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锅炉运行技术问答汇编.doc
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锅炉运行技术问答汇编.doc
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锅炉设备技术问答
1.什么叫自然循环锅炉?
所谓自然循环锅炉,是指蒸发系统内仅依靠蒸汽和水的密度差的作用,自然形成工质循环流动
的锅炉。
2.什么叫锅炉的循环回路?
由锅炉的汽包、下降管、联箱、水冷壁、汽水导管组成的闭合回路,称为锅炉的循环回路。
3.自然循环锅炉的蒸发系统由哪些设备组成?
主要由汽包、下降管、水冷壁管、联箱及导管组成。
4. 水冷壁为什么要分假设干个循环回路?
因为沿炉膛宽度和深度方向的热负荷分布不均,造成每面墙的水冷壁管受热不均,使中间局部
水冷壁管受热最强,边上的管子受热较弱。假设整面墙的水冷壁只组成一个循环回路,
那么并联水冷壁中,受热强的管子循环水流速大,受热弱的管内循环水流速小,对管壁的冷却差。
为了减小各并列水冷壁管的受热不均,提高各并列管子水循环的平安性,通常把锅炉每面墙的水冷
壁,划分成假设干个循环回路。
5.SG400/140-50410 型锅炉共有多少个循环回路?如何布置?
该型锅炉共有 14 个循环回路,其中前后墙各 4 个,两侧墙各 3 个循环回路。
6.汽包的作用主要有哪些?
汽包的作用主要有:
〔1〕是工质加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽,同时作为一个平衡容器,保持水冷壁中汽水
混合物流动所需压头。
〔2〕容有一定数量的水和汽,加之汽包本身的质量很大,因此有相当的蓄热量,在锅炉工况变化
时,能起缓冲、稳定汽压的作用。
〔3〕装设汽水别离和蒸汽净化装置,保证饱格蒸汽的品质。
〔4〕装置测量表计及平安附件,如压力表、水位计、平安阀等。
7.电站锅炉的汽包内部主要有哪些装置?它们的布置位置和作用怎样?
电站锅炉随参数容量的不同,其汽包内部装置也不完全一样,现以高压和超高压锅炉的汽包为例 ,
介绍其内部装置、它们的布置及主要作用。
沿汽包长度在两侧装设假设干旋风别离器,每个旋风别离器筒体顶部配置有百页窗〔波形板〕别
离器,它们的主要作用是将由上升管引入的汽水混合物进展汽和水的初步别离。在汽包内的中上部 ,
水平装设蒸汽清洗孔板,其上有清洁给水层,当蒸汽穿过水层时,便将溶于蒸汽或携带的局部盐分
转溶于水中,以降低蒸汽的含盐。靠近汽包的顶部设有多孔板,均匀汽包内上升蒸汽流,并将蒸汽
中的水分进一步别离出来。汽包中心线以下 150mm 左右设有事故放水管口;正常水位线下约
200mm 处设有连续排污管口,再下面布置加药管。下降管入口处还装设了十字挡板,以防止下降
管口产生漩涡斗造成下降管带汽。
8.旋风别离器的构造及工作原理是怎样的?
旋风别离器由筒体、引入管、顶帽、溢流环、筒底导叶和底板等部件组成。
旋风别离器是一种别离效果很好的汽水别离设备。其工作原理及工作过程是:较高流速的汽水
混合物,经引入管切向进入筒体而产生旋转运动,在离心力的作用下,将水滴抛向筒壁,使汽水初
步别离。别离出来的水通过筒底四周导叶,流入汽包水容积中。饱和蒸汽在筒体内向上流动,进入
顶帽的波形板间隙中曲折流动,在离心力和惯性力的作用下,小水滴被抛到波形板上,在附着力作
用下形成水膜下流,经筒壁流入汽包水容积,使汽水进一步别离,而饱和蒸汽从顶帽上方或四周引
入汽包蒸汽空间。
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9.百页窗〔波形板〕别离器的构造及工作原理是怎样的?
百页窗别离器是由许多平行的波浪形薄钢板组成,波形板厚度为 0.8~l.2mm,相邻两块波形板之
间的距离为 10mm,并用 2 一 3mm 厚的钢板边框固定。
工作原理及过程是:经过粗别离的蒸汽进入百叶窗别离器后,在波形板之间曲折流动。蒸汽中的
小水滴,在离心力、惯性力和重力的作用下抛到板壁上,在附着力的作用下,使水滴粘附在波形板
上形成水膜。水膜在重力作用下向下流入汽包水容积,使汽水得到进一步别离。由于利用附着力别
离蒸汽中细小水滴的效果好,所以百叶窗别离器被广泛地用来作为细别离设备。
10.左右旋的旋风别离器在汽包内如何布置?为什么要如此布置?
