第一章：绪论
1、计算1台1025t/h亚临界压力自然循环锅炉的年耗煤量、灰渣排放量。已知，锅炉每年的运行小时数为6000h，每小时耗煤128t，煤的收到基灰分为Aar=8%。答：解：（1）每年的煤耗量
Ba=6000×128=76.8×104×8/100=6.144×104（t/a）
（2）每年的灰渣（飞灰、沉降灰、底渣之和）排放量
Mhz?BaAar8?76.8?104??6.144?104(t/a) 100100计算结果分析与讨论：
（1）燃煤锅炉是一种煤炭消耗量很大的发电设备。
（2）1台300MW机组每年排放的灰渣总量达到6.144万t，应当对电厂燃煤锅炉排放的固体废弃物进行资源化利用，以便降低对环境的污染。
2、分析煤粉炉传热过程热阻的主要构成及提高煤粉炉容量的技术瓶颈。 答：传热系数的倒数
11???1??()g?()m?()h? K?????2其中，蒸汽或者水侧的对流放热系数α2=2000~4000W/(m2?K)，烟气侧的对流放热系数α1=50~80W/(m2?K)。导热热阻相对较小，可以忽略不计。因此锅炉的主要热阻出现在烟气侧。
要提高锅炉的容量，必须设法增加烟气侧的对流换热系数或者受热面面积。煤粉炉提高容量的技术瓶颈就是烟气侧对流放热系数太小。
3、分析随着锅炉容量增加，锅炉给水温度提高的原因。
答：（1）锅炉的容量越大（即蒸汽流量D越大），水蒸气的压力就会越高。根据水的热力学性质，压力越高，水的饱和温度越高。
（2）为了保证水冷壁的系热量主要用于蒸发，而不是用于未饱和水的加热。进入水冷壁的水的温度与对应压力下的饱和温度之间的差值基本上是常数。 （3）水在省煤器中吸热提高温度基本上是常数。
（4）综合分析（1）、（2），随着锅炉容量增加、水蒸气的压力就会提高。来自省煤器出口的水与未饱和温度之间的差值等于常数，因此省煤器出口的水温会随着
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锅炉的容量的提高而提高，有因为水在省煤器中吸热提高温度基本上是常数，所以省煤器的入口水温，即给水温度随着锅炉容量的提高而提高。 4、分析随着锅炉容量增加，锅炉蒸汽压力提高的原因。
答：（1）锅炉的容量越大（即蒸汽流量D越大），水蒸气的压力就会越高。对应的水的饱和温度以及给水温度越高。
（2）为了维持较高的给水温度，必须提高高压加热器的热源温度，即提高高压缸抽气的压力，如图1-1所示。
第二章：燃料及燃烧计算
1、简述煤粉的DT、ST、FT的用途
答：设计锅炉时，一般选取炉膛出口烟气温度不高于50（DT）或者100（ST）。 由《锅炉原理》表2-8提供的数据可知，一般来说炉膛出口烟气温度不好超过1100 2、分析煤的挥发分含量与锅炉炉膛高度的关系。
答：（1）挥发分越低，发热量越低的锅炉，炉膛高度的值越高。
（2）同一种炉型，相同的容量下，炉膛高度从高向低排列的顺序应当是：褐煤、无烟煤、贫煤、烟煤。
3、已知某煤的收到基分析数据如下:
Car=60%,Har=3%,Oar=5%,Nar=1%,Sar=1%,Aar=20%,Mt=10%,试求该煤燃烧所需的理论空气量V0。
解：V0=0.0889（Car +0.375 Sar）+0.265 Har -0.0333 Oar =0.0889×（60+0.375×1）+0.265×3-0.0333×5=5.9958m3/kg
答：该煤的理论空气量为5.9958 m3/kg。
4、已知煤的收到基成分为Car=56.22%，Har=3.15%，Oar=2.74%，Nar=0.88%，Sar=4%，Aar=26%，Mar=7%，试计算其高、低位发热量。
解：Qar’gr=[81Car+300Har-26（Oar-Sar）] ×4.1816 =[81×56.22+300×3-26（2.74-4）] ×4.1816 =23130.9kJ/kg
Qar’net=[ Qar’gr-(54Har+6Mar) ] ×4.1816 =[23130.9-(54×3.15+6×7)] ×4.1816
2
=22244kJ/kg
答：该煤收到基高位发热量为23130.9kJ/kg。低位发热量为22211kJ/kg。 5、根据下表和课本35页中表2-10的数据计算下列煤种的锅炉空气预热器烟气出口处的空气焓和烟气焓。（假设空气预热器烟气出口处的过量空气系数：无烟煤，1.38；贫煤，1.31；烟煤，1.28；洗中煤，1.39；褐煤，1.41。飞灰份额
a
fh
=0.95）
元素成分（%） 空干发热量基水 分硫 （kJ/kg）(%) Mad 0.8 2.0 2.0 1.6 干燥无灰基挥发物(%) Vdaf 6.0 灰熔点（℃） 变形软化熔化温度 温度 温度 DT ST FT 煤种 水分 灰分 Mar Aar 碳 氢 氧 氮 Car Har Oar Nar Sar Qar，net，p 京西无烟煤 徐州烟煤 龙凤洗中煤 元宝山褐煤 5.0 22.8 67.9 1.7 2.0 0.4 0.2 23040 10.0 13.5 63.0 4.1 6.7 1.5 1.2 24720 15.0 29.8 42.9 3.4 7.5 0.9 0.5 16760 24.0 21.3 39.2 2.7 11.2 0.6 0.9 14580 1260 1370 1430 37.0 1100 1380 1450 47.0 1380 1400 1400 37.0 1150 1300 1360 答：假设空气预热器烟气出口处的过量空气系数：无烟煤，1.38；贫煤，1.31；烟煤，1.28；洗中煤，1.39；褐煤，1.41。飞灰份额afh=0.95 理论空气焓
