鍋爐原理課設答辯

2023年12月27日發(作者：粗心的我)

一．爐膛部分

⑴為什麼在計算爐膛時要預先設一個爐膛出口煙溫。

因為這是一個隱函數求解，必須先設一個數值，然后用迭代法求解，所以要設一個爐膛出口煙氣溫度。

⑵本鍋爐是何制粉系統，計算中有何體現。

本鍋爐是鋼球磨煤機中間儲倉式制粉系統，從灰粒子有效直徑的選擇數據可以看出來是鋼球磨煤機，又由于是50MW的小機組，一般鋼球磨煤機都是中間儲倉式。

⑶在整個熱力計算中是如何考慮各項損失的。

在熱平衡計算中，假設排煙溫度，加上排煙處的過量空氣系數計算出排煙損失，等計算完下級空氣預熱器后校正假設的排煙溫度；假設化學未完全燃燒損失和機械未完全燃燒損失，或采用實測數據；在計算計算燃料量時用上，不進行校驗；根據鍋爐容量在標準上的曲線上查出q5，代入公式中計算出保熱系數，在各個受熱面煙氣側熱平衡計算時用保熱系數，也不進行校驗；根據經驗選擇q6，一般這個數據為0,或用公式計算，也不進行校驗。在具體的計算中，在爐膛計算時，計算爐膛有效放熱量時又考慮了q3、q4、q6。

⑷爐膛黑度與什麼因素有關。

爐膛黑度與火焰黑度、有效輻射層厚度、熱有效系數有關。

⑸爐膛煙氣中具有輻射能力的成分是那些，從大到小順序排列。

爐膛煙氣中具有輻射能力的成分是灰粒子、碳黑粒子和三原子氣體。排列如上。

⑹為什麼不用煤粉的成分，而用原來煤的應用基成分進行爐膛計算。

因為爐膛的熱力計算包括制粉系統。

⑺△X的物理意義是什麼，本鍋爐是如何取的數值。

△X的物理意義是火焰中心相對高度比燃燒器中心在爐膛內相對高度的比值。所謂相對高度就是這個高度與爐膛高度的比值。本鍋爐取0。

⑻在計算中如何處理不敷設受熱面的壁面的。

在計算爐膛壁面面積的時候算數；在計算平均熱有效系數的時候為0。

⑼爐膛高度是如何測量的。

爐膛高度有兩個：第一個是從冷灰斗的二等分平面到爐膛出口煙窗中心的距離，用于計算火焰中心相對高度；另一個是從冷灰斗的二等分平面到頂棚，用來計算頂棚的受熱不均系數。

⑽折焰角的作用是什麼。

作用是加大火焰的充滿度。

⑾如果有幾層燃燒器，怎麼計算火焰中心高。

用各層燃燒器的燃料量當權系數計算總的火焰中心高。

⑿爐膛出口煙溫的允許計算誤差是100℃，是說爐膛出口煙溫可以差100℃嗎？

不是。計算經驗表明，這個誤差才有2～3℃。

二．過熱器部分

⑴從爐膛開始，沿煙氣流程說出各個受熱面。

爐膛、屏式過熱器、凝渣管、高溫過熱器、低溫過熱器、高溫省煤器、高溫空氣預熱器、低溫省煤器、低溫空氣預熱器。

⑵敘述本鍋爐的蒸汽流程。

從汽包出來進入爐內頂棚，經過屏區頂棚、高溫過熱器頂棚，進入低溫過熱器。從低溫過熱器出來，經過一級噴水減溫器，進入屏式過熱器，再進入高溫過熱器的冷段，經過二級噴水減溫器，進入高溫過熱器的熱段。此后就送往汽輪機。

⑶為什麼要采用屏式過熱器，而不用密集的管束代替它？

采用屏式過熱器有3點：（1）由于屏式過熱器管子的橫向節距很大，因而不能結成渣橋，防止爐膛出口受熱面結渣。（2）屏式過熱器的有效輻射層厚度較大，吸收爐膛輻射能力強，便于吸收煙氣熱量。（3）屏式過熱器的縱向管子根數有比較大的選擇余地，便于保證屏式過熱器內部比較高的蒸汽流速。

