锅炉和锅炉房设备[第四版]思考题

.WORD完美格式..专业知识编辑整理.思考题第一章1.锅炉的任务是什么？在国民经济中的重要性如何？任务：安全可靠，经济有效的把燃料化学能转化成热量，进而将热量传递给水，以产生热水或蒸汽。重要性：a.广泛性广泛应用于现代工业各个部门，成为发展国民经济的重要热工设备之一。b.迫切性：节能和环保c.工业锅炉与企业的关系2.锅炉与锅炉房设备有何区别？各自起什么作用？又是怎样工作的？锅炉的最根本组成是汽锅和炉子。燃料在炉子中燃烧，将燃料的化学能转化为热能，高温的烟气通过汽锅受热面把热量传递给汽锅中温度较低的水。锅炉房设备是保证锅炉的生产过程能连续不断地进行，达到安全可靠，经济有效地供热。是锅炉本体和它的辅助设备的总称。3.锅炉是怎样工作的，大致分几个过程？燃料的燃烧过程，烟气向水的传热过程，水的受热汽化过程4锅炉上有哪些安全部件？作用是什么？压力表：测量和显示锅炉汽水系统的工作压力，使锅炉在允许的工作压力下安全进行。安全阀：自动泄压报警，使锅炉在允许的工作压力下运行水位表：显示锅炉水位，避免发生缺水或满水事故。高低水位报警器：水位达到最高或最低运行限度时自动发出报警信号5.名牌4t/h，1.3Mpa生产饱和蒸汽的锅炉，工作压力达不到1.3Mpa，只能到0.8Mpa，为什么？压力0.8Mpa是如何保持的？1.3Mpa是额定蒸汽压力，是允许的最大压力。压力控制器设定压力低以保护锅炉设备。压力0.8Mpa是通过燃烧控制的。6.衡量锅炉经济性的指标：锅炉热效率，金属耗率，耗电率7.空气预热器：利用锅炉尾部烟气的热量加热燃烧所需的空气，降低排烟温度8省煤器：给水预热设备，吸收烟气的对流换热，有效的降低排烟温度，提高热效率，节约燃料9.排污率：排污水量与蒸发量的比值。10.标准煤：统一的能源计量单位11.正平衡效率：有效输入热量与输入的总热量的比值。12.干燥无灰基：去除全部灰分和水分的燃料作为分析的基准。13.断面热强度：qf=BQ/3600F14.蒸汽品质：单位质量蒸汽所含杂质的数量，反应蒸汽的洁净程度15.自然循环锅炉：利用水和汽水混合物的密度差来循环流动的锅炉。强制循环锅炉：借助泵的压头使工质流动循环的锅炉。16.高位发热量：燃料燃烧时所放出的热量，包含水蒸气的气化潜热。低位发热量：扣除水蒸气的气化潜热。第二章1.为什么燃料成分要用收到基，空气干燥基，干燥基及干燥无灰基这四种来表示？一般各用在什么场合？只有分析基准相同的分析数据，才能确切地说明燃料的特性，评价和比较燃料的优劣。收到基用于锅炉的燃烧、传热、通风和热工实验计算空气干燥基用于在实验室中进行燃料成分分析干燥基用于无水状态下进行燃料成分分析干燥无灰基用于在无水无灰条件下进行燃料成分分析2.什么是煤的元素分析和工业分析？各分析成分在燃烧过程中起的作用如何？煤的元素分析是测定煤中碳、氢、氧、氮、硫、磷等元素的含量煤的工业分析是对煤的水分、灰分、挥发分和固定碳等指标的测定。碳是燃料的主要可燃元素氢是燃料的另一重要可燃元素氧和氮是燃料中的不可燃部分硫是燃料中的有害气体灰分是夹杂在燃料中的不可燃矿物质水分也是燃料中的主要杂质3．固定碳、焦炭、煤的含碳量是不是一回事？为什么？固定碳为挥发分析出后，固体残余物中的含碳量。.WORD完美格式..专业知识编辑整理.焦炭为煤在隔绝空气加热时，水分、挥发分析出后的固体残余物，包括固定碳和灰分。煤的含碳量为煤含有碳元素的质量。4.什么是煤的焦渣特性？分几类？它对锅炉工作有何影响？煤的焦渣特性指煤的不同焦结性状分八类粉状、粘结、弱黏结、不熔融粘结、不膨胀熔融粘结、微膨胀熔融粘结、膨胀熔融粘结、强膨胀熔融粘结层燃炉用弱粘结性煤，极易被气流吹走，使燃烧不完全，还会从从炉排通风空隙中漏落，造成漏落损失，用焦结性很强的煤较大的焦块内的质点难与空气接触，燃烧困难，也会增大通风阻力，使燃烧恶化。5.为什么要测定灰的熔点？决定和影响灰熔点的因素有哪些？