锅炉及锅炉房设备(第四版)思考题(2)

2019-04-13 18:27

热损失主要决定于锅炉散热表面积的大小)

16.锅炉的燃料消耗量和计算燃料消耗量有何区别?引用“计算燃料消耗量”的意义何在? 计算燃料消耗量是扣除固体不完全燃烧损失后的锅炉燃料消耗量,即炉内实际参与燃烧反应的燃料消耗量。(用于锅炉热力计算)

17.为什么在计算锅炉热效率时不计入空气预热器的吸热量,而在计算保热系数时反而要计入空气预热器的吸热量?

因为空气在预热器内的吸热量在炉膛中成为烟气焓的一部分,随后又在空气预热器中由烟气放热给空气,如此在炉内循环,所以在计算热平衡时不计算。而保热系数是衡量锅炉保温效果的。空气预热器所处烟道也会有散热损失,因此应计算在内。

18.一般情况下供热锅炉热平衡中哪些热损失数值较大?如何减小这些损失? 排烟热损失(降低排烟温度,取最佳过量空气系数)

第四章

1.按组织燃烧过程的基本原理和特点,燃烧设备可分几类?不同燃烧方式主要特点? 分三类:层燃炉,流化床炉(沸腾炉),室燃炉(悬浮炉) 层状燃烧是将燃料层铺在炉排上进行燃烧的炉子,沸腾燃烧是燃料在炉室中完全被空气流所“流化”,形成一种类似于液体沸腾状态燃烧,悬浮燃烧是燃料随流进入炉室呈悬浮状燃烧。 2.燃料的燃烧过程分哪几个阶段?为加速、改善燃烧,在不同的燃烧阶段应创造和保持些什么条件?

(1)三个阶段:1.着火前的热力准备阶段2.挥发物与焦炭的燃烧阶段3.灰渣形成阶段

(2)条件:1.保持一定的高温环境,以便能产生急剧的燃烧反应2.供应燃料在燃烧中所需的充足而适量的空气3.采取适当措施以保证空气与燃料能很好的接触、混合,并提供燃烧反应所需的时间和空间4.及时排除燃烧产物—烟气和灰渣

3.煤在手烧炉中燃烧的主要特征有哪些?为什么他经常要冒黑烟?采取哪些措施可基本消除黑烟?

(1)主要特征:1.双面引火2.燃烧工况的周期性 (2)冒黑烟的原因:在严重缺氧的条件下,引起挥发物热分解而生成大量炭黑,此时炉门关闭不久,炉温尚未恢复正常,炭黑原就难以燃烧而冒大量黑烟 (3)采取措施:分阶段控制送入空气 1.提高操作技术,使燃烧层厚度的变化尽可能小2.采用间断送二次风的措施3.改进炉排结构,采用摇动 4.在链条炉中,炉排上燃烧区域的划分及气体成分的变化归路如何?对这些问题的研究有何意义?

(1)区域划分:1.预热干燥(新煤区),空气含氧浓度几乎不变2.析放出全部的挥发物(挥发物析出燃烧区),氧浓度下降,CO2浓度随之增加CO2浓度达到峰值,随后CO渐多,CO2渐低,有水蒸气进入,H2渐增加,严重缺氧时,CH4等燃烧气体也无法燃尽3.焦炭着火燃烧区域(焦炭燃烧氧化区),CO2浓度达到峰值,随后CO渐多,CO2渐低,有水蒸气进入,H2渐增加,严重缺氧时,CH4等燃烧气体也无法燃尽4.燃尽阶段(灰渣形成区),CO2浓度达到新的峰值,随后O2浓度增加 (2)研究影响:通过了解炉排各燃烧区域的特征,可以有效采取措施改善燃烧质量

5.对于链条炉,往复推饲炉排炉和振动炉为什么要分段送风?

链条炉的燃烧过程是分区段的,沿炉排方向燃烧所需空气量各不相同,为改善燃烧,放分段送风。若采用统仓配风会产生两端空气过量,中间空气不足现象。 6.层燃烧为什么既要保证足够的炉排面积,又要保证一定的炉膛容积? 保证足够的额炉排面积以使空气与燃料能充分接触。保证一定的炉膛容积式由于燃料在炉内停留时间较短促,增大容积可保证燃烧充分完全。

7.在链条炉和往复推饲炉排炉中,炉拱其什么作用?为什么煤种不同对炉拱的形状要求不

同?

