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文檔簡介

課后習題及答案

一、填空題

L自然界中只有正電荷、負電荷兩種電荷。電荷間存在相互作用力,同

種電荷互相般,異種電荷互相圈。

2、電場強度是先量,它既有大小,又有方向。

3、規(guī)定正曳苞定向運動的方向為電流方向。金屬導體中自由電子的定向運

動方向與電流方向是相反的。

4、通過一個電阻的電流是5A,經(jīng)過3min,通過這個電阻的橫截面的電荷

量是1200C。

5、若3min內(nèi)通過導體橫截面的電荷量是1.8C,則導體中的電流是

0.01A.

6、432mA=0.432A;125uA=0.125mA;1.25A=1250mA;0.05mA=50p

A。

7、6.8kV=6800V;950mV=0195V;5.6V=5600mV=010056kVo

8、電路中A、B兩點的電位分別為VA、VB,則A、B兩點的電壓為UAB=YA:

9、已知電路中A、B兩點的電壓為UAB=18V,A點電位為OV,則B點電位

VR=-18V?

10、把其他形式能轉換為曳能的設備叫電源。

11、電路主要由曳源、鰻、連接導線、控制和保護裝置四部分構成。

12、電源電動勢E=4.5V,內(nèi)阻RO=0.5Q,負載電阻R=4Q,則電路中電流

I=1A,路端電壓U=4V0

13、電流在某一段電路上所做的功,除了和這段電路兩端的電壓、電路中的

電流成正比,還和時間成正比。

14、電流在里位時間內(nèi)所做的功叫做電功率。電源電動勢所供給的功率,等

于負載電阻和電源內(nèi)阻所消耗的功率和。

15、額定值為"220V,40W"的白熾燈,燈絲電阻為1210Q,如果把他接

到110V電源上,他實際消耗的功率為10W(白熾燈熱電阻值不變).

16、當負載電阻可變時,負載獲得最大功率的條件是R=RO,負載獲得最大

功率為Pm=E2/4R.

17、有一臺"220V,1000W"的電熨斗,接上220V的電源工作1小時,他

將消耗電能IKW.h。

18、在電阻串聯(lián)電路中,電流處處相等。電路的總電壓與分電壓關系為總曳

壓等于各分電壓之和。電路的等效電阻與分電阻的關系為遜國等王各

分電阻之和。

19、三個電阻Ri=300Q,R2=200Q,R3=100Q,串聯(lián)后接到U=6V的直流電

源上。則總電阻R=600。。電路中的電流三個電阻上的壓降

分另!I為Ui=3V,U2=2V,U3=1VO

20、兩個電阻串聯(lián),RI:R2=l:2,總電壓為60V,則U1的大小為20V.

21、電阻并聯(lián)時,各電阻兩端的電壓相等。并聯(lián)電路的總電流與分電流關系

關系為總電流等于各分電流之和。并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各分電阻

倒數(shù)的和。

22、兩個電阻并聯(lián),R1:R2=3:4,電流II比12大4A,則II應為16AO

23、兩電阻RI、R2并聯(lián),R1:R2=2:3,在關聯(lián)參考方向下,兩電阻上電

流II和12大小之比為3i2o

24、有5個相同的電池,每個電池的電壓為1.5V,若將它們串聯(lián)起來,總

電壓為A5V,若將它們并聯(lián)起來,總電壓為L5VO

25、在如圖所示電路中,UAO=2V,UBO=-7V,UCO=-3V,貝[|VA=5V,

VB=-4V,V0=3Vo

A--------1I-------------1I--------OB

RIR2

*3

C

26、基爾霍夫第一定律又叫做節(jié)點電流定律,其數(shù)學表達式為迎包。

27、基爾霍夫第二定律又叫做回路電壓定律,其數(shù)學表達式為迎電。

28、如圖所示電路,將電壓源與電阻串聯(lián)模型等效變換為電流源與電阻并聯(lián)

模型,則IS=5mA,R0=2kQo

29、如圖所示電路,將電流源與電阻并聯(lián)模型等效變換為電壓源與電阻串聯(lián)

模型,則US=8V,R0=4Qo

30、兩個導體中間用絕緣介質(zhì)隔開就構成電容器。組成電容器的兩個導體叫

做極板,中間的絕緣物質(zhì)叫做電容器的介質(zhì)。

31、1F=1X1Q6UF,1UF=1X1Q6PF,!F=lxlQ12pF?

32、有三個耐壓值相同的電容,Cl=2|jF,C2=3pF,C3=6",它們串聯(lián)起

來后的總電容為llyF,并聯(lián)起來后的總電容為11正。

33、通電長直導線的磁場方向判定方法是:右手握住導線并把拇指伸開,用

拇指指向電流方向,那么四指環(huán)繞方向就是磁場方向。

34、通電螺線管的磁場方向判定方法是:右手握住螺線管并把拇指伸開,彎

曲的四指表示電流方向,那么大拇指所指方向就是磁場北極方向。

35、如果在is內(nèi),通過1匝線圈的磁通變化為IWb,則單匝回路中的感應

電動勢為IV,線圈共20匝,1s內(nèi)磁鏈變化20Wb,線圈的感應電動勢

為2QV。

36、正弦交流電的三要素是振幅、頻率、初相。

37、已知交流電壓為u=100sin(314t-n/4)V,則該交流電壓的最大值

Um=100V,有效值U=50V2V,頻率f=50Hz,角頻率3=邊蛆,周期

丁=0^喳,當t=O.ls時,交流電壓的瞬時值為u=50V2V,初相位30=二

n/4e

38、頻率f和角頻率3的關系為3=2nf。F=50Hz時,W=100TTO

39、在純電感正弦交流電路中,電壓與電流的相位差是90oo

40、大小和方宜都隨時間變化的電流叫做交變電流。

41、對稱三相電源的線電壓是相電壓的里倍,線電壓的相位超前相應相電

壓n/6。

42、三相四線制低壓配電線路,接到動力開關上的是三根相線,它們之間的

線電壓是迦,接到照明開關上的是相線和中性線,它們之間的相電

壓是辿。

43、三相電路中的三相負載,可分為對稱三相負載和不對稱三相負載兩種情

況。

44、負載做星形聯(lián)結,具有中性線,并且輸電線的電阻可以被忽略時,負載

的相電壓與電源的相電壓相等,負載的線電壓與電源的線電壓相等。負

載的線電壓與相電壓的關系為UL=-3UYP

45、對稱負載作星形聯(lián)結時,線電壓是相電壓的?倍,線電流與相電流相

46、對稱負載作三角形聯(lián)結時,線電壓與相電壓相等,線電流是相電流正

倍。

二、選擇題

1、在真空中有兩個電荷量都是q的點電荷,它們相距r時,庫侖力為F,要

使庫侖力變?yōu)镕/4,則只需(C)

