設(shè)備性能、構(gòu)造、原理

1.火電廠鍋爐的作用是什么？

答：鍋爐的作用是使燃料燃燒釋放熱能，將水加熱成具有一定溫度和壓力的過熱蒸汽，供給汽機(jī)或熱用戶使用。

2.什么是鍋爐，主要由哪些部分組成？

答：鍋爐顧名思義就是由“鍋”和“爐”兩部分組成。鍋即為鍋爐蒸發(fā)受熱面（省煤器、汽包、水冷壁、過熱器等）系統(tǒng)，爐為鍋爐風(fēng)、煙、煤系統(tǒng)。

3.何謂循環(huán)流化床鍋爐？

答：以布風(fēng)板為床面，在上面鋪設(shè)一定厚度，一定含碳量，一定顆粒級配的床料，由一次風(fēng)將其通過布風(fēng)板均勻吹至流化態(tài)，使物料懸浮在爐膛，達(dá)到一定高度后物料顆粒自由下落，吹出爐膛的物料由分離回料系統(tǒng)返送回爐膛燃燒；送進(jìn)爐膛的燃料量、風(fēng)量與排放的灰渣量及引風(fēng)機(jī)抽走的煙塵量形成一種平衡燃燒，這種燃燒鍋爐稱為循環(huán)流化床鍋爐。

4.鍋爐按水循環(huán)方式有哪幾種？

答：按水冷壁內(nèi)工質(zhì)的流動動力分為：自然循環(huán)鍋爐、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐和直流鍋爐。

如果水冷壁內(nèi)工質(zhì)的流動是由下降管與水冷壁內(nèi)介質(zhì)的密度差造成的，則為自然循環(huán)鍋爐；

如果是在水泵的壓頭作用下流動，則為強(qiáng)制循環(huán)鍋爐。

5.什么是自然循環(huán)鍋爐？

1）自然循環(huán)鍋爐是由汽包、下降管、下聯(lián)箱和水冷壁四部分構(gòu)成自然循環(huán)回路。

2）鍋爐在運(yùn)行狀態(tài)下，水冷壁吸收高溫火焰的輻射熱，產(chǎn)生部分蒸汽，形成汽水混合物，密度減小，與爐外不受熱的下降管內(nèi)密度較大的水產(chǎn)生密度差。這個(gè)差值形成自然循環(huán)的推動力，稱為運(yùn)動壓頭。這樣的循環(huán)方式叫做自然循環(huán)。

6.何謂額定蒸發(fā)量？

答：在額定蒸汽參數(shù)，額定給水溫度和使用設(shè)計(jì)燃料，保證熱效率時(shí)所規(guī)定的蒸發(fā)量，單位為t/h（或kg/s），又稱裝機(jī)容量。

1）最大連續(xù)蒸發(fā)量（大型鍋爐）在額定蒸汽參數(shù)，額定給水溫度和使用設(shè)計(jì)燃料，長期連續(xù)運(yùn)行所能達(dá)到的最大蒸發(fā)量，單位為t/h（或kg/s ）

2）經(jīng)濟(jì)連續(xù)蒸發(fā)量是指鍋爐熱效率最高時(shí)的蒸發(fā)量。

3）給水溫度是指鍋爐在額定工況下，省煤器入口處的水溫（℃）。

4）鍋爐的蒸汽參數(shù)是指鍋爐出口處的蒸汽壓力和溫度。鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)所規(guī)定的蒸汽壓力和溫度稱為額定蒸汽壓力（MPa）和額定蒸汽溫度（℃）。對于具有再熱器的鍋爐，蒸汽參數(shù)中還應(yīng)包括再熱蒸汽的壓力（MPa）和溫度（℃）。

7.何謂鍋爐效率？

答：鍋爐效率是指鍋爐產(chǎn)生蒸汽的吸熱量占鍋爐輸入燃料熱量的百分比。其大小表明了燃料熱量的有效利用程度。

8.自然循環(huán)鍋爐有何優(yōu)點(diǎn)？

1）可以在運(yùn)行狀態(tài)對爐水進(jìn)行定期排污和連續(xù)排污以保證爐水品質(zhì)，對給水品質(zhì)要求不太高。

2）由于配備有汽水容積較大的汽包，故蓄熱能力大，對外界負(fù)荷與壓力的擾動（外擾）不太敏感，自動化程度要求相對較低。

3）蒸發(fā)受熱面的循環(huán)阻力不需給水泵來克服，因此給水泵電耗較小，與強(qiáng)制循環(huán)鍋爐相比，不需要在高溫條件下工作的循環(huán)泵，工作較可靠。

