（2）求高度H qr=BQarnet.p/UH
H=BQarnet.p/qrU=86800×24254/（45.6×5614499）=8.223m 答：该燃烧器总高度H为8.223m
第七章 蒸发设备及自然循环
一、解释名词
1、质量流速：单位时间内流经单位流通截面的工质质量称为质量流速。
2、循环流速：循环回路中水在饱和温度下按上升管入口截面计算的水流速度。
3、折算流速：汽水混合物中，假定其中一相工质充满整个流通截面时计算所得的流速称为该相的折算流速。
4、质量含汽率：在汽水混合物中，蒸汽的质量与汽水混合物的总质量流量之比。 5、容积含汽率：蒸汽的容积流量与汽水混合物的总容积流量之比。
6、截面含汽率：汽水混合物中，管道断面上蒸汽所占的断面与总断面之比。
7、真实流速：在汽水混合物中，按蒸汽和水在两相流中各占据的真实截面来计算的流速。 8、循环回路：由汽包、下降管、上升管、联箱及导汽管组成的封闭环行系统。
9、自然水循环：在循环回路中，靠下降管与上升管内工质的密度差而形成的水循环。
10、运动压头：由下降管和上升管中工质的密度差在回路高度上产生的推动工质流动的动力。 11、循环倍率：循环回路中，进入上升管的循环水量G与上升管出口蒸汽量D之比。
12、自补偿能力：在K>K的范围内，当上升管受热增强时，回路中的循环流量和循环水速随着增大以进行补偿的特性。
13、界限循环倍率：维持自然循环具有自补偿能力的最小循环倍率。
14、循环停滞、倒流：蒸发受热面上升管中工质流速极低，进入上升管的循环水量等于其出口蒸汽量的现象，称为循环停滞。蒸发受热面上升管中工质自上而下流动的现象。
15、循环回路特性曲线：在一定热负荷下，上升系统总压差和下降系统总压差与循环水速之间的关系曲线；或指有效压头和下降管阻力之间与循环水速之间的关系曲线。
16、第一类沸腾传热恶化：在核态沸腾区，因受热面热负荷太高，在管子内壁上形成汽膜导致的沸腾传热恶化。
17、第二类沸腾传热恶化：因水冷壁质量含汽率太高，使管子内的水膜被蒸干而导致的沸腾传热恶化。
18、有效压头：运动压头减去上升管及分离器的阻力后，得到的用于克服下降管的流动阻力的剩余压头。
二、填空题
1、汽包分别与水冷壁、省煤器、过热器相连，因此，它是工质的加热、蒸发和过热三个过程的连接点。
2、联箱的作用是汇集、混合和分配汽水的作用。
3、目前，水冷壁常见的结构形式有光管式、膜式、销钉式和内螺纹管式，等几种，在电站锅炉中应用最广泛的是膜式水冷壁。
4、自然循环水动力计算方法有有效压头法和压差法两种。
5、造成下降管中含汽的主要原因有下降管入口锅水自汽化和下降管入口形成旋涡斗及汽包内锅水带汽。
6、自然水循环锅炉的蒸发受热面中，受热存在不均匀现象，受热强的管子易发生沸腾传热恶化，受热弱的管子易发生循环停滞和倒流。
7、为保证回路工作的安全性，回路的循环倍率在任何情况下都应大于界限循环倍率。 8、随着锅炉工作压力的提高，回路循环倍率的推荐值减小。
9、为防止下降管进口自汽化的产生，除避免汽包水位过低外，还应设法提高下降管入口水的欠焓及减小下降管入口水的流速。
10、在回路的自补偿范围内，上升管热负荷增大时，循环水速将增大，循环倍率将减小。 11、当下降管含汽时，回路的运动压头将减小，运行安全性将降低。 三、选择题
1、现代大型固态排渣煤粉炉多采用。（2）、（4）
（1）光管水冷壁（2）膜式水冷壁
（3）销钉式水冷壁（4）内螺纹式水冷壁
2、现代大型自然循环锅炉多采用。（1）、（3）、（4） （1）大直径集中下降管（2）小直径分散下降管 （3）折焰角（4）后屏过热器
