电厂锅炉习题及题解

第一章 绪论

一、名词解释：

1、锅炉容量D 2、锅炉额定蒸发量De 3、锅炉最大连续蒸发量MCR 4、锅炉额定蒸汽压力 5、锅炉额定蒸汽温度 6、锅炉热效率 7、锅炉连续运行时数 8、锅炉事故率 9、锅炉可用率

二、填空题：

1、电站锅炉设备一般是由____________和_____________组成的。

2、火力发电厂中三大主机是___________、_____________、____________。 3、锅炉按燃烧方式分有__________、__________、__________和___________。 4、煤粉炉按排渣方式分有______________和______________锅炉。

5、锅炉按工质在蒸发受热面内的流动方式分有____________、_____________、 ____________和____________锅炉。

6、锅炉型号DG－670/13.7－540/540－8中，分别表示___________，___________，

__________，____________，____________，______________。

7、锅炉按蒸汽参数分为____________、____________、___________、__________、

和___________。

8、我国目前的主力发电机组是____________，目前最大机组是___________，相应 的锅炉容量是___________。

9、我国300MW和600MW机组锅炉蒸汽压力多为___________，锅炉蒸汽温度多 限制在__________以内。

10、国外火电机组的锅炉多为____________，参数多为__________或____________，

温度由___________到___________。国外最大的电厂锅炉容量为____________， 一般单台火电机组容量为____________。

三、问答题：

1、 画出电站锅炉本体的简图，并简述锅炉本体的组成。 2、简述锅炉设备的工作过程。 3、锅炉设备的主要辅助设备有哪些？

4、锅炉额定蒸发量De和锅炉最大连续蒸发量MCR之间的差别是什么？

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第二章 燃料

一、名词解释：

1、外在水分Mf 2、内在水分Minh 3、挥发分V 4、发热量 5、高位发热量Qgr 6、低位发热量Qnet 7、折算水分Mar，zs 8、折算灰分Aar，zs 9、折算硫分Sar，zs 10、标准煤 11、重油的粘度 12、重油的凝固点 13、重油的闪点 14、重油的燃点

二、填空题：

1、煤的元素分析成分是________________，其中可燃成分是_________，有害成分 是__________。煤中含量最高的元素是_______，包括________和________。 2、 煤的工业分析成分有________、________、________、________。

3、 煤的碳化程度越低，地质年代较短的煤，挥发分含量越________，挥发分开始析出的温度越________。

4、煤的碳化程度越深，其着火温度______，点火越______，燃烧越________。 5、表示灰渣熔融性的指标DT表示_______，ST表示_______，FT表示_______。 6、我国动力用煤主要依据___________________进行分类，一般分为__________、 ________、________、_________。

7、无烟煤的挥发分________，烟煤的挥发分_________，贫煤的挥发分________， 褐煤的挥发分________。

8、煤的成分基准常用的有________、__________、___________、_____________。 9、炉膛出口的烟温应控制在_______________，否则将引起__________。

三、判断改错题：

1、煤的挥发分含量越多，则其发热量越高。（ ）

2、煤的挥发分含量多少，基本上能反应出煤燃烧的难易程度。（ ）。 3、煤的收到基水分Mar越大，则该煤低位发热量Qnet，ar越低。（ ）

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4、在同一煤种成分中，原煤的收到基水分等于其空气干燥基水分。（ ） 5、在同一煤种成分中，碳的收到基含量等于碳的干燥无灰基含量。（ ） 6、在燃烧重油时，为了便于输送和雾化，需对重油事先加热，使其温度提高得越高

越好。（ ）

7、煤的元素分析成分中收到基的碳是固定碳。（ ） 8、煤的元素分析成分中收到基的碳是焦炭。 （ ）

9、煤被一场大雨淋湿后，每千克煤干燥基碳的含量增加。（ ） 10、煤被一场大雨淋湿后，每千克煤收到基的高位发热量增加。（ ） 11、褐煤的挥发分析出温度高于烟煤的挥发分析出温度。（ ）

四、问答题：

1、煤中的固定碳，焦炭和煤中含碳量是否相同，有什么区别？ 2、可燃硫是什么形态的硫？煤中的硫会给锅炉工作带来哪些危害？ 3、煤中所含的灰分、水分对锅炉运行有哪些不利影响？

4、煤的挥发分是如何测定的？煤的挥发分含量多少对锅炉工作有何影响？ 5、高低位发热量有何异同之处？

6、灰渣熔融特性在锅炉设计和运行中有何实用意义？影响灰熔点的因素有哪些？ 7、绘图表明煤的组成成分与各种成分分析基准之间的换算关系是怎样的？ 8、燃料重油有哪些主要特性指标？

9、我国发电用煤根据哪几个主要指标进行分类？

五、计算题：

1、已知HG-120/39型锅炉燃用鹤岗烟煤，它的元素分析成分如下：

Car=58.14% Har＝3.86％ Oar＝8.09％ Nar=0.62% Sar＝0.22％ Aar＝20.07％ Mar =9% Mad =1%

试求：该燃料的空气干燥基和干燥基成分。

2、已知甲种煤的Qnet，ar=25122kJ/kg Aar＝20％； 乙种煤的Qnet，ar=16748kJ/kg

Aar＝15％ 如果锅炉工作时，效率、负荷条件基本相同，试问哪一种燃料出 灰量大？

3、北京某电厂燃煤的Qnet，ar=26667kJ/kg ，每小时耗煤量24.5 t/h ；天津某电厂燃 煤的Qnet，ar=20592kJ/kg ，每小时耗煤量26.5 t/h 。试比较哪个电厂煤耗量低？ 4、小龙潭褐煤的收到基成分为：

Car=43.1% Har＝2.33％ Oar＝14.94％ Nar=1.43% Sar＝0.65％ Aar＝9.21％

Mar，1=28.13% ，经过干燥后Mar，2=15% 。试求干燥后该煤的收到基成分。 5、已知： 收到基的高位发热量Qgr，ar=25120 kJ/kg Mar =9 % Aar＝11.350％

Har＝5％ Sar＝0.56％ 求：收到基的低位发热量Qnet，ar =？

6、已知某台锅炉每小时的实际燃煤量为30 t/h，其发热量Qnet，ar =14655 kJ/kg， 求：该台锅炉每小时标准燃煤量Bb＝？

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六、推导题：

1、试推导碳的收到基和碳的空气干燥基之间的换算关系式。 2、试推导将Qnet，d换算成Qnet，daf的关系式。 3、试推导将Qnet，ar换算成Qnet，ad的关系式。

4、 当煤中水分由Mar，1变成Mar，2时，试推导Qnet，ar1变成Qnet，ar2的关系式。 5、 试比较煤的收到基水分Mar和空气干燥基水分Mad的区别，并推导Mar、Mad、外 在水分Mf、内在水分Minh之间的关系式。

第三章 燃料燃烧计算

一、名词解释：

1、燃烧 2、完全燃烧 3、不完全燃烧 4、过量空气系数α 5、理论空气量 6、过量空气 7、漏风系数 8、飞灰浓度 9、理论烟气容积 10、理论干烟气容积 11、三原子气体容积份额

二、填空题：

1、当α>1、完全燃烧时，烟气的成分有________________________；当α>1、不

完全燃烧时，烟气的成分有________________________。

2、烟气焓的单位是“kJ/kg”，其中“kg”是指______________________。 3、负压运行的锅炉中，沿烟气流程到空气预热器前，烟气侧的RO2逐渐______，O2

逐渐_______，烟气侧的α逐渐_______，漏风总量逐渐________，飞灰浓度逐 渐______。

4、烟气中的过量空气（含水蒸气容积）ΔV=_________________。

5、利用奥氏烟气分析仪进行烟气分析时，先让烟气经过装有___________溶液的吸 收瓶1，以吸收烟气中的___________；再让烟气经过装有___________溶液的吸 收瓶2，以吸收烟气中的___________；最后让烟气经过装有___________溶液的

吸收瓶3，以吸收烟气中的___________。以上吸收顺序_________颠倒。 6、烟气成分一般用烟气中某种气体的_________占_________容积的_________表示。

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7、完全燃烧方程式为__________________，它表明___________________________。

当α=1时，该方程式变为_________________，它表明______________________， 利用它可以求___________________________。

8、计算α的两个近似公式分别为________________、_______________。两式的使 用条件是________________________________。

三、判断改错题：

1、实际空气量就是燃料完全燃烧实际需要的空气量。（ ）

2、负压运行的锅炉中，沿烟气流程到空气预热器前，烟气侧的RO2、O2是逐渐减 少的。（ ）

3、负压运行的锅炉中，沿烟气流程到空气预热器前，烟气侧的α和漏风总量是逐 渐增大的。（ ）

4、、煤种不同而理论空气量是相同的。（ ）

5、固态排渣煤粉炉燃烧室出口的飞灰浓度大于空气预热器前的飞灰浓度。（ ） 6、烟气成分分析中，RO2、O2、CO等分别表示这些气体的容积占全烟气容积的百 分数。（ ）

四、计算题：

1、已知煤的分析数据如下：

Car=56.83% Har＝4.08％ Oar＝9.63％ Nar=0.73% Sar＝0.63％ Aar＝19.12％ Mar =8.98% V daf =34.28% Qnet，ar=22263kJ/kg 试计算：

