锅炉原理与设计复习思考题(3)

2019-03-09 20:39

答:球磨机:适用于各种煤,特别是硬度大,磨损性强的煤及无烟煤,高灰分劣质煤。

中速磨煤机:一般适宜磨制烟煤和贫煤,HGI≥50;不宜磨制硬煤和原煤水分、灰分高的煤。一般在煤种适宜的情况下,应优先采用中速磨煤机。

风扇式磨煤机最适合磨制高水分褐煤,同时也可用于磨制一些较软的烟煤。

3、说明影响煤粉经济细度的因素有哪些?

答:影响煤粉经济细度的主要因素是燃料的性质,其中以煤的挥发分Vdaf的影响最大。挥发分高的煤易于燃烧,可以允许煤粉粗些;其次是煤粉颗粒的均匀程度,固体未完全燃烧损失主要取决于煤粉中较粗颗粒燃烧是否完全,所以,如果煤粉颗粒均匀,也允许煤粉粗些;此外,燃烧设备的型式和运行工况对燃烧过程影响很大。因此,实际工作中对于不同的煤种和燃烧设备,应通过燃烧调整试验来确定煤粉的经济细度。

4、低速筒型磨煤机一般配什么样的制粉系统?为什么?

答:球磨机能在长期维持一定出力和一定煤粉细度下可靠地工作,且单机容量大,磨制的煤粉较细。但球磨机不磨煤空转时,所消耗能量与满负荷时相差不多,因此球磨机低负荷运行不经济,空载损耗大,且不宜调节。所以希望球磨机尽量在满负荷下运行,一般不适用直吹式制粉系统,仅在锅炉带基本负荷时才考虑采用直吹式制粉系统。采用中间储仓式制粉系统,球磨机的制粉量不需要与锅炉耗粉量一致,球磨机可经常保持在经济负荷下运行。

5、什么是磨煤通风量、干燥通风量、风量协调?

答:磨煤机内磨好的煤粉,需要一定的通风量将煤粉带出,该通风量称磨煤通风量。将煤粉从最初水分干燥到煤粉水分所必须的干燥剂量称干燥通风量。

在磨制煤粉的过程中,磨煤机必须有一定的通风量,该通风量即要满足磨煤通风量的要求,即把磨煤机内磨好的煤粉吹送走,保证磨煤出力,又要满足干燥通风的要求,把煤粉干燥到所需要的程度,保证干燥出力;如果制粉系统乏气是作为一次风送入炉膛,还要考虑着火燃烧对一次风量的要求。统一考虑磨煤、干燥及燃烧对风量的要求,就叫风量协调。

6、直吹式制粉系统和中储式制粉系统比较有何优缺点?

答:直吹式制粉系统的优点是系统简单,设备部件少,布置紧凑,钢材耗量少,投资省;由于输粉管路短,流动阻力小,因而运行电耗也较低;此外,煤粉没有停留,气粉温度也不太高,爆炸的危险性小。其缺点是系统运行可靠性差,磨煤机故障将直接影响锅炉运行,为提高系统运行可靠性,直吹式制粉系统中需设置备用磨煤机;此外,磨煤机负荷必须随锅炉负荷变化,故难以保证磨煤机在最经济的条件下运行;锅炉负荷变化时,燃煤量通过给煤机调节,时滞较大。

中间储仓式制粉系统有煤粉仓储存煤粉,并可通过螺旋输粉机利用邻炉煤粉,供粉的可靠性高。磨煤机负荷不受锅炉负荷限制,可经常在经济负荷下运行,所以它很适用于低负荷下运行经济性差的球磨机。锅炉负荷变化时,燃煤量通过给粉机调节,调节方便、灵敏。中间储仓式制粉系统可采用热风送粉,利于无烟煤、贫煤等低挥发分煤的着火和燃烧稳定。其缺点是系统复杂,钢材耗量大,占地多,初投资大,运行费用较高,此外,煤粉爆炸的危险性也较大。

7、 画出中速磨直吹式正压――带热一次风机制粉系统简图,并说明该系统的特点。

答:图见书5-7。.该系统的特点是排粉机装在磨煤机之前,整个制粉系统处于正压下工作。通过一次风机的是热空气,煤粉不经过排粉机,不存在叶片磨损问题,冷空气也不会漏入系

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统,因此运行的可靠性与经济性都比负压系统高,但由于介质温度高,风机效率将下降,而且运行可靠性也会有所降低。这种系统对磨煤机及管道严密性要求高,否则向外冒粉,既污染环境,又有引起煤粉自燃和爆炸的危险。