灰熔点的高低对锅炉的运作产生什么影响？因为灰熔点会对锅炉的工作有较大的影响决定和影响的因素：会的成分周围介质的性质灰熔点低，容易引起受热面结渣，灰熔点高融化的灰渣会把未燃尽的焦炭裹住，妨碍燃烧，甚至会堵塞炉排的通风孔隙而使燃烧恶化。6.外在水分、内在水分、风干水分、空气干燥基水分、全水分有什么区别？它们之间有什么关系？风干水分是否就是外在水分？空气干燥基水分是否相当于内在水分？全干水分怎样求定？外在水分是指附着在煤颗粒表面及大毛细管孔中的水，很容易在常温下干燥空气中蒸发内在水分是指吸附在煤颗粒内部毛细孔中的水分风干水分是指外在水分空气干燥基水分是指煤炭与周围环境温度达到平衡后保留下来的水分（内在水分）全水分是指内在水分与外在水分的总称全水分求定：空气干燥基水分换算成收到基水分后与收到基风干水分之和。7．为什么各种基的煤的挥发分及高位发热量之间的换算可用教材表2-1中的换算系数？而各种基的低位发热量之间的换算则不能用表2-1中的换算系数？因为对于高位发热量来说，水分只是占据了质量的一定份额而使发热量降低；而对于低位发热量，水分不仅占据了质量的一定份额，而且还要吸收汽化潜热，因此，低位发热量在计算时需考虑烟气中全部水蒸气的汽化潜热，不能用表2-1的换算系数。对于低位发热量则不然，必须考虑烟气中全部水蒸气的汽化潜热。13、燃料燃烧的理论空气量怎样计算？过量空气系数怎样计算？个计算公式的应用条件怎样？答：固体和液体燃料燃烧的理论空气量固体和液体燃料的可燃元素为碳、氢和硫，他们完全燃烧时所需的空气量可以根据完全燃烧化学反应方程式来计算。碳完全燃烧反应方程式为，1kg硫完全燃烧时需要0.7氧气，并生成0.7二氧化硫。氢完全燃烧反应方程式为1kg氢完全燃烧室需要5.55氧气，并产生11.1的水蒸气。22COCO33221222.422.4kgCmOmCO3311.866kgm碳完全燃烧时需要氧气，并产生1.866m二氧化碳硫的完全燃烧反应方程式为22SOSO3m3m22222HOHO33223222.422.4kgSmOmSO332222*2.01622.42*22.4kgHmOmHO3m3m31,110010010022.4*0.7110032100100ararararararCSHkgkgkgkgkgOOOmkgkgkg收到基燃料中的可燃元素分别为碳硫，氢，而燃料中已含有氧，相当于。这样收到基燃料完全燃烧时所需要外界供给的理论氧气量为2301.8660.75.550.7100100100100ararararoCSHOmVkg.WORD完美格式..专业知识编辑整理.已知空气中氧的体积百分比为21%，所以1kg燃料完全燃烧所需的理论空气量为气体燃料的燃烧理论空气量当已知气体燃料中各单一可燃气体的体积分数时，按燃烧反应式经整理后即可由下式计算气燃烧所需理论空气量当已知气体燃料的发热量时，其理论空气量可按下列公式近值计算：对于烷烃类气体燃料（天然气、油田伴生气、液化石油气），可由下式计算：为了使燃料在炉内尽可能燃烧完全，实际送入炉内的空气量总大于理论空气量。实际供给的空气量比理论空气量多出的这部分空气，称为过量空气；两者之比则称为过量空气系数。15、燃料燃烧生成的烟气中包含有哪些成分？他们的体积怎样计算？答：燃料燃烧生成延期，如供给燃料以理论空气量，燃料又达到完全燃烧，烟气中只含有二氧化碳、二氧化硫、水蒸气及氮气4种气体。二氧化碳体积二氧化硫体积1kg硫完全燃烧产生0.7理论水蒸气体积：理论水蒸气体积有四个来源。①燃料中氢完全燃烧生成的水蒸汽。1kg燃料燃烧后产生水蒸气体积为0.111②燃料中水分形成的水蒸气。1kg燃料中含水量为，形成的水蒸气体积为031(1.8660.75.550.7)0.211001001001000.0889(0.375)0.2650.0333ararararkararararCSHOVmCSHOkg0kV3032221[0.50.5()1.5]214kmnnmVHCOmCHHSOm222mnHHSO式中，，CO,CH，和分别为气体燃料中所含氢、一氧化碳、碳氢化合物、硫化氢和氧的体积分数，%。