鍋爐原理習(xí)題課

鍋爐原理習(xí)題課第一章概述1.鍋爐是什么設(shè)備？它有哪些主要部件？2.用哪些參數(shù)來(lái)描述一臺(tái)鍋爐？3.鍋爐分幾種類(lèi)型？4.鍋爐壓力對(duì)受熱面布置有何影響？5.鍋爐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有哪些？各項(xiàng)指標(biāo)的含義是什么？6.工業(yè)鍋爐的型號(hào)是怎樣表示的？各組字碼代表什么意思？7.畫(huà)出鍋爐的示意簡(jiǎn)圖，并標(biāo)注各部件名稱(chēng)。8.簡(jiǎn)述循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)。9.循環(huán)流化床鍋爐的技術(shù)關(guān)鍵是什么？第一章概述4.鍋爐壓力對(duì)受熱面布置有何影響？答：1.低參數(shù)小容量鍋爐(工業(yè)鍋爐)-----主要是蒸發(fā)受熱面，除了爐膛水冷壁外，對(duì)流煙道中還要放置鍋爐管束。僅在尾部裝有面積不大的鑄鐵省煤器預(yù)熱給水。2.中參數(shù)鍋爐-----加熱和過(guò)熱所需熱量增加，蒸發(fā)吸熱比例減少，爐膛輻射熱傳給作為蒸發(fā)受熱面的水冷壁，對(duì)流水平煙道放置過(guò)熱器，尾部豎煙井放置省煤器和空氣預(yù)熱器。3.高參數(shù)鍋爐------蒸發(fā)吸熱比例更小，不足以完全吸收爐膛中燃料燃燒放出的輻射熱，而過(guò)熱吸熱增加很多，就有可能也有必要在爐膛中放置過(guò)熱受熱面，如頂棚過(guò)熱器和屏式過(guò)熱器。4.超高參數(shù)鍋爐-----蒸發(fā)吸熱比例進(jìn)一步大幅減少，相應(yīng)的過(guò)熱和中間再過(guò)熱的比例增加。除了頂棚過(guò)熱器和出口處后屏過(guò)熱器外，在爐膛上部還放置了前屏過(guò)熱器，并在水平煙道后部和尾部煙道上部布置再熱器。5.亞臨界參數(shù)帶中間再熱的鍋爐-----過(guò)熱器和再熱器面積還要增加。而為了使?fàn)t膛出口煙溫不致過(guò)高，在爐膛里要安裝雙面水冷壁或墻式再熱器。第一章概述6.工業(yè)鍋爐的型號(hào)是怎樣表示的？各組字碼代表什么意思？答：國(guó)產(chǎn)電廠鍋爐型號(hào)一般如下表示：△△－XXX/XXX－XXX/XXX－△X

第一組符號(hào)是制造廠家的漢語(yǔ)拼音的縮寫(xiě)，如HG表示哈爾濱鍋爐廠,SG表示上海鍋爐廠，WG表示武漢鍋爐廠，DG表示東方鍋爐廠，BG表示北京鍋爐廠等。第二組是數(shù)字，分子數(shù)字是鍋爐容量，單位以t/h表示；分母數(shù)字為鍋爐出口過(guò)熱蒸汽壓力，單位以MPa[或kgf/cm2，表壓]表示。第三組也是數(shù)字，分子和分母分別表示過(guò)熱蒸汽和再熱蒸汽溫度，單位均以℃表示。最后一組中符號(hào)表示燃料代號(hào)，而數(shù)字表示設(shè)計(jì)序號(hào)。煤，油，氣的燃料代號(hào)分別為M,Y,Q；其他燃料的燃料代號(hào)為T(mén)。例如DG-670/140-540/540-M8表示東方鍋爐廠制造的，容量為670t/h，過(guò)熱蒸汽壓力為140kgf/cm2(13.7MPa,表壓)，過(guò)熱蒸汽溫度為540℃，再熱蒸汽溫度為540℃，設(shè)計(jì)燃料為煤，設(shè)計(jì)序號(hào)為8。第一章概述9.循環(huán)流化床鍋爐的技術(shù)關(guān)鍵是什么？答：PPT上是有的！(1)分離器(2)有效的防磨防腐措施