A、使每個點電荷的電荷量變?yōu)?qB、使每個點電荷的電荷量變?yōu)?/p>

4q

C、使兩個點電荷間的距離變?yōu)?rD、使兩個點電荷間的距離變?yōu)?/p>

4r

2、導線中的電流為I=1.6mA,lOmin通過導體橫截面的電荷量為(B)

A、1.6xlO2CB、0.96CC、0.096CD、1.6C

3、電路中任意兩點之間的電位差稱為(B)

A、電動勢B、電壓C、電位D、電勢

4、由歐姆定律I=U/R可知:流過電阻的電流與其兩端所加電壓(A)

A、成正比B、成反比C、無關D、關系不確定

5、在全電路中,負載電阻增大,端電壓將(D)

A、增大B、減小C、不變D、不確定

6、有三只電阻阻值均為R,當其中兩只電阻并聯(lián)再與另一只電阻串聯(lián)后,總阻

值為(C)

A、RB、R/3C、3R/2D、3R

7、千瓦時(KW.h)是(D)的單位。

A、電壓B、電流C、電功率D、電能

8、加在電阻兩端的電壓越高,流過電阻的的電流會(A)

A、變大B、變小C、不變D、不確定

9、mA(毫安)是(B)的單位

A、電壓B、電流C、電功率D、電阻

10、如圖所示電路,A、B間有4個電阻并聯(lián),且R2=R4,電壓表VI示數(shù)為

8V,V2示數(shù)為12V,則AB之間電壓UAB應是(B)

-----?-------

R1R2R3R4

A0-4_||II1I-----------II----------0B

------?------

A、6VB、20VC、24VD、無法確定

11、如圖所示,C1=2C2,貝IJCl、C2所帶電荷量QI、Q2之間的關系是(B)

+

A、Q1=Q2B、Q1=2Q2C、2Q1=Q2D、以上答案都不對

12、如圖所示,C1=2C2,貝!!Cl、C2兩極板間電壓UI、U2之間的關系為(C)

+0-------------

—C1

U

—O-------------

A、U1=U2B、U1=2U2C、2U1=U2D、以上答案都不對

13、若照明用交流電u=220sin(100nt)V,以下說法正確的是(A)

A、交流電壓最大值為220V

B、1s內(nèi),交流電壓方向變化50次

C、Is內(nèi),交流電壓有100次達到最大值

D、Is內(nèi),交流電壓有50次過零值

14、關于交流電的有效值,下列說法正確的是(B)

A、有效值是最大值的V2倍

B、最大值是有效值的V2倍

C、最大值為311V的正弦交流電壓就其熱效應而言,相當于一個220v的直流電

D、最大值為311V的交流電,可用220V的直流電代替

15、一個電容器的耐壓值為250V,把它接入正弦交流電路中使用時,加在電容器

上的交流電壓有效值可以是(C)

A、250VB、200VC、176VD、150V

16、已知R=10Q,其上電壓有效值為50V,則此電阻消耗功率為(A)

A、250WB、500WC、2500WD、5000W

17、若電阻R接入正弦交流電u的平均功率為P,則阻值為2R的電阻接入該正弦

交流電路的平均功率為(C)

A、2PB、PC、P/2D、P/4

三、問答題

1、在溫度一定的情況下,導體的電阻有哪些因素決定,寫出導體電阻大小

的決定式。

2、有人講"電流大功率就大。"請你作出判斷,并通過比較一個

"220V,40W"的白熾燈和一個"2.5V,0.3A”的手電筒小電珠的額

定電流、額定功率來說明你判斷的正確性。

3、給出下列器材:一個電源、一個電鈴、兩個開關和若干導線。請你安裝

一個電鈴,供兩個房子共同使用,電路的結構應該怎樣?

四、計算題

1、將10V的電壓加在200Q的負載上,通過負載的電流是多少?0.05A

2、有一用電器,當加上120V的電壓時,有5A的電流流過,這個用電器

的電阻是多少?24Q

3、在某負載上施加120V的電壓時,電流為5A,該負載消耗多少功率?

600W

4、"220V,40W"的白熾燈中的電流是多少?0.18A

5、如圖所示,4個電阻串聯(lián)連接時,其等效電阻是多少?20Q

o——O-------O---------O-------□——。

4。60.9Q

6、有兩個電阻,當它們串聯(lián)起來時總電阻為10Q,當它們并聯(lián)起來時總電

阻為2.4Q。試求這兩個電阻的阻值。6Q4Q

7、如圖所示,三個電阻并聯(lián)連接時,其等效電阻為多少?2.18Q

8、如圖所示,電路中的總電阻RABO4Q

A0--------------------[ZZ1---------------

4Q

4。

J2Q

BC------------------------------------------

9、有三個電阻RI、R2、R3,阻值都是3Q,試畫出三個電阻的四種連接

方法,并計算四種連接方法下的等效電阻。

⑴三個電阻串聯(lián)9c(2)兩個并聯(lián)后于其中一個串聯(lián)4.5

Q

(3)兩個串聯(lián)之后于其中一個并聯(lián)2。(4)三個電阻并聯(lián)1

Q

10、如圖所示電路,UAB=5V,則

(1)以B為參考點,求A、C兩點電位。

(2)以C為參考點,求A、B兩點電位。

3V

A'J---1I----?-----I------OB

RIC

(1)UA=UAB+UB=5+0=5VUC=UCB+UB=3+0=3V

(2)UB=UC-UCB=0-3=-3VUA=UAB+UB=5+(-3)=2V

11、如圖所示電路,按給定的參考方向,計算II、12的值。

A

|2A

rd

1AtRlRllII

Qt12

12、如圖所示電路,求電壓U為多少?