(1)作用:改变自燃料层上升的气流方向,使可燃气体与空气得以良好混合,为可燃气体燃层创造条件。同时,炉排还有加速新入炉煤着火燃烧的作用。

(2)原因:不同煤种的挥发分不同,着火条件不一,故需采用不同的形状。 8.燃用3类烟煤的链条炉改燃2类烟煤时,应在燃烧设备上采取哪些措施以保证燃烧较好? 1.缩短前拱进口端水平段长度2.降低前拱覆盖率3.增大后拱覆盖率4.后拱倾角略减小5.后拱出口端高度略增大

11.为什么煤粉炉的通用性较广?为什么煤粉炉对负荷调节波动幅度较大时适应性由很差? (1)煤粉很细,从而增大了与空气接触的面积,而且与空气混合很好,燃烧强烈,一般在n秒钟内既能燃烧,因此适宜燃用各种燃料 (2)当炉膛负荷降低时,送进炉的每份量减小,而水冷壁吸热量减少的幅度不大,影响煤粉的稳定着火,若负荷继续降低,将会导致熄火(负荷调节范围只能在70%~100%之间,不适用于供热锅炉的重要原因之一)

12.为什么机械—风力抛煤机炉宜于配倒转炉排?一般采用什么措施来解决机械—风力抛煤机炉的消烟除生问题?

(1)抛煤机炉炉排上煤粒分布不均匀,细粒易推积在前,粗粒易积后,使前后端的燃尽程度不一,影响热效率的提高(2)设置二次风

16.什么叫一次风和二次风?层燃炉和室燃炉中一、二次风的作用有何不同?

(1)一次风:穿过煤层供燃料燃烧的空气。二次风:在燃烧层上方借喷嘴进入炉膛的高速气流 (2)层燃炉一次风是用于助燃,二次风用于加强对烟气的扰动和混合物。室燃炉一次风晕煤粉混合成煤粉气流由燃烧器送入炉内,主要是输送煤粉并保证燃烧初期对氧的需要。二次风是单独送入炉内,与着火后的煤粉混合,补充燃烧所需氧气,并起扰动作用。 18.为什么锅炉在低负荷运行时,都会使气体和固体不安全燃烧热损失增大,热效率降低? 过分提高炉排热强度,追求过小的炉排面积,势必会使煤层增厚和空气流经燃烧层的流速过高,导致燃烧产物CO飞灰阻力的增加,导致气体和固体不完全燃烧热损失增大,过分提高炉膛可见热强度,会使烟气和它携带的可燃物在炉内的时间缩短,也导致不完全燃烧损失增大。

19.炉子的工作强度指标有哪几个?对层燃炉为什么在炉排、炉室热强度前而要冠以“可见”两个字?对于室燃炉,又为什么要引出“炉膛断面热强度”这一指标?

(1)指标:炉排热强度,炉室热强度 (2)在层燃炉中要分别测出燃料在炉排面上和炉膛体中燃烧放热量是困难的,故在炉排和体积热强度中,都假定吧燃料燃烧的全部热量作为热强度计算的基础,引入“可见”概念。(3)室燃炉单用炉膛体积热强度来表示,未能反映出炉膛的形状对燃烧的影响。

20.鼓泡流化床和循环流化床锅炉在结构上有何异同?试述循环流化床锅炉的优越性及其发展前景、

(1)相同点:都有煤机、布风板、风室;不同点:鼓泡式在流化段布置了一部分沉浸受热面,即埋管,炉膛分流化段和悬浮段。循环式的炉膛由水冷壁管构成,炉膛不分流化段和悬浮段 (2)优越性:1.大量的细灰参与了循环,使其流动、燃烧和传热 2.沿床层高度方向温度方向趋于一致,无需布置埋管,故没有埋管严重损磨问题 3.采用了将从炉膛飞出的固体粒子捕获,收集并使之循环的措施,有效延长固体粒子在炉内的停留时间 4.在稀相区的固体粒子浓度高于鼓泡式,大幅度提高了稀相区受热面的传热,缩小了炉膛体积,提高燃烧室的利用率 (3)发展前景:因它是高效、清洁的新一代燃烧技术,且在发展成为大容量时具有明显的优越性,倍受世界各国重视,它作为最有前途的洁净燃烧方式而得到迅速发展 21.燃油锅炉常用的油喷嘴有哪几种型式?各自有何优缺点?

