河北工业大学锅炉原理期末复习问答题

1.发热量蒸发量D：指蒸汽锅炉每小时所生产的额定蒸汽量（即额定压力、额定温度、效率一定时的连续蒸发量），单位t/h。

2.发热量燃料的发热量：指在某一温度下（通常是在15至25度之间测定的），单位质量的燃料（1kg或者1Nm3）在与外界无机械功交换条件下，完全燃烧后再冷却到原来温度时所释放出的热量。

(kJ/kg)高位发热量：在实验条件下测定发热量的时候，燃烧产物最终被冷却到初始温度，此时燃料产物中的水蒸气温度将凝结为水，并将汽化潜热释放出来，因此此时测定的发热量称为高位发热量Qgw。

低位发热量：在燃烧设备中，产物一般温度较高，水蒸汽不能凝结，此时得到的发热量是低位发热量Qdw。

发热量是评价燃料质量的重要指标之一，也是热力计算的基本数据，需要实验测定。

3.灰熔点和焦炭结焦对炉内燃烧的影响灰熔点对锅炉的工作具有较大的影响，灰熔点过低，容易引起受热面结渣。

另外溶化的渣会将未燃尽的焦炭包裹起来，阻碍空气与焦炭的充分接触，使燃烧速度降低；有时候，熔融的灰渣还会堵塞炉排的通风孔隙，使燃烧工况恶化。

焦炭粘结性对层燃锅炉的燃烧过程影响相当显著，若在炉排燃烧粘结性弱的煤，则会在燃烧过程中形成粉状焦炭，堆积十分严密，将妨碍空气从炉排缝隙穿过。

为了加强通风，则必须提高空气流动速度，那么这些粉状焦炭又会被高速气流吹走，在炉排上形成“火口”，燃烧工况也会恶化。

若焦炭的粘结性太强，焦炭又会熔融粘结在一起，内部的可燃物质难以接触到外围的空气，燃烧过程将趋于缓慢甚至中断。

因此，对于链条锅炉来讲，粘结性太弱或太强的煤，都不适用。

4.锅炉热平衡锅炉热平衡研究燃料的热量在锅炉内部的利用情况，测算多少热量被利用，多少热量损失，以及这些损失的表现方式与产生原因；热平衡的根本目的就是为提高锅炉的热效率寻找最佳的途径。

热效率是衡量锅炉设备的完善程度与运行水平的重要指标之一，提高热效率是锅炉运行管理的主要工作。

为了全面评定锅炉的工作状况，有必要对锅炉进行热平衡测试，从而更加细致的分析总结影响热效率的因素，得到测量数据以指导锅炉的运行与改造。

5.固体不完全燃烧的种类与影响因素。

（1）灰渣损失Qhz，为参与燃烧或者没有燃尽的碳粒与灰渣一同落入灰斗造成的损失；（2）漏煤损失Qlm，部分燃料经炉排落入灰坑造成的损失；（3）飞灰损失Qfh，未燃尽的碳粒随烟气飞走造成的损失。

（1）燃料特性的影响：灰分越高、灰分熔点越低，灰渣损失越大；（2）燃烧方式的影响：机械或者风力抛煤机炉比链条炉的飞灰损失大，煤粉炉尽管不漏煤但飞灰损失远远大于层燃炉，沸腾炉飞灰损失更严重；（3）锅炉结构的影响：炉拱的尺寸、二次风的大小、炉排的尺寸及间隙都有影响，炉排间隙大则漏煤损失严重，炉膛尺寸过小则烟气滞留时间短，飞灰损失加强。