9.自然循環(huán)鍋爐有何缺點(diǎn)？

答：自然循環(huán)鍋爐的運(yùn)動壓頭很小，給水冷壁的布置帶來一定的困難。為了減少流動阻力，就必須安裝水容積較大的汽包和采用大直徑且管壁較厚的下降管，鋼材消耗大。另外，由于具有厚壁的汽包，為了防止出現(xiàn)較大的溫差而發(fā)生變形，所以自然循環(huán)鍋爐啟動時(shí)間較長。

10.影響鍋爐整體布置的因素有哪些？

答：影響鍋爐整體布置的因素主要有蒸汽參數(shù)、鍋爐容量、燃料性質(zhì)以及熱風(fēng)溫度等。

11.鍋爐容量對鍋爐整體布置有什么要求？※

1）隨著鍋爐容量的增大，爐膛的線性尺寸增加，爐膛壁表面積增大比容積增大得少。因此大容量鍋爐比小容量鍋爐的爐膛壁表面積相對減小，此時(shí)在爐膛內(nèi)單靠布置水冷壁己不能有效降低爐膛出口煙溫，所以一些大容量鍋爐采用了雙面水冷壁或增設(shè)輻射式、半輻射式過熱器來降低爐膛出口煙溫到允許值。

2）隨著鍋爐容量的增大，鍋爐單位寬度上的蒸發(fā)量迅速增大。為了保證規(guī)定的過熱汽流速和煙氣流速，需采用多管圈的過熱器和省煤器。管式空氣預(yù)熱器也應(yīng)采用雙面進(jìn)風(fēng)結(jié)構(gòu)，防止風(fēng)速過大。

12.何謂虛假水位？虛假水位是怎樣產(chǎn)生的？什么時(shí)候會發(fā)生？

答：虛假水位是鍋爐運(yùn)行時(shí)不真實(shí)的水位。簡單的說就是壓力突然上升，水位就會先下降而后上升；壓力突然下降，水位就會先上升而后下降。

是由于當(dāng)汽包壓力突降時(shí)，爐水飽和溫度下降到壓力較低時(shí)的飽和溫度，使?fàn)t水大量放出熱量來進(jìn)行蒸發(fā)。于是爐水內(nèi)的汽泡增加，汽水混合物體積膨脹，促使水位很快上升，形成虛假水位。當(dāng)汽包壓力突升時(shí)，則相應(yīng)的飽和溫度提高一部分熱量被用于加熱爐水，而用來蒸發(fā)爐水的熱量則減少，爐水中汽泡量減少，使汽水混合物的體積收縮，促使水位很快下降，形成虛假水位。鍋爐負(fù)荷突變、滅火、安全門動作、燃燒不穩(wěn)時(shí)、開向空排汽時(shí)、吹管時(shí)，都會產(chǎn)生虛假水位。

13.何謂水循環(huán)倍率？

答：循環(huán)回路中，進(jìn)入上升管的循環(huán)水量與上升管出口蒸汽量之比。

14.循環(huán)倍率大小對鍋爐的影響？

答：循環(huán)倍率值越大，在上升管出口段汽水混合物中水所占的份額就越大，則水循環(huán)越安全。但循環(huán)倍率越大，則產(chǎn)生的蒸汽量又太少，不能滿足鍋爐蒸發(fā)量的需要，而且將過分地減弱循環(huán)，故循環(huán)倍率值不能太大。循環(huán)倍率值越小，在上升管出口段汽水混合物中水所占的份額越小，而蒸汽所占的份額則越大，這樣將使管子的冷卻條件惡化，管壁金屬容易超溫，同時(shí)管內(nèi)還容易積鹽（結(jié)垢），對水循環(huán)是不利的，故循環(huán)倍率值也不能過小。

15.工質(zhì)：是將熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能機(jī)一種媒介物質(zhì)，電廠中的工質(zhì)就是水蒸氣．

16.虹吸：由于大氣壓的作用，液體從液面較高的容器通過曲管越過高處而流入液面較低容器的現(xiàn)象。最高虹吸高度可達(dá)7米。

17.自然水循環(huán)：依靠下降管中的水和上升管中的汽水混合物之間的密度差進(jìn)行的水循環(huán),（汽包-下降管-水冷壁-上升管-汽包）稱為自然水循環(huán)。

