间的关系曲线。

16、第一类沸腾传热恶化：在核态沸腾区，因受热面热负荷太高，在管子内壁上形成汽膜导致的沸腾传热恶化。

17、第二类沸腾传热恶化：因水冷壁质量含汽率太高，使管子内的水膜被蒸干而导致的沸腾传热恶化。

18、有效压头：运动压头减去上升管及分离器的阻力后，得到的用于克服下降管的流动阻力的剩余压头。

二、填空题

1、汽包分别与水冷壁、省煤器、过热器相连，因此，它是工质的加热、蒸发和过热三个过程的连接点。

2、联箱的作用是汇集、混合和分配汽水。

3、目前，水冷壁常见的结构形式有光管式、膜式、销钉式等几种，在电站锅炉中应用最广泛的是膜式水冷壁。

4、自然循环水动力计算方法有有效压头法和压差法两种。

5、造成下降管中含汽的主要原因有下降管入口锅水自汽化和下降管入口形成旋涡斗及汽包内锅水带汽。

6、自然水循环锅炉的蒸发受热面中，受热存在不均匀现象，受热强的管子易发生沸腾传热恶化，受热弱的管子易发生循环停滞和倒流。

7、为保证回路工作的安全性，回路的循环倍率在任何情况下都应大于界限循环倍率。

8、随着锅炉工作压力的提高，回路循环倍率的推荐值减小。

9、为防止下降管进口自汽化的产生，除避免汽包水位过低外，还应设法提高下降管入口水的欠焓及减小下降管入口水的流速。

10、在回路的自补偿范围内，上升管热负荷增大时，循环水速将增大，循环倍率将减小。

40—63

11、当下降管含汽时，回路的运动压头将减小，运行安全性将降低。

三、选择题

1、现代大型固态排渣煤粉炉多采用。（2）、（4）

（1）光管水冷壁（2）膜式水冷壁

（3）销钉式水冷壁（4）内螺纹式水冷壁

2、现代大型自然循环锅炉多采用。（1）、（3）、（4）

（1）大直径集中下降管（2）小直径分散下降管

（3）折焰角（4）后屏过热器

3、对于亚临界自然循环锅炉，在运行中常见的传热恶化是。（2）

（1）第一类沸腾传热恶化（2）第二类沸腾传热恶化（3）都常见

4、现代大型亚临界压力自然水循环锅炉易出现的故障是。（4）

（1）停滞（2）倒流（3）汽水分层（4）沸腾传热恶化

5、随着锅炉容量及蒸汽参数的提高，回路的循环倍率。（2）

（1）增大（2）减小（3）基本不变

四、判断题

1、在简单回路中，在自补偿区内上升管热负荷增大，质量含汽率增大，循环水速也增大。（√）

2、为了自然水循环锅炉的安全，应适当设置较多的循环回路。（√）

3、为了防止下降管大量带汽，进入下降管中的水温越低越好。（×）

4、为了提高自然循环锅炉运动压头，上升管中含汽率越高，对水循环越有利。（×）

5、锅炉容量越大，循环倍率的推荐值越大。（×）

6、亚临界大容量自然水循环锅炉在正常运行情况下有可能发生沸腾传热恶化。（√）

7、自然水循环锅炉循环水速的大小是判断循环好坏的重要指标之一，一般来讲，循环水速越大水循环越安全。（×）

8、自然循环锅炉中，在一定范围内，循环倍率越大，水冷壁工作越安全。（√）

9、集中大直径下降管入口水速越高，则水循环越安全。（×）

10、对于亚临界压力大容量锅炉，第一类沸腾传热恶化比第二类更容易发生。（×）

五、问答题

1、汽包、下降管、水冷壁、联箱的作用是什么？

答：（一）汽包的作用：

（1）、汽包是自然水循环系统的一部分，接受省煤器来的给水，向过热器输送饱和蒸汽，是加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽。

