电厂锅炉原理及设备问题解答

电厂锅炉原理及设备⒈简述电站锅炉的工作过程。（烟气、水汽、空气）答：⑴烟气：送风机→空气预热器→燃烧器→炉膛→过热器→再热器→省煤器→空气预热器→电除尘器→引风机→烟囱。⑵水汽：给水→省煤器→汽包→下降管→水冷壁下联箱→水冷壁管⑶空气：⒉工业和电站锅炉的型号如何表示？各部分字码代表什么意思？﹙P7﹚答：⑴工业锅炉的型号表示方式：△△△XXX-XXX-△①第一组是符号。是锅炉的类型。②第二组是数字。是锅炉的蒸发量。③第三组也是数字。是锅炉的蒸汽压力。④第四组中，符号表示燃料代号。⑵电站锅炉型号表示方式：△△-XXX/XXX–XXX/XXX-△X①第一组是符号。是锅炉制造厂家的汉语拼音缩写。②第二组是数字。分子数字是锅炉容量；分母数字是锅炉出口过热蒸汽压力。③第三组也是数字。分子数字是过热蒸汽出口温度；分母数字是再热蒸汽出口温度。④第四组中，符号表示燃料代号，而数字表示设计序号。﹙煤、油、气的燃料代号分别是M、Y、Q，其他燃料代号是T。﹚⑶举例：①工业锅炉：DZL4-1.25-W：单锅筒纵置式链条炉排锅炉，蒸发量为4t/h，蒸汽压力为1.25Mpa，饱和温度，燃料为无烟煤，原型设计。②电站锅炉：DG-670/13.7-540/540-M8：东方锅炉厂制造，锅炉容量为670t/h，过热蒸汽压力为13.7Mpa，过热蒸汽和再热蒸汽的出口温度均为540℃，设计燃料为煤，设计序号为8。⒊水管锅炉和火管锅炉的区别？答：⑴水管与火管是以管子里面介质的不同来定义的。①水管就是管子里面走水，通过外部烟气对流/辐射换热加热管子中的水。②火管就是管子里面走烟气，让烟气加热管外介质来实现换热，⑵水管锅炉与火管锅炉特点和应用场合不同。①水管锅炉的受热面布置方便，传热性能好，在结构上可用于大容量和高参数的工况。但对水质和运行水平要求较高。②火管锅炉结构简单，水及蒸汽容积大，对负荷变动适应性好，对水质的要求比水管锅炉低，多用于小型企业的生产工艺和生活采暖上。⑶水管锅炉与火管锅炉压力适用范围不同。①水管锅炉压力适应范围较广，可突破压力限制，可满足2.5MPa以上的供汽要求。②火管锅炉受材料壁厚与压力的限制，用于2.5MPa压力以下。⒋煤中的固定碳、焦炭和煤中含碳量是否相同，有什么区别？答：⑴煤中的固定碳、焦炭和煤中含碳量是不相同的。⑵区别：①煤中碳的一部分与氢、氧、硫等结合成有机物，在受热时会从煤中析出成为挥发分;另一部分则呈单质称为固定碳。②原煤试样除掉水分、析出挥发分之后，剩余的部分成为焦炭。它是由固定碳和灰分组成。③煤的含碳量是碳在煤中的质量百分数，包括煤中全部碳量。⒌煤的高位发热量和低位发热量的基本概念及区别？答：⑴概念：①高位发热量：是指1㎏煤完全燃烧所放出的热量，其中包括燃烧产物中的水蒸气凝结成水所放出的汽化潜热。②低位发热量：是指1㎏煤完全燃烧时所放出的热量，其中不包括燃烧产物中的水蒸气凝结成水所放出的汽化潜热。⑵区别：①高位发热量包括燃烧产物中的水蒸气凝结成水所放出的汽化潜热。低位发热量不包括燃烧产物中的水蒸气凝结成水所放出的汽化潜热。②不同基准下煤的高位发热量之间，可以直接乘上换算系数进行换算。不同基准下煤的低位发热量之间的换算，必须先化成高位发热量后，才能用换算系数进行换算。③实验室所测定的全部热量是高位发热量。我国在电厂锅炉设计和计算中，采用低位发热量。⒍电厂锅炉出口温度一般为110-160℃，为何不能更低？答：因为排烟中的水蒸气不可能凝结成水并放出汽化潜热，即这部分热量不可能被锅炉有效利用。⒎何为标准煤？为何引入？何为折算水分∕灰分∕硫分？答：⑴标准煤：以收到基低位发热量为29310kJ/㎏﹙7000kcal/㎏﹚的燃料，称为标准煤。⑵引入标准煤的原因：在工业上为核算企业对能源的消耗量，便于比较和管理，统一计算标准，采用标准煤的概念。⑶折算水分∕灰分∕硫分：规定把相对于每4190kJ/㎏﹙即1000kcal/㎏﹚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。