（1）此种煤完全燃烧时的理论空气量V0；

（2）在固态排渣煤粉炉中燃烧时的实际空气量Vk；（α=1.2） （3）完全燃烧时的烟气体积Vy 、Vgy 、VH2O ； （4）完全燃烧时形成的烟气在1000℃时的焓。

2、某锅炉燃煤的特性系数β＝0.11，理论空气量V0＝7.1Nm3/kg。运行中测知省煤 器前后的RO2值分别为14.3%及14%。求该省煤器处的漏风系数及漏风量。 3、已知：某燃料每千克完全燃烧后，形成的烟气体积Vy=6.5Nm3/kg，其中： VH2O=0.5Nm3/kg，VRO2=0.9Nm3/kg，VO2=0.24Nm3/kg

求：完全燃烧时过量空气系数α（不能用近似公式）及三原子气体的容积份额。 4、已知锅炉每小时燃煤20 t/h，燃料成分如下：

Car=49.625% Har＝5.0％ Oar＝10％ Nar=1.375% Sar＝1.0％ Aar＝20％ Mar=13%

锅炉在完全燃烧情况下，如果测得炉子出口处RO2L=15%，而排烟处 RO2py=12.5%，试求每小时漏入烟道的空气量。

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2、热偏差系数 3、汽温特性 4、热力不均 5、水力不均 6、汽—汽热交换器

二、填空题：

1、过热器、再热器运行中应保持汽温稳定，一般规定汽温的波动不应超过_______。 2、按照受热面的传热方式分类，过热器可分为_______________，_____________和 ____________三种。

3、对流式过热器一般布置在锅炉的______________，它主要以_________传热方式

吸收烟气的热量；半辐射式过热器一般放在_______________，它既吸收________ 热量，又以_________方式吸收烟气的热量；辐射式过热器布置在____________， 主要吸收__________________热量。

4、在炉膛出口的水平烟道内，对流过热器常采用蛇形管_______放置的_________布 置方式，这种布置时积灰和结渣的可能性_______；在尾部垂直烟道和塔式锅炉 中，常采用蛇形管_______放置的______布置方式，这种布置_____积灰。 5、对流过热器在烟气速度一定时，错列横向冲刷受热面的传热系数比顺列布置时 ______，但积灰_________。

6、 壁式过热器有____________，____________及____________几种。 7、包墙管过热器布置在____________，炉膛壁式过热器布置在____________。 8、锅炉负荷增加时，对流过热器的出口汽温____________，辐射式过热器的出口汽 温____________，半辐射式过热器的出口汽温____________。

9、引起热偏差的原因有两个方面既________________和________________。热偏差 系数与__________成正比，与__________成反比。既并联管中________________ 的个别管子热偏差大，管壁温度高。

10、造成过热器热力不均匀的主要原因是锅炉炉膛中____________和____________分 布不均匀。锅炉容量越大，炉膛截面尺寸越大，这种____________分布不均的现 象越严重。

11、过热器并列工作的管子，流经任一根管子的蒸汽量取决于该管子的_____________ 和_______________。

12、________________________会影响联箱中的静压分布。________连接的对流过热

器，其进出口集箱的压差分布最不均匀，_________连接集箱的压差分布最均匀。 13、流经再热器的蒸汽量约为____________________，汽压约为__________________，

再热后的蒸汽温度_________________________。

14、运行中影响汽温变化的因素有_________，_________，_________，____________，

____________，____________，____________等。

15、高压或超高压锅炉的过热器，一级喷水减温器一般布置在___________，二级喷

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水减温器一般布置在___________。

三、判断改错题：

1、提高过热蒸汽参数是提高火电厂热经济性的重要途径。所以，过热蒸汽温度的提 高是不受限制的。（ ）

2、喷水减温器一般都装在过热器的出口端，这样调温灵敏，能保证汽温稳定。 （ ）

3、如果过热蒸汽、再热蒸汽焓增Δh偏差相同，表现出的温度偏差亦相同。（ ） 4、过热器、再热器主要采用喷水调温，这种方式调温灵敏简便。（ ） 5、采用再热器可以减小汽轮机末级蒸汽的湿度，同时还可提高循环的热效率。（ ）

四、问答题：

1、现代锅炉多采用屏式过热器，它有哪些优点？ 2、再热器的汽温特性如何？

3、为什么要限制再热系统蒸汽的流动阻力？ 4、机组启停时如何保护再热器？

5、简述喷水减温器、烟气再循环的工作原理。

第八章 省煤器和空气预热器

一、名词解释：

1、低温腐蚀 2、沸腾式省煤器 3、热风再循环 4、烟气露点 5、省煤器 6、空气预热器

二、填空题：

1、沸腾式省煤器的出口水温不仅可以达到___________，而且可以使水部分______， 汽化水量一般约占给水量的___________，最多不超过_______，以免省煤器中工 质的流动阻力______，产生_________。

2、随着压力的提高，水的汽化潜热相应_______，加热水的热量相应_______，故需 把水的部分加热转移到____________，以防止炉膛温度和炉膛出口烟温过高，所 以高压以上锅炉的省煤器多采用____________。

3、省煤器一般多_______布置在尾部烟道中。其工作原理是水在蛇形管内_________

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流动，烟气在蛇形管外_________冲刷管壁，使烟气与水呈_________流动，______ 平均传热温压，有利于对流传热。

4、省煤器按蛇形管在烟道中的放置方式有纵向和横向布置两种。纵向布置是指蛇形 管的放置方向与炉膛前墙________；横向布置是指蛇形管的放置方向与炉膛前墙 ________，从减轻磨损角度看，___________布置是有利的。

5、__________省煤器不仅减少了金属消耗量，而且结构更加紧凑，使管组高度减少， 有利于尾部受热面布置。

6、尾部受热面在尾部竖直烟道中的布置方式有单级布置和双级布置两种。一般当热 空气温度__________时，采用单级布置比较合适；当锅炉燃用的燃料要求较高的 热空气温度（>350℃）时，管式空气预热器宜采用_________布置，回转式空气 预热器一般采用__________布置。

7、运行中管式空气预热器的主要问题是__________；回转式空气预热器的主要问 题是__________________。

8、尾部受热面影响安全运行的主要问题是____________________。

9、尾部受热面的低温腐蚀是指______________________________，影响低温腐蚀的

主要因素是____________________。

10、影响尾部受热面磨损的主要因素是__________，管子金属的磨损量同烟气流速的 __________成正比。

三、判断改错题：

1、装置空气预热器后，可以提高锅炉效率。所以，它吸收的热量也是有效利用热量 的一部分。（ ）

2、空气预热器双级布置时，省煤器也一定双级布置。（ ）

3、省煤器双级布置时，空气预热器可以单级布置，也可以双级布置。（ ） 4、含灰气流对管壁的磨损量与平均烟速成正比，与飞灰浓度成反比。（ ） 5、由于液态排渣炉飞灰浓度较小，所以积灰程度比固态排渣炉较轻。（ ） 6、省煤器的磨损与冲刷方式和蛇形管结构布置无关。（ ）

7、如果烟气露点很低，则不易发生低温腐蚀，如果烟气露点很高，则易发生低温 腐蚀。（ ）

四、问答题：

1、省煤器的作用是什么？ 2、空气预热器的作用是什么？

3、回转式空气预热器与管式空气预热器比较，有何优缺点？ 4、低温腐蚀是如何形成的？减轻低温腐蚀的措施有哪些？ 5、影响积灰的因素是什么？如何减轻积灰？

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第九章 蒸发设备和自然水循环

一、名词解释：

1、运动压头 2、有效压头 3、循环流速 4、质量流速 5、循环倍率 6、界限循环倍率 7、界限含汽率 8、自补偿能力 9、循环回路特性曲线

二、填空题：

1、大型自然循环锅炉的蒸发设备由________、________、________、________及其 连接管道组成，主要吸收______________热量，把锅水转变成为_____________。 2、汽包分别与__________、__________、___________和_________相连，因此它是 锅炉________、________、________三过程的连接枢纽和分界点。

3、当锅炉负荷增加而燃烧未及时调整时，汽包起_________作用；当锅炉负荷降低 而燃烧未及时调整时，汽包起_________作用。汽包壁越厚，水容积越大，则锅 炉的储热能力________。

4、当汽水混合物在垂直管中作上升运动时，主要有四种流动结构，即__________、 ________、________及________。第一类传热恶化又称_________________，发 生在___________区，是由于热负荷________，管内壁产生的气泡____________， 使蒸汽泡聚集在_______________，管壁金属温度突然升高而产生过热烧坏。 5、自然循环汽包锅炉蒸发受热面中的工质流动是依靠________________________。 6、在循环回路中，如果受热最弱管中循环流速很低，只能____________________， 这根管就被称为出现了循环停滞。

7、锅炉下降管带汽的原因主要有_____________________，__________________， ______________________，___________________________。

8、为防止下降管入口锅水自汽化产生，除提高________________________，或减小 _______________；此外，_______下降管入口水的欠焓，也可避免锅水自汽化。 9、对高压以上的锅炉来说，发生循环停滞、循环倒流的可能性______，亚临界压力 自然循环锅炉的传热应注意防止________________________。

