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50個鍋爐常見基礎問題,為你解答所有疑惑!

發布:cjdryabc 瀏覽:3353次

1.什么叫自然循環鍋爐?

所謂自然循環鍋爐,是指蒸發系統內僅依靠蒸汽和水的密度差的作用,自然形成工質循環流動的鍋爐。

2.什么叫鍋爐的循環回路?

由鍋爐的汽包、下降管、聯箱、水冷壁、汽水導管組成的閉合回路,稱為鍋爐的循環回路。

3.自然循環鍋爐的蒸發系統由哪些設備組成?

主要由汽包、下降管、水冷壁管、聯箱及導管組成。

4. 水冷壁為什么要分若干個循環回路?

因為沿爐膛寬度和深度方向的熱負荷分布不均,造成每面墻的水冷壁管受熱不均,使中間部分水冷壁管受熱最強,邊上的管子受熱較弱。若整面墻的水冷壁只組成一個循環回路,

則并聯水冷壁中,受熱強的管子循環水流速大,受熱弱的管內循環水流速小,對管壁的冷卻差。為了減小各并列水冷壁管的受熱不均,提高各并列管子水循環的安全性,通常把鍋爐每面墻的水冷壁,劃分成若干個循環回路。

5.SG400/140-50410型鍋爐共有多少個循環回路?如何布置?

該型鍋爐共有14個循環回路,其中前后墻各4個,兩側墻各3個循環回路。

6.汽包的作用主要有哪些?

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汽包的作用主要有:

(1)是工質加熱、蒸發、過熱三個過程的連接樞紐,同時作為一個平衡容器,保持水冷壁中汽水混合物流動所需壓頭。

(2)容有一定數量的水和汽,加之汽包本身的質量很大,因此有相當的蓄熱量,在鍋爐工況變化時,能起緩沖、穩定汽壓的作用。

(3)裝設汽水分離和蒸汽凈化裝置,保證飽格蒸汽的品質。

(4)裝置測量表計及安全附件,如壓力表、水位計、安全閥等。

7.電站鍋爐的汽包內部主要有哪些裝置?它們的布置位置和作用怎樣?

    電站鍋爐隨參數容量的不同,其汽包內部裝置也不完全一樣,現以高壓和超高壓鍋爐的汽包為例,介紹其內部裝置、它們的布置及主要作用。

    沿汽包長度在兩側裝設若干旋風分離器,每個旋風分離器筒體頂部配置有百頁窗(波形板)分離器,它們的主要作用是將由上升管引入的汽水混合物進行汽和水的初步分離。在汽包內的中上部,水平裝設蒸汽清洗孔板,其上有清潔給水層,當蒸汽穿過水層時,便將溶于蒸汽或攜帶的部分鹽分轉溶于水中,以降低蒸汽的含鹽。靠近汽包的頂部設有多孔板,均勻汽包內上升蒸汽流,并將蒸汽中的水分進一步分離出來。汽包中心線以下150mm左右設有事故放水管口;正常水位線下約200mm處設有連續排污管口,再下面布置加藥管。下降管入口處還裝設了十字擋板,以防止下降管口產生漩渦斗造成下降管帶汽。

8.旋風分離器的結構及工作原理是怎樣的?

    旋風分離器由筒體、引入管、頂帽、溢流環、筒底導葉和底板等部件組成。

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旋風分離器是一種分離效果很好的汽水分離設備。其工作原理及工作過程是:較高流速的汽水混合物,經引入管切向進入筒體而產生旋轉運動,在離心力的作用下,將水滴拋向筒壁,使汽水初步分離。分離出來的水通過筒底四周導葉,流入汽包水容積中。飽和蒸汽在筒體內向上流動,進入頂帽的波形板間隙中曲折流動,在離心力和慣性力的作用下,小水滴被拋到波形板上,在附著力作用下形成水膜下流,經筒壁流入汽包水容積,使汽水進一步分離,而飽和蒸汽從頂帽上方或四周引入汽包蒸汽空間。

9.百葉窗(波形板)分離器的結構及工作原理是怎樣的?

