锅炉原理

1.直流煤粉燃烧器的低𝑵𝑶𝒙燃烧技术？①一次风气流浓淡分离技术；②分级配风；③在保证锅炉热效率和安全运行的条件下,适当降低炉膛温度；④在保证锅炉热效率和安全运行的条件下，适当降低氧气浓度；⑤气体燃料再燃技术。2.直流煤粉燃烧器的低负荷稳燃技术？①提高一次风气流中的煤粉浓度；②提高煤粉气流初温；③提高煤粉颗粒细度；④在难燃媒中加入易燃燃料。3.煤的常规特性对锅炉工作影响？①工业分析成分的影响：水分（降低燃烧温度，增加烟气量）、灰分（吸热，降低燃烧温度，结渣、积灰、磨损、堵灰）。②硫：燃烧生成SO2气体，是高温腐蚀，低温腐蚀气体的主要来源。随着烟气的排放，SO2气体对大气环境造成污染。③发热量：𝑄𝑛𝑒𝑡,𝑎𝑟高的煤，煤粉气流火焰的持久性较好。④灰熔点：ST高的煤，燃烧过程中不易结渣⑤HGI：HGI高的煤，比较软，磨煤电耗较低。煤粉的𝑅90较小，有利于燃尽。4.煤中水分的存在对锅炉工作有哪些影响？①煤中水分的存在，使煤中的可燃质相对减少，降低了煤的低位发热量；②在燃烧过程中，因水汽化吸热降低了炉膛温度，不利于燃烧，燃烧热损失增大；③水变成水蒸汽后，增大了排烟容积，使排烟热损失增大，且使引风机电耗增加；④因烟气中水蒸汽增加，加剧了尾部受热面的积灰与腐蚀；⑤原煤水分过多，引起煤粉制备工作的困难，易造成煤仓及给煤设备的堵塞现象。5.煤中灰分的存在对锅炉工作有哪些影响？（1）煤中灰分的存在，使煤中可燃质减少，降低了煤的低位发热量；（2）在燃烧过程中，灰分防碍了可燃质与氧的接触，不利于燃烧，使燃烧损失增大；（3）燃烧后使烟气中含灰量增大，使受热面积灰、结渣和磨损加剧；（4）原煤含灰量增大，增加了开采、运输和煤粉制备的费用；（5）灰分排入大气，造成对大气和环境的污染。6.什么是挥发分？挥发分的存在对锅炉工作有哪些影响？失去水分的煤样，在规定条件下加热到一定温度后煤中有机质分解而析出的产物称为挥发分。由于挥发分主要是由一些可燃气体组成，所以其含量的大小对燃烧过程的发生和进展有较大的影响。在燃料的着火阶段，首先是挥发分着火，其燃烧放出的热量加热了焦碳，使燃烧迅速；同时，挥发分析出时使焦碳疏松，形成孔隙，增加了与氧接触的面积，有利于燃料的燃烧和燃尽。所以，挥发分常被作为锅炉燃烧设备的设计、布置及运行调整的重要依据，也作为对煤进行分类的主要依据。7.说明影响q4的主要因素及降低q4的措施有哪些？（固体未完全燃烧损失）降低的措施：①煤中的水分和灰分越少，挥发分越高，煤粉越细，𝑞4越小；②在燃料性质相同的条件下，炉膛结构合理，燃烧器的结构性能好，布置适当，使气粉有较好的混合调节和较长的炉内停留时间，则𝑞4越小；③炉内过量空气系数适当，炉膛温度较高，则𝑞4越小。④过量空气系数减小，一般𝑞4增大；⑤锅炉负荷过高将使得煤粉不完全燃烧，负荷过低则炉温降低，都将使𝑞4增大。损失量仅次于排烟热损失。8.说明影响𝒒𝟐的主要因素？（排烟热损失）减少q2热损失：（1）要保持设计排烟温度运行，受热面积灰、结渣等会使排烟温度升高，因此应定期吹灰，及时打渣，经常保持受热面清洁；（2）要减少排烟容积，消除或尽量减少炉膛及烟道漏风，漏风不仅增大排烟容积，而且还可能使排烟温度升高，故应维持最佳过量空气系数运行并减少漏风等。9.低温腐蚀的概念、发生的位置、危害、影响因素以及防止低温腐蚀的技术措施。概念：烟气中的水蒸气和硫酸蒸汽进入低温受热面时，与温度较低的受热面金属接触，并可能发生凝结而对金属壁面造成腐蚀的现象。发生部位：对管壁温度降低的管式空气预热器的低温段和金属温度较低的回转式空气预热器冷端，均是容易发生低温腐蚀的部位。危害：管壁穿孔，使大量空气漏入烟气，造成送风量不足，炉内不完全燃烧损失增加，锅炉热效率降低。影响因素：①SO3的形成；②烟气露点；③硫酸浓度和凝结温度；④受热面金属温度的影响。防止低温腐蚀的措施：①提高空气预热器金属壁面的温度；②选用回转式空气预热器；③采用耐腐蚀材料；④采用降低露点或抑制腐蚀的添加剂；⑤采用低氧燃烧；⑥燃料脱硫。