1. 根据蒸发受热面内工质的流动方式的不同,锅炉分为哪几种?
(1)自然循环锅炉
蒸发受热面内的工质,依靠下降管中的水与上升管中的汽水混合物的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉。
(2)强制循环锅炉
蒸发受热面内的工质除了依靠水与汽水混合物的密度差以外,主要依靠锅水循环泵的压头进行循环的锅炉。
(3)直流锅炉
给水靠给水泵的压头,一次通过锅炉各受热面产生蒸汽的锅炉,成直流锅炉。无汽包
(4)复合循环锅炉
复合循环锅炉是由直流锅炉和强制循环锅炉综合发展起来的,它是依靠锅水循环泵的压头将蒸发受热面出口的部分或全部工质进行再循环的锅炉。
2. 按燃烧方式的不同,锅炉分为哪几种?
根据炉内燃烧过程的气体动力学原理,锅炉有四种不同的燃烧方式,对应于四种不同的锅炉(1)火床燃烧方式和火床炉
固体燃料以一定厚度分布在炉排上进行燃烧的方式称为火床燃烧方式,用火床燃烧方式组织燃烧的锅炉称为火床炉。
(2)火室燃烧方式和室燃炉
燃料以粉状、雾状或气态随同空气喷入炉膛中进行燃烧的方式称为火势燃烧。
(3)旋风燃烧方式和旋风炉
燃料和空气在高温的旋风筒内高速旋转,细小的燃料颗粒在旋风筒内悬浮燃烧,而较大的燃料颗粒被甩向筒壁液态渣膜上进行燃烧的方式称为旋风燃烧。
(4)流化床燃烧方式和流化床锅炉
流化床燃烧方式就是燃料颗粒在大于临界风速的空气流速作用下,在流化床上呈流化状态的燃烧方式。
3. 简述DG-2030/26.15/605/603-YM型锅炉的含义。
DG-东方锅炉厂 2030 最大连续蒸发量 26.15过热蒸汽压力
605过热蒸汽温度 603再热蒸汽温度 YM使用燃料为烟煤
4. 锅炉效率、锅炉可用率、锅炉连续运行小时数、锅炉事故率的定义。
(1)锅炉效率:是指锅炉有效利用热Q1与单位时间内所消耗燃料的输入热量Qr的百分比。
(2)锅炉的可用率:是指在统计期间内,锅炉总运行小时数及总备用小时数之和,与该统计期间总小时数的百分比。
(3)锅炉连续运行小时数:是指锅炉两次被迫停炉进行检修之间的运行小时数。
(4)锅炉的事故率:锅炉事故率是指在统计期间内,锅炉总事故停炉小时数,与总运行小时数和总事故停炉小时数之和的百分比。
5. 现代电站锅炉通常布置有哪五种受热面?
水冷壁 过热器 再热器 省煤器 空气预热器
6. 简述各种受热面的作用、类型、布置特点。
(1)水冷壁
作用:①强化传热,减少锅炉受热面面积,节约金属耗量。②降低高温对炉墙的破坏作用,起保护炉墙作用③防止炉壁结渣④悬吊炉墙⑤作为锅炉主要蒸发受热面,吸收炉内辐射热量,使水冷壁管内的热水汽化,产生锅炉绝大部分饱和蒸汽。
类型:光管水冷壁和模式水冷壁
布置特点:布置在锅炉炉膛四周炉墙上敷设的受热面。通常大型电站锅炉为保证竖直平行的水冷壁水循环安全可靠,将热负荷差不多的水冷壁组成一个水循环回路。
(2)过热器与再热器:
作用:①将饱和蒸汽或低温蒸汽加热成为达到合格温度的过热蒸汽②调节蒸汽温度,使锅炉运行工况发生变化时,保持其出口蒸汽温度在额定温度的-10C0~+5C0范围内。
类型:根据传热方式和布置方式,过热器和再热器可分为对流式、辐射式、半辐射式和包覆壁。
布置特点:(a)对流式再热器和过热器:由蛇形管及进出口联箱组成,布置在水平烟道和尾部竖井烟道上。
(b)半辐射、辐射式过、再热器:做成挂屏形式由U型管及进出口联箱构成。布置:半辐射式布置在炉膛出口烟窗处,称为后屏。辐射式布置在炉膛上部的前墙和两侧的前半部或布置在炉膛顶部或悬挂在炉膛上部靠前墙处,分别称为墙式、顶棚式和前屏。
(c)包覆壁过、再热器:在水平烟道和尾部竖井烟道内像布置水冷壁那样布置过热器
(3)省煤器与空气预热器:布置在烟道的最后。
省煤器的作用:①为了减少蒸发受热面,以价格低廉的省煤器受热面代替价格昂贵的蒸发受热面;②给水经过省煤器加热后,温度接近或达到汽包内水的温度。这样可减小给水与汽包壁的温差,使汽包热应力下降,延长汽包使用寿命。
省煤器类型:按水在省煤器中被加热程度,省煤器可分为非沸腾式和沸腾式。省煤器出口水温低于饱和温度的叫非沸腾式省煤器。出口处水已经被加热到饱和温度并产生部分蒸汽的叫沸腾式省煤器。
省煤器布置特点:①蛇形管水平布置,便于疏水,减少停炉期间的腐蚀。②蛇形管错列布置,结构紧凑,且可以提高对流换热能力和减少积灰。③管内给水由下到上流动,管外烟气由上向下流动,呈逆流传热方式,具有最大的传热温差④大型锅炉的省煤器一般为蛇形管垂直于前后墙布置。⑤为了便于检修和清灰,对省煤器管组的高度有一定的限制。
空气预热器类型:电站锅炉广泛采用的空气预热器有管式和回转式两种。
管式空气预热器的传热方式是热量连续的通过管壁从烟气传给空气,属于间接式传热方式。回转式空气预热器以再生方式传热热量,烟气与空气交替流过受热面。