⒏何为过量空气系数？燃烧时为何要过量？在系统中如何变化？答：⑴过量空气系数：实际供给空气量与理论空气量之比。⑵燃烧时要过量的原因：为了使燃料在炉内能够燃烧完全，减少不完全燃烧热损失。⑶在系统中的变化：过量空气系数沿着烟气流动方向逐渐增大。⒐何为漏风系数？有哪些危害？如何避免？答：⑴漏风系数：某一受热面的漏风量与理论空气量之比，称为该级受热面的漏风系数。⑵危害：锅炉漏风会导致锅炉效率降低、引风机的电耗增大，直接影响到锅炉的安全经济运行。⑶措施：加强检修。⒑锅炉运行时，一般如何监督过量空气系数或漏风系数？答：目前电厂锅炉广泛采用磁性氧量计或氧化锆氧量计，用以监督运行中的过量空气系数。运行中只要保持最佳的O2值就可以使锅炉处于经济工况下运行。此外，还可以通过测量烟气中O2含量（或RO2含量）来测定和监督烟道的漏风情况。⒒奥氏烟气分析仪分析所得的是干烟气成分还是湿烟气成分？分析时顺序能否颠倒？为什么CO一般测不准？答：⑴奥氏烟气分析仪分析所得的是干烟气成分。⑵分析时顺序不能颠倒。因为三个吸收瓶中后两个瓶的吸收剂有双重吸收功能，故不可颠倒。⑶CO测不准的原因：因为现代锅炉机组烟气中CO含量一般很少，所以利用奥氏烟气分析仪很难准确测出CO的含量。⒓实际燃料消耗量和计算燃料消耗量区别？答：⑴实际燃料消耗量：是指单位时间内实际消耗的燃料量。⑵计算燃料消耗量：是指扣除了机械不完全燃烧损失后，在炉内实际参与燃烧反应的燃料消耗量。⑶两种燃料消耗量各有不同的用途。在进行燃料输送系统和制粉系统计算时要用到燃料消耗量；但在确定空气量及烟气容积等时则要按计算燃料消耗量进行计算。⒔煤粉水分过高、过低有何不良影响？如何控制？答：⑴影响：煤粉的水分对煤粉流动性与爆炸性有较大的影响。①水分过高，流动性差，输入困难，且易引起粉仓搭桥，同时也影响着火和燃烧。②水分过低易引起自燃或爆炸，同时干燥耗能增加。⑵控制方法：煤粉水分较可靠的数值应该通过试验或参照同类机组运行数据确定。一般要求烟煤磨制后的煤粉最终水分Mmf约等于Mad，无烟煤Mmf约等于0.5Mad，褐煤Mmf约等于Mad+8。⒕正、负压直吹式制粉系统的区别？正压带冷一次风机与带热一次风机的区别？答：⑴区别：①正压直吹式制粉系统：排粉风机在磨煤机之前。②负压直吹式制粉系统：排粉风机在磨煤机之后。整个系统处于负压下工作。⑵区别：①正压带冷一次风机：一次风机在空气预热器之前，通过风机的介质为冷空气。工作条件大为改善，且因冷空气比体积小，通风电耗也将明显降低。②正压带热一次风机：这种系统的磨煤机中需采取适当的密封措施，否则向外冒粉既污染环境又有引起自燃爆炸的危险。通过风机的介质是高温空气。热一次风机对其结构有特殊的要求，且运行可靠性差，效率也较低。⒖带风扇磨煤机直吹式系统炉烟干燥原理及原因？答：⑴国内采用带风扇磨煤机的直吹式制粉系统磨制烟煤时，大多利用热风作干燥剂；而磨制高水分褐煤时则利用热风掺炉烟作干燥剂。⑵利用热风掺炉烟作干燥剂时，不仅提高了制粉系统的干燥能力，而且由于烟气中惰性气体的混入，降低了干燥剂的含氧浓度及炉膛燃烧区域的温度水平，可以大大减少制粉系统自燃爆炸及燃烧器喷嘴被烧坏的危险性，减少NOx的生成。⒗电站锅炉燃烧用一、二、三次风的来源及作用？答：⑴一次风：携带煤粉送入燃烧器的空气，起输送煤粉和提供燃烧初始阶段所需氧气的作用。⑵二次风：在煤粉着火后送入，补充煤粉继续燃烧所需的氧气，并着重起扰动、混合作用。⑶三次风：在中间储仓式制粉系统中，由细粉分离器分出来的乏汽（10%煤粉），由单独的喷口进入炉膛燃烧。⒘均等配风和分级配风结构及适应煤种？答：⑴均等配风：①结构：均等配风方式是指一、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，或者在每一个一次风喷口的背火侧均等布置二次风喷口。②适应煤种：一般适用于燃烧烟煤和褐煤。这种燃烧器适用于既难着火又易结渣的贫煤和劣质烟煤。