3、对于亚临界自然循环锅炉，在运行中常见的传热恶化是。（2） （1）第一类沸腾传热恶化（2）第二类沸腾传热恶化（3）都常见 4、现代大型亚临界压力自然水循环锅炉易出现的故障是。（4） （1）停滞（2）倒流（3）汽水分层（4）沸腾传热恶化
5、随着锅炉容量及蒸汽参数的提高，回路的循环倍率。（2） （1）增大（2）减小（3）基本不变 四、判断题
1、在简单回路中，在自补偿区内上升管热负荷增大，质量含汽率增大，循环水速也增大。（√） 2、为了自然水循环锅炉的安全，应适当设置较多的循环回路。（√） 3、为了防止下降管大量带汽，进入下降管中的水温越低越好。（×）
4、为了提高自然循环锅炉运动压头，上升管中含汽率越高，对水循环越有利。（×） 5、锅炉容量越大，循环倍率的推荐值越大。（×）
6、亚临界大容量自然水循环锅炉在正常运行情况下有可能发生沸腾传热恶化。（√）
7、自然水循环锅炉循环水速的大小是判断循环好坏的重要指标之一，一般来讲，循环水速越大水循环越安全。（×）
8、自然循环锅炉中，在一定范围内，循环倍率越大，水冷壁工作越安全。（√） 9、集中大直径下降管入口水速越高，则水循环越安全。（×）
10、对于亚临界压力大容量锅炉，第一类沸腾传热恶化比第二类更容易发生。（×） 五、问答题
1、汽包、下降管、水冷壁、联箱的作用是什么？ 答：（一）汽包的作用：
（1）、汽包是自然水循环系统的一部分，接受省煤器来的给水，向过热器输送饱和蒸汽，是加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽。
（2）、汽包具有储热能力，在负荷变化时，可以减缓汽压变化的速度。 （3）、汽包中装有各种蒸汽净化设备，可以保证蒸汽品质。
（4）、汽包上还装有许多附件，可以控制汽包压力，监视汽包水位，保证锅炉安全运行。 （二）下联箱的作用：把汽包中的水连续不断的送往下联箱供给水冷壁。
（三）水冷壁的作用：（1）现代锅炉不可缺少的蒸发受热面；（2）保护炉墙，减少高温炉渣对炉墙的饿破坏作用，防止受热面与炉墙上结渣；（3）炉墙表面温度降低，为采用轻型炉墙创造了条件。 （四）联箱的作用：是将进入的工质集中混合并均匀分配出去，还可连接管径和管数不同的管子。 2、膜式水冷壁有哪些特点？
答：（1）全部炉墙被膜式水冷壁覆盖，能充分的保护炉墙。
（2）采用膜式水冷壁可构成敷管炉墙，大大简化了炉墙结构，减轻了炉墙重量。
（3）气密性好，大大减少了漏风，降低了排烟热损失，也为采用微正压燃烧创造了条件。 （4）易于在制造厂焊接组合成片，大大减少了安装工作量。
（5）鳍片管制造工艺复杂，焊接工作量大，相邻管子之间要求热偏差小。 3、折焰角的作用是什么？
答：（1）改善烟气对屏式过热器的冲刷特性，使烟气沿烟道高度分布均匀；
（2）提高烟气在炉膛上方的充满程度，增加燃程、加强混合、减小涡流死滞区、增强前墙和两侧墙水冷壁的吸热量；
（3）增加水平烟道的长度，为布置对流过热器提供了方便。 对于亚临界压力的自然循环锅炉，如何防止沸腾传热恶化？
4、答：其措施有两个途径：一是防止沸腾传热恶化的发生；二是把沸腾传热恶化发生的位置推至低热负荷处，使其壁温不超过允许值。一般防护措施有：（1）保证一定的质量流速；（2）降低受热面的局部热负荷；（3）采用内螺纹管或管内加装扰流子。
5、什么叫做水循环回路？自然水循环的原理是什么？
答：由汽包、下降管、水冷壁、联箱及其连接管道组成的封闭循环系统，叫做水循环回路。