--------------11-------------

100Q

-5V

-3V+

U300c

____________________

13、如圖所示電路,畫出其戴維寧等效電路。

CA

QA

+

Oiov02V

12An4Q

--------------------OB

14、用疊加定理計算如圖所示電路中電流IoI=-2/3A

15、如圖所示電路,已知:IS=1A,US=2V,R1=R2=2Q,試用疊加原理求

電流源端電壓。U=0V

16、兩只電容器,其中一只電容為20",耐壓值為25V,另一只電容為50

pF,耐壓值為50V,現(xiàn)將兩只電容并聯(lián),求并聯(lián)后的電容總容量和耐壓

值。

17、求如圖所示電容器的等效電容量。

lOpF

lOOHpIF——

O_H---------------u---0

200戶

——II——

18、已知某交流電壓u=14.1sin(314t+n/3)V,求:(1)該交流電壓的有效

值、初相位;(2)t=O.ls時,該交流電壓的瞬時值。

19、室內(nèi)裝有兩個白熾燈,一個標明"220V,100W”,另一個標明

“220V,40W",將它們并聯(lián)接到220V的市電上,兩個白熾燈都發(fā)

光,線路中的總電流是多少?

1=11+12=100/220+40/220=0.636A附錄資料:不需要的可

以自行刪除

鍋爐知識

第一章鍋爐基礎知識

第一節(jié)概述

鍋爐的工作過程:

鍋爐是一種利用燃料燃燒后釋放的熱能或工業(yè)生產(chǎn)中的余熱傳遞給容器內(nèi)的

水,使水達到所需要的溫度(熱水)或一定壓力蒸汽的熱力設備。它是由

"鍋"(即鍋爐本體水壓部分)、"爐"(即燃燒設備部分)、附件儀表及附

屬設備構成的一個完整體。鍋爐在"鍋"與"爐"兩部分同時進行,水進入鍋

爐以后,在汽水系統(tǒng)中鍋爐受熱面將吸收的熱量傳遞給水,使水加熱成一定溫

度和壓力的熱水或生成蒸汽,被引出應用。在燃燒設備部分,燃料燃燒不斷放

出熱量,燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣通過熱的傳播,將熱量傳遞給鍋爐受熱面,而本

身溫度逐漸降低,最后由煙囪排出。"鍋"與"爐"一個吸熱,一個放熱,是

密切聯(lián)系的一個整體設備。

鍋爐在運行中由于水的循環(huán)流動,不斷地將受熱面吸收的熱量全部帶走,不僅

使水升溫或汽化成蒸汽,而且使受熱面得到良好的冷卻,從而保證了鍋爐受熱

面在高溫條件下安全的工作。

二.鍋爐參數(shù):

鍋爐參數(shù)對蒸汽鍋爐而言是指鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽數(shù)量、工作壓力及蒸汽溫度。

對熱水鍋爐而言是指鍋爐的熱功率、出水壓力及供回水溫度。

蒸發(fā)量(D)

蒸汽鍋爐長期安全運行時,每小時所產(chǎn)生的蒸汽數(shù)量,即該臺鍋爐的蒸發(fā)量,

用"D"表示,單位為噸/小時(t/h)o

(二)熱功率(供熱量Q)

熱水鍋爐長期安全運行時,每小時出水有效帶熱量。即該臺鍋爐的熱功率,用

"Q"表示,單位為兆瓦(MW),工程單位為104千卡/小時(104Kcal/h)0

(三)工作壓力

工作壓力是指鍋爐最高允許使用的壓力。工作壓力是根據(jù)設計壓力來確定的,

通常用MPa來表示。

(四)溫度

溫度是標志物體冷熱程度的一個物理量,同時也是反映物質(zhì)熱力狀態(tài)的一個基

本參數(shù)。通常用攝氏度即"1℃"。

鍋爐銘牌上標明的溫度是鍋爐出口處介質(zhì)的溫度,又稱額定溫度。對于無過熱

器的蒸汽鍋爐,其額定溫度是指鍋爐額定壓力下的飽和蒸汽溫度;對于有過熱

氣的蒸汽鍋爐,其額定溫度是指過熱氣出口處的蒸汽溫度;對于熱水鍋爐,其

額定溫度是指鍋爐出口的熱水溫度。

第二節(jié)鍋爐的分類和規(guī)格型號

鍋爐的分類

由于工業(yè)鍋爐結構形式很多,且參數(shù)各不相同,用途不一,故到目前為止,我

國還沒有一個統(tǒng)一的分類規(guī)則。其分類方法是根據(jù)所需要求不同,分類情況就

不同,常見的有以下幾種。

1.按鍋爐的工作壓力分類

低壓鍋爐:P<2.5MPa;

中壓鍋爐:P=2.6s5.9MPa;

高壓鍋爐:P=6.0-13.9MPa;

超高壓鍋爐:P>14MPa0

2.按鍋爐的蒸發(fā)量分類

(1)小型鍋爐:D<20噸/小時;

(2)中型鍋爐:D=20-75噸/小時;

(3)大型鍋爐:D>75噸/小時。

3.按鍋爐用途分類

電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和生活鍋爐。

4.按鍋爐出口介質(zhì)分類

蒸汽鍋爐,熱水鍋爐,汽、水兩用鍋爐。

5.按采用的燃料分類

燃煤鍋爐、燃油鍋爐和燃氣鍋爐。

二,鍋爐的規(guī)格

鍋爐與其它機電設備一樣,都有其一定規(guī)格和型號,以表明設備的性能,工業(yè)

蒸汽鍋爐和熱水鍋爐的系列標準GB1921、GB3166對其各參數(shù)均作了相應的規(guī)

定。然而,隨著開放搞活,用戶對鍋爐的需求也越來越多樣化、實用化。故近

年來,設計制造鍋爐單位也隨著市場需求而生產(chǎn)產(chǎn)銷對路的鍋爐產(chǎn)品,最大限

度滿足用戶要求。

三.鍋爐型號

我國工業(yè)鍋爐產(chǎn)品的型號的編制方法是依據(jù)JB1626標準規(guī)定進行的。其型號

由三部分組成。各部分之間用短線隔開。表示方法如下:

上述型號的第一部分表示鍋爐型式,燃燒方式和額定蒸發(fā)量或額定熱功率。共

分三段:第一段用兩個漢語拼音表示鍋爐總體形式見表1-1和表1-2;第二

段用一個漢語拼音字母代表燃燒方式(廢熱鍋爐無燃燒方式代號)見表1—3;

