高锅炉热效率。由于蓄热能力小，炉膛燃烧室升温快，冷却亦快，可缩短启动和停炉时间。厂内预先组装好才出厂，可缩短安装周期，保证质量。膜式水冷壁的缺点主要是制造工艺较复杂，设计时必须考虑到它的一些特点。如不允许两相邻管子的金属温度差超过50℃(这个要求对自然循环锅炉是容易做到的)，因要把水冷壁系统制成整体焊接的悬吊框式结构，设计膜式水冷壁时必须保证有足够的膨胀延伸自由，还应保证人孔、检查孔、看火孔以及管子横穿水冷壁等处有良好的密封性。水冷壁管穿过炉墙的部分要留出膨胀间隙。 （2） 省煤器
按材料省煤器可分为铸铁式和钢管式；按出口是否沸腾可分为沸腾式和非沸腾式。 铸铁式省煤器的优点是耐腐蚀、耐磨损。缺点是不能做成沸腾式。否则易发生水击，损坏省煤器；铸铁省煤器管壁较厚，体积和重量都大；肋片间易积灰、堵灰；弯头多易渗水漏水。
钢管式省煤器可用于任何压力和容量的锅炉，置于不同形状的烟道中。其优点是体积小，重量轻，价格低廉。 （3） 过热器
过热器一般按传热方式来分类。主要可分为对流式、半辐射式和辐射式过热器三种。 （4） 空气预热器
按空气预热器的工作原理，空气预热器可分为间壁导热式和再生式两种。
管式空气预热器的优点是无转动部分，结构简单，制造容易，工作可靠，维修工作量少，严密性好，如果能采取措施解决预热器的低温腐蚀和磨损，则漏风量不超过5％。缺点是体积很大，钢材消耗多，漏风量随着预热器管的低温腐蚀和磨损穿孔而迅速增加。
回转式空气预热器的缺点是漏风系数大，结构复杂，需传动装置，消耗电能。优点是受热面两面受热，传热系数高，单位体积内受热面大，外形尺寸小，重量轻，不怕腐蚀。
3. 水冷壁、锅炉管束、省煤器、过热器、再热器、凝渣管、空气预热器都是锅炉必不可少
的部件吗？试述什么情况下必须布置，而有些情况下可以不布置。 （1） 水冷壁是必不可少的
（2） 锅炉管束不是必不可少的，是低压小容量锅炉的对流蒸发受热面。
（3） 省煤器和空气预热器都是为了利用锅炉尾部烟气的热量而设置的受热面，不是
必不可少的。
（4） 过热器对于电站锅炉来说是必不可少的。
（5） 再热器是为了进一步提高循环热效率及降低排气湿度者增加的受热面，不是必
不可少的。
（6） 凝渣管是为了防止受热面结渣堵塞而设置的，理论上不是必不可少的。
4. 为什么有时必须将空气预热器和省煤器交错双级布置？
省煤器与空气预热器双级交错布置的根本原因是，通过空气预热器的烟气热容量大于空气的热容量。这样，在空气预热器的传热过程中，烟温每下降1℃，空气温度将上升1.2—1.4℃。随着烟气温度的降低，空气温度的上升，它们之间的温差会越来越小，要想得到较高的空气温度将成为不可能，而且也是不经济的。所以在需要较高的空气温度时采用双级交错布置，即把空气预热器和省煤器都分成两部分，在第一级空气预热器中空气与烟气的传热温差变小后，跳过省煤器引入第二级空气预热器，使传热温差增大。这样就保证有较大的温差和达到所要求的温度。
一般，管式空气预热器在要求热风温度高于260-—280℃时，就需要考虑采用双级交错布置，回转式空气预热器，在要求热风温度高于300—350℃时，也需采用双级交错布置，这时，第二级采用管式空气预热器。
5. 对蒸汽温度调节方法有哪些基本要求？试述蒸汽温度调节的工作原理，为什么有些锅炉
必须有减温器？什么样的锅炉可以没有或不装减温器？