（2）、汽包具有储热能力，在负荷变化时，可以减缓汽压变化的速度。

（3）、汽包中装有各种蒸汽净化设备，可以保证蒸汽品质。

（4）、汽包上还装有许多附件，可以控制汽包压力，监视汽包水位，保证锅炉安全运行。

41—63

（二）下联箱的作用：把汽包中的水连续不断的送往下联箱供给水冷壁。

（三）水冷壁的作用：（1）现代锅炉不可缺少的蒸发受热面；（2）保护炉墙，减少高温炉渣对炉墙的饿破坏作用，防止受热面与炉墙上结渣；（3）炉墙表面温度降低，为采用轻型炉墙创造了条件。

（四）联箱的作用：是将进入的工质集中混合并均匀分配出去，还可连接管径和管数不同的管子。

2、膜式水冷壁有哪些特点？

答：（1）全部炉墙被膜式水冷壁覆盖，能充分的保护炉墙。

（2）采用膜式水冷壁可构成敷管炉墙，大大简化了炉墙结构，减轻了炉墙重量。

（3）气密性好，大大减少了漏风，降低了排烟热损失，也为采用微正压燃烧创造了条件。

（4）易于在制造厂焊接组合成片，大大减少了安装工作量。

（5）鳍片管制造工艺复杂，焊接工作量大，相邻管子之间要求热偏差小。

3、折焰角的作用是什么？

答：（1）改善烟气对屏式过热器的冲刷特性，使烟气沿烟道高度分布均匀；

（2）提高烟气在炉膛上方的充满程度，增加燃程、加强混合、减小涡流死滞区、增强前墙和两侧墙水冷壁的吸热量；

（3）增加水平烟道的长度，为布置对流过热器提供了方便。

4、对于亚临界压力的自然循环锅炉，如何防止沸腾传热恶化？

答：其措施有两个途径：一是防止沸腾传热恶化的发生；二是把沸腾传热恶化发生的位置推至低热负荷处，使其壁温不超过允许值。一般防护措施有：（1）保证一定的质量流速；（2）降低受热面的局部热负荷；（3）采用内螺纹管或管内加装扰流子。

5、什么叫做水循环回路？自然水循环的原理是什么？

答：由汽包、下降管、水冷壁、联箱及其连接管道组成的封闭循环系统，叫做水循环回路。

自然水循环的原理是：利用上升管中汽水混合物的密度小于下降管中水的密度，在下联箱两侧将产生液柱重位差，依靠此重位差推动汽水混合物沿上升管向上流动，水沿下降管向下流动，从而产生自然水循环。