⑷如何計算屏式過熱器吸收爐膛輻射的？

屏式過熱器吸收爐膛輻射熱量的計算是和吸收屏間煙氣對屏式過熱器的輻射一起計算的，是屏式過熱器的入口爐膛輻射減去屏式過熱器的出口輻射。屏式過熱器的出口輻射包括2個部分：（1）入口輻射熱量透過屏區的部分，這部分很少，大約占3%；（2）屏間煙氣的向后輻射，占97%。

⑸屏式過熱器的利用系數是多少？

屏式過熱器的利用系數按煙氣流速通過曲線查出。一般是0.85。

⑹如何計算屏式過熱器的受熱面積，和其他過熱器受熱面積有何不同？

屏式過熱器的受熱面積是它的輻射受熱面積。計算方法是把各個屏式過熱器的屏風面積乘以屏式過熱器的角系數。其他過熱器的受熱面積是管子的外表面面積，是它的對流受熱面積。

⑺為什麼要假定屏的入口汽溫，如何校正？

在計算屏式過熱器開始的時候就假設一個屏式過熱器的入口汽溫，等到計算完低溫過熱器后，經過一級噴水減溫后的蒸汽溫度也是屏式過熱器的入口蒸汽溫度，兩個數值要有比小的誤差。一般后來計算出來的屏式過熱器入口蒸汽溫度比較準。

⑻在計算中如何考慮爐膛輻射傳熱對過熱器的影響的？

前面的過熱器是屏式過熱器，它吸收爐膛輻射前面已經敘述了；透過屏式過熱器的爐膛輻射的計算是，熱量投射到哪個受熱面上，就認為被吸收了。

⑼如何計算屏區附加受熱面的吸熱量，分別說明頂棚和水冷壁的計算過程。

計算屏區附加受熱面的吸熱量是先估計一個吸熱量，然后在計算完主受熱面的吸熱量后分別計算頂棚、水冷壁的吸熱量，再加起來校正。頂棚的吸熱量是用主受熱面的傳熱系數乘以頂棚面積，再乘以屏間煙氣與頂棚中蒸汽的溫差，除以計算燃料消耗量，頂棚中的蒸汽溫度也是先估后校。水冷壁吸熱量的計算方法與此相同，其中汽水混合物的溫度用汽包壓力下的飽和溫度。

⑽過熱器系統的減溫水量是如何校正的。

在開始前先假定兩級減溫水量，這樣就可以求出各段過熱器的蒸汽流量。等計算完整個過熱器后，看高溫過熱器的出口蒸汽溫度是否合適，是否要修改減溫水量。直到蒸汽溫度合適為止。

