《锅炉》课后习题答案(全) 西安交大(2)

2019-01-10 13:00

矿物质和外来矿物质三部分构成。

灰分降低了煤的品质,给燃烧造成困难,可能使锅炉积灰、结渣,并磨损金属受热面。 6.煤中的硫以什么形式存在?煤中硫分有何危害?

硫在煤中以三种形式存在:(1)有机硫,与碳、氢等结合成复杂化合物;(2)黄铁矿硫,如FeS2等;(3)硫酸盐,如CaSO4、Na2SO4等。

硫燃烧生成SO2和少量SO3,排出锅炉后造成严重污染,是形成酸雨的主要物质。硫若与烟气中的水蒸气反应生成硫酸或亚硫酸,在锅炉低温受热面凝结后产生强烈的腐蚀作用。

7.煤中灰分和煤中不可燃矿物质的含义一样吗?

含义不一样。煤中灰分是指燃烧后剩余的不可燃矿物质,其含量是在实验室用加热方法烧去可燃物而测定的。煤中的不可燃矿物质,虽然不参与燃烧,但在高温下,会经历失去结晶水、碳酸盐和硫酸盐热分解、以及黄铁矿氧化等过程,原来不可燃的矿物质成分会有一定变化,质量也有所减轻。因此,灰分与煤中不可矿物质的含义是不一样的。 8.煤中的含碳量、固定碳、焦碳的含义相同吗?

煤的含碳量是碳在煤中的质量百分数,包括煤中全部碳量。所谓煤中的固定碳,实际上是煤中有机质在隔绝空气加热时热分解的残留物。工业分析中,水分、挥发分析出后剩余的部分称为焦炭,焦炭是由固定碳和灰分所组成。因此,煤中的含碳量、固定碳、焦碳三者的含义是不同的。

9.煤的成分分析基准有哪几种?

常用的基准有以下四种:收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基。 10.什么是燃料的发热量?高位发热量与低位发热量有什么区别?

煤的发热量是指单位质量的煤在完全燃烧时所释放出的热量,单位是kJ/kg。 煤样在氧弹内燃烧时产生的热量减去硫和氮生成酸的校正值后所得的热量,称为高位发热量。煤的高位发热量减去煤样中水和燃烧时生成的水的蒸发潜热后的热值,称为低位发热量。因此高位发热量和低位发热量的不同在于是否将水的汽化潜热计算在内。 11.什么是标准煤?规定标准煤有何实用意义?

将收到基低位发热量为29300kJ/kg的燃料称为标准煤。

提出标准煤的主要目的是把不同的燃料划规统一的标准,便于核算企业对能源的消耗量,便于比较和管理。

12.什么是煤的折算灰分、折算水分、折算硫分?折算成分有何实际用意?

规定把相对于每4182kJ/kg(即1000kcal/kg)收到基低位发热量的煤所含的收到基水分、灰分和硫分,分别成为折算水分、折算灰分和折算硫分。

这算成分可以方便比较煤中各种有害成分(水分、灰分及硫分)对锅炉工作的影响,更好的鉴别煤的性质。

13.什么是挥发分?它对燃烧和对锅炉工作有何影响?挥发分中含有水分吗?

煤样在规定条件下隔绝空气加热,煤中的有机质受热分解出一部分分子量较小的液态(此时为蒸汽状态)和气态产物,这些产物称为挥发物。挥发物占煤样质量的分数,称为挥发分产率或简称为挥发分。

挥发分是煤中氢、氧、氮、硫和一部分碳的气体产物,大部分是可燃气体。挥分含量高,煤易于着火,燃烧稳定。因此,挥发分是表征燃烧特性的重要指标,从而也对锅炉工作带来多方面的影响,如,需要根据挥发分大小考虑炉膛容积及形状;挥发分含量影响燃烧器的型式及配风方式的选用,影响磨煤机型式及制粉系统型式的选择。同时,挥发分也是煤进行分类的重要指标之一。

挥发分中也含有一定量的水分。

14.灰的熔融特性用什么指标表示?有何实用意义?

灰的熔融特性泳三个特征温度来表示:变形温度DT、软化温度ST和流动温度FT。 DT、ST和FT是液相和固相共存的三个温度,不是固相向液相转化的界限温度,即表示煤灰形态变化过程中的温度间隔。三个温度的温度间隔对锅炉的工作很有影响,如果温度间隔很大,那就意味着固相和液相共存的温度区间很宽,煤灰的粘度岁温度的变化很慢,这样的灰渣成为长渣,长渣在冷却时可长时间保持一定的粘度,故在炉膛中易于结渣;反之,如果温度间隔很小,那么灰渣的粘度就随温度急剧变化,这样的灰渣成为短渣。短渣在冷却时其粘度增加得很快,只会在很短时间内造成结渣。

15.影响灰熔点的因素有哪些?

影响煤灰熔融性的主要是煤灰的化学组成和煤灰周围高温的环境介质(气氛)性质。

第4章 物质平衡及热平衡

1.什么是理论空气量?如何计算?

1kg固体及液体燃料完全燃烧并且燃烧产物(烟气)中午自由氧存在时,所需要的空气量成为理论空气量。

标准状态下的理论空气量可根据燃料中C、S、H等可燃元素所需要的氧气量计算得到。

2.什么是实际空气量?什么是过量空气系数?

实际送入锅炉的空气量称为实际空气量。

实际空气量与理论空气量的比值称为过量空气系数。

3.燃料的燃烧产物(烟气)中都有哪些成分?