--爐膛水冷壁的防磨

--分離器的防磨

--尾部對(duì)流受熱面的防磨

--特殊部位的防磨(3)點(diǎn)火系統(tǒng)(4)回灰裝置

第二章鍋爐的物質(zhì)平衡和熱平衡

6.一臺(tái)4噸/時(shí)的鏈條爐，運(yùn)行中用奧氏分析儀測(cè)得爐膛出口處RO2=13.8%，O2=5.9%，CO=0；省煤器出口處RO2=10.0%，O2=9.8%，CO=0。如燃料特性系數(shù)β為0.1，則試校核煙氣分析結(jié)果是否準(zhǔn)確？爐膛和省煤器出口處的過(guò)量空氣系數(shù)及這一段煙道的漏風(fēng)系數(shù)有多大？并以計(jì)算結(jié)果分析鍋爐工作是否正常？答：爐膛出口處省煤器出口處故，兩處的煙氣分析皆正確。爐膛出口處省煤器出口處由故，從爐膛和省煤器出口處煙道漏風(fēng)系數(shù)為0.49，漏風(fēng)較大。

第二章鍋爐的物質(zhì)平衡和熱平衡

7.

必考：理論空氣量，理論煙氣量，煙氣焓（考試的時(shí)候需要查表的值會(huì)給定的）第二章鍋爐的物質(zhì)平衡和熱平衡

9~11為熱損失計(jì)算題，公式課本上都有。要知道各項(xiàng)表示什么~9.某廠SZP10-13型鍋爐燃用應(yīng)用基灰分為17.74%、低位發(fā)熱量為6100kCal/kg的煤，每小時(shí)耗煤1544kg。在運(yùn)行中測(cè)得灰渣和漏煤總重量為213kg/h，其可燃物含量為17.6%，飛灰可燃物含量為50.2%，試求固體不完全燃燒熱損失。答：a表示灰量占入爐燃料總灰分的質(zhì)量份額?。?！第二章鍋爐的物質(zhì)平衡和熱平衡

10.某鏈條爐熱工試驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)如下：Cy=55.5%，Hy=3.72%，Sy=0.99%，Oy=10.38%，Ny=0.98%，Ay=18.43%，Wy=10.0%；=5100kCal/kg；爐膛出口的煙氣成分RO2=11.4%，O2=8.3%以及固體不完全燃燒熱損失q4=9.78%，試求氣體不完全燃燒熱損失。答：得：第二章鍋爐的物質(zhì)平衡和熱平衡

11.已知SHL10-13-WII型鍋爐燃煤元素成分：Cy=59.6%，Hy=2.0%，Sy=0.5%，Oy=0.8%，Ny=0.8%，Ay=26.3%，Wy=10.0%；=5300kCal/kg；αpy=1.65，θpy=160℃；tlk=30℃；q4=7%，試計(jì)算排煙熱損失。答：理論耗氧量：冷空氣焓：理論煙氣焓：煙氣焓：理論煙氣焓+過(guò)量的空氣焓：排煙熱損失：第三章蒸發(fā)受熱面

對(duì)于水冷壁，汽包，折焰角及衛(wèi)燃帶的作用5.為什么大型鍋爐采用雙面水冷壁？答：隨著鍋爐容量的增加，爐膛空間雖然相應(yīng)增大，但能布置水冷壁的爐墻表面積并不成比例增加，而是增加較少，因而需要布置雙面水冷壁來(lái)增加輻射受熱面。6.為什么小型鍋爐要設(shè)置對(duì)流管束？為什么對(duì)流鍋爐要安裝折煙板？答：1.

對(duì)于小型鍋爐，由于工作壓力低，汽化熱所占比例較大，爐膛輻射吸熱量遠(yuǎn)小于鍋爐工質(zhì)蒸發(fā)所需的熱量，僅爐膛水冷壁吸熱量還不能滿足汽化熱的需要，故還必須有另外的對(duì)流蒸發(fā)受熱面，即對(duì)流管束。2.折煙板可增加煙氣流程，增加湍流程度，加強(qiáng)煙氣混合，使熱交換更充分，且各流程的煙氣流截面隨煙氣的溫度的降低而逐漸縮小，使煙氣流沿著煙道高度分布趨于均勻，消除溫度不均，可保持足夠高的煙氣流速，同時(shí)防止結(jié)渣。第四章過(guò)熱器與再熱器

3.

