锅炉原理完全版复习题西四430Word格式.docx

1、r指旋转气流旋转半径；D燃烧器出口直径；轴向动量K=6. 循环流速上升管开始沸腾处的饱和水速，用w0表示，w0=G/（F）7. 质量含汽率上升管中汽水混合物中蒸汽的质量份额，用X表示，X=D/G8. 循环倍率进入上升管的循环水量与上升管出口产气量之比。它的物理意义为：上升管产生一公斤蒸汽带动几公斤水进入上升管，它是反映循环受热、流动特性的循环参数，用K表示，K=G/Dc=G/GXc=1/Xc计算题（1题，12分）详见PPT两个例题1. 阿累尼乌斯定律（计算题，公式要记住，会运用） 化学反应速度w和反应速度常数k成正比。 频率因子k0，表征反应物质分子碰撞的总次数。活化能E，即使分子接近和破坏反

2、应分子化学键所必须消耗的能量。简答（3题，每题7分）问答（3题，每题12分）以下是出简答题和问答题概率较大的内容（可能不全，不可迷信整理资料） ，未列出的也需了解。其中六、七、八、九章是重点！第六章 1. 煤粉燃烧过程四个阶段：（重要）1）预热干燥阶段：主要是将煤中的水分蒸发出来，这一过程燃料不但不放热，而且要吸收炉膛烟气中的热量。2）挥发分析出并着火阶段：主要将煤中所含高分子碳氢化合物吸热，进行热分解，分解出一种混合可燃气体，即挥发分，挥发分一经析出，便马上着火。3）燃烧阶段：包括挥发分和焦炭的燃烧。首先是挥发分的燃烧，放出大量的热量，为焦炭燃烧提供温度条件。随之焦炭燃烧，这一阶段需要大量的

3、氧气，以满足燃烧的需要，这样就能放出大量的热量，是温度急剧上升，以保证燃料燃烧反应所需要的温度条件。4）燃尽阶段：主要是残余焦炭的燃尽，成为灰渣。因为残余的焦炭常常被烟气和灰分包围，很难与空气接触故燃尽阶段的燃烧反应进行得非常缓慢，容易造成不完全燃烧损失。 最重要的是着火和燃尽这两个阶段。2. 碳的多相燃烧特点 慢1）参与燃烧反应的气体分子（氧）向碳粒表面的转移与扩散； 快2）气体分子（氧）被吸附在碳粒表面上； 慢3）被吸附的气体分子（氧）在碳表面上发生化学反应，生成燃烧产物； 快4）燃烧产物从碳表面上解吸附； 较快5）燃烧产物离开碳表面，扩散到周围环境中。3. 多相燃烧反应的燃烧区域（重要，

4、深刻理解） 动力燃烧区域、扩散燃烧区域、过渡燃烧区域（书P124-P127）A、特征：相分界表面（内、外）发生反应在多相燃烧中，由于燃料与氧化剂的相态不同，因而在碳表面上发生的多相反应，有下列几个连续的阶段组成（5阶段）：1、O2向碳粒表面转移与扩散2、O2吸附在碳粒表面3、吸附O2在碳粒表面化学反应，生成燃烧产物4、燃烧产物从碳表面解吸附5、燃烧产物扩散，离开碳表面扩散到周围环境中。 5阶段连续进行；吸附2与解吸附4最快；扩散1与反应3最慢，但最主要，决定反应速度 B、多相燃烧反应的燃烧区域动力燃烧区域：反应温度较低，化学反应速度慢，需氧少，煤粒表面氧浓度近似等于周围氧浓度，燃烧速度取决于化

5、学反应速度。扩散燃烧区域：反应温度很高，氧化反应所需氧量远远大于扩散到煤粒表面的氧量，煤粒表面氧浓度近似等于0，燃烧速度取决于氧气扩散速度。过渡燃烧区域：介于上述两个之间C.强化措施：提高反应温度 扩散燃烧区域：增大气流、煤粒相对速度；减小煤粒径 过渡燃烧区域：提高反应温度；4. 影响煤粉气流着火的主要因素：（可能问答） 1）燃料的性质：挥发分 降低，煤粉汽流的着火温度提高，着火热随之增大。低挥发份的煤着火更困难，着火所需时间更长，着火点离开燃烧器喷口距离增大。原煤水分增大，着火热增大，水分的加热、汽化、过热吸收炉内热量，炉内温度水平降低，使煤粉汽流卷吸的烟气温度以及火焰煤粉汽流的辐射热也相应

