作业题答案_火电厂动力工程A_课时单元

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第三组表示成分数，分子表示过热蒸汽温度，单位为℃；分母表示再热蒸汽温度，单位 为℃。
第四组表示燃料种类代号和产品类型生产序号，其中，字母表示燃料种类代号；数字表 示产品类型生产序号。
例 1：HG—410/9.8（100）—1 HG：哈尔滨锅炉厂； 410：锅炉蒸发量为 410t/h； 9.8（100）：过热蒸汽压力为 9.8Mpa（100at）；
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１７.再热蒸汽有哪些特性？再热器结构有哪些特点？ 答：再热蒸汽特性：
（１）再热蒸汽压力较低，一般相当于过热蒸汽压力的五分之一左右。 （２）在再热器中加热后的再热蒸汽温度一般与主蒸汽温度相同。 因此，再热器实质上是一个低压高温的过热器。 再热器结构特点： （１）再热蒸汽压力低、温度高、比容大、密度小，与过热蒸汽比，对流换热系数小得 多，故在同样温度条件下，再热器的壁温要比过热器的壁温高。 （２）再热蒸汽比热容比过热蒸汽小，在获得同样多的热量的情况下，再热蒸汽的温升 要高，故在同样热偏差的情况下，再热蒸汽的热偏差比过热蒸汽明显。 （３）再热器的压降不易过大，否则会使机组效率下降。再热蒸汽允许阻力是过热蒸汽 的１０％，故再热器本身采用大管径多管圈受热面，再热蒸汽连接管道直径比过热器的要大， 以增大蒸汽流通面积而减小流动阻力。 （４）再热蒸汽不易采用喷水减温方式来调节汽温，，否则会使机组效率下降。 １８.省煤器在锅炉中的主要作用是什么？ 答：省煤器是利用锅炉尾部的烟气热量加热给水的一种热交换器。它在锅炉中的主要作用是： （１）节省燃料。吸收尾部烟气热量，降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。 （２）改善汽包工作条件。采用省煤器后，进入汽包的给水温度升高，减少了汽包壁与 给水之间的温差，从而使汽包壁的热应力下降，延长了汽包的使用寿命。 （３）降低锅炉造价。给水在省煤器中预热，减少了水在蒸发受热面中的吸热量。也即 用小管径、管壁较薄、传热温差较大、价格较低的省煤器代替了部分蒸发受热面。 １９.空气预热器在锅炉中的主要作用是什么？ 答：空气预热器是利用锅炉尾部的烟气热量加热燃料燃烧所需空气的一种热交换器。它在锅 炉中的主要作用是： （１）进一步降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。 （２）改善燃料的着火与燃烧条件，降低不完全燃烧损失，进一步提高锅炉效率。 （３）提高炉膛温度水平，强化炉内辐射传热。 （４）降低烟气温度，改善引风机工作条件，降低风机电耗。 （５）利用热空气在制粉系统中干燥煤粉，作为干燥剂。 ２０.电站锅炉低温腐蚀的原因是什么？可采用哪些措施预防？ 答：电站锅炉尾部受热面低温腐蚀原因：
煤中水分危害有： （１）降低可燃成分及热值； （２）吸收热量，降低炉内温度，对燃烧不利； （３）增大锅炉排烟容积、排烟热损失和电耗； （４）引起低温受热面的积灰和腐蚀，煤粉制备困难。 ２２．煤中灰分有何危害？ 答：煤中灰分的危害： （１）使燃料发热量下降,妨碍可燃物质与氧气的接触，影响燃料的着火和燃尽。 （２）当炉膛温度上升时，炉内受热面易结渣，严重时传热恶化，使蒸发量下降；过热 器管易结渣爆管。 （３）烟气速度高时会引起飞灰对受热面的磨损。 （４）烟气速度低时会引起积灰。 （５）排入大气污染环境。 ２３．煤中硫分有何危害？ 答：煤中硫分的危害： （１）对水冷壁、过热器的高温腐蚀； （２）在尾部烟道对空气预热器的低温腐蚀和堵灰。 （３）大气中 SO2 会氧化成 SO3 并最终形成酸雨，酸雨对工业、农业都有十分不利的 影响。 ２４．简述焦炭、固定碳、煤的含碳量三者之间的区别。 答：煤的含碳量是指煤中的全部碳量。 没有挥发的碳称为固定碳(或焦炭扣除灰分剩余的是固定碳)。 固定碳和灰份组成了焦炭(或煤隔绝空气加热，释放出挥发份之后剩下的残留物称为焦炭)。 ２５．什么是挥发分？挥发分对燃烧和锅炉工作有何影响？ 答：煤受热时首先放出水分，当在 900℃±10℃下，继续隔绝空气加热７min 后，燃料中有 机质开始分解，放出的气态物质占试验煤样的百分数，称为挥发分。 挥发分对燃烧的影响： （１）由于挥发分析出后很快着火，在固体表面燃烧，故挥发分含量高的煤易着火。 （２）挥发分析出后，使煤的内部孔隙增加，增加了煤颗粒与氧进行化学反应的表面积， 使剩余焦炭容易燃尽。 挥发分对锅炉工作的影响： （１）需要根据挥发分的大小考虑炉膛容积与形状。 （２）影响燃烧器的型式与配风形式的选用。 （３）影响磨煤机型式及制粉系统型式的选择。 ２６．灰的熔融特性用什么指标表示？有何实用意义？ 答：灰的熔融特性采用对灰锥试样加热的方法确定。用模子将灰压成若干个一定形状的三角 锥体（底边长７mm，高２０mm），在电炉内加热，根据温升及三角锥体变形情况，记录如下 几个温度值。 （１）开始变形温度ＤＴ：锥尖开始变圆或弯曲时的温度。 （２）软化温度ＳＴ：锥体弯曲到托盘或成半球形时的温度。 （３）液化温度（或流动温度）ＦＴ：灰锥完全融化成液体并能流动时的温度。
（１）第一阶段是在锅炉中将燃料的化学能转变为蒸汽热能； （２）第二阶段是在汽轮机中将蒸汽的热能转换为机械能； （３）第三阶段是在发电机中将机械能转为电能。 火力发电厂能量转换过程主要通过三个主要设备：锅炉、汽轮机、发电机来完成。 ３.简述锅炉蒸气的产生过程。 答：锅炉蒸气的产生过程如下： （１）给水在省煤器中加热成饱和水。 （２）饱和水在水冷壁中加热成饱和蒸汽。 （３）饱和蒸汽在过热器中加热成过热蒸汽。 ４.简述锅炉燃烧系统组成、作用及工作工程。 答：组成：由燃烧器、炉膛、烟道、炉墙构架等部件组成。 作用：使燃料和空气混合燃烧放热，完成燃料的燃烧过程。 工作工程：燃料和空气通过燃烧器喷入炉膛内燃烧，以辐射换热方式将热量传递给炉墙 内壁四周的水冷壁内的介质。 燃烧产物：高温烟气和灰渣。 高温烟气：依次经过过热器、省煤器、空气预热器、除尘器、引风机、烟囱，排入大气。 灰渣、飞灰：用水冲入冲渣沟和冲灰沟。 ５.简述锅炉汽水系统组成、作用及工作工程。 答：组成：由省煤器、汽包（汽水分离器）、下降管、水冷壁、过热器、再热器等组成。 作用：使水吸收高温烟气放出的热量，汽化为具有一定参数的过热蒸汽。 工作工程：给水→省煤器→汽包→下降管→下联箱→水冷壁→汽包→过热器→锅炉主汽 门（或集汽联箱）出口 ６.简述锅炉热量传递方式。 答：锅炉热量传递方式有三种: （１）在炉膛中，以辐射方式将热量传给水冷壁。 （２）在炉膛烟气出口处，以半辐射、半对流方式将热量传给屏式过热器。 （３）在水平烟道和尾部烟道以对流方式传给过热器、再热器、省煤器和空气预热器。 ７．按水循环特性分类的锅炉中工质流动的动力来源有何不同？ 答：自然循环锅炉有汽包，工质流动的动力源来源于上升管和下降管中的汽水密度差； 强制循环锅炉有汽包，工质流动的动力源主要来源于下降管中的循环泵产生的压头； 直流锅炉没有汽包，工质流动的动力源主要来源于给水泵产生的压头； 复合循环锅炉，工质流动的动力源主要来源于下降管中的循环泵产生的压头或给水泵产 生的压头。 ８．举例说明我国电站锅炉型号目前的表示方法。 答：我国电站锅炉型号目前用三组或四组字码表示： 第一组是锅炉制造厂厂名的汉语拼音缩写。 第二组表示成分数，分子表示锅炉蒸发量，单位为 t/h；分母表示过热蒸汽压力，单位 为 MPa（at）。
１１.画出超临界复合循环锅炉蒸发回路简图，标出主要设备的名称。 答：超临界复合循环锅炉蒸发回路简图如下：