第三段用阿拉伯數(shù)字表示蒸汽鍋爐的額定蒸發(fā)量,單位為t/h(噸/小時),或

熱水鍋爐的額定熱功率,單位為MW(兆瓦)或廢熱鍋爐的受熱面,單位為m2

(平方米)。

第二章鍋爐結構

第一節(jié)常用中小型鍋爐

-.立式鍋殼鍋爐

立式鍋殼鍋爐主要有立式橫水管鍋爐和立式多橫水管鍋爐、立式直水管鍋爐、

立式彎水管鍋爐和立式火管鍋爐等,目前應用較多的是后三種。由于立式鍋爐

的熱效率低和機械化燃燒問題難以解決,并且爐膛水冷程度大,不宜燃用劣質(zhì)

煤,目前產(chǎn)量逐漸減少,只是局限在低壓小容量及環(huán)保控制不嚴及供電不正常

的地少量應用。

如我廠的LHG系列產(chǎn)品。

二.臥式鍋殼鍋爐

臥式鍋殼式鍋爐是工業(yè)鍋爐中數(shù)量最多的一種。目前已由原來最大生產(chǎn)4t/h

(少量的也有6t/h)發(fā)展到可以生產(chǎn)40t/h鍋殼式鍋爐。

1,臥式內(nèi)燃鍋殼式鍋爐

臥式內(nèi)燃鍋殼式鍋爐以其高度和尺寸較小,適合組裝化的需求,采用微正壓燃

燒時,密封問題容易解決,而爐膛的形狀有利于燃油燃氣,故在燃油(氣)鍋

爐應用較多,燃煤鍋爐應用較少。如我廠WNS系列臥式內(nèi)燃室燃鍋殼式燃油

(氣)鍋爐。

2.臥式外燃鍋殼式鍋爐

這是我國工業(yè)鍋爐中使用的最多、最普遍的一種爐型,按現(xiàn)行的工業(yè)鍋爐型號

編制方法,應用代號WW,但目前國內(nèi)鍋爐行業(yè)均用水管鍋爐的形式代號DZ來

表示。如我廠的DZL系列產(chǎn)品。

臥式外燃水火管鍋爐與臥式內(nèi)燃水火管鍋爐的主要區(qū)別,在于臥式外燃水火管

鍋爐將燃燒裝置從鍋殼中移出來,加大了爐排面積和爐膛體積,并在鍋殼兩側

加裝了水冷壁管,組成燃燒室,為煤的燃燒創(chuàng)造了良好條件,因此燃料適應性

較廣,熱效率較高。

三.水管鍋爐

水管鍋爐在鍋筒外部設水管受熱面,高溫煙氣在管外流動放熱,水在管內(nèi)吸

熱。由于管內(nèi)橫斷面比管外小,因此汽水流速大大增加,受熱面上產(chǎn)生的蒸汽

立即被沖走,這就提高了鍋水吸熱率。與鍋殼式鍋爐相比水管鍋爐鍋筒直徑

小,工作壓力高,鍋水容量小,一旦發(fā)生事故,災害較輕,鍋爐水循環(huán)好,蒸

發(fā)效率高,適應負荷變化的性能較好,熱效率較高。因此,壓力較高,蒸發(fā)量

較大的鍋爐都為水管鍋爐。

常見的水管鍋爐有雙鍋筒橫直式水管、雙鍋筒縱置式水管鍋爐和單鍋筒縱置式

水管鍋爐,如我廠SZL系列產(chǎn)品。

四.熱水鍋爐

熱水鍋爐是指水在鍋爐本體內(nèi)不發(fā)生相變,即不發(fā)生蒸汽,回水被送入鍋爐后

通過受熱面吸收了煙氣的熱量,未達到飽和溫度便被輸入熱網(wǎng)中的一種熱力設

備。

(-)熱水鍋爐的特點

1.鍋爐的工作壓力

熱水鍋爐的工作壓力取決于熱系統(tǒng)的流動阻力和定壓值。熱水鍋爐銘牌上給出

的工作壓力只是表明鍋爐強度允許承受的壓力,而在實際運行中,鍋爐壓力往往

低于這個值。因此熱水鍋爐的安全裕度比較大。

2.煙氣與鍋水溫差大,水垢少,因此傳熱效果好,效率較高。

3.使用熱水鍋爐采暖的節(jié)能效果比較明顯。熱水鍋爐采暖不存在蒸汽采暖的

蒸汽損失,并且排污損失也大為減少,系統(tǒng)及疏水器的滲漏也大為減少,散熱

損失也同樣隨之減少。因此熱水采暖系統(tǒng)比蒸汽采暖系統(tǒng)可節(jié)省燃料2096左

右。

4.鍋爐內(nèi)任何部分都不允許產(chǎn)生汽化,否則會破壞水循環(huán)。

5.如水未經(jīng)除氧,氧腐蝕問題突出;尾部受熱面容易產(chǎn)生低溫酸性腐蝕。

6.運行時會從鍋水中析出溶解氣體,結構上考慮氣體排除問題。

熱水鍋爐的結構形式

1,管式熱水鍋爐

這種鍋爐有管架式和蛇管式兩種,前者較為常見。管式熱水鍋爐是借助循環(huán)泵

的壓頭使鍋水強迫流動,并將鍋水直接加熱。這種鍋爐大都由直徑較小的筒體

(集箱)與管子組成,結構緊湊,體積小,節(jié)省鋼材,加工簡便,造價較低。

但是這種鍋爐水容量小,在運行中如遇突然停電,鍋水容易汽化,并可能產(chǎn)生

水擊現(xiàn)象。

2.鍋筒式熱水鍋爐

這類熱水鍋爐,早期大都是由蒸汽鍋爐改裝而成的,其鍋水在鍋爐內(nèi)屬自然循

環(huán)。為保證鍋爐水循環(huán)安全可靠,要求鍋爐要有一定高度,因此這類鍋爐體積

較大,鋼耗和造價相對提高。但是由于這類鍋爐出水容量大且能維持自然循

環(huán),當系統(tǒng)循環(huán)泵突然停止運行時,可以有效地防止鍋水汽化。也正是這個原

因,近年來自然循環(huán)熱水鍋爐在我國發(fā)展較快。

第二節(jié)基本結構及結構特點

鍋爐的結構,是根據(jù)所給定的蒸發(fā)量或熱功率、工作壓力、蒸汽溫度或額定進

出口水溫,以及燃料特性和燃燒方式等參數(shù),并遵循《蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察