⑵分级配风：①结构：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，即将一次风喷口集中布置在一起，而二次风喷口分层布置，且一、二次风喷口保持较大的距离，以便控制一、二次风的混合时间。②适应煤种：适用于无烟煤、贫煤和劣质烟煤。⒙电站煤粉锅炉四角布置切向燃烧方式优缺点？答：⑴优点：①从着火角度看，直流燃烧器四角布置切圆燃烧的着火条件是比较理想的。②从燃烧角度看，煤粉气流的燃烧条件比较好。炉膛中心形成一个高温旋转火球，增强扰动。③从燃尽的角度看，由于气流是螺旋形旋转上升的，这不仅改善了火焰在炉内的充满情况，而且延长了煤粉在炉内的停留时间，这对煤粉的燃尽也是有利的。⑵缺点：①炉内容易结渣。②炉膛出口及水平烟道两侧烟温的偏差较大，大容量锅炉这一问题更加严重。③运行中各角二次风分配不均，影响炉内火焰中心位置，影响煤粉的燃尽度。④采用摆动式燃烧器需经常维护。⒚汽包内常用的汽水分离装置有哪些？简要说明旋风分离器的原理？答：⑴汽包内常用的汽水分离装置：旋风分离器、波纹板二次分离元件、卧式分离器、水平离心式分离器。⑵旋风分离器的原理：旋风分离器是一种分离效果很好的汽水分离设备。其工作原理是：较高流速的汽水混合物，经引入管切向进入筒体而产生旋转运动，在离心力的作用下，将水滴抛向筒壁，使汽水初步分离。分离出来的水通过筒底四周导叶，流入汽包水容积中。⒛直流锅炉水冷壁采用螺旋管圈布置为何能保证低负荷正常运行？为何水冷壁进口不加节流圈？答：⑴低负荷时安全工作的原因：在相同的炉膛周界与管子中心节距的情况下，螺旋管圈的并联管子数可减少1-3倍，在管径不变的情况下，工质流通截面积同样减少1-3倍，亦即工质质量流量相应提高1-3倍，更利于冷却。⑵水冷壁进口不加节流圈的原因：螺旋管圈各并联管子都围绕炉膛一圈以上，受热条件都基本相同，而且炉膛热负荷分布的变化对并联管吸热的影响很小。螺旋管圈并联管之间的热偏差很小，可不用在水冷壁管进口加装节流圈。21.膜式水冷壁优缺点？水冷壁高温腐蚀机理？如何防护？答：⑴膜式水冷壁优点：①具有良好的气密性。②对炉墙具有良好的保护作用。③辐射传热面积大。④安装简单便捷。⑤承受较大的侧向力，增加了抗炉膛爆炸的能力。⑵膜式水冷壁缺点：①制造、检修工作量大且工艺要求高。②相邻管间相差一般不应大于50℃。③必须有足够的膨胀延伸自由，还应保证密封性。④沿炉膛周界布置刚性梁。⑶水冷壁高温腐蚀机理：锅炉水冷壁管子金属在氧、硫等氧化剂的作用下，发生氧化反应：Fe+12O2→FeO2FeO+12O2→Fe2O3在还原气氛下，一部分分解出来的S及黄铁矿FeS与金属化合：Fe+S→FeS3FeS+5O2→Fe3O4+3O2氧化速度取决于所形成的氧化膜（FeO、Fe2O3、Fe3O4）的保护特性。⑷防护措施：①改进燃烧。②避免出现管壁局部温度过高。③保持管壁附近为氧化性气氛。④采用耐腐蚀材料。22.液态排渣炉炉底析铁原因及预防措施？答：⑴产生析铁的原因：FeO+C→Fe+CO①燃煤灰分中含有铁的氧化物。②熔渣内含有自由的FeO。③有较多的未燃尽煤粉。④熔渣在炉内有足够长的停留时间。⑤渣池内有足够高的温度。⑵预防措施：①防止煤粉落入渣池，为此可采取直流燃烧器切圆燃烧方式；提高下排二次风速；控制煤粉细度；防止燃烧器喷口结渣等等。②尽快从熔渣池中排走熔渣，减少熔渣在炉内的停留时间。为此可采用微倾斜炉底或平炉底去掉渣栏等措施。23.再热器工作条件为什么比过热器恶劣？答：⑴蒸汽压力低1/5。⑵密度较小（比体积答→管径大）。⑶放热系数较低1/5（管径大→流速低）。⑷蒸汽比热小（对热偏差敏感）。24.热偏差概念？常用减小过、再热器热偏差的措施？答：⑴热偏差：过（再）热器沿烟道密度方向并列管子间因结构、热负荷和工质流量不同引起工质焓值不同的现象。⑵减小过、再热器热偏差的措施：结构设计方面的措施：①受热面分级串联，中间混合。②沿烟道宽度方向进行左右交叉流动。③减少屏前或管束前烟气空间的尺寸，减少屏间、片间烟气空间的差异。运行方面的措施：①做好炉内冷态空