锅炉原理习题参考答案

《锅炉原理》习题库参考答案第一章基本概念1.锅炉容量：指锅炉的最大长期连续蒸发量，常以每小时所能供应蒸汽的吨数示。2.层燃炉：指具有炉箅（或称炉排），煤块或其它固体燃料主要在炉箅上的燃料层内燃烧。3.室燃炉：指燃料在炉膛空间悬浮燃烧的锅炉。4.旋风炉：指在一个以圆柱形旋风筒作为主要燃烧室的炉子，气流在筒内高速旋转，煤粉气流沿圆筒切向送入或由筒的一端旋转送入。较细的煤粉在旋风筒内悬浮燃烧，而较粗的煤粒则贴在筒壁上燃烧。筒内的高温和高速旋转气流使燃烧加速，并使灰渣熔化形成液态排渣。5.火炬―层燃炉：指用空气或机械播撒把煤块和煤粒抛入炉膛空间，然后落到炉箅上的燃烧方式的炉子。6.自然循环炉：指依靠工质自身密度差造成的重位压差作为循环推动力的锅炉。7.多次强制循环炉：指在循环回路中加装循环水泵作为主要的循环推动力的锅炉。8.直流锅炉：指工质一次通过蒸发受热面，即循环倍率等于一的锅炉。9.复合制循环炉：指在一台锅炉上既有自然循环或强制循环锅炉循环方式，又有直流锅炉循环方式的锅炉。10.连续运行小时数：指两次检修之间运行的小时数。11.事故率＝%100事故停用小时数总运行小时数事故停用小时数；12.可用率＝%100统计期间总时数备用总时数运行总时数；13.钢材使用率:指锅炉每小时产生一吨蒸汽所用钢材的吨数。第二章一、基本概念1.元素分析：指全面测定煤中所含全部化学成分的分析。2.工业分析：指在一定的实验条件下的煤样，通过分析得出水分、挥发分、固定碳和灰分这四种成分的质量百分数的过程。3.发热量：指单位质量的煤在完全燃烧时放出的全部热量。4.结渣：指燃料在炉内燃烧时，在高温的火焰中心，灰分一般处于熔化或软化状态，具有粘性，这种粘性的熔化灰粒，如果接触到受热面管子或炉墙，就会粘结于其上，这就称为结渣。5.变形温度：指灰锥顶变圆或开始倾斜；6.软化温度：指灰锥弯至锥底或萎缩成球形；7.熔化温度：指锥体呈液体状态能沿平面流动。二、问答题1.煤的元素分析成分有哪些？答：煤的元素分析成分包括：碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分。2.煤的工业分析成分有哪些？答：煤的元素分析成分包括：水分、挥发分、固定碳和灰分。3.挥发性物质包括一些什麽物质？答：挥发性物质主包括：各种碳氢化合物、氢、一氧化碳、硫化氢等可燃气体组成，此外，还有少量的氧、二氧化碳、氮等不可燃气体。第三章一、基本概念1.理论空气量:1kg燃料完全燃烧时所需要的最低限度的空气量称为理论空气量。2.过量空气系数:实际空气量和理论空气量之比。3.理论烟气量：当实际参加燃烧的湿空气中的干空气量等于理论空气量，且1kg的燃料完全燃烧时产生的烟气量称为理论烟气量。4.实际烟气量：供给的空气量大于理论空气量，且使1kg燃料完全燃烧时产生的烟气量。5.理论空气、烟气焓：在定压条件下，将1kg燃料所需的空气量或所产生的烟气量从0加热到t℃时所需要的热量。6.锅炉有效利用热：指水和蒸汽流经各受热面时吸收的热量。7.正平衡法：直接确定输入锅炉的热量和锅炉的有效利用热，然后利用锅炉热效率定义式计算锅炉热效率的方法。8.反平衡法：通过确定锅炉的各项热损失，计算锅炉热效率的方法。9.锅炉热效率：锅炉的有效利用热占输入锅炉热量的百分比。二、问答题1.理论烟气量中的物质成分有哪些？答：氮气、二氧化碳、水份、二氧化硫。2.什麽叫最佳过量空气系数？答：排烟热损失和机械、化学不完全燃烧热损失之和最小时的过量空气系数。3.烟气中的水分有哪些来源？答：煤中所含的水份、空气中所含的水份。4.写出烟气中的氧量和过量空气系数的关系式。答：22121O5.我国锅炉热平衡规定有哪些热损失？答：排烟热损失、机械不完全燃烧热损失、化学不完全燃烧热损失、散热损失、灰渣物理热损失。6.输入热量包括哪些热量？答：燃料的收到基低位发热量、燃料物理显热、外来热源加入空气时带入的热量。