旋风别离器虽然能使别离出来的水经过筒底倾斜导叶平稳地流入汽包水容积,但并不能消除其旋
转动能,水的旋转运动可能造成汽包水位的偏斜。因此,采用左旋与右旋旋风别离器交织排列的布
置方法,可将排水的旋转运动相互抵消,使汽包水位保持稳定。
11.清洗装置的作用及构造如何?
该装置是利用省煤器来的清洁给水,将经过机械别离后的蒸汽加以清洗,使蒸汽中的局部盐分转
溶解于水中,减少蒸汽的含盐量、清洗装置的型式较多,但近代锅炉多采用平孔板式蒸汽穿层清洗
装置,其构造是由一块块的平孔板组成。每块平孔板钻有很多 5~6mm 的小孔,相邻的两块孔板之
间装有 U 型卡,清洗装置两端封板与平孔板之间装有角铁,以组成可靠的水封,防止蒸汽短路。
12.平孔板式清洗装置的工作原理是怎样的?
约 50%的给水经配水装置均匀地分配到孔板上,蒸汽自下而上通过孔板小孔,经由 40~50mm 厚
的清洗水层穿出,使蒸汽的局部溶盐扩散转溶于水中。水那么溢过堵板,溢流到水容积中。孔板上
的水层靠蒸汽穿孔阻力所造成的孔板前后压差来托住。蒸汽穿孔的推荐速度为 1.3~1.6m/s,以防
低负荷时出现干孔板区或高负荷时大量携带清洗水。
13.连续排污管口一般装在何处?为什么?排污率为多少?
连续排污管口一般装在汽包正常水位〔即“0〞位〕下 200~300mm 处。锅水由于连续不断地蒸发
而逐渐浓缩,使水外表附近含盐浓度最高。所以,连续排污管口应安装在锅水浓
度最大的区域,以连续排出高浓度锅水,补充以清洁的给水,从而改善锅水品质。排污率一般为蒸
发量的 1%左右。
14.汽包内锅水加药处理的意义是什么?
防止锅内结垢,假设单纯用锅炉外水处理除去给水所含硬度,需用较多设备,会大大增加投资;
而加大锅水排污,不但增加工质热量损失,也不能消除锅水剩余硬度。因此,除采用锅炉外水处理
外,也在锅炉内对锅水进展加药处理,去除锅水剩余硬度,防止锅炉结垢。其方法是在锅水中参加
磷酸盐,使磷酸根离子与锅水中钙镁离子结合,生成难溶于水的沉淀泥渣,定期排污排除,使锅水
保持一定的磷酸根,既不产生结垢和腐蚀,又保证蒸汽品质。
15.定期排污的目的是什么?排污管口装在何处?
由于锅水含有铁锈和加药处理形成的沉淀水渣等杂质,沉积在水循环回路的底部,定期排污的目
的是定期将这些水渣等沉淀杂质排出,提高锅水的品质。定期排污口一般设在水冷壁的下联箱或集
中下降管的下部。
16.水冷壁的型式主要有哪几种?
锅炉水冷壁主要有以下几种:
〔1〕光管式水冷壁;
〔2〕膜式水冷壁;
〔3〕内壁螺旋槽水冷壁;
〔4〕销钉式水冷壁〔也叫刺管水冷壁〕。这种水冷壁是在光管外表按要求焊上一定长度的圆钢,
以利敷设和固定耐火材料。主要用于液态排渣炉、旋风炉及某些固态排渣炉的燃烧器区域。
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17.采用膜式水冷壁的优点有哪些?
膜式水冷壁有两种型式,一种是用轧制成型的鳍片管焊成,另一种是在光管之间焊扁钢而形成。
主要优点有:① 膜式水冷壁将炉膛严密地包围起来,充分地保护着炉墙,因而炉墙只须敷上
保温材料及密封涂料,而不用耐火材料,所以,简化了炉墙构造,减轻了锅炉总重量;
② 炉膛气密性好,漏风少,减少了排烟热损失,提高了锅炉热效率;
③ 易于制成水冷壁的大组合件,因此,安装快速方便。
18.折焰角是怎样形成的?其构造如何?