自然水循环的原理是：利用上升管中汽水混合物的密度小于下降管中水的密度，在下联箱两侧将产生液柱重位差，依靠此重位差推动汽水混合物沿上升管向上流动，水沿下降管向下流动，从而产生自然水循环。
6、产生水循环停滞与倒流的原因是什么？
答：水循环停滞的原因：热负荷分布不均，个别管子吸热弱，回路的工作压差小于停滞压差。倒流的原因：热负荷分布不均，个别管子吸热弱，回路的工作压差小于最大倒流压差。 7、造成下降管含汽的原因是什么？如何防止？
答：原因：（1）下降管入口锅水自汽化；（2）在下降管进口截面上部形成旋涡斗，蒸汽被吸入下降管；（3）汽包水室含汽，蒸汽随锅水一起进入下降管。
防止措施：（1）提高锅水欠焓；（2）提高汽包水位及减小下降管入口水的流速；（3）在下降管入口加装格栅或十字板；（4）选用结构合理运行良好的锅内旋风分离器。 8、自然水循环锅炉应考虑采用哪些措施来保证水循环的可靠性？ 答：（一）减小并列管子的吸热不均：
（1）按受热情况划分成若干个独立的循环回路； （2）改善炉角边管的受热状况；
（3）安装检修时，应使每面墙的水冷壁管中心线保持在一个平面内，防止个别管子凸起而烧坏； （4）正确组织运行，合理调整燃烧。
（二）降低下降管和汽水引出管的流动阻力： （1）采用大直径集中下降管；
（2）增大下降管与水冷壁管的总截面比和汽水引出管与水冷壁的总截面积比； （3）防止下降管含汽。
（三）合理选取水冷壁的管径，并在高热负荷区采用内螺纹管结构。
9、什么是第一类沸腾传热恶化？什么是第二类沸腾传热恶化？在现代电站锅炉中常见的是哪一类？为什么？
答：在核态沸腾区，因受热面热负荷过高，在管子内壁上形成一层汽膜而导致的沸腾传热恶化，称为第一类传热恶化。
因水冷壁内质量含汽率过高，使管子内的水膜被蒸干而导致的沸腾传热恶化，称为第二类传热恶化。 在现代电站锅炉中常见的是第二类传热恶化。因为在现代大型电站锅炉运行中，第一类传热恶化发生时的最小热负荷即临界热负荷要比受热面最高热负荷还要高，故一般不会发生第一类传热恶化。而国产压临界压力自然循环锅炉，其水冷壁的实际含汽率接近于临界含汽率，故可能发生第二类传热恶化。
第八章 蒸汽净化
一、解释名词
1、蒸汽品质：蒸汽的纯洁程度。
2、机械携带：因饱和蒸汽携带含盐水滴而被污染的现象。 3、溶解携带：因饱和蒸汽溶有盐类而使蒸汽被污染的现象。
4、分配系数：溶解于饱和蒸汽中的某种杂质含量与此种杂质在锅水中含量的百分比。 5、蒸发面负荷：指单位时间内通过汽包单位蒸发面的蒸汽容积流量。 6、蒸汽空间负荷：指单位时间内通过汽包单位蒸汽空间的蒸汽容积流量。
7、临界锅水含盐量：在一定蒸汽负荷下，使蒸汽带水大大增加所对应的炉水含盐量。 8、锅炉排污：运行中将带有较多盐类和水渣的锅水排放到炉外以保证炉水品质的方法。 9、排污率：锅炉排污量占锅炉蒸发量的百分比。 二、填空题
1、机械携带的影响因素有锅炉蒸汽负荷、蒸汽压力、蒸汽空间高度和炉水含盐量。 2、锅炉负荷越高，蒸汽带水能力越强，蒸汽品质越差。
3、蒸汽空间负荷RV与锅炉蒸发量、饱和蒸汽比容成正比，与汽包蒸汽空间容积成反比。随着压力的提高，RV推荐值减小。
4、根据盐在蒸汽中的溶解能力，可将溶盐分为三类，其中硅酸在蒸汽中的溶解度最大。
5、高压以上蒸汽中的硅酸易沉积的部位是汽轮机的通流部分。
6、汽包内的汽水分离过程，一般分为两个阶段，第一阶段为粗分离阶段；第二阶段为细分离阶段。 7、汽水机械分离的原理，除利用重力外，还利用惯性力，离心力和水膜附着力。