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１２.膜式水冷壁Biblioteka Baidu何优点？ 答：膜式水冷壁的优点：
（１）可以全部接受炉膛的辐射热。 （２）对炉膛的保护比光管水冷壁好。膜式水冷壁把炉墙与炉膛完全隔开，炉墙不用耐 火材料，只需轻型的绝热材料，从而减轻炉墙的总量，便于采用悬吊结构。炉墙的蓄热量低， 燃烧室升温和冷却快，可缩短锅炉的启停时间。 （３）使炉膛具有良好的气密性，减少了漏风，可降低排烟损失。 （４）可在制造厂按一定组件大小整焊成片，安装时只需组与组之间焊接密封，现场安 装工作量大大减小。 （５）能承受较大的侧向力，增加了抗炉膛爆炸的能力。 １３.过热器的作用是什么？ 答：（１）把饱和蒸汽加热成具有额定温度和压力的过热蒸汽，以提高电厂循环热效率。 （２）保证在锅炉允许的负荷波动范围内及其它工况时，蒸汽温度保持在正常范围内。 １４.什么是包墙管过热器？其作用是什么？有何特点？ 答：布置于对流烟道内壁上的过热器，叫包墙管过热器或包覆管过热器。现代锅炉在水平烟 道两侧或底部、尾部烟道空气预热器以上的四面墙上大多布置有包墙管过热器。 包墙管过热器的作用： （１）采用包墙管过热器后，可将水平烟道及尾部烟道的炉墙直接敷设在包墙管上，形 成覆管式炉墙，从而简化炉墙结构，减轻炉墙总量。 （２）通过包墙管的上联箱，将过热器及炉墙悬吊于炉顶横梁上，可比较简单地实现锅 炉的全悬吊结构。 包墙管过热器的特点： 包墙管过热器的管子一半是埋在炉墙中的，仅受烟气单面冲刷，而且烟气的流速及温度 均较低，传热效果差，蒸汽流过包墙管时，温度升高不明显。 １５.造成受热面热偏差的基本原因是什么？ 答：造成受热面热偏差的基本原因是： （１）热力不均匀； （２）水利不均匀； （３）结构不均匀。 １６.过热器热偏差有何危害？ 答：过热器热偏差会使偏差管（Φ>１）的壁温超过金属允许工作温度而过热，这样就会使 管子蠕胀速度加快，甚至损坏而引起过热器爆管。
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1at=1 个工程大气压=1kg/cm =98066pa=0.098066Mpa 例 2：WG-1000/16.7-540/540-M6 WG：武汉锅炉厂； 1000：锅炉蒸发量为 1000t/h； 16.7：过热蒸汽压力为 16.7Mpa； 540/540:过热蒸汽温度 540℃,再热蒸汽温度 540℃; M：设计燃料为煤； 6：设计序号为 6 型 ９.什么是煤粉炉的一、二、三次风？一、二、三次风的作用是什么？ 答：通过管道输送煤粉进入炉膛的那部分空气，叫一次风。 通过燃烧器的单独通道送入炉膛的热空气，叫二次风。 制粉系统的乏气通过单独的管道与喷口，直接送入炉膛的那部分空气，叫三次风。 一次风的作用：输送煤粉进炉膛，并供给煤粉着火和初期燃烧所需的空气量。 二次风的作用：为煤粉燃尽提供氧气，并能加强气流的扰动，促进高温烟气的回流、促 进可燃物与氧气的混合，为煤粉的完全燃烧提供条件。 三次风的作用：补充燃烧所需要的氧气，降低火焰温度，抑制氮氧化物的生成。 １０.画出亚临界复合循环锅炉蒸发回路简图，标出主要设备的名称。 答：亚临界复合循环锅炉蒸发回路简图如下：
１．简述火力发电厂的生产过程。 答：燃料送入锅炉中燃烧，放出的热量将水加热成饱和蒸汽，进一步加热成具有一定温度和 压力的过热蒸汽；过热蒸汽沿管道进入汽轮机中膨胀做功，推动汽轮机转子转动，从而带动 发电机转子一起旋转发电。 ２．火力发电厂的生产过程分为哪几个阶段？能量是如何转换的？ 答：火力发电厂的生产过程是将燃料的化学能转变为电能。整个过程可以分为三个阶段：