規(guī)程》、《熱水鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程》及鍋爐受壓元件強度計算標準等有關

規(guī)定確定的。一臺合格的鍋爐,不論屬于那種形式,都應滿足"安全運行,高

效低耗,消煙除塵,保產(chǎn)保暖”的基本要求。

法規(guī)中對鍋爐的基本要求

(1)各受壓元件在運行時應能按設計預定方向自由膨脹;

(2)保證各循環(huán)回路的水循環(huán)正常,所有的受熱面都應得到可靠的冷卻;

(3)各受壓部件應有足夠的強度;

(4)受壓元、部件結構的形式,開孔和焊縫的布置應盡量避免減少復合應力

和應力集中;

(5)水冷壁爐墻的結構應有足夠的承載能力;

(6)爐墻應有良好的密封性;

(7)開設必要的人孔、手孔、檢查孔、看火門、除灰門等,便于安裝、運行

操作、檢修和清洗內(nèi)外部;

(8)應有符合要求的安全附件及顯示儀表等裝置,保證設備正常運行;

(9)鍋爐的排污結構應變于排污;

(10)臥式內(nèi)燃鍋爐爐膽與回燃室(濕背式)、爐膽與后管板(干背式)、爐

膽與前管板(回燃式)的連接處應采用對接接頭。

二、燃油(氣)鍋爐結構特點:

燃油(氣)鍋爐與燃煤鍋爐比較,由于使用燃料不同而在結構上具有以下特

點:

(1)燃料通過燃燒器噴入鍋爐爐膛,采用火室燃燒而無需爐排設施;

(2)由于油、氣燃燒后均不產(chǎn)生灰渣,故燃油(氣)鍋爐無排渣出口和除渣

設備;

(3)噴入爐內(nèi)的物化油氣或燃氣,如果熄火或與空氣在一定范圍內(nèi)混合,容

易形成爆炸性氣體,因此燃油(氣)鍋爐均需采用自動化燃燒系統(tǒng),包括火焰

監(jiān)測、熄火保護、防爆等安全設施;

(4)由于油、氣發(fā)熱量遠遠大于煤的發(fā)熱量,故其爐膛熱強度較燃煤爐高的

多,所以與同容量的燃煤鍋爐比較,鍋爐體積小,結構緊湊、占地面積??;

(5)燃油(氣)鍋爐的燃燒過程是在爐膛中懸浮進行,故其爐膛內(nèi)設置前后

拱,爐膛結構非常簡單。

三.燃油鍋爐與燃氣鍋爐的區(qū)別

(1)燃油鍋爐與燃氣鍋爐,就本體結構而言沒有多大的區(qū)別,只是由于燃料

熱值不同,將受熱面作了相應的調(diào)整。即燃油鍋爐輻射受熱面積較大,而燃氣

鍋爐則是將對流受熱面設計的大些。

(2)燃油鍋爐所配燃燒器必須有油物化器,而燃氣鍋爐所配燃燒器則無需物

化器。

(3)燃油鍋爐,必須配置一套較復雜的供油系統(tǒng)(特別是燃燒重油、渣油

時),如油箱、油泵、過濾器加熱管道等,必須占據(jù)一定的空間,而燃氣鍋

爐,則無需配置儲氣裝置。只需將用氣管道接入供氣網(wǎng)即可,當然,在管道上

還需設置調(diào)壓裝置及電磁閥、緩沖閥等附件,以確保鍋爐安全運行。

第三節(jié)燃煤鍋爐改成燃油(氣)

鍋爐的基本原則

-?燃煤鍋爐改成燃油(氣)鍋爐的基本原則

(1)被改造的燃煤鍋爐必須具備以下條件:

①原鍋爐的受壓元件必須基本完好,有繼續(xù)使用的價值;

②原鍋爐的水氣系統(tǒng)和送、引風系統(tǒng)必須基本完好。

(2)改造后的鍋爐應達到如下目的:

①保持原鍋爐的額定參數(shù)(如汽壓、汽溫、給回水溫度等)不變;

②保持或提高原鍋爐的出力和效率。

(3)通過改造達到消煙除塵,滿足環(huán)保要求。

(4)鍋爐改造方案必須簡單,易行,投資少,見效快,工期短。因此鍋爐改造

的涉及面越小越好,可采取只改爐膛和燃燒裝置,改造部分不超出鍋爐本體基

本結構范圍。

二.燃煤鍋爐改成燃油(氣)鍋爐的注意事項

(1)機械化層狀燃煤鍋爐,要改成燃油(氣)鍋爐,首先應取掉前后拱,同

時考慮增加底部受熱面,以取代爐排,防止爐排過熱燒壞。

(2)小型鍋爐,由燃煤改成燃油(氣)爐,即由原來的負壓燃燒變?yōu)楝F(xiàn)在的

微正壓燃燒,必須注意爐墻結構及密封問題。

(3)燃燒器的選型和布置與爐膛形式關系密切,應使爐內(nèi)火焰充滿度比較

好,不形成氣流死角;避免相鄰燃燒器的火焰相互干擾;低負荷時保持火焰在

爐膛中心位置,避免火焰中心偏離爐膛對稱中心;未燃盡的燃氣空氣混合物不

應接觸受熱面,以避免形成氣體不完全燃燒;高溫火焰要避免高速沖刷受熱

面,以免受熱面熱強度過高使管壁過熱等。燃燒器布置還要考慮燃氣管道和風

道布置合理,操作、檢查和維修方便。

(4)燃油氣鍋爐的對流受熱面的煙速不會受飛灰磨損條件的限制,可適當提

高煙氣流速,使對流受熱面的傳熱系數(shù)增大,在不增加鍋爐受熱面的情況下,

可以提高鍋爐的壓力,此時應注意鍋內(nèi)汽水分離裝置的能力,以保證蒸汽品

質(zhì),對有過熱氣的鍋爐尤為重要。

(5)防止高溫腐蝕,由燃煤改為燃油,由于燃料油中含有鈉、鋼)等金屬元素

有機類,經(jīng)燃燒后生成氧化物共熔晶體的熔點很低,一般約為6o(rc左右,甚

至更低。這些氧化物在爐膛高溫下升華后,在凝結在相對溫度較低的受熱面

上,形成有腐蝕性的高溫積灰,且溫度越高腐蝕越快。為此,改造時,應在易

受高溫腐蝕的受熱面表面涂覆陶瓷、炭化硅等特種涂料,也可選用耐高溫腐蝕

性能好的材料,以提高其耐高溫腐蝕性能。

(6)防止爐膛爆炸,燃煤爐改為燃油(氣)爐時,當燃油霧化不良或燃燒不完

全的油滴(燃氣)在爐膛或尾中受熱面聚集時,就會發(fā)生著火或爆炸,因此,

在鍋爐的適當部位應裝置防爆門,同時自動化控制上應增設點火程序控制和熄

火保護裝置,以保證鍋爐安全運行。

第三章鍋爐燃料

工業(yè)鍋爐用燃料分為三類:

固體燃料一煙煤,無煙煤,褐煤,泥煤,油頁巖,木屑,甘蔗渣,稻糠等;

液體燃料一重油,渣油,柴油,等;

氣體燃料一天然氣,人工燃氣,液化石油氣等。

第一節(jié)煤

煤的成分:

自然界里煤是多種物質(zhì)組成的混合物,它的主要成分有碳、氫、氧、氮、硫、

灰分和水分等。

I.碳:用符號C表示,是煤的主要成份,煤的含碳量愈多,發(fā)熱量越高。不

過含碳量較高的煤較難著火,這是因為碳在比較高的溫度下才能燃燒。一般碳

約占燃料成份的50-90%.

2.氫:用符號H表示,是煤中最活波的成份,煤中含量越多,燃料越容易著

火,煤中氫量約為2%-5%.

3.硫:用符號S表示,是煤中的一種有害元素。硫燃燒生成二氧化硫(SO2)

或三氧化硫(SO3)氣體,污染大氣,對人體有害,這些氣體又與煙氣中水蒸汽

凝結在受熱面上的水珠結合,生成亞硫酸(H2SO3)或硫酸(H2S04)腐蝕金

屬。不僅如此,含硫煙氣排入大氣還會造成環(huán)境污染。含硫多的煤易自燃。我

國煤的含量為0.5s5玳

4.氧:用符號0表示,是不可燃成份,煤中含氧為

5.氮:用符號N表示,是不可燃成份,但在高溫下可與氧反應生成氮氧化物

(NOx),它是有害物質(zhì)。在陽光紫外線照射下,可與碳氫化合物作用而形成光

學氧化劑,引起大氣污染。

6.灰分:用符號A表示,是煤中不能燃燒的固體灰渣,由多種化合物構成。

熔化溫度低的灰,易軟化結焦,影響正常燃燒,所以,灰份多,煤質(zhì)差。煤中

灰份約占5,35雙

7.水分:用符號W表示,煤中水份過多會直接降低煤燃燒所發(fā)生的熱量,使

燃燒溫度降低。

二.煤的發(fā)熱量

IKg煤完全燃燒時所放出的熱量,稱為煤的發(fā)熱量。

1-高位發(fā)熱量(Qgw)指煤的最大可能發(fā)熱量。

2.低位發(fā)熱量(Qdw)指煤在正常燃燒條件下的實際發(fā)熱量。

我國目前的鍋爐燃燒設備都是按實際應用煤的低位發(fā)熱量來進行計算的。煤的

品種不同,其發(fā)熱量往往差別很大。在鍋爐出力不變的情況下,燃用發(fā)熱量高

的煤時,耗煤量就小,燃用發(fā)熱量低的煤時,其耗煤量必然增加。因此,籠統(tǒng)

地講燃料消耗量的大小而不考慮煤種,則不能正確反映鍋爐設備運行的經(jīng)濟

性。為了能正確地考核鍋爐設備運行的經(jīng)濟性,通常將Qdw=7000Kcal/Kg(約合

29300KJ/Kg)的煤定義為標準煤,這樣便于計算和考核。

三.煤的燃燒

(-)煤完全燃燒的條件

1,適量的空氣

2.一定的燃燒溫度

3.燃料與空氣的混合均勻性

4.充分的燃燒時間

(二)煤的燃燒過程

1,預熱干燥

2.揮發(fā)分析出并開始著火燃燒

3.固定碳著火燃燒

4.固定碳的燃燒和灰渣的形成。

第二節(jié)燃油和氣體燃料

一.燃油

(-)燃料油的物理特性

1,重度(比重)

單位體積內(nèi)物質(zhì)的重量稱為"重度"(Y)。油的重度在0.78so.98噸/米3

之間,所以油比水輕,通常能浮在水面上。通常將20T時比重作為油品的標準

比重,用符號"d420"表示。

2.發(fā)熱量(Q)

油的重度愈小,則發(fā)熱量愈高。由于油中的碳、氫含量比煤高,因此其發(fā)熱量

約為39800-44000千焦/公斤。

3.比熱(C)

將1公斤物質(zhì)加熱,溫度每升高1℃所需的熱量稱之為該物質(zhì)的比熱。單位是

KJ/Kg.℃o

4.凝固點

油的凝固點表示油在低溫下的流動特性。

5.粘度

油的流動速度,不僅決定于使油流動的外力,而且也取決于油層間在受外力作

相對運動的內(nèi)部阻力,這個內(nèi)部阻力就稱為粘度。

油的粘度隨溫度升高而降低,隨溫度下降而增大。

對于壓力物化噴嘴的爐前燃油粘度以2-4度為最好,對轉杯式噴嘴以3-6度為

好。

6.沸點

液體發(fā)生沸騰時溫度稱為沸點。油品沒有一個恒定的沸點,而只有一個沸點范

圍。

7.閃點

燃油表面上的蒸汽和周圍空氣的混合物與火接觸,初次出現(xiàn)黃色火焰的閃光的

溫度稱為閃點或閃光點。

閃點表示油品的著火和爆炸的危險性,關系到油品儲存、輸送和使用的安全。

閃點S45T的油品稱為易燃品。在燃油運行管理中,除根據(jù)油種閃點確定允許

的最高加熱溫度外,更須注意油種的變化及閃點的變化。

8.燃點(著火點)