8、电站锅炉中常用的汽水分离设备有旋风分离器、轴流式分离器、波形板分离器和顶部多孔板等。 9、蒸汽的溶盐能力随压力升高而增大。
10、为减少蒸汽中硅酸的含量，在运行中锅水应呈碱性，且其PH值最好维持在9.3～9.5范围内。 11、波形板分离器有立式和水平两种，在前者中蒸汽与水膜垂直交叉流动；在后者中蒸汽与水膜平行流动。
12、目前，电站锅炉中常用的蒸汽清洗装置有钟罩式和平孔板式两种。
13、锅炉排污按目的不同可分为连续排污和定期排污两种，前者排污的目的为排掉含盐浓度大的炉水。后者排污的目的为排掉炉水中的不溶性水渣。
14、在中低压锅炉中，盐分在蒸汽中的溶解能力很低，蒸汽品质决定于蒸汽的机械携带。 15、现代电站锅炉，蒸汽湿度一般不允许超过0.01～0.03%。 三、选择题
1、在自然循环锅炉中，汽包内常用汽水分离装置。（2）、（4） （1）进口挡板（2）旋风分离器（3）弧形板（4）百叶窗分离器 2、在自然循环超高压锅炉中，蒸汽中分配系数最大的是。（3） （1）Na2SO4（2）NaCl（3）H2SiO3（4）NaOH
3、超高压锅炉蒸汽溶解的盐分有。（1）、（2）、（3） （1）硅酸（2）氯化钠（3）氯化钙（4）硅酸盐（5）磷酸盐 4、锅炉汽包内汽水分离装置中粗分离装置常用。（1）、（2）
（1）旋风分离器（2）轴流式分离器（3）波形板分离器（4）多孔板 5、锅炉连续排污的位置在。（4）
（1）水冷壁下联箱处（2）蒸发面附近（3）汽包底部（4）旋风分离器筒体底部 6、锅炉负荷越高，临界炉水含盐量。（2） （1）越高（2）越低（3）与锅炉负荷无关 四、判断题
1、蒸汽压力越高，对蒸汽品质的要求也越高。（√）
2、蒸汽空间负荷的大小，只与锅炉负荷有关，而与蒸汽压力无关。（×）
3、蒸汽湿度随汽包蒸汽空间高度的增加而减小，因此，采用大的汽包尺寸是必要的。（×） 4、对于高压锅炉，炉水碱度越大，蒸汽中溶盐量越少。（×）
5、在超高压锅炉的蒸汽清洗装置中，清洗水层越厚越有利于蒸汽品质的改善。（×）
6、运行中为了减少工质和热量损失，减少补充水量，在保证蒸汽品质的前提下，应尽量减少连续排污量。（√）
7、汽包水位太低时，不利于水循环的安全，因此，水位越高越好。（×） 五、问答题
1、蒸汽品质不良对机、炉设备的安全经济运行有何影响？
答：含盐蒸汽在过热器中过热时，部分盐分沉积在管子内壁上形成盐垢，使管子的流通截面积减小，阻力增大，通流量减少，管子得不到充分的冷却；同时，盐垢的热阻增大，管壁对蒸汽的放热系数减小，管子易过热烧坏。
另一部分盐分随蒸汽一起流动，可能在主气门及汽轮机通流部分沉积下来，使主汽门卡涩和漏汽；使喷嘴和叶片的型线改变，汽轮机效率降低，同时，由于流通截面积减小，流动阻力增大，将使汽轮机出力降低，轴向推力和叶片应力增大；还将影响转子的动平衡，甚至造成重大事故。 蒸汽参数越高，积盐的危害性就越大。 2、蒸汽被污染的主要原因是什么？
答：锅水中含盐量是由给水带入的，所以蒸汽被污染的根源在于锅水给水含盐。
蒸汽被污染的直接原因是：（1）机械携带（饱和蒸汽带水），（2）溶解携带（盐分在蒸汽中溶解）。
3、饱和蒸汽带水受到哪些因素影响？
答：影响饱和蒸汽带水的因素很多，但主要原因有：锅炉负荷（含蒸发面负荷和蒸汽空间负荷），蒸
汽压力，锅筒蒸汽空间高度，锅水含盐量等。 4、提高蒸汽品质的途径有哪些？
答：（1）减少蒸汽带水，应创造良好的汽水分离条件并装置高校的汽水分离器； （2）为减少溶于蒸汽中的盐分一般采用蒸汽清洗装置，用较清洁的给水清洗蒸汽； （3）控制锅水含盐量，应提高给水品质并采用锅炉排污与分段蒸发。 5、说明蒸汽清洗装置的清洗原理及清洗过程。
