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文檔簡介

1、名詞解釋1. 自然循環鍋爐:蒸發受熱面內的工質,依靠下降管中的水與上升管中的汽水混合物之間的密度 差所產生的壓力差進行循環的鍋爐。2. 直流鍋爐:給水靠給水泵的壓頭,一次通過鍋爐各受熱面產生蒸汽的鍋爐。3. 強制循環鍋爐: 蒸發受熱面內的工質,除了依靠水與汽水混合物的密度差以外,主要依靠鍋水 循環泵的壓頭進行循環的鍋爐。4. 控制循環鍋爐:在水冷壁上升管的入口處加裝了節流圈的強制循環鍋爐。5. 層燃爐: 燃料在鍋爐中的三種燃燒方式為層狀燃燒、沸騰式燃燒、懸浮式燃燒。層狀燃燒就是 將燃料置于固定或移動的爐排上,形成均勻的、有一定厚度的燃料層,空氣從爐排底 部通入,通過燃料層進行燃燒反應,采用層狀

2、燃燒的鍋爐叫層燃爐。6. 流化床鍋爐:流化床燃燒方式就是燃料顆粒在大于臨界風速(由固定床轉化為流化床的風速) 的空氣流速作用下,在流化床上呈流化狀態的燃燒方式。采用流化床燃燒方式的 鍋爐稱為流化床鍋爐。7. 煤粉爐:將煤磨制成煤粉,然后送入鍋爐爐膛中燃燒,這種鍋爐便是煤粉爐。8. 鍋爐效率:鍋爐效率是指鍋爐有效利用熱與單位時間內所消耗燃料的輸入熱量的百分比。9. 鍋爐凈效率:指扣除了鍋爐機組運行時的自用能耗(熱耗和電耗)以后的鍋爐效率。10. 余熱鍋爐:指利用各種工業過程中的廢氣、廢料或廢液中的余熱及其可燃物質燃燒后產生的熱 量把水加熱到一定工質的鍋爐。11. 火管鍋爐:火管鍋爐就是燃料燃燒后

3、產生的煙氣在火筒或煙管中流過,對火筒或煙管外水、汽 或汽水混合物加熱。火管鍋爐又稱鍋殼式鍋爐。12. 水管鍋爐:所謂水管鍋爐就是水、汽或汽水混合物在管內流動,而火焰或煙氣在管外燃燒和流 動的鍋爐。13. 溫室氣體:溫室氣體指的是大氣中能吸收地面反射的太陽輻射,并重新發射輻射的一些氣體, 如水蒸氣、二氧化碳、大部分制冷劑等。它們的作用是使地球表面變得更暖,類似 于溫室截留太陽輻射,并加熱溫室內空氣。14. 省煤器:是為了是給水在進入汽包先在尾部煙道吸收煙氣熱量,以降低排煙溫度,提高鍋爐效 率,節約燃煤量,所以稱為省煤器。15. 鍋筒:鍋筒是水管鍋爐中用以進行汽水分離和煙汽凈化,組成水循環回路并蓄

4、存鍋水的筒形壓 力容器,又稱汽包。16. 下降管:水循環回路中,由鍋筒向下集箱的供水管路。17. 水冷壁:鍋爐爐膛四周爐墻上敷設的受熱面通常稱為水冷壁。18. 過熱器:是鍋爐中將一定壓力下的飽和水蒸氣加熱成相應壓力下的過熱水蒸氣的受熱面。19. 再熱器: 將汽輪機高壓缸或中壓缸的排汽再次加熱到規定溫度的鍋爐受熱面。20. 聯箱:鍋爐汽水系統中用以匯集、分配蒸汽和水的受壓部件。按結構型式, 有圓形和方形聯箱兩種21. 管間距:兩相鄰水冷壁管的中心線之間的距離。22. 衛燃帶:涂覆水冷壁的耐火層稱為衛燃帶(燃燒帶) 。23. 煤灰的熔融性:煤灰受熱時,由固態逐漸向液態轉化,也沒有明顯的界限溫度,這

5、種轉化的特 性就是熔融性。24. 標準煤:以收到基低位發熱量為 29270kJ/kg 的燃料,稱為標準煤。25. 漏風系數:鍋爐通常是負壓運行,由于爐墻和穿墻管處不嚴密,故煙道沿程均有空氣漏入,計 算煙量時要加上漏風量,用漏風系數來表示。26. 煤的低位發熱量:煤的高位發熱量減去煤樣中水和氫燃燒時生成的水的蒸發潛熱后的熱值,稱 為低位發熱量。27. 煤的收到基:以收到狀態的煤為基準計算煤中全部成分的組合稱為收到基。28. 煤的干燥無灰基:以假想無水,無灰狀態的煤為基準。29. 煤的工業分析:分析煤中水分、揮發分、固定碳和灰分等四種成分的質量百分數,稱為煤的工 業分析。30. 煤的元素分析:煤的

6、元素分析是指對煤中碳,氫,氧,氮,硫五種元素分析的總稱。31. 過量空氣系數:實際供給的氧量與燃燒過程實際消耗的氧量之比。32. 一次風:攜帶煤粉送入燃燒器的空氣,主要作用是輸送煤粉和滿足燃燒初期對氧氣的需要。33. 二次風:待煤粉氣流著火后再送入的空氣稱為二次風。 二次風補充煤粉繼續燃燒所需要的空氣, 并著重起擾動,混合作用。34. 三次風:當煤粉制備系統采用中間儲倉式熱風送粉時,在磨煤機內干燥原煤后排出的乏氣,因 其中含有10%-15%勺細小煤粉需要充分利用,故將這股乏氣由單獨的噴口送入爐膛 燃燒,這股乏氣稱為三次風。35. 節流圈:用來均衡汽、水汽、水的流量分配起到保護受熱面均勻冷卻的裝