空气预热器作用:利用锅炉尾部烟气的热量加热燃料燃烧时所需要的空气1、加热空气,改善燃料的着火与燃烧条件,同时也降低了不完全燃烧热损失2、降低排出烟气的温度,提高锅炉效率,节省燃料。3、节约金属,降低造价4、改善引风机的工作条件 。
回转式工作原理:以再生方式传递热量,烟气与空气交替流过受热面。当烟气流过时,热量从烟气传给受热面,受热面温度升高,并积蓄热量;当空气再流过时,受热面将积蓄的热量放给空气。
漏风原因:间隙漏风、携带漏风
防治措施:设置密封系统
特点:结构紧凑;节省钢材;耐腐蚀性能好;为组装式受热面,更换方便;漏风大;大型电
站锅炉采用。
7. 煤的元素分析、工业分析的概念。
元素分析:是指对煤中碳、氢、氧、氮、硫五种元素分析的总称, 分析结果用各种元素的质量百分数表示。
工业分析:分析煤中水分、挥发分、固定碳和灰分四种成分的质量百分数。
8. 煤的发热量(高位、低位)、标准煤、折算成分的概念。
煤的发热量:指单位质量的煤在完全燃烧时所释放出的热量。单位:kJ/kg
高位发热量:煤在空气中完全燃烧时所放出的热量,能表征煤作燃料使用时的主要质量。
低位发热量:煤的高位发热量减去煤样中水和氢燃烧时生成水的蒸发潜热后的热值,是锅炉 运行中煤的有效发热量。
标准煤:规定以收到基低位发热量为Qar.net=29270 kj/kg(7000kcal/kg)的煤作为标准煤。
折算成分:把相对于每4182kj/kg(1000kcal/kg)收到基低位发热量的煤所含的收到基水分、灰分和硫分分别称为折算水分、折算灰分和折算硫分。
9. 煤的常规特性(水分、灰分、挥发分等)对锅炉工作的影响。
(1)硫分
硫分越多,发生低温腐蚀的可能性增大;
随含硫量的增大,煤粉自燃的可能性增大。
(2)灰分
灰分增大,着火困难、燃烧不稳定,燃料机械未完全燃烧热损失增大;
灰分多,炉膛结渣的可能性增大、对流受热面的磨损增强;
灰分多,受热面积灰加重,传热效果降低,排烟温度升高,排烟热损失增大;
灰分增加,过热汽温升高;
灰分多,环境污染增强。
(3)水分
水分增大,燃烧时放出的有效热量减少、煤的着火热增大、着火推迟;
水分增大,炉内温度降低、着火困难、燃烧不易完全;
水分增大,烟气量增大,排烟热损失增大,引风机电耗增大;
水分增大,过热汽温升高;
水分增大,煤粉制备困难,造成原煤仓、给煤机及落煤管中的粘结性堵塞及磨煤机出力下降等不良后果。
(4)挥发分
挥发分多,易燃尽,燃烧损失较少,使着火和燃尽更容易。挥发分为可燃物,固定碳少,放出大量热量有助燃烧。
(5)灰渣熔融性的影响
当ST > 1350 ℃时,造成炉内结渣的可能性不大;
为了避免炉膛出口处结渣,炉膛出口处烟温应低于DT,并至少留有50~100 ℃的余量。
是造成炉膛结渣和高温对流受热面沾污和结渣的主要根源。
10. 用来描述煤灰熔融性的特征温度有哪些?
变形温度DT:灰锥顶端开始变圆或弯曲时的温度;
软化温度ST:灰锥锥体或锥顶触及底板或锥体变成球形或高度等于或小于底长的半球形时所对应的温度;
流动温度FT:锥体熔化成液体或展开成厚度在1.5mm以下的薄层,或锥体逐渐缩小最后接近消失时对应的温度。
煤灰的熔融性:煤灰不是一种纯净的物质,当它受热时,由固态逐渐向液态转化,没有明显的界限温度,这种转化的特性就是熔融性。
影响煤灰熔融性的因素:1)煤灰的化学组成;2)煤灰周围高温介质的性质
11. 根据的Vdaf含量的大小,动力煤可以分为哪几类?
即干燥无灰基挥发分Vdaf作为分类标准,将煤分为三大类:褐煤、烟煤、无烟煤
其挥发份的含量依次减少
如果是给出四个空的话就需要把贫煤也加上,即褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤
12. 概念:理论空气量、过量空气系数、漏风系数、炉膛出口最佳过量空气系数。
理论空气量:1kg燃料完全燃烧时所需的最少空气量。
过量空气系数:燃料燃烧时实际空气量Vk与理论空气量Vo之比。
漏风系数:锅炉受热面所在烟道漏入烟气的空气量与理论空气量之比。
最佳过量空气系数:当运行中排烟热损失、化学不完全燃烧热损失、机械不完全燃烧热损失总和为最小时的过量空气系数。
13.锅炉热平衡的意义是什么?锅炉有哪些输入热量和输出热量?
锅炉热平衡:指在稳定运行状态下,锅炉输入热量和输出热量及各项热损失之间的热量平衡。
输入热量:
(1)燃料的收到基低位发热量(Qar,net);(2)燃料物理显热(ir);(3)外来热源加热空气时带入的热量(Qwr);(5)雾化燃油所用蒸汽带入的热量(Qzq)
输出热量:
主蒸汽热量,排污及循环泵漏水热量,其他蒸汽热量,出口再热蒸汽热量
14.锅炉各项热损失是怎样形成的?其影响因素有哪些?