答：蒸汽清洗原理：1、利用锅水与给水含盐量浓度之间的差别，当蒸汽与清洗水接触时，依靠蒸汽在清洗水中的物质扩散作用，使溶解于蒸汽中的盐分部分转移到清洗水中，从而减少直接溶于蒸汽中的盐分。
蒸汽清洗过程：清洗水由配水装置均匀的配到底盘一侧，然后流到另一侧，在清洗孔板上形成一定厚度的水层，经过粗分离后的蒸汽，向上穿过清洗孔板和清洗水层，当蒸汽和清洗水接触时，它所携带的杂质就有一部分转溶到清洗水中，从而减少蒸汽溶盐。
7、影响蒸汽清洗效果的主要因素有哪些？为何不宜用全部给水作清洗水？
答：影响清洗效果的因素有：清洗水品质，清洗水量，清洗水层厚度及清洗前蒸汽含盐量。
由于高压以上锅炉的给水都具有一定的欠焓，蒸汽通过水层必然有一部分蒸汽凝结。为了保证一定蒸发量，实际蒸发量就得增加，不利于提高清洗效果，因此一般只采用40%~50%的给水作为清洗水。 8、蒸汽溶盐的特点有哪些？
答：（1）蒸汽溶盐具有选择性，在同一高压下，不同的盐分在蒸汽中的分配系数有很大的差异，其中分配系数最大的是硅酸；
（2）蒸汽的溶盐能力随压力的升高而增强，以硅酸为例，随着压力的提高，分配系数也增大； （3）过热蒸汽也能溶盐，能溶于饱和蒸汽的盐分，也能溶于过热蒸汽。 9、说明锅炉排污的种类及各自的目的和位置。 答：种类：定期排污和连续排污两类；
目的：定期排污是排除锅水中的不溶性水渣，连续排污是排除锅水中溶解的部分盐分，以维持锅水一定的含盐量和碱度。
位置：定期排污位于水冷壁的下联箱上。连续排污的位置在汽包蒸发面附近含盐浓度最大的地方，一般在分离器筒体底部。
10、现代亚临界压力锅炉，汽包内或下部采用内夹层结构有什末作用？
答：现代压临界压力的锅炉，由于省煤器来的给水欠焓较大，造成汽包内部局部水温变化，尤其是在锅炉启停时、汽包上下壁有较大温差，均使汽包壁产生热应力。故在整个汽包内或下部采用内夹套结构，将上升管来的汽水混合物均引入夹套内，再通过连通管引入各并联分离器。目的是把给水和锅水与汽包壁隔开，让整个汽包内壁与汽水混合物接触，以保持汽包壁温均匀，防止因热应力而引起汽包裂纹，从而加快锅炉启停速度，保证汽包安全。
第九章 过热器和再热器
一、名词解释：
1、过热器：将饱和蒸汽加热为具有一定温度过热蒸汽的锅炉换热部件。 2、对流式过热器：布置在锅炉对流烟道内主要吸收烟气对流放热的过热器。 3、顶棚过热器：布置在炉顶的辐射式过热器称为顶棚过热器。 4、墙式过热器：布置在炉膛四壁的辐射式过热器。
5、包覆管过热器：布置在水平烟道和垂直烟道内壁上的过热器。 6、辐射式再热器：布置在炉膛内直接吸收炉膛辐射热的再热器。 7、偏差管：平行管组中个别管子焓增大于管组平均焓增的管子。
8、墙式再热器：布置在炉膛上部前墙和两侧墙前侧的水冷壁管外的辐射式再热器。
9、屏式再热器：布置在炉膛上部出口处既接受炉内的直接辐射热，又吸收烟气的对流热的再热器。 10、对流式再热器：布置在对流烟道内，主要吸收烟气对流热的再热器。 11、辐射式过热器：布置在炉膛内直接吸收炉膛辐射热的过热器。
12、屏式过热器：布置在炉膛上部出口处既接受炉内的直接辐射热，又吸收烟气的对流热的再热器。 13、汽温特性：锅炉过热蒸汽和再热蒸汽汽温与锅炉负荷的变化关系。
14、烟气再循环：利用再循环风机从锅炉尾部低温烟道中抽出一部分低温烟气，再由冷灰斗附近送入炉膛中，可以改变锅炉辐射和对流受热面的吸热分配，从而达到调节气温的目的。