    百葉窗分離器是由許多平行的波浪形薄鋼板組成,波形板厚度為0.8~l.2mm,相鄰兩塊波形板之間的距離為10mm,并用2一3mm厚的鋼板邊框固定。

    工作原理及過程是:經過粗分離的蒸汽進入百葉窗分離器后,在波形板之間曲折流動。蒸汽中的小水滴,在離心力、慣性力和重力的作用下拋到板壁上,在附著力的作用下,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積,使汽水得到進一步分離。由于利用附著力分離蒸汽中細小水滴的效果好,所以百葉窗分離器被廣泛地用來作為細分離設備。

10.左右旋的旋風分離器在汽包內如何布置?為什么要如此布置?

    旋風分離器雖然能使分離出來的水經過筒底傾斜導葉平穩地流入汽包水容積,但并不能消除其旋轉動能,水的旋轉運動可能造成汽包水位的偏斜。因此,采用左旋與右旋旋風分離器交錯排列的布置方法,可將排水的旋轉運動相互抵消,使汽包水位保持穩定。

11.清洗裝置的作用及結構如何?

    該裝置是利用省煤器來的清潔給水,將經過機械分離后的蒸汽加以清洗,使蒸汽中的部分鹽分轉溶解于水中,減少蒸汽的含鹽量、清洗裝置的型式較多,但近代鍋爐多采用平孔板式蒸汽穿層清洗裝置,其結構是由一塊塊的平孔板組成。每塊平孔板鉆有很多5~6mm的小孔,相鄰的兩塊孔板之間裝有U型卡,清洗裝置兩端封板與平孔板之間裝有角鐵,以組成可靠的水封,防止蒸汽短路。

12.平孔板式清洗裝置的工作原理是怎樣的?

    約50%的給水經配水裝置均勻地分配到孔板上,蒸汽自下而上通過孔板小孔,經由40~50mm厚的清洗水層穿出,使蒸汽的部分溶鹽擴散轉溶于水中。水則溢過堵板,溢流到水容積中。孔板上的水層靠蒸汽穿孔阻力所造成的孔板前后壓差來托住。蒸汽穿孔的推薦速度為1.3~1.6m/s,以防低負荷時出現干孔板區或高負荷時大量攜帶清洗水。

13.連續排污管口一般裝在何處?為什么?排污率為多少?

    連續排污管口一般裝在汽包正常水位(即“0”位)下200~300mm處。鍋水由于連續不斷地蒸發而逐漸濃縮,使水表面附近含鹽濃度最高。所以,連續排污管口應安裝在鍋水濃

度最大的區域,以連續排出高濃度鍋水,補充以清潔的給水,從而改善鍋水品質。排污率一般為蒸發量的1%左右。

14.汽包內鍋水加藥處理的意義是什么?

    防止鍋內結垢,若單純用鍋爐外水處理除去給水所含硬度,需用較多設備,會大大增加投資;而加大鍋水排污,不但增加工質熱量損失,也不能消除鍋水殘余硬度。因此,除采用鍋爐外水處理外,也在鍋爐內對鍋水進行加藥處理,清除鍋水殘余硬度,防止鍋爐結垢。其方法是在鍋水中加入磷酸鹽,使磷酸根離子與鍋水中鈣鎂離子結合,生成難溶于水的沉淀泥渣,定期排污排除,使鍋水保持一定的磷酸根,既不產生結垢和腐蝕,又保證蒸汽品質。

15.定期排污的目的是什么?排污管口裝在何處?

    由于鍋水含有鐵銹和加藥處理形成的沉淀水渣等雜質,沉積在水循環回路的底部,定期排污的目的是定期將這些水渣等沉淀雜質排出,提高鍋水的品質。定期排污口一般設在水冷壁的下聯箱或集中下降管的下部。

16.水冷壁的型式主要有哪幾種?

