中国石油大学060165锅炉房工艺与设备期末复习题及参考答案.docx

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1、锅炉房工艺与设备课程综合复习资料一、填空题1 .理论烟气量与实际烟气量之间的关系为（）。答案：Vy=Vjo+l.O161（-l）V;02 .管道上任意两个位置处机械能守恒方程为（）。答案：Pi + 修L + pgZ =P2+ 勺L + PgZ2 + 7sl3 .石灰石-石膏法脱硫的化学方程式为O。答案：2CaC3+2S2+2=2CaSCh+C24 .水冷壁的常见型式为膜式水冷壁、光管水冷壁和（）。答案：销钉式水冷壁5 .烟气放热方程式为（）。答案：Q=W/；-/；+/：）6 .常用的锅炉脱硝技术有分级燃烧、烟气再循环、选择性催化还原和O组成。 答案：选择性非催化还原7 .烟道产生自生通风力的根

2、源是烟气温度O外界大气温度，且烟道与大气相通。 答案：高于8 .工业锅炉采用的除尘设备主要是（）。答案：麻石水膜除尘器9 .烟气再循环脱硝的原理是降低炉膛温度、（）。答案：减小氧气浓度10 .热力除氧的原理是将水加热至（）、氧气溶解度降低。答案：沸点11 .烟气脱硝技术的两种主要形式为选择性催化还原和（）。答案：选择性非催化还原12 .表示实际空气量与理论空气量之比是（）。答案：过量空气系数13 .制粉系统中，完成风粉分离的设备是（）。答案：细粉分离器14 .水的含盐量是指所有（）。答案：阴阳离子总量15 .锅炉本体是由燃烧设备和O组成的。答案：传热设备16 .旋流煤粉燃烧器的主要类型为蜗壳式

3、、切向叶片式和（）。答案：轴向叶片式17 .燃煤工业锅炉的热效率大约为O %0答案：60-8018 .送引风系统中烟气压力最低和最高点分别位于引风机的入口和（）。答案：送风机的出口19 .流化床的两种常用型式为鼓泡流化床和（）。答案：循环流化床20 .皮带输送机的主要组成部件有输送带、传动滚筒、尾部滚筒、上下托辐、O0 答案：拉紧装置21 .按照结构，锅炉可分为O和火管锅炉（锅壳锅炉）。答案：水管锅炉22 .受热（）（强、弱）的管子容易发生循环停滞。答案：弱23 .炉膛对流传热占总传热的比例低于（）。答案：5%24 .旋风汽水分离器是由筒身、顶帽和O组成的。答案：筒底25 .碎煤机主要通过由（

4、）、击打等方式将煤破碎。答案：碾压二、问答题1 .选择性催化、非催化还原法烟气脱硝的基本原理是什么？答案：用氨气作还原剂，在烟温250-420和催化剂的作用下，有选择性（NH：,优先与NOX发生还原反应,而不和烟气中的氧进行氧化反应）地将烟气中的NOX还原成用和乩0。选择性非催化还原法是在没有催化剂的情况下,将氨（尿素）喷入90OTlO（TC的烟气中， 将烟气中的NOx还原成N?和H2Oo2 .海水脱硫、炉内喷钙脱硫的工作原理是什么？答案：海水脱硫就是一部分海水洗涤烟气中的SO2,然后进入曝气池，通入大量海水和 空气，将SO2氧化成S(V一，恢复海水的水质(PH6.5)炉内喷钙是把干的石灰石直

5、接喷到炉膛中去，炉内热量将其煨烧成CaO,与烟气中SO2 反应生成亚硫酸钙和硫酸钙。3 .过热器的热偏差产生的根源是什么？答案：热偏差系数为O = 上 CP - =9,偏差由热力不均系数、结构不均系数、流量不均系数决定，但是流量不均由结构不均引起、吸热不均引起。所以，导致 热偏差的根源是结构不均和吸热不均。4 .运用传热学原理解释，为什么水冷壁相较于过热器工作更为安全？答案：水冷壁位于炉膛内壁炉墙上，过热器位于炉膛出口处，相比较而言，水冷壁所处 位置烟气温度更高；水冷壁内部流动的是饱和水，水与内壁之间沸腾换热，换热系数极 高，管壁温度接近换热能力强的水温；过热器内部流动的是蒸汽，蒸汽与内壁之间