(1)排烟热损失q2:是锅炉排烟物理显热造成的热损失
影响因素:排烟温度和烟气容积
(2)可燃气体不完全燃烧热损失q3:是由于CO、H2、CH4等可燃气体未燃烧放热就随烟气离开锅炉而造成的热损失,也称化学不完全燃烧损失
影响因素:燃料的挥发分、炉膛过量空气系数、燃烧器结构和布置、炉膛温度和炉内空气动力工况
(3)固体不完全燃烧热损失q4:燃料中未燃烧或未燃尽碳造成的热损失
影响因素:燃料性质、燃烧方式、炉膛型式和结构、燃烧器设计和布置、炉膛温度、锅炉负荷、运行水平、燃料在炉内的停留时间和与空气的混合情况等
(4)散热损失q5:由于锅炉本体及其范围内各种管道、附件的温度高于环境温度而散失的热量
影响因素:锅炉外表面积的大小、外表面温度、炉墙结构、保温隔热性能及环境温度等。
(5)其他热损失q6 :主要是灰渣物理显热损失q6hz和冷却用水或空气吸收的热量不能送回锅炉系统中造成的冷却热损失q6lq。
15.何谓锅炉的正平衡热效率和反平衡热效率?各怎样计算?为什么大中型电站锅炉都采用反平衡热效率计算方法?
正平衡:直接测量锅炉的有效利用热和锅炉送入热量,求得热效率;
锅炉热效率=有效利用热/锅炉送入热量×100%
反平衡:通过求出各项热损失计算热效率;
锅炉热效率=(1-各项损失热量之和/锅炉送入热量)×100%
(1)Q1不好测量,尤其是耗煤量不好测量,锅炉主要利用热量要等锅炉稳定运行时测量,需要较长时间,因此平常测量会产生较大误差;(2)各项热损失容易计算,并且可以根据各项热损失的数值对锅炉的运行进行适当的调整。(3反平衡热效率计算方法费用少且精度高。
16.煤粉的一般性质包括哪些?
(1)由形状不规则,尺寸小于500μm的煤粒和炭灰组成
(2)较好的流动性
(3)自燃和爆炸
(4)煤粉的水分对煤粉流动性有较大的影响,水分太高,流动性差,输送困难,水分太低易引起自燃和爆炸,同时干燥耗能增加。
17、煤粉细度、煤粉的经济细度、煤的可磨性系数、煤的磨损指数的概念。
煤粉细度:表示煤粉粗细程度的指标,取一定数量的煤粉试样,在筛子上筛分,设ag留在筛子上,bg经筛孔落下,则用筛子上剩余量占筛分煤粉总量的百分比来表示煤粉细度:
煤粉的经济细度:如选择合理的煤粉细度,可使得锅炉的机械不完全燃烧热损失 q4 和制粉系统的电耗 qm 及金属磨损的总和最小,此时的煤粉细度称为经济细度。
煤的可磨性系数:将质量相等的标准煤和试验煤由相同的初始粒度磨制成相同的煤粉时,所消耗能量的比值。
煤的磨损指数:表示该煤种对研磨机的研磨部件磨损轻重的程度。
18、低速、中速、高速磨煤机的各自特点有哪些?
按磨煤部件的转速可分为低速磨煤机、中速磨煤机、高速磨煤机。
(1)低速磨煤机 :1、筒式钢球磨煤机对煤种适应性广,对煤中的杂质不敏感,结构简单,故障少,运行安全可靠,检修周期长,对运行和维修的技术水平要求低2、设备庞大、投资多,占地面积大,运行电耗高,检修周期长,对运行和检修的技术水平要求低,3、钢球磨笨重庞大、电耗高、噪声大;但对煤种的适应范围广,运行可靠,特别适宜于磨制硬质无烟煤。
(2)中速磨煤机:1、启动匀速,调剂灵活;磨煤电耗低;结构紧凑,占地面积小;金属磨损量小 2、煤种适应性差;运行、检修技术水平要求高;对原煤带入的三块敏感性强3、设备紧凑、 占地小、 电耗省(约为钢球磨煤机的50~75%)、噪声小、运行控制比较轻便灵敏等显著优点;但结构和制造较复杂,维修费用较大,而且不适宜磨制较硬的煤。
(3)高速磨煤机:1、对煤粉干燥能力强,结构简单,更换备用叶轮只需很短时间2、叶轮叶片磨损快,检修周期短3、结构简单,紧凑,初投资省,特别适用于磨制高水分褐煤和挥发分高、容易磨制的烟煤。
19、双进双出筒式钢球磨煤机的结构和特点。
(1)双进双出钢球磨煤机的研磨部件主要是钢球,它也装有钢球添加装置,不需停机就可以添加钢球;(2)设有微动装置,可使磨煤机在停机或维修操作时以额定转速的1/100转速旋转,则在短时间停机时不必将筒内的剩煤排空;(3)运行中的磨煤机存煤量不随负荷变化,其应用检测煤粉噪声或者进出口差压的方法来控制筒内的存煤量(4)设有旁路风,在低负荷时加大旁路风风量,使输粉管道和煤粉分离器内始终保持最佳风速,避免煤粉沉积和分离效果下降。
双进双出钢球磨煤机保持了钢球磨煤机的煤种适应性广等所有优点,同时与单进单出钢球磨煤机相比,又大大缩小了体积,减小了占地面积,增加了通风量,以及降低了磨煤机的功率消耗。
19.5双进双出钢球磨煤机和中速磨煤机直吹式制粉系统比较
1、 双进双出钢球磨煤机煤种适应性广,而中速磨煤机对煤种适应范围较小;
2、 双进双出钢球磨煤机备用容积小,结构简单,故障少,在钢球莫算是无需停机即可添加,保证系统正常公分,不像中速磨煤机需20%左右的备用容量;
3、 双进双出钢球磨煤机通过调节通风量控制给粉量,响应变化的延迟时间极短,响应锅炉负荷变化的性能好;而中速磨煤机改变给煤量,经过磨煤机,到改变给粉量,有较长的滞后时间,响应锅炉负荷变化的性能较差;
4、 双进双出钢球磨煤机负荷调节范围大;
5、 双进双出钢球磨煤机钢球磨煤机的煤粉细度稳定,不受负荷变化影响;
6、 双进双出与中速与风扇磨煤机比,具有较低的风煤比,有利于低挥发分的煤燃烧;
7、 中速磨煤机的各一次风管的煤粉流量均匀性较差,且没有调节煤粉流量的手段。
注意109页的图
20、中间储仓式制粉系统和冷一次风正压直吹式制粉系统的工作原理、系统特点。
(1)中间工作原理:中间储仓式制粉系统相比直吹式制粉系统增加了细粉分离器、煤粉仓、给粉机、排粉风机等设备。细粉分离器分离下来的煤粉储存在煤粉仓由给粉机送入一次风管道。
系统特点:系统复杂,钢材消耗大,占地大,初投资多;
输粉管道长,运行电耗较大;
对锅炉负荷的响应快。
热风送粉,保证低挥发份煤的燃烧;
煤种适应性较广
(2)冷一次工作原理:冷一次风直吹式制粉系统,一次风机布置在磨煤机之前,该系统锅炉应用三分仓回转式空气预热器,独立的一次风经过空气预热器的一次风通道加热后在进入磨煤机。 磨煤机磨制的煤粉直接全部送入炉膛内燃烧。
系统特点:系统简单,布置紧凑,钢材消耗少,占地小,初投资少;
输粉管道短,运行电耗较小;
对锅炉负荷的响应慢
制粉系统故障直接影响锅炉运行;
锅炉负荷变化大时影响制粉系统运行的经济性;
21.根据送粉方式的不同,中间储仓式制粉系统分为哪两种类型?各适用于哪些煤种?