6、产生水循环停滞与倒流的原因是什么？

答：水循环停滞的原因：热负荷分布不均，个别管子吸热弱，回路的工作压差小于停滞压差。倒流的原因：热负荷分布不均，个别管子吸热弱，回路的工作压差小于最大倒流压差。

7、造成下降管含汽的原因是什么？如何防止？

答：原因：（1）下降管入口锅水自汽化；（2）在下降管进口截面上部形成旋涡斗，蒸汽被吸入下降管；（3）汽包水室含汽，蒸汽随锅水一起进入下降管。

防止措施：（1）提高锅水欠焓；（2）提高汽包水位及减小下降管入口水的流速；（3）在下降管入口加装格栅或十字板；（4）选用结构合理运行良好的锅内旋风分离器。

8、自然水循环锅炉应考虑采用哪些措施来保证水循环的可靠性？

42—63

答：（一）减小并列管子的吸热不均：

（1）按受热情况划分成若干个独立的循环回路；

（2）改善炉角边管的受热状况；

（3）安装检修时，应使每面墙的水冷壁管中心线保持在一个平面内，防止个别管子凸起而烧坏；

（4）正确组织运行，合理调整燃烧。

（二）降低下降管和汽水引出管的流动阻力：

（1）采用大直径集中下降管；

（2）增大下降管与水冷壁管的总截面比和汽水引出管与水冷壁的总截面积比；

（3）防止下降管含汽。

（三）合理选取水冷壁的管径，并在高热负荷区采用内螺纹管结构。

9、什么是第一类沸腾传热恶化？什么是第二类沸腾传热恶化？在现代电站锅炉中常见的是哪一类？为什么？

答：在核态沸腾区，因受热面热负荷过高，在管子内壁上形成一层汽膜而导致的沸腾传热恶化，称为第一类传热恶化。

因水冷壁内质量含汽率过高，使管子内的水膜被蒸干而导致的沸腾传热恶化，称为第二类传热恶化。

在现代电站锅炉中常见的是第二类传热恶化。因为在现代大型电站锅炉运行中，第一类传热恶化发生时的最小热负荷即临界热负荷要比受热面最高热负荷还要高，故一般不会发生第一类传热恶化。而国产压临界压力自然循环锅炉，其水冷壁的实际含汽率接近于临界含汽率，故可能发生第二类传热恶化。