7、置。36. 噴水減溫:是將水直接噴入過熱蒸汽中,水被加熱、汽化和過熱,吸收蒸汽中的熱量,達到調節汽溫的目的。37. 受熱面集灰:在鍋爐的運行中,當含灰煙氣在流經受熱面時部分灰粒沉積在受熱面上的現象稱為積灰。38. 受熱面磨損:進入尾部煙道的飛灰由于溫度較低,具有一定的硬度,因此隨煙氣沖擊受熱面管排時。會對管壁產生磨損作用。39. 熱偏差:由于諸多因素的影響,最后導致各平行管圈吸熱量各不相同,管內蒸汽的的焓增也不相同,這一現象稱為過熱器(或再熱器)的熱偏差。40. 酸露點:煙氣中硫酸蒸氣的熱力學露點,就是所謂煙氣露點,也稱酸露點。4 1 .停滯:由于爐膛中的溫度場不均勻, ,每個上升管子受熱是不

8、一樣的。受熱弱的管子工質密度 大,當管屏壓差等于受熱弱管子液柱重時,管屏壓差剛好能拖住管子液柱,而沒有一個 能使水流動的力量時,工質不流動,即產生了停滯。42. 水垢:水受熱沸騰后會從中沉淀出的化合物和雜質的混合物。43. 水渣:是把熔融狀態的高爐渣置于水中急速冷卻而形成的物質。44. 火焰輻射:指火焰將熱能 ( 內動能) 轉換為量子能并通過向周圍發射電磁波的方式來傳遞能量的過程。45. 不發光火焰:肉眼看不到的三原子氣體組成的火焰稱為不發光火焰。46. 爐體輻射傳熱方程式: P23447. 活化能:具有平均能量的分子轉變為活化分子所需的最低能量稱為活化能。48. 化學熱損失:由于CO H2

9、CH4等可燃氣體未燃燒放熱就隨煙氣離開鍋爐而造成的熱損失。49. 角系數x:說明火焰輻射到爐壁的熱量中投射到水冷壁管上的份額。50. 熱有效系數:表示受熱面吸熱的有效性,即火焰投射到爐膛的熱量中有多少被受熱面所吸收。51. 污染系數Z:表征水冷壁的污染程度,即受熱面吸收的熱量與投射到受熱面上的熱量的比值。52. 自然通風:僅依靠煙囪高度產生的自生通風能力來克服通風過程所有的運動阻力,不需要送、引風機,不消耗電力,無噪音污染。53. 平衡通風:平衡通風是指在鍋爐煙、風系統中同時裝設送風機和引風機,利用送風機克服鍋爐各種阻力,利用引風機克服煙氣行程的阻力,并保證爐膛出口處2030Pa的負壓54.

10、低溫粘結灰:是指溫度低于灰熔點旳灰粒在受熱面上沉積稱為低溫粘結灰。55. 高溫粘結灰:是指溫度高于灰熔點旳灰粒在受熱面上沉積稱為高溫粘結灰。56. 間壁換熱:是指冷,熱兩流體被一層固體壁面(管或板)隔開,不相混合,通過間壁進行熱交換。57. 煙氣焓和空氣焓:空氣或煙氣的焓都是指在等壓條件下,將 1kg 燃料所需的空氣量或所產生的煙氣量從0C加熱到t C (空氣)或B°C(煙氣)時所需的熱量。58. 可燃氣體不完全燃燒熱損失:由于 CO H2, CH4等可燃氣體未燃燒放熱就隨煙氣離開鍋爐而造成的熱損失,也稱為化學不完全燃燒損失。59. 燃燒效率:進入鍋爐的燃料因沒有燃燒,放出熱量而造成

11、的損失,反映燃燒的完全程度,通常用燃燒效率表示。60. 均相反應和非均相反應:均相反應是指燃料和氧化劑是同一相態。非均相反應是不同相態的兩 種物質在交界面上發生的多相反應。61. 折焰角:有些“n”型布置的鍋爐燃燒室后墻上部,有一個向爐室內延伸的三角形突出物,該突出物稱為折焰角62. 直流燃燒器:出口氣流為直流射流或直流射流組的燃燒器。63. 旋流燃燒器:出口氣流為旋轉射流的燃燒器。64. 動力燃燒區:在燃燒過程中,當燃燒反應的溫度不高時,化學反應速度不快,此時氧的供應速度遠大于化學反應中氧的消耗速度,亦即擴散能力遠大于化學反應能力。這時燃 燒工況所處區域稱為動力燃燒區域。65. 擴散燃燒區:

12、如果影響燃燒過程進行速度的主要因素是擴散,也就是說,此時燃燒反應的溫度已經很高,化學反應能力遠大于擴散能力,即k >> B時,這時的燃燒區域稱為擴散燃燒區域。二、簡答題1、畫出自然循環鍋爐結構及輔助系統示意圖,標出各部分名稱,簡述氣、水系統運動流程1- 原煤斗; 2- 給煤機; 3- 磨煤機; 4- 汽包; 5- 高溫過熱器 ; 6- 屏式過熱器 ; 7- 下降管; 8- 爐 膛水冷壁; 9- 燃燒器; 10- 下聯箱; 11- 低溫過熱器 ; 12- 再熱器; 13- 再熱蒸汽出口 ; 14- 再 熱蒸汽入口 ; 15- 省煤器; 16- 給水; 17- 空氣預熱器 1 8-排粉

13、風機 ; 19- 排渣裝置; 20- 送風 機; 21- 除塵器; 22- 引風機 ; 23- 煙囪水泵省煤器汽包下聯箱 水冷壁汽包過熱器汽輪機再熱器2、水冷壁、過熱器和再熱器的作用,結構,結構參數和傳熱方式 水冷壁:作用:強化傳熱,減少鍋爐受熱面面積,節省金屬消耗量。降低高溫對爐墻的破壞作用,起保護爐墻的作用。能有效地防止爐壁結渣。懸吊爐壁。作為鍋爐主要的蒸發受熱面,吸收爐內輻射熱量,使水冷壁管內的熱水汽化,產生鍋爐 的全部或絕大部分飽和蒸汽。結構:小容量鍋爐廣泛采用光管水冷壁沿爐膛四壁,互相平行地豎直布置,上端與上聯箱或汽包 連接,下端與下聯箱相連。大型電站鍋爐的水冷壁與上下聯箱直接焊接,