(1) 乏汽送粉
这种系统适用于原煤水分含量较少,挥发分含量较高,易于着火和燃烧的煤种,如褐煤和烟煤。
一般用于直吹式制粉系统
乏气再循环管:用来协调煤粉输送、干燥和燃烧三者所需的风量,以适应煤的水分和燃烧所需煤粉量等的变化。
(2) 热风送粉
这一系统适用于燃烧无烟煤、贫煤、劣质烟煤等不易着火和燃烧的煤种。
一般用于中间储仓式制粉系统
22.影响反应速度的因素有哪些?
影响反应速度不仅取决于参加反应的延时反应物的性质,还取决于1、反应物的浓度,2、温度3、压力4、是否有催化反应或连锁反应。
23.煤燃烧过程中的四个阶段分别为哪些阶段?
1) 预热干燥阶段 主要是将煤粉中水分蒸发出来,这一阶段中,燃料不但不能发热,而且要大量吸收炉膛烟气中的热量。
2) 挥发分析出并着火阶段。主要是没中所含的高分子碳氢化合物吸热,进行热分解,分解出一种混合可燃气体,即挥发分。挥发分一经析出,便马上着火。
3) 燃烧阶段 包括挥发分和焦炭的燃烧。首先是挥发分燃烧,发出大量的热量,为焦炭燃烧提供温度条件。随之焦炭燃烧,这一阶段需要大量的氧气;以满足燃烧的需要,这样能放出大量的热量。使温度急剧上升,以保证燃料燃烧反应所需的温度条件。
4) 燃尽阶段 主要是参与的焦炭最后燃尽,成为灰渣。因为它被灰分和烟气包围,空气很难与它接触,因而燃烧反应十分缓慢,容易造成不完全燃烧损失。
24.碳粒燃烧反应的三个燃烧区分别是什么?
动力燃烧区域、扩散燃烧区域、过渡燃烧区域
动力:当燃烧反应温度不高时,化学反应速度不快,此时氧的供应速度远大于化学反应中氧的消耗速度,即扩散能力远大于化学反应能力。
扩散:此时反应温度很高,化学反应能力远大于扩散能力。
过渡燃烧:氧的扩散能力与化学反应速度相近,都不能忽略。
25.什么叫煤粉气流的着火、着火热?着火温度与熄火温度的概念。
着火:由缓慢氧化状态转变到高速燃烧状态的瞬间过程。
着火热:将煤粉加热到着火温度所需要的热量
着火温度:由缓慢氧化状态转变到高速燃烧状态的瞬间的温度
熄火温度:当煤粉只能缓慢氧化,不能着火和燃烧,使得燃烧过程终止的温度。
26.影响煤粉气流着火的因素有哪些?
1、 燃料的性质
挥发份越高、水分越低、灰分含量越低、煤粉越细,越容易着火。
2、 炉内散热条件
减少炉内散热,有利于着火。敷设燃烧带。
3、 煤粉气流的初温
提高初温可减少着火热,采用热风送风系统。
4、 一次风量和一次风速
增大一次风量,增大火热大,着火延迟,减少一次风量,着火初期得不到足够的氧气;一次风速过大,流量增大,降低煤粉气流的加热速度,一次风速过低,会引起燃烧器喷口被破坏。选取最佳一次风量和一次风速。
5、 燃烧器结构特性
一、二次风混合情况,过早,着火热增加,过晚,得不到足够的氧气。
6、 锅炉负荷
负荷小,炉内燃料消耗量少,相对每公斤燃料水冷壁的吸热量增加,炉膛温度降低,对着火不利。
27.燃烧效率的概念。
燃烧效率:在炉内不结渣的前提下,单位燃料可燃质燃烧所放出的热量占单位燃料可燃质发热量的百分比。
ηr =100—(q3+q4),%
q3—化学不完全燃烧热损失,%
q4—机械不完全燃烧热损失,%
28燃烧完全的原则性条件。
(1) 供应充足而又合适的空气量
(2) 适当高的炉温
(3) 空气和煤粉的良好扰动和混合
(4) 在炉内要有足够的停留时间
燃烧设备包括:炉膛、燃烧器、点火装置
1.炉膛
作用:保证燃料的完全燃烧,合理组织炉内热交换、布置合适的受热面满足锅炉容量的要求,并使烟温达到允许要求。
2.燃烧器
作用:保证燃料和燃烧用空气在进入炉膛时能充分混合、及时着火和稳定燃烧。
一次风:携带煤粉送入燃烧器的空气。输送煤粉和满足燃烧初期对氧气的需要。
二次风:待煤粉着火后再送入的空气。补充空气,着重起扰动、混合作用。
三次风:在磨煤机内干燥原煤后排出的乏气。
分类: 直流燃烧器:出口气流为直流射流或直流射流组。
旋流燃烧器:出口气流为旋流射流。
29.用来描述炉膛热力特性的热负荷有哪些?各自的定义是什么?