6、降低。 原煤灰分 在燃烧过程中不但不能放热，还要吸热，使得炉内烟气温度降低，煤粉汽流的着火推迟，影响着火稳定性。 煤粉越细 ，着火越容易。进行燃烧的表面积越大，煤粉本身热阻减小。 2）炉内散热条件：减少炉内散热，有利于着火。燃烧带 ，减少水冷壁吸热量，提高燃烧器区域的温度水平，改善煤粉汽流的着火条件。 3）煤粉汽流的初温：提高初温，减少着火热。采用高温的预热空气作为一次风来输送煤粉。 4）一次风量、一次风速：较小一次风量，着火热降低。一次风量太低，煤粉着火燃烧初期得不到足够的氧气，使化学反应速度减慢，阻碍着火燃烧的继续扩展。一次风量还必须满足输粉的要求，否则会造成煤粉堵塞。 一次风速过高，降低

7、煤粉汽流的加热速度，使着火距离加长；过低，引起燃烧器喷口破坏，煤粉管道堵塞。 5 ）燃烧器结构特性：一、二次风混合过早，在煤粉汽流着火前就混合的话，等于增大了一次风量，使着火热增大；燃烧器的尺寸影响着火的稳定性， 采用小尺寸燃烧器既增加了煤粉汽流着火的表面积，也缩短了着火扩展到整个汽流截面所需要的时间。 6 ）锅炉负荷：负荷降低，炉膛平均烟温下降，燃烧器区域的烟温下降，对煤粉汽流着火不利。锅炉负荷降低到一定程度，危急着火的稳定性，甚至可能熄火。5. 燃烧完全的条件（重要） 1）供应充足而合适的空气量； 2）适当高的炉温； 3）空气和煤粉的良好扰动和混合；4）在炉内有足够的停留时间；（问答：）

8、供应充足而又合适的空气量 （过量空气系数）过大，T即降低炉温；过小，空气供应量不足，不完全燃烧热损失q3、q4燃烧效率降低。a最佳值通过燃烧调整得到； 适当高的炉温 T，有利于燃烧，但过高会引起炉内结渣，还会引起模态沸腾；同时高温使逆反应加快，燃烧不完全（1000度到2000度为中温区域，适中） 空气和煤粉的良好扰动和混合 动力燃烧区温度T，足够高的炉温 扩散燃烧区扰动（风速），氧气向表面扩散速度加快 在炉内有足够的停留时间值从煤粉自燃烧器出口一直到炉膛出口这段行程所经历的时间，取决于炉膛截面积、炉膛容积、炉膛高度及烟气在炉膛中的流动速度。如果在炉膛出口处煤粉还在燃烧会导致炉膛出口温度过高，使

9、过热器结渣和过热器气温升高，运行不安全6. 着火温度定义：由缓慢氧化转变到高速燃烧状态的瞬间过程成为着火，转变瞬间的温度称为着火温度。熄火温度定义：燃烧过程自动中断的温度点；第七章1. 旋流射流的特点1）旋流射流不但具有轴向速度，而且有较大的切向速度。2）旋流射流在离燃烧器出口一段距离内轴线上的轴向速度为负值，说明射流有一个中心回流区，能回流高温烟气，帮助煤粉气流着火。3） 旋流射流的扩展角较大。2. 直流与旋流的比较1）气流结构 直流射流：衰减慢，造期混合差，后期扰动强烈；有假想切圆；旋转射流：衰减快，早期混合强烈，后期扰动弱；存在内回流区；2）布置方式 直流：四角布置，又称角置式燃烧器，一