实际空气焓
理论烟气焓
飞灰焓
烟气焓
按照烟气成分分类 烟气中氧气的焓
烟气中氮气的焓
烟气中水蒸气的焓
三原子气体焓
烟气焓
将已知条件代入上述各式（见课本），计算结果见下表：
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国内主要动力煤烟气焓(空气预热器烟气出口处) (kJ/㎏) 序号 煤种 HN2 HRO2 HH2O HO2 Hfh Hy 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
京西无烟煤 阳泉无烟煤 焦作无烟煤 萍乡无烟煤 金竹山无烟煤 西山贫煤 淄博贫煤 芙蓉贫煤 抚顺烟煤 阜新烟煤 开滦烟煤 大同烟煤 新汶烟煤 徐州烟煤 淮南烟煤 义马烟煤 平顶山烟煤 开滦洗中煤 龙凤洗中煤 鹤岗洗中煤 元宝山褐煤 丰广褐煤 1276 1359 1273 1228 1267 1265 1248 1172 1095 906 1130 1349 1170 1199 1149 905 1112 959 897 913 785 724 311 317 303 278 300 312 301 290 261 223 268 328 282 290 279 229 267 214 197 204 181 161 84 114 101 126 103 110 114 102 164 139 131 146 140 152 138 142 132 117 141 121 146 151 95 102 95 92 95 81 80 75 65 54 67 80 69 71 68 54 66 73 68 69 62 57 25 21 23 27 24 22 25 25 16 25 31 13 21 15 22 18 28 38 33 38 23 28 1791 1912 1795 1751 1790 1789 1767 1663 1602 1346 1627 1916 1683 1727 1655 1348 1605 1401 1336 1346 1197 1122 由上表可知：
(1)烟气焓以氮气焓为主，其次依次为三原子气体的焓、水蒸气的焓、氧气的焓、飞灰的焓，个别煤种的计算结果与上述规律略有出入。
(2)即便是灰分很高的褐煤，烟气焓中飞灰焓的比例也很低。因此按照《锅炉原理》49页的公式作为判据忽略飞灰焓不会引起烟气焓计算结果的较大误差。为了更加直观的说明这个问题，将表3-8的结果进行数据处理得到表3-9。由表3-9可知，飞灰焓在烟气焓中的比例不会超过2.82％。将表3-9绘制成图3-2，可以直观地看出烟气焓中飞灰焓的比例很低。
第三章：锅炉机组热平衡
1、分析影响固体不完全燃烧损失的因素以及对锅炉效率的影响。
答：影响固体不完全燃烧损失的因素有以下几点。
过量空气系数。过量空气系数太大，炉膛温度偏低，燃烧不完全；过量空气系数太小，炉膛氧气浓度偏低，燃烧不完全。
煤的挥发分降低、发热量降低，固体不完全燃烧损失越大。
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锅炉负荷率。锅炉负荷率越高，炉膛温度越高，煤的燃尽度越高。燃烧效率越高，固体不完全燃烧损失越小。
煤的灰熔点越低，煤粉燃烧中形成结渣的可能性越大。结渣中含有的固体碳元素越多，燃烧效率越低，固体不完全燃烧损失越大。
煤粉细度。煤粉平均颗粒粒径越大，燃尽所需要的时间越长，固体不完全燃烧损失越大。
排渣方式。在锅炉容量相同的条件下，固态排渣炉的固体不完全燃烧损失大于液态排渣煤粉锅炉。
燃烧方式。层燃锅炉的固体不完全燃烧损失大于循环流化床锅炉，循环流化床锅炉的固体不完全燃烧损失大于煤粉锅炉。
配风方式。分级配风可能造成不完全燃烧，增加固体不完全燃烧损失，降低锅炉效率。
煤粉分配均匀性。如果某一台旋流燃烧器或者某一个角的直流燃烧器的煤粉流量偏大，也会造成不完全燃烧，增加固体不完全燃烧损失，降低锅炉效率。 2、分析理论空气焓与煤的元素分析之间的关系。
答： 理论空气焓
Hko=VO（θ）k kJ/kg
理论空气量
VO=(1.866 Car+5.55Har+0.7Sar-0.7Oar)/21 m3/kg(标准状态下) 由以上两式可见
（1）煤的碳元素、氢元素、硫元素含量越高，氧元素含量越低，煤的理论空气量越大。可以近似理解为煤的收到基低位发热量越高，煤的理论空气量越大。 （2）煤的发热量越高，煤的理论空气量的焓越大。 3、叙述最佳过量空气系数的意义。
答：当炉膛出口过量空气系数α过大时，燃烧生成的烟气量增多，烟气在对流烟道中的温降减少，排烟温度升高，排烟量和排烟温度增大，使排烟热损失q2变大；但在一定范围内炉膛出口过量空气系数α增大，由于供氧充分，炉内气流混合扰动好，有利于燃烧，使燃烧损失q3+q4减小。因此，存在一个最佳的过量空
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