级电站锅炉锅炉原理资料.docx

1、级电站锅炉锅炉原理资料第四章1.影响排烟损失q2的因素：排烟温度和烟气容积。2.影响可燃气体不完全燃烧损失q3的因素：燃料的挥发分、过量空气系数、燃烧器的结构和布置、炉膛温度、炉内空气动力工况。3.影响固体不完全燃烧损失q4的因素：燃料性质、燃烧方式、燃烧器的结构和布置、锅炉负荷、运行水平、燃料在炉内呃停留时间和与空气的混合情况。4.影响散热损失q5的因素：锅炉外表面积、外表面温度、炉墙结构、保温隔热性能及环境温度。第五章 煤粉制备 1.煤粉细度是用一组由细金属丝编制的、带正方形小孔的筛子对一定数量的煤粉试样筛分来测定的，Rx=a/(a+b)。 重要2.煤粉经济细度：当机械不完全燃烧热损失 q

2、4 和制粉系统的电耗qm 和金属磨损之和为最小。 重要3.煤粉的爆炸性：煤粉和空气混合物在一定条件下会发生爆炸，引起设备和人身事故。煤粉气流的初温应该限制在100 C以下。影响因素有：挥发分、水分和灰分、煤粉细度、气粉混合物的温度、混合物中煤粉浓度、氧的浓度等。4.煤的可磨性系数 重要4.1哈氏可磨性指数： HGI=13+6.93G71 4.2BTN可磨系数：Kkm = 0.0034 ( HGI ) 1.25 + 0.615.制粉系统直吹式:正压式,负压式；中间储仓式:热风送粉,乏气送粉。5.1直吹式制粉系统特点:占地面积小；系统简单，设备较少；运行电耗低节省金属，投资少，煤粉爆炸性较小；由于

3、制粉量必须等于燃料消耗量，因此对控制系统要求较高；运行灵活性较仓储式系统略差。5.2中间储仓式制粉系统特点：运行灵活性较高；控制系统要求较低；运行电耗高；投资较大；煤粉爆炸性较大。6.中速磨6.1中速磨优点：启动迅速；调节比较灵活；磨煤电耗低；结构紧凑；金属部件磨损量小；运行时空载功率低，磨煤机功率和出力几乎成正比，适合低负荷运行中速磨适用范围。对于优质烟煤 Vdaf = （2740）， Mf 15， Ke 3.5；对于劣质烟煤、贫煤 K e 3.5 燃烧性能好；对于褐煤 Mf 15 K e 3.5； K e 1.2，优先选用RP（HP）型； 1.2 K e 2.0，优先选用MPS型。6.2中

4、速磨工作过程电机驱动主轴带着磨环或者磨盘转动；原煤经落煤管进入研磨部件表面，在压紧力的作用下受到挤压和研磨，制备成煤粉；煤粉在离心力作用和其它煤粉的推挤作用下被甩到风环上方。热风经过风环的导向叶片后进入环形干燥空间干燥煤粉。热风继续携带煤粉至煤粉分离器，不合格的煤粉返回碾磨区重磨，合格的煤粉经过煤粉分配器，最终送。往燃烧器。7.三种中速磨的比较及适用场合？ 重要RP型磨：电耗最低，耐磨损性能最低。检修方便紧凑出力调节范围大；两碾磨件无接触，可空载启动噪音小，适合Ke1.2的煤；MPS磨：电耗和耐磨损能力都介于RP型及E型磨之间， 适合Ke2.0的煤；E型磨：电耗最高，耐磨损性能最好。适合Ke3