10、现代大型固态排渣煤粉炉多采用_____________水冷壁；__________下降管。 11、汽包的尺寸和材料与锅炉的________、_________及__________有关。中高压锅 炉的汽包通常用__________钢，超高压锅炉多用____________钢。

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三、判断改错题：

1、自然循环汽包锅炉循环倍率越大，水循环越可靠。（ ）

2、为了自然水循环锅炉的安全，应适当设置较多的循环回路。（ ） 3、集中大直径下降管入口水速越高，说明水循环越安全。（ ） 4、为了防止下降管大量带汽，进入下降管中的水温度越低越好。（ ） 5、为了提高自然循环锅炉的运动压头，上升管中含汽率越高，对水循环越有利。 （ ）

6、国产220t/h 锅炉的循环倍率小于国产670t/h 锅炉的循环倍率。（ ） 7、自然循环锅炉在正常运行情况下，不会产生沸腾传热恶化。（ ）

四、问答题：

1、简述水冷壁的作用。 2、膜式水冷壁有哪些优点？

3、下降管入口截面漩涡斗的形成与哪些因素有关？如何防止？ 4、如何防止和减少下降管带汽？

第十章 蒸汽净化

一、名词解释：

1、蒸汽品质 2、机械携带 3、溶解携带 4、临界炉水含盐量 5、锅炉排污 6、排污率 7、分段蒸发

二、填空题：

1、蒸汽的质量包括两方面要求，一方面要求____________________，另一方面要求 __________________________。

2、蒸汽中所含杂质为__________，其中绝大多数是__________，故通常多以______ 表示蒸汽的品质。蒸汽压力越高，对蒸汽品质的要求____________。

3、蒸汽中的杂质主要来源于______________________________。中、低压锅炉蒸汽 污染的根本原因是________________，高压及高压以上的锅炉蒸汽污染的原因是 ________________________。

4、蒸汽机械携带的含盐量大小，取决于_____________和______________。

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5、影响蒸汽带水的主要因素有____________，_____________，_______________和 ______________。

6、锅炉负荷增加时，蒸汽的带水能力________，蒸汽的湿度________；蒸汽压力越 高，汽水密度差________，导致蒸汽携带水滴的能力____________，使蒸汽带水 ________，此外，蒸汽压力越高，使饱和水的表面张力________，水就越______ 破碎成细小水滴被蒸汽带走。

7、汽水分离装置一般利用__________和__________原理进行工作。汽水机械分离的 原理，除利用重力外，还利用___________，________和__________原理。 8、汽包内的汽水分离过程，一般分两个阶段，第一阶段为____________，任务是 ___________________；第二阶段为___________，任务是_________________。 9、锅炉汽包常用的汽水分离装置是_________、__________、__________、_______。 10、锅炉连续排污是从________________排出，定期排污是从_______________排出。 11、根据溶解系数的大小，可将锅水中常见的盐分分为______类，__________的分配 系数最大。在高压时，蒸汽溶解________是影响蒸汽品质的主要因数。 12、当蒸汽压力__________时，蒸汽溶解硅酸的能力增大，影响蒸汽的品质。硅酸易 溶于__________，因此硅酸一般是在______________位置形成______________沉 积。严重时将迫使汽轮机停机，进行__________清理。

三、判断改错题：

1、高压蒸汽随着压力的增加，蒸汽的溶盐能力减小。（ ）

2、超高压锅炉为了改善蒸汽品质，清洗水层厚度越厚，对改善蒸汽品质越有利。 （ ）

3、汽包水位太低时，不利于水循环的安全。因此，汽包水位越高越好。（ ） 4、为了减少高参数锅炉蒸汽中的含盐量，应完善汽水分离条件。（ ） 5、运行中为了减少工质和热量的损失，减少补充水量，应将连续排污量减少到零。 （ ）

6、所有锅炉的汽包都必须装设蒸汽清洗装置。（ ）

四、问答题：

1、蒸汽被污染的原因是什么？ 2、提高蒸汽品质的方法有哪些？

3、定性画出锅炉负荷与蒸汽湿度，炉水含盐量与蒸汽湿度的关系曲线，并标出临界 负荷、临界炉水含盐量的位置。

4、影响蒸汽清洗效果的主要因素有哪些？为何不宜用全部给水做为清洗水？ 5、高压蒸汽溶盐的特点是什么？ 6、说明锅炉排污的种类及目的是什么？

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第十一章 强制流动锅炉

一、名词解释：

1、强制循环锅炉 2、直流锅炉 3、复合循环锅炉 4、部分负荷复合循环锅炉 5、低循环倍率锅炉 6、水动力特性 7、脉动

8、水动力特性不稳定

二、填空题：

1、锅炉按工质流动方式可分为____________和____________两大类。

2、强制流动是依靠______________来实现锅炉蒸发受热面工质流动的，强制流动 锅炉的类型主要有____________，____________，____________。

3、直流锅炉蒸发受热面中常见的故障是___________________，______________， ______________，____________。

4、复合循环锅炉分为____________________和__________________________两种。 5、直流锅炉的循环倍率K______。压力升高，直流锅炉沸腾传热恶化起点______， 提高工作压力，使直流锅炉水动力特性_______________。

6、为了消除水动力不稳定，防止管间脉动和减小热偏差，应在管屏进口加装_______。 7、复合循环锅炉是在_____________和____________原理的基础上联合发展起来的。 8、从汽水系统上看，控制循环锅炉和自然循环锅炉的主要区别是________________。 9、一般控制循环锅炉的循环倍率取K＝_________，采用内螺纹管膜式水冷壁的控 制循环锅炉，其循环倍率K=______，这种炉型又称为_________________（CC）。 10、部分负荷复合循环锅炉适用于____________________锅炉，其选择的再循环终止 负荷Dzz一般为锅炉额定负荷De的________________。

11、全负荷复合循环锅炉又叫______________锅炉，适用于_________________锅炉， 其选择的再循环终止负荷Dzz一般为锅炉额定负荷De的________________。

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三、问答题：

1、直流锅炉与自然循环锅炉比较有何缺点？

2、多值性水动力特性产生的根本原因是什么？如何消除？ 3、影响沸腾传热恶化的因素有哪些？如何防止？

4、画简图说明部分负荷复合循环锅炉的工作原理及工作过程。 5、画简图说明低循环倍率锅炉的工作原理及工作过程。

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第十二章 锅炉设计参数的选择及整体布置

一、填空题：

1、给水在锅炉中被加热变成额定参数的过热蒸汽，整个加热过程可分为__________， ___________，_________三个阶段。这三个阶段的吸热量的比例，是随着______ 而变化的。压力超过_________的锅炉，一般还有再热蒸汽吸热量。

2、压力越高，蒸发热的比例_______，加热热的比例_______，过热热的比例______。 工质吸热量比例的变化，必然影响各受热面面积和布置。

3、对固态排渣煤粉炉，当燃用挥发分低的煤时，一般炉膛容积热强度应______，使 炉膛的容积______，以保证____________________________；炉膛截面热强度应 ______，炉膛截面应________，炉膛高度应______，这样对保证燃料的稳定着火 和燃烧是有利的

4、固体燃料的成分和性质不同对锅炉布置有较大影响，其中尤以燃料的_________、 _________、_________、_________的含量和_________性质的影响较为显著。 5、燃用多灰燃料的锅炉，采用_____型布置方式，烟气在对流烟道中____________， 对减少受热面的磨损最有利。

6、锅炉的排烟温度主要是根据____________和__________________的经济比较来选 择。锅炉的最佳排烟温度，应该是_________________________。

7、锅炉热空气温度的选择，与_______________、________________、___________ 等因素有关。主要取决于______________。

8、下图中的锅炉布置方案分别是：图(a)________、图(b)________、图(c)________、

图(d)________、图(e)________。

图12-1 锅炉的典型布置方案

二、问答题：

1、Π型布置（或称倒U型布置）锅炉有哪些特点？ 2、塔型布置锅炉有哪些特点？

3、随着锅炉容量的增大，对受热面布置有何影响？ 4、燃料的水分、灰分对受热面布置有何影响？

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第十三章 锅炉机组的热力计算

一、名词解释：

1、理论燃烧温度 2、炉壁面积

3、炉膛有效辐射受热面积 4、水冷壁角系数 5、水冷壁污染系数 6、水冷壁热有效系数 7、火焰黑度 8、炉膛黑度 9、炉内有效放热量 10、对流受热面

11、对流受热面的灰污系数 12、对流受热面的热有效系数

二、填空题：

1、锅炉设计热力计算是根据给定的锅炉容量、参数和燃料特性，确定__________、 ____________及__________等；校核热力计算是在给定锅炉负荷和燃料特性的前 提下，按锅炉已有的结构和尺寸，计算确定________________、____________、 ______________等。

2、水冷壁的角系数是几何量，仅取决于________________________。对光管水冷壁， 角系数与__________________有关，也与____________________有关。对于s/d=1 的密集管子和膜式水冷壁管，角系数______。

3、水冷壁污染系数ξ越大，表明水冷壁管吸收的热量份额________。污染系数ξ 的数值与____________、_______________、_______________有关。

4、燃油及燃气时，火焰中具有辐射能力的介质主要是__________________；燃煤时， 火焰中具有辐射能力的介质主要是______________________。

