鍋爐題和附標(biāo)準(zhǔn)答案

1、第一章：緒論1、計(jì)算 1臺(tái) 1025t/h亞臨界壓力自然循環(huán)鍋爐的年耗煤量、灰渣排放量。已知， 鍋爐每年的運(yùn)行小時(shí)數(shù)為 6000h，每小時(shí)耗煤 128t，煤的收到基灰分為 Aar=8% 答：解：（1）每年的煤耗量Ba=6000 128=76.8104 8/100=6.144 104（t/a ）（2）每年的灰渣（飛灰、沉降灰、底渣之和）排放量Mhz Ba Aar 76.8 104 8 6.144 104（t /a）hza 100100計(jì)算結(jié)果分析與討論： （1）燃煤鍋爐是一種煤炭消耗量很大的發(fā)電設(shè)備。（2）1臺(tái) 300MW機(jī)組每年排放的灰渣總量達(dá)到 6.144 萬(wàn)t ，應(yīng)當(dāng)對(duì)電廠燃煤鍋爐 排放的

2、固體廢棄物進(jìn)行資源化利用，以便降低對(duì)環(huán)境的污染。 矚慫潤(rùn)厲釤瘞睞櫪廡賴。2、分析煤粉爐傳熱過(guò)程熱阻的主要構(gòu)成及提高煤粉爐容量的技術(shù)瓶頸。 答：傳熱系數(shù)的倒數(shù)11( )g ( )m ( )h2其中，蒸汽或者水側(cè)的對(duì)流放熱系數(shù) 2=20004000W/（m?2K），煙氣側(cè)的對(duì)流放熱系數(shù)1=5080W/（m2 ?K）。導(dǎo)熱熱阻相對(duì)較小，可以忽略不計(jì)。因此鍋爐的主要熱阻出現(xiàn)在煙氣側(cè)。 聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛(ài)氌譴凈。要提高鍋爐的容量， 必須設(shè)法增加煙氣側(cè)的對(duì)流換熱系數(shù)或者受熱面面積。 煤粉爐提高容量的技術(shù)瓶頸就是煙氣側(cè)對(duì)流放熱系數(shù)太小。 殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。3、分析隨著鍋爐容量增加，鍋爐給水溫度提高的原因。答

3、：（ 1）鍋爐的容量越大（即蒸汽流量 D 越大），水蒸氣的壓力就會(huì)越高。根據(jù) 水的熱力學(xué)性質(zhì)，壓力越高，水的飽和溫度越高。 釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。（2）為了保證水冷壁的系熱量主要用于蒸發(fā)，而不是用于未飽和水的加熱。進(jìn) 入水冷壁的水的溫度與對(duì)應(yīng)壓力下的飽和溫度之間的差值基本上是常數(shù)。 彈貿(mào)攝爾 霽斃攬磚鹵廡。（3）水在省煤器中吸熱提高溫度基本上是常數(shù)。（4）綜合分析（ 1）、（2），隨著鍋爐容量增加、水蒸氣的壓力就會(huì)提高。來(lái)自省 煤器出口的水與未飽和溫度之間的差值等于常數(shù)， 因此省煤器出口的水溫會(huì)隨著 鍋爐的容量的提高而提高， 有因?yàn)樗谑∶浩髦形鼰崽岣邷囟然旧鲜浅?shù)， 所 以省煤器的入口水溫

4、， 即給水溫度隨著鍋爐容量的提高而提高。 謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。4、分析隨著鍋爐容量增加，鍋爐蒸汽壓力提高的原因。答：（1）鍋爐的容量越大（即蒸汽流量 D 越大），水蒸氣的壓力就會(huì)越高。 對(duì)應(yīng)的水的飽和溫度以及給水溫度越高。 廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。（2）為了維持較高的給水溫度，必須提高高壓加熱器的熱源溫度，即提高 高壓缸抽氣的壓力，如圖 1-1 所示。第二章：燃料及燃燒計(jì)算1、簡(jiǎn)述煤粉的 DT、ST、FT 的用途答：設(shè)計(jì)鍋爐時(shí)，一般選取爐膛出口煙氣溫度不高于 50（DT）或者 100（ ST）。 由鍋爐原理表 2-8 提供的數(shù)據(jù)可知，一般來(lái)說(shuō)爐膛出口煙氣溫度不好超過(guò) 11002、分析煤的揮發(fā)分