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灰的熔融特性对锅炉的经济性和安全性均有重大影响。 （１）当软化温度ＳＴ>1350℃，炉内结渣的可能性不大，宜采用固态排渣方式；当软 化温度ＳＴ<1350℃，炉内结渣的可能性较大，宜采用夜态排渣方式。 （２）对固态排渣煤粉炉，为了避免炉膛出口的对流受热面结渣，应使炉膛出口烟温比 灰的开始变形温度ＤＴ低５００～１００℃。 （３）灰的软化温度ＳＴ与灰的开始变形温度ＤＴ的温度间隔值对锅炉的结渣及流渣特 性有一定的影响。当ＳＴ－ＤＴ>２００℃时，说明灰渣的液态与固态共存时间较长，称为 长渣，长渣凝固慢有塑性而不易破裂，结渣后不易清除；当ＳＴ－ＤＴ<２００℃时，说明 灰渣的液态与固态共存时间较短，称为短渣，短渣凝固快内应力大，结渣后易清除。对固态 排渣煤粉炉，为减轻炉内结渣，应燃用具有短渣性质的煤；对液态排渣炉，为使排渣通畅， 应燃用具有长渣性质的煤。 ２７.简述我国动力煤的分类方法。 答：锅炉燃料用煤通常按干燥无灰基挥发份 Vdaf 的含量来分类。对动力用煤习惯分为四类： （１）无烟煤： Vdaf ≤10%。 （２）贫煤： Vdaf =10%-20%。 （３）烟煤： Vdaf =20%-40%。 （４）褐煤： Vdaf>40%。 ２8. 简述热风送粉中间储仓式制粉系统工作过程。 答：（１）给煤机将原煤送入磨煤机，热空气和原煤一同进入磨煤机，热空气一边干燥一边 将煤粉带出磨煤机进入粗粉分离器。 （２）粗粉分离器将不合格的粗粉分离出来送回磨煤机重磨,合格的煤粉进入细粉分离 器。 （３）细粉分离器将煤粉和空气分开，煤粉进入煤粉仓。 （４）细粉分离器中分离出的乏气中则含有约 10％的极细煤粉，通过燃烧器中的专门喷 口直接送入锅炉燃烧时，则乏气称为三次风，而热空气作为一次风输送煤粉。 ２９．锅炉制粉系统有哪两种？各自的工作原理是什么？ 答：锅炉制粉系统有两种：中间储仓式制粉系统和直吹式制粉系统。 （１）中间储仓式制粉系统 中间储仓式磨制成的煤粉，先储存在煤粉仓内。根据负荷的需要，再将煤粉仓内的煤粉 送入炉膛。磨煤机的负荷不必随锅炉负荷的变化而变化，可以总是在最佳工况下工作。中间 储仓式制粉系统一般配用筒式钢球磨煤机 （２）直吹式制粉系统 直吹式磨煤机制成的煤粉直接送入炉膛。磨煤机的负荷随锅炉负荷的变化而变化。直吹 式制粉系统一般配用中速磨煤机或风扇式磨煤机。 ３０．磨煤机和制粉系统选型的依据是什么？ 答：磨煤机选型的依据是煤种和炉型。 （１）对于燃用无烟煤、贫煤、劣质煤和煤中杂质含量较大，以及煤种、煤质变化很大 的电厂，宜选用钢球磨煤机。（中间储仓式制粉系统） （２）对于燃用烟煤的电厂，宜选用中速磨煤机。（直吹式制粉系统） （３）对于燃用褐煤、水分含量大的烟煤的电厂，宜选用风扇磨煤机。（直吹式制粉系 统） ３１．什么是理论空气量？如何计算？ 答：每千克燃料完全燃烧所需要最少空气量称为理论空气需要量，用符号 V°表示，单位为
（３）提高尾部受热面壁面温度。如采用暖风器或热风再循环。
（４）尾部受热面采用耐腐蚀材料。如采用玻璃管、陶瓷管、不锈钢管等。 ２１．煤中水分由哪几部分组成？煤中水分有何危害？ 答：煤中水分由内在水分和外在水分两部分组成：
（１）煤在空气中自然干燥能除去的水分，称外在水分（或外部水分）。
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（２）生成煤的植物中水分和煤生成过程中进入的水分（或空气风干状态下仍残留煤中 的水分），称内在水分（或内部水分）。内在水分不能用自然干燥的方法除去，必须通过加热 才能除去。
（１）燃料中所含硫分在燃烧中形成 SO2,SO2 在烟气流动过程中部分转化为 SO3。
（２）SO3 与烟气中水蒸汽形成硫酸蒸汽，烟气中的 SO3（或硫酸蒸汽）使烟气露点温度 升高，当受热面壁温低于酸露点时，凝结成酸液腐蚀受热面。
尾部受热面低温腐蚀的预防措施：
（１）燃料燃烧前脱硫。
（２）燃烧过程中脱硫。如采用低氧燃烧、加入脱硫剂。