1.机械雾化喷嘴:系统结构简单,但简单压力式调节性能差,回油式则有很好的调节幅度 2.

蒸汽雾化喷嘴:负荷调节比较大,质量好,油粒比较均匀,燃烧火炬细而长 优点:结构简单,制造方便,安全可靠;缺点:耗气量较大,降低锅炉经济性,而且还会加剧尾部受热面金属低温腐蚀和积灰堵塞。 3.转杯式雾化喷嘴:优点 对油的适应性较好,喷油量调节范围大,燃烧火焰短而宽,送油压头不高,无需装高压油泵。 缺点:对油中含杂质不甚敏感,制造加工较复杂,振动和噪声较大

22.燃油锅炉调风器的作用是什么?如何评价其性能的优劣?

(1)作用:为已经良好雾化的燃料油提供燃烧所需的空气,并形成有利的空气动力场,使油雾能与空气充分混合,促成着火容易,火焰稳定和燃烧良好的运行工况

(2)评价标准:1.调风器首先要是一部分空气和油雾预先混合 2.调风器应能在燃烧器出口造成一个适当的高温烟气回流区 3.油雾和空气混合要强烈 4.各燃烧器间的油和空气的分布应均匀

25.燃油、燃气锅炉有时也会冒黑烟,为什么?有哪些措施可以改善它们的燃烧?

(1)原因:氧气量不足,热分解析出炭黑(2)措施:1)燃油锅炉在调风器以外再设置火焰上部风 2)燃气锅炉:1.改善气流相遇的条件2.加强混合扰动 3.预热燃气和空气 4.旋转和循环气流 5.烟气再循环

第五章

1.从锅炉型式的发展来看,为什么要用水管锅炉代替火管或烟管锅炉?但是为什么现在有些小型锅炉中仍采用了烟管或烟水管组合形式?

(1)原因:1.城市建设的发展和节能的需要 2.蒸汽需求量的增大 3.提高热效率4.金属壁不易受损,受热面布置简单,清诟除灰条件好

2.从锅炉形式的发展上来看为什么要从单火筒锅炉演变为烟火管锅炉?为什么要从多锅筒水管锅炉演变为单锅筒双锅管水管?原因:增大锅炉容量,提高传热效率。 原因:减少对流受热面积,增大辐射受热面积。

3.锅筒集箱和管束在汽锅中各自起着什么作用?锅筒主要起储水作用;集水箱起着汽水汇集及分配的作用;管束起着热交换及凝渣作用。

7.从传热效果来看,对蒸汽过热器,锅炉管束,省煤器和空气预热器,应尽可能使烟气与工质呈逆向流动,但蒸汽过热器却很少采用纯逆流的布置形式,为什么?原因:蒸汽过热器以逆流布置的传热温差最大,但因出口管段处的烟温和内测气温都很高而工作条件较差,若以顺流布置的温差最小,又使金属耗量增大,故综合考虑确定,一般采用混合流的形式。 10.为什么锅炉受热面希望尽可能用小管径代替大管径?在同等流量下,小管径增加了换热面积,有利于热气参数的提高和传热的改善。小管径经济,节约管材,经济。

12.一般来说,装置省煤器来降低排烟温度比较经济有效的,但在哪些情况下采用省煤器并不合适?怎么办?蒸发量很小的锅炉,和燃油燃气的卧式内燃室燃炉锅炉,为了减少烟道阻力和结构 紧凑,不设省煤器

13.省煤器的进出口集箱上应装置哪些必不可少的仪表,附件?各有什么作用?进口应装置压力表、安全阀及温度计;出口应设置安全阀、温度计及放气阀。压力表用来测 量和显示锅炉汽、水系统工作压力的仪表,以监视锅炉在允许的工作压力下安全运行。进口 安全阀能够减弱给水管路中可能发生水击的影响;出口安全阀在省煤器汽化超压等运行不正 常时泄压,以保护省煤器。放气阀用来排除启动时省煤器中的大量空气,温度计测定温度, 监测省煤器是否正常运行

17.影响尾部受热面烟气侧腐蚀的主要因素有哪些?为什么燃油炉要采用低氧燃烧? 低温受热面烟气侧腐蚀的根本原因是烟气中存在 SO3 其他,发生腐蚀的条件是壁温低于烟气 露点下,腐蚀程度与燃料成分,燃烧方式,受热面部置以及工质参数有关。低氧燃烧部在油 的燃烧过程中,把过量空气尽可能的降低,同时注意保护炉内温度均匀,不产生局部过热现