⑾為什麼要計算屏入口對出口的角系數。

因為要計算屏式過熱器吸收爐膛輻射的數量，要用這個角系數。

⑿屏區對后面受熱面的輻射由哪兩項組成，哪一項大？

屏區煙氣對后面受熱面的輻射大，爐膛輻射熱量透過屏區剩余的部分少。

⒀本鍋爐高溫過熱器是如何布置的，這樣布置有什麼優點。

本鍋爐高溫過熱器是"中間兩邊"分布，可以減少熱偏差。

⒁計算高溫過熱器時如何假設冷段和熱段的出口汽溫，又是如何修正的。

預先估計一個冷段和熱段的出口蒸汽溫度，等計算完以后用兩端過熱器吸熱量與傳熱量的比值是否等于1來校正這個比值。

⒂低溫過熱器有頂棚嗎？

低溫過熱器有頂棚，但是不單獨計算，而是把頂棚的面積加到主受熱面的面積中。

⒃轉向室在哪兩個受熱面之間。

轉向室在低溫過熱器與高溫省煤器之間。

⒄高溫過熱器的利用系數是多大，熱有效系數是多大？

高溫過熱器的利用系數是1。熱有效系數是0.65。

⒅什麼是凝渣管？

凝渣管是后墻水冷壁的延長部分，它通過水平煙道，不起凝渣作用。凝渣管又稱費斯噸管、垂彩管、荷重管。

⒆折焰角向上的表面是如何計算其吸熱的？

這部分的受熱面不吸熱，因為在運行中，上面有一層厚厚的積灰。

⒇如何計算低溫過熱器吸收爐膛輻射的？

低溫過熱器不吸收爐膛輻射，因為標準規定爐膛輻射通過大于5排密集管束后，就被密集管束把熱量全吸收了。

（21）說明過熱器計算時允許的誤差。

在計算每段過熱器的時候，都是2%的計算誤差。但是蒸汽溫度的接口誤差在標準上沒有規定。在工程上認為±1℃的接口誤差是可以的。

（22）計算過熱器煙氣黑度時，用什麼定性溫度？

定性溫度是這段過熱器的煙氣平均溫度。

（23）如果計算本臺鍋爐凝渣管的對流吸熱用哪一個公式求其放熱系數？

最好用單排管束的放熱系數公式，如果用已有的公式就用錯列的公式。

（24）在對流煙道中，煙氣中具有輻射能力的成分有哪些？

在對流煙道中，煙氣中具有輻射能力的成分有灰粒子和三原子氣體。

（25）什麼叫作漸次接近法，在圖上示意地說明其具體方法。

漸次接近法是一種收斂很快的迭代方法，見標準上P77的圖。

（26）低負荷時熱力計算的數據有什麼變化？

低負荷熱力計算的數據主要變化有：（1）燃料量減少；（2）蒸汽流量減少；（3）各處的煙氣溫度降低；（4）如果負荷過低，噴水量減少，最后沒有噴水量，出現過熱蒸汽溫度降低（欠溫）。（5）汽包壓力和各處蒸汽壓力降低。

（27）如果是直流鍋爐，如何計算其熱力計算？大致說明一下。

和自然循環鍋爐差別不大，就是在計算過熱器熱力計算的開始，假定一個飽和蒸汽溫度。等計算完畢后，

從給水溫度開始，加上省煤器的吸熱，爐膛水冷壁的吸熱去校正假定的飽和蒸汽溫度。誤差很小即可。

（28）如果是低倍率鍋爐，如何計算其熱力計算？大致說明一下。

低倍率鍋爐的熱力計算和直流鍋爐的極相近，假定一個汽水分離器的飽和蒸汽溫度（或壓力），等計算完后再校核，校核方法同上。

（29）如果燒的是貧煤，和燒煙煤的計算有什麼不同？

如果燒的是貧煤，在爐膛熱力計算時M值的公式不同。

（30）蘇聯73年標準圖3-1有什麼用途？

圖3-1是計算給定具體燃料成分后煙氣的動粘度系數、煙氣的導熱系數、和煙氣的普郎特數從平均煙氣成分到具體煙氣成分的轉換系數。

（31）解釋高、低溫過熱器的"雙管圈"。

所謂的雙管圈是從聯箱中并列引出兩排管子一起繞成受熱面的情況。

（32）為什麼高溫過熱器的計算中有兩個汽溫"先估后校"？如何校正？

因為高溫過熱器分為冷段和熱段兩部分，因而兩個方程不能解兩段的三個未知數。因而用兩個"先估后校"。具體做法見14題。

（33）為什麼低負荷時漏風系數要增加？是漏風量增加了嗎？

在鍋爐低負荷時各處的漏風量不變，但是空氣量減少了，所以增加了漏風系數。

三．尾部受熱面

⑴什麼是尾部受熱面？

省煤器和空氣預熱器叫尾部受熱面。

⑵雙級布置的尾部受熱面是如何布置的？

從上面往下依次是：高溫省煤器、高溫空氣預熱器、低溫省煤器和低溫空氣預熱器。

⑶為什麼尾部受熱面要采用雙級布置？

用教科書的一句話就是：煙氣的流量和比熱均比空氣為大。

⑷本臺鍋爐的高、低溫空預器各有幾個行程？

本臺鍋爐的高溫空氣預熱器是1各行程；低溫空氣預熱器是5個行程。

⑸本臺鍋爐的空預器中的空氣是如何流動的？

從下向上：先從前后兩個方向（各4個通道）進入（一個行程），轉而向上，再從里面沿著各4個通道向前后兩個方向出來（一個行程），經過聯通罩的轉向向上，這樣又進入（一個行程），再出來（一個行程），又進去（一個行程）?？偣?個行程。從尾部煙道中間的通道繞過低溫省煤器，從一個通道的高溫空氣預熱器出來，進入通向燃燒器和磨煤機的空氣通道。