5、含量與鍋爐爐膛高度的關(guān)系。答：（1）揮發(fā)分越低，發(fā)熱量越低的鍋爐，爐膛高度的值越高。（2）同一種爐型，相同的容量下，爐膛高度從高向低排列的順序應(yīng)當(dāng)是：褐 煤、無(wú)煙煤、貧煤、煙煤。3、已知某煤的收到基分析數(shù)據(jù)如下 :Car=60%,Har=3%,Oar=5%,Nar=1%,Sar=1%,Aar=20%,Mt=10%試, 求該煤燃燒所需的理論 空氣量 V0 。 煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。解： V0=0.0889（Car +0.375 Sar ）+0.265 Har -0.0333 Oar=0.0889（60+0.375 1）+0.265 3-0.0333 5=5.9958m3/kg答：該煤的理論空氣量

6、為 5.9958 m3/kg 。4、已知煤的收到基成分為 Car=56.22%，Har=3.15%，Oar=2.74%，Nar=0.88%，Sar=4%，Aar =26%， Mar =7%，試計(jì)算其高、低位發(fā)熱量。 鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。解： Qargr=81Car+300Har-26 （Oar-Sar ） 4.1816=8156.22+3003-26 （2.74-4 ） 4.1816=23130.9kJ/kgQarnet= Qar gr -（54H ar+6Mar） 4.1816=23130.9-(54 3.15+67) 4.1816=22244kJ/kg答：該煤收到基高位發(fā)熱量為 2313

7、0.9kJ/kg 。低位發(fā)熱量為 22211kJ/kg 。5、根據(jù)下表和課本 35 頁(yè)中表 2-10 的數(shù)據(jù)計(jì)算下列煤種的鍋爐空氣預(yù)熱器煙氣 出口處的空氣焓和煙氣焓。 （假設(shè)空氣預(yù)熱器煙氣出口處的過(guò)量空氣系數(shù)：無(wú)煙 煤， 1.38 ；貧煤， 1.31 ；煙煤， 1.28 ；洗中煤， 1.39 ；褐煤， 1.41 。飛灰份額 afh =0.95 ）籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)。煤種元素成分（ %）發(fā)熱量（ kJ/kg ）空干 基水 分 （%）干燥無(wú) 灰基揮 發(fā)物 （%）灰熔點(diǎn)（）水分灰分碳?xì)溲醯蜃冃?溫度軟化 溫度熔化 溫度MarAarCarHarOarNarSarQar ，net ，pMadVdaf

8、DTSTFT京西無(wú)煙煤5.022.867.9 1.72.00.4 0.2230400.86.0126013701430徐州煙煤10.013.563.0 4.16.71.5 1.2247202.037.0110013801450龍鳳洗中煤15.029.842.9 3.47.50.9 0.5167602.047.0138014001400元寶山褐煤24.021.339.2 2.7 11.2 0.6 0.9145801.637.0115013001360答：假設(shè)空氣預(yù)熱器煙氣出口處的過(guò)量空氣系數(shù)：無(wú)煙煤， 1.38 ；貧煤， 1.31； 煙煤， 1.28 ；洗中煤， 1.39 ；褐煤， 1.41 。

9、飛灰份額 afh=0.95預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。 理論空氣焓實(shí)際空氣焓 理論煙氣焓 飛灰焓 煙氣焓 按照煙氣成分分類 煙氣中氧氣的焓 煙氣中氮?dú)獾撵?煙氣中水蒸氣的焓 三原子氣體焓煙氣焓將已知條件代入上述各式(見(jiàn)課本) ，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表： 國(guó)內(nèi)主要?jiǎng)恿γ簾煔忪?( 空氣預(yù)熱器煙氣出口處 ) (kJ/ )序號(hào)煤種HN2HRO2HH2OHO2HfhHy1京西無(wú)煙煤127631184952517912陽(yáng)泉無(wú)煙煤13593171141022119123焦作無(wú)煙煤1273303101952317954萍鄉(xiāng)無(wú)煙煤1228278126922717515金竹山無(wú)煙煤1267300103952417906西山貧

10、煤1265312110812217897淄博貧煤1248301114802517678芙蓉貧煤1172290102752516639撫順煙煤10952611646516160210阜新煙煤9062231395425134611開(kāi)灤煙煤11302681316731162712大同煙煤13493281468013191613新汶煙煤11702821406921168314徐州煙煤11992901527115172715淮南煙煤11492791386822165516義馬煙煤9052291425418134817平頂山煙煤11122671326628160518開(kāi)灤洗中煤95921411773381

11、40119龍鳳洗中煤8971971416833133620鶴崗洗中煤9132041216938134621元寶山褐煤7851811466223119722豐廣褐煤72416115157281122由上表可知：(1) 煙氣焓以氮?dú)忪蕿橹鳎?其次依次為三原子氣體的焓、 水蒸氣的焓、 氧氣 的焓、飛灰的焓，個(gè)別煤種的計(jì)算結(jié)果與上述規(guī)律略有出入。 滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。(2) 即便是灰分很高的褐煤， 煙氣焓中飛灰焓的比例也很低。 因此按照 鍋 爐原理 49頁(yè)的公式作為判據(jù)忽略飛灰焓不會(huì)引起煙氣焓計(jì)算結(jié)果的較大誤差。 為了更加直觀的說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題， 將表3-8 的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到表 3-9 。由表 3