8、 画出中速磨直吹式负压制粉系统简图,并说明该系统的特点。

答:图见书中图5-7。该系统的特点是排粉机装在磨煤机之后,整个制粉系统处于负压下工作。由于燃烧所需煤粉全部通过排粉机,因而排粉风机叶片很容易磨损,不仅降低了排粉机效率,增加运行电耗,而且也使制粉系统的可靠性降低。经常更换叶片,也增加了维护费用。另外,系统在负压下工作,漏风量较大,使流经空气预热器的空气量减少,结果使排烟温度升高,排烟热损失增加,锅炉效率下降。这种系统最大优点是磨煤机内是负压,不会向外漏粉,设备要求低。

9.画出中速磨正压冷一次风机直吹式制粉系统,说明特点。 答:图见书中图5-8,特点见p105中5小条。

10.中速磨直吹制粉系统存在的问题。 答:见书p105中5小条。

11、 画出风扇磨采用热风和炉烟作干燥剂的系统简图,说明该系统的特点。

答:图参考课本。该系统采用热风和炉烟混合作干燥剂,不仅提高了制粉系统的干燥能力,而且由于掺入烟气,降低了干燥剂中的氧浓度,有利于防止煤粉爆炸。炉烟的混入,还可降低燃烧器区域的温度水平,避免燃用低灰燃点褐煤时炉内结渣。

12、 画出中储式热风送粉系统简图,说明该系统的特点。

答:这种系统适用于挥发分较小的煤,如无烟煤、贫煤和劣质烟煤。它利用空气预热器过来的热空气作为一次风来输送煤粉,此时乏气作为三次风送入炉膛燃烧,可稳定着火和燃烧。

11、画出中储式干燥剂送粉系统简图,说明该系统的特点。

答:该系统将细粉分离器上部出来的乏气作为一次风输送煤粉进入炉膛,由于乏气温度低,又含有水蒸气,不利于煤粉的燃烧,所以这种系统仅适用于原煤水分较小、挥发分较高的煤种,如烟煤。

12、影响低速筒型磨煤机工作的主要因素有哪些?

答:影响低速筒型磨煤机工作的主要因素有:转速,钢球充满系数与钢球直径,护甲形状及完善程度,通风量,载煤量,燃料性质(主要是挥发分、煤的可磨性系数,原煤水分,原煤粒度)。

13、 双进双出钢球磨正压直吹系统相对于中速磨直吹系统有什么优点。 答:见书p111。

第六章:燃烧过程基本理论 1.均相反应和多相反应的区别。 2.不同因素对化学反应速度的影响。(反应物浓度、温度、压力、催化作用、锁链反应) 3、煤粉燃烧分哪几个阶段?各阶段的主要特点是什么?

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答:煤粉在炉内的燃烧过程大致可分为三个阶段: (1)着火前的准备阶段

煤粉进入炉膛至达到着火温度的阶段。在此阶段,煤粉中的水分蒸发,挥发分析出,煤粉与空气混合物达到着火温度,该阶段为吸热过程。 (2)燃烧阶段

当煤粉温度升至着火温度而煤粉浓度适当时,煤粉开始着火燃烧。该阶段的主要特点是:煤中的挥发分首先着火燃烧,燃烧放出的热量使煤粉温度升高,紧接着是焦炭的着火燃烧,此阶段是一个强烈的放热阶段。 (3)燃尽阶段

该阶段的主要特点是:在燃烧阶段未燃尽的被灰包裹的少量焦炭继续燃烧,碳粒变小,表面形成灰壳,此时是在氧气供应不足,混合较差,温度较低情况下的燃烧,是一个较弱的放热阶段。

4、碳燃烧的几个阶段。 答:(1)参与燃烧反应的气体分子向碳粒表面的转移和扩散;(2)气体分子被吸附到碳粒表面;(3)被吸附的气体分子在碳表面发生化学反应,生成燃烧产物;(4)燃烧产物从碳表面解吸附;(5)燃烧产物离开碳表面,扩散到周围的环境中。

5.多相燃烧反应的燃烧区域分类?不同燃烧区域(动力燃烧区、过渡燃烧区、扩撒燃烧区)的特点及强化燃烧措施? 答:见书p126。

6、燃烧过程的着火和熄火条件(理解放热曲线与散热曲线的相互关系,搞清楚着火温度和熄火温度的相互关系。)