5、.5的煤,部件寿命较长电耗大.8.钢球磨8.1主要特点：煤种适应性广，可磨无烟煤；对三块不敏感；可在运行中换钢球；磨制煤粉较细，出力大；对煤的干燥能力强，与中速磨相比，可磨高水分煤；磨煤电耗高，特别是低负荷下运行不经济；结构比较庞大，运行时噪音大，投资高，金属磨损大。8.2钢球磨工作原理三个作用力：撞击、挤压、研磨8.3影响因素：转速；钢球充满系数；钢球直径；通风量；筒内存煤量8.4双进双出钢球磨结构：左右对称、螺旋输煤器、空心圆管。 双进双出钢球磨优点：可靠性高；维护简便、维护费用低；出力稳定，能长期保持恒定的容量和要求的煤粉细度；煤种无限制；在单进单出磨煤机基础上缩小体积，减少了占地面积。

6、第六章 煤粉燃烧过程1.燃烧的基本分类：动力燃烧扩散燃烧过渡燃烧2.质量作用定律：Wt=AfCbB，阿累尼乌斯定律 重要3.影响燃烧反应的主要因素：温度；压力；浓度；催化；链锁反应4.煤燃烧阶段主要有：预热干燥阶段（吸热过程）；挥发份析出及着火阶段；强烈燃烧；燃尽。以着火和燃烬两个阶段最为重要。 重要5.焦碳燃烧的燃烧阶段：氧分子向碳粒表面的扩散；氧分子吸附在碳粒表面上；氧分子在碳粒表面上发生燃烧化学反应；燃烧产物在碳粒表面上解吸附；燃烧产物离开碳粒表面，向周围环境扩散。其中扩散和燃烧阶段最重要。6.多相燃烧反应区域：扩散燃烧区域、过渡燃烧区域、动力燃烧区域。 重要在温度低的动力区，应提高反应

7、系统的温度提高炉膛温度在温度高的扩散区，应增大O2在过渡区，两者都应增大。7.煤粉气流的着火与燃烧7.1着火温度：由缓慢的氧化状态转变到反应能自动加速到高速燃烧状态的瞬间过程称为着火，着火时反应系统的温度称为着火温度。煤粉燃烧过程的停止，称为熄火。7.2着火热：将煤粉气流加热到着火温度所需要的热量成为着火热，它包括加热煤粉和一次风所需热量以及煤粉中水份蒸发、过热所需热量。7.3着火时间：着火早：烧坏燃烧器。着火晚：火焰上移、燃烧不完全、容易结渣。7.4完全燃烧的条件：供给合适的空气量保持适当的炉温保证空气和煤粉的良好混合证燃料颗粒在炉膛内足够的停留时间。6.5影响着火的因素：燃料性质、炉内散热

8、条件、煤粉气流初温、一次风量和一次风速、燃烧器的结构特性锅炉负荷。8.影响SO2、NO生成的主要因素：煤种、煤颗粒在燃烧区域停留时间、煤颗粒粒径、炉膛温度、过量空气系数等。9.脱硫技术：湿法烟气脱硫；干法烟气脱硫 烟气脱硝：干法烟气脱硝：选择性催化还原法、选择性非催化还原法。湿法烟气脱硝。10.热力型NO和燃料型NO 重要10.1温度型（热力型）NO 空气中的氮在较高的温度下氧化生成的 O + N2 = NO + N；N + O2 = NO + O ； N + OH = NO + H （浓燃料区域 ） 主要影响因素：温度、过量空气系数、高温区停留时间；10.2燃料型NO 重要 I + R NO

9、+； I + NON2+ I 含N中间产物；R 含氧化合物主要影响因素：燃料中的氮和挥发份含量、温度等。10.3燃烧过程中降低NO排放的方法适当降低燃烧温度，特别是防止出现局部高温区；采用分级燃烧；采用浓淡燃烧方式；采用低氧燃烧技术；烟气再循环。11.最佳炉膛出口空气系数：q2+q3+q4之和最小的空气量。 重要第七章 煤粉炉燃烧设备1.燃烧设备燃烧室、燃烧器、点火装置之一炉膛1.1炉膛的作用：保证燃料的完全燃烧、合理组织炉内的热交换、布置合适的受热面满足锅炉容量的要求、使烟气到达炉膛出口时被冷却到使其后的对流受热面不结渣和安全工作所允许的温度。1.2对炉膛结构的基本要求：炉膛要有足够的容积和

