能源工程技术概论复习要点.docx

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能源工程技术概论复习要点

第一章煤炭

1、煤的元素组成（P2）：

必考题---煤主要由碳C、氢H、氧O、氮N、硫（S）和磷（P）等元素组成，其中碳、氢、氧、氮为有机物，硫和磷为无机物。

2、碳是煤中有机物质的主导成分，也是最主要的可燃物质。

（P2）

3、氢也是煤中重要的可燃物质。

（P3）

4、氧是煤中不可燃的元素，氧是助燃的。

（P3）

5、煤中氮含量较少，仅为1%~3%（P3）

6、硫是煤中的有害物质，磷是煤中有害成分。

（P3）

7、煤质指标包括：

水分、灰分、挥发分和发热量。

8、水分是煤中的不可燃成分，含水分高的煤发热量低，不易着火和燃烧。

（P4）

9、灰分是指煤完全燃烧后其中矿物质的固体残余物、灰分含量高，不仅使煤发热量减少，而且影响煤的着火和燃烧。

（P4）矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。

10、在隔绝空气的条件下，将煤加热到850℃左右，从煤中有机物质分解出来的液体和气体产物称为挥发分。

由于挥发分是表征煤炭性质的主要指标，因此通常也根据挥发分的多少对煤炭进行分级。

（P4）聞創沟燴鐺險爱氇谴净。

11、单位质量煤完全燃烧时所放出的热量称为煤的发热量。

煤的发热量分为高位发热量Qgr，p和低位发热量Qnet，p残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。

12、煤的分类（P5）：

根据煤中干燥无灰基挥发分含量（Vdaf）将煤分为褐煤、烟煤和无烟煤三大类。

-----按挥发分来分。

酽锕极額閉镇桧猪訣锥。

13、利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化石燃料的化学能发电称为火力发电（P7）

14、火电厂生产过程（P8）：

以论述题来准备（用自己的语言来描述其过程）重点

基本过程为燃料的化学能---热能---机械能---电能。

汽轮机发电又称蒸汽发电，它利用燃料在锅炉中燃烧产生蒸汽，用蒸汽冲动汽轮机，再由汽轮机带动发电机发电。

这种发电方式在火力发电中居主要地位，占世界火力发电总装机的95%以上。

彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。

自己的语言描述其过程：

（仅供参考）热力发电厂以煤为燃料，煤在锅炉内燃烧，将锅炉里的水加热生成蒸汽，然后将来自锅炉的具有一定温度、压力的蒸汽经主汽阀和调节汽阀进入汽轮机内，依次流过一系列环形安装的喷嘴栅和动叶栅而膨胀做功，将其热能转换成推动汽轮机转子旋转的机械能，通过联轴器驱动发电机发电。

膨胀做功后的蒸汽由汽轮机排汽部分排出，排汽至凝汽器凝结成水，再送至加热器、经给水送往锅炉加热成蒸汽，如此循环。

也就是蒸汽的热能在喷嘴栅中首先转变为动能，然后在动叶栅中再使这部分动能转变为机械能。

工作原理就是一个能量转换过程，即热能--动能--机械能--电能。

最终将电发送出去。

謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。

15、在火力发电厂中，锅炉将燃料的化学能转化为蒸汽热能、汽轮机将蒸汽热能转化为机械能、发电机将机械能转化为电能。

锅炉、汽轮机、发电机并称火力发电厂的三大主机。

（P10）厦礴恳蹒骈時盡继價骚。

16、火电厂三大系统：

燃烧系统、汽水系统和电气系统。

（P10）

17、锅炉是将燃料内的潜在能量经过燃烧释放热能或利用其他能源释放的能量，将水变成蒸汽或过热蒸汽；或将水加热变成一定温度的热水；或将有机热载体加热到一定温度而输出热能的设备。

锅炉设备是火力发电厂的主要热力设备之一。

其作用是：

燃料在炉膛内燃烧将其化学能转变为烟气热能；烟气热能加热给水，水经过预热、汽化、过热三个阶段称为具有一定压力、温度的过热蒸汽。

（P10）茕桢广鳓鯡选块网羈泪。

18、根据受热面内工质（汽、水）的不同状态以及受热面在锅炉中所处的不同位置，给出相应不同的名称。

如省煤器、汽包、水冷壁、过热器、再热器等。

（P10）鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。

19、锅炉的辅助设备主要包括供给空气的送风机、排除烟气的引风机、煤粉制备系统以及除渣、除尘设备等。

（P10）籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。

20、锅炉的主要生产过程可以分为燃烧放热过程和汽水加热循环过程。

（P10）

21、洁净煤技术：

（P20）重点

洁净煤技术是指从煤炭开发到利用的全过程中旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等新技术的总称。