10、、二次风布置灵活，有集中、均等之分，对锅炉截面尺寸有要求；旋流：墙式布置，又称墙式燃烧器，一、二次风内外布置，对锅炉截面尺寸无要求。3）着火源不同 以邻角（上游）火焰冲扫跟部为主，自身外回流为辅；以自身内回流区为主，外回流为辅。4）烟温偏差因气流在炉内旋转，在炉膛出口存在扭转残余，造成风速差，引起烟温偏差，顺时针，左高右低；逆时针，右高左低；无旋转，烟气温度和速度分布较均匀，向大容量发展，直流将受限制。5）其他 四角煤粉差允许大一些，火焰中心可调，炉膛尺寸受限制。不允许，会造成水冷壁局部热负荷不均匀，火焰中心不可调，炉膛尺寸不受限制，热负荷不均匀。3. 直流燃烧器喷口的排列方式（重要） 1）均

11、等配风方式。布置特点是，一二次风喷口相同布置，即在两个一次风喷口之间均等布置1-2个二次风喷口，或每个一次风喷口的背火侧均等布置二次风喷口。布置的好处在于，有利于一二次风的较早混合，使一次风煤粉气流着火后就能迅速获得足够的空气补充，使根部火焰不致缺氧而导致燃烧不完全。（烟煤、褐煤型配风方式）2）分级配风方式。布置特点是，一次风喷口相对集中布置，并靠近燃烧器的下部，二次风喷口则分层布置，且一二次风在喷口边缘保持较大的距离。作用是，既可推迟一二次风的混合，以保证在混合前就有较好的着火条件，又可二次风分层，分几段送入燃烧着的煤粉气流中去。首先在一次风煤粉气流着火后送入一部分二次风，促使已着火的煤粉气

12、流的燃烧能继续扩散，待全部煤粉锅炉着火后，再高速送入部分二次风，使它与已着火的煤粉气流激烈混合，借此加强气流扰动，提高扩散速度，促使煤粉的猛烈燃烧和燃尽过程的迅速完成。（低挥发分的无烟煤和贫煤配风方式）4. 高浓度煤粉燃烧器对煤粉火炬的稳燃的积极作用（重要）1）能使一次风煤粉气流的着火热减小：局部煤粉浓度提高，相对降低此局部地区的一次风量，便使着火热降低，加快煤粉气流的着火；2）煤粉浓度提高加速着火前后煤粉的化学反应速度，放热量增加，促进煤粉气流的着火，使着火稳燃；3）煤粉浓度提高，可使一次风煤粉气流的着火温度降低；4）提高煤粉浓度，煤粉气流的着火热和着火温度均降低，从而缩短了着火时间和招呼距

13、离，不但对着火有利，而且有利于煤粉的燃尽；5）煤粉浓度提高，增加了炉内火焰的黑度和辐射吸热量，促进了着火，并提高了火焰的传播温度。5. 水冷壁沾污、结渣的特点及其对锅炉运行的影响（重要）1）沾污和结渣会降低水冷壁的传热能力。水冷壁吸热能力大降，火焰中心后移，炉膛出口烟温升高。2）炉膛出口烟温的升高，使飞灰粘结在屏式和对流过热器上造成沾污和结渣。可能使过热器传热温压增加，出口气温偏高，引起过热器管壁超温。3）造成过热器和再热器的吸热不均匀，引起爆管事件。4）形成高温腐蚀，使管壁减薄，引起水冷壁爆管；5）影响锅炉的经济性。沾污结渣后，各段的受热面烟温提高，使排烟损失增加。6. 切圆燃烧时炉内气流的

14、偏斜 切圆燃烧，炉内形成旋转气流，使气流出现偏斜。偏离的结果，使假想切圆直径大于设计值，偏离严重会引起炉内火焰冲墙贴壁，水冷壁结渣。 原因：1）炉内旋转气流产生的横向推力。横向推力大小取决于旋转强度，即旋转动量矩。减小二次风（主要，因风速远高于一次风）或增加一次风的动量，会减小旋转动量矩，从而减弱气流偏斜 2）假想切圆直径的选择。切圆直径过大，气流旋转动量矩越大，气流偏斜严重，过小则炉内高温火焰集中在炉膛中样，不利着火。 3）从燃烧器喷射出来的射流对周围气体有卷吸作用，射流两侧卷吸周围气体的能力不同，造成射流偏斜。 详解：燃烧器喷口出来的射流进入有限大小的炉膛，喷口几何轴线与相邻两侧墙间的夹角