為什么中低壓鍋爐大多采用對(duì)流過(guò)熱器，而高壓或超高壓及以上壓力鍋爐采用對(duì)流式過(guò)熱器外還要采用半輻射式或輻射式過(guò)熱器？答：對(duì)中低壓鍋爐，由于需要的過(guò)熱量較少，因此，只要把過(guò)熱器布置在鍋爐的對(duì)流煙道中，采用順流或逆流的合理布置方式，通過(guò)對(duì)流傳熱吸收的熱量已經(jīng)足夠，同時(shí)也保證管壁的安全和盡量節(jié)約金屬用量。高壓或超高壓及以上壓力鍋爐中，一方面爐膛輻射吸熱量大于蒸發(fā)所需熱量，爐膛輻射受熱必需而且可能讓出一部分給其它受熱面，另一方面過(guò)熱器需要更多的熱量，汽溫升高，即采用半輻射式或輻射式過(guò)熱器。5.

為什么輻射式過(guò)熱器常作為過(guò)熱器的低溫段？答：輻射式過(guò)熱器通常布置在爐膛中，煙溫很高，把它作為低溫段可以保護(hù)過(guò)熱器。同時(shí)在正常的工作條件下，輻射過(guò)熱器中最大的管壁溫度可能比管內(nèi)工質(zhì)的溫度高出100—120度，因此，輻射式過(guò)熱器常作為過(guò)熱器的低溫段。7.

為什么再熱器蒸汽側(cè)的放熱系數(shù)僅為過(guò)熱器的1/5，而再熱器的傳熱系數(shù)與過(guò)熱器幾乎相等？

由于再熱蒸汽壓力低，管壁對(duì)蒸汽的對(duì)流放熱系數(shù)較小，傳熱性能較差，蒸汽的密度較小，其放熱系數(shù)比過(guò)熱蒸汽相對(duì)小很多傳熱系數(shù)為蒸汽側(cè)給熱、金屬管壁導(dǎo)熱、煙氣側(cè)給熱串聯(lián)組成。煙氣側(cè)給熱系數(shù)最低，是控制步驟，所以再熱器的傳熱系數(shù)與過(guò)熱器幾乎相等。11.

分配集箱轉(zhuǎn)換系數(shù)B1小于1，而匯集集箱轉(zhuǎn)換系數(shù)B2大于1，各表明什么？分配集箱轉(zhuǎn)換系數(shù)B1小于1，表明由于分流造成渦流，主流道流體由于動(dòng)量交換而獲得的能量比轉(zhuǎn)換系數(shù)為1時(shí)的理論值??；而匯集集箱轉(zhuǎn)換系數(shù)B2大于1，表明由于合流造成渦流，主流道流體所失去的能量比理論值大。第四章過(guò)熱器與再熱器

第五章省煤器與空氣預(yù)熱器

5.

為什么省煤器蛇形管大多采用平行于前墻的安裝方式？答：蛇形管在煙道中的布置方向?qū)ι咝喂苤械乃儆泻艽笥绊?。如果采用蛇形管平行于鍋爐前墻的布置，那就會(huì)使比較嚴(yán)重的煙氣磨損局限于靠近煙道后墻的幾根管子，損壞后，也只需更換幾根，而這一點(diǎn)恰能與保證所需水速的要求相一致。7.

什么條件下鍋爐的尾部受熱面需采用雙級(jí)布置？為什么？畫(huà)出尾部受熱面雙級(jí)布置時(shí)的溫度變化曲線，簡(jiǎn)述尾部受熱面雙級(jí)布置時(shí)的吸熱量分配原則。答：(1)在燃料需要較高的熱空氣溫度時(shí)，同時(shí)主要取決于安全性考慮，采用雙級(jí)布置的系統(tǒng)較合理。(2)省煤器和空氣預(yù)熱器的各級(jí)沿對(duì)流煙道交錯(cuò)布置。這種方式不可避免地要使鍋爐本體和鍋爐房的外形尺寸，特別是高度增加；同時(shí)還使對(duì)流煙道的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，并增大省煤器受熱面、連接管道以及風(fēng)道等的金屬耗量。采用雙級(jí)布置，使空氣預(yù)熱器的運(yùn)行可靠性降低。因此這種布置只有在燃料燃燒需要較高的熱空氣溫度時(shí)才采用。