分为四类：

洁净加工技术（燃烧前处理）、高效洁净转化技术（燃烧前处理）、高效洁净燃烧与发电技术（燃烧中处理）、燃煤污染排放治理技术（燃烧后处理）。

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22、洁净煤技术分类：

（P21）见下图

23、燃烧前的处理主要是洗选煤、型煤和水煤浆三项技术措施。

洗选煤的目的是降低原煤中的灰分、硫分等杂质的含量，并将原煤加工成质量均匀、能适应用户需要的不同品种及规格的商品煤。

（P21）渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。

24、型煤：

型煤是将粉煤或低品位煤加工成一定形状、尺寸和有一定理化性能的煤制品。

型煤一般需加黏结剂。

型煤是各种洁净煤技术中投资小、见效快、适宜普遍推广的技术（P22）铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。

25、水煤浆：

水煤浆是将煤研磨成一定粒度（评价粒度为50μm左右），与水按一定质量比例混合，再添加少量的添加剂，经过强力搅拌而形成的煤水两相流浆体。

（P22）擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。

26、水煤浆的制备以浮选精煤为原料，经脱水、脱灰、磨制，加添加剂后与水混合成浆。

水煤浆中煤粉颗粒的质量浓度为65%~70%，含水30%~35%，添加剂为1%~2%。

（P23）贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。

27、洁净煤发电技术主要有循环流化床燃烧（CFBC）、增压流化床燃烧（PFBC）、整体煤气化联合循环（IGCC）、高效超临界发电等（P29）坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。

循环流化床燃烧（CFBC）

循环流化床锅炉技术作为一种新型成熟的高效低污染清洁煤技术，可以高效率地燃烧各种固体燃料（特别是劣质煤），可以直接向燃烧室加入脱硫剂控制燃烧过程中SO2的排放蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。

增压流化床燃烧（PFBC）

整体煤气化联合循环（IGCC）

整体煤气化联合循环发电技术通过将煤气化生成燃料气，驱动燃气轮机发电，其尾气通过余热锅炉产生蒸汽驱动汽轮机发电，构成联合循环发电，具有效率高、污染排放低的优势。

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高效低污染的超临界凝汽式发电

高效低污染的超临界凝汽式发电：

凝汽式电站是技术上最成熟的传统发电技术，采用高参数、大容量机组就可以不断提高电厂热效率、降低投资和燃料消耗量。

中国已经大量采用高参数的超临界机组，采取各种措施提高机组效率和环境效益。

（P30）綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。

28、锅炉分类：

（P30~P32）

Ø按用途分类：

工业锅炉、电站锅炉、船用锅炉、机车锅炉等；

Ø按锅炉出口工质压力分类：

常压热水锅炉、低压锅炉（≤2.5MPa）、中压锅炉（3.82MPa）、高压锅炉（9.8MPa）、超高压锅炉（13.7MPa）、亚临界锅炉（16.7MPa）、超临界锅炉（>22.1MPa）驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。

Ø按所用燃料或能源分类：

燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、水煤浆锅炉、混合燃料锅炉、废料锅炉、余热锅炉、其他能源锅炉猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。

Ø按燃烧方式分类：

火床燃烧（层燃）锅炉、火室燃烧（悬浮燃烧）锅炉、流化床燃烧（沸腾燃烧）锅炉、旋风炉燃烧锅炉。

锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。

Ø按锅炉结构分类：

锅壳锅炉、水管锅炉。

29、锅炉型号：

（P33）

第一部分表示锅炉本体型式和燃烧设备或燃烧方式及锅炉容量；

第二部分表示介质参数；

第三部分表示燃料种类。

30、燃料种类：

（P34）

31、锅炉的型号例举：

（P34）

ØDZL4-1.25-WⅡ

表示单锅筒纵置式水管或卧式水火管链条炉排（此处有疑问），额定蒸发量为4t／h，额定蒸汽压力为1.25MPa，蒸汽温度为饱和温度，燃用Ⅱ类无烟煤的蒸汽锅炉。

構氽頑黉碩饨荠龈话骛。

ØSZS10-1.6/350-Y、Q

表示双锅筒纵置式室燃，额定蒸发量为10t／h，额定蒸汽压力为1.6MPa，过热蒸汽温度为350℃，燃油、燃气两用，以燃油为主的蒸汽锅炉。

輒峄陽檉簖疖網儂號泶。

ØSHX20-2.5/400-H

表示双锅筒横置式循环流化床燃烧，额定蒸发量为20t/h，额定蒸汽压力为2.5MPa，过热蒸汽温度为400℃，燃用褐煤的蒸汽锅炉尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。