象及改善油雾与空气的混合,加强扰动使燃烧完全。这种措施可有效降低 Nox 和 SOx 的产生。

19.为什么说热水锅炉要比蒸汽锅炉节能?热水锅炉内介质不发生相变,始终是水,故热水锅炉无需蒸发受热面和汽水分离装置。一般也没有设置水位表,有的连锅筒也没有,结构比较简单,传热温差大,受热面一般不结水垢,热阻小,传热情况良好,热效率高,既节省燃料,也节约钢材,对水质要求低。

20. 强制循环热水锅炉与自然循环热水锅炉有哪些区别,怎样选用?

答:区别:强制循环热水锅炉意思是水在循环水泵提供的动力作用下,在锅炉各受热面中流动换热的,在锅炉内部没有“循环”的过程。强制循环锅炉的锅筒不再是必需的,可以有锅筒,可以没有锅筒。要求水泵扬程较高,耗电也较多。当水泵停止运行时,锅内的水流动也停止了。需要有可靠的办法防止锅水汽化水击。而自然循环热水锅炉意思是水在锅炉内部,靠不同温度的水的密度差进行循环流动吸热。自然循环热水锅炉一定有锅筒,在水泵停止的情况下水在热网中停止流动了,但仍旧在锅炉内循环,锅内不容易出现汽化水击现象。但是锅筒的钢材耗量较大。

选用:电力负荷不能保证,自来水压力经常不足等情况选自然循环的。若需求锅炉体积小价格低,电力负荷能保证,可以选强制循环热水锅炉

第六章

1.什么叫锅炉的水循环?常分几种?水循环的良好与否对锅炉安全运行的重大意义?锅炉的水循环:水和汽水混合物在锅炉蒸发受热面回路中的循环流动。分类:自然循环,强制循环;原因:受热面靠水循环及时将高温烟气传给的热量带走,使壁温保持在金属的允许工作范围内,从而蒸发受热面能可靠地工作,若水循环组织不好,循环流动不良,即便是热水锅炉,也将会造成种种事故。

2.自然水循环的流动压头是怎么样产生的?水循环的流动压头与循环回路的有效流动压头有无区别?产生原因:上升管与下降管中工质的密度差引起的。有区别:流动压头用于克服整个循环回路的流动阻力,有效压头仅用来克服下降管系统阻力。

3.为什么说循环倍率和循环流速是锅炉循环的重要特性指标?他们的大小决定于什么?对锅炉工作有何影响?原因:循环流速的大小直接反映管内流动的水将管外传入的热量和管内产生的蒸汽泡带走的能力。循环倍率表示单位质量的水在循环回路中全部变为蒸汽需经循环的次数。大小取决于:循环流速大小取决于循环水质量流量,锅炉的压力,循环回路的上开管总截面积。循环倍率的大小决定于每一循环回路中由下降管进入上升管的水流量和同一时间内在上升管中产生的蒸汽量。影响:循环流速越大,工质放热系数越大,带走的热量越多,即管壁的冷却条件越好,管壁金属就不会超温,循环倍率大时,上升管出口汽水混合物中水分的分量增大,管壁水膜稳定,管子可充分冷却,避免超温,k过大时会使运动压力太小,可能出现循环停滞等水循环故障。 循环倍率减小时,上升管出口汽水混合物中水分的分量增大,循环流速增大,但k过小时,管中阻力增大过快,导致循环流速降低,将失去自补偿能力,造成管壁超温。

7.常见的水循环故障有哪些?自然循环蒸汽锅炉中水循环发生故障时,为什么一般是受热面弱的上升管而不是受热面强的上升管易烧坏或过热?故障有:循环的停滞和倒流,汽水分层,下降管带气。 受热弱的上升管中蒸汽量少,长期有热水积存,循环性差,导致水中含盐量增高。在水温高的情况下,水中的盐腐蚀速度加快;同时,因循环性差,致使结垢严重。结垢易引发过热及因热传导性差引起的管壁烧坏。

8.每个水循环回路要有树根单独的下降管, 而不是若干个水循环回路共用数根下降管; 而且, 下降管一般不宜受热,却必须保温,这是为什么?是为了提高水循环的可靠性;为防止下降管带汽影响水循环,同时减少散热损失

10.蒸汽带水的原因是什么?带水的多少主要受哪些因素的影响?