12、-9 可知，飛灰焓在煙氣焓中的比例不會(huì)超過(guò) 2.82 。將表3-9繪制成圖 3-2 ，可以直 觀地看出煙氣焓中飛灰焓的比例很低。 鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。第三章：鍋爐機(jī)組熱平衡1、分析影響固體不完全燃燒損失的因素以及對(duì)鍋爐效率的影響。答：影響固體不完全燃燒損失的因素有以下幾點(diǎn)。過(guò)量空氣系數(shù)。過(guò)量空氣系數(shù)太大，爐膛溫度偏低，燃燒不完全；過(guò)量空氣 系數(shù)太小，爐膛氧氣濃度偏低，燃燒不完全。 擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。煤的揮發(fā)分降低、發(fā)熱量降低，固體不完全燃燒損失越大。鍋爐負(fù)荷率。鍋爐負(fù)荷率越高，爐膛溫度越高，煤的燃盡度越高。燃燒效率 越高，固體不完全燃燒損失越小。煤的灰熔點(diǎn)越低， 煤粉燃燒中形成結(jié)渣的可能

13、性越大。 結(jié)渣中含有的固體碳 元素越多，燃燒效率越低，固體不完全燃燒損失越大。 贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。煤粉細(xì)度。 煤粉平均顆粒粒徑越大， 燃盡所需要的時(shí)間越長(zhǎng)， 固體不完全燃 燒損失越大。排渣方式。在鍋爐容量相同的條件下， 固態(tài)排渣爐的固體不完全燃燒損失大 于液態(tài)排渣煤粉鍋爐。燃燒方式。層燃鍋爐的固體不完全燃燒損失大于循環(huán)流化床鍋爐， 循環(huán)流化 床鍋爐的固體不完全燃燒損失大于煤粉鍋爐。 壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。配風(fēng)方式。 分級(jí)配風(fēng)可能造成不完全燃燒， 增加固體不完全燃燒損失， 降低 鍋爐效率。煤粉分配均勻性。如果某一臺(tái)旋流燃燒器或者某一個(gè)角的直流燃燒器的煤粉 流量偏大，也會(huì)造成不完全燃燒，增加固

14、體不完全燃燒損失，降低鍋爐效率。 蠟 變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅。2、分析理論空氣焓與煤的元素分析之間的關(guān)系。答：理論空氣焓Hko=VO（ ）k kJ/kg理論空氣量V O=（1.866 Car +5.55Har +0.7Sar -0.7O ar ）/21 m 3/kg（ 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 ）買鯛鴯 譖曇膚遙閆擷凄。由以上兩式可見(jiàn)（1）煤的碳元素、氫元素、硫元素含量越高，氧元素含量越低，煤的理論空 氣量越大?？梢越评斫鉃槊旱氖盏交臀话l(fā)熱量越高，煤的理論空氣量越大。 綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。（2）煤的發(fā)熱量越高，煤的理論空氣量的焓越大。3、敘述最佳過(guò)量空氣系數(shù)的意義。答：當(dāng)爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù) 過(guò)大時(shí)， 燃

15、燒生成的煙氣量增多， 煙氣在對(duì)流煙 道中的溫降減少，排煙溫度升高，排煙量和排煙溫度增大，使排煙熱損失q2 變大；但在一定范圍內(nèi)爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù) 增大，由于供氧充分， 爐內(nèi)氣流混 合擾動(dòng)好，有利于燃燒，使燃燒損失 q3+q4 減小。因此，存在一個(gè)最佳的過(guò)量空 氣系數(shù) zj ，可使 q2 、q3、 q 4 損失之和最小，鍋爐效率 最高。最佳 zj 可通過(guò) 燃燒調(diào)整試驗(yàn)來(lái)確定，運(yùn)行中應(yīng)按最佳的 zj （O2）來(lái)控制爐內(nèi)用風(fēng)量。過(guò)剩空 氣系數(shù) 過(guò)小或過(guò)大都會(huì)使鍋爐效率 降低。 驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。 第四章：煤粉制備系統(tǒng)及設(shè)備1、煤粉為什么有爆炸的可能性？它的爆炸性與哪些因素有關(guān)？ 答：煤粉很細(xì)，