    鍋爐水冷壁主要有以下幾種:

   (1)光管式水冷壁;

   (2)膜式水冷壁;

   (3)內壁螺旋槽水冷壁;

   (4)銷釘式水冷壁(也叫刺管水冷壁)。這種水冷壁是在光管表面按要求焊上一定長度的圓鋼,以利敷設和固定耐火材料。主要用于液態排渣爐、旋風爐及某些固態排渣爐的燃燒器區域。

17.采用膜式水冷壁的優點有哪些?

    膜式水冷壁有兩種型式,一種是用軋制成型的鰭片管焊成,另一種是在光管之間焊扁鋼而形成。

主要優點有:① 膜式水冷壁將爐膛嚴密地包圍起來,充分地保護著爐墻,因而爐墻只須敷上保溫材料及密封涂料,而不用耐火材料,所以,簡化了爐墻結構,減輕了鍋爐總重量;

②爐膛氣密性好,漏風少,減少了排煙熱損失,提高了鍋爐熱效率;

③易于制成水冷壁的大組合件,因此,安裝快速方便。

18.折焰角是怎樣形成的?其結構如何?

折焰角是由后墻水冷壁在一定的標高處,并按照一定的外形向爐膛內彎曲而成(俗稱折焰鼻子),結構型式有兩種,見附圖所示。一種是借助分叉管,將每根水冷壁管分成兩路,一路向內彎曲成一定形狀。另一路為垂直短管,起懸吊傳遞水冷壁組件重量的作用。兩路管內的汽水混合物均進入后水冷壁上聯箱,再通過導管引入汽包。為了使大部分工質從受熱強烈的折焰管通過,在垂直短管至聯箱的連接處裝有節流孔板,以限制垂直管的流通量。                               

另一種結構是在后墻水冷壁的上部直接向內彎成折焰角,在折焰角后,每三根管中有一根垂直向上作后墻水冷壁懸吊管,其余兩根繼續向后延伸構成水平煙道的斜底,然后再折轉向上進入上聯箱。而垂直向上那根水冷壁,通過聯接折焰角前后垂直水冷壁管的吊桿傳遞

折焰角結構   后墻水冷壁組件的重量,并向上引入上聯箱。

(a)老爐型折焰角;(b)新爐型折焰角

1一汽水混合物引出管;2一中間聯箱;

3一節流孔板;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)可以增加水平煙道的長度,以利于高壓、超高壓大容量鍋爐受熱面的布置(如屏式過熱器等)。

(2)增加了煙氣流程,加強了煙氣混合,使煙氣沿煙道的高度分布趨于均勻。

(3)可以改善煙氣對屏式過熱器的沖刷特性,提高傳熱效果。

20.冷灰斗是怎樣形成的?其作用是什么?

對于固態排渣鍋爐的燃燒室,由前后墻水冷壁下部向內彎曲而形成冷灰斗。它的作用主要是聚集、冷卻并自動排出灰渣,而且便于下聯箱同灰渣井的聯接和密封。

21. 底部蒸汽加熱裝置的結構如何?

該裝置是沿著下聯箱長度在下聯箱內放有鋼管,在鋼管上開有直徑5mm的小孔(孔數與水冷壁根數對應),并與引入外來的蒸汽管子連接,當投用時,由閥門控制進汽量。

22.自然循環的原理是怎樣的?

鍋爐在冷態下,汽包水位標高以下的蒸發系統內充滿的水是靜止的。當上升管在鍋爐內受熱時,部分水就生成蒸汽,形成了密度較小的汽水混合物。而下降管在爐外不受熱,管中水分密度較大,這樣在兩者密度差的作用下就產生了推動力,汽水混合物在水冷壁內向上流動,經過上聯箱、導管進入汽包,下降管中由汽包來的水則向下流動,經下聯箱補充到水冷壁內,這樣不斷的循環流動,就形成了自然循環,見附圖。

23  什么叫循環倍率?