⑹計算空預器時的轉換系數做什麼用的，也就是說轉換什麼？

空氣預熱器的轉換系數是把逆流溫差轉換成實際溫差。

⑺上級省煤器的出口水溫是如何計算的？

上級省煤器的出口水溫是通過爐膛和過熱器系統的熱平衡計算求出來的。就是說必須給汽包送入那么多數量和那么多焓的給水，才能通過爐膛水冷壁的吸熱和過熱器的吸熱，生產出壓力、溫度、流量都合格的過熱蒸汽。

⑻什麼叫鍋爐帶不上負荷？

鍋爐帶不上負荷是指鍋爐的蒸汽流量不夠。

⑼從傳熱角度來看，為什麼鍋爐帶不上負荷？

從傳熱角度來看，鍋爐帶不上負荷是由于水冷壁的蒸發吸熱（水冷壁和省煤器的總吸熱量）不夠，因而蒸汽流量不夠。

⑽鍋爐帶不上負荷，在計算當中有什麼表現？

鍋爐帶不上負荷，在計算中表現為高溫省煤器和低溫省煤器中間的接口溫度對不上，即高溫省煤器的進口水溫高，低溫省煤器的出口水溫低，誤差超過10℃。

⑾指出鍋爐熱平衡的計算誤差的公式，其物理意義如何？

鍋爐機組吸熱量與送入鍋爐的熱量的平衡公式是教科書公式（11-1）。它的物理意義是鍋爐機組吸熱量與送入鍋爐的熱量的平衡。

⑿鍋爐熱平衡的允許計算誤差是多少？

鍋爐熱平衡的允許計算誤差是0.5%。

⒀如果鍋爐熱平衡的計算誤差超過允許值，如何處理？

如果鍋爐熱平衡的計算誤差超過允許值，把假定的排煙溫度、熱風溫度用計算值代入重新進行計算，反復進行這個過程，直到誤差極小，這樣可以減少鍋爐熱平衡的計算誤差。如果還滿足不了這些誤差要求（就是排煙溫度±10℃，熱風溫度±40℃，鍋爐熱平衡的計算誤差），就是這個負荷不可能實現，或鍋爐受熱面的設計有問題。

⒁省煤器和空預器中間的溫度差的允許值是多少？

兩級省煤器的中間溫度的允許誤差是±10℃，兩級空氣預熱器的中間溫度的允許誤差是±40。

⒂煙氣溫度低到什麼程度可以忽略輻射傳熱？

煙氣溫度低于400℃可以忽略輻射傳熱，因為此時輻射傳熱已經小于總對流放熱系數的2%。

⒃如果計算時排煙溫度或熱風溫度誤差過大，如何處理？

如果計算時排煙溫度或熱風溫度誤差過大，就把計算值當作假定值進行迭代。

⒄什麼叫做交叉流，本臺鍋爐何處采用？

所謂的交叉流是冷熱兩個流體的流動方向互相垂直的流動，本鍋爐的空氣預熱器應用了交叉流。

⒅什麼叫做尾部受熱面單級布置？如何布置？

尾部受熱面只有一級省煤器和一級空氣預熱器叫尾部受熱面單級布置。省煤器在上面，空氣預熱器在下面。

⒆本臺鍋爐的省煤器是沸騰式省煤器嗎？從何處看出的？

不是。因為高溫省煤器的出口水焓小于汽包壓力下的飽和水焓。另外高壓鍋爐的省煤器都是非沸騰式的。

⒇如果您運行鍋爐，最關心省煤器的什麼問題？

最關心省煤器的什麼問題是積灰、磨損和點腐蝕。

（21）如果您運行鍋爐，最關心空預器的什麼問題？

最關心空預器的什麼問題是積灰、堵灰、磨損和腐蝕。

（22）鍋爐課程設計計算書圖4中尺寸420、800、900在計算中有何用？

（23）鍋爐課程設計計算書圖5中尺寸1640做什麼用？

（24）鍋爐課程設計計算書圖6中尺寸1160做什麼用？

（25）鍋爐課程設計計算書圖7中尺寸1330做什麼用？

（26）鍋爐課程設計計算書中有關上級省煤器結構尺寸的"雙面進水"如何理解？

就是鍋爐給水從鍋爐前后兩側進入鍋爐，又從前后兩側引出，省煤器分為前后兩部分省煤器，中間有煙氣通道，省煤器的管子垂直前墻。