14、長度達幾十米,采用上部固定、下部能自由 膨脹的方法解決其熱膨脹問題,即將水冷壁的上聯箱吊掛、固定在鍋爐鋼架上,下聯箱則有水冷 壁懸吊著。結構參數:相對節距 (s/d) :膜式水冷壁的節距與外徑的比值 s/d 表示布置的密度。值越大,管子越稀, 透過管間輻射至爐墻及爐墻反射至管子背面的熱量越多,鰭片寬度 (s-d) :鰭片寬度 (s-d) 越大,相同寬度內水冷壁的根數越少,金屬耗量越低,大多鍋爐采用s/d=1.11.2.鰭片根部厚度St:增大鰭片根部厚度St可以使 q t減少,但鰭片也不能太厚,過厚會因向火面與背火面的溫差太大產生太大的熱應力。通常鰭片厚度為6mm鰭片焊接根部厚度約為9mm.傳熱

15、方式:主要為輻射傳熱為主的蒸發受熱面。過熱器與再熱器:作用:將飽和蒸汽或低溫蒸汽加熱成為達到合格溫度的過熱蒸汽。調節蒸汽溫度。當鍋爐負荷、煤種等運行工況變化時,進行調節,保持其出口蒸汽溫度 在額定溫度的-10 C+5C范圍內。結構及傳熱方式:對流式:布置在水平煙道和尾部豎井煙道中,主要依靠對流傳熱方式從煙氣中吸收熱量,數對 流式過熱器。a. 對流式過熱器和再熱器基本由蛇形管管排組成, 蛇形管的布置有垂直放置 (立式)和水平放置 (臥式)兩種型式。b. 根據管內外蒸汽和煙氣總的流動方向, 對流式過熱器和再熱器可有逆流、 順流和混合流三種布 置方向。c. 蛇形管的排列方式有順列和錯列兩種布置方式。

16、d. 并聯蛇形管的排數主要由煙氣流速決定。 其橫向管間相對節距s/d,順列布置時選取s/d=2.0 3.5,錯列布置時取s/d=03.5.(2)輻射式:布置在爐膛壁面上,直接吸收爐膛輻射熱的過熱器或再熱器,稱為輻射式(或墻式) 過熱器或再熱器。a. 使輻射式過熱器和再熱器遠離熱負荷最高的火焰中心區,布置在熱負荷稍低的爐膛上部b. 將輻射式過熱器和再熱器作為低溫級受熱面, 以較低溫度的蒸汽流過這些受熱面, 改善管子的 工作條件。c. 選取較高的管內工質質量流速,提高管內放熱系數。d. 在鍋爐自動時管內必須有足夠的蒸汽流量來冷卻管壁。(3)半輻射式(屏式):布置在爐膛上部或爐膛出口煙窗處,既能接收

17、到爐膛的輻射熱,也吸收煙 氣對流換熱的受熱面稱為半輻射式過熱器或半輻射再熱器。a. 懸吊布置在爐膛上部的屏式受熱面吸收相當部分爐內熱量,降低爐膛出口煙氣溫度。b. 出口煙窗處后屏的屏間距離 s=500900mm稀疏布置的管屏起了凝結熔渣的作用。 流經管 屏的煙氣流速達510m/s,所以后屏也吸收相當部分的對流換熱量。能有效降低進入水平煙道 的煙氣溫度,防止布置密集的對流過熱器或再熱器的結渣。c. 屏式受熱面布置在10001300C的高煙溫區域,傳熱強度高,可以減少過熱器或再熱器的 金屬耗量。d. 屏式受熱面布置的高煙溫區,且屏間節距大,有較大輻射層厚度,能使過熱器或再熱器吸 收輻射熱量的比例增

18、大,可改善過熱或再熱氣溫調節特性。(4)包覆壁過熱器:現代大型鍋爐為了簡化爐墻結構,采用懸吊結構的敷管爐墻,在水平煙道和尾 部豎井煙道內壁像布置水冷壁那樣布置過熱器,稱為包覆壁過熱器。當包覆壁過熱器由光管組成時,相對節距 s/d=1.1 1.2;采用膜式結構時, s/d 為 23.3、影響煤粉氣流著火的主要因素有哪些,為什么?(1)燃料的性質:揮發分降低時,煤粉氣流的著火溫度提高;原煤水分增大時,著火熱也隨之增 大,也就是說煤粉氣流需要更高的著火溫度;原煤灰分在燃燒過程中會吸熱,當燃用高灰分的劣 質煤時,由于燃料本身發熱量低,燃料的消耗量增大,大量灰分在著火和燃燒過程中要吸收更多 熱量,使爐內

19、煙氣溫度降低,同樣使煤粉氣流的著火推遲,而且也影響著火的穩定性;煤粉越細 著火越容易,因為煤粉越細燃燒反應的表面積越大而且煤粉本身的熱阻越小,加熱時溫度升高越 快。(2)爐內散熱條件:從煤粉氣流著火條件可知,如果放熱曲線不變,減少爐內散熱,散熱曲線將 右移,有利于著火。(3)煤粉氣流的初溫:提高初溫 To可減少著火熱,加快煤粉氣流著火。( 4)一次風量和一次風速:增大一次風量便相應增大著火熱,將使著火延遲,減少一次風量,會 使著火熱顯著降低,但一次風量又不能過低,否則會由于煤粉著火初期得不到足夠的氧氣,而使 化學反應減慢阻礙著火燃燒的繼續擴大。另外,一次風量還必須滿足輸煤的要求,否則會造成煤