循環回路中進入上升管的循環水量G與上升管出口處的蒸汽量D之比叫循環倍率。

以符號K表示:K=  G/D

24.什么叫循環水速?

循環水速是指循環回路中,在上升管入口截面,按工作壓力下飽和水密度折算的水流速度。

25. 什么叫自然循環的自補償能力?

在一定的循環倍率范圍內,自然循環回路中水冷壁的吸熱增加時,循環水量隨產汽量相應增加以進行補償的特性;叫做自然循環的自補償能力。

26.自然循環的故障主要有哪些?

自然循環的故障主要有循環停滯、倒流、汽水分層、下降管帶汽和沸騰傳熱惡化等。

27. 水循環停滯在什么情況下發生?有何危害?

水循環停滯易發生在部分受熱較弱的水冷壁管中,當其重位壓頭等于或接近于回路中共同壓差,水在管中幾乎不流動,只有所產生的少量汽泡在水中緩慢的向上浮動,進入汽包,而上升管的進水量僅與出汽量相等,就是發生了循環停滯。

水循環停滯時,由下水冷壁管中循環水速接近或等于零,因此熱量傳遞主要靠導熱,即使熱負荷較低.由于熱量不能及時帶走,管壁仍可能超溫燒壞。另外,還由于水的不斷“蒸干”,水中含鹽濃度增加,會引起管壁的結鹽和腐蝕。當在引入汽包蒸汽空間的上升管中發生循環停滯時。上升管內將產生“自由水位”,水面以上管內為蒸汽,冷卻條件惡化易超溫爆管;而汽水分界處由于水位的波動,管壁在交變熱應力作用下,易產生疲勞損壞。

28.水循環倒流在什么情況下發生?有何危害?

水循環倒流現象發生在上升管直接引入汽包水空間,而且該管受熱很弱以至其重位壓差大于回路的共同壓差時。當倒流管中蒸汽泡向上的流速與倒流水速接近時,汽泡將不能被帶走,處于停滯或緩動狀態的汽泡逐漸聚集增大,形成汽塞,這段管壁溫度將升高或壁溫交變,導致超溫或疲勞損壞。

29.汽水分層在什么情況下發生?為什么?

汽水分層易發生在水平或傾斜度小而且管中汽水混合物流速過低的管子。這是由于汽、水的密度不同,汽傾向在管子上部流動,水的密度大,在下部流動。若汽水混合物流速過低,擾動混合作用小于分離作用,便產生汽水分層。

因此,自然循環鍋爐的水冷壁應避免水平和傾斜度小的布置方式。

 

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30.大直徑下降管有何優點?

采用大直徑下降管可以減小流動阻力,有利于水循環。另外,既簡化布置,又節約鋼材,也減少了汽包的開孔數。

31.下降管帶汽的原因有哪些?

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

(3)下降管進口截面上部形成漩渦斗,使蒸汽吸入。

(4)汽包水室含汽,蒸汽和水一起進入下降管。

(5)下降管受熱產生蒸汽。

32.下降管帶汽有何危害?

下降管水中含汽時,將使下降管中工質的平均密度減小,循環運動壓頭降低,同時工質的平均容積流量增加、流速增加,造成流動阻力增大。結果使克服上升管阻力的能力減小,循環水速降低,增加了循環停滯、倒流等故障發生的可能性。

33.防止下降管帶汽的措施有哪些?

主要在結構設計時針對帶汽原因采取一些措施,如:大直徑下降管入口加裝十字擋板或格柵;提高給水欠焓,并將欠焓的給水引至下降管入口內(或附近)。防止下降管受熱;規定汽水混合物與下降管入口的距離;下降管從汽包最底部引出等。在運行中還要注意保持汽包水位,防止過低時造成下降管帶汽。

34.按傳熱方式分類,過熱器的型式有哪幾種?

