熱能與動力節(jié)能技術第三章、四章作業(yè)必考

第三、四章習題1、鍋爐的工作過程大致可怎樣歸納？2、燃料的收到基、空氣干燥基、干燥基及干燥無灰基分別適用于什么場合？3、已知煤的空氣干燥基成分：Cad=60.5%， Had=4.2%，Sad=0.8%，Aad=25.5%，Mad=2.1%和風干水分Mfar=3.5%，試計算上述各種成分的收到基含量。4、SZL10-1.3-W-II型鍋爐所用燃料成分為Car=59.6%，Har=2.0%，Sar=0.5%，Oar=0.8%，Nar=0.8%，Aar=26.3%，Mar=10.0%，求燃料所需的理論空氣量和燃燒產生的理論煙氣量。5、鍋爐的熱損失有哪些？怎樣降低這些熱損失？6、對于工業(yè)鍋爐，有哪些節(jié)能新設備？7、什么是工業(yè)窯爐？我國工業(yè)窯爐存在的主要問題？8、分別論述富氧燃燒技術、蓄熱式燃燒技術、水泥窯中低溫余熱發(fā)電技術的原理。第三、四章習題解答1、鍋爐的工作過程大致可怎樣歸納？答：燃料的燃燒過程燃料（煤）爐排面（燃燒室）除渣板（入灰渣斗）給煤斗高溫煙氣空氣煙氣向水（汽等工質）的傳熱過程水冷壁輻射換熱1）給水：2）水循環(huán)：3）汽水分離：輻射換熱對流換熱過熱器對流換熱對流管束對流換熱省煤器、空氣預熱器除塵引風機煙囪水的受熱和汽化過程高溫煙氣省煤器水汽鍋下降管下鍋筒下集箱水冷壁蒸汽過熱器蒸汽上鍋筒下半部的水空間水上集箱上鍋筒對流管束2、燃料的收到基、空氣干燥基、干燥基及干燥無灰基分別適用于什么場合？答：收到基：即對進場原煤或爐前應用燃料取樣，以它的質量作為

100%計算其各組分的質量分數。

適用場合：燃料的收到基成分是鍋爐燃用燃料的實際應用成分，用于鍋爐的燃燒、傳熱、通風和熱工試驗的計算。

空氣干燥基：以與空氣達到平衡狀態(tài)的煤為分析基準，即以在實驗室條件下（溫度為（20±1）℃，相對濕度為（65±1）

%）下進行自然干燥（除去外在水分）后的燃料的基準。

適用場合：實驗室中進行燃料成分分析時采用。干燥基：假想無水狀態(tài)的煤為基準，即以出去全部水分的干燥燃料作為分析基準。

適用場合：對煤等固體燃料來說，可真實反映其中灰的含量。

干燥無灰基：即以出去全部水分和灰分的燃料作為基準。適用場合：用于判斷煤的燃燒特性和進行煤的分類的依據；煤礦提供的煤質成分也通常是干燥無灰基各組分。3、已知煤的空氣干燥基成分：Cad=60.5%， Had=4.2%，Sad=0.8%，Aad=25.5%，Mad=2.1%和風干水分Mfar=3.5%，試計算上述各種成分的收到基含量。答：（1）（2）（3）由（1）和（2），可得出：將Mar代入（3），可得出：同理，可得出：4、

SZL10-1.3-W-II型鍋爐所用燃料成分為Car=59.6%，Har=2.0%，Sar=0.5%，Oar=0.8%，Nar=0.8%，Aar=26.3%，Mar=10.0%，求燃料所需的理論空氣量和燃燒產生的理論煙氣量。答：（1）理論空氣量計算1kgC完全燃燒，需要1.866m3的O2，1kg燃料中有C元素kg，則需要O2的量為m3/kg；對于H、S也是同樣的方法計算，1kg燃料中的H、S完全燃燒分別需要O2的體積為：m3/kgm3/kg

燃料中的O元素燃燒會生成O2，對于1kg燃料而言，O元素生成的O2體積為：

因此，1kg燃料完全燃燒所需要的理論O2體積為：1kg燃料完全燃燒所需要的理論空氣體積為：m3/kgm3/kgm3/kg（2）理論煙氣量計算1kgC完全燃燒，需要1.866m3的O2；1kg燃料中有C元素kg，則產生CO2的量為m3/kg；1kg燃料中的H完全燃燒產生H2O的體積為：m3/kg；S完全燃燒產生SO2的體積為：m3/kg；1kg燃料中有N元素完全燃燒生成N2的體積為：m3/kg