7、煤粉气流的主要着火源及影响煤粉气流的着火因素(燃料的性质,炉内散热条件,煤粉气流的初温,一次风量和一次风速,燃烧器结构特性,锅炉负荷)。P133-P134 8、锅炉燃烧的完全条件。P135

第七章 煤粉炉及燃烧设备

1、对于等温直流自由射流,其轴向速度沿轴向和横向方向衰减,但在核心区内各点的数值是基本不变的。

2、和烟煤相比,无烟煤其着火温度较高,要保证良好着火与燃烧,其一次风率较小,一次风温较高,一次风速应低些。从炉膛结构上讲,炉膛容积热负荷值应取大些,炉膛截面热负荷应取大些。若采用直流燃烧器时,应采用分级配风型。

3、化学反应速度与反应物浓度,反应空间总压力以及温度有关。

4、煤粉气流的着火热源来自两方面,一方面是被煤粉气流卷吸回来的高温烟气,另一方面是高温火焰及炉壁对煤粉气流的辐射加热,而高温回流烟气是煤粉气流着火的主要热源。 5、旋流燃烧器常用的布置方式有前墙、两面墙、炉顶布置等。采用前墙布置时,炉膛内气流扰动不够强烈,火焰充满程度差;直流燃烧器布置方式多为四角切圆燃烧方式,即燃烧器布置在炉膛的四角,燃烧器的几何轴线与炉膛中心的一个或两个假想圆相切,结果在炉膛中心形成一股螺旋上升气流。

6、目前,现代大型电站锅炉最常用的燃烧方式为火室燃烧,即燃料以粉状随同空气喷入炉膛以悬浮状态进行燃烧的方式,故又称为悬浮燃烧,这种燃烧方式燃烧效率较高,可达99%以上。

8、根据燃烧器中一、二次风喷口的布置情况,直流煤粉燃烧器可分为均等配风和分级配风

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两种型式。

9、直流煤粉燃烧器均等配风方式是指一、二次风喷口相间布置,简称2-1-2-1型,一般适用于挥发份较高的烟煤和褐煤煤种,所以又叫烟煤-褐煤型直流煤粉燃烧器。 10、直流煤粉燃烧器分级配风方式是指把燃烧所需要的二次风分级分阶段地送入燃烧的煤粉气流中, 即将一次风喷口全部集中或相对集中地布置在一起,而二次风喷口分层布置,一、 二次风喷口保持较大距离,这种燃烧器简称2-1-1-2型,一般适用于无烟煤、贫煤和劣质烟煤煤种,故又叫做无烟煤型直流煤粉燃烧器。

11、周界风的作用是防止煤粉从一次风中分离出来,夹心风的作用是提高一次风的刚性。 12、四角布置的直流燃烧器从四角射出的四股煤粉气流,在炉膛中心发生旋转,由于引风机的抽力,迫使气流上升,结果在炉膛中心形成一股螺旋上升的气流。

13、四角布置的直流燃烧器,其着火条件比较理想。因为每股煤粉气流除依靠本身卷吸高温烟气和接受炉膛辐射热外,每只燃烧器都将一部分高温火焰吹向相邻燃烧器的根部,因此形成相邻煤粉气流相互引燃;此外,气流旋转上升时,在离心力作用下,气流向四周扩散,造成高温烟气由上向下回流到火焰根部。

14、旋流射流除具有直流射流的轴向速度和径向速度外,还具有使气流旋转的切向速度。气流旋转的结果,使射流中心产生负压,吸引高温烟气反向流动,形成内回流区。同时射流外边界卷吸烟气,射流从内外两侧卷吸烟气_, 对稳定着火起着十分重要的作用。中心内回流区是煤粉气流着火的主要热源。

15、要使煤粉火炬稳定地着火,重要的是在一次风喷口出口附近形成局部高温、高煤粉浓度和适当高的氧浓度的“三高区” 三、问答题:

1、煤粉喷燃器的作用是什么? 答:见书p140

2、从燃烧角度考虑,一个良好的炉膛应满足哪些条件? 答:见书中P137

3、影响结渣的因素有哪些?如何防止结渣?