折焰角是由后墙水冷壁在一定的标高处,并按照
一定的外形向炉膛内弯曲而成〔俗称折焰鼻子〕,构
造型式有两种,见附图所示。一种是借助分叉管,将
每根水冷壁管分成两路,一路向内弯曲成一定形状。
另一路为垂直短管,起悬吊传递水冷壁组件重量的作
用。两路管内的汽水混合物均进入后水冷壁上联箱,
再通过导管引入汽包。为了使大局部工质从受热强烈
的折焰管通过,在垂直短管至联箱的连接处装有节流
孔板,以限制垂直管的流通量。
另一种构造是在后墙水冷壁的上部直接向内弯成
折焰角,在折焰角后,每三根管中有一根垂直向上作
后墙水冷壁悬吊管,其余两根继续向后延伸构成水平
烟道的斜底,然后再折转向上进入上联箱。而垂直向
上那根水冷壁,通过联接折焰角前后垂直水冷壁管的
吊杆传递
折焰角构造后墙水冷壁组件的重量,并向上引入上联箱。
〔a〕老炉型折焰角;〔b〕新炉型折焰角
1 一汽水混合物引出管;2 一中间联箱;
3 一节流孔板;4 一垂直短管 5 一分叉管;6 一折焰管
19.折焰角的作用有哪些?
〔1〕可以增加水平烟道的长度,以利于高压、超高
压大容量锅炉受热面的布置〔如屏式过热器等〕。
〔2〕增加了烟气流程,加强了烟气混合,使烟气沿
烟道的高度分布趋于均匀。
〔3〕可以改善烟气对屏式过热器的冲刷特性,提高
传热效果。
20.冷灰斗是怎样形成的?其作用是什么?
对于固态排渣锅炉的燃烧室,由前后墙水冷壁下部
向内弯曲而形成冷灰斗。它的作用主要是聚集、冷却并
自动排出灰渣,而且便于下联箱同灰渣井的联接和密封。
21. 底部蒸汽加热装置的构造如何?
该装置是沿着下联箱长度在下联箱内放有钢管,在
钢管 上开 有直 径 5mm 的小孔〔孔数 与水 冷壁 根数 对
应〕,并与引入外来的蒸汽管子连接,当投用时,由阀
门控制进汽量。
22.自然循环的原理是怎样的?
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锅炉在冷态下,汽包水位标高以下的蒸发系统内充满的水是静止的。当上升管在锅炉内受热时,
局部水就生成蒸汽,形成了密度较小的汽水混合物。而下降管在炉外不受热,管中水分密度较大,
这样在两者密度差的作用下就产生了推动力,汽水混合物在水冷壁内向上流动,经过上联箱、导管
进入汽包,下降管中由汽包来的水那么向下流动,经下联箱补充到水冷壁内,这样不断的循环流动 ,
就形成了自然循环,见附图。
23 什么叫循环倍率?
循环回路中进入上升管的循环水量 G 与上升管出口处的蒸汽量 D 之比叫循环倍率。
以符号 K 表示:K=
24.什么叫循环水速?
循环水速是指循环回路中,在上升管入口截面,按工作压力下饱和水密度折算的水流速度。
25. 什么叫自然循环的自补偿能力?
在一定的循环倍率 X 围内,自然循环回路中水冷壁的吸热增加时,循环水量随产汽量相应增加
以进展补偿的特性;叫做自然循环的自补偿能力。
26.自然循环的故障主要有哪些?
自然循环的故障主要有循环停滞、倒流、汽水分层、下降管带汽和沸腾传热恶化等。
27. 水循环停滞在什么情况下发生?有何危害?
水循环停滞易发生在局部受热较弱的水冷壁管中,当其重位压头等于或接近于回路中共同压差,
水在管中几乎不流动,只有所产生的少量汽泡在水中缓慢的向上浮动,进入汽包,而上升管的进水
量仅与出汽量相等,就是发生了循环停滞。
水循环停滞时,由下水冷壁管中循环水速接近或等于零,因此热量传递主要靠导热,即使热负
荷较低.由于热量不能及时带走,管壁仍可能超温烧坏。另外,还由于水的不断“蒸干〞,水中含
盐浓度增加,会引起管壁的结盐和腐蚀。当在引入汽包蒸汽空间的上升管中发生循环停滞时。上升
管内将产生“自由水位〞,水面以上管内为蒸汽,冷却条件恶化易超温爆管;而汽水分界处由于水
位的波动,管壁在交变热应力作用下,易产生疲劳损坏。
28.水循环倒流在什么情况下发生?有何危害?
水循环倒流现象发生在上升管直接引入汽包水空间,而且该管受热很弱以至其重位压差大于回
路的共同压差时。当倒流管中蒸汽泡向上的流速与倒流水速接近时,汽泡将不能被带走,处于停滞
或缓动状态的汽泡逐渐聚集增大,形成汽塞,这段管壁温度将升高或壁温交变,导致超温或疲劳损
坏。
29.汽水分层在什么情况下发生?为什么?