（4）运行工况的影响：当负荷增大时，燃料增加，风量相应提高，风速增加，飞灰损失加大；过量空气系数增加也导致飞灰损失增加。

6.排烟热损失由于技术条件限制，烟气在排入大气的温度要远远高于进入锅炉得空气温度，这部分被排烟带走的热量称为排烟热损失。

影响因素主要是排烟温度与排烟容积。

（1）排烟温度的影响：排烟温度越高，热损失越大；但是排烟温度过低在技术上、经济上都是不合理的。

排烟温度降低，将导致烟气与空气的传热温差降低，增加金属耗量；对于含S的燃料，如果排烟温度低于酸露点，将引起尾部受热面腐蚀。

因此排烟温度一般控制在150至200摄氏度。

（2）排烟容积与过量空气系数、漏风量以及燃料所包含水分的多少有关。

漏风严重将导致过量空气系数增加，相应的烟气量增大；水分高也会导致排烟容积增加。

7.燃烧的三个阶段一般划分为预热、挥发分与焦炭燃烧、燃尽三个阶段。

1、预热阶段：煤进入炉内被干燥去除水分，然后挥发分析出，最终形成多孔的焦炭；在此阶段，预热所需的热量主要来自于火焰，干燥时间的长短取决于燃料特性与含水量。

2、挥发分与焦炭的燃烧：当达到挥发分的着火温度时，挥发分马上着火燃烧，形成包络火焰，发出的热量一部分被受热面吸收一部分提高燃料自身温度，为焦炭燃烧提供条件。

随着温度的提高，挥发分减少，达到焦炭的着火温度，氧气也扩散到了焦炭表面，焦炭开始燃烧，同时在表面形成焦壳。

在此阶段，燃烧反应强烈，释放大量热量。

3、燃尽阶段：随着焦炭的燃尽，形成灰渣，伴随大量固体不完全燃烧热损失。

8.煤层过薄过厚的结果燃料层过厚，通风阻力增大，氧气扩散速度降低，不完全燃烧产物CO增多。

燃料层过薄，通风不均，空气将穿透燃料层，形成火口，炉膛温度降低，排烟损失增大。

9.手烧炉投煤后片刻冒黑烟的原因煤进炉层后，挥发分燃烧需要大量空气，而实际参与燃烧的空气不足，严重缺氧情况下产生炭黑，这就是手烧炉投煤后片刻冒黑烟的原因。

10.手烧炉的改进措施提高操作水平，及时观察、勤投煤少投煤以保证煤层厚度、炉门开启时间尽量缩短；采用间断送二次风、加强扰动；采用摇动炉排，减少进风阻力。

1）明火反烧炉：通常在炉排铺垫灰渣以均布空气，上面加煤400~700毫米，表面引燃。

由于未燃煤在下层干燥并析出挥发分，挥发分向上流经高温焦炭燃烧层，燃烧比较完全，不至于冒黑烟并且含尘量小；由于炉门不频繁开启，燃烧稳定。

缺点是不能连续运行2）双层炉排手烧炉：设有两层炉排三个炉门，上层炉排由间距30毫米左右直径60毫米左右的水管构成，类似于上升管束。

上炉门常开，是燃料与空气的入口，新煤在表面层燃烧，高温烟气向下流动；未燃尽的颗粒落在下层炉排继续燃烧。

由于上层逆向燃烧，挥发分燃烧较完全；黑烟少；炉膛温度较高；炉内扰动强烈，燃烧条件得到改善。

11.链条炉的燃烧区域划分。

（1）新煤区：预热干燥，从O1K面开始析出挥发分，区段较长。

（2）挥发分燃烧区：挥发分析出的同时就开始燃烧，此区域很短，温度高达1200摄氏度。

（3）焦炭燃烧区：燃烧剧烈，温度更高；分为氧化区与还原区两层，自炉排下进入的氧气迅速被耗尽，燃烧产物上升至还原区，还原区温度略低于氧化区。

（4）燃尽区：灰渣在表面和下层生成，炉排末端焦炭燃烧是夹在灰渣层之间的，因此容易造成固体不完全燃烧热损失。

12.链条炉烟气成分沿炉排变化：干燥区基本不消耗空气，挥发分燃烧时氧气浓度降低，二氧化碳升高；在氧化区，氧气几乎不能穿透燃烧层就被耗尽，同时二氧化碳出现峰值；还原反应区域，一氧化碳含量增高，二氧化碳逐渐降低；严重缺氧的时候，甲烷都有可能无法燃尽。