5、炉内热负荷沿炉膛高度、宽度和深度方向是变化的，沿炉膛高度方向，______区 域热负荷最高，___________区域热负荷最低；沿炉膛深度和宽度方向一般是_____ 区域热负荷高，_______区域热负荷低。

6、对流受热面的热力计算基本方程一般有三个，烟气侧的热平衡方程为__________， 工质侧的热平衡方程为__________，传热方程式__________________________。 7、进行对流受热面热力计算时，传热方程得到的传热量Qd，c r 与热平衡方程得到的 传热量Qd，rp的相对误差________时，则原假定之θ\即为符合实际的数字，受 热面传热量以________________数据为准。否则需要重新假定______，重复计算， 直至合格为止。

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8、燃用固体燃料的错列管束以及屏式过热器，用________系数考虑管壁表面积灰对 传热的影响；对于燃用液体燃料的光管管束（错列和顺列布置）以及燃用固体燃 料的顺列光管管束，均采用_________系数来考虑灰污的影响。

9、计算锅炉的凝渣管时，无论燃用何种燃料，均按_________系数进行传热计算。 10、热力计算求得的排烟温度与锅炉热平衡计算时采用的排烟温度之差应_________， 否则要重新进行整个热力计算。

三、问答题：

1、简述炉膛热力计算的基本方法。

2、说明炉膛出口烟温计算公式中各项的意义。（公式不要求背记） 炉膛出口烟温计算公式为：θl\＝

TaM??0Al?0.6?273 ℃ ??pjalTa3????B??1jVcpj? 3、说明水冷壁角系数、污染系数、热有效系数三者之间的关系。

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《电厂锅炉》 习 题 题 解

第一章 绪论

一、名词解释：

1、表征锅炉生产能力的指标，又称出力。蒸汽锅炉容量用蒸发量表示，符号D，是 锅炉单位时间生产的蒸汽量。

2、蒸汽锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度、使用设计燃料并保证锅炉热效率时所 规定的蒸发量，用De表示。

3、蒸汽锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度、使用设计燃料、长期连续运行时所能

达到的最大蒸发量，国际上称MCR。

4、指蒸汽锅炉在规定的给水压力和负荷范围内，长期连续运行时应予保证的出口蒸 汽压力。

5、指蒸汽锅炉在规定的负荷范围内，在额定蒸汽压力和额定给水温度下，长期连续 运行时所必须予以保证的出口蒸汽温度。 6、锅炉有效利用的热量占锅炉输入热量的百分数。 7、指锅炉两次检修之间的运行时数。 8、

事故停用时数?100%

总运行时数?事故停用时数 ?备用总时数 9、 运行总时数?10%0统计期间总时数二、填空题：

1、锅炉本体 锅炉辅助设备

2、锅炉设备 汽轮机设备 发电机设备 3、火床炉 火室炉 旋风炉 流化床锅炉（循环流化床锅炉） 4、固态排渣锅炉 液态排渣锅炉 5、自然循环锅炉 控制循环锅炉 直流锅炉 复合循环锅炉

6、东方锅炉厂制造 锅炉MCR是670t/h 锅炉出口额定蒸汽压力13.7MPa 额定过热蒸汽温度540℃ 额定再热蒸汽温度540℃ 产品设计序号为9 7、中压锅炉（表压p=2.94～4.9 MPa） 高压锅炉（表压p=7.84～10.8 MPa） 超高压锅炉（表压p=11.8～14.7 MPa） 亚临界压力锅炉（表压p=15.7～19.6 MPa） 超临界压力锅炉（表压p≥22.1 MPa）

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8、200～300MW 600MW 2080t/h 9、亚临界压力 540℃

10、超临界压力锅炉 24.12 MPa 25 MPa 540℃ 570℃ 4398t/h(1300MW) 1000MW 三、问答题：

1、画出电站锅炉本体的简图，并简述锅炉本体的组成。 电站锅炉本体的简图：

锅炉设备一般由锅炉本体和辅助设备组成。锅炉本体主要包括炉膛、燃烧器、水冷壁、汽包、下降管、联箱、过热器、再热器、省煤器、空气预热器及炉墙和构架等。

2、简述锅炉设备的工作过程。

锅炉设备按燃烧系统和汽水系统进行工作。

锅炉的燃烧系统即燃料、空气和烟气系统。燃煤从煤斗经给煤机送入磨煤机中磨成煤粉。冷空气由送风机送入锅炉尾部的空气预热器中吸收烟气的热量成为热空气。此热空气的一部分经排粉风机升压后送入磨煤机内，对煤加热和干燥，同时将磨好的煤粉带出磨煤机，通过燃烧器喷入炉膛燃烧；热空气的另一部分直接通过燃烧器进入炉膛参与燃烧反应。

煤粉在炉膛内强烈燃烧，形成的火焰和烟气以辐射方式把热量传递给炉膛四壁的水冷壁，加热水冷壁管内的水，烟气被冷却。少量的较大灰粒沉降到炉膛底部的冷灰斗，最后落入排渣室中。烟气离开炉膛后依次流过屏式过热器、高温过热器、省煤器、空气预热器，加热受热面中的蒸汽、水和空气。从锅炉尾部排出的烟气经过除尘器除尘，由引风机经烟囱排入大气。

锅炉给水经省煤器加热后送入汽包，沿下降管经下联箱进入水冷壁。在其中吸收炉内高温烟气的辐射热后，部分水蒸发向上流入汽包，在汽包中利用汽水分离装置进行汽水分离。分离出来的水又沿下降管进入水冷壁中；分离出来的饱和蒸汽从汽包顶部引出，依次流过各级过热器，加热到预定温度后经主蒸汽管送往汽轮机中。

3、锅炉设备的主要辅助设备有哪些？

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锅炉主要辅助设备有：引风机、送风机、风道、烟道、烟囱等通风设备；给煤机、磨煤机、煤粉分离器、排粉风机等制粉设备；给水设备，除尘、除灰设备，输煤设备，自动控制装置及热工测量仪表等。

4、锅炉额定蒸发量De和锅炉最大连续蒸发量MCR之间的差别是什么？

De和MCR的差别仅在于锅炉在最大连续蒸发量MCR下运行时，不保证锅炉的热效率，此时热效率比在额定蒸发量De下运行略有下降。

第二章 燃料

一、名词解释：

1、又称表面水分，是煤在开采、储运过程中混进的水分，通过自然风干即可除去。 2、又称固有水分，是煤在生成过程中形成的水分，靠自然风干不能除去，只能通过

加热才能除掉，其含量对一定煤种是稳定的。

3、煤在规定条件下，隔绝空气加热后析出的，不包括水分在内的挥发物，以质量百

分数表示。

4、单位质量的煤完全燃烧时，所放出的全部热量。

5、1kg煤完全燃烧所放出的全部热量，包括烟气中水蒸气的汽化潜热。

6、1kg煤完全燃烧所放出的全部热量中扣除烟气中水蒸气的汽化潜热后所得的发热

量数值。

7、每10000kJ/kg 发热量所对应的水分。 8、每10000kJ/kg 发热量所对应的灰分。 9、每10000kJ /kg 发热量所对应的硫分。 10、Qnet，ar=29270kJ/kg的燃料。

11、某温度下200ml的油样，从恩氏粘度计流出的时间与20℃时蒸馏水流出的时间 之比值。

12、重油丧失流动性，开始发生凝固时的温度。

13、在大气压力下，重油蒸汽和空气的混合物在标准条件下接触火焰，发生短促闪光

现象的最低温度。

14、重油加热到用外来火焰能点燃，且燃烧时间持续5s以上的最低温度。

二、填空题：

1、 C、H、O、N、S、A、M C、H、S S、A、M C 固定碳FC 挥发分中的碳 2、 M V FC A 3、多 低

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4、 越高 困难 不稳定 5、变形温度 软化温度 流动温度

6、V daf 并参考M、A 无烟煤 烟煤 贫煤 褐煤 7、V daf≤10％ V daf =20％～40％ V daf =10％～20% V daf ≥40% 8、收到基ar 空气干燥基ad 干燥基d 干燥无灰基daf 9、灰的软化温度ST以下 炉膛出口受热面结渣 三、判断改错题：

1、错。 改：煤的挥发分含量多少与发热量高低没有直接关系。 2、对。 3、对。

4、错。 改：在同一煤种成分中，原煤的收到基水分不等于其空气干燥基水分。 5、错。 改：在同一煤种成分中，碳的收到基含量不等于碳的干燥无灰基含量。 6、错。 改：在燃烧重油时，为了便于输送和雾化，需对重油事先加热，使其温 度比闪点低20℃～30℃。

7、错。 改：煤的元素分析成分中收到基的碳是由固定碳和碳化物中的碳组成。 8、错。 改：煤的元素分析成分中收到基的碳是由固定碳和碳化物中的碳组成。 9、错。 改：煤被一场大雨淋湿后，每千克煤干燥基碳的含量不变。 10、错。 改：煤被一场大雨淋湿后，每千克煤收到基的高位发热量减少。 11、错。 改：褐煤的挥发分析出温度低于烟煤的挥发分析出温度。（ ）