15、不等，射流两侧静压差不同，迫使射流向夹角小的一侧偏斜。 4）直流燃烧器本身的结构特性。从直流燃烧器的狭长型喷口喷出来的扁薄射流，刚性差，难以抵抗气流横向推力冲击。采取增大燃烧器喷口边缘间距的方法减小狭长射流两侧静压差。7. 防止高温腐蚀的可能措施（重要） 1）采用低氧燃烧技术，减少过量空气系数； 2）采用烟气再循环，降低炉内火焰温度及降低烟气中SO3含量； 3）合理配风和强化炉内湍流混合，避免出现局部还原性气氛，以减少硫化氢和硫化物腐蚀。 4）加强一次风煤粉输送的调整，尽可能是各喷燃器煤粉流量相等燃烧器内横截面上煤粉浓度和粒度分布均匀； 5）合理控制煤粉细度； 6）避免出现水冷壁局部壁温过高的

16、情况 a.火焰中心偏斜b.水冷壁流量不均匀，部分管内结垢 7）在结渣腐蚀壁面附近喷空气保护膜； 8）早燃料中添加添加剂改变灰渣特性，防止结渣和腐蚀； 9）提高水冷壁管抗腐蚀能力： a.易腐蚀区域采用高铬钢或奥氏体钢等抗腐蚀性能好的管材。 b.水冷壁表面涂耐腐蚀和耐磨损的合金材料； c.采用抗高温腐蚀能力的渗铝管； 10）对出现高温腐蚀的水冷壁及时更换，避免爆管。8. 旋流强度对旋转射流的特性的影响：（知道） 1）随旋转强度的不同，旋转射流的气流结构形式不同； 2）随旋转强度增加，中心回流区的回流量增加，而回流区长度是先增加后缩短的； 3）扩展角随着气流旋转强度增加而增加； 4）气流射程随旋流强

17、度的增大而减小。9. 常用的旋流燃烧器 单蜗壳扩锥型旋流燃烧器；双蜗壳旋流燃烧器；轴向叶片旋流燃烧器；切向叶片式旋流燃烧器；第八章1. 气温特性及影响因素气温特性锅炉负荷变化时，过热器与再热器出口蒸汽温度跟随变化的规律。（负荷对汽温影响）1）汽温特性：（重要！随锅炉负荷的增加，过热器中蒸汽流量和燃料消耗量都相应增大。但炉内火焰温度升高甚少。辐射式过热器吸收的炉膛辐射热增加不多，不及过热器内蒸汽流量增加的比例大，因此辐射式过热器中蒸汽的焓增减少，出口蒸汽温度下降。同时炉内火焰温度升高很少，炉内水冷壁的吸热量也增加甚少，多耗燃料产生的热量将使得炉膛出口温烟升高。燃料耗量增加还使得炉内高温烟气流量增

18、大。由于烟气温度及流速的增高，布置在水平与尾部烟道的对流式过热器还热量增大很多，火热蒸汽焓增增大，出口气温升高。对流式过热器的出口汽温是随着负荷的增加而增大的。过热器离炉膛出口越远，过热器进口烟温降低，烟气对过热器的辐射换热份额减少，汽温随负荷增加而上升的趋势等明显。再热蒸汽温度随锅炉负荷变化规律与过热器相同。只是，锅炉负荷降低时，汽轮机高压缸排气温度降低，再热器出口汽温下降。与过热汽温相比，对流式再热器汽温随负荷降低而降低要严重些，相反，辐射式再热器汽温随负荷降低而升高而平缓些。（简述*随负荷增加，蒸汽流量增加，但炉内火焰温度增加不大，辐射式受热面吸热增加的比例小于蒸汽流量增加的比例，所以出

19、口蒸汽温度下降*负荷增加，炉膛出口温度增加，烟气量增加，对流过热器的吸热增加，所以蒸汽出口温度升高*离炉膛出口越远，烟气温度下降，其辐射吸热份额小，受烟气量影响大，所以升温更明显 *一般锅炉总体呈对流过热器特性，随D增加而升高。）2）给水温度3）过量空气系数4）火焰中心位置火焰中心位置改变情况：（1） 煤种特性，着火性能有关 煤种差、粗着火后退火焰拉长中心上移（2） 不同燃烧器投运方式 不同层次，上组或下组（3） 燃烧器倾斜角度 单个摆动，一次风摆动，整组摆动。5）燃料特性6）受热面沾污7）吹灰和排污使用吹灰或排污，都增加燃料相当于负荷对流汽温，辐射汽温2. 蒸汽温度调节方法（重点）温度调节基