原因:当上升管进入锅筒水空间时,蒸汽泡上升益处水面,破裂并形成飞溅的水滴,当上升管引入锅筒空间时,向锅炉中心汇集的汽水流冲击水面或几股平行的汽水流互相撞击而形成的水滴;锅筒水位的波动,震荡也会激起水滴,这些水滴中细小的则被具有一定流速的引起蒸汽带走,造成蒸汽带水。 原因:(1)锅炉负荷负荷高,蒸汽流速大,动能高,所能带起水滴的直径增大及数量增多。 (2)蒸汽压力蒸汽压力高时带水能力增强。压力高,分子热运动强,水滴破碎成微细颗粒易被带走;压力高,汽、水密度差减小,分离困难;压力高,蒸汽密度大,动能增强。这些因素都促使饱和蒸汽机械携带的可能性增大。

(3)汽包蒸汽空间高度蒸汽空间高度指由汽包水面至饱和蒸汽出口的高度。高度小,水滴易被带走。当高度小于0.6m时,蒸汽湿度几乎不再随高度增加而减小。

(4)锅水含盐量含盐量高,蒸汽带水量增大。这主要是含盐量高时,锅水粘度升高,锅水表面还形成泡沫层,都促使 蒸汽带水的可能性增大。

11.供水锅炉中常用的汽水分离装置有哪几种?它们的结构和分离原理是什么样的?有无办法进一步提高它们的汽水分离效果?

水下孔板:用3~4mm的钢板制成,其上均匀分布几孔径为8~10mm的小孔。原理:利用水下孔板的阻力,形成稳定的气垫削弱汽水混合物的动能,让蒸汽均匀的通过板孔,减少飞溅的水滴细末。

挡板:原理:形成水膜,削减汽水流的动能,蒸汽在流经挡板间隙时因急剧转弯,可从汽流中分离出部分水滴。

均气孔板:借小孔节流作用使锅筒汽空间各处均匀负荷。

集水管:两端封闭,中间引出蒸汽,管侧缝宽沿管内流动方向逐渐减少,原理:均匀集汽 蜗壳式分离器:集气管上加蜗壳,原理:靠离心作用把汽水分开。

波形式分离器:由多块波形板相间排列组成。原理:饱和湿蒸汽在波形板组成的曲折管道中通过时,水滴要惯性力的作用被甩到波形板上,靠重力作用下流而到达汽水分离的目的。 钢丝网分离器:由一层或数层钢丝网和拉网钢板间隔排列而成。原理:与气流的接触面积很大,气流中的水滴易于吸附在钢丝网上,以达到汽水分离的目的。

措施:水下孔板加均气孔板,水下孔板加蜗壳分离器,水下孔板加集气套管。

12,允许蒸汽空间容积负荷为什么随蒸汽压力的升高而下降,而允许蒸汽空间质量负荷随蒸汽压力升高而升高?锅炉蒸发量不变降压运行时,锅筒出口蒸汽湿度增高还是减小? 蒸汽压力升高是,汽水重力分离作用减弱,增大蒸汽带水量,蒸汽空间容积负荷表示蒸汽在锅筒空间逗留时间的倒数,容积负荷越小逗留时间越长,此时蒸汽中的水有更多机会落入锅水中,弥补压力升高的问题 湿度提高,尽管由于汽水密度差增大利于汽水分离,但降压后蒸汽比热容增大使蒸汽流速提高,不利于液滴分离

13,现代锅炉在结构上采取哪些措施来保证水循环工作的可靠性?

减小并联管子吸热不均匀保持炉内温度场均匀,将整块冷壁分为多个循环回路,四角布置燃烧器。降低汽水导管和下降管中的流动阻力,提高循环倍率。避免下降管带汽或自汽化,在下降管入口装栅格板。使流体在管内产生旋转流动或破坏气膜边界层,避免传热恶化

第八章

1,锅炉通风的任务是什么?通风方式有哪几种?各有什么缺点?适用于什么场合? 任务:调整锅炉出力 种类:1)自然通风 能力有限 小型无尾部受热面的锅炉 2) 机械通风 耗能 设置尾部受热面和除尘装置的锅炉 和大容量供热锅炉 分为 :负压通风(机械通风) 小容量的烟风系统的阻力不太大的锅炉 平衡通风 供热锅炉 正压通风(机械送风) 燃油炉和燃气炉


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