还原区消失以后，二氧化碳重新达到峰值，需要氧气量很少，氧气浓度增大13.煤的性质对燃烧的影响。

（1）如果煤水分过高，则将延长预热段，亦即缩短了炉排燃烧长度，增大不完全燃烧热损失。

但是水分不宜过少，否则会被吹走和漏落，因此对于细末较多的煤，应适量加水；水分的蒸发可使煤层疏松，促进混合，利于燃烧。

粘结性强的煤少量加水可以减弱焦结；高挥发分煤少量加水有利于挥发分燃尽；但是水分蒸发将带走热量，因此控制应用基水分在10%左右。

（2）灰分：炉排尾端焦炭夹在灰渣之间燃烧，如灰分过大，将增大氧气扩散阻力，使固体不完全热损失加大；如果灰熔点过低，将造成结渣，影响传热与燃烧。

（3）挥发分：挥发分低将造成预热区加长，燃烧燃尽时间缩短，固体不完全热损失增加；如挥发分太高，在高热负荷情况下，气体不完全热损失增大。

（4）粘结性过高，高温下容易板结，通风阻力增大，燃烧不稳定；弱粘结煤受热容易形成碎末，飞灰漏煤损失增加，因此一般掺和混烧。

（5）颗粒度：如果颗粒不均，小颗粒镶嵌在煤块之间，会造成预热区水蒸气散出困难，延缓着火；并造成通风阻力增加。

如果颗粒相差悬殊，将导致燃烧层厚度不均，炉排两侧过早穿风燃尽，出现火龙，固体不完全燃烧热损失增加。

14.链条炉的燃烧调节在炉排上，燃料层温度很高，燃烧速度主要取决于氧量，因此送风量的调节可以灵敏控制燃烧的强弱。

（1）送风量的变化对锅炉出力的影响显著，送风量提高，出力将迅速增大。

因此，链条炉在负荷发生变化时，应该先调节送风量，然后再改变燃料量（调整炉排转速）。

（2）一般控制煤层厚度在150毫米左右，粘结性强的煤，宜薄；无烟煤、贫煤略厚，保证足够的蓄热量，利于着火；挥发分高的煤，煤层要薄，炉排转速要高，以便于挥发分气体的燃尽；高水分煤要厚，且降低转速，以减少未燃尽的煤排入渣斗。

15.链条炉改善燃烧的措施（1）分区送风：既然燃烧过程分段，所需空气量肯定不同，统仓送风造成主燃烧区域空气不足，未完全燃烧的一氧化碳与氢气量增加，热损失加大。

因此采用小风室分区送风方式，有效降低了总的过量空气系数，减少了排烟热损失。

（2）炉拱：作用是改善气流流动、促进新煤着火；前拱可以接受辐射热量并再辐射，加速新煤着火；同时也可以保护煤闸门免受高温辐射。

后拱的作用是将含过量氧气的烟气重新导入燃烧中心，利用火雨改善燃烧条件，炉拱的长度与高度根据煤的性质设计。

前后拱配合形成喉口，可以对炉内烟气产生强烈的扰动。

（3）二次送风：在燃烧层上方用喷嘴送风，强化炉内气流的扰动与混合，降低气体不完全燃烧热损失；并延长细屑燃料在炉内的逗留时间，促进燃烧、减少飞灰；还可以提高炉膛内火焰的充满度，减少炉膛死角涡流区，防止积灰结焦。

（4）分层给煤、分层燃烧：分层给煤可以使煤层均匀、疏松，减小通风阻力，增加了通风面积和通风量，可以有效避免炉排上出现火口和燃烧不匀的现象，可显著提高火床热强度和燃尽速度。

16.室燃炉的特点。

（1）没有炉排，燃料随空气流进入燃烧室内，燃料在燃烧的各个阶段都处于悬浮状态；因此，其容量的提高不再受炉排面积与设置的限制。

（2）燃料与空气的混合良好，燃烧表面积增大，燃烧速度与燃烧效率都比层燃炉高；所以，可以采用较小的过量空气系数。

（3）由于燃料在室燃炉内部停留的时间比较短，为了保证燃烧的充分程度，一般都采用比较大的炉膛容积。

（4）燃料适应性广，可以燃用固体燃料、液体燃料与气体燃料。

（5）燃烧调节与运行管理易于实现机械化、自动化。

17.制粉系统的分类（1）直吹式系统：磨煤机磨制的煤粉直接送入炉膛，分为正压系统和负压系统两种。

正压系统中，排粉风机在磨煤机之前；反之就是负压系统。

（2）中间储仓式系统：磨煤机磨制的煤粉先储存在煤粉仓内，然后根据锅炉负荷需要送入。

因此磨煤机磨制的煤粉量不需要与锅炉燃煤量一致。

18.煤粉燃烧器的作用及所需条件燃烧器的作用：将携带煤粉的一次风和助燃二次风送入炉膛，并组织合理的气流结构，促使煤粉稳定地着火燃烧。

良好的燃烧器需要满足（1）能够组织良好的空气动力场，使燃料迅速地着火，并稳定地燃烧；（2）有较好的燃料适应性，可以较大范围调节负荷；（3）NOx排放低；（4）运行可靠，易维护，可实现自动控制。

19.煤粉炉的炉膛要求1、足够的空间、合理的形状，以组织燃烧；2、合理的炉内温度场和良好的炉内空气动力学特性，既要保证稳定燃烧，又要保证火焰不会冲撞炉墙，不会造成局部过热和水冷壁结渣；3、要能够布置足够的受热面，将炉膛出口烟气温度降低到允许范围，避免尾部受热面结渣。