四、问答题：

1、煤中的固定碳，焦炭和煤中含碳量是否相同，有什么区别？

煤中含碳量、固定碳和焦炭三者的数量和物理意义不同。煤中的含碳量是煤中的全部碳量，包括固定碳和挥发分中的碳；没有挥发的碳称为固定碳，固定碳要在较高的温度下才能着火燃烧；固定碳和灰分组成了焦炭。

2、可燃硫是什么形态的硫？煤中的硫会给锅炉工作带来哪些危害？

煤中的硫以三种形态存在：有机硫（SO）、硫铁矿硫（SP）和硫酸盐硫（SS）。前两种硫均能燃烧，称为可燃硫。硫酸盐硫不能燃烧，属于灰分的一部分。我国煤的硫酸盐硫含量很少，故常用全硫代表可燃硫作燃烧计算。 硫是煤中有害的可燃元素，给锅炉工作带来许多危害。 （1）硫造成金属受热面的低温腐蚀。

硫在燃烧后生成SO2，其中一部分SO2再氧化成SO3，随烟气流动的SO3与烟气中的水蒸气进一步结合形成硫酸蒸汽。当锅炉低温受热面的金属壁温低于烟气露点时，硫酸蒸汽凝结在受热面上，造成金属的低温腐蚀及堵灰。 （2）煤中的硫还是使受热面发生高温腐蚀的重要因素。

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（3）煤中的硫铁矿硫质地坚硬，在煤粉制备过程中加剧磨煤部件的磨损。 （4）烟气中的氧化硫排入大气，会污染环境，造成酸雨。根据环保要求，电厂锅炉应采取脱硫措施。

3、煤中所含的灰分、水分对锅炉运行有哪些不利影响？ 灰分是煤中的有害成分。

（1）煤中的灰分非但不能燃烧，而且还妨碍煤中的可燃质与氧的接触，增加燃料着火和燃尽的困难，使燃烧损失增加；

（2）煤中的灰分是炉膛结渣，受热面积灰和磨损的根源； （3）煤中的灰分还造成大气和环境的污染。 水分也是煤中的有害成分。

（1）水分不利于煤的燃烧，会降低炉膛温度，使着火困难；

（2）燃料燃烧后，煤中的水分首先吸热变成水蒸气并随烟气排入大气，造成热量损失，使锅炉热效率降低；

（3）水蒸气增加烟气的体积，使吸风机的电耗增加； （4）水分为低温受热面的腐蚀创造了外部条件； （5）原煤中的水分增加了煤粉制备的困难。

4、煤的挥发分是如何测定的？煤的挥发分含量多少对锅炉工作有何影响？

称取一定量的空气干燥煤样，放在带盖的瓷坩埚内，在900±10℃的马弗炉恒温区中，隔绝空气加热7分钟，所失去的质量占煤样质量的百分数再减去该煤样的空气干燥基水分Mad，即为该煤的挥发分。

挥发分是煤的重要特性指标，对煤的燃烧过程有很大的影响。挥发分高的煤，着火温度低，煤容易着火。而且挥发分析出后，其焦炭的孔隙率也大，大大增加了与空气的接触面积，易于完全燃烧。相反，挥发分少的煤，着火困难，也不容易燃烧完全。挥发分含量是对煤进行分类的重要依据。

5、高低位发热量有何异同之处？

高、低位发热量都与燃料中可燃物的含量有关，一般可燃元素含量越多，氧的含量越少，发热量越高。其区别在于水蒸气的汽化潜热，高位发热量等于低位发热量加上水蒸气的汽化潜热。

6、灰渣熔融特性在锅炉设计和运行中有何实用意义？影响灰熔点的因素有哪些？

煤的灰渣在高温下处于软化或熔化状态，具有粘性。对固态排渣煤粉炉，要求灰渣接触受热面之前冷凝成固态。否则，熔融的灰渣粘附在受热面上，造成受热面结渣，影响锅炉正常运行。对液态排渣煤粉炉，却希望燃烧室内的灰渣处于熔化状态，能顺利地从渣池中排出。因此，在锅炉设计和运行中，必须考虑灰的熔融性。实践表明，

25

7、 21－O2=(1+β)RO2 完全燃烧时，烟气中含氧量O2和RO2之间的关系

RO2，max＝

21 1?? 烟气中RO2的最大含量仅与燃料的特性系数β有关

燃烧生成烟气中的RO2的最大值 8、α＝

RO2，max21 α＝ β很小、完全燃烧、Nar可忽略

RO221?O2三、判断改错题：

1、错。 改：实际空气量就是实际供给燃料燃烧的空气量。

2、错。 改：负压运行的锅炉，沿烟气流程到空气预热器前，烟气侧的RO2逐 渐减小，O2是逐渐增大的。 3、对

4、错。 改：煤种不同，理论空气量是不同的。 5、对。

6、错。 改：烟气成分中，RO2、O2、CO等分别表示这些气体的分容积占干烟 气容积的百分数。

四、计算题：

1、（1）此种煤完全燃烧时的理论空气量V0为： V0＝0.0889Car+0.265Har+0.0333(Sar－Oar)

＝0.0889?56.83+0.265?4.08+0.0333?(0.63－9.63) ＝5.834 Nm3/kg

(2)在固态排渣煤粉炉中燃烧时的实际空气量 Vk＝αV0=1.2?5.834 Nm3/kg＝7.008Nm3/kg （3）完全燃烧时的烟气体积为： Vy ＝Vgy ＋VH2O

Vgy＝Vco2＋Vso2＋V0N2＋（α－1）V0 VRO2＝Vco2＋Vso2

CarSar56.830.63＋0.7?＝1.866?＋0.7?＝1.065 Nm3/kg 100100100100Nar V0N2＝0.8?＋0.79 V0

1000.73 ＝0.8?＋0.79?5.834 Nm3/kg＝4.615Nm3/kg

100 =1.866? Vgy＝Vco2＋Vso2＋V0N2＋（α－1）V0

＝1.065＋4.615＋（1.2－1）?5.834 Nm3/kg＝6.846 Nm3/kg

31

VH2O＝V0H2O＋0.0161（α－1）V0 V0H2O＝0.111 Har+0.0124 Mar＋0.0161V0

＝0.111?4.08+0.0124?8.98＋0.0161?5.834＝0.658 Nm3/kg VH2O＝0.658＋0.0161?（1.2－1）?5.834＝0.677 Nm3/kg

所以，Vy ＝Vgy ＋VH2O＝6.846＋0.677＝7.532 Nm3/kg

（4）煤完全燃烧形成的烟气在1000℃时的焓Hy=H0y＋（α－1）H0k+Hfh H0y＝VRO2(cθ)RO2＋V0N2(cθ)N2＋V0H2O (cθ)H2O 查表3-5，1000℃时的比热为：

cRO2＝2.2035kJ/ (m3·℃) cN2＝1.3917kJ/ (m3·℃) cH2O＝1.7226kJ/ (m3·℃) cK=1.4373 kJ/ (m3·℃)

H0y＝（1.065?2.2035＋4.615?1.3917＋0.658?1.7226）?1000＝9903 kJ/kg H0k＝V0(ct)K＝5.834?1.4373?1000＝8385 kJ/kg

因为1000??fh?AarQnet,ar＝1000?0.95?19.12＝0.816<1.43，故Hfh可忽略。

22263 所以，Hy=H0y＋（α－1）H0k+Hfh＝9903＋（1.2－1）?8385＝11579 kJ/kg

2、 RO2，max＝

2121＝=18.92 % 1＋?1＋0.11RO2，max＝18.92＝1.323

RO2'14.3RO2，max省煤器后的过量空气系数α''＝＝18.92＝1.351

RO2''14

该省煤器处的漏风系数 ?α＝α''－α'＝1.351－1.323＝0.028

该省煤器处的漏风量?V＝?αV0＝0.028?7.1Nm3/kg＝0.1988Nm3/kg

省煤器前的过量空气系数α'＝

3、 因Vy ＝Vgy ＋VH2O 则 Vgy ＝Vy －VH2O＝6.5－0.5=6.0

VRO20.9?100%＝15％ ?100％＝6VgyVO20.24?100%＝4％ O2＝?100％＝6Vgy RO2＝

完全燃烧时过量空气系数为： α＝

214O221－7921－79100－（15＋4）100－（RO2＋O2）＝

21＝1.228

三原子气体的容积份额γ＝γRO2＋γH20

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γVRO2RO2＝V＝0.9y6.5＝0.1388 γVH2OH20＝

V＝0.5＝0.0769 y6.5 所以，γ＝γRO2＋γH20＝0.1388＋0.0769＝0.2157

4、 此种煤完全燃烧时的理论空气量V0为： V0＝0.0889Car+0.265Har+0.0333(Sar－Oar) ＝0.0889?49.625+0.265?5.0+0.0333?(1.0－10) ＝5.437 Nm3/kg 燃料的特性系数β＝2.35?Har?0.126Oar?0.38NarC?0.375S=0.1782

arar RO212，max＝

1＋?＝211＋0.1782=17.824 % 炉膛出口处的过量空气系数αRO2，maxl\＝'＝17.824RO15＝1.188

2排烟处的过量空气系数αRO2，maxpy＝

＝17.824RO＝1.426

2''12.5 该烟道的漏风系数 ?α＝αpy－αl\＝1.426－1.188＝0.238 每小时漏入烟道的空气量：

?V＝?αV0B＝0.238?5.437Nm3/kg?20?103＝25.88Nm3/h

第四章 锅炉机组热平衡

一、名词解释：

1、使 (q2+q3+q4) 之和为最小时的过量空气系数。 2、锅炉排出烟气的显热所造成的热损失。

3、由于飞灰和炉渣中还有固体可燃物没有燃尽所造成的热量损失。 4、锅炉排烟中残留的可燃气体未放出其燃烧热所造成的热损失。 5、锅炉有效利用的热量占锅炉输入热量的百分数，以ηgl表示。