第八章 蒸汽净化

一、名词解释

1、蒸汽品质：蒸汽的纯洁程度。

2、机械携带：因饱和蒸汽携带含盐水滴而被污染的现象。

3、溶解携带：因饱和蒸汽溶有盐类而使蒸汽被污染的现象。

4、分配系数：溶解于饱和蒸汽中的某种杂质含量与此种杂质在锅水中含量的百分比。

5、蒸发面负荷：指单位时间内通过汽包单位蒸发面的蒸汽容积流量。

6、蒸汽空间负荷：指单位时间内通过汽包单位蒸汽空间的蒸汽容积流量。

7、临界锅水含盐量：在一定蒸汽负荷下，使蒸汽带水大大增加所对应的炉水含盐量。

8、锅炉排污：运行中将带有较多盐类和水渣的锅水排放到炉外以保证炉水品质的方法。

9、排污率：锅炉排污量占锅炉蒸发量的百分比。

二、填空题

43—63

1、机械携带的影响因素有锅炉负荷、蒸汽压力、蒸汽空间高度和炉水含盐量。

2、锅炉负荷越高，蒸汽带水能力越强，蒸汽品质越差。

3、蒸汽空间负荷RV与锅炉蒸发量、饱和蒸汽比容成正比，与汽包蒸汽空间容积成反比。随着压力的提高，RV推荐值减小。

4、根据盐在蒸汽中的溶解能力，可将溶盐分为三类，其中硅酸盐在蒸汽中的溶解度最大。

5、高压以上蒸汽中的硅酸盐易沉积的部位是汽轮机的通流部分。

6、汽包内的汽水分离过程，一般分为两个阶段，第一阶段为粗分离阶段；第二阶段为细分离阶段。

7、汽水机械分离的原理，除利用重力外，还利用惯性力，离心力和水膜附着力。

8、电站锅炉中常用的汽水分离设备有旋风分离器、轴流式分离器、波形板分离器和顶部多孔板等。

9、蒸汽的溶盐能力随压力升高而增大。

10、为减少蒸汽中硅酸盐的含量，在运行中锅水应呈碱性，且其PH值最好维持在9.3～9.5范围内。

11、波形板分离器有立式和水平两种，在前者中蒸汽与水膜垂直交叉流动；在后者中蒸汽与水膜平行流动。

12、目前，电站锅炉中常用的蒸汽清洗装置有钟罩式和平孔板式两种。

13、锅炉排污按目的不同可分为连续排污和定期排污两种，前者排污的目的为排掉含盐浓度大的炉水。后者排污的目的为排掉炉水中的不溶性水渣。

14、在中低压锅炉中，盐分在蒸汽中的溶解能力很低，蒸汽品质决定于蒸汽的机械携带。

15、现代电站锅炉，蒸汽湿度一般不允许超过0.01～0.03%。

三、选择题

1、在自然循环锅炉中，汽包内常用汽水分离装置。（2）、（4）

（1）进口挡板（2）旋风分离器（3）弧形板（4）百叶窗分离器

2、在自然循环超高压锅炉中，蒸汽中分配系数最大的是。（3）

（1）Na2SO4（2）NaCl（3）H2SiO3（4）NaOH

3、超高压锅炉蒸汽溶解的盐分有。（1）、（2）、（3）

（1）硅酸（2）氯化钠（3）氯化钙（4）硅酸盐（5）磷酸盐

4、锅炉汽包内汽水分离装置中粗分离装置常用。（1）、（2）

（1）旋风分离器（2）轴流式分离器（3）波形板分离器（4）多孔板

5、锅炉连续排污的位置在。（4）

（1）水冷壁下联箱处（2）蒸发面附近（3）汽包底部（4）旋风分离器筒体底部

6、锅炉负荷越高，临界炉水含盐量。（2）

（1）越高（2）越低（3）与锅炉负荷无关

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四、判断题

1、蒸汽压力越高，对蒸汽品质的要求也越高。（√）

2、蒸汽空间负荷的大小，只与锅炉负荷有关，而与蒸汽压力无关。（×）

3、蒸汽湿度随汽包蒸汽空间高度的增加而减小，因此，采用大的汽包尺寸是必要的。（×）

4、对于高压锅炉，炉水碱度越大，蒸汽中溶盐量越少。（×）

5、在超高压锅炉的蒸汽清洗装置中，清洗水层越厚越有利于蒸汽品质的改善。（×）

6、运行中为了减少工质和热量损失，减少补充水量，在保证蒸汽品质的前提下，应尽量减少连续排污量。（√）

7、汽包水位太低时，不利于水循环的安全，因此，水位越高越好。（×）

五、问答题

1、蒸汽品质不良对机、炉设备的安全经济运行有何影响？

答：含盐蒸汽在过热器中过热时，部分盐分沉积在管子内壁上形成盐垢，使管子的流通截面积减小，阻力增大，通流量减少，管子得不到充分的冷却；同时，盐垢的热阻增大，管壁对蒸汽的放热系数减小，管子易过热烧坏。

另一部分盐分随蒸汽一起流动，可能在主气门及汽轮机通流部分沉积下来，使主汽门卡涩和漏汽；使喷嘴和叶片的型线改变，汽轮机效率降低，同时，由于流通截面积减小，流动阻力增大，将使汽轮机出力降低，轴向推力和叶片应力增大；还将影响转子的动平衡，甚至造成重大事故。

蒸汽参数越高，积盐的危害性就越大。

2、蒸汽被污染的主要原因是什么？

答：锅水中含盐量是由给水带入的，所以蒸汽被污染的根源在于锅水给水含盐。

蒸汽被污染的直接原因是：（1）机械携带（饱和蒸汽带水），（2）溶解携带（盐分在蒸汽中溶解）。

3、饱和蒸汽带水受到哪些因素影响？

答：影响饱和蒸汽带水的因素很多，但主要原因有：锅炉负荷（含蒸发面负荷和蒸汽空间负荷），蒸汽压力，锅筒蒸汽空间高度，锅水含盐量等。

4、提高蒸汽品质的途径有哪些？

答：（1）减少蒸汽带水，应创造良好的汽水分离条件并装置高校的汽水分离器；

（2）为减少溶于蒸汽中的盐分一般采用蒸汽清洗装置，用较清洁的给水清洗蒸汽；

（3）控制锅水含盐量，应提高给水品质并采用锅炉排污与分段蒸发。

5、说明蒸汽清洗装置的清洗原理及清洗过程。

答：蒸汽清洗原理：1、利用锅水与给水含盐量浓度之间的差别，当蒸汽与清洗水接触时，依靠蒸汽在清洗水中的物质扩散作用，使溶解于蒸汽中的盐分部分转移到清洗水中，从而减少直接溶于蒸汽中的盐分。