(1)炉膛容积热负荷:每小时送入炉膛单位容积中的平均热量(以燃料收到基低位发热量为准)
(2)炉膛截面热负荷:按燃烧器区域炉膛单位截面折算,每小时送入炉膛的平均热量
(3)燃烧器区域壁面热负荷:按照燃烧器区域炉膛单位炉壁面积折算,每小时送入炉膛的平均热量
(4)炉膛壁面热负荷:单位炉膛壁面每小时吸收的平均热量,也称炉壁热流密度
30.根据燃烧器出口气流特性的不同,燃烧器可分为哪两种类型?
(1)直流燃烧器:其出口气流为直流射流或直流射流组的燃烧器。
(2)旋流燃烧器:其出口气流为旋转射流的燃烧器。
31.试描述直流和旋流燃烧器的特点及布置方式。
(1)直流燃烧器特点:不旋转,只有轴向速度,不具有稳燃性,应布置在炉膛四角
喷口布置方式:1.均等配风 2.分级配风 3.一次风口中布置二次风
切圆直流燃烧器布置方式:1、正四角布置2、正八角布置3、大切角正四角布置4、同向大小双切圆方式 5、正反双切圆方式 6、两角相切、两角对冲方式 7、双室炉膛切圆方式 8、大切角双室炉膛方式
(2) 旋流燃烧器特点:
1、不但有轴向速度,而且有较大切向速度2、在燃烧器出口一段距离内轴线上的轴向速度为负值,形成一个中心回流区,回流高温烟气,有利于着火3、扩展角较大
布置方式:1.前墙布置 2.前后墙对冲或交错布置3.两侧墙对冲或交错布置
4.炉顶布置等
32.何谓均等配风、集中配风?
答:均等配风方式:指一、二次风喷口相间布置,即在两个一次风喷口之间均等布置一个或两个二次风喷口,或者在每个一次风喷口的背火侧均等布置二次风喷口 。
优点:有利于一、二次风较早混合,迅速得到空气补充,不致缺氧而导致燃烧不完全。
集中配风(分级配风)方式:是指一次风相对集中布置,二次风分层布置,而且一、二次风喷口保持较大距离,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
优点:加强气流扰动,提高扩散速度,使燃烧剧烈。
33.何谓假想切圆。
答:在采用直流燃烧器的锅炉中,以直流燃烧器同一高度喷口的几何轴线作为切线,在炉膛横截面中心部所形成的假想几何圆。
34.何谓旋流强度。
答:旋流强度:决定旋转射流旋转强烈程度的特征参数,用n来表示。
M:旋转动量矩 K:轴向动量 D:旋流燃烧器出口直径
35.煤粉炉稳燃措施有哪些?
答:1、敷设卫燃带;2、采用热风送粉系统;3、采用较低一次风率风速;4、减小煤粉颗粒细度;5、控制锅炉最低负荷和采用性能良好的燃烧器
37.电站锅炉的常用的点火方式有哪些?
答:气—油—煤粉的三级点火系统和油—煤粉的二级点火系统
38.水冷壁沾污结渣对锅炉运行有何影响?
答:1、会降低水冷壁的传热能力
2、由于出口烟温上升,易使飞灰在粘结在屏式和对流过热器上
3、会加剧过热器和再热器的吸热不均匀
4、形成高温腐蚀
5、影响锅炉经济性
39.水冷壁的高温腐蚀的原因及防止措施。
答:原因:1、硫酸盐型腐蚀
2、硫化物型腐蚀
3、SO2,SO3的生成及腐蚀
4、硫化氢气体的腐蚀
5、HCl气体腐蚀
防止措施:1.采用低氧燃烧技术
2.采用烟气再循环能降低炉内火焰温度及降低烟气中SO3的含量
3.合理配风和强化炉内湍流混合,避免出现局部还原性气氛
4.加强一次风煤粉输送的调整,尽可能使各喷燃器煤粉流量相等,以及燃烧器内横截面上煤粉浓度和粒度分布均匀。
5.合理控制煤粉细度
6.避免出现水冷壁局部壁温过高现象。
7.再结渣腐蚀壁面附近喷空气保护膜。
8.在燃料中加添加剂改变灰渣特性,防止结渣和腐蚀
9.提高水冷壁管抗腐蚀能力
10.对出现高温腐蚀的水冷壁及时更换,避免发生爆管事故
40.何谓气温特性
答:锅炉负荷变化时,过热器和再热器出口的蒸汽温度跟随变化的规律。
41.试分析影响过热器气温特性的主要因素?过热器汽温调节的主要方法?