对整体温度调节方法的要求：①调节惯性或延迟时间要小，即灵敏；②调节范围要大；③结构简单可靠；④对循环效率的影响要小；⑤附加的金属和设备的消耗要少；⑥尽可能起到保持金属的作用。
从烟气侧对汽温进行调节的原理是，从烟气侧改变过热器或再热器的传热特性，影响蒸汽的焓增，改变汽温。
蒸汽侧调节的原理是利用减温器来降低过热蒸汽的焓，使汽温降低到需要的温度。
6. 说明锅炉负荷、给水温度、燃料性质、过量空气系数对汽温的影响？
（1） 锅炉负荷
对流式过热器总的汽温变化是随锅炉负荷的增加而增加；锅炉负荷对辐射式过热器的汽温影响和对对流式过热器的汽温影响是相反的。
（2） 给水温度
给水温度降低，锅炉工质的总吸热量将增加，因而需要增加燃料消耗量，这样会使对流过热器前的烟气温度和烟气流速增加，从而使对流过热器的吸热量增加，汽温升高。而对辐射式过热器的汽温影响不大。所以，给水温度的降低一般总是导致过热汽温的升高。
（3） 燃料性质
燃料性质的变化，主要是煤中水分和灰分的变化，也要影响到过热汽温。如果水分和灰分增加时，燃料发热量降低而必须增加燃料消耗量，从而使对流过热器受热面的烟气流速增加，加强了对流传热，对流过热器的蒸汽吸热量增加，出口汽温将有所增高；对于辐射过热器，由于炉膛温度降低而使辐射吸热量减少，其出口汽温将要降低。如果灰分增多，炉膛受热面结渣或积灰污染严重，会使炉内辐射传热量减少，过热区进口烟温提高，使对流热器的汽温上升，但是，过热器本身也会因灰分增多而导致受热面的污染，使过热器传热能力下降，工质温度将会降低。如果燃料种类改变，过热汽温的变化将会更大。
（4） 过量空气系数
炉膛过量空气系数的变化对过热汽温也有显著的影响。如过量空气系数增加，则由于炉膛温度水平降低而使辐射传热量减少，故辐射过热器的出口气温将要降低。在对流过热器中，过量空气系数增加后，烟气量增大，受热面中的烟气流速增加而使对流吸热量增大，因而对流过热器的出口汽温将会升高，而且沿烟气流程愈往下游，由此面增加的比例愈大。对于屏式过热器，过量空气系数的变化对气温的影响较小。
7. 对比烟气侧汽温调节的蒸汽侧汽温调节的工作原理及其优缺点。
（1）从烟气侧对汽温进行调节的原理是，从烟气侧改变过热器或再热器的传热特性，影响蒸汽的焓增，改变汽温。
这种调节方法的特点主要有：①蒸汽温度可以升高，也可以降低；②不需要增加额外的受热面积；③调节精度低，一般只能进行粗调节。
（2）蒸汽侧调节的原理是利用减温器来降低过热蒸汽的焓，使汽温降低到需要的温度。 这种调节方法的特点是：① 调节精度高；② 若布置合理，能起到保护过热器金属的作用，能使各蛇形管中的蒸汽温度均匀；③ 只能降低温度，为此就必须在设计时各布置全适量的受热面，使过热器的钢材消耗量加大，还要额外消耗减温所需的材料。
8. 请分别举例说明烟气侧调节方法和蒸汽侧调节方法，并说明各自的特点。
（1） 烟气侧调节
① 烟气再循环
采用烟气再循环，再循环风机工作条件比较恶劣；使锅炉排烟热损失增加，锅炉效率略有下降。烟气再循环多用于燃油锅炉的再热汽温调节。
② 采用烟气档板
因挡板受热发生不规则变形，或转动及传动机构发生卡涩而不能正常动作，从而无法进行调节；由于理论设计计算与实际调节结构有较大出入，使调节超出可能范围。也就是说，在挡板的可调范围内，难以达到正常汽温值。有时，为了使汽温尽可能接近规定值，往往造成主烟道(或旁路烟道)中的烟速不是过高，就是过低，从而使受热面的管子磨损加剧，或发生严重积灰，影响锅炉的运行安全和经济性。