7.锅炉有效利用热包括哪些部分？答：过热蒸汽吸收热量、再热蒸汽吸收热量、自用蒸汽吸收热量、排污水吸收热量。第四章一、基本概念1.煤粉细度：表示煤粉颗粒群的粗细程度。2.煤粉的经济细度：使机械不完全燃烧热损失和制粉能耗最小的煤粉细度。3.煤的可磨性系数：磨制标准煤和试验煤到相同粒度，所消耗的能量之比。4.直吹式制粉系统：煤在磨煤机中磨成煤粉后直接将气粉混合物送入锅炉去燃烧的制粉系统。5.中间储仓式制粉系统：将煤磨制成煤粉后先储存在煤粉仓中，煤粉通过给粉机后再送入锅炉去燃烧的制粉系统。二、问答题1.煤的可磨性系数大说明煤粉好磨还是难磨？答：煤的可磨性系数大好磨。2.什麽叫高速磨煤机、中速磨煤机、低速磨煤机？各举一个例子。答：低速磨煤机：转动速度15－25r/min。如钢球磨。中速磨煤机：转动速度50－300r/min。如MPS磨。高速磨煤机：转动速度750－1500r/min。如风扇磨。3.画出中间储仓式乏气送粉的制粉系统图。答：见书上p74,图4－23。4.画出中间储仓式热风送粉的制粉系统图。答：见书上p74,图4－24。5.画出直吹式的制粉系统图。答：见书上p71,图4－18。图4－22。6.什麽叫正压的直吹式制粉系统？答：当磨煤机中处于正压状态时的直吹式制粉系统，称为正压的直吹式制粉系统。7.什麽叫负压的直吹式制粉系统？答：当磨煤机中处于负压状态时的直吹式制粉系统，称为负压的直吹式制粉系统。第五章一、基本概念1.活化能：具有平均能量的分子转变为活化分子所需的最低能量称为活化能。2.燃烧反应的动力区：当燃烧速度取决于反应温度和燃料的活化能时，称燃烧处于动力区。3.燃烧反应的扩散区：当燃烧速度取决于氧气向碳粒表面的扩散速度时，称燃烧处于扩散区。二、问答题1.画出煤粉燃烧的放热曲线和散热曲线，指出着火点和熄火点。见p85，图5－2。2.叙述煤粉燃烧的传统看法。答：煤粉先析出挥发份，燃烧。后焦碳燃烧。3.叙述煤粉燃烧的现代看法。答：煤粉挥发份和焦碳几乎同时燃烧。第六章一、基本概念1.直流燃烧器：煤粉气流和热空气从喷口射出后，形成直流射流的燃烧器。2.旋流燃烧器：煤粉气流和热空气从喷口射出后，形成旋转射流的燃烧器。3.均等配风：当一、二次风口相间布置时，称为均等配风。4.分级配风：当一次风口集中布置时，称为分级配风。5.着火热：煤粉着火所需的热量。6.燃烧器区域热强度：炉内总输入热量除以炉膛周界与燃烧器区域高度的乘机的数值。二、问答题1.配风三原则是些什麽原则？答：着火、燃烧、燃尽。2.什麽是均等配风，画出示意图，适用于什麽煤种，为什麽？答：一二次风喷口交替间隔排列，相邻两个喷口的中心间距较小，为均等配风。见p97，图6－1。该种配风方式适于燃烧容易着火的煤，如烟煤、挥发份较高的贫煤等。3.麽是分级配风，画出示意图，适用于什麽煤种，为什麽？答：几个一次风喷口集中布置在一起，一、二次风喷口中心间距较大，为分级配风。见p97，图6－2。该种配风方式适于燃烧着火比较困难的煤，如挥发份较低的贫煤、无烟煤或劣质烟煤。4.影响煤粉气流着火的主要因素有哪些？答：燃料性质、一次风速、一次风温、一次风量、燃烧器形式、锅炉负荷、炉膛受热面布置方式。5.影响一次风煤粉射流偏斜的主要因素有哪些？答：邻角气流的撞击、射流两侧“补气”条件的影响、燃烧器的高宽比等。6.影响炉膛结渣的主要因素有哪些？答：煤灰特性、炉膛温度水平、过量空气系数、火焰贴墙。煤粉细度。第七章一、基本概念1.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。2.热偏差：指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中的蒸汽焓增不同的现象。3.高温积灰：指对流过热器和再热器受热面上的高温烧结性积灰。4.