20、粉堵塞,因此有一個一次風量的最佳值。一次風速對著火過程也有一定的影響。風速過高則會降低煤粉氣流的加熱速度,使著火距離加 長。過低時,會引起燃燒器噴口被燒壞,以及煤粉管道堵塞等故障,故有一個最佳的風速。(5)燃燒器結構特性:影響著火快慢的燃燒器結構特性,主要是指一、二次風混合的情況。混合 過早的話,等于加大一次風量,相應使著火熱增大,推遲著火過程。燃燒器的尺寸也影響著火的 穩定性燃燒器出口截面積越大,煤粉氣流著火時離開噴口的距離就越遠,著火拉長了,從這一點 看,采用尺寸較小的小功率燃燒器代替大功率燃燒器是合理的。 這是因為小尺寸燃燒器既增加了 煤粉氣流著火的表面積,同時也縮短了,著火擴展到整個氣

21、流截面所需要的時間。(6)鍋爐負荷:鍋爐負荷降低時,送進爐內的燃料消耗量相應減少,而水冷壁總的吸熱量雖然也 減少,但減少的幅度較小,相對于每公斤,燃料來說,水冷壁的吸熱量反而增加了。這使爐膛平 均煙溫下降,燃燒器區域的煙溫也降低,因而對沒粉氣流的著火是不利的。當鍋爐負荷降到一定 程度時,就會危及著火的穩定性,甚至可能熄火。4、省煤器分為幾種類型,鋼管省煤器使用的前提求條件是什么,為什么小型鍋爐只能用鑄鐵省煤 器按制造材料 鑄鐵式:強度不高性脆,不能受沖擊,只能用于工作壓力低于4MPa的鍋爐鋼管式:體積小,重量輕,價格低廉,適用于任何壓力和容量的鍋爐 按給水被加熱程度 非沸騰式 : 省煤器出口水

22、的溫度,低于飽和溫度沸騰式 : 在省煤器出口處,水與被加熱到飽和溫度,并產生部分蒸汽鑄鐵省煤器多應用于壓力小于等于 2.5MPa的鍋爐,如壓力超過2.5MPa應采用鋼管式省煤器 前提條件 : 由于工藝簡單,安裝方便,維修工作量小不承受水擊,但耐磨,耐腐蝕性差,因此應用 在除氧完善的大中型鍋爐上。5、空氣預熱器的作用是什么?空氣預熱器分為幾種類型,說明其結構形式特點和應用場合 作用: 是鍋爐尾部煙道中的煙氣通過內部的散熱片將進入鍋爐前的空氣預熱到一定溫度的受熱面, 用于提高鍋爐的熱交換,性能降低能量消耗。回轉式空氣預熱器受熱面旋轉式空氣預熱器由外殼轉子傳動裝置密封裝置組成 風罩回轉式空氣預熱器空

23、氣預熱器傳熱式 : 管式空氣預熱器蓄熱式 : 回轉式空氣預熱器(受熱面回轉式、風罩回轉式)傳熱式 : 熱量通過受熱面由煙氣傳給空氣,煙氣和空氣各有自己的通路蓄熱式 : 煙氣和空氣相互交替流經受熱面,當煙氣通過受熱面時熱量由煙氣傳給受熱面金屬,并被 金屬蓄積起來,然后使空氣通過受熱面,金屬就將蓄積的熱量傳遞給空氣,受熱面每旋 轉一周完成一個熱交換過程。管式預熱器:布置在鍋爐尾部煙道結構簡單,體積龐大,金屬管壁溫度較低,漏風量少 回轉預熱器:單獨布置在鍋爐后部結構復雜,緊湊;金屬溫度高,漏風量大 管式空氣預熱器由管道連通風罩導流板墻板及密封裝置等組成6、簡述煤的工業分析步驟,設計工業分析的實驗方案

24、A、含水份的測定B、空氣干燥基水分的測定 C、灰分的測定D揮發分的測定 E 、殘留物焦炭的測定煤樣(自然干燥)失去外水(105C,1.5h )失去內水(隔絕空氣900C,7min )失去揮發分剩焦 炭(850C, 2h)失去固定碳剩灰分水分測定:取樣放入鼓風干燥箱,五度 0.5 小時后每 15分稱一次,直至減重不超過一克為止 灰分測定:取空氣干燥基煤樣,燒一小時后冷卻稱重,再每次燒 30 分鐘,直至恒重為止。 揮發份測定: 把粒度小于 0.2 毫米的, 空氣干燥基煤樣, 放入 900攝氏度恒重的帶蓋的坩堝中放 入 920 度的電爐中七分鐘,連續加熱,冷卻稱重 固定碳測定:測定揮發份后是焦炭,焦

25、炭減灰分即為固定碳7、鍋爐受熱面內的工質流速,受熱面外的煙氣流速都有一個速度范圍,如何解讀? 1,工質流速過低時將無法帶走工質內的氣泡,易造成對管內壁的氧腐蝕 2,工質流速過高時,會產生較大壓降,使管子的冷卻系數降低,且工質吸熱量減少 3,當管間煙氣流速低時,傳熱性能較差,并且由于沖刷能力降低容易積灰,嚴重會出現堵灰現象。4,當流速過高時,可以提高傳熱系數,減少傳熱面積,但煙氣中所含飛灰對管子磨損加劇 5,考慮整體的經濟基礎上,工質流速和煙氣速度應保持在一個速度范圍內8、爐膛的結渣可能性與灰熔點的關系PT、ST FT的溫度間隔對鍋爐很有影響,如果溫度間隔過大那就意味著固相和液相共存的溫度 區間