③ 改变火焰中心位置
改变火焰中心位置的调温方法调节灵敏，惯性很小，但不精细，常用喷水减温等其他调温方法配合使用。对于燃用灰熔点较低的燃料，考虑到结渣，腐蚀的危险，上摆角度不能太大。
（2） 蒸汽侧调节 ① 面式减温器 ② 喷水减温器
这种减温器具有如下特点：减温水与蒸汽直接接触，对减温水的水质要求较高；惯性小，调节灵敏，易于实现自动化；减温幅度与喷水量成正比，减温幅度大，高达100℃；压力损失小；结构简单，省材料，一般在过热器的中间集箱或蒸汽管道间喷入减温水，无复杂设备；减温前的蒸汽温度不能过于接近饱和温度，至少要求高出20℃，否则喷入的水不能及时得到汽化；给水减温时，喷水量越大，意味着流经过热器的蒸汽流量越小，温度越高。这个问题在直流锅炉中更需要注意。 ③蒸汽旁通法
蒸汽旁通法用于再热汽温的调节。优点是结构简单，惯性小，对过热汽温没有影响。缺
点是再热器金属消耗量增加，初投资大。
第8章 锅炉本体布置和热力计算
1.请说明如何选取排烟温度、炉膛出口过量空气系数和热空气温度。
答：（1）锅炉排烟温度的选择：从经济性和安全性两个方面考虑。经济性：排烟温度低，排烟热损小，锅炉效率高，节约燃料，但会使尾部受热面的传热温差大幅降低，增加了受热面积，浪费金属，提高了初投资。安全性：排烟温度过低，硫酸蒸汽结露，使低温受热面严重腐蚀及堵灰。
（2）炉膛出口过量空气系数的选取：原则是保证燃烧稳定的基础上，尽量减小损失。炉膛出口过量空气系数偏小时，炉内的不完全燃烧热损失增大；偏大时，过路的排烟热损失又增多。因此，存在最佳值使得锅炉上的热损失之和最小。锅炉的最佳过量空气系数值与燃烧室的结构、燃料种类和燃烧器的型式等有关。
（3）热空气温度的选择：原则是降低排烟温度，提高锅炉效率，保证燃料的着火、燃烬。理论上讲，热空气温度越高越好，但高到一定数值后，对强化燃烧没有太大的帮助，反而要耗费过多的空气预热器受热面，并增加尾部受热面布置的困难。一般，只要燃料能稳定燃烧，满足制粉系统干燥的需要，热空气温度就不必太高。
2.试述蒸汽压力、燃料性质、锅炉容量和对锅炉热力系统的影响。
答：（1）锅炉蒸汽参数对热力系统的影响：
1）总吸热量不变时，随着压力的升高，过热、蒸发、加热三部分的吸热量占总吸热量的比例将发生变化，即随压力的升高，蒸发吸热量减少，其它两项升高。
2）对于低压锅炉，蒸发吸热是最主要的部分，一般仅布置水冷壁受热面还不能满足蒸发吸热的需要，因此，还要布置锅炉管束，这是低压锅炉的显著特征之一，较少有或没有过热器，一般可装设省煤器，有时也采用空气预热器。
3）中压时，蒸发吸热量减少，水冷壁受热面基本能满足，若略有不够，可将省煤器设计成沸腾式，因而不需锅炉管束。一般省煤器和空气预热器必不可少，有时要双级布置，取决于所需的热空气温度，过热器一般为对流式，置于烟温较高区，如在凝渣管后。
4）高压、超高压及亚临界时，由于蒸发吸热的比例进一步下降，仅布置水冷壁受热面就能满足蒸发吸热的需要，甚至富裕。而过热器吸热比例升高，故一部分过热器进入炉膛构成辐射或半辐射式过热器。此时过热器系统庞大而复杂。
5）超临界时，工质为单相，无蒸发受热面，整台锅炉的受热面只分加热受热面及过热器两