20、本要求：调节惯性或延迟时间小，调节范围大，对循环热效率影响小，结构简单可靠及附加设备消耗少。1）喷水减温：将水直接喷入过热蒸汽中，水被加热、汽化和过热，吸收蒸汽中热量，达到调节气温的目的，但只能降低；2）汽-汽热交换：用于再热汽温的调节，利用高压高温过热蒸汽来加热再热蒸汽，达到调节再热汽温的目的；3）蒸汽旁通：改变通过一级再热器内的再热蒸汽量4）烟气再循环：用再循环风机将省煤器后温度为250350度的一部分烟气抽出，送入炉膛，改变各受热面的吸热量比例，以调节汽温。5）分隔烟道挡板调节：通过调节流经再热器侧烟气流量来调节再热蒸汽温度6）改变火焰中心位置：摆动燃烧器上下摆动，改变火焰中心位置，从而

21、改变炉膛出口温度3. 热偏差的定义运行过程中烟道各处烟温烟速存在差异，分配进各管圈的工质流量不均，平行管圈吸热量不同，管内整齐焓增不同，这一现象成为过热器的热偏差。4. 产生热偏差的原因（重要）1） 吸热不均匀 A、锅炉炉膛中烟气温度场和速度场本身的不均匀性 B、炉膛出口处烟气流的扭转残余导致进入烟道的烟气温度和流速分布不均 C、运行操作不正常引起炉内温度场和速度不均匀 D、过热器或再热器管排的横向节距不均匀，常常是考壁面处 E、过热器或再热器局部结渣或积灰，造成阻塞，导致烟速分布不均 F、屏式过热器由于屏内各管圈接受炉膛辐射时曝光不均匀，吸热量有较大的差别2）流量不均匀性 A、吸热不均匀的影

22、响：各管之间的吸热不均匀引起工质比容不同，从而导致流量不均匀 吸热量大的管子，管内蒸汽比容大，流动阻力大，流量减少，进而使得热偏差加剧 B、联箱内压力变化的影响：由于联箱内蒸汽流速变化、沿程阻力、重位压头变化，导致各管两头之间压差不均匀，从而导致流量不均匀。5. 减轻热偏差的方法1.）受热面分级布置；2.）采用大直径中间混合联箱；3.）按受热面热负荷情况划分管组；4.）联箱连接管左右交叉布置；5.）正确选择联箱的结构和连接型式；6.）加装节流圈；7.）利用流量不均匀来消除吸热不均匀（使热负荷高的管内具有较高流速，使蒸汽焓增降低，减少热偏差。6. 防止高温腐蚀的措施：1）控制管壁温度；2）采用低

23、氧燃烧技术；3）选择合理的炉膛出口烟温，运行中避免出现炉膛出口烟温过高现象；4）定时对过热器和再热器进行吹灰，清除含有碱金属氧化物和复合硫酸盐的灰污层。5）合理组织燃烧，改善炉内空气动力及燃烧工况，防止水冷壁结渣、火焰中心偏斜或后移等可能引起热偏差的现象发生，减少过热器与再热器的沾污结渣。第九章1. 对于烟温较低的尾部受热面，为防止和减轻积灰的影响，可采取下列措施：（1）设计时选择合理的烟气流速。额定负荷时的烟气流速不应低于56m/s（2）采用小管径和错列布置（3）正确设计和布置吹灰装置，运行时，确定合理的吹灰间隔时间和一次吹灰的持续时间2. 运行中的防止低温腐蚀措施（1）采用低氧燃烧技术（2

24、）控制炉膛燃烧温度水平，减少SO3的生成量（3）避免和减少尾部受热面漏风（4）加添加剂（5）定期冲洗第十章1. 自然循环工作原理：工质依靠上升管受热所产生的密度差沿着闭合的路线运动。需要指出：蒸汽走的路线不是闭合的路线，在回路里，只有水在那里循环流动，所以又称为水循环。2. 为提高循环安全性，可采取下述措施：（1）减少受热不均（2）确定合适的上升管吸热量（3）确定合适的上升管高度和管径（4）确定合适的汽水导管高度和截面积（5）减少旋风分离器阻力（6）减少下降管阻力十一章1. 直流锅炉工作过程本质特点（1）没有汽包（2）工质一次通过，强迫流动（3）受热面无固定界限其他需要了解的内容第二章 锅炉受