6、强制 对流换热，换热系数较低，管壁温度介于烟气和蒸汽温度之间；所以综合比较，水冷壁 的管壁温度更低，更为安全。5 .说明什么是蒸汽的溶解性、机械性携带？两者各自的影响因素是什么？答案：蒸汽携带水，而水中含有较高的盐分，这称为机械性携带；蒸汽直接溶解某种盐 分，这称之为溶解性携带。影响机械性携带的因素为：蒸发量，蒸发量越大、携带量越大；汽包蒸汽空间高度，高 度不应低于一定值；炉水含盐量，含盐量越大、携带量越大。影响溶解性携带的因素为：压力，蒸汽压力越大、携带量越大；盐分种类，有些易溶、 有些难溶；炉水PH值，应该处理合理范围，9-10之间。6 .介绍锅炉的发展历程。答案：现代意义上的锅炉至今大约

7、200多年的历史，发展经历了由简单到复杂，由低效 到高效的过程。大约18世纪末出现了原始的圆筒锅炉，结构较为简单，底部烧火、上部设置一个圆筒； 后来将火移至圆筒中，形成了火筒锅炉；到19世纪中叶，出现了烟管锅炉，表明这个 系列的锅炉发展较为完善。19世纪中叶，出现了水管锅炉，开始时都是横水管锅炉；20世纪初，出现了竖水管锅 炉；直至20世纪中叶，出现了直流锅炉。7 .什么是过热器的热偏差？如何减小热偏差？答案：过热器和再热器是由许多管子并联组成，其中每根管子的结构、热负荷不完全一 样，工质的焰增也就不同，这种现象叫做热偏差。减小热偏差的措施有：将整个过热器或再热器分成几个串联的部分（几级）；沿

8、烟道宽 度方向上进行左右交叉，可减轻甚至消除两侧的热偏差；选择合理的联箱连接方式，现 在大容量锅炉很少采用，而多用U型连接方式；在管子进口加装孔径不同的节流圈、采 用各种定距装置、采用不同管长管径等。8 .简述刮板给煤机、钢球磨煤机的工作过程。答案：刮板给煤机运行时煤从进煤管首先落入上台板，随着刮板的移动，将煤带到左边， 通过落煤通道落到下台板上，在下台板上刮板又将煤带到右边，经出煤管送往磨煤机。 钢球磨煤机主要是靠撞击作用将煤制成煤粉的，同时钢球和钢球、钢球与护甲之间的挤 压碾压也起到一定作用。热风既是干燥剂又是输送剂，磨好的煤粉由热空气带出筒体。 9.油田常用的锅炉有哪些？分别用于什么场合

9、？答案：管式原油加热炉，是由两个吸热部件组成的，即对流段和辐射段。主要用于长输 管线的原油加热，防止原油在管内凝滞。火筒式加热炉，由火筒、烟管、盘管、筒体等部件构成。用于加热油气井的采出物，提 高温度、防止原油凝滞或天然气形成水合物。注汽锅炉，由预热器、对流段、辐射段组成。生产高温高压的汽水混合物，注入到地下 油层中，提高油的采收率。10 .过热器的工作特点是什么？答案：被加热介质温度高。在整个锅炉受热面中，过热器和再热器中介质的温度最高。 当前，大型电站锅炉蒸汽温度可达560-620。布置区域烟气温度高。既然过热器和再热器内流动的介质温度高，那么加热它的烟气温 度也一定较高。烟气温度高于60

10、0C；管壁冷却条件差。过热器和再热器管内流动的是蒸汽，管外流过的是高温烟气，与液态 工质水相比，水蒸汽的对流传热能力较差，使得过热器管壁温度很高。11 .流化床锅炉的工作特点是什么？答案:可燃用的燃料范围宽:含灰40-60%的煤都可满意地燃烧;燃烧效率高:为97-99%, 达到煤粉炉的水平；脱硫效果好：脱硫效率80%,脱硫剂利用率50%以上；氮氧化物排 量低：基本上能满足环保要求；炉膛热负荷高：传热系数高于其他锅炉23倍；燃料进 给口少：使得燃料供应系统简化；负荷调整范围大且快速：25-30%负荷下能稳定运行; 灰渣可综合利用：含钙量大，用于水泥、砖瓦方面。12 .石灰石-石膏法脱硫、喷雾干燥