16、相對(duì)表面積很大，能吸附大量空氣，隨時(shí)都在進(jìn)行著氧化。氧 化放熱使煤粉溫度升高， 氧化加強(qiáng)。 如果散熱條件不良， 煤粉溫度升高一定程度 后，即可能自燃爆炸。煤粉的爆炸性與很多因素有關(guān)，主要的有： 貓蠆驢繪燈鮒誅髏 貺廡。（1） 揮發(fā)分含量。揮發(fā)分 Vdaf 高，產(chǎn)生爆炸的可能性大，而對(duì)于 Vdaf10%的 無(wú)煙煤，一般可不考慮其爆炸性。 鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。（ 2） 煤粉細(xì)度。煤粉越細(xì)，爆炸的危險(xiǎn)性越大。對(duì)于煙煤，當(dāng)煤粉粒徑大于 100m時(shí)，幾乎不會(huì)發(fā)生爆炸。（3）氣粉混合物濃度。危險(xiǎn)濃度為 1.220.kg/m 3. 在運(yùn)行中。從便于煤粉輸送及點(diǎn)燃考慮，一般還較難避開(kāi)引起爆炸的濃度范圍。 構(gòu)

17、氽頑黌碩飩薺齦話騖。（ 4） 煤粉沉積。制粉系統(tǒng)中的煤粉沉積， 往往會(huì)因逐漸自燃而成為引爆的火源。（5） 氣粉混合物中的氧氣濃度。氧氣濃度高，爆炸危險(xiǎn)性大。在燃用 Vdaf 高 的褐煤時(shí)，往往引入一部分爐煙干燥劑，也是防止爆炸的措施之一。 輒嶧 陽(yáng)檉籪癤網(wǎng)儂號(hào)澩。（6） 氣粉混合物流速。流速低，煤粉有可能沉積；流速過(guò)高，可能引起靜電火 花。所以氣粉混合物過(guò)高、 過(guò)低對(duì)防爆都不利， 一般氣粉混合物流速控制 為 1630m/s。堯側(cè)閆繭絳闕絢勵(lì)蜆贅。（ 7） 氣粉混合物溫度。溫度高，爆炸危險(xiǎn)性大。因此，運(yùn)行中應(yīng)根據(jù)Vdaf 高低，嚴(yán)格控制磨煤機(jī)出口溫度。煤粉水分。過(guò)于干燥的煤粉爆炸危險(xiǎn)性大。煤粉水

18、分要根據(jù)揮發(fā)分 Vdaf 、煤粉 儲(chǔ)存與輸送的可靠性以及燃燒的經(jīng)濟(jì)性綜合考慮決定。 識(shí)饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。2、解釋：經(jīng)濟(jì)細(xì)度第五章：煤粉燃燒理論基礎(chǔ)及燃燒設(shè)備1.751、已知鋼球磨煤機(jī)的最佳鋼球充滿系數(shù)zj 0.12/( n / nlj ) ,最佳轉(zhuǎn)速與臨界轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系為 nzj/nlj=0.74 0.8。假定鋼球磨煤機(jī)工作在最佳轉(zhuǎn)速下，試計(jì)算鋼 球磨煤機(jī)的最佳充滿系數(shù)并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析與討論。 凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。解:以 0.01 為步長(zhǎng)，將 nzj /n lj =0.740.8 代入zj0.12zjn 1.75() nlj得到計(jì)算結(jié)果匯總于表 4-3最佳鋼球充滿系數(shù)與 nzj/nlj

19、 的關(guān)系nzj /n ljzjnzj /n lj zj0.740.2030.780.1850.750.1990.790.1810.760.1940.80.1770.770.190計(jì)算結(jié)果分析與討論 :(1)從表 4-3 可知，最佳轉(zhuǎn)速與臨界轉(zhuǎn)速的比值越高，最佳鋼球充滿系數(shù)越小。 鋼球磨煤機(jī)的出力越大，筒體直徑 D 越大，臨界轉(zhuǎn)速越小。臨界轉(zhuǎn)速越小，最 佳轉(zhuǎn)速與臨界轉(zhuǎn)速的比值越高， 最佳鋼球充滿系數(shù)越小。 因此大型鋼球磨煤機(jī)的 單位容積的鋼球裝載量會(huì)有所下降。 恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。2、簡(jiǎn)述制粉系統(tǒng)的類型與煤種的關(guān)系。 答：制粉系統(tǒng)的類型：直吹式制粉系統(tǒng)、中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)、半直吹式系統(tǒng)。 直吹式系統(tǒng)適用于煙煤和優(yōu)質(zhì)貧煤，中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)適用于無(wú)煙煤、貧煤、 褐煤。三介質(zhì)干燥風(fēng)扇磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)也適合于軟褐煤。 鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫(kù)。3、簡(jiǎn)述三次風(fēng)與制粉系統(tǒng)類型的關(guān)系。 答：中間儲(chǔ)倉(cāng)式熱風(fēng)送粉系統(tǒng)會(huì)有一股含有細(xì)顆粒的煤粉氣流， 含粉量約為總煤 粉量