锅炉原理与设计复习思考题

锅炉原理与设计复习思考题
复习思考题
第一章
绪论
1. 试述电站燃煤锅炉的主要系统及工质流程。

2.锅炉容量（额定增发量、最大连续增发量），锅炉的蒸汽参数。

300MW机组和
600MW机组对应的锅炉最大连续蒸发量是多少？
3锅炉不同分类标准（用途、容量、蒸汽压力、燃烧方式、蒸发受热面内工质的流动
方式排渣相态、燃烧室内的压力分类） 4.锅炉安全和经济性指标。

2.水冷壁类型。

（光管、膜式、内螺纹管、销钉管）
13.为什么锅炉受热面希望尽可能使用小管径代替大管径。

（小管径经济，节约管材，经济）第三章锅炉燃料一、填空
1、煤的元素分析成分是C、H、O、N、S、A、M ，其中可燃成分是C、H、S，有害成
分是S、A、M。

煤中含量最高的元素是_ C _，包括固定碳FC和_挥发分中的碳 _。

2、煤的工业分析成分有M V FC A 。

3、煤的碳化程度越低，地质年代较短的煤，挥发分含量越__多__，挥发分开始析出
的温度越___低_____。

4、煤的碳化程度越深，其着火温度___高___，点火越__困难____，燃烧越_不稳定
_______。

5、表示灰渣熔融性的指标DT表示__变形温度_____，ST表示_软化温度______，FT表示流动温度_。

A进行分类，6、我国动力用煤主要依据V daf 并参考M、一般分为无烟煤烟煤
贫
煤褐煤。

7、无烟煤的挥发V daf≤10％，烟煤的挥发分10％~37%，褐煤的挥发分≥37%。

8、煤的成分基准常用的有收到基ar 空气干燥基ad 干燥基d 干燥无灰基daf 。

9、炉膛出口的烟温应控制在_灰的软化温度ST以下，否则将引起_炉膛出口受热面结渣。

二、判断改错
1、煤的挥发分含量越多，则其发热量越高。

（）煤的挥发分含量多少与发热量高低没有直接关系。

2、煤的挥发分含量多少，基本上能反应出煤燃烧的难易程度。

（）。

3、煤的收到基水分Mar越大，则该煤低位发热量Qnet，ar越低。

（）
4、在同一煤种成分中，原煤的收到基水分等于其空气干燥基水分。

（）在同一煤种成分中，原煤的收到基水分不等于其空气干燥基水分。

5、在同一煤种成分中，碳的收到基含量等于碳的干燥无灰基含量。

（）不等于
6、煤的元素分析成分中收到基的碳是固定碳。

（）
煤的元素分析成分中收到基的碳是由固定碳和碳化物中的碳组成。

7、煤的元素分析成分中收到基的碳是焦炭。

（）
煤的元素分析成分中收到基的碳是由固定碳和碳化物中的碳组成。

8、煤被一场大雨淋湿后，每千克煤干燥基碳的含量增加。

（）不变
9、煤被一场大雨淋湿后，每千克煤收到基的高位发热量增加。

（）减少
10、褐煤的挥发分析出温度高于烟煤的挥发分析出温度。

（）
1
低于三、问答
1、煤中的固定碳，焦炭和煤中含碳量是否相同，有什么区别？
答：煤中含碳量、固定碳和焦炭三者的数量和物理意义不同。

煤中的含碳量是煤中的全部碳量，包括固定碳和挥发分中的碳；没有挥发的碳称为固定碳，固定碳要在较高的温度下才能着火燃烧；固定碳和灰分组成了焦炭。

2、可燃硫是什么形态的硫？煤中的硫会给锅炉工作带来哪些危害？答：煤中的硫以三种形态存在：有机硫（SO）、硫铁矿硫（SP）和硫酸盐硫（SS）。