汽水分层易发生在水平或倾斜度小而且管中汽水混合物流速过低的管子。这是由于汽、水的密
度不同,汽倾向在管子上部流动,水的密度大,在下部流动。假设汽水混合物流速过低,扰动混合
作用小于别离作用,便产生汽水分层。
因此,自然循环锅炉的水冷壁应防止水平和倾斜度小的布置方式。
30.大直径下降管有何优点?
采用大直径下降管可以减小流动阻力,有利于水循环。另外,既简化布置,又节约钢材,也减
少了汽包的开孔数。
31.下降管带汽的原因有哪些?
〔1〕在汽包中汽水混合物的引入口与下降管入口距离太近或下降管入口位置过高。
〔2〕锅水进入下降管时,由于进口流阻和水流加速而产生过大压降,使锅水产生自汽化。
〔3〕下降管进口截面上部形成漩涡斗,使蒸汽吸入。
〔4〕汽包水室含汽,蒸汽和水一起进入下降管。
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〔5〕下降管受热产生蒸汽。
32.下降管带汽有何危害?
下降管水中含汽时,将使下降管中工质的平均密度减小,循环运动压头降低,同时工质的平均
容积流量增加、流速增加,造成流动阻力增大。结果使克制上升管阻力的能力减小,循环水速降低 ,
增加了循环停滞、倒流等故障发生的可能性。
33.防止下降管带汽的措施有哪些?
主要在构造设计时针对带汽原因采取一些措施,如:大直径下降管入口加装十字挡板或格栅;
提高给水欠焓,并将欠焓的给水引至下降管入口内〔或附近〕。防止下降管受热;规定汽水混合物
与下降管入口的距离;下降管从汽包最底部引出等。在运行中还要注意保持汽包水位,防止过低时
造成下降管带汽。
34.按传热方式分类,过热器的型式有哪几种?
按传热方式区分,过热器有三种型式:
〔1〕辐射式过热器。如前屏〔全大屏〕、顶棚、墙式过热器等。
〔2〕半辐射式过热器。如后屏过热器。
〔3〕对流过热器。如高温对流、低温对流过热器等。
35.按介质流向分类。对流过热器的型式有哪几种?
接介质流向分类有顺流、逆流、双逆流、混合流等几种过热器型式。
36.按布置方式分类,过热器有哪几种型式?
按布置方式分类有立式和卧式两种型式的过热器。
37. 对流式过热器的流量-温度〔即热力〕特性如
何?
对流式过热器布置在对流烟道内,是以吸收烟气对
流放热为主的过热器,这种型式的过热器,蒸汽温度是
随着锅炉负荷的增加而升高的。这是因为当负荷增加时,
燃料消耗量增加,流经过热器的烟气量增多,提高了烟
气对管壁的放热系数;而且随着燃料量的增加,使炉膛
出口烟温有所提高,提高了平均温差。虽然蒸汽流通量
有所增加,但单位质量的蒸汽还是获得较多的热量,使
出口蒸汽温度提高。反之,当锅炉负荷减少时,对流过
热器的蒸汽温度将降低。锅炉负荷与过热汽温的关系见
附图中。
38 .辐射式过热器的流量一温度〔即热力〕特性
如何?
辐射式过热器是以吸收火焰或烟气的辐射热为主的
过热器,这种型式的过热器其出口蒸汽温度是随着锅炉
负荷〔蒸汽流量〕的增加而降低的。这是因为辐射式过热器吸收的热量主要决定于炉内火焰和烟气
温度,而辐射出射度与其绝对温度的四次方成正比。当锅炉负荷增加时,虽然炉膛温度和烟气温度
有所增高,但增加幅度不大,因此辐射传热虽有增加,但流经该过热器的蒸汽流量相应也增加,而
且蒸汽量的增加的影响要大于辐射吸收热量增多的影响,使单位质量的蒸汽获得的热量减少,所以
其出口蒸汽温度是降低的。反之,当负荷降低时,辐射式过热器出口温度是升高的。
39.半辐射式过热器的流量一温度〔即热力〕特性如何?
半辐射式过热器既吸收火焰和烟气的辐射热,同时又吸收烟气的对流放热。所以其出口蒸汽温
度的变化受锅炉负荷〔蒸汽流量〕变化的影响较小,介于辐射式和对流式之间。但通过试验发现,
该型式过热器的热力特性接近于对流式过热器热力特性,只是影响幅度较小,汽温变化比拟平稳。
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