10、高度；合理布置燃烧器炉膛结构紧凑；金属材料用量少；便于制造、安装、检修和运行。1.3炉膛设计主要热力参数：炉膛容积热负荷；炉膛截面热负荷；燃烧器区域壁面热负荷；炉膛壁面热负荷。 重要2.水冷壁结渣2.1影响结渣因素：灰熔点、空气流动特性、锅炉负荷、燃烧过程中空气量不足、燃料和空气分布不均造成火焰偏斜、运行操作、设计或检修质量不佳。2.2结渣危害：降低了锅炉运行的经济性、炉膛出口烟温升高和过热蒸汽超温、对自然循环锅炉的水循环安全性和强制循环锅炉水冷壁的热偏差带来不利影响、炉膛出口对流管束上结渣可能堵塞部分烟气通道，引起过热器偏差、炉膛上部积结的渣块掉落时，还可能砸坏冷灰斗的水冷壁，甚至堵塞排渣口

11、而使锅炉无法继续进行。2.3防止和减轻结渣措施：降低炉膛出口烟气温度、组织良好的炉内空气动力场、保证合适的煤粉细度和均匀度、加强运行中监视，及时清焦吹灰，保持受热面清洁、保证燃煤质量、除去多余的卫燃带。3.燃烧器3.1煤粉燃烧器的作用：保证燃料和空气的充分混合；保证燃料及时着火；保证燃料稳定燃烧；烟气充满程度好，不冲刷炉墙。3.2煤粉燃烧器的类型：旋流式燃烧器、直流式燃烧器。3.2.1旋流燃烧器的优缺点优点：虽然各燃烧器风粉分配不均但是沿着炉膛的宽度热负荷总体上是均匀的，所以炉膛出口的烟温偏差在80以下 ；燃烧器具有自稳能力，通过调节来适应煤种变化；防结渣能力强缺点：后期混合能力较差，NOx排

12、放较高。3.2.2直流燃烧器特点：出口气流为直线射流；布置在炉膛四角，形成四角切圆燃烧；一次风口和二次风口沿高度方向交错布置。 重要（包括旋流）3.2.3旋流燃烧器特点：旋流燃烧器不但有轴向速度，而且有较大的切向速度射流有一个中心回流区，能回流高温蒸汽，利于着火。旋转射流的扩展角大3.2.4直流燃烧器的配风方式：均等配风、分级配风。分级配风的三种分：周界风，夹心风，十字风。3.2.5直流燃烧器运行的主要不足：炉膛出口处烟温偏差引起热偏差的原因：对称的速度场导致不对称的传热场，引起烟温偏差；烟速高的区域烟温高，反之烟速低的烟温低：4.四角切圆燃烧工作原理：煤粉气流卷吸高温烟气而被加热的过程； 射

13、流的相互撞击、射流两侧的补气及压力平衡过程； 煤粉气流的着火过程； 煤粉与二次风空气的混合过程； 四股气流形成的切圆旋转过程； 焦碳的燃尽过程。5.角切圆燃烧特点：上游邻角气流的加热作用(自点燃)，加之本身卷吸，着火条件优越，着火稳定性好在整个炉内形成强烈的旋转，扰动混合好，利于燃烧及燃尽强烈的湍流扩散和良好的炉内空气动力结构，烟气在炉内充满程度好，炉内热负荷分布均匀。6.对现代煤粉燃烧器的要求 重要保证送入炉内的煤粉气流能迅速、稳定地着火燃烧供应的二次风与一次风能及时良好地混合，确保较高的燃烧效率火焰在炉膛的充满程度较好，且不会冲墙贴壁，避免结渣有较好的燃料适应性和负荷调节范围流动阻力较小能