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按傳熱方式區分,過熱器有三種型式:

(1)輻射式過熱器。如前屏(全大屏)、頂棚、墻式過熱器等。

(2)半輻射式過熱器。如后屏過熱器。

(3)對流過熱器。如高溫對流、低溫對流過熱器等。

35.按介質流向分類。對流過熱器的型式有哪幾種?

接介質流向分類有順流、逆流、雙逆流、混合流等幾種過熱器型式。

36.按布置方式分類,過熱器有哪幾種型式?

按布置方式分類有立式和臥式兩種型式的過熱器。

37. 對流式過熱器的流量-溫度(即熱力)特性如何?

對流式過熱器布置在對流煙道內,是以吸收煙氣對流放熱為主的過熱器,這種型式的過熱器,蒸汽溫度是隨著鍋爐負荷的增加而升高的。這是因為當負荷增加時,燃料消耗量增加,流經過熱器的煙氣量增多,提高了煙氣對管壁的放熱系數;而且隨著燃料量的增加,使爐膛出口煙溫有所提高,提高了平均溫差。雖然蒸汽流通量有所增加,但單位質量的蒸汽還是獲得較多的熱量,使出口蒸汽溫度提高。反之,當鍋爐負荷減少時,對流過熱器的蒸汽溫度將降低。鍋爐負荷與過熱汽溫的關系見附圖中。

38.輻射式過熱器的流量一溫度(即熱力)特性如何?

輻射式過熱器是以吸收火焰或煙氣的輻射熱為主的過熱器,這種型式的過熱器其出口蒸汽溫度是隨著鍋爐負荷(蒸汽流量)的增加而降低的。這是因為輻射式過熱器吸收的熱量主要決定于爐內火焰和煙氣溫度,而輻射出射度與其絕對溫度的四次方成正比。當鍋爐負荷增加時,雖然爐膛溫度和煙氣溫度有所增高,但增加幅度不大,因此輻射傳熱雖有增加,但流經該過熱器的蒸汽流量相應也增加,而且蒸汽量的增加的影響要大于輻射吸收熱量增多的影響,使單位質量的蒸汽獲得的熱量減少,所以其出口蒸汽溫度是降低的。反之,當負荷降低時,輻射式過熱器出口溫度是升高的。

39.半輻射式過熱器的流量一溫度(即熱力)特性如何?

半輻射式過熱器既吸收火焰和煙氣的輻射熱,同時又吸收煙氣的對流放熱。所以其出口蒸汽溫度的變化受鍋爐負荷(蒸汽流量)變化的影響較小,介于輻射式和對流式之間。但通過試驗發現,該型式過熱器的熱力特性接近于對流式過熱器熱力特性,只是影響幅度較小,汽溫變化比較平穩。

40.什么是聯合式過熱器?其熱力特性如何?

現代高參數、大容量鍋爐需要蒸汽過熱熱量多,過熱器受熱面積大。為使鍋爐在負荷變化時,出口蒸汽溫度相對平穩,同時采用了輻射、半輻射和對流式過熱器,形成了聯合式過熱器。它的熱力特性是由各種型式過熱器傳熱份額的大小決定的,一般略呈對流過熱器熱力特性。即隨鍋爐負荷增加或降低,出口蒸汽溫度也隨之略有提高或降低。

41.立式布置的過熱器有何特點?

立式布置的過熱器支吊簡便、安全,運行中積灰、結渣可能性小,一般布置在折焰角上方和水平煙道內。缺點是停爐時蛇形管內的積水不易排出,在升護時管子通汽不暢易使管子過熱。

42.臥式布置的過熱器有何特點?