11、法脱硫的工作原理是什么？两者间的差别是什么？ 答案：石灰石-石膏法脱硫的原理是用石灰石浆液吸收烟气中的二氧化硫，进行形成石 膏的工艺。喷雾干燥法脱硫是雾状的熟石灰液滴与烟气中的二氧化硫反应，形成固体产 物的工艺。石灰石-石膏法是典型的湿法脱硫，脱硫产物和脱硫过程处于湿态，脱硫效率高、但产 物难处理、废液易污染环境。喷雾干燥法属于半干法脱硫，过程处于湿态、产物态，脱 硫效率低、但产物易处理。13 .请分别说明水管锅炉和火管锅炉的特点、优点、缺点。答案：水管锅炉特点是燃料在炉膛内燃烧，烟气在管外流动放热、汽水工质在管内流动； 优点是燃烧和传热条件好，热效率高；摆脱筒体尺寸限制，受热面布置灵活，适于

12、大型 化；缺点是对水质要求高，制造工艺复杂，不适于小型锅炉。火管锅炉特点是有尺寸比较大的钢制筒体，内部有大量的烟管受热面。分为内燃式和外 燃式。；优点是结构简单，水质要求不高，加工维修方便；缺点是筒体大提压困难；冷 却太强燃烧条件差；烟气纵向冲刷传热效果差。不适宜大容量、高参数发展。14 .水循环不良的危害是什么？提高循环安全的措施有哪些？答案：水循环不良的主要危害会导致炉管壁温升高，容易发生爆管事故。原因是水循环 不良，管内水与壁面之间换热情况不好，水和壁面之间温差加大，壁温升高。将水冷壁管分组，这样可以保证每一组的管子之间受热情况相当，水循环就会畅通；合 理布置下降管和上升管，保证下降管有

13、足够流通面积；下降管不能带蒸汽等。15 .循环流化床是沸腾燃烧的主要型式，请列出其燃烧设备主要组成部件及作用。答案：与燃烧相关的设备（部件）主要有：布风板、分离器、回料阀、排渣管、给料口、 二次风口等。布风板的作用是托举大颗粒燃料、给燃烧供一次风；分离器的作用是将未燃尽的碳从烟 气中分离；回料阀将分离回来的碳送回炉膛；排渣管是排放炉渣的；给料口用于向炉膛 内部送燃料；二次风口用于供给二次风，确保充分燃烧。16 .链条炉是分层燃烧设备的主要型式，请列出链条炉燃烧设备主要组成部件及作用。 答案：链条炉的燃烧设备主要包括：链条炉排、炉拱、煤斗、除渣板、风仓、渣斗、灰 斗等。作用：炉排是燃料运移和燃烧

14、的部件；炉拱是为了点火和燃尽用；煤斗用于储存 燃料；除渣板是为了燃料燃尽；风仓用于分区供风；渣斗和灰斗用于储存灰渣。17 .请说出对流式过热器与屏式过热器的差别。答案：对流式过热器主要吸收烟气的对流热，位于烟气温度较低的区域，不容易结渣， 是一种管束结构，即是由横向和纵向间距相差不大的管束构成的。屏式过热器主要吸收 烟气的辐射热，位于烟气温度较高的区域，容易结渣，是一种单片结构，整个屏式过热 器是由多个单片屏串并联构成的。18 .锅炉启动中，如何进行省煤器的保护？答案：在省煤器入口与下降管之间安装再循环管。当锅炉开始启动时，关闭锅炉进水阀 门后，打开再循环阀门，再循环回路工作，使省煤器内的水保

15、持流动，保证管子被充分 冷却。锅炉需要上水时，应先关闭再循环阀门，再打开进水阀门向锅炉进水。19 .什么是蒸汽品质？蒸汽品质不良的危害是什么？答案：蒸汽品质就是蒸汽中杂质的含量，杂质由两类，气态杂质和盐类。蒸汽品质不良、 蒸汽中杂质含量超标。当蒸汽通过过热器加热时，杂质会沉积在过热器管内壁上，形成 盐垢，导致过热器壁温升高爆管。另外，蒸汽进入汽轮机后，杂质沉积在叶片上，会使 汽轮机运行不稳发生事故。20 .简述锅炉的传热设备组成，蒸发受热面包括哪些？辅助受热面有哪些？答案：总体由蒸发受热面、过热器、省煤器、空气预热器等组成。蒸发受热面又包括水 冷壁、锅炉管束、凝渣管等。过热器、省煤器、空气预热

16、器统称为辅助受热面。三、计算题1 .已知某种煤的收到基成分如下:Car =60.35% Har=2.13%、2=3.35%、Nar=O.49%、Sar=LO4%、4=23.23、Mar= 9.41%；为了保证充分燃烧，过量空气系数 =1.2。试计算燃烧所需的理论空气量和实际供给的空气量？答案：解：根据完全燃烧反应方程0.6035kg碳完全燃烧需要的氧气量为L22.4xO.6O35 = L1265Nm3120.0213kg氢完全燃烧需要的氧气量为一!一x22.4x0.0213 = 0.1183Nm34.0320.0104ke硫完全燃烧需要的氧气量为x22.4x0.0104 = 0.00728Nm