14、减少NOX的生成，减少对环境的污染7.在组织锅炉燃烧时，为什么将燃烧所需空气分为一、二次风？确定一次风率的依据是什么？ 重要答：一次风率：决定于煤种的Vdaf值，和着火条件、制粉系统情况。8.请说明什么是煤粉炉的一、二、三次风？携带煤粉送入燃烧器的空气称为一次风。其作用是输送煤粉和满足燃烧初期对氧气的需要，一次风数量一般较少。煤粉气流着火后再送入的空气称为二次风。其作用是补充煤粉继续燃烧所需要的空气，主要起扰动、混合的作用。磨煤过程中产生的乏汽送入炉膛称为三次风。其作用是作为补充空气并使所携带的煤粉参加燃烧。9.炉膛的外爆与内爆9.1炉膛外爆的影响因素：燃料爆燃、水冷壁严重爆管、析铁氢爆。9.

15、2炉膛内爆的影响因素：突然熄火，温度剧降。第八章 锅炉受热面运行问题1.结渣危害：降低了锅炉运行的经济性炉膛出口烟温升高和过热蒸汽超温，运行中要限制锅炉负荷对自然循环锅炉的水循环安全性和强制循环锅炉水冷壁的热偏差带来不利影响炉膛出口对流管束上结渣可能堵塞部分烟气通道，引起过热器偏差炉膛上部积结的渣块掉落时，还可能砸坏冷灰斗的水冷壁，甚至堵塞排渣口而使锅炉无法继续进行缩短锅炉设备使用寿命2.影响结渣因素：灰份特性（灰熔点）空气流动特性 锅炉负荷燃烧过程中空气量不足运行操作 设计或检修质量不佳2.1水冷壁沾污和结渣的原因：机械沉积、粘接物沉积、烧结性沉积、熔渣性。3.防止和减轻结渣措施：燃烧调整；

16、加强运行中监视，及时清焦吹灰，保持受热面清洁；加强燃煤的管理和监督；加强锅炉运行工况的检查与分析4. 高温受热面高温腐蚀4.1高温腐蚀的类型：硫酸盐型腐蚀、硫化物型腐蚀。4.2防止高温腐蚀的措施低氧燃烧技术 烟气再循环合理配风 各一次风喷口的均匀性烟气再循环 合理的煤粉细度避免水冷壁管壁的局部高温在易腐蚀区域形成空气保护膜燃料中添加剂 提高水冷壁管的抗腐蚀能力及时更换5.汽温特性及影响因素5.1汽温特性：对流式过热器的出口汽温随锅；炉负荷的增大而增大；辐射式过热器的出口汽温随锅炉负荷的增大而降低。屏式过热器的汽温特性将稍微平稳些。5.2影响汽温因素：锅炉负荷；给水温度；过量空气系数；受热面污染

17、情况；燃料特性；火焰中心位置；吹灰的影响；饱和蒸汽用量或排污量；汽包炉汽水分离情况等5.3汽温调节方法 汽水侧调节方法：喷水减温、表面式减温器、汽-汽热交换器烟气侧调节方法：调整火焰中心位置、尾部分隔烟道挡板调温法、烟气再循环6.摆动式燃烧器对过热汽温的影响：主要影响辐射式再热器汽温影响会同时作用于过热器和再汽器，而且是同向变化。理想的调节特性是使燃烧器摆角变化对再热汽温和过热汽温的调节幅度能与再热器和过热器的汽温特性所具有的汽温变化率之间达到“匹配”。这样当负荷变化时，两者能实现同步调节，从而可不用或只用少量减温水对汽温进行校正的细调节7.摆动燃烧器调温的优点：调温幅度大，时滞小、节约受热面

18、积8.为什么，再热器一般不采用喷水减温？答、喷入的水转化成的蒸汽，只在中、低压缸中作功，犹如附加了一个中压循环系统，而中压循环的效率低，从而使整个系统效率降低。9.热偏差问题9.1并列管组中各管，因为各管子的结构尺寸、内部阻力系数和热负荷可能各不相同，因此每根管子中蒸汽的焓增也就不同，这种现象叫做热偏差。 重要9.2热偏差系数：偏差管中工质的焓增与整个管组的平均焓增之比。 重要9.3热偏差影响因素：热力不均匀、流量不均匀9.4消除及减轻热偏差措施 重要a. 提高运行水平b. 受热面分级布置c. 受热面按热负荷分组d. 联箱连接管交叉布置e. 加装节流圈f. 利用流量不均匀来消除吸热不均匀10.