26、很寬,煤灰的粘度隨溫度變化很慢,這樣的灰渣稱為長渣。長渣在冷卻時可以長時間保持一 定的粘度,故在爐膛中易于結渣;反之,如果溫度間隔很小,那么灰渣的粘度就隨溫度急劇變化, 這樣的灰渣稱為短渣,短渣在冷卻時其粘度增加的很快,只會在短時間內造成結渣,灰熔點越低, 爐膛內越容易結渣。9、簡述燃燒器的作用和對燃燒器的要求以及直流燃燒器和,旋流燃燒器的原理和特點作用: 保證燃料和燃燒用空氣在爐膛時能充分混合,及時著火和穩定燃燒要求:a能使煤粉氣流穩定的著火b 、著火以后一,二次風能及時合理混合,確保較高的燃燒效率c 、火焰在爐內的充滿程度好,且不會沖墻貼壁,避免結渣d 、有較好的燃料適應性和負荷調節范圍e

27、 、阻力就小,f、能減少NOx的生成,減少對環境的污染 旋流燃燒器:其出口氣流為旋轉射流的燃燒器A 、旋轉射流不但有軸向速度,還有較大的切向速度,故從旋流燃燒器出來的氣體質點既有 旋轉向前的趨勢,又有從切向飛出的趨勢,氣流初期的擾動非常強烈,后期擾動不夠強 烈,射程比較短B 、有一個中心回流區,能回流高溫煙氣,幫助煤粉氣流著火,C、旋轉射流的擴展角較大 直流燃燒器:其出口氣流為直流射流和直流射流組的燃燒器A 、燃燒器噴射出來的射流為湍流射流,射入一個很大的空間后不受任何固體壁面的限制, 這種是直流自由射流B 、射流的截面積不斷擴大,流量不斷增加,射流的速度逐漸減慢C 、射流自噴口噴出后,僅在邊

28、界層處有周圍氣體被卷吸進來10、煙氣分析的目的是什么?分析的結果有哪些? 目的:在鍋爐運行中,煙氣的成分及含量直接反應出爐內燃燒工況,因而測定煙氣的成分和含量,對判斷爐內燃燒工況進行燃燒調整以及改進燃燒設備都是非常必要的,測出了,煙氣的成分和含量不但可以了解燃燒的完全程度,燃燒條件也可以了解煙道的漏風情況。結果:測量爐膛出口過量空氣系數,可得知爐膛的空氣供給量。測量鍋爐排煙的過量空氣系數,可確定排煙熱損失。測量CO,沖,CH4,等可燃氣體成分,可求得化學不不完全燃燒損失。11、寫出熱平衡方程式,解釋各個量的含義,指出提高鍋爐熱效率的途徑Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6Qr; 鍋爐輸入熱

29、量 Q1: 鍋爐有效利用的熱量 Q2: 排煙熱損失 Q3: 可燃氣體不完全燃燒熱損失 Q4: 固體不完全燃燒熱損失 Q5: 鍋爐散熱損失 Q6: 其他熱損失 途徑:減少各項熱損失 1 在尾部煙氣加裝余熱利用裝置 2 按燃燒種類選取燃燒方式, 調整過量空 氣系數,燃燒器合理布置 3 改善燃燒環境,燃料與空氣混合更充分,燃燒更持久。 4 減少鍋爐外 表面積,在外表面上包覆保溫材料 5 做好回收裝置,合理利用灰渣余熱對空氣水加熱。12、論述煤的燃燒反應速度與哪些因素有關?A、一定的溫度下,活化能E越大,則反應速度常數k值越小,反應速率越小;而在一定的 活化能 E 下,溫度越高,則反應速度常數 k 值

30、越大,反應速率越大B、在溫度不變的情況下,反應物的濃度(單位容積中分子數)越高,分子的碰撞機會越多, 化學反應速度就越快13、描述煤燃燒的四個階段,指出哪些階段影響煤的反應速度,為什么?(1) 預熱干燥:煤被加熱至100C左右,煤粒表面及煤粒縫隙間的水被逐漸蒸發出來。大量吸 熱(2)揮發份析出并著火:溫度升至一定值,煤中揮發分析出,同時生成焦碳(固定碳) 。不同的 煤,開始析出揮發分的溫度不同,達到一定溫度,析出的揮發分就著火、燃燒。對應的溫度 稱煤的著火溫度,不同煤的著火溫度不同。少量吸熱(3)燃燒: 揮發份首先燃燒造成高溫,包圍焦炭的揮發分基本燒完且燃燒產物離析后,碳開始著火、燃燒。大量放

31、熱(4)燃盡:殘余的焦炭最后燃盡,成為灰渣。少量放熱 上述各階段實際是交叉進行的;著火和燃盡是最重要的兩個階段,著火是前提,燃盡是目的14、簡述碳的多相燃燒特點,分析影響多相燃燒的化學反應速度的原因特點: 物質在相的分界表面上發生反應。 可以在物質外部表面上進行, 也可以在物質內部表面進行。 階段:氧向碳表面的轉移擴散階段;吸附階段氧在碳表面發生化學反應的階段解吸附階段燃燒產物離開碳表面,擴散出去階段進行最快 較快 較慢 碳的多相燃燒速度既決定于氧向碳粒表面的轉移擴散速度,也決定于氧與碳粒的化學反應速度, 而且最終決定于其中速度最慢的一個。15、簡述過熱器和再熱器的汽溫特性,分析鍋爐及水溫度變

32、化,過量空氣系數變化,燃料變化等 對氣溫的影響當鍋爐負荷升高或降低時,汽溫也隨之升高或降低 過量空氣系數增加時,輻射式過熱器和再熱器出口汽溫降低,但對流式過熱器和再熱器的出口汽 溫升高給水溫度的降低使鍋爐受熱面的總吸收熱量增加,在維持鍋爐及參數不變的條件下,需要增 加燃料消耗量,這將導致燃燒產生的煙氣量增加和爐膛出口煙溫升高,因而對流式過熱器和對流 式再熱器的出口氣溫將隨之給水溫度的降低而升高。由于爐膛出口煙溫提高,輻射式過熱器和再 熱器的吸熱量增加,出口氣溫也將升高。水分和灰分增加時燃料的發熱量降低,如果要維持鍋爐蒸發量不變就必須增加燃料耗量,這 使燃燒產生的煙氣量增大流速加快,對流式過熱器