答:○1锅炉负荷的影响:随着锅炉负荷的增加,过热器中蒸汽流量和燃料消耗量都相应增大,辐射式过热器吸收热量增加比例不及蒸汽增加的比例大,导致出口蒸汽温度下降;而对流过热器恰恰相反,出口气温升高(再热器情况相同)。
○2给水温度的影响:对流过热器(再热器)出口蒸汽温度将随给水温度的下降而升高,辐射式基本不受影响。
○3过量空气系数的影响:随着过量空气系数的增大,炉内火焰温度降低,水冷壁吸热量减少,炉膛出口烟温增加,所以,辐射式过热器(再热器)的出口气温下降,对流式上升。
○4火焰中心位置的影响:火焰中心位置上移时,炉膛辐射吸热份额下降,布置在炉膛上侧的过热器与再热器会因为温差的升高而多吸收热量,出口气温升高。
○5燃料的影响:挥发分和灰分的含量将会造成火焰中心位置相对移动,其影响如上、水分增加辐射吸热量下降,而对流式上升。
○6受热面沾污的影响:水冷壁结渣或积灰会导致辐射换热量减少,炉膛出口烟气温度增加,蒸汽温度上升、锅热气或再热器本身结渣或积灰,会因吸热量减少而导致蒸汽温度下降。
○7锅炉吹灰和排污的影响:吹灰与排污相当于锅炉负荷增加,但由于吹灰用蒸汽量少,排污排出是饱和水,焓值低,因此影响较小。
调节的主要方法:
1)蒸汽侧: 喷水减温
2)烟气侧:烟气再循环法、改变火焰中心位置法
42试分析影响再热器气温特性的主要因素?再热器汽温调节的主要方法?
答:影响因素同过热器
调节再热器主要方法:
1)蒸汽侧:汽-汽热交换器 、蒸汽旁通法,
2)烟气侧:烟气再循环法、分隔烟道挡板调节法、改变火焰中心位置法
43.何谓过热器的热偏差?试分析过热器的热偏差产生的主要原因及减轻热偏差的主要方法?
答:并联布置的过热器管道由于吸热不均、流量不均或结构不均使部分管道的焓增量大于平均焓增量,这一现象称为热偏差。
产生热偏差的原因:
(1)吸热不均匀性○1炉膛内烟气速度场和温度场本身的不均匀性○2炉膛出口处烟气流的扭转残余将导致进入烟道的烟气速度和流速分布不均○3运行操作不正常引起炉内温度场和速度场不均匀;
(2)流量的不均匀性。○1吸热不均匀○2联箱内压力变化的影响
(3)结构不均匀 蛇形管的弯角不同或长度不同
减轻热偏差的方法: ○1受热面分级布置○2采用大直径中间混合联箱○3按受热面热负荷分布情况划分管组○4联箱连接管左右分布交叉○5正确选择联箱的结构和连接形式,尽量选择U形连接或多管连接○6加装节流圈○7利用流量不均匀来消除吸热不均匀
44.试分析过热器沾污及高温腐蚀原因及减轻(或防止)过热器沾污及高温腐蚀的主要方法?
答:过热器沾污及高温腐蚀的原因:(1)在正常运行温度下(700~1100。C),在燃烧过程中升华的钠、钾等碱性金属氧化物呈气态,遇到温度稍低的过热器(再热器)会凝结在管壁上,形成白色薄灰层。(2)沾污层中有硫酸盐,符合硫酸盐在500~800。C呈熔融状,会粘结飞灰并继续形成粘结物,使飞灰增厚。(3)当燃料中硫及碱性金属含量较高时易在高温过热器(再热器)发生严重沾污。(4)过热器(再热器)沾污层中含有熔点较低的硫酸盐,将产生熔融硫酸盐型高温腐蚀。
高温腐蚀的防止措施:(1)控制管壁温度(2)采用低氧燃烧技术(3)选择合理的炉膛出口烟温(4)定时对过热器和再热器进行吹灰(5)合理组织燃烧,防止引起热偏差的现象发生,减少过热器和再热器的沾污结渣。
45.试分析尾部受热面积灰、磨损、低温腐蚀原因及减轻(或防止)尾部受热面积灰、磨损、低温腐蚀的主要方法。
答:(一)尾部受热面的积灰
促使积灰沉积在管壁上的作用力有:(1)机械网罗作用(2)分子间吸引力(3)热泳力(使颗粒由高温向低温区运动的力)作用(4)静电吸引力作用
(2)防止和减轻积灰影响的措施:(1)设计时选择合理的烟气流速(2)采用小管径和错列布置(3)正确设计和布置吹灰装置,确定合理的吹灰间隔时间和吹灰持续时间
(二)尾部受热面的磨损
(1)磨损影响因素(1)烟气速度的影响(2)管子排列方式的影响(3)飞灰粒径的影响(4)飞灰浓度的影响(5)管壁材料硬度的影响(6)管壁温度的影响(7)气流方向的影响(8)烟气成分的影响(9)烟气走廊
(2)防磨措施:(1)设计时应该合理选择烟气流速(2)降低速度分布不均匀和飞灰浓度分布不均匀(3)在磨损严重部位装防磨装置(4)局部磨损严重的管排改用厚管壁(5)降低烟气中飞灰浓度(6)采用膜式省煤器或鳍片管式省煤器(7)采用较大的管排横向节距(8)采用较低的过量空气系数及减少炉膛和烟道的漏风量(9)减少灰粒直径(10)采用自下向上的烟气流动方式
(三)低温腐蚀
(1)原因:受热面接近或低于烟气露点时,烟气中的硫酸蒸气将在壁面凝结和对壁面产生腐蚀;同时,烟气中飞灰极易被酸液粘结在壁面上,积灰中的金属氧化物与酸液反应会生成水硬性硫酸盐,引起飞灰硬化
(2)与烟气中SO3含量有关,烟气中SO3含量越高,硫酸蒸汽的含量越高,烟气露点越高,低温腐蚀也越严重。而烟气中SO3 含量与燃料含硫量、燃烧温度、烟气飞灰浓度、灰中氧化钙等碱性氧化物含量有关。
(3)减轻防止措施:(1)提高空气预热器受热面壁面温度(2)空气预热器分段(3)运行中的防止低温腐蚀措施(低氧燃烧、加添加剂、控制炉膛燃烧温度,减少硫化物的排放)
46.试描述自然循环的原理、写出自然循环的基本方程式。
答:(1)工作原理:工质依靠上升管受热所产生的密度差沿着闭合的路线运动
(2)基本方程式:
变形为:
Xj:下降管系统阻力 ss:上升管系统阻力 yd:运动压头
推动力影响因素:密度差,管长
自补偿特性:受热强,循环流速大;受热弱,循环流速小。
47.何谓循环停滞、倒流。
答:(1)循环停滞:由于炉膛中的温度场不均匀,每个上升管受热不均,受热弱的管子工质密度大,当管屏压差Y等于受热若管子液柱重时,Y刚好能托住管子液柱;而没有一个能使水流动的力量时,工质不流动,即产生了停滞。
(2)循环倒流:当管屏压差Y小于受热弱管子液柱重 时,水就自上往下流,称为倒流。
48.如何提高自然循环的安全性?