,033,105000.2091000netarnetarkQkJkJQmm时，V,033,105000.260.251000netarnetarkQkJkJQmm时，V,030.241000grarkQkJmV,30.2681000netarkQkJmVkV0KKVV0KV2coV3211.866,1100arCkgmCOkgkg碳完全燃烧趁墒燃料中含碳量为，燃烧后产生二氧化碳体积为231.8660.01866100yarcoCmVCkg2soV32,1100arSmSOkgkg燃料中含硫量为，燃烧后产生二氧化硫体积为230.70.007100arSOarSmVSkg3armHkg100arWkg322.4*0.012418100ararWmWkg.WORD完美格式..专业知识编辑整理.③理论空气量带入的水蒸气。通常计算中去d为10g/kg。取干空气密度为1.293kg/,s水的比容为1.24④燃用重油且用蒸汽雾化时带入炉内的水蒸气。雾化1kg重油消耗的蒸汽量为kg这部分水蒸气体积为如用蒸汽二次风时，所带入水蒸气量计算也相同。理论水蒸气体积为上述四部分体积之和理论氮气体积烟气中氮气来源有以下两个：①理论空气量中含有的氮空气中氮的体积百分数为79%，1kg燃料所需理论空气量带入的氮气体积为②燃料本身所含的氮1kg燃料含氮燃料本身所含氮的体积为理论氮体积为上述两部分之和，即实际烟气计算中各成分应再加上过量空气中所含的各成分。17、1kg燃料完全燃烧时所需理论空气量和生成的理论烟气量，二者哪个数值大？为什么？答：生成的理论烟气量大。理论空气中所含的氮不参加燃烧，所以体积不变。而理论空气中的氧气则参加燃烧生成其中生成的和消耗的氧气体积量正好相等，而生成的水蒸气则是所消耗氧气的2倍，所以理论烟气量的数值比理论空气量大。18、为什么燃料计算中空气量按干空气来计算，而烟气量则要按湿空气来计算？答：燃料计算中空气量被认为氧和氮的混合气体，不含其它成分，因此认为亦无水蒸气，所以按干空气来计算。而燃烧生成的烟气中包含很多水蒸汽，理想状态下占相当大的体积，而无法被忽略，因此烟气量按湿空气计算。19.奥式烟气分析仪为什么分析所得的为干烟气成分，而不是湿烟气成分？为什么分析时顺序不能颠倒？为什么测定CO一般测得不准？由于含有水蒸气的烟气在吸入烟气分析仪之后，在量筒中一直和水接触，所以烟气中的水蒸气为饱和水蒸气，及水蒸气和干烟气的体积比例是一定的。因此在选择性吸收的过程中，随着烟气中某一成分被吸收，水蒸气也成比例的被凝结，即也即量筒上测到的数值是干烟气各组成气体的体积。焦性没食子酸碱溶液除了能吸收氧气，同时也能吸收二氧化碳和二氧化硫；氯化亚铜氨溶液吸收一氧化碳，同时也能吸收烟气中的氧气。所以，在分析测定时吸收顺序不能颠倒。燃料燃烧生成的烟气中包含哪些成分？燃料完全燃烧时，其烟气成分是：CO2、SO2、H2O、N2等燃料不完全燃烧时，其烟气成分是：CO、CO2、SO2、H2、H2O、N2、O2、SO3、NOX等21.烟道中烟气随着过量空气系数的增加，干烟气成分中RO2及O2的数值是增加还是减小？0kV00301.2931.293*10*1.240.016110001000kkkVdvVmVkg3m3mkg23000.1110.01240.01611.24HOararkwhmVHWVGkgwhG31.24whmGkg20NV0kV300.79kmVkg100arNkg322.4*0.00828100ararNmNkg23000.790.008NkarmVVNkg22RO和HO2RO.WORD完美格式..专业知识编辑整理.为什么？为什么β值越大，RO2MAX的数值则越小？RO2MAX=[21/(1+β)]*100%第三章1.什么叫锅