布置在垂直煙道中的臥式過熱器,蛇形管內不易積水,疏水排汽方便。但支吊較困難,支吊件全放在煙道內易燒壞,需用較好的鋼材,故近代鍋爐常用有工質冷卻的受熱管子(如省煤器等)作為懸吊管。另外,易積灰、影響傳熱。

 

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43. 什么叫換熱器?換熱器有哪幾種型式?

用來實現冷熱流體間熱量交換的設備稱換熱器。

根據工作原理,換熱器有以下三種型式:

(1)表面式換熱器:這種換熱器在換熱過程中,冷熱兩流體互不接觸,而是通過金屬壁面來進行冷熱流體間的熱量傳遞,在火電廠中應用最廣泛。如過熱器、再熱器、省煤器、冷油器等。

(2)混合式換熱器:這種換熱器在換熱過程中。是依靠冷熱流體的直接接觸和相互混合來實現的。熱量傳遞的同時伴隨著質量的交換和混合。如噴水式蒸汽減溫器等。

(3)蓄熱式換熱器:這種換熱器的換熱過程是通過一種媒介,即傳熱元件來實現的。使冷熱流體交替地流過傳熱元件。當熱流體流過時將熱量傳遞給傳熱元件并儲存起來;冷流體流過時。傳熱元件儲存的熱量再傳給冷流體帶走,實現熱量交換。如回轉式空氣預熱器。

44. 什么叫換熱器的順流布置?有何特點?

表面式換熱器管內、外的冷、熱流體的流動方向相同的布置方式,稱為順流布置(見圖)。其特點是:熱流體的高溫端正好是冷流體的低溫端,因而換熱器壁溫較低、較安全;但傳熱溫差小,傳熱效果較差。當傳遞一定熱量時,需要較大的傳熱面積,因而換熱器的體積相對較大。

45.什么叫換熱器的逆流布置?有何特點?

換熱器管內、外的冷、熱流體的流動方向相反的布置方式(見圖)。其特點是換熱器中熱流體的高溫端正好是冷流體的高溫端,因而換熱器的管壁溫度較高、安全性差。但是,逆流布置傳熱溫差較大,當傳遞一定熱量,所需換熱面積少,故逆流布置的換熱器尺寸相對較小。 

46.雙逆流和混合流布置的換熱器有何特點?

雙逆流和混合流(見圖)布置的換熱器是綜合吸取了逆流、順流的優點,克服了它們缺點的一種換熱器。既使冷、熱流體間保持了較大的傳熱溫差、較高的傳熱效率,又使冷、熱流體的高溫端錯開,保證了換熱器管壁的安全。

47. SG400/140-50410型鍋爐過熱器的蒸汽流程是怎樣的?

汽包——頂棚過熱器入口聯箱——頂棚過熱器及后墻包覆管——包覆下聯箱——兩側墻包覆管——兩側墻上聯箱——前屏過熱器——一級減溫器(左右交叉)——一后屏過熱器——二級減溫器(左右交叉)——對流過熱器——集汽聯箱——汽輪機高壓缸。

48. 什么叫屏式過熱器?它的作用如何?

把過熱器蛇形管做成屏風的形式,沿爐膛寬度平行懸吊在燃燒室上部或出口處。一般在燃燒室正上部布置的叫前屏,出口處布置的叫后屏。

屏式過熱器相鄰兩屏間保持較大距離,起到降低爐膛出口的煙氣溫度及凝渣的作用,防止后面的受熱面結渣。同時,也是現代大型鍋爐過熱器受熱面的主要組成部分。

49. 聯箱的作用有哪些?

在受熱面的布置中,聯箱起到匯集、混合、分配工質的作用,是受熱面布置的連接樞紐。另外,有的聯箱也用以懸吊受熱面,裝設疏水或排污裝置。

50.在過熱蒸汽流程中為什么要進行左右交叉?

過熱蒸汽流程中進行左右交叉,有助于減輕沿爐膛寬度方向由于煙溫不均而造成熱負荷不均的影響,也是有效減少過熱器左右兩側熱偏差的重要措施。


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