33、和對流式再熱器的吸熱量增加,出口汽溫升高。 另外水分的蒸發和灰分,本身溫度的提高均需吸收爐內熱量,這使爐內溫度水平降低,使布置在 爐內的輻射式過熱器和輻射式再熱器的出口汽溫降低。16、分析鍋爐排煙溫度如何確定首先要考慮的是防止尾部受熱面發生低溫腐蝕,但也不是再不發生,胃部收入面,低溫腐 蝕的基礎上,溫度越低越好,要使排煙溫度降低,則必然要增大空氣預熱氣的傳熱面積,而 且當空氣預熱器處的煙氣溫度已經較低時,由于煙氣與空氣的溫差減小,要進一步降低排煙 溫度,則空氣預熱器的面積增加很多,造價很高,煙風道阻力上升,送引風機耗電量增加。 反之,如果選擇較高的排煙溫度,因空氣預熱器的面積減少,鍋爐造價降低

34、,風機耗電量減 少,鍋爐熱效率降低,燃料費用增加。因此排煙溫度的選擇,要全面考慮,燃料種類,鋼煤 比價,投資回收年限等因素,對燃料便宜,鋼材貴的國家排煙溫度要高17、分析熱偏差產生的原因和危害,給出消除熱偏差的方法原因:吸熱不均勻性: a 、鍋爐爐膛中,煙氣溫度場和速度場本身的不均勻性b、爐膛出口處煙氣流的扭轉殘余將導致進入煙道內的煙氣溫度和流速的 分布不均流量不均勻性: c 、運行操作不正常引起爐內溫度場和速度場不均勻d、吸熱不均勻的影響e、聯箱內壓力變化的影響危害:過熱器和再熱器出口的額定溫度是所有蒸汽的平均溫度, 由于熱偏差的存在, 有的管內蒸 汽溫度將超過平均溫度,可能個別管壁溫度越過

35、安全極限產生燒損爆管事故方法:a、受熱面分級設置b、采用大直徑中間混合聯箱c、按受熱面熱負荷分布情況,劃分管組d、聯箱連接管左右交叉布置e、正確選擇聯箱的結構和連接形式f、加裝節流圈g、利用流量不均勻來消除吸熱不均勻19、鍋爐設計的參數有哪些?詳細說明如何確定這些參數 鍋爐參數對蒸汽鍋爐而言是指鍋爐所產生的蒸汽數量,工作壓力及蒸汽溫度,對熱水鍋爐而言是 指鍋爐的熱功率,出水壓力及供回水溫度。1、 蒸發量 h 蒸汽鍋爐長期安全運行時,每小時所產生的蒸汽數量,即該臺鍋爐的蒸發量單位t/h2、熱功率 供熱量q熱水鍋爐長期安全運行時,每小時所產生出水有效帶熱量,即該臺鍋爐的熱 功率。單位 MW.3、

36、工作壓力指鍋爐最高允許使用的壓力。工作壓力是根據設計壓力來確定的。單位MPa。4、溫度的標志冷熱程度,并反映物體的熱力狀態,對于無過熱器的蒸汽鍋爐,其額定溫度是指鍋 爐額定壓力下的飽和蒸汽溫度,對于有過熱器的蒸汽鍋爐,其額定溫度是指鍋爐額定壓力下的過 熱蒸汽出口處溫度,對于熱水鍋爐,其額定溫度是指鍋爐額定壓力下的鍋爐出口熱水溫度20、簡述鍋爐運行時,低溫受熱面存在的問題,并指出改進方法存在的問題:積灰 磨損 空氣預熱器低溫腐蝕與堵灰改進方法: 防止和減輕機會的影響:a. 設計時選擇合理的煙氣流速。額定負荷時的煙氣流速不應低于5-6m/s 。b. 采用小管徑和錯列布置。c. 正確設計和布置吹灰裝

37、置,運行時,確定合理的吹灰間隔時間和一次吹灰持續時間。 低溫受熱面的防磨措施: a. 設計時應合理選擇煙氣流速。b. 降低速度分布不均勻和飛灰濃度分布不均勻。c. 在磨損嚴重部位裝置防磨裝置。d. 局部磨損嚴重的管排改用厚壁管。e. 降低煙氣中飛灰濃度。f. 采用膜式省煤器或鰭片管式省煤器g. 采用較大的管排橫向節距,增大煙氣流通截面面積,使煙氣流速降低。h. 采用較低的過量空氣系數及減少爐膛和煙道的漏風量,使尾部煙道中煙氣流速降低。i. 減小灰粒直徑。j. 采用自下而上的煙氣流動方式。 減輕和防止低溫腐蝕及堵灰的措施:a. 空氣預熱器受熱面壁面溫度的提高:回轉式空氣預熱器抗低溫腐蝕性能比管式

38、空氣預熱器好; 提高排煙溫度B py也可以一高受熱面壁溫;提高空氣預熱器入口溫度,使受熱面壁溫提高是較 常用的方法。b. 空氣預熱器分段:將空氣預熱器冷空氣入口處壁面溫度低于煙氣露點的部分設計成獨立的整 體,以便在腐蝕后易于更換; 壁溫低于煙氣露點部分應采用耐腐蝕材料; 采用前置式空氣預熱器。c. 運行中的防止低溫腐蝕措施:采用低氧燃燒技術;控制爐膛燃燒溫度水平,減少S03勺生成量; 避免和減少低溫受熱面漏風;加添加劑;定期沖洗。21、簡述自然循環的機理,推導推動工資循環的運動壓頭 自然循環的工作原理:工質依靠上升管受熱面所產生的密度差沿著閉合的路線運動。運動壓頭:Syd=H( p'