前两种硫均能燃烧，称为可燃硫。

硫酸盐硫不能燃烧，属于灰分的一部分。

我国煤的硫酸盐硫含量很少，故常用全硫代表可燃硫作燃烧计算。

硫是煤中有害的可燃元素，给锅炉工作带来许多危害。

（1）硫造成金属受热面的低温腐蚀。

硫在燃烧后生成SO2，其中一部分SO2再氧化成SO3，随烟气流动的SO3与烟气中的
水蒸气进一步结合形成硫酸蒸汽。

当锅炉低温受热面的金属壁温低于烟气露点时，硫酸蒸
汽凝结在受热面上，造成金属的低温腐蚀及堵灰。

（2）煤中的硫还是使受热面发生高温腐蚀的重要因素。

（3）煤中的硫铁矿硫质地坚硬，在煤粉制备过程中加剧磨煤部件的磨损。

（4）烟气中的氧化硫排入大气，会污染环境，造成酸雨。

根据环保要求，电厂锅炉
应采取脱硫措施。

3、煤中所含的灰分、水分对锅炉运行有哪些不利影响？答：灰分是煤中的有害成分。

（1）煤中的灰分非但不能燃烧，而且还妨碍煤中的可燃质与氧的接触，增加燃料着
火和燃尽的困难，使燃烧损失增加；
（2）煤中的灰分是炉膛结渣，受热面积灰和磨损的根源；（3）煤中的灰分还造
成大气和环境的污染。

水分也是煤中的有害成分。

（1）水分不利于煤的燃烧，会降低炉膛温度，使着火困难；
（2）燃料燃烧后，煤中的水分首先吸热变成水蒸气并随烟气排入大气，造成热量损失，使锅炉热效率降低；
（3）水蒸气增加烟气的体积，使吸风机的电耗增加；（4）水分为低温受热面的
腐蚀创造了外部条件；（5）原煤中的水分增加了煤粉制备的困难。

4、煤的挥发分含量多少对锅炉工作有何影响？
答：挥发分是煤的重要特性指标，对煤的燃烧过程有很大的影响。

挥发分高的煤，着
火温度低，煤容易着火。

而且挥发分析出后，其焦炭的孔隙率也大，大大增加了与空气的
接触面积，易于完全燃烧。

相反，挥发分少的煤，着火困难，也不容易燃烧完全。

挥发分
含量是对煤进行分类的重要依据。

5、高低位发热量有何异同之处？答：高、低位发热量都与燃料中可燃物的含量有关，一般可燃元素含量越多，氧的含量越少，发热量越高。

其区别在于水蒸气的汽化潜热，高位发热量等于低位发热量加上水蒸气的汽化潜热。

2
6、灰渣熔融特性在锅炉设计和运行中有何实用意义？影响灰熔点的因素有哪些？
答：煤的灰渣在高温下处于软化或熔化状态，具有粘性。

对固态排渣煤粉炉，要求灰
渣接触受热面之前冷凝成固态。

否则，熔融的灰渣粘附在受热面上，造成受热面结渣，影
响锅炉正常运行。

对液态排渣煤粉炉，却希望燃烧室内的灰渣处于熔化状态，能顺利地从
渣池中排出。

因此，在锅炉设计和运行中，必须考虑灰的熔融性。

实践表明，对于固态排
渣煤粉炉，当ST>1350℃时，造成炉内结渣的可能性不大，为了避免炉膛出口结渣，炉膛
出口烟气温度应低于ST。

影响灰燃点的因素主要是煤中灰分的成分及各种成分的含量比例大小，它是决定灰渣
熔融特性的最主要因素。

其次是与灰渣所处的环境气氛有关，在还原性气氛中灰的ST降
低。

7、我国发电用煤根据哪几个主要指标进行分类？
答：根据GB7562－87，我国发电用煤选用Vdaf、Ad、Mf及全水分Mt、干燥基的全硫
St，d和ST作为主要分类特性指标，以Qnet，ar作为辅助分类指标。