在常壓下,油品著火連續(xù)燃燒(時間不少于5秒)時的最低溫度稱為燃點或著

火點。無外界明火,油品自行著火燃燒時最低溫度稱為自然點。

9.爆炸濃度界限

油蒸汽與空氣混合物的濃度在某個范圍內(nèi),遇明火或溫度升高就會發(fā)生爆炸,

這個濃度范圍就稱為該油品的爆炸濃度界限。

10.油品很容易在磨察時升成靜電,在靜電作用下,油層被擊穿,會導致放

電,而產(chǎn)生火花,此火花可將油蒸汽引燃。因此,靜電是使用油品發(fā)生燃燒和

爆炸的原因之一。

(二)常用燃油特點

1.重油

(1)油的比重和粘度較大,脫水困難,流動性差。

(2)油的沸點和閃點較高,不易揮發(fā)。

(3)其特性與原油產(chǎn)地,配制原料的調(diào)和比有關。

2.渣油

(1)硫份含量較高。

(2)比重較大。

(3)粘度和凝固點都比較高。

(4)作為鍋爐燃油時必須注意防止低溫腐蝕。

3.柴油,分為輕柴油和重柴油,工業(yè)鍋爐上常用輕柴油作為燃料。

輕柴油的特點:

(1)粘度小,流動性好,在運輸和物化過程中,一般不需要加熱。

(2)含硫量較小,對環(huán)境污染也小。

(3)易揮發(fā),火災危險性大,運輸和使用中應特別注意。

二.氣體燃料

(-)氣體燃料的化學組成

氣體燃料的化學成份由可燃部分和不可燃部分組成。

1,可燃部分有氫,一氧化碳,甲烷,乙烯,乙烷,丙烯,丙烷,苯,硫化氫

等。

2.不可燃成分有氮,氧,二氧化碳,氧化硫和水蒸氣。

(二)分類

1.天然氣,目前西安,北京等城市使用的氣體燃料就是天然氣。發(fā)熱量為

36533KJ/m3,爆炸極限的上限為15.0%,.下限為5.0%o

2.人工燃氣,是指以煤或石油產(chǎn)品為原料,經(jīng)過各種加工方法而產(chǎn)生的燃

氣。

3.油制氣,是指以石油產(chǎn)品為原料,經(jīng)過各種加工方法而產(chǎn)生的燃氣。

4.液化石油氣,是指在開采和煉制石油過程中,作為副產(chǎn)品而獲得的一種碳

氫化合物。

(三)特點:

1,具有基本無公害燃燒的綜合特性。

2.容易進行燃燒調(diào)節(jié)。

3.作業(yè)性好,即燃氣系統(tǒng)簡單,操作管理方便,容易實現(xiàn)自動化。

4.容易調(diào)整發(fā)熱量,比如城市煤氣可以通過煤制氣和油制氣的混合比例來調(diào)

整和維持發(fā)熱量。

5.易燃易爆且有毒

氣體燃料與空氣在一定比例下混合會形成爆炸性氣體。另外氣體燃料大多數(shù)成

分對人體和動物是窒息性的或有毒的。

第四章鍋爐用水處理

第一節(jié)鍋爐水處理的重要性

鍋爐水質(zhì)不良會使受熱面結垢,大大降低鍋爐傳熱效率,堵塞管子,受熱面金

屬過熱損壞,如鼓包、爆管等。另外還會產(chǎn)生金屬腐蝕,減少鍋爐壽命。因

此,做好鍋爐水處理工作對鍋爐安全運行有著及其重要的意義。

結垢

水在鍋內(nèi)受熱沸騰蒸發(fā)后,為水中的雜質(zhì)提供了化學反應和不斷濃縮的條件。

當這些雜質(zhì)在鍋水中達到飽和時,就有固體物質(zhì)產(chǎn)生。產(chǎn)生的固體物質(zhì),如果

懸浮在鍋水中就稱為水渣;如果附著在受熱面上,則稱為水垢。

鍋爐又是一種熱交換設備,水垢的生成會極大的影響鍋爐傳熱。水垢的導熱能

力是鋼鐵的十幾分之一到幾百分之一。因此鍋爐結垢會產(chǎn)生如下幾種危害。

1.浪費燃料

鍋爐結垢后,使受熱面的傳熱性能變差,燃料燃燒所放的熱量不能及時傳遞到

鍋水中,大量的熱量被煙氣帶走,造成排煙溫度過高,排煙若損失增加,鍋爐

熱效率降低。為保持鍋爐額定參數(shù),就必須多投加燃料,因此浪費燃料。大約

1毫米的水垢多浪費一成燃料。

2.受熱面損壞

結了水垢的鍋爐,由于傳熱性能變差,燃料燃燒的熱量不能迅速地傳遞給鍋

水,致使爐膛和煙氣的溫度升高。因此,受熱面兩側的溫差增大,金屬璧溫升

高,強度降低,在鍋內(nèi)壓力作用下,發(fā)生鼓包,甚至爆破。

3.降低鍋爐出力

鍋爐結垢后,由于傳熱性能變差,要達到額定蒸發(fā)量,就需要消耗更多的燃

料,但隨著結垢厚度增加,爐膛容積是一定的,燃料消耗受到限制。因此,鍋

爐出力就會降低。

腐蝕

1?金屬破壞

水中含有氧氣、酸性和堿性物質(zhì)都會對鍋爐金屬面產(chǎn)生腐蝕,使其壁厚減薄、

凹陷,甚至穿孔,降低了鍋爐強度,嚴重影響鍋爐安全運行。尤其是熱水鍋

爐,循環(huán)水量大,腐蝕更為嚴重。

2.產(chǎn)生垢下腐蝕

含有高價鐵的水垢,容易引起與水垢接觸的金屬腐蝕。而鐵的腐蝕產(chǎn)物又容易

重新結成水垢。這是一種惡性循環(huán),它會迅速導致鍋爐部件損壞。尤其是燃油

鍋爐金屬腐蝕產(chǎn)物的危害更大。

汽水共騰

產(chǎn)生汽水共騰的原因除了運行操作不當外,當爐水中含有較多的氯化鈉、磷酸

鈉、油脂和硅化物時,或鍋水中的有機物和堿作用發(fā)生皂化時,在鍋水沸騰蒸

發(fā)過程中,液面就產(chǎn)生泡沫,形成汽水共騰。

第二節(jié)水質(zhì)及水質(zhì)標準

水質(zhì)指標及其含義:

1.成分指標:

(1)溶解氧一水中氧氣的含量。

(2)含油量一水中油脂的含量。

(3)鈣含量(Ca2+).

(4)鎂含量(Mg2+。

(5)鐵含量(Fe2+,Fe3+)。

(6)碳酸鈣含量(C032-)。

(7)重碳酸根含量(HC032-).