蒸汽清洗过程：清洗水由配水装置均匀的配到底盘一侧，然后流到另一侧，在清洗孔板上形成一定厚度的水层，经过粗分离后的蒸汽，向上穿过清洗孔板和清洗水层，当蒸汽和清洗水接触45—63

时，它所携带的杂质就有一部分转溶到清洗水中，从而减少蒸汽溶盐。

7、影响蒸汽清洗效果的主要因素有哪些？为何不宜用全部给水作清洗水？

答：影响清洗效果的因素有：清洗水品质，清洗水量，清洗水层厚度及清洗前蒸汽含盐量。

由于高压以上锅炉的给水都具有一定的欠焓，蒸汽通过水层必然有一部分蒸汽凝结。为了保证一定蒸发量，实际蒸发量就得增加，不利于提高清洗效果，因此一般只采用40%~50%的给水作为清洗水。

8、蒸汽溶盐的特点有哪些？

答：（1）蒸汽溶盐具有选择性，在同一高压下，不同的盐分在蒸汽中的分配系数有很大的差异，其中分配系数最大的是硅酸；

（2）蒸汽的溶盐能力随压力的升高而增强，以硅酸为例，随着压力的提高，分配系数也增大；

（3）过热蒸汽也能溶盐，能溶于饱和蒸汽的盐分，也能溶于过热蒸汽。

9、说明锅炉排污的种类及各自的目的和位置。

答：种类：定期排污和连续排污两类；

目的：定期排污是排除锅水中的不溶性水渣，连续排污是排除锅水中溶解的部分盐分，以维持锅水一定的含盐量和碱度。

位置：定期排污位于水冷壁的下联箱上。连续排污的位置在汽包蒸发面附近含盐浓度最大的地方，一般在分离器筒体底部。

10、现代亚临界压力锅炉，汽包内或下部采用内夹层结构有什末作用？

答：现代压临界压力的锅炉，由于省煤器来的给水欠焓较大，造成汽包内部局部水温变化，尤其是在锅炉启停时、汽包上下壁有较大温差，均使汽包壁产生热应力。故在整个汽包内或下部采用内夹套结构，将上升管来的汽水混合物均引入夹套内，再通过连通管引入各并联分离器。目的是把给水和锅水与汽包壁隔开，让整个汽包内壁与汽水混合物接触，以保持汽包壁温均匀，防止因热应力而引起汽包裂纹，从而加快锅炉启停速度，保证汽包安全。

第九章 过热器和再热器

一、名词解释：

1、过热器：将饱和蒸汽加热为具有一定温度过热蒸汽的锅炉换热部件。

2、对流式过热器：布置在锅炉对流烟道内主要吸收烟气对流放热的过热器。

3、顶棚过热器：布置在炉顶的辐射式过热器称为顶棚过热器。

4、墙式过热器：布置在炉膛四壁的辐射式过热器。

5、包覆管过热器：布置在水平烟道和垂直烟道内壁上的过热器。

6、辐射式再热器：布置在炉膛内直接吸收炉膛辐射热的再热器。

7、偏差管：平行管组中个别管子焓增大于管组平均焓增的管子。

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8、墙式再热器：布置在炉膛上部前墙和两侧墙前侧的水冷壁管外的辐射式再热器。

9、屏式再热器：布置在炉膛上部出口处既接受炉内的直接辐射热，又吸收烟气的对流热的再热器。

10、对流式再热器：布置在对流烟道内，主要吸收烟气对流热的再热器。

11、辐射式过热器：布置在炉膛内直接吸收炉膛辐射热的过热器。

12、屏式过热器：布置在炉膛上部出口处既接受炉内的直接辐射热，又吸收烟气的对流热的再热器。

13、汽温特性：锅炉过热蒸汽和再热蒸汽汽温与锅炉负荷的变化关系。

14、烟气再循环：利用再循环风机从锅炉尾部低温烟道中抽出一部分低温烟气，再由冷灰斗附近送入炉膛中，可以改变锅炉辐射和对流受热面的吸热分配，从而达到调节气温的目的。