燃燒1kg燃料所需要的理論空氣量中有的N2m3/kg

空氣中的水蒸氣忽略不計，則1kg燃料完全燃燒產生的理論煙氣體積為：m3/kg1kg燃料中的水分質量為，燃燒產生H2O體積為：m3/kg5、鍋爐的熱損失有哪些？怎樣降低這些熱損失？答：熱損失途徑：排煙熱損失、氣體不完全燃燒熱損失、固體不完

全燃燒熱損失、鍋爐散熱熱損失、灰渣物理熱損失。措施：合理選取爐膛的過量空氣系數減少各煙道的漏風量確定合理的排煙溫度降低排煙熱損失優(yōu)化爐子結構（如：確定合適的爐膛高度或體積；優(yōu)化爐膛結構，減少死角；合理布置爐內水冷壁等）制定合理的燃用配煤計劃優(yōu)化燃燒過程的組織（如：根據不同燃料和不同燃燒方式選取合理的過量空氣系數；合理布置二次風的引入和分布等）優(yōu)化運行操作（如：控制層燃爐燃料層的厚度等）降低氣體不完全燃燒熱損失制定合理的燃用配煤計劃優(yōu)化爐子結構（如：對于層燃爐，針對煤種選取合理的爐排通風孔隙，降低漏煤損失；對于煤粉爐，選取合理的爐膛尺寸和燃燒器布置位置等）優(yōu)化爐內運行工況（如：鍋爐運行負荷增加時，合理控制穿過燃料層的氣流速度，控制飛灰損失；選取合理的層燃爐煤層厚度、鏈條爐爐排速度及風量分配等）選取合理的過量空氣系數控制入爐煤的粒度上限降低固體不完全燃燒熱損失根據實際情況，選擇合適容量的鍋爐（鍋爐容量越大，其與外界接觸的面積相對變小，散熱損失減?。┘友b省煤器、空氣預熱器（有尾部受熱面的鍋爐散熱損失較?。╁仩t做好保溫措施，盡量降低鍋爐外表面溫度（要考慮保溫材料的使用厚度、價格以及運行維護費用等，兼顧經濟型）降低鍋爐散熱熱損失6、對于工業(yè)鍋爐，有哪些節(jié)能新設備？答：熱管換熱器、蒸汽蓄熱器、真空除氧技術。7、什么是工業(yè)窯爐？我國工業(yè)窯爐存在的主要問題？答：工業(yè)窯爐：利用燃料燃燒產生的熱量，或將電能轉化為熱能，從而

實現對工件或物料進行熔煉、加熱、烘干、燒結、裂解

和蒸餾等各種加工工藝所用的熱工設備。我國工業(yè)窯爐存在的主要問題是：技術水平低，裝備陳舊落后、規(guī)模??；能耗高；大部分缺乏除塵脫硫污染控制設施，污染嚴重；運行管理水平低，管理粗放。8、分別論述富氧燃燒技術、蓄熱式燃燒技術、水泥窯中低溫余熱發(fā)電技術的原理。答：富氧燃燒技術是一項節(jié)能新技術，以助燃空氣中氧含量超過常

規(guī)值直至使用純氧（氧體積含量高于21%的富氧空氣或純氧代

替空氣作為助燃氣體）的一種高效強化燃燒技術。普通燃燒過程中，參與反應的僅是空氣中的氧，大量N2與燃燒

產物在燃燒煙氣中共存，會攜帶大量顯熱排入大氣。若增加空

氣中O2含量，則燃燒所需理論空氣量和排入大氣的顯熱均顯著

減少；

在富氧燃燒過程中，需要較少熱量加熱N2，火焰溫度升高，增

加了燃燒的速率，促進燃料燃燒完全，降低了由于不完全燃燒

產生的熱損失。蓄熱式高溫燃燒系統主要包括：兩個燒嘴、兩套蓄熱裝置、一臺氣體切換閥和相關控制系統。燒嘴與蓄熱體成對出現，當燒嘴A工作時，燒嘴B及同側蓄熱體

充當排煙通道，燒嘴B同側蓄熱體被煙氣預熱；一定時間后控制

切換系統，使燒嘴B工作，燒嘴A停止工作，轉為排煙和蓄熱裝

置。如此兩個燒嘴交替工作，燒嘴A、B兩側蓄熱體輪流被排出

的高溫煙氣預熱。

煙氣與蓄熱體換熱，最后經四通換向閥排出，廢煙氣溫度可降到150~200℃；助燃空氣通過蓄熱體被預熱后可被預熱到較高的溫

度（僅比高溫煙氣溫度低50~100℃）。通過這種交替運行方式，

實現了“煙氣余熱的極限回收”、“助燃空氣的高溫預熱”。水泥窯中低溫余熱發(fā)電技術的基本原理是：

以30℃左右的軟化水經除氧器除氧后，用水泵加壓進入窯頭余熱

鍋爐省