10.高温腐蚀的概念、类型、发生位置以及防止高温腐蚀技术措施。概念：燃料中的硫在燃烧过程中产生腐蚀性灰污层或渣层以及腐蚀性气氛，是高温受热面金属管子表面受到侵蚀的现象。类型：一是灰渣层中碱金属硫酸盐与SO3共同作于的结果；一是碱金属焦硫酸熔盐腐蚀。出现部位：燃烧器区域和过热器区域。防止高温腐蚀的技术措施：(1)在水冷壁金属表面喷涂耐腐蚀材料，或采用耐腐蚀金属材料。(2)采用低氧燃烧技术，降低二氧化硫向三氧化硫的转化率，降低三氧化硫浓度。(3)合理配风和强化炉内气流的湍流混合过程，避免出现局部还原性气氛，以减少H2S和硫化物型腐蚀。(4)加强一次风煤粉气流的调整，尽可能使各燃烧器煤粉流量相等，使燃烧器内横截面上煤粉浓度均匀分布，以保证燃烧器出口气流的煤粉浓度均匀分布。(5)避免出现水冷壁局部管壁温度过高现象。(6)采用烟气再循环，可以降低炉膛内火焰温度和烟气中的S03浓度，减轻高温腐蚀。(7)采用贴壁风技术，在水冷壁壁面附近形成氧化气氛的空气保护膜，避免高温腐蚀。(8)在燃料中加入添加剂，改变煤灰结渣特性。11.简述影响受热面结渣的位置、原因、影响因素以及危害？位置：炉膛水冷壁的燃烧器区域和前屏过热器底部。原因：高温、灰熔点低、还原性气氛。危害：①使炉内传热变差，加剧水冷壁结渣过程；②炉膛出口的受热面结渣或超温；③炉膛内未结渣的受热面金属表面温度升高，腐蚀性气体增加，引起高温腐蚀；④排烟温度提高，锅炉效率降低；⑤结渣严重时，大块渣掉落，可能扑灭火焰或砸坏炉底水冷壁，造成恶性事故。影响因素：①煤灰特性和化学组成；②炉膛温度水平；③火焰贴墙；④过量空气系数；⑤煤粉细度；⑥吹灰；⑦燃用混煤。防治受热面结渣的基本条件：①炉内应布置足够的受热面来冷却烟气，使烟气贴近受热面时，烟气温度降低到灰熔点温度以下；②组织一、二次风形成良好的气流结构，保证火焰不直接冲刷受热面。12.热偏差的概念击及导致热偏差的主要原因，并说明降低过热器热偏差的技术措施。概念：过热器和再热器管组中因各根管子的结构尺寸、内部阻力系数和热负荷可能不同而引起的每根管子的蒸汽焓值不同的现象。引起热偏差的原因：1.吸热不均匀①炉内烟气温度场和速度场客观上是不均匀的；②四角切向燃烧在炉膛入口造成烟气残余扭转。③运行中火焰中心的偏移与水冷壁结渣；④过热器和再热器的积灰结渣；⑤存在烟气走廊。2.流量不均匀①结构不同对流量不均的影响；②吸热不均匀对流量不均的影响；③过热器和再热器并列管圈连接方式对流量不均的影响减小热偏差的方法：（一）运行措施。①将四角燃烧器喷出的煤粉量和一、二次风配平，壁面火焰中心偏斜②即时吹灰，避免因积灰和结渣引起受热不均。（二）结构措施。（1）受热面分级布置。（2）受热面分段布置。（3）炉宽两侧的蒸汽进行左右交叉。（4）采用各种的定距装置,保持横向节距,避免由于形成烟气走廊而引起热偏差。（5）选择合理的联箱连接方式。（6）加装节流圈。（7）采取结构措施，使热负荷高的管子具有较大的蒸汽流量，以使蒸汽的焓值减小，热偏差减小。13.磨损的概念、影响磨损的因素以及减轻和防止磨损的措施？概念：携带灰粒和未完全燃烧燃料颗粒的高速烟气通过受热面，固体粒子对受热面的每次碰击都会剥离掉极小的金属屑，从而逐渐是受热面管壁变薄，这就是飞灰对受热面的磨损。影响省煤器磨损的主要因素：①烟气的流动速度和灰粒；②灰粒的特性和飞灰浓度；③管列排列方式与冲涮方式；④气流运动方向；⑤管壁材料和壁温；⑥烟气成分；⑦烟气走廊。减轻和防止磨损的措施：①选择合理的烟气流速；②采用防磨装置；③采用拓展受热面。14.积灰的概念、防止和减轻积灰的主要措施概念：在锅炉的运行中，当含灰烟气在流经受热面时部分灰粒沉积在受热面上的现象称为积灰。措施：①在设计时候选择合理的烟气流动速度，使积灰减轻；②采用吹灰装置；③擦启用合理的结构和布置方式。15.钢球式磨煤机的工作原理、影响工作的因素及工作特点。