25、热面1. 水冷壁的特点、作用：1. 强化传热，减少锅炉受热面面积，节省金属消耗量。2. 降低高温对炉墙的破坏作用，起到保护炉墙的作用。3. 有效防止炉壁结渣。4. 悬吊炉墙。5. 作为锅炉主要的蒸发受热面，吸收炉内辐射热量，使水冷壁管内的热水汽化，产生锅炉的全部或绝大部分饱和蒸汽。2. 膜式壁的优点（1） 炉膛气密性好，减小漏风，降低排烟热损失，提高锅炉效率（2） 降低金属耗量 （3） 不用耐火材料，大大减小炉墙重量，降低锅炉成本（4） 便于采用悬吊结构（5） 蓄热能力减小，炉膛升温快，冷却也快，有利锅炉负荷调节，及缩短启动和停炉时间 3. 过热器、再热器功用：使饱和蒸汽、低压低温蒸汽加热至过

26、热蒸汽； 调节蒸汽温度特点：1. 过热器或再热器出口处工质已达其在锅炉中的最高温度，因此其许多部分，特别是末端部分需要采用价格较高的合金钢，甚至不锈钢； 2. 整个过热器或再热器的阻力，即工质压降不能太大； 3. 过热器或再热器的冷却条件较水冷壁和省煤器差； 4. 过热器或再热器出口气温随锅炉负荷的改变而变化； 5. 过热器或再热器管间的烟气流速受多种因素影响； 6. 锅炉点火或汽轮机甩负荷时，过热器或再热器无蒸汽通过，管壁易产生爆管或烧损。4. 省煤器用途及布置特点用途：热给水，吸收烟气余热1.为了减少蒸发受热面，以低价的省煤器受热面代替价格昂贵的蒸发受热面 2.给水经省煤器加热后，温度接近

27、或达到汽包内水的温度，降低汽包热应力延长汽包寿命布置特点：（1）蛇形管水平布置，便于疏水，减小停炉期间的腐蚀。 （2）蛇形管错列布置，结构紧凑，且可提高对流换热能力和减少积灰。但管壁磨损稍严重些。 （3）管内给水由下向上流动，管外烟气由上向下流动，呈逆流传热方式，具有最大的换热温差。不易产生停滞和阻塞，有助于吹灰。 （4）大型电站锅炉的省煤器一般为蛇形管垂直于前后墙布置。 （5）为便于检修和清灰，对省煤器管组的高度有一定的限制。5. 空预器空预器不仅能降低排烟温度，提高锅炉效率，而且经过余热得空气参加燃烧能改善燃料的着火和燃烧条件，减少燃料的不完全燃烧损失，进一步提高锅炉效率。回转式空预器的优

28、点：（1） 结构紧凑（2） 节省钢材（3） 耐腐蚀性能好（4） 受热面受到磨损、腐蚀时，不增加空预器的漏风量，且为组装时受热面，更换方便辐射式过热器、再热器设计、布置、运行时作如下考虑：（1）远离热负荷最高的火焰中心区布置在热负荷稍低的炉膛上部；（2）作为低温受热面，以较低温度的蒸汽流过这些受热面，改善管子的工作条件；（3）选取较高的管内工质质量流量，提高管内放热系数；（4）在锅炉启动时管内必须有足够的蒸汽流量来冷却管壁；第五章 煤粉制备6. 破碎公式（Rosin-Rammler公式） Rx=100exp（-bxn） b-细度系数 n-均匀性指数已知R90，R200可计算n,b R90一定，n越大，R200越小（大于200颗粒少），均匀R200一定，n越大，R90越大（小于90颗粒少），均匀 7. 煤粉经济细度（了解）定义：选择合理的煤粉细度，使锅炉不完全燃烧损失、磨煤电耗及金属磨损的总和最小。影响煤粉经济细度的因素：煤和煤粉的质量、燃烧方