17、3 J32Ikg 燃料自身的氧量为x22.4x0.0335 = 0.02345Nm3贝!，理论空气量为=-(l.1265 + 0.1183 + 0.00728-0.02345)= 5.8506 Nm3实际空气量为Vk = aV = 12 5.8506 = 7.021Nm32 .已知某种煤的收到基成分如下：Car =60.35%7ar=2.13% Qr=3.35%、Nar=O.49%、Sar=I.04%、4=23.23、M/9.41%;为了保证充分燃烧，过量空气系数 =1.2,理论 空气量为5.8506Nm3。试计算燃烧生成的理论烟气量和实际烟气量？ 答案：解，根据完全燃烧反应方程0.6035k

18、g碳完全燃烧生成的二氧化碳量为x22.4x0.6035 = L1265Nm3 0.0104kg硫完全燃烧生成的二氧化硫量为x22.4x0.0104 = 0.00728Nm3 0.0213kg氢完全燃烧生成的水蒸汽量为一1-x22.4x0.0213 = 0.2366Nm32.016Ikg燃料自身转化的水蒸汽量为5x22.4x0.0941 = 0.1171Nm3Ikg燃料所需空气带入的水蒸汽量为0.0161x5.8506 = 0.09419Nm30.0049ks 氮转化的氮气量为L22.4x0.0049 = 0.00392NnP28Ikg燃料所需空气带入氮气量为0.79 5.8506 = 4.62

19、2Nm3贝理论烟气量为呼=62076 Nm3实际烟气量为Vy =, + L0161(a - I)G = 7.3965Nm33 .已知锅炉容量O = 130th,过热蒸汽焰=3331.8kJkg,进入锅炉的给水焰 & =634.8kJkg,锅炉排污为 0；排烟烙 py =1519.9kJkg,理论冷空气焰/；= 233.3kJkg, 气体不完全燃烧损失% =0 %,固体不完全燃烧损失% =2 %,散热损失% =0.68 %, 灰渣物理损失%=0%，燃料热值2=21990kJkg,过量空气系数 = 1.360试求：排 烟热损失、锅炉热效率、燃料消耗量？答案：解：依据排烟热损失计算公式有q.、151

20、9.9-1.36x233.3100 = 98 = 5.36100；21990锅炉的热效率为 = IOO-(分 + % +04 + % +乌6)= 100-8.04 = 91.96 (%)设锅炉的燃料消耗量为5kgs,则有BO-=D1000 / 3600x(/?* -匕 100v gq SS代入数据可得燃料耗量为，130/3.6x(3331.8-634.8)21990x0.9196= 4.816kgs4 .某种煤的收到基成分如下：Car=65.7% 7ar=2.7% Oar=2.8%、Nar = I.05%、Sar=O.35%、Ar=I9.22%、Mar=8.18%;为了保证充分燃烧，过量空气系

21、数a =1.6。已知：200时 lm3RO2 N2、H2O 焰值分别为 357kJn 260kJm 304kJm3,理论空气量为 1722kJkg, 试计算200理论烟气焰和实际烟气焰？ 答案：解：RO2 的体积为限=0.01866x(65.7 + 0.375x0.35) = 1228 Nm3kgN2 的体积为 啰=0.79 X6.475 + 0.0081.05 = 5.123 Nm3kgH2O 的体积为瑕0 =0.111x2.7 + 0.0124 x 8.18 + 0.0161x6.475 = 0.505 Nm3Zkg 理论烟气给为I； =G (Ce)R0、+ K(Mb,+瑶2。(M)H o

22、 = 1 228 357 + 5.123 X 260 + 0.505 304 = 1924kJ/kg 实际烟气焰为Zy = 1； +(Q -1)1； =1924+(1.6-1)1722 = 2957 kJ/kg5 .东北某一采暖锅炉房有三台QXW2.9-1/130/70-A型热水锅炉，在额定供热量 Q=2.9MW下运行时，每小时耗煤1791kg,经热量计测得燃煤的收到基低位发热量为 21512kJkg,问这三台热水锅炉的平均热效率为多少？答案:解：燃煤每秒放出的热量为1791X21515 = 10702 kJs(kW) 3600锅炉供热量换算成kW为 = 2.9 XlOOO = 2900 kW根据能量守恒关系，锅炉热效率为 片需2EL3%