32、有机热载体锅炉型号：

（P35）

——有机热载体锅炉型号例举：

ØYLW-8000MW

表示燃料品种为无烟煤，额定功率为8000kW，炉体安置型式为卧式，燃烧设备为链条炉排的液相有机热载体炉。

识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。

ØYJW-6000MJ

表示燃料品种为水煤浆，额定功率为6000kW，炉体安置型式为卧式，燃烧设备为水煤浆燃烧器的液相有机热载体炉。

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33、水煤浆锅炉

——水煤浆的概念（P54~55）：

水煤浆是由65%～70%的煤粉、30%～35%的水和少量的添加剂混合而成，可以像油一样泵送、雾化、储运，并可直接用于各种锅炉、窑炉的燃烧。

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——水煤浆锅炉的优点（P56）：

水煤浆锅炉作为一项高效、低成本的洁净燃烧技术，具有以下的优点：

符合国家可持续发展战略，有利于节约资源以及生态和环境保护；提高煤炭利用率；可以解决能源的运输问题；节约土地；运行成本低，自动化程度高。

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——水煤浆锅炉的缺点（P57）：

锅炉负荷不易调节；运行稳定性差；结焦和积灰；燃烧器喷嘴的使用寿命较短。

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34、——有机热载体锅炉及其供热循环系统特点（P60）：

必考

获得低压高温热介质；无冷凝排放热损失，热效率较高；水处理设备及系统可以简化或省略；有机热载体锅炉房要求防护距离小，爆炸危险性小；有机热载体锅炉尾部可设置余热回收装置，充分利用烟气热量，大大提高热能利用效率；阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。

35、——有机热载体锅炉运行特别注意的问题：

（P60）

（1）矿物油作为热载体，其加热温度受到热稳定性的限制。

液相导热油锅炉在任何情况下，只允许在单相（液相）状态下工作，为此导热油锅炉的工作温度一般定为250℃，严禁超过300℃，超温而引起导热油的热分解。

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（2）长期运行后，矿物油黏度会急剧上升，生成的胶质体将玷污受热面内表面，影响传热，严重时会使受热面因超温而被烧坏。

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（3）由于有机热载体锅炉工质温度高，故排烟温度也高，造成锅炉热效率低。

36、为了节约能源，就得降低排烟温度，解决的办法有：

①在锅炉尾部增加空气预热器。

一方面可降低排烟温度（降到250℃左右），提高锅炉热效率；另一方面还可以使引风机的运行温度降低，起到保护引风机的作用，延长引风机的使用寿命。

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②在锅炉尾部增加余热锅炉及省煤器，使排烟温度降到180℃左右。

37、——煤气发生炉的分层（P61）：

按照煤气发生炉内气化过程进行的程序，可以将发生炉内部由下向上依次分为六层，即灰层、氧化层（燃烧层）、还原层、干馏层、干燥层和空层。

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38、——从节能环保角度理解单段炉与两段炉的区别（P64）：

单段炉产生的冷煤气对水的污染严重，特别是在净化过程中煤气直接用水来洗涤和降温，把煤气中大量的杂质带出，产生的酚水对环境污染严重；两段炉的净化采用间接冷却，水和煤气不直接接触，避免了对水的污染，更好地体现了两段炉的优越性。

单段炉的气化强度比较低，两段炉在原气化层上加高了干馏层使煤炭在进入气化层时已成为半焦炭状，使煤炭气化得更完全，从煤渣中可以非常清楚地看到两段式煤气炉生产出的灰渣含炭率非常低，一般在12％左右，而单段炉在20％左右。

同时新型两段式煤气发生炉的污染问题现在完全可以解决，但是解决单段式煤气炉的水污染问题仍有一定难度。

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39、——工业窑炉的分类与用途（P66~67）：

Ø按工艺特点分类：

分为加热炉和熔炼炉两类。

加热炉主要是用于完成物料的加热，提高物料的温度。

熔炼炉主要用