18.水循環(huán)故障有哪些？

答：汽水停滯、汽水倒流、汽水分層、下降管帶汽。

19.什么是循環(huán)停滯？

答：在循環(huán)回路中，并列的上升管，總有受熱弱和受熱強(qiáng)的情況，當(dāng)某根管子受熱弱時(shí)，管內(nèi)產(chǎn)汽量較少，產(chǎn)生的循環(huán)壓頭不足以推動循環(huán)的進(jìn)行，回路中只有少量的水補(bǔ)充進(jìn)來或根本就沒有水補(bǔ)充進(jìn)來，這樣的情況就稱為循環(huán)停滯。

20.什么是循環(huán)倒流？

答：并列工作的水冷壁管子之間，由于受熱不均，管與管之間形成了自然循環(huán)回路。此時(shí)有的管內(nèi)水向上流動，有的管內(nèi)水向下流動。這種水循環(huán)的故障現(xiàn)象就叫做循環(huán)倒流。

21.什么是汽水分層？有何危害？如何防止？

答：汽水混合物在水平或傾角較小的管內(nèi)流動，當(dāng)流速較低時(shí)，水在下部、汽在上部分層流動的現(xiàn)象稱為汽水分層。

出現(xiàn)汽、水分層時(shí)，由于汽與水對流換熱系數(shù)不同，使壁溫上部高于下部，在分界面處形成溫差應(yīng)力，且由于分界面的波動，出現(xiàn)交變的溫差應(yīng)力。同時(shí)，由于管子上部的蒸干現(xiàn)象，會引起結(jié)垢。

防止出現(xiàn)汽水分層的基本方法：避免采用水平或傾角小于15°的蒸發(fā)管；如果結(jié)構(gòu)上不能滿足上述要求，如頂棚管、油爐爐底管、水平圍繞管圈式直流鍋爐的蒸發(fā)管，則應(yīng)保證管內(nèi)工質(zhì)有足夠高的質(zhì)量流速，并要適當(dāng)限制其熱負(fù)荷。

22.下降管帶汽的原因？

1）在汽包中汽水混合物的引入口與下降管入口距離太近或下降管入口位置過高。

2）鍋水進(jìn)入下降管時(shí)，由于進(jìn)口流阻和水流加速而產(chǎn)生過大壓降，使鍋水產(chǎn)生自汽化。

3）下降管進(jìn)口截面上部形成漩渦斗，使蒸汽吸入。

4）汽包水室含汽，蒸汽和水一起進(jìn)入下降管。

5）下降管受熱產(chǎn)生蒸汽。

23.何謂蒸汽的焓？

答：焓是反映物質(zhì)所含有的能量多少的熱力參數(shù)?？梢院唵握J(rèn)為是指在同一壓力和溫度下的1千克飽和水或1千克飽和水蒸汽內(nèi)部所含有的能量是不同的。

24.水蒸汽存在的形式？

答：在同一壓力下飽和狀態(tài)的液體稱為飽和液體，其對應(yīng)的蒸汽是飽和蒸汽，但最初只是濕飽和蒸汽，待蒸汽中的水分完全蒸發(fā)后才是干飽和蒸汽。蒸汽從不飽和到濕飽和再到干飽和的過程溫度是不增加的，干飽和之后繼續(xù)加熱則溫度會上升，就成為了過熱蒸汽 。

25.水的汽化方式有哪幾種？

1）蒸發(fā)：是在水的表面進(jìn)行的較為緩慢的汽化過程。可以在任意溫度下進(jìn)行。

2）沸騰：是在液體表面和內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行的較為強(qiáng)烈的汽化現(xiàn)象。只有在液體溫度達(dá)到其對應(yīng)壓力下的飽和溫度時(shí)才會發(fā)生。例如一個(gè)大氣壓力下，水溫達(dá)到100℃時(shí)開始沸騰。

26.沸騰有哪些特點(diǎn)？

1）在定壓下，液體只有在溫度升高到一定值時(shí)才開始沸騰。這一溫度值稱為該壓力下的沸點(diǎn)或飽和溫度。

2）沸騰時(shí)汽液兩相共存，溫度相等，并均等于對應(yīng)壓力下的飽和溫度。

3）整個(gè)沸騰過程，流體不斷吸熱，但溫度始終保持飽和溫度。一旦溫度開始上升，則意味著沸騰過程結(jié)束，而進(jìn)入了過熱階段。

27.什么是膜態(tài)沸騰？

答：水冷壁在受熱時(shí)，靠近管內(nèi)壁處的工質(zhì)首先開始蒸發(fā)產(chǎn)生大量小汽泡，正常情況下這些汽泡應(yīng)能及時(shí)被帶走，位于水冷壁管中心的水不斷補(bǔ)充過來冷卻管壁。但若管外受熱很強(qiáng)，管內(nèi)壁產(chǎn)生汽泡的速度遠(yuǎn)大于汽泡被帶走的速度，汽泡就會在管內(nèi)壁聚集起來形成所謂的“蒸汽墊”，隔開水與管壁，使管壁得不到及時(shí)的冷卻。這種現(xiàn)象稱為膜態(tài)沸騰。

28.定壓下水蒸汽的形成過程分為哪三個(gè)階段?各階段所吸收的熱量分別叫什么熱?