理论烟气的组成为CO2、SO2、N2和H2O。前三种组成合在一起称为干烟气,包括H2O在内的烟气称为湿烟气。当有过量空气时,烟气中除上述组分外,还含过量的空气。若燃烧不完全,则除上述组分外,烟气中还将出现CO、CH4和H2等可燃成分。

4.烟气的成分组成是如何表示的?

VO2、每种成分的容积用符号V和下角标注以该成分的分子式来表示,如VCO2、VSO2、VN2、VH20、VCO分别表示每千克燃料燃烧后所生成烟气中二氧化碳、二氧化硫、未参加

燃烧反应的剩余氧气、氮气、水蒸气、一氧化碳的容积。

烟气的成分组成,是用烟气中某种成分的容积占干烟气容积的百分数来表示,并直接用用该成分的分子式书写。所谓干烟气体积Vgy是指烟气中除水蒸气外其他各成分体积之和。

5.奥氏烟气分析仪式根据什么原理分析烟气成分的?

某些化学药剂对气体具有选择性吸收的特性,如将一定量的烟气(通常为100mL)反复多次流经这些药剂时,其中某一成分的气体便与之反应而被吸收,通过在等温等压条件下对气体减量的测定,便可获得该气体的体积分数。

6.什么是燃烧方程式?

燃料燃烧是可燃物与氧的化合反应。燃烧后生成的烟气成分组成与燃料的干燥无灰基元

素成分之间,必然存在一定规律,并满足一定的方程式,此方程式就称燃烧方程式。

利用燃烧方程式可以推算出烟气中CO的含量,可以分析出烟气中RO2与O2的变化关系等。

7.什么是燃烧特性系数?

在进行燃烧计算及分析有关问题时,常遇到一个系数β,系数β值只取决于燃料的干燥无灰基成分组成,而与水分、灰分无关,对于不同的燃料有不同的β值,故称β为燃料特性系数。

8.什么是燃料的?max(RO2)?

当燃烧完全时,无一氧化碳产生,当烟气中剩余氧为0(即α=1)时,烟气中的?(RO2)值达到最大,即

9.锅炉运行中,如何确定其过量空气系数?

锅炉运行时的过量空气系数可根据烟气分析的结果予以确定:

??VKVK1?? V0VK??V1??VVK其中?V是漏风量,Vk表示实际空气量。

10.什么是漏风系数?运行中如何确定漏风系数?

各部件所处烟道内漏入的空气量?V与理论空气量的比值,称为该烟道的漏风系数。

?max(R值与

值大小取决于燃烧所产生的二氧化碳和二氧化硫容积VRO2、

运行中漏风系数的确定,是:用烟气分析器测出欲确定漏风的烟道出口及进口处的烟气成分,再分别计算出口及进口处的过量空气系数,出口与进口过量空气系数之差即为这部分烟道的漏风系数。

11.烟气中?(RO2)和?(O2)值延锅炉烟气流程如何变化?

烟气中

富裕氧的容积VO2及干烟气容积Vgy。由完全燃烧方程式知道,烟气中

值与

值是互成反比关系的。燃料的燃烧反应在锅炉炉膛出口处结束。这时,生成既定量的既定量的干烟气Vgy及富裕氧量烟气流程中,而异。

,因而,也就有一定的

在微正压燃烧锅炉中,烟气呈正压状态,外界空气不能漏入,烟气容积基本不变。所以,从炉膛出口到空气预热器之前,烟气中的

炉膛至空气预热器出口,烟气呈负压状态,外界空气将从不严密处逐渐漏入,使烟气容积逐渐增大,由于

值是一定的则

值沿烟气流程在逐渐变小。由于空气的漏入,使烟

值将逐渐增大。

气中氧气量逐渐增多,这样,沿烟气流程的

一般燃烧正常的煤粉炉,炉膛出口维持过量空气系数α为1.2左右,这时为14—16,

a将增至于1.35—1.40。这时,烟气中约上升至5.5—6.8。

12.什么是理论燃烧温度?理论燃烧温度的高低受什么因素影响?理论燃烧温度的高低对锅炉工作有何影响?

VVO?(RVRO值。在以后的

值是否变化,要看烟气容积是否变化,即是否有冷空气漏入

值是不变的。平衡通风锅炉,从

值约

值约为3—4。而到锅炉出口时,由于外界空气不断漏入,过量空气系数

值大约下降至于12.7—13.8,而

值则大

燃料在绝热条件下燃烧,烟气所能达到的温度称理论燃烧温度。也就是说,燃料燃烧时有效发热量不往外传递,全部用来加热燃烧产物所能达到的温度。

理论燃烧温度的高低与燃料的热值、燃烧产物的热容量、燃烧产物的数量、燃料与空气的温度和过量空气系数等因素有关。

锅炉炉膛;四周都布满了水冷壁,燃料在炉内燃烧放热的同时即进行热量的传递,燃烧放出的热量,一部分很快被炉内受热面所吸收。也就是说,实际锅炉不可能为燃料创造绝热燃烧的条件,因而,在实际锅炉中,理论燃烧温度高明不存在的。那么,讨论理论燃烧温度的高低还有什么实际意义呢?理论燃烧温度虽不存在,但它却在一定程度上代表炉内温度水平。炉内辐射传热与温度的四次方成正比,理论燃烧温度高,炉内温度水平高,辐射传的热


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