39、- p h)g= pss+ A pxj22、蒸汽凈化的目的是什么簡述蒸汽帶鹽機理和蒸汽凈化的方法目的:當蒸汽含鹽量比較大時,就會在鍋爐,汽輪機中沉積下來,形成鹽垢。當鹽沉積在過熱器中,就會在鍋爐、汽輪機中沉積下來,形成鹽垢。當鹽沉積在過熱器中,就會影響流動, 使阻力增大,影響傳熱,熱阻增大,管壁溫度升高,可能發生爆管。鹽分沉積在閥門中, 會使閥門關閉不嚴, 動作不靈;沉積在汽輪機中,會改變葉片型線,影響汽輪機出力和效 率,使阻力增大,周向推力增大。這就使得鍋爐、汽輪機不能安全經濟地工作。為了使鍋 爐、汽輪機安全經濟地工作,就要盡量減少蒸汽含鹽量,或者說對蒸汽需要凈化。機理:自然界有鹽類,水又具

40、有溶解鹽類的性質,這就使得水中含有鹽類。當給水進入鍋爐后, 就使得鹽分跑到蒸汽里去, 使蒸汽中帶有鹽分。 蒸汽中的鹽分來源于鍋水, 它通過兩條途 徑跑到蒸汽中去: 一是蒸汽通過帶水而污染稱之為機械攜帶; 二是蒸汽通過直接溶鹽而污 染,稱之為選擇攜帶。方法:a.控制鍋水品質;b.提高給水品質;c.減少機械性攜帶,主要是采用高效汽水分離設備;d. 減少選擇性攜帶,主要是提高蒸汽清洗措施。23、簡述流化床鍋爐的燃燒過程和燃燒特點燃燒過程: 燃料顆粒通過給煤口送入床內, 被風室通過床下的布風板送入床層的風吹起, 上升到 一定高度后,由于重力作用落下,再有空氣吹起上升,然后落下,如此反復上升落下,固體

41、顆粒層膨脹起來,便進入流化狀態。燃燒特點:燃料適應性強,能燃劣質煤;能燃有效控制有害氣體 NOx和S02的產生的排放;燃燒 熱強度大, 能縮小爐膛體積; 床內傳熱能力強, 能節省受熱面的金屬消耗; 負荷調節性能好, 且調節范圍大;灰渣可以綜合利用。24、什么是蓄熱換熱,間壁換熱,直接換熱的傳熱方式,舉例說明鍋爐中,哪些部件采用了相應 的傳熱方式,并詳細解釋他們的傳熱過程蓄熱換熱:利用冷、熱流體交替流經蓄熱室中的蓄熱體 (填料) 表面,從而進行熱量交換。 間壁換熱:冷、熱流體被固體間壁隔開,并通過間壁進行熱量交換。直接換熱:通過冷、熱流體的直接接觸,混合進行熱量交換,由于兩流體混合換熱后必須及時

42、分 離,這類換熱器適合于氣、液兩流體之間的換熱。25、劃出鍋爐蒸汽動力循環郎肯循環的 T-S 圖,在圖上標出鍋爐個受熱面所吸收的熱量,并簡述 鍋爐參數變化時對受熱面布置的影響參數的變化使得鍋爐內加熱、蒸發和過熱(再熱)吸熱量的比例發生變化。隨著參數提高, 蒸汽吸熱的比例下降,過熱吸熱的比例則大幅度增加,而加熱水的比例則大幅度增加,而加熱水 的比例增加不多。這些比例的變化,就直接影響到參與這三部分吸熱的省煤器、蒸發受熱面和過 熱器(再熱器)在鍋爐內的布置。26、小鍋爐為什么不用空氣預熱器、大鍋爐用管式空氣預熱器,電站鍋爐用回轉式空氣預熱器, 請說明原因小型鍋爐中煙氣進入省煤器后的溫度不會太高,省

43、煤器可以將煙氣冷卻到合乎經濟要求的溫 度,所以不需要空氣預熱器。 回轉式空氣預熱器與管式空氣預熱器相比,具有下列優點:結構緊湊;節省鋼材;耐腐蝕性能好, 可降低排煙溫度,提高鍋爐效率;受熱面受到磨損、腐蝕時,不增加空氣預熱器的漏風量,且為 組裝式受熱面,更換方便。 基于以上優點,回轉式空氣預熱器仍被大容量電站鍋爐普遍采用。27、為什么小鍋爐不用空氣預熱器,中大型鍋爐用管式空氣預熱器,電站鍋爐用回轉式空氣預熱 器?你認為還有什么好的換熱方式降低鍋爐排煙溫度。1. 小鍋爐的給水溫度很低,用省煤器已能很有效的將煙氣溫度冷卻到合理的溫度,故不用空氣預 熱器。2.電站鍋爐用回轉式空氣預熱器,因為其體積小

44、,可以布置在鍋爐頂部,減輕煙道布置壓 力,它可以將一次風,二次風同時預熱,降低風機的電耗,可以采用體積小,耗能低的風機,提 高風機壽命,使系統運行的可靠性和經濟性得到提高。 3. 大鍋爐:省煤器無法經濟的降低鍋爐的 排煙溫度,故需要加一個空氣預熱器,管式空氣預熱器傳熱系數高,吹灰能力強,密封度高,結 構緊湊,且能保證允許各部受熱膨脹,煙氣流速允許提高,且磨損效。 方式:利用煙氣的高溫來加熱,制造燃料燃燒后灰渣制成的副產品做磚頭等。28、過熱器和再熱器關注最高溫,省煤器和空氣預熱器關注最低壁溫,為什么?1: 過熱器和再熱器主要布置在較高的煙溫區域,由于鋼管材料的限制,其金屬管子的工作溫度 都接近

45、極限溫度,管子冷卻條件差,若溫度上限太高則會影響過熱器和再熱器運行的穩定性和安 全性,可能會引發爆管,高溫腐蝕。2 :省煤器和空氣預熱器布置在煙道的最后,煙氣溫度較低,溫度過低時,工質溫度不高,無法 帶走工質內的氧氣等,易對管壁造成低溫腐蝕,溫度較低時會在管壁上形成低溫粘結灰,并且產 生磨損影響傳熱系數,減少受熱面壽命,最終影響運行效率和穩定安全性。29、根據熱力學知識,電站鍋爐參數變大鍋爐各部分受熱面的比例如何變化,受熱面布置位置發 生了哪些變化?用 T-S 圖分析30、為什么小型鍋爐采用了帶翅片的鑄鐵省煤器換熱效果還是較差,而大型鍋爐采用鋼制光管省 煤器換熱效果卻較好 1:帶翅片鑄鐵省煤器