四、计算（示例）
1、已知HG-120/39型锅炉燃用鹤岗烟煤，它的元素分析成分如下：
Car=58.14% Har＝3.86％ Oar＝8.09％ Nar=0.62% Sar＝0.22％ Aar＝20.07％Mar =9% Mad =1%
试求：该燃料的空气干燥基和干燥基成分。

答：煤的收到基成分换算成空气干燥基成分的换算系数为：
100?Mad100?1 K===1.088
100?Mar100?9 则煤的空气干燥基成分为：
Cad=1.088?58.14%=63.26% Had=1.088?3.86%=4.20% Oad=1.088?8.09%=8.80% Nad=1.088?0.62%=0.67% Sad=1.088?0.22%=0.24% Aad=1.088?20.07%=21.84%
煤的收到基成分换算成干燥基成分的换算系数为：
100100 K===1.099
100?Mar100?9 则煤的干燥基成分为：
Cd=1.099?58.14%=63.90% Hd=1.099?3.86%= 4.24% Od=1.099?8.09%=8.89% Nd=1.099?0.62%=0.68% Sd=1.099?0.22%=0.24% Ad=1.099?20.07%=22.06%
3
100-Mar100-11.3 =0.887Kd-ar==100100
Aar=Ad?Kd-ar=0.4147?0.887=0.3678
100-Mar-Aar100 ?11.3?36.78 100100 Car=Kdaf-ar?Cdaf=0.8206?0.5192=0.4260
Har=Kdaf-ar?Hdaf=0.0555?0.5192=0.0288
Oar=Kdaf-ar?Odaf=0.0888?0.5192=0.0461
Nar=Kdaf-ar?Ndaf=0.0157?0.5192=0.0081
Sar=Kdaf-ar?Sdaf=0.0194?0.5192=0.01
2、已知甲种煤的Qnet，ar=25122kJ/kg Aar＝20％；乙种煤的Qnet，
ar=16748kJ/kg
Aar＝15％如果锅炉工作时，效率、负荷条件基本相同，试问哪一种燃料出灰量大？答：甲种煤的折算灰分Aar，zs=10000?Kdaf-ar=??0.519220Aar1=10000?=7.961%
25122Qnet,ar1 乙种煤的折算灰分Aar，zs=10000?15Aar2=10000?=8.956%
16748Qnet,ar2 故当锅炉工作效率、负荷条件基本相同时，乙种燃料出灰量大。

3、北京某电厂燃煤的Qnet，ar=26667kJ/kg ，每小时耗煤量24.5 t/h ；天津某电
厂燃煤的Qnet，ar=20592kJ/kg ，每小时耗煤量26.5 t/h 。

试比较哪个电厂煤耗
量低？答：北京某电厂每小时标准耗煤量Bb＝B?Qnet,ar26667=24.5?=22.32 t/h
2927029270Qnet,ar20592=26.5?=18.64 t/h
2927029270 天津某电厂每小时标准耗煤量Bb＝B?所以，天津某电厂的煤耗量低。

4. 某电厂燃用马头洗中煤，Cdaf=82.06%，Hdaf=
5.55%，Odaf=8.88%，Ndaf=1.57%，Sdaf=1.94%，Mar=11.30%，Ad=41.47%，试计算该煤种的收到基成份。

答：
100-Mar100-11.3Kd-ar===0.887
100100
Aar=Ad?Kd-ar=0.4147?0.887=0.3678
100-Mar-Aar100?11.3?36.78Kdaf-ar=??0.5192
100100
Car=Kdaf-ar?Cdaf=0.8206?0.5192=0.4260
Har=Kdaf-ar?Hdaf=0.0555?0.5192=0.0288
Oar=Kdaf-ar?Odaf=0.0888?0.5192=0.0461
Nar=Kdaf-ar?Ndaf=0.0157?0.5192=0.0081
Sar=Kdaf-ar?Sdaf=0.0194?0.5192=0.01
4
第四章：燃烧过程的物质平衡和锅炉热平衡一、填空
1、当α>1、完全燃烧时，烟气的成分有CO2 SO2 N2 O2 H2O；当α＜1、不完全燃烧时，烟气的成分有 CO
2、CO、SO2、N2、O2、H2O 。