高温腐蚀：指高温积灰所产生的内灰层，含有较多的碱金属，它与飞灰中的铁、铝等成分以及烟气中通过松散外灰层扩散进来的氧化硫较长时间的化学作用，便生成碱金属的硫酸盐复合物，这些碱金属的硫酸盐复合物呈熔化或半熔化状态时，对过热器和再热器的合金钢产生强烈的腐蚀。二、问答题1.蒸汽过热器的作用是什麽？答：蒸汽过热器的作用就是将饱和蒸汽加热成为具有一定温度的过热蒸汽，提高蒸汽的焓值，从而增加蒸汽的做功能力，提高电厂的循环热效率。2.过热器布置一般遵守哪些原则？答：低温区逆流布置，高温区顺流布置。3.为什麽要采用屏式过热器？答：由于屏式过热器布置在炉膛上方，直接吸收炉膛辐射热，炉膛中的辐射传热强度大，可减少金属耗量，同时屏式过热器具有与对流受热面相反的汽温特性，有利于改善整个过热器系统的汽温调节特性。4.什麽叫锅炉的汽温特性？说明辐射式过热器和对流式过热器的汽温特性。答：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。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。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。5.影响热偏差的因素有哪些？答：影响热偏差的主要因素是吸热不均和流量不均。6.影响锅炉过热蒸汽温度的因素有哪些？答：影响锅炉过热蒸汽温度的因素分结构因素和运行因素。结构因素主要有：过热器的面积、过热器的布置位置和方式。运行因素主要有：锅炉负荷、炉膛过量空气系数、给水温度、燃料性质、受热面污染情况和火焰中心的位置等。7.烟气再循环如何使用？答：用再循环风机从锅炉尾部低温烟道中（一般为省煤器后）抽出一部分温度为（２５０～３５０℃的烟气，由冷灰斗附近送入炉膛，可改变炉内辐射和对流受热面的吸热量分配，从而达到调节汽温的目的。第八章一、基本概念1.水露点：烟气中水蒸汽开始凝结的温度。2.酸露点：烟气中硫酸蒸汽的凝结温度。3.低温腐蚀：当硫酸蒸汽在壁温低于酸露点的受热面上凝结下来时，对受热面金属产生的严重腐蚀。二、问答题1.和管式空气预热器相比，回转式空气预热器有什麽特点？答：和管式空气预热器相比，回转式空气预热器具有结构紧凑、节省钢材、耐腐蚀性好和受热面受到磨损和腐蚀时不增加空气预热器的漏风等优点。2.低温腐蚀的减轻和防止的措施有哪些？答：提高空气预热器受热面的壁温；冷端受热面采用耐腐蚀材料；采用降低露点或抑止腐蚀的添加剂；降低过量空气系数和减少漏风。3.和管式空气预热器相比，回转式空气预热器有什麽特点？答：结构紧凑、节省钢材、耐腐蚀性好和受热面受到磨损和腐蚀时不增加空气预热器的漏风量等优点。4.管子金属的磨损和烟气流速有什麽关系？答：管子金属的磨损和烟气流速的三次方成正比。5.影响尾部受热面磨损的主要因素：答：烟气的流动速度和灰粒；灰粒的特性和飞灰浓度；管束排列方式与冲刷方式；气流运动方向；管壁材料和壁温。6.为了减轻省煤器的磨损，可以采用什麽措施？答：选择合理的烟气流速；采用防磨装置；采用扩展受热面；第九章一、基本概念1.热有效系数：受热面的吸收热量与投射到炉壁上的热量之比。2.污染系数：受热面的吸热量与投射到受热面上的热量之比。3.系数M：经验系数，和燃料性质、燃烧方法、燃烧器布置的相对高度等因素有关。4.火焰黑度：表示炉内高温介质的辐射能力的一个设定黑度。5.三原子气体：指水蒸气、二氧化碳、二氧化硫等气体。二、问答题1.写出炉膛内辐射换热的基本方程式。答：见p189，式9－1，9－2，9－3。2.煤粉火焰中具有辐射能力的物质有哪些？按其辐射能力从大到小排列。答：具有热辐射能力的介质是三原子气体、水蒸气、灰粒、焦碳颗粒。按其辐射能力从大到小排列为：灰粒、焦碳、三原子气体、水蒸气。3.炉膛内传热计算中，△X的物理意义是什麽？答：火焰最高温度点的相对位置修正值。4.古尔维奇方法中，炉膛黑度和什麽因素有