1、减少受热不均匀
2、确定合适的上升管吸热量
3、确定合适的上升管高度和管径
4、确定合适的汽水导管高度和截面积
5、减少旋风分离器阻力
6、减少下降管阻力
49.何谓循环流速、循环倍率?
答:(1)循环流速:上升管开始沸腾处的饱和水速,用ω0表示,即
式中F-水的流通截面,m2;ρ’-饱和水密度,kg/m3
ω0可以表征流动的块慢,是反映循环水动力特性的指标,称为循环特性参数。
质量含汽率:上升管中汽水混合物中蒸汽的质量份额;
(2)循环倍率:进入上升管的循环水量与上升管出口产气量之比。他的物理意义为:上升管产生一公斤蒸汽带动几公斤水进入上升管,它是反映循环受热、流动特性的循环参数,用K表示,即
式中Dc-上升管出口处蒸汽量,kg/s;Xc-上升管出口汽水混合物质量含气率。
50.何谓界限含汽率、临界含汽率?
临界含气率:发生第一类传热恶化的含气率
界限含气率:发生第二类传热恶化的含气率
51.何谓第一类传热恶化、第二类传热恶化。
第一类传热恶化:管内流动的沸腾状态有核态沸腾和膜态沸腾两种。当热负荷很高时,管子内壁汽化核心数急剧增加,气泡形成速度超过脱离速度,使管子壁面形成一个连续的蒸汽膜,α2急剧下降,壁温急剧上升,这种由核态沸腾转变为膜态沸腾的传热恶化称为第一类传热恶化。
第二类传热恶化:当质量含汽率很大时,出现了液雾状流动结构,这种观众连续的水膜被撕破,对流放热系数α2大大下降,管壁温度大大升高,这个现象称为第二类传热恶化现象。
52.试分析自然循环锅炉、强制循环锅炉和直流炉的特点及适用范围。
自然循环锅炉
特点: 蒸发受热面内的工质,依靠下降管中的水与上升管中的汽水混合物的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉,有汽包。
(1)各个受热面有明显的分界,汽水流动特性比较简单
(2)汽包中有汽水分离装置,可以进行汽水分离,减少饱和蒸汽的带水
(4)负荷变化时,汽包水位及蒸汽压力的变化较慢,对机组的调节要求较低;加热、冷却不均匀,使锅炉的启停速度受到限制
(5)由于汽包直径及壁厚都较大,所以自然循环锅炉的金属消耗量较大。
适用范围:我国在亚临界压力以下(包括亚临界)的锅炉多采用自然循环锅炉
强制循环锅炉:利用水泵压头、汽水密度差推动工质流动、循环的有汽包锅炉。
(1)由于装有锅水循环泵,其循环推动力比自然循环大好几倍
(2)蒸发受热面内工质可采用较高的质量流速
(3)循环稳定
(4)可提高升降负荷的速度,缩短锅炉的启停时间
(5)增加的锅水循环泵,增加了投资和运行费用,以及锅水循环泵长期在高温高压下运行,要采用特殊的结构和材料
适用范围:强制循环锅炉适用于自然循环锅炉的工作范围,但只有在压力在15.68MPa以上时,才有经济性.
直流锅炉:在给水泵压头作用下,工质顺次通过预热、蒸发、过热各受热面,而被预热、蒸发、加热到所需温度
(1)没有汽包,因此水的加热、蒸发和过热的受热面没有固定的分界,过热气温特性随锅炉负荷的变化而有较大的波动
(2)工质一次通过,强迫流动
(3)受热面无固定界限
适用范围:直流锅炉可以用于任何压力,但当超临界时只能采用直流锅炉
插入
直流锅炉 :
工作原理:在给水泵压头作用下,工质顺次通过预热、蒸发、过热各受热面,而被预热、蒸
发、加热到所需温度。
特点:
1)本质特点:没有汽包;工质一次通过,强迫流动;受热面无固定界限。
2)受热面中工质流动特点:受热不均对流动过程影响(无自补偿特性,受热强的管子流速小);水动力特性呈多值性;有脉动现象;直流锅炉消耗水泵压头大。
3)传热特点:一次通过各受热面,故含汽率由0到1,第二类传热恶化一定会出现。
4)热化学特点:没有汽包,无法排污,故要求给水品质高。
5)调节特点:参数调节和自动调节复杂。
6)启动特点:启动旁路系统;启动速度快。
7)设计制作安装特点:适用于任何压力;蒸发受热面可任意布置;节省金属;制造方便。
直流锅炉蒸发受热面水动力学
1.安全工作条件
管壁温度小于材料允许温度;相邻管壁温度之差小于50℃
2.水动力特性不稳定性
水动力特征:在一定热负荷情况下,管屏压差与流量的关系。
水动力多值性的原因:流量增加,热水段长度增加,蒸发段长度减少,蒸发量减少,含汽率下降,并且含汽率下降的影响大于流量增加的影响,故阻力(压降)减少。(流量增加相当于冷水一浇,使产生的蒸汽量减少,工质体积减少,混合物流量减小,因而阻力减小。)
影响因素:工质进口欠焓;压力;热负荷;热水段阻力。
解决方法:减小工质进口欠焓;增加热水段阻力;提高压力;加装呼吸联箱;提高质量流速。
3.蒸发受热面的脉动现象