圖為尾部受熱面雙級(jí)布置時(shí)的溫度變化工況。在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，排煙溫度、熱空氣溫度和進(jìn)尾部煙道的煙氣溫度是已選定或計(jì)算確定了的。因此，吸熱量的最佳分配問(wèn)題，可以歸結(jié)為確定第一級(jí)和第二級(jí)空氣預(yù)熱器的煙氣進(jìn)口溫度。尾部受熱面雙級(jí)布置時(shí)的吸熱量分配原則:根據(jù)上面的分析，在采用雙級(jí)配合尾部受熱面時(shí)，應(yīng)按以下原則考慮布置方案：（1）取第一級(jí)空氣預(yù)熱器空氣出口溫度等于給水溫度加10-20℃；（2）第二級(jí)空氣預(yù)熱器入口煙溫不宜超過(guò)480－500℃，以避免空氣預(yù)熱器上管板燒壞。（3）第一級(jí)省煤器出口水溫應(yīng)低于水沸點(diǎn)40－50℃。（4）在結(jié)構(gòu)上尾部受熱面不宜過(guò)長(zhǎng)，過(guò)長(zhǎng)時(shí)排煙煙道很難布置，一般希望排煙煙道的下緣標(biāo)高在2m以上（以鍋爐房地面標(biāo)高為零時(shí)）。（5）在滿足以上幾個(gè)原則下改變第一級(jí)省煤器的吸熱量以尋求最經(jīng)濟(jì)的配合方案8.

選擇鍋爐排煙溫度的原則有哪些？(1)排煙溫度的選擇與冷空氣溫度、給水溫度、水當(dāng)量與煙氣的最小溫差有關(guān)；(2)冷空氣溫度是給定的，通常即為鍋?zhàn)o(hù)房?jī)?nèi)的空氣溫度，為了防止腐蝕，有時(shí)需用蒸汽預(yù)熱，加熱程度取決于工作安全性；(3)給水溫度、空氣預(yù)熱器出口端溫差與省煤器進(jìn)口端溫差對(duì)排煙溫度的影響決定于經(jīng)濟(jì)技術(shù)計(jì)算。第六章?tīng)t膛傳熱及計(jì)算4.爐膛出口過(guò)?？諝庀禂?shù)的變化對(duì)理論燃燒溫度有何影響？答：一般來(lái)說(shuō)，過(guò)量空氣系數(shù)增加，理論燃燒溫度下降，火焰中心位置及爐膛內(nèi)火焰溫度最高平面向上移動(dòng)。當(dāng)過(guò)量空氣系數(shù)減少，與上述相反。但比爐膛燃燒完全所需最小值還要小時(shí)，由于燃料無(wú)法完全燃燒，燃燒溫度也下降。5.同一種燃料，應(yīng)用基水分增加時(shí)理論燃燒溫度有何變化？答：理論燃燒溫度也稱(chēng)絕熱燃燒溫度，是指在絕熱條件下所具有的燃燒溫度。應(yīng)用基水分的增加會(huì)使進(jìn)入爐膛的有效放熱量降低，增加著火熱，使著火推遲，燃燒也不易完全，機(jī)械和化學(xué)不完全燃燒熱損失會(huì)增加，理論燃燒溫度降低。6.計(jì)算爐膛出口煙溫時(shí)為什么要預(yù)先假定一個(gè)值，然后通過(guò)反復(fù)校核來(lái)得到爐膛出口煙溫，而不用顯函數(shù)的形式直接計(jì)算？答：在爐膛傳熱計(jì)算的方程中，有很多量間的關(guān)系無(wú)法確定，由于爐內(nèi)過(guò)程的復(fù)雜性，作純理論的數(shù)學(xué)計(jì)算是不可能的，只能對(duì)簡(jiǎn)化的模型進(jìn)行理論分析，然后根據(jù)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立半經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算公式，即要假設(shè)出口煙溫，用迭代法使偏差在接受的范圍內(nèi)。8.某113.9kg/s(410t/h)鍋爐計(jì)算燃料量為13.885kg/s，煤擁有熱量Qar,net,p=25250kJ/kg，爐膛容積2750m3，爐墻面積Ab=1301m2，保溫系數(shù)=0.995，爐膛黑度al=0.86，爐膛平均熱有效系數(shù)=0.45，燃燒產(chǎn)物理論燃燒溫度2268K，爐膛出口煙溫為1373.15K時(shí)燃燒產(chǎn)物平均熱容量為Vcpj=13.64kJ/(kg·K)?；鹧嬷行奈恢孟禂?shù)M=0.439。試分別運(yùn)用半經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式和改進(jìn)的爐膛傳熱計(jì)算方法計(jì)算爐膛出口煙氣溫度。答：（1）半經(jīng)驗(yàn)公式(2)改進(jìn)公式q4=0