15、热偏差：在并列工作的管子中，个别管子的焓增量偏离管组平均焓增量的现象。

16、热偏差系数：偏差管的工质焓增与管组平均焓增的比值。

17、喷水减温器：将减温水直接喷入过热蒸汽中调节蒸汽温度的装置。

18、汽-汽热交换器：用过热蒸汽做加热介质进行再热气温调节的装置。

二、填空：

1、蒸汽再热的目的是提高循环热效率和保证气轮机末级叶片处蒸汽湿度。

2、过热器和再热器按照布置位置和传热方式可分为对流式、辐射式和半辐射式。

3、对流式过热器和再热器按照烟气和管内蒸汽的相互流向可分为逆流、顺流和混合流三种传热方式。

4、对流式过热器和再热器布置在对流烟道内，主要吸收烟气的对流热。

5、辐射式过热器的布置方式很多，布置在炉膛四壁称为墙式过热器；布置在炉顶称为顶棚过热器。

6、半辐射式过热器既接受炉内的直接辐射热，又吸收烟气的对流热。

7、大型锅炉中，布置在水平和垂直烟道内壁上的过热器称为包覆管过热器，其主要目的是简化烟道部分的炉墙。

8、再热器的工质压力较低，实际是一个中压过热器。为减少流动阻力，再热器常采用粗管径、多管圈结构和较小的蒸汽质量流速。

9、锅炉负荷减小，对流式过热器和再热器的出口蒸汽温度减小，辐射式过热器和再热器的出口蒸汽温度增大。

10、烟气侧调节再热汽温的方法有改变炉膛火焰中心高度、烟气再循环、烟道挡板。

11、过热器和再热器热偏差主要是由吸热不均和流量不均引起的。

12、大型锅炉整个受热面的汽温特性仍是对流式的。

13、当锅炉负荷变化时汽温特性曲线变化比较平稳的受热面是半辐射式。

14、事故喷水减温器装在再热器入口，主要是在事故条件下保护再热器。

15、高压及以上锅炉几乎全部采用喷水减温调节过热汽温。

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三、判断题：

1、提高过热蒸汽参数是提高电厂热经济性的重要途径，所以过热蒸汽温度的提高不受限制。（）

2、减温器一般都装在过热器的出口端，这样调温灵敏，能保证汽温稳定。（）

3、过热器、再热器主要采用喷水减温，这种方式灵敏简便。（）

4、再热器可以做成辐射式，半辐射式和对流式。（）

5、过热器联箱Ｚ型连接比Ｕ型连接流量均匀。（）

6、逆流布置的过热器安全性最差。（）

7、半辐射式过热器既接受炉内的辐射热，又吸收烟气的对流热。（）

8、锅炉负荷减小，对流式过热器和再热器的出口蒸汽温度升高，辐射式过热器和再热器的出口蒸汽温度降低。（）

9、过热器和再热器的工作条件是锅炉受热面中最恶劣的。（）

10、受热面分级和级间混合可减小热偏差。（）

11、过热器和再热器热偏差主要是由吸热不均和流量不均引起的。（）

12、大型锅炉整个受热面的汽温特性是辐射式的。（）

13、当锅炉负荷变化时汽温特性曲线变化比较平稳的受热面是屏式过热器。（）

14、事故喷水减温器装在过热器入口，主要是在事故条件下保护过热器。（）

15、经常吹灰可减小热偏差。（）

四、问答题：

1、绘出对流过热器逆流、顺流、混合流布置型式，并说明各有何优缺点。

答：对流过热器逆流、顺流、混合流布置型式图略。

逆流布置：传热温差大，传热效果好，可减少受热面，节省金属；但蒸汽高温段处于烟气高温区，管壁温度高，易使金属过热，过热器安全性差。