1）未飽和水的定壓預(yù)熱過程。即從任意溫度的水加熱到飽和水，所加入的熱量叫液體熱或預(yù)熱熱。

2）飽和水的定壓定溫汽化過程。即從飽和水加熱變成干飽和蒸汽，所加入的熱量叫汽化熱。

3）蒸汽的過熱過程。即從干飽和蒸汽加熱到任意溫度的過熱蒸汽，所加入的熱量叫過熱熱。

29.何謂蒸汽過熱度？

答：過熱蒸汽的溫度所超出，該蒸汽壓力下飽和溫度的數(shù)值，稱為蒸汽的過熱度。

30.水蒸汽的凝結(jié)有什么特點(diǎn)？

答：凝結(jié)是流體由汽相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗟倪^程。有以下特點(diǎn)：

1）一定壓力下的水蒸汽只有溫度降低到對應(yīng)壓力下的飽和溫度時(shí)才開始凝結(jié)。隨壓力的降低，飽和溫度也降低；反之，則飽和溫度升高。

2） 凝結(jié)的全過程中，蒸汽不斷放熱并凝結(jié)成水，但溫度始終保持不變。

31.何謂水擊或水錘？

答：在有壓力管路中，由于某種外界原因，使水的流速突然發(fā)生變化，從而引起壓強(qiáng)急劇升高和降低的交替變化，這種水力現(xiàn)象稱為水擊或水錘。

32.何謂結(jié)垢？結(jié)垢有何危害？

答：鹽分沉積在受熱面上稱為結(jié)垢。垢又分為水垢和鹽垢兩種。水垢是從溶液中直接析出并附著在金屬表面的沉積物；鹽垢是指鍋爐蒸汽中含有的鹽類，在熱力設(shè)備中析出并形成的固體附著物。

垢的熱阻很大，使受熱面?zhèn)鳠嵝Ч陆?，?dǎo)致鍋爐排煙溫度升高，熱效率下降。使受熱面金屬壁溫升高，嚴(yán)重時(shí)會引起承壓部件鼓包、變形和超溫爆管。

管內(nèi)結(jié)垢，使有效通流截面積減小，工質(zhì)流通阻力增大，有礙水循環(huán)正常進(jìn)行。某些脫落的水垢沉積下來，還會造成局部堵塞或流通不暢。結(jié)垢最終會導(dǎo)致鍋爐出力下降、壽命縮短及經(jīng)濟(jì)性變差。

33.鍋爐排污的目的是什么？

答：由于進(jìn)入汽包的鍋爐給水中帶有鹽分，同時(shí)對爐水進(jìn)行加藥處理時(shí)爐水中的結(jié)垢型物質(zhì)要轉(zhuǎn)變成水渣，此外爐水腐蝕鍋爐金屬也要產(chǎn)生一些腐蝕物，因而使?fàn)t水中含有各種可溶性的和不可溶性的雜質(zhì)。隨著爐水的不斷蒸發(fā)、濃縮，爐水中的這些雜質(zhì)的含量也逐漸增多，使?fàn)t水的含鹽濃度不斷增加，水渣濃度也越來越大，以致影響蒸汽品質(zhì)和鍋爐安全。所以，要對鍋爐進(jìn)行排污，使?fàn)t水及蒸汽品質(zhì)維持在規(guī)定范圍內(nèi)。

鍋爐排污分為定期排污和連續(xù)排污。

定期排污，又稱底部排污。定期排污的主要目的是定期排除爐水中的沉淀物——水渣。定期排污由運(yùn)行人員操作，化學(xué)人員監(jiān)督，定期排污一般按規(guī)定定期進(jìn)行，同時(shí)根據(jù)化學(xué)人員通知確定增減定排的次數(shù)。

定期排污管口一般設(shè)在水冷壁以及水冷套的下聯(lián)箱或集中下降管的下部。定期排污時(shí)應(yīng)保持鍋爐高水位，先開啟排污總門；再全開一次門；后緩慢開啟二次門。二次門全開后不得超過30秒鐘，排污時(shí)間不宜過長，以免破壞水循環(huán)。關(guān)閉時(shí)先關(guān)排污二次門、再關(guān)一次門，排污結(jié)束后關(guān)閉排污總門。

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