(8)氯離子含量(C1-)。

(9)氫離子濃度(H+),即PH值,表示水的酸堿性。

PH<5.5酸性水

PH=5.5-6.5弱酸性水

PH=6.6-7.5中性水

PH=7.670弱堿性水

PH>10堿性水

2.技術指標:

(1)懸浮物:表示水中顆粒較大的懸狀物(泥沙,工業(yè)廢物等)

(2)硬度(H):表示水中某些高價金屬離子(如Ca2+,Mg2+,Mn2+,Fe3+

等)的含量。單位是毫摩爾(mmol/L)。

(3)堿度(A):表示水中能與鹽酸發(fā)生中和作用的所用堿性物質(zhì)的含量。單

位為豪摩爾/升(mmol/L)。

(4)含鹽量(S)表示水中溶解性鹽類的總量。單位是毫克/升(mg/L)。

(5)相對堿度:表示鍋水中游離氫氧化鈉含量與鍋水中溶解固形物含量的比

值。

二.水質(zhì)標準

為了保證鍋爐安全經(jīng)濟運行,對鍋爐給水和鍋水的水質(zhì)必須進行嚴格的控制。

國家以國標的形式對鍋爐水質(zhì)進行了嚴格的規(guī)定,鍋爐使用單位必須遵守。下

面的GB1576——96《低壓鍋爐水質(zhì)標準》主要內(nèi)容介紹于下:

①熱水鍋爐的水質(zhì)應符合表1的規(guī)定。

②蒸汽鍋爐采用鍋外化學處理時,水質(zhì)應符合表2的規(guī)定。

第五章工業(yè)鍋爐的輔助設備及附件、儀表

第一節(jié)輔助設備

--給水設備:

給水設備有以下幾種:

1.注水器:適用于蒸發(fā)量小,壓力較低的鍋爐。

2.蒸汽往復泵:在缺乏動力或作為給水備用設備的條件常被采用。

3.離心泵:正常條件下鍋爐給水最常用的設備。

—.通風設備:

通風設備通常指鼓風機和引風機煙囪。

1.鼓風機是將空氣送入爐膛,使燃料燃燒的一種設備。

2.引風機是將爐膛內(nèi)的煙氣向外排的一種設備。

3.煙囪,一是產(chǎn)生"抽力",使煙氣順煙鹵升到高處;二是將煙氣排到室外高

空,避免鍋爐區(qū)域污染。

三.運煤設備

由于鍋爐房容量和耗煤量的大小不同,有機械上煤和人工上煤兩種。許多容量

不大的鍋爐房常把這兩種方法結合起來,即一部分用機械,一部分用人工,通

常這種方法叫半上煤。

1.人工上煤:設備簡單,靈活,不致因設備故障影響上煤,運用于用煤量不

大的鍋爐房。缺點是勞動強度大,衛(wèi)生條件差。

2.單斗提升機:單斗提升機由卷揚機(包括電機、減速器、滑輪、鋼絲繩),

料斗,導軌等部分組成。用于推車把煤從煤場運來倒入料斗后,啟動卷揚機,

使鋼絲繩把料斗提起,并沿導軌送入爐前煤斗處,由料斗自動翻入煤斗,供鍋

爐燃用。

3.電動葫蘆。

4.帶式輸送機。

5.埋刮板輸送機等。

四.出灰設備

鍋爐出灰按其方式分類有人工、機械、水力和火力等四種出灰方式。

1.人工出灰

人工出灰由運行人員將灰渣從灰坑中耙出,用水澆濕,裝上小車再運出鍋爐房

外。

2.刮板出渣機

鍋爐的灰渣由灰斗經(jīng)插入灰槽水中的落灰管落入灰槽內(nèi),起動傳動裝置,帶

動鏈條在灰槽內(nèi)緩慢地移動,鏈條帶著刮板向前移動經(jīng)斜坡而送至出渣口,濕

灰渣經(jīng)斜坡而得到脫水。

刮板出渣機出灰能力強,改善環(huán)境衛(wèi)生,節(jié)省人力,但設備磨損嚴重,維修工

作量大。

3.螺旋出渣機

螺旋出渣機是一種比較簡單的出渣設備,它主要由驅(qū)動裝置,螺旋機本體,進

渣口和出渣口等幾部分組成。一般運用于10t/h以上的工業(yè)鍋爐。

五.除塵設備

由于中小型鍋爐中各種燃燒結構的出口煙塵濃度均遠高于我國標準規(guī)定的最大

允許煙塵濃度值,因此除了正確選擇燃燒結構和提高操作水平,對燃煤鍋爐還

必須在鍋爐后部設置除塵設備,將煙氣中的塵粒捕集后再排入大氣。

1.重力沉降式除塵器

其原理是:當煙氣進入較大空間流速降低時,較大顆粒的煙塵借助于自身重

力,從煙氣中靠重力自然沉降分離出來。

2.旋風除塵器

旋風除塵器又叫離心除塵器,其原理是含塵煙氣在旋風除塵氣內(nèi)強烈地沿筒壁

旋轉,并逐漸沿筒壁以螺旋線運動下降。由于強烈的旋轉所產(chǎn)生的離心力,把

煙塵拋向筒體內(nèi)壁面,在壁面上的煙塵靠重力逐漸下降至除塵器的底部,并經(jīng)

集灰斗排出。凈化后的煙氣從除塵器中間的芯管排出。

1.離心水磨除塵器

其原理是:煙氣從圓筒型的殼體下部以高速切線方向進入,沿著筒壁旋轉而

上,而噴嘴沿著筒殼上部圓周切線方成均勻噴水,在筒殼內(nèi)壁形成水膜時,由

于離心力作用,煙塵被拋向筒壁,并被水膜粘住后和水膜一起流入錐形灰斗,

由排灰口排出,凈化的煙氣則從殼體上部排出。

第二節(jié)附件、儀表

鍋爐的附件及儀表是鍋爐安全經(jīng)濟運行不可缺少的一個組成部分。如果鍋爐的

附件不全,作用不可靠,全部或部分失靈,都會直接影響鍋爐的正常運行。所

以,

必須保證鍋爐的附件及儀表準確,靈敏,可靠。

—.安全閥

安全閥是鍋爐三大安全附件(安全閥,壓力表,水位表)之

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