2、烟气焓的单位是“kJ/kg”，其中“kg”是指每千克燃料。

3、负压运行的锅炉中，沿烟气流程到空气预热器前，烟气侧的RO2逐渐变小，O2逐渐增大，烟气侧的α逐
渐增大，漏风总量逐渐增大，飞灰浓度逐渐减小。

4、烟气中的过量空气（含水蒸气容积）ΔV=1.0161（α-1）V0 。

5、利用奥氏烟气分析仪进行烟气分析时，先让烟气经过装有氢氧化钾溶液的吸收瓶1，以吸收烟气中的CO2 SO2；再让烟气经过装有焦性食子酸碱溶液的吸收瓶2，以吸收烟气
中的O2；最后让烟气经过装有氧化亚铜溶液的吸收瓶3，以吸收烟气中的CO。

以上吸收顺序不能颠倒。

6、烟气成分一般用烟气中某种气体的分容积占总容积的百分数表示。

7、完全燃烧方程式为21-O2=（1+β）RO2它表明完全燃烧时，烟气中含氧量和RO2
之间的关系。

当α=1时，该方程式变为RO2，max、=21/（1+β），它表明烟气中最大的RO2含量仅仅与燃料的特性系数β有关系，利用它可以求燃烧生成烟气中RO2的最大值。

8、计算α的两个近似公式分别为α＝RO2，max21，α＝。

两式的使用条件是β很小，
RO221?O2完全燃烧，Nar忽略不计。

9、在室燃炉各项热损失中，最大一项热损失是__排烟热损失，其值约为__4%-
8%______。

10、对于固态排渣煤粉炉，不完全燃烧热损失是指气体不完全损失q3和固体不完全
损失q4。

11、最佳过量空气系数是指q2+q3+q4之和最小时所对应的过量空气系数。

12、现代大型电站锅炉输入热量中最大一项是燃料收到基地位发热值。

13、电站锅炉有效利用热量中最大一项是__给水变成过热蒸汽所吸收的热量_。

14、
锅炉容量越大，其散热损失__小_____。

15、燃煤锅炉如果没有用外界热量加热燃料时，
只有当固体燃料的水分___Mar>Qar,net/630_ 时才考虑计算燃料的物理显热。

16、对于固态排渣煤粉炉，只有当_____Aar>Qar,net/418___时才考虑计算q6，计算
时灰渣的温度取_600℃_。

17、锅炉的有效利用热量一般包括过热蒸汽再热蒸汽排污水和自用蒸汽。

二、判断改错
1、实际空气量就是燃料完全燃烧实际需要的空气量。

（×）实际空气量就是实际供
给燃料燃烧的空气量。

2、负压运行的锅炉中，沿烟气流程到空气预热器前，烟气侧的RO2、O2是逐渐减少的。

（×）负压运行的锅炉，沿烟气流程到空气预热器前，烟气侧的RO2逐渐减小，O2
是逐渐增大的。

3、负压运行的锅炉中，沿烟气流程到空气预热器前，烟气侧的α和漏
风总量是逐渐增大的。

（√） 4、煤种不同而理论空气量是相同的。

（×）煤种不同，
理论空气量是不同的。

5、固态排渣煤粉炉燃烧室出口的飞灰浓度大于空气预热器前的飞灰浓度。

（√ ）
6、烟气成分分析中，RO2、O2、CO等分别表示这些气体的容积占全烟气容积的百
分数。

（×）
5
感谢您的阅读，祝您生活愉快。