6、将输入热量作为100％，从100％中减去锅炉的各项热损失后所得的效率。 7、燃料燃烧中放出的热量占燃料完全燃烧应放热量的百分数，以ηrs表示。 8、随每千克燃料输入锅炉的总热量。

9、扣除固体未完全燃烧热损失后的燃料消耗量。

33

10、指单位时间内工质在锅炉中所吸收的总热量。 11、指锅炉输入热量中未能被工质所吸收的部分。

二、填空题：

1、 排烟热损失 4％～8％

2、气体未完全燃烧热损失q3和固体未完全燃烧热损失q4 3、(q2+q3+q4) 之和为最小 4、燃料收到基的低位发热量 5、给水变成过热蒸汽所吸收的热量 6、 越大 7、 燃气炉 8、Mar≥ 9、Aar≥

Qnet,ar（Qnet，ar的单位是kJ/kg） 630Qnet,ar% 600℃ 41810、过热蒸汽 再热蒸汽 排污水 自用蒸汽

三、问答题：

1、写出锅炉热平衡方程式的两种表达式，并说明式中各项名称。 锅炉热平衡方程式为：

（1） Qr＝Q1＋Q2＋Q3＋Q4＋Q5＋Q6 kJ/kg

式中Qr――相应于每千克燃料的锅炉输入热量，kJ/kg ； Q1――相应于每千克燃料的锅炉有效利用热量，kJ/kg ； Q2――每千克燃料的排烟损失热量，kJ/kg ；

Q3――每千克燃料的气体（化学）未完全燃烧损失热量，kJ/kg ； Q4――每千克燃料的固体（机械）未完全燃烧损失热量，kJ/kg ； Q5――每千克燃料的锅炉散热损失热量，kJ/kg ； Q6――每千克燃料的灰渣物理损失热量，kJ/kg ； （2）100%＝q1＋q2＋q3＋q4＋q5＋q6 ％

式中qi＝

Qi?100% (i＝1，2，3，4，5，6)，分别为锅炉有效利用热量或各 Qr 项热损失占输入热量的百分数。

2、提高锅炉热效率时，为什么不能把排烟温度降得很低？

降低排烟温度，需要增加空气预热器的受热面积，使空气预热器的金属耗量增大，通风阻力及风机电耗也随之增加。而且为了布置更多的受热面，锅炉的外形尺寸也得增大。此外，排烟温度低，还可能造成尾部受热面的低温腐蚀。所以，提高锅炉热效

34

率时不能把排烟温度降得很低。

合理的排烟温度应该根据排烟热损失和受热面金属消耗费用，通过技术经济比较来确定。目前电厂锅炉的排烟温度约为110～160℃。

3、现代电站锅炉常用什么方法求热效率，为什么？

一般电厂锅炉主要通过反平衡试验来确定锅炉的热效率。因为：

（1）正平衡试验要求锅炉在比较长时间内保持稳定的运行工况，这在锅炉运行中是难以完全做到的。

（2）正平衡试验需要准确测量燃煤量以及用以决定有效利用热量的锅炉工质参数，如工质的流量及相应的状态参数等。当前不少锅炉还没有准确测量燃煤量的手段，给计算带来困难。

（3）正平衡法只能求出锅炉机组热效率，不能看出效率不高的原因何在。而利用反平衡法有利于发现影响热效率的因素，从而可以根据各项热损失的情况，采取提高热效率的措施。

4、说明影响排烟热损失的主要因素及降低排烟热损失的措施有哪些？

排烟热损失是现代锅炉各项热损失中最大的一项，其大小主要取决于排烟温度的高低和排烟体积的大小。

受热面积灰、结渣等会使传热减弱，促使排烟温度升高，因此在运行中应及时吹灰打渣，经常保持受热面的清洁；炉膛及烟道漏风，会增大排烟容积，炉膛下部漏风还有可能使排烟温度升高。因此，应尽量减少炉膛及烟道的漏风，也是降低排烟热损失的重要措施之一。

5、说明影响机械不完全燃烧热损失q4的主要因素及降低q4的措施有哪些？

影响机械不完全燃烧热损失q4的主要因素是灰渣量和灰渣中的残碳含量。灰渣量主要与燃料灰分含量有关。灰渣中残碳的含量与燃料性质，燃烧方式，炉膛结构，锅炉负荷及司炉操作水平有关。

为了减小机械不完全燃烧热损失q4，应维持较小的煤粉细度和较大的均匀度，维持最佳过量空气系数运行；应有合理的炉膛结构、结构性能良好的燃烧器，有较好的配风工况和混合条件，此外，还应有足够高的炉膛温度等。

6、锅炉燃料消耗量和计算燃料消耗量有何不同？各在什么情况下使用？

燃料消耗量是指单位时间内锅炉所消耗的燃料量，由于有机械不完全燃烧热损失q4存在，1kg入炉煤实际上只有（1－

q4）kg参加燃烧反应。通常把扣除机械不完100全燃烧热损失后的燃料消耗量称计算燃料消耗量。

在作燃料量预算、计算输煤系统及制粉系统的出力、计算发电煤耗时，用实际燃

35

料消耗量。在计算燃料的发热量、燃烧所需空气量、生成烟气容积及炉内传热计算时，用计算燃料消耗量。

四、计算题：

1、锅炉热效率为：ηgl＝100－Σq＝100－9.5＝90.5％ 锅炉的有效利用热量为：

Q＝D（hgq－hgs）＋Dpw（hls－hgs）

＝410×103×(3475－963)＋410×103×0.02×(1340－963) ＝1033011.4×103 kJ/h 锅炉实际燃煤量为：

〃

〃

1033011?10Q?100＝54.523×103 kg/h＝54.523 t/h ?100＝ B＝

?glQr90.5?20935 锅炉计算燃煤量为：

Bj＝B（1－

3q41.5）＝54.523×（1－）＝53.705 t/h

100100 标准煤耗量为： Bb＝B?

2、锅炉热效率为：ηgl＝100－Σq＝100－(5＋0.5＋1.5＋0.5＋0)＝92.5％ 锅炉的有效利用热量为： Q＝D（hgq－hgs）＝BQrηgl

＝D×(3475－963)＝36.27×103×16747×0.925＝561858×103 kJ/h

〃

Qnet,ar20935=54.523?=38.944 t/h

2927029270561858?103Q 锅炉的蒸汽量为D＝''＝＝219991 kg/h≈220 t/h

3475－921（hgq－hgs)

第五章 煤粉制备

一、名词解释：

1、煤粉经专用筛子筛分后，余留在筛子上面的煤粉质量占筛分前煤粉总量的百分数， 以Rx表示。

2、使固体不完全燃烧热损失与磨煤耗费为最小时的煤粉细度。

3、球磨机筒体转动时，作用在钢球上的离心力正好等于钢球所受重力时对应的球磨 机转速或在离心力作用下，球作贴壁旋转的最低转速。

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4、球磨机装载的钢球堆积容积与球磨机筒体容积的比值。

5、指单位时间内，在保证一定煤粉细度的条件下，磨煤机所能磨制的原煤量。 6、指进入磨煤机的干燥剂在单位时间内，能将多少煤由最初水分Mar干燥到煤粉水 分Mmf。

7、当球磨机钢球装载量不变时，对应于磨煤单位电耗最小时的磨煤通风量。 8、煤粉颗粒大小分布均匀的程度。

9、磨煤机磨好的煤粉直接吹入炉膛燃烧，系统的制粉量等于锅炉燃煤量并随锅炉负 荷变化而变化的制粉系统。

10、磨煤机磨好的煤粉先储存在煤粉仓中，然后再根据锅炉负荷的需要，从煤粉仓经 给粉机送入炉膛燃烧的制粉系统。。

11、在风干状态下，将相同质量的标准煤和被测煤由相同粒度磨碎到相同细度时所消

耗的电能之比。

12、球磨机钢球跌落高度最大时所对应的转速。 13、磨煤机磨制单位量的煤所消耗的电能。

14、煤在磨制过程中，对金属碾磨件磨损的强烈程度。

二、填空题：

1、 无 较大

2、自燃和爆炸 较小 过细 3、1.2～2.0 kg/m3 18％～19％ 惰性气体（烟气） 4、撞击 碾压 积压 其中的一种

5、16～25 r/min 50～300 r/min 500～1500 r/min 6、重力分离 惯性分离 离心力分离 7、中速磨煤机 直吹式制粉系统 8、低速钢球磨煤机 中间储仓式制粉系统 9、直吹式制粉系统 中间储仓式制粉系统 正压系统 负压系统 10、热风 炉内燃烧 三次风 11、磨煤机出口的气粉混合物温度 12、较小 三、判断改错题：