答:灰渣以液态或半液态粘附到受热面管壁或炉墙上,就会造成结渣。影响结渣的因素主要有:

(1)煤灰特性和化学组成的影响

灰具有不同的成分和熔融特性。如果灰熔点较低(ST<1200℃),灰粒子很容易达到软化状态,容易发生结渣。

(2)炉内温度水平的影响

燃烧区域的温度越高,灰越容易达到软化或熔化状态,产生结渣的可能性就大。 (3)炉内空气动力状况的影响

炉内的涡流区或气流的死区是结渣易产生的部位。 防止结渣的根本措施是消除产生结渣的基本条件。预防结渣主要从组织炉内良好的空气动力工况与燃烧工况着手,防止炉温及局部温度过高;避免灰的熔融温度降低;避免火焰偏斜。此外,预防结渣与堵塞漏风有关。漏风破坏了正常的炉内空气动力工况,降低了炉温,使燃料着火推迟,火焰中心上移,这些都促使受热面结渣。由于结渣有自动加剧的特点,所以及时吹灰打焦,保持受热面的清洁是预防结渣的重要措施

4、直流燃烧器四角布置切圆燃烧一次风气流偏斜的原因及影响因素是什么? 答:见书p154

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5、 什么是三次风?三次风喷口布置时应注意哪些问题? 答:中间储仓式热风送粉系统中,制粉系统的乏气通过单独的喷口直接喷入炉膛称为三次风。 三次风的特点是温度低、水分多,为了不影响主气流煤粉的燃烧,三次风喷口一般布置在燃烧器的上方,并与上二次风口保持一定间距且有一定下倾角。这样既不会对主煤粉的燃烧造成明显影响,又可起到压火作用,增加三次风气流在炉内逗留时间,有利于三次风中细煤粉的燃尽。三次风的流速不宜太低,否则它无法穿透炉烟而深入炉膛中心。

6、能够理解几种典型燃烧器的稳燃原理。 7、w型火焰燃烧方式特点。

第八章 过热器和再热器的运行问题 一、填空题:

1、过热器、再热器运行中应保持汽温稳定,一般规定汽温的波动不应超过(+5℃ -10℃)。 2、按照受热面的传热方式分类,过热器可分为对流式过热器、半辐射式过热器和辐射式过热器三种。

3、对流式过热器一般布置在锅炉的对流烟道内,它主要以对流传热方式吸收烟气的热量;半辐射式过热器一般放在炉膛上部出口附近,它既吸收炉膛中火焰的辐射热热量,又以对流方式吸收烟气的热量;辐射式过热器布置在炉膛内部,主要吸收炉膛内火焰的辐射热量。 4、在炉膛出口的水平烟道内,对流过热器常采用蛇形管垂直放置的立式布置方式,这种布置时积灰和结渣的可能性小;在尾部垂直烟道和塔式锅炉中,常采用蛇形管水平放置的卧式布置方式,这种布置容易积灰。

5、 对流过热器在烟气速度一定时,错列横向冲刷受热面的传热系数比顺列布置时高,但积灰严重。 6、壁式过热器有炉膛壁管式,顶棚管式及烟道包覆管式几种。

7、锅炉负荷增加时,对流过热器的出口汽温升高,辐射式过热器的出口汽温降低,半辐射式过热器的出口汽温平稳。

9、引起热偏差的原因有两个方面既热力不均和水力不均。热偏差系数与吸热不均系数成正比,与流量不均系数成反比。既并联管中吸热量大和流量小的个别管子热偏差大,管壁温度高。 10、造成过热器热力不均匀的主要原因是锅炉炉膛中烟气温度场和速度场分布不均匀。锅炉容量越大,炉膛截面尺寸越大,这种烟气温度场和速度场分布不均的现象越严重。 11、过热器并列工作的管子,流经任一根管子的蒸汽量取决于该管子的流动阻力系数和管子进出口端之间的静压差。

12、蒸汽引入管与联箱的连接方式会影响联箱中的静压分布。Z型连接的对流过热器,其进出口集箱的压差分布最不均匀,U型连接集箱的压差分布最均匀。 13、流经再热器的蒸汽量约为过热蒸汽量的80%左右,汽压约为过热蒸汽压力的20%~25%,再热后的蒸汽温度等于或接近于过热蒸汽温度。

14、运行中影响汽温变化的因素有_锅炉负荷、过量空气系数、给水温度、受热面的污染情况、燃烧器的投用方式、燃料等。

15、高压或超高压锅炉的过热器,一级喷水减温器一般布置在屏式过热器之前,二级喷水减温器一般布置在末级过热器之前。 二、判断改错题

1、提高过热蒸汽参数是提高火电厂热经济性的重要途径。所以,过热蒸汽温度的提高是不

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