19、若给水温度大幅度降低，过热蒸汽温度将怎样变化？答：对对流式过热器或再热器，出口蒸汽随给水温度下降而升高，而对辐射式再热器和再热器影响较小。所以若给水温度降低，可能引起过热蒸汽超温。可以采用降低负荷来调节。 重要第九章 锅炉尾部受热面运行问题1.省煤器飞灰磨损类型：撞击磨损、冲刷磨损。 重要2.影响飞灰磨损因素：灰粒特性、飞灰浓度 、管束的排列与冲刷方式、烟气速度、气流走向、管材硬度、壁温、烟气成分、烟气走廊。 重要3.防止和减轻省煤器磨损的措施 重要设计时应合理选择烟气温度；降低速度分布不均匀和飞灰浓度不均匀；在磨损严重的位置加防磨装置；降低烟气中飞灰浓度；减小灰粒直径；采用塔式或半塔式布置；

20、采用膜式或鳍片式省煤器。4.积灰成因：分子间的吸引力、机械网罗的作用、热泳力作用、静电吸引力作用 5.空气预热器烟气侧的低温腐蚀5.1当受热面的壁温低于酸露点时，这些酸蒸汽就会凝结下来，对受热面金属产生严重的腐蚀作用，这种腐蚀称为低温腐蚀。5.2影响低温腐蚀的因素：酸露点（也称烟气露点）、排烟温度、冷空气入口温度、材质5.3低温腐蚀的减轻和防止a. 提高空气预热器受热面的壁温b. 空气预热器分段c. 减少SO3生成份额，采用低氧燃烧技术d. 烟气再循环e. 采用降低露点或抑制腐蚀的添加剂f. 提高冷空气入口温度（从而提高壁温）的措施g. 定期冲洗6.酸露点（烟气露点）：硫酸蒸汽的凝结温度，随硫

21、酸蒸汽和水蒸气的含量增加而增加。 重要7.省煤器在锅炉中的主要作用？吸收低温烟气热量、降低排烟温度，提高锅炉效率减少水在蒸发受热面吸热量_低价省煤器代替高价受热面提高进入汽包给水温度，减少给水与汽包的温差第十章 自然循环锅炉水动力特性1.自然循环流动的原因：工质在上升管中受热形成汽水混合物，从而在下降管和上升管中的工质间产生了密度差，推动了工质的流动。 重要2.循环回路循环流速、质量含汽率、循环倍率1、并列管屏的受热不均常是造成自然循环锅炉的循环故障或传热恶化的基本原因。2、受热弱的管子有可能出现循环停滞或倒流；3、受热强的管子又可能会出现传热恶化而导致超温。3.传热恶化：局部出现膜态沸腾或出

22、现蒸干，使得管内换热减弱，在蒸发受热面管段某一处会出现壁温的峰值，甚至使管子烧坏。这两种现象统称为传热恶化。 重要3.1第一类传热恶化：当热负荷较高（大于某个值）时，可能出现核态沸腾直接过渡到膜态沸腾的现象，称为偏离核沸腾，这种现象称为第一类传热恶化。 重要3.2第二类传热恶化：发生在环状流动或者汽雾状流动情况下，因水膜撕破或“蒸干”，壁温升高的传热恶化现象。 重要4.循环故障：停滞、倒流、下降管带汽。5.水循环计算目的和内容 重要5.1计算的目的确定新设计的锅炉结构是否合理水循环系统改造后的锅炉进行计算，确定结构是否合理，循环是否可靠对运行的锅炉的水循环可靠性有疑问时，进行校验计算5.2计算