工作原理：利用低速旋转的滚筒带动筒内钢球提升到一定高度后落下将媒的击碎，并通过钢球和护甲之间的挤压、研磨和碾压将煤磨成煤粉。进入筒体的热空气一边干燥煤粉一边将煤粉带出磨煤机。影响工作因素：1.磨煤机的筒体转速；2.护甲（提升高度）；2.钢球充满系数（影响钢球装载量且直接影响磨煤机的磨媒出力和磨媒电耗）3.磨煤机的筒体通风量（直接影响磨媒出力，同时影响原煤分布和煤粉细度）工作特点：1.单进单出的钢球筒式磨煤机一端是热空气和原煤的入口，另一端是气粉混合物的出口。单进单出的球磨机,因常用语中储式制粉系统,故运行中应始终保持在最佳通风量下工作，并通过调整进口热风温度来满足煤粉的干燥出力，使磨煤机始终在最大磨媒出力和最大干燥出力下工作，以保证制粉系统的较高经济性。2.双进双出的磨煤机的热空气和原煤从两端进入，气粉混合物同时从两端流出。多用于直吹式制粉系统，故其筒体通风量是随着磨媒出力变化的。当锅炉负荷增加时需要增加磨煤机出力时，首先要增加磨煤机的通风量，然后在调整给煤机的转速增加给媒量。当锅炉负荷降低，双进双出磨煤机的通风量和给媒量同时减少，且同时需要补充一定的旁路风。16.（重点）过热蒸汽温度的调节方法？以及特点？①蒸汽侧调节：喷水减温法、汽-汽热交换法。②烟气测调节：改变火焰中心的位置、分隔烟道挡板法、烟气再循环。17.辐射式/对流式过热器的气温特性，解释这一趋势的原因？锅炉的汽温特性，指过热器和再热器出口蒸汽温度与锅炉负荷之间的关系。影响锅炉汽温变化的因素：结构因素+运行因素：锅炉负荷、过量11空气系数、给水温度、燃料性质、受热面污染情况、火焰中心位置①辐射式过热器的汽温特性：当锅炉负荷增加时，锅炉的燃料耗量基本上同比增大，但炉内火焰温度却升高不多，故炉内辐射传热量并不同比增加。这使得辐射式过热器的辐射传热量跟不上负荷的增加，从而使辐射过热器中单位质量蒸汽的辐射吸热量减少，即焓增减少。②对流过热器的汽温特性：当锅炉负荷增加时，因为燃料耗量基本上同比增加，所以对流过热器中的烟速增加，烟气侧的对流放热系数增大；同时燃料耗量的增加也使得烟温增加，烟温增加使对流过热器的传热温差相应增大，从而使对流过热器的对流吸热量的增加超过了负荷的增加值，使对流过热器中单位质量蒸汽的吸热量增加，即焓值增加，最终使对流式过热器出口汽温增加。18.动力燃烧区域和扩散燃烧区域是如何划分的？(1)动力区：温度低于90一100℃时，化学反应速度小于氧气向碳粒表面的扩散速度，氧气的供应十分充足，提高扩散速度对燃烧速度影响不大，燃烧速度取决于反应温度和碳的活化能。(2)扩散区：温度高于120℃时，化学反应速度大于氧气向碳粒表面的扩散速度，以至于扩散到碳粒表面的氧气立刻被消耗掉，碳粒表面处的氧浓度接近于0,提高温度对燃烧速度影响不大，燃烧速度取决于氧气向碳粒表面的扩散速度。(3)过渡区：介于动力区和扩散区之间，提高温度和提高扩散速度都可以提高燃烧速度。若扩散速度不变，只提高温度，燃烧过程向扩散区转化;若温度不变，第一章节能降耗基础只提高扩散速度，燃烧过程向动力区转化。实际炉内燃烧过程基本处于过渡区。19.说出任意四个直流锅炉区别于汽包炉的特点。1.直流锅炉没有汽包，工质一次性通过省煤器、水冷壁、过热器，循环倍率为1。2.直流锅炉不受工作压力的限制，可用于300MW以上的亚临界和超临界机组。3.直流锅炉的水冷壁管内工质流动阻力比较大，需要用给水泵的压头来克服。4.直流锅炉要求有较高的给水品质。20.直流锅炉静态水动力不稳定的现象、影响因素、提高稳定性的方法。现象：流量和压产的关系不是单值性的，而是多值性的。即一个压差出现两个或两个以上的流量。对水动力多值性起决定性作用的是热水段的阻力和蒸发段的阻力。影响因素：水动力多值性存在的根本原因是由于热水段和蒸发段的共存，且在蒸发段由于扰动是工质比体积变化较大而引起。其主要影响因素是：①工质压力；②质量流速；③蒸发管进口水欠焓；④热负荷；⑤锅炉负荷；⑥重位压头；⑦工质的热物理特性。提高水动力稳定性的