1、对。 2、对

3、错。 改：直吹式制粉系统有正压系统也有负压系统。 4、对。 5、对。 6、对。

四、问答题：

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1、影响煤粉爆炸的因素有哪些？

影响煤粉爆炸的因素主要是煤粉的挥发分、水分和灰分含量、煤粉粒径、气体混合物的温度、煤粉浓度和氧气浓度。

2、说明不同类型的磨煤机对煤种的适应情况如何？

球磨机：适用于各种煤，特别是硬度大，磨损性强的煤及无烟煤，高灰分劣质煤。

中速磨煤机：一般适宜磨制烟煤和贫煤，HGI≥50；不宜磨制硬煤和原煤水分、灰分高的煤。一般在煤种适宜的情况下，应优先采用中速磨煤机。

风扇式磨煤机最适合磨制高水分褐煤，同时也可用于磨制一些较软的烟煤。

3、说明影响煤粉经济细度的因素有哪些？

影响煤粉经济细度的主要因素是燃料的性质，其中以煤的挥发分Vdaf的影响最大。挥发分高的煤易于燃烧，可以允许煤粉粗些；其次是煤粉颗粒的均匀程度，固体未完全燃烧损失主要取决于煤粉中较粗颗粒燃烧是否完全，所以，如果煤粉颗粒均匀，也允许煤粉粗些；此外，燃烧设备的型式和运行工况对燃烧过程影响很大。因此，实际工作中对于不同的煤种和燃烧设备，应通过燃烧调整试验来确定煤粉的经济细度。

4、低速筒型磨煤机一般配什么样的制粉系统？为什么？

球磨机能在长期维持一定出力和一定煤粉细度下可靠地工作，且单机容量大，磨制的煤粉较细。但球磨机不磨煤空转时，所消耗能量与满负荷时相差不多，因此球磨机低负荷运行不经济，空载损耗大，且不宜调节。所以希望球磨机尽量在满负荷下运行，一般不适用直吹式制粉系统，仅在锅炉带基本负荷时才考虑采用直吹式制粉系统。采用中间储仓式制粉系统，球磨机的制粉量不需要与锅炉耗粉量一致，球磨机可经常保持在经济负荷下运行。

5、什么是磨煤通风量、干燥通风量、风量协调？

磨煤机内磨好的煤粉，需要一定的通风量将煤粉带出，该通风量称磨煤通风量。将煤粉从最初水分干燥到煤粉水分所必须的干燥剂量称干燥通风量。

在磨制煤粉的过程中，磨煤机必须有一定的通风量，该通风量即要满足磨煤通风量的要求，即把磨煤机内磨好的煤粉吹送走，保证磨煤出力，又要满足干燥通风的要求，把煤粉干燥到所需要的程度，保证干燥出力；如果制粉系统乏气是作为一次风送入炉膛，还要考虑着火燃烧对一次风量的要求。统一考虑磨煤、干燥及燃烧对风量的要求，就叫风量协调。

6、直吹式制粉系统和中储式制粉系统比较有何优缺点？

直吹式制粉系统的优点是系统简单，设备部件少，布置紧凑，钢材耗量少，投资省；由于输粉管路短，流动阻力小，因而运行电耗也较低；此外，煤粉没有停留，气

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粉温度也不太高，爆炸的危险性小。其缺点是系统运行可靠性差，磨煤机故障将直接影响锅炉运行，为提高系统运行可靠性，直吹式制粉系统中需设置备用磨煤机；此外，磨煤机负荷必须随锅炉负荷变化，故难以保证磨煤机在最经济的条件下运行；锅炉负荷变化时，燃煤量通过给煤机调节，时滞较大。

中间储仓式制粉系统有煤粉仓储存煤粉，并可通过螺旋输粉机利用邻炉煤粉，供粉的可靠性高。磨煤机负荷不受锅炉负荷限制，可经常在经济负荷下运行，所以它很适用于低负荷下运行经济性差的球磨机。锅炉负荷变化时，燃煤量通过给粉机调节，调节方便、灵敏。中间储仓式制粉系统可采用热风送粉，利于无烟煤、贫煤等低挥发分煤的着火和燃烧稳定。其缺点是系统复杂，钢材耗量大，占地多，初投资大，运行费用较高，此外，煤粉爆炸的危险性也较大。

7、画出中速磨直吹式正压――带热一次风机制粉系统简图，并说明该系统的特点。 中速磨直吹式正压――带热一次风机制粉系统简图如图5-1所示。

图5-1 图5-2

该系统的特点是排粉机装在磨煤机之前，整个制粉系统处于正压下工作。通过一次风机的是热空气，煤粉不经过排粉机，不存在叶片磨损问题，冷空气也不会漏入系统，因此运行的可靠性与经济性都比负压系统高，但由于介质温度高，风机效率将下降，而且运行可靠性也会有所降低。这种系统对磨煤机及管道严密性要求高，否则向外冒粉，既污染环境，又有引起煤粉自燃和爆炸的危险。

8、画出中速磨直吹式负压制粉系统简图，并说明该系统的特点。 中速磨直吹式负压制粉系统简图如图5-2所示。

该系统的特点是排粉机装在磨煤机之后，整个制粉系统处于负压下工作。由于燃烧所需煤粉全部通过排粉机，因而排粉风机叶片很容易磨损，不仅降低了排粉机效率，增加运行电耗，而且也使制粉系统的可靠性降低。经常更换叶片，也增加了维护费用。另外，系统在负压下工作，漏风量较大，使流经空气预热器的空气量减少，结果使排烟温度升高，排烟热损失增加，锅炉效率下降。这种系统最大优点是磨煤机内是负压，不会向外漏粉，设备要求低。

9、画出风扇磨采用热风和炉烟作干燥剂的系统简图，说明该系统的特点。

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风扇磨采用热风和炉烟作干燥剂的系统简图5-3所示。

图5-3

该系统采用热风和炉烟混合作干燥剂，不仅提高了制粉系统的干燥能力，而且由于掺入烟气，降低了干燥剂中的氧浓度，有利于防止煤粉爆炸。炉烟的混入，还可降低燃烧器区域的温度水平，避免燃用低灰燃点褐煤时炉内结渣。

10、画出中储式热风送粉系统简图，说明该系统的特点。 中储式热风送粉系统简图如图5-4所示。

图5-4 图5-5

这种系统适用于挥发分较小的煤，如无烟煤、贫煤和劣质烟煤。它利用空气预热器过来的热空气作为一次风来输送煤粉，此时乏气作为三次风送入炉膛燃烧，可稳定着火和燃烧。

11、画出中储式干燥剂送粉系统简图，说明该系统的特点。 中储式干燥剂送粉系统简图如图5-5所示。

该系统将细粉分离器上部出来的乏气作为一次风输送煤粉进入炉膛，由于乏气温度低，又含有水蒸气，不利于煤粉的燃烧，所以这种系统仅适用于原煤水分较小、挥发分较高的煤种，如烟煤。

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12、影响低速筒型磨煤机工作的主要因素有哪些？

影响低速筒型磨煤机工作的主要因素有：转速，钢球充满系数与钢球直径，护甲形状及完善程度，通风量，载煤量，燃料性质（主要是挥发分、煤的可磨性系数，原煤水分，原煤粒度）。

第六章 燃料燃烧原理及燃烧设备

一、名词解释：

1、燃料中的可燃物与空气中的氧气发生的强烈放热化学反应过程。 2、燃料与氧化剂属于同一物态的燃烧。 3、燃料与氧化剂不是同一物态的燃烧。

4、燃烧速度主要取决于化学反应速度（化学条件），而与扩散速度关系不大的燃烧 工况。

5、燃烧速度主要取决于氧的扩散条件，而与温度关系不大的燃烧工况。 6、燃烧速度同时受化学反应条件与扩散混合条件影响时的燃烧工况。 7、单位时间内烧掉的可燃物的数量。 8、煤粉燃烧时与煤粉一起送入炉膛的空气。

9、煤粉燃烧时通过燃烧器的单独通道送入炉膛的热空气。

10、每小时送入炉膛单位容积的平均热量（以燃料收到基的低位发热量计算）。 11、按燃烧器区域炉膛单位截面积折算，每小时送入炉膛的平均热量（以燃料收到基 的低位发热量计算）。

12、按燃烧器区域炉膛单位炉壁面积折算，每小时送入炉膛的平均热量（以燃料收到 基的低位发热量计算）。

13、燃料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。 14、将煤粉气流加热到着火温度所需的热量。

15、单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加量。 16、单位时间向碳粒单位表面输送的氧量。

17、灰渣以液态或半液态粘附到受热面管壁或炉墙上的现象。

二、填空题：

1、 轴向和横向 核心 2、高 小 高 低些 小些 大些 分级 3、反应物质的浓度 温度 反应空间的总压力 4、形成结渣 烧坏 过大

5、被煤粉气流卷吸回来的高温回流烟气 高温火焰及炉壁对煤粉气流的辐射加热 高温回流烟气

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6、前墙布置 两面墙布置 炉顶布置 扰动不强烈 不够理想