46、,雖然帶了翅片,提高他的受熱面積,但他的管壁較厚,且肋片間易堵灰積 灰,因此它的傳熱效果差,鑄鐵較脆,承受沖擊性差,故又稱非沸騰式省煤器,其出口水溫比相 同壓力下的飽和水溫低 30-40 度以保證安全可靠。 2 :鋼制光管省煤器,由于其管壁很薄且結構 緊湊,管壁直徑較大,且管內工質流速快,所以他的換熱效果還是很好,有無翅片對他沒有影響。31、在過熱器和再熱器的設計過程中討論阻力,流速,換熱系數,換熱面積與吸熱量之間的關系32、鍋爐輻射過熱器有幾種?為什么輻射過熱器組合布置采用逆流方式不多 1:爐膛壁管式過熱器,前屏過熱器,頂棚過熱器,煙道包覆管式過熱器 2:因為不同的過熱器,它的結構和使用參數

47、不同,采用遞流不知,會產生較大的溫差,容易造成 熱偏差,甚至由于溫度的高低導致某些過熱器管壁的不穩定,甚至存在爆管和低溫腐蝕的危害影 響系統的整個運作。33、什么是鍋爐的“鍋”?什么是鍋爐的“爐”?在普通燃煤電站鍋爐的爐型上標出鍋爐和的位 置并簡述其流體流動過程1:鍋: 吸收熱量,加熱水,產生蒸汽的裝置。爐 :燃燒燃料,產生熱量的裝置。煙氣離開爐 除塵器水冷壁過熱器再熱器空氣預熱器 省煤器除硫脫硝 引風機 大氣水泵省煤器汽包下聯箱 水冷壁汽包過熱器汽輪機再熱器34、根據所學知識談談( 1)鍋爐設計簡要步驟( 2)鍋爐設計中需要注意哪些問題( 3)鍋爐主要 設計參數的選定一1 吸熱量 2煤的吸熱

48、量,發熱量 3煙氣量空氣量 4 熱平衡 5 選擇相關的溫度二1 過熱器再熱器壁溫不能過高 2 出口溫度不高于灰融點 3 煙氣速度高造成磨損,速度低造成 積灰,排煙溫度低酸腐蝕。三.1、過量空氣系數a和B。 2、燃燒產物C02 S02 02的體積。3、煙氣量。4、不完全燃 燒時產物ud成分,體積,煙氣量。5、煙氣中各成分的含量 R02max和B。6、漏風系數Aa。 7、一定溫度,壓力條件下煙氣焓,空氣焓。 8 、熱平衡,各項損失有效利用熱,總熱量。第十章1. 含氣率:上升管汽水混合物中蒸汽的質量份額 x=D/a 循環流速:上升管開始沸騰處的飽和水速,用 W0表示 循環倍率:進入上升管的循環水量與

49、上升管出口產氣量之比。 K=1/Xc 自補償能力:一定水壓條件下,k>Kj ,即Q增加,W0增加。2 兩類傳熱惡化問題及抑制措施?第一類傳熱惡化 : 當熱負荷很高時,管子內壁汽化核心數急劇增加,氣泡形成速度超過脫離速度, 使管子壁面形成一個連續的蒸汽膜,a 2急劇下降,壁溫急劇上升,由核態變為膜態,沸騰的傳熱 惡化。第二類傳熱惡化: 當質量含氣率很大時, 出現了液態霧狀流動結構, 返時管中連續的水膜被撕破, 對流放熱系數a 2大大下降,管壁溫度大大上升。抑制措施: 1 保證一定的質量流量 2 降低受熱面的局部熱負荷 3 采用內螺紋管, 防止氣膜產生, 形成水膜 4 加裝擾流子,形成旋轉3

50、. 垂直上升管中兩相流體的流動結構及對應的傳熱形成。1. 泡狀流型 2. 彈狀流型 3. 柱狀流型 4. 液霧流型4. 自然循環鍋爐工作原理,循環推動力推導。 工作原理:工質依靠上升管受熱所產生的密度差,沿著閉合的路線運動。循環推動功:5. 自然循環安全性指標。1. 受熱最弱管不發生停滯和倒流 2. 受熱最強管不發生傳熱惡化 3. 回路循環倍數大于界限循環 倍數,使循環具有自補償特性 4. 下降管入口不形成漩渦漏斗 各循環回路流速和循環倍率都在推薦范圍內。十一章1. 直流鍋爐的原理及特點,繼續發展所需解決的問題? 原理:在給水泵壓頭作用下,工質順次通過預熱蒸發過熱各受熱面,而被預熱,蒸發,過熱

51、所 需要的溫度,即直流鍋爐是工質一次通過各受熱面,沒有循環的強制流動鍋爐。特點:一、本質特點 1. 沒有汽包 2. 工質一次通過,強迫流動 3. 受熱面無固定界限。 二、工質 流動特點, 1.自然循環鍋爐具有自補償能力 2. 水動力特性呈多值性 3.有脈動現象。 三、傳熱 過程特點, 直流鍋爐一次通過各受熱面, 第二類傳熱惡化現象一定出現。 四,熱化學過程特點: 沒有汽包,會產生鹽分沉淀。五,調節過程特點:對于直流鍋爐,當負荷發生變化時,需同時 調節給水量和燃煤量,才能穩住氣壓和氣溫。六,啟動過程特點: 1.啟動旁路系統 2. 啟動速度 快。 七,設計制造安裝特點 1.適用于任何壓力 2.蒸發受熱面可任

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