23、的内容每一水循环回路的平均循环流速和循环倍率锅炉总循环倍率循环可靠性检验计算6.自然循环的安全性指标受热面最弱管不发生停滞和倒流。受热面最强管不发生传热恶化下降管入口不形成漩涡循环倍率在适合范围内7.简述下降管带汽的原因、危害和消除方法？危害：带汽时，工质平均密度减少，流动阻力增大，影响水循环安全性原因：下降管进口水的汽化；在下降管口处水流形成漩涡漏斗；汽包内锅炉水带汽措施：水面到进口高度大于进口处静压降；大直径下降管入口处加装格栅或十字板、消旋；良好的汽水分离装置可减少水含汽；分散布置下降管并采用较低的水速。第十二章 超临界直流锅炉1.直流锅炉的特点:无汽包；工质一次通过各受热面，强迫流动；

24、受热面无固定界限；受热不均对流动影响；水动力多值性；有脉动现象。2.直流锅炉对自动控制系统要求高，原因如下负荷变动时，直流锅炉的蓄热能力较低，依靠自身炉水和金属蓄热或放热来减缓汽压波动的能力较低 直流锅炉必须同时调节给水量和燃料量，以保证物质平衡和能量平衡，才能稳定汽压和汽温。所以直流锅炉对燃料量和给水量的自动控制系统要求高。3.启动过程特点：设有启动旁路；启动速度快；在启动过程中，有工质膨胀现象；启动一开始，必须建立启动流露流量和启动压力。4.管内汽液两相流型随着干度 x 的增加，两相流型逐渐变化。（a）泡状流； （b）弹状流； （c）环状流； （d）雾状流 5.水动力不稳定性（多值性）的原

25、因：在某区段（如曲线的拐点上升段段），随着w 增加，Lrs增加，Lzf减小，使得D减小，相应的 x 也减小；而且x减小影响程度比w 增加影响程度大。因此，随着w 增加， P rs 增加的值比 Pzf 减小的值少。 重要5.1影响水动力不稳定性的因素：工质进口欠焓i；压力P；热负荷Q；6.多值性影响因素:工质进口欠焓、压力、热负荷、热水段阻力、影响因素。7.减少多值性的办法：减少蒸发受热面入口欠焓、提高蒸发受热面的压力、水冷壁人口处装节流圈 、提高水冷壁入口的质量流速 。8. 蒸发受热面中流体的脉动现象 8.1在两端管屏两端压差相同，当给水量和流出量总量基本不变的情况下，管屏里管子流量随时间作周

26、期性波动，这种现象称为管间脉动 。8.2动态不稳定水动力特性 ：脉动静态不稳定水动力特性 ：多值性8.3脉动种类： 整体脉动、管屏脉动、管间脉动 8.4管间脉动分析：在管子中间某一点一定存在着一个压力峰。当某点压力P高时，进水端压差（P1-P）下降，流量G减少，当P大大增加时，可能引起水倒流；出口端压差（ P-P2 ）增加，蒸发量D增大。当某点压力下降时，进水端压差增加，流量G增加；出口端压差减小，D减小。 重要8.5脉动危害：发生这种管间脉动时 ，热水段、蒸发段、过热段都在作周期性波动，在交界处附近壁温周期性变化，因而使管子产生疲劳破坏。并联各管会出现很大的热偏差，当超过容许的热偏差值时，也将使管子超温过热而损坏。8.6消除脉动措施：增大管内工质质量流量 w 增大热水段阻力加节流圈减少蒸发段阻力 控制好压力和负荷9.蒸发受热面中热偏差 9.1热偏差定义：并列管组中各管，因为各管子的结构尺寸、内部阻力系数和热负荷可能各不相同，因此每根管子中蒸汽的焓增也就不同，这种现象叫做热偏差。9.2热偏差影响因素：热力不均匀、水力不均匀。9.3消除及减轻措施： 减小受热不均匀、 减小结构不均匀、 减小受热不均对热偏差的影响、 加节流圈、 增大管内工质质量流量 w