顺流布置：蒸汽高温段处于烟气低温区，管壁温度较低，工作比较安全；但传热温差小，传热效果较差，需要布置的受热面较多，消耗金属多，不经济。

混合流布置：过热器在烟温较低区采用逆流布置，在烟温较高区采用顺流而下布置，集中了顺流和逆流布置的优点，传热温差较逆流低，比顺流高，安全经济，应用较广泛。

2、过热器按照传热方式可分为哪几种？它们是如何布置的？

答：过热器按照传热方式可分为对流式、辐射式和半辐射式三种。

对流式过热器一般布置在锅炉的对流烟道内，水平烟道内采用立式布置，垂直烟道内采用卧式布置，主要吸收烟气的对流热。

辐射式过热器的布置方式很多，除布置成前屏和大屏外，还可布置为顶棚过热器、墙式过热器，主要吸收炉膛辐射热。

半辐射式过热器布置在炉膛出口，作成挂屏形式，既接受炉内的直接辐射热，又吸收烟气的对流热。

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3、说明不同型式的过热器的汽温特性是如何变化的。

答：对流式过热器出口蒸汽温度随负荷的增加而升高；辐射式过热器出口蒸汽温度随负荷的增加而降低；半辐射式过热器的气温特性介与对流、辐射式过热器之间，其出口蒸汽温度随负荷的增加而略有升高。

4、分析对流式过热器的汽温特性形成的原因。

答：对对流式过热器，当锅炉负荷增加时，燃煤量增加，流经过热器的烟气量增加，同时，过热器的入口烟温亦增加，因此，传热系数增加，平均传热温差亦增加，使对流传热量的增加大于蒸汽流量的增加，过热蒸汽焓增量增加，气温升高。

5、分析辐射式过热器的汽温特性形成的原因。

答：锅炉负荷增大，炉膛温度有所提高，辐射受热面的传热量增加。同时，流经辐射受热面的蒸汽量也增加，且蒸汽量增加的影响大于传热量增加的影响，故每千克蒸汽获得的热量减少，气温降低。

6、试述过热器热偏差产生的原因。

答：（1）吸热不均

（a）结构因素：炉膛出口烟温偏差；形成烟气走廊；屏式过热器受热不均。

（b）运行因素：火焰偏斜，炉膛结渣、积灰均会造成热负荷分布不均。

（2）流量不均

（a）管圈进出口压差分布差异

（b）管圈阻力特性及工质比容差异

7、简述蒸汽侧汽温调节方法及其特点。

答：调节方法：喷水减温器和汽汽热交换器

喷水减温器用水直接喷入过热蒸汽减温，气温高，喷水量多。

汽汽热交换器用过热蒸汽加热再热蒸汽，气温高，减少其中再热蒸汽量。

8、简述烟气侧汽温调节方法及其原理

答：调节方法：烟道挡板、摆动燃烧器和烟气再循环。

（1）烟道挡板：用隔墙将垂直烟道分开，将再热器和过热器分别布置在相互隔开的两个烟道中，其后布置省煤器，在省煤器下方装设可调烟气挡板，当再热气温高时，关小再热器后的烟气挡板开度，调节再热气温。

（2）摆动燃烧器：再热气温下降，燃烧器喷口向上摆动，火焰中心上移，炉膛出口气温升高，烟气对流传热加强，再热气温升高。

（3）烟气再循环：利用再循环风机从锅炉尾部低温烟道中抽出一部分低温烟气，再由冷灰斗附近送入炉膛中，可以改变锅炉辐射和对流受热面的吸热分配，从而达到调节气温的目的。负荷降低，再热气温降低，增加再循环烟气量，炉膛平均温度减低，炉膛辐射传热量减少，炉膛出口烟焓和烟气流量增加，传热系数和传热温差增大，再热气温升高。

9、汽－汽热交换器如何调节汽温？它适用于那种锅炉？

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