四角布置切圆燃烧 炉膛的四角 与炉膛中心的一个或两个假想圆相切 一股螺旋上升

7、火室燃烧 粉 悬浮 悬浮燃烧 较高 99％ 8、均等配风 分级配风

9、相间布置 2－1－2－1 挥发分较高的烟煤和褐煤 烟煤－褐煤 10、分级分阶段地送入燃烧的煤粉气流中 全部集中或相对集中地布置在一起

分层布置 较大 2－1－1－2型 无烟煤、贫煤和劣质烟煤 无烟煤 11、防止煤粉从一次风中分离出来 提高一次风的刚性 12、发生旋转 上升 螺旋上升的气流 13、比较理想 卷吸高温烟气和接受炉膛辐射热 高温火焰 相邻燃烧器的根部 相互引燃 向四周扩散 回流到火焰根部 14、轴向速度 径向速度 切向速度 产生负压 高温烟气反向流动

内回流区 靠紊流扩散卷吸烟气 卷吸烟气 中心内回流区

三、问答题：

1、煤粉燃烧分哪几个阶段？各阶段的主要特点是什么？ 煤粉在炉内的燃烧过程大致可分为三个阶段： （1）着火前的准备阶段

煤粉进入炉膛至达到着火温度的阶段。在此阶段，煤粉中的水分蒸发，挥发分析出，煤粉与空气混合物达到着火温度，该阶段为吸热过程。 （2）燃烧阶段

当煤粉温度升至着火温度而煤粉浓度适当时，煤粉开始着火燃烧。该阶段的主要特点是：煤中的挥发分首先着火燃烧，燃烧放出的热量使煤粉温度升高，紧接着是焦炭的着火燃烧，此阶段是一个强烈的放热阶段。 （3）燃尽阶段

该阶段的主要特点是：在燃烧阶段未燃尽的被灰包裹的少量焦炭继续燃烧，碳粒变小，表面形成灰壳，此时是在氧气供应不足，混合较差，温度较低情况下的燃烧，是一个较弱的放热阶段。

2、煤粉迅速而完全燃烧应具备哪些条件？

具有相当高的炉内温度；合适的空气量；良好的混合条件；足够的燃烧时间（或炉内停留时间）。

3、煤粉喷燃器的作用是什么？

燃烧器是将燃料和燃烧所需的空气，按规定的比例、速度和混合方式送入炉膛的装置。煤粉燃烧器的作用是向炉膛输送煤粉及空气，并组织良好的燃烧工况，使燃料与空气充分混合，以保证燃料在炉内迅速完全地燃烧。燃烧器需具有良好的调节性能，

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以适应煤种与锅炉负荷的变化，并且要求流动阻力较小。

4、从燃烧角度考虑，一个良好的炉膛应满足哪些条件？

炉膛既是燃料燃烧的空间，又是辐射传热的空间。炉膛的作用是保证燃料能完全燃烧，并使烟气在到达炉膛出口时已被冷却到对流受热面不结渣的温度。所以炉膛的结构应能满足如下基本要求：

（1）有合理的炉内空气动力场和温度场，避免火焰冲撞炉墙或局部温度过高，保证水冷壁不结渣；同时还应使火焰在炉膛内有较好的充满程度，减小炉内停滞涡流区，保证燃料在炉内有足够的停留时间，使燃料达到完全燃烧。

（2）炉膛内壁及空间能布置足够数量的受热面，将烟气冷却到允许的温度，保证炉膛出口及以后的受热面不结渣。

（3）要有合适的热强度。按热强度确定的炉膛容积及其截面尺寸和高度，应能满足煤粉气流在炉内充分发展、均匀混合和完全燃烧的要求。

5、影响结渣的因素有哪些？如何防止结渣？

灰渣以液态或半液态粘附到受热面管壁或炉墙上，就会造成结渣。影响结渣的因素主要有：

（1）煤灰特性和化学组成的影响

灰具有不同的成分和熔融特性。如果灰熔点较低（ST<1200℃），灰粒子很容易达到软化状态，容易发生结渣。 （2）炉内温度水平的影响

燃烧区域的温度越高，灰越容易达到软化或熔化状态，产生结渣的可能性就大。 （3）炉内空气动力状况的影响

炉内的涡流区或气流的死区是结渣易产生的部位。

防止结渣的根本措施是消除产生结渣的基本条件。预防结渣主要从组织炉内良好的空气动力工况与燃烧工况着手，防止炉温及局部温度过高；避免灰的熔融温度降低；避免火焰偏斜。此外，预防结渣与堵塞漏风有关。漏风破坏了正常的炉内空气动力工况，降低了炉温，使燃料着火推迟，火焰中心上移，这些都促使受热面结渣。由于结渣有自动加剧的特点，所以及时吹灰打焦，保持受热面的清洁是预防结渣的重要措施。

6、直流燃烧器四角布置切圆燃烧一次风气流偏斜的原因及影响因素是什么？

切向燃烧的锅炉中，从燃烧器喷口出来的气流并不能保持沿喷口几何轴线方向前进，而会出现一定斜度的偏斜，气流偏向炉墙一侧。火炬适当偏斜产生相互点燃作用，对强化着火有利，但偏斜严重，火炬贴墙将造成水冷壁结渣，影响锅炉安全运行。由于一次风煤粉气流动量最小，刚性最差，因此一次风射流的偏斜最严重。

影响一次风煤粉射流偏斜的主要因素如下： （1）邻角射流的横向推力与射流的刚性

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（2）假想切圆直径 （3）燃烧器的结构特性 （4）炉膛的断面形状

7、什么是三次风？三次风喷口布置时应注意哪些问题？

中间储仓式热风送粉系统中，制粉系统的乏气通过单独的喷口直接喷入炉膛称为三次风。

三次风的特点是温度低、水分多，为了不影响主气流煤粉的燃烧，三次风喷口一般布置在燃烧器的上方，并与上二次风口保持一定间距且有一定下倾角。这样既不会对主煤粉的燃烧造成明显影响，又可起到压火作用，增加三次风气流在炉内逗留时间，有利于三次风中细煤粉的燃尽。三次风的流速不宜太低，否则它无法穿透炉烟而深入炉膛中心。

第七章 过热器与再热器

一、名词解释：

1、过热器平行管间工质吸热不均的现象。

2、过热器平行管中偏差管内工质的焓增Δhp与整个管组工质的平均焓增Δh0的比值， 即：ρ＝Δhp/Δh0

3、锅炉蒸汽温度随锅炉负荷变化的关系。

4、在并列工作的管组中，管子内工质受热不均的现象。 5、在并列工作的管组中，管子内工质流量不均的现象。

6、利用过热蒸汽加热再热蒸汽达到调节再热汽温目的的调温设备。

二、填空题：

1、（＋5，－10）℃

2、对流式过热器 半辐射式过热器 辐射式过热器

3、对流烟道内 对流 炉膛上部出口附近 炉膛中火焰的辐射热 对流 炉膛内部 炉膛内火焰的辐射热 4、垂直 立式 小 水平 卧式 容易 5、高 严重 6、炉膛壁管式 顶棚管式 烟道包覆管式 7、水平烟道和后部竖井的内壁 炉膛垂直壁面 8、升高 降低 变化比较平稳

9、热力不均 水力不均 吸热不均系数 流量不均系数 吸热量大或流量小

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10、烟气的温度场 速度场 烟气温度和速度 11、流动阻力系数 管子进出口端之间的静压差 12、蒸汽引入管与联箱的连接方式 Z型 U型 13、过热蒸汽量的80%左右 过热蒸汽压力的20%～25%

等于或接近于过热蒸汽温度

14、锅炉负荷 过量空气系数 给水温度 受热面的污染情况

燃烧器的投用方式 燃料

15、屏式过热器之前 末级过热器之前

三、判断改错题：

1、错。 改：提高过热蒸汽参数是提高火电厂热经济性的重要途径，但由于管材 耐热性能和强度的影响，所以过热蒸汽温度的提高是受限制的。 2、错。 改：喷水减温器一般装在过热器的中间部位，这样既能保证调温灵敏， 又能保护高温过热器。

3、错。 改：如果过热蒸汽、再热蒸汽焓增Δh偏差相同，表现出的温度偏差不 相同，再热蒸汽的热偏差大。

4、错。 改：过热器主要采用喷水调温，这种方式灵敏简便，但再热器采用喷水 调温，循环经济性差，因此不作为主要调温手段。 5、对。

四、问答题：

1、现代锅炉多采用屏式过热器，它有哪些优点？ 采用屏式过热器的优点主要有：

（1）屏式过热器吸收炉膛内相当数量的辐射热量，使炉膛出口烟气温度限制在合理的范围内。

（2）四角布置切圆燃烧的炉膛，由于炉内气流的旋转运动，在炉膛出口处会发生流动偏转、速度分布不均、烟温左右偏差。屏式过热器对烟气流的偏转能起到阻尼和导流作用。

（3）屏式过热器的横向节距s1比对流管束大，减少了灰粘结在管子上的机会，有利于防止结渣。烟气通过后屏烟温下降，也防止了其后的对流管束结渣。

2、再热器的汽温特性如何？

因为再热器多半布置在对流烟道中，常常布置在高温对流过热器之后，所以再热器的汽温特性与对流式过热器的汽温特性相同，且比过热器的变化幅度更大。因为再热器的进口蒸汽是汽轮机高压缸的排汽，在定压运行时，高压缸的排汽温度随着汽轮机负荷的减少而下降，因此对流型再热器的出口汽温在负荷减少时比对流过热器的出口汽温下降得更多。

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