管间脉动:在管屏两端压差相同,当给水量和流出量总量基本不变的情况下,管屏里管子流量随时间做周期性波动。
种类:管间脉动、管屏脉动、整体脉动。
脉动消除:增大质量流量;增大热水段阻力;减小蒸发段阻力;压力和热负荷。
直流锅炉蒸发受热面的传热恶化
产生原因:一次通过各受热面,故含汽率由0到1,第二类传热恶化一定会出现。
解决方法:使用好材料;推迟和抑制传热恶化(提高质量流量、采用内螺纹管等)。
直流锅炉蒸发受热面的结构形式
1.早期:1)本生型,多次垂直上升管;2)苏尔寿型,多行程迂回管;3)拉姆辛型,水平
围绕管
2.现代:1)一次垂直上升管屏;2)下部多次上升、上部一次上升管屏;3)螺旋围绕上升
管屏
53.试分析现代直流炉水冷壁布置的特点。
现代直流炉水冷壁布置主要有两种(1)下部为螺旋上升水冷壁(管径较粗),上部为垂直上升水冷壁,中间有混合联箱(2)下部为垂直上升水冷壁,上部也为垂直上升水冷壁,中间有混合联箱
54.汽包的作用?试描述汽包的主要装置。
作用:1.是工质加热、蒸发、过热三过程的连接枢纽,保证锅炉正常的水循环。
2.内部有汽水分离装置,有汽水分离作用。
3.汽包体积较大,具有一定蓄热能力,使蒸汽参数较稳定。
4.内有排污装置,可以净化蒸汽。
主要装置:汽水分离器、百叶窗分离器、顶部孔板,清洗装置,加药管,排污管
55.何谓机械携带和选择携带?
机械携带:蒸汽中的盐分来源于锅水,它通过两条途径跑到蒸汽中去:一是蒸汽通过带水而污染称之为机械携带;
选择携带:不同的盐类的相同的条件下,在蒸汽中的溶解能力是不同的,即蒸汽融盐具有选择性,蒸汽通过直接溶盐而污染,称之为选择携带。
蒸汽污染
1.原因:机械携带,蒸汽通过带水而污染;2)选择携带,直接熔盐而污染。
2.净化蒸汽原则措施:1)控制锅水品质;2)提高给水品质;3)减少机械性携带;4)减少选择性携带
汽水分离装置
旋风分离器:利用汽水混合物动能使其在分离器中旋转,通过离心力作用把汽和水分开。
蒸汽清洗装置
1.工作原理:在蒸汽离开汽包之前,让从锅水中出来的蒸汽在与干净的给水接触,根据分配
定律,蒸汽中的盐分会部分溶解于给水中,同时可以减少部分机械携带,从而达到清洗效果。
2.按清洗方式分类:雨淋式、水膜式、起泡穿层式
3.提高清洗效果措施:1)充分接触;2)均匀接触;3)进入清洗水层蒸汽应力求干净;4)
减少清洗后蒸汽带水量;5)提高锅炉给水品质。
56.何谓锅炉排污及排污方法?
锅炉排污是指为了使炉水的含盐量(或含硅量)维持在合格范围内并排除炉水中的水渣,在锅炉运行中所经常采取的放掉一部分炉水,并补人相同数量的给水的操作。(即放掉一部分浓缩的锅水,代之比较干净的给水,以维持锅水品质。 )
锅炉排污有连续排污和定期排污两种方式。
(1)连续排污连续排污也称连排。是连续不断地从汽包中排放炉水。这种排污的目的,主要是为了防止炉水含盐量(或含硅量)过高,同时它也能排除炉水中的细微的悬浮的水渣。连续排污之所以从汽包中引出,是因为锅炉在运行时汽包中的炉水含盐量(或含硅量)较高
(2)定期排污定期排污也称定排。这种排污方式是定期从锅炉水循环系统的最低点(如从水冷壁的下联箱处)排放部分炉水。定期排污的主要作用是为了排除水渣。
57.试分析饱和蒸汽的机械携带的原因及减少饱和蒸汽的机械携带措施。
机械携带的原因:液流被机械打碎;汽泡在蒸发表面上逸出。
措施:①合理调整汽水分离空间高度;
②适当降低锅炉负荷;
③适当降低锅水含盐量;
④保证适当压力。
影响因素:负荷;水位;压力;锅水含盐量;汽水分离设备型式。
58.试分析饱和蒸汽选择性携带的原因及减少饱和蒸汽的选择性携带措施。(1.盐)
原因:1.饱和蒸汽的选择性携带具有一定的选择性;
2.饱和蒸汽的选择性携带量随锅炉压力的提高而增大;
3.炉水含盐量
措施:1.提高给水品质,降低炉水含盐量
2.定期清洗(雨淋式蒸汽清洗、水膜式蒸汽清洗、起泡穿层式蒸汽清洗)
3.定期排污或连续排污
2.硅酸(第一类盐分)的选择性携带
高压蒸汽携带硅酸是蒸汽污染的主要原因。
减少蒸汽中硅化物含量:1)减少锅水中硅化物含量,主要采用补给水除硅和防止凝汽器泄露措施;2)控制锅水的pH值在9-10
59.大型锅炉污染物产生的原因及防治措施?
大型锅炉主要污染物为烟尘、飞灰;气体污染物:SO2, NOx,CO2
治理方法为:SO2利用脱硫(烟气、煤),NOx利用脱硝(烟气、煤),燃烧控制
60.大型锅炉如何开展“节能减排”工作。
论述范围:
节能:热平衡中减少热损失
减排:减少NOx,SO2
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