锅炉技术知识题库5

2019-03-11 19:03:00 zixun
火电站锅炉工作原理与基本构成知识问答题库 5 1、汽包中装置多孔板及阻汽板的作用是什么? 多孔板是利用其节流效果进行汽水分离的。 它又分为水下孔板与水上孔板两种, 水下 孔板装于汽包水容光焕发积内, 现在较少 3 采用。 电站电厂锅炉多采用如图 6—18 所示的顶 部多孔板,也称均汽孔板或受汽孔板。 顶部多孔板依其节流作用, 使蒸汽空间的负荷沿汽包长度及宽度方向均匀分布, 防止 局部流速成过高,以保证良好的分离效果。 阻汽板装在饱和蒸汽引出管管口前面,又称盲板。作用是阻止蒸汽由引出管管口前 面沿轴线进入, 而是让蒸汽绕过阻汽板后由侧面进入引出管, 防止入口前功尽弃蒸汽流速局 部过高而带水。 2、蒸汽清洗装置的作用是什么?简述其工作原理。 汽包内的汽水分离装置, 只能减少饱和蒸汽带水量, 而不能减少溶于蒸汽中的盐分。 装设蒸汽清洗装置的目的是要减少溶于蒸汽中的盐分。 蒸汽是由含盐量较高的锅水产生的,溶于蒸汽中的盐分与锅水中的盐分保持一定的 比例关系。而清洗水是给水,其含盐量远小于锅水。当来自锅水的蒸汽与清洗水接触时,便 会迅速发生物质扩散过程, 溶于蒸汽中的盐分将转溶于清洗水中, 使蒸汽中的溶盐与清洗水 的溶盐保持一定的比例关系, 即建立新的盐分平衡关系。 这样, 蒸汽中的溶盐量就非常低了, 同时还能使蒸汽携带水滴的盐分也扩散到清洗水中去,使蒸汽的总含盐量在为减少。 3、什么是电厂锅炉排污?电厂锅炉排污的目的是什么? 电厂锅炉运行中, 将带有较多盐分和水渣的锅水排放到电厂锅炉外, 称为电厂锅炉排 污。 电厂锅炉排污的目的,是排掉含盐浓度较高的锅水,以及锅水中的腐蚀物及沉淀物, 使锅水含盐量维持在规定的范围之内, 以减小锅水的膨胀及出现泡沫层, 从而可减小蒸汽湿 度及含盐量,保证良好的蒸汽品质。同时,排污还可消除或减轻蒸发受热面管内结垢。 4、电厂锅炉排污分哪两类?各自的作用是什么? 电厂锅炉排污分定期排污与连续不断地放掉一部分锅水, 目的是放掉溶解于锅水中的 盐分以及锅水表面的浮游物。连续排污管的入口管装在汽包水面以下,沿汽包全长布置。在 入口管上装着开有斜切口的立管, 或在入口管上钻有小孔。 立管的切口或入口管上的确良小 孔应朝向锅水浓度较大的一侧,不应靠近给水管或加药管。 定期排污是每隔一定时间排放一次, 主要目的是放掉锅水沉淀下来的水渣, 当然也带 出溶于锅水中的盐分。 它的排放位置应是沉淀水渣较多的电厂锅炉最低部位, 电站电厂锅炉 的定期排污大多从水冷壁下联箱排放。 5、什么是排污量与排污率?如何计算? 电厂锅炉连续排污的水流量称排污量。 排污水量占电厂锅炉蒸发量的百分比, 称排污 率。 排污量可按锅水杂质平衡关系算出, 即给水带入电厂锅炉的杂质量, 应等于蒸汽带出 的质量与随同排污水排走的杂质量之和。按照这个关系,并将电厂锅炉蒸发量、给水量、排 污量均以相对值表示,即蒸发量为 100%,排污率以 P 表示,给水量为(100+P) 。 电厂锅炉排污会带来工质和热量的损失, 为此, 电厂锅炉排污量即排污率应受到限制。 我国有关规程规定,凝汽式电厂的排污率为 1%——2%;供热电厂的排污率为 2%——5%。 6、为什么要装设电厂锅炉排污扩容器? 把电厂锅炉排污水引入较大的容器内扩容降压,该容器称为排污扩容器。随排污方 式的不同,也可分定期排污扩容器与连续排污扩器两种。 连续排污扩容器是为了回收工质和热量。排污水是饱和水,直接排掉会造成工质和 热量的损失。排污水引入扩容器后,容积增在,压力降低,对应的饱和温度及焓值下降,就 会自行汽化一部分蒸汽。 蒸汽可以回到相应的热力系统中去, 这样就回收了一部分工质和热 量。 扩器内未经汽化,由于其含盐量较高,一般是先让它经过生水预热器,利用其热量 后再排入地沟。在中压发电厂中,常采用单级排污扩容器;高压厂为提高回收效果,常串联 两级排污扩容器;超高压以上电厂,由于给水质量要求高,排污水量不大,为简化系统,也 采用单级排污扩容器。 定期排污由于排污水量及排污时间不定, 目前尚无法予以回收。 定期排污也装排污扩 容量,经扩容降压,蒸汽由上部排入大气,水由下部排入地沟,所以定期排污扩容器的作用 是降低噪音和保证安全。 7、什么是硬水、软化水和除盐水? 未经化学处理的水中含有钙、镁等盐类,称为硬水。水中含钙、镁离子的数量用硬度 表示。水的硬度过越高,表示水中含钙、镁离子越多。 经过化学处理除去钙、镁离子后的水称软水。也可用硬度表示水软化程度。 各种离子全部被除掉的水称为除盐水。直流电厂锅炉没有汽包,无法排污,其给水要 求用除盐水。 8、什么是 PH 值?锅水 PH 值应控制在什么范围? PH 值是指水中氢离子 H+的浓度, 是衡量水的酸碱性强弱程度的指标。 PH 值最小为 1, 最大为 14。当 PH 值等到于 7 时,水呈中性;PH 值大于 7 时,水呈碱性,PH 值越大,碱性 越强;PH 值小于 7 时,水呈酸性,PH 值越小,酸性越强。 为了防止酸性水腐蚀受热面金属,要求电厂锅炉给水及锅水呈碱性,即 PH 值应大于 7,一般给水的 PH 值控制在 8.5?——9.5 之间,锅水 PH 值控制在 9——10 之间。不同型式 不同参数的电厂锅炉,PH 值要求不完全一样,给水 PH 值可参阅表 6?—5。PH 值太小,易 对钢材产生腐蚀;PH 值太大,容易将钢材表面的保护膜溶解,也会引起腐蚀或产生苛性脆 化。 9、电厂锅炉控制盘上为什么要装电导率表? 电导率也称导电度,单位是 US/CM,是电阻率的倒数。电导率表是用来监视汽水品 质的。 纯水是不导电的。当水中溶有盐分时,具有导电性,盐分溶解越多,导电性能越好。 通过水的电导率,可间接知道水中溶液盐的多少,从而可根据电导率监视给水、锅水、饱和 蒸汽和过热蒸汽中溶盐情况。运行中根据电导率表的指示可监视和控制汽水品质。例如,中 压电厂锅炉蒸汽的电导率应小于 3US/CM; 高压以上电厂锅炉蒸汽的电导率应小于 1US/CM。 10、什么是结垢?有何危害? 盐分沉积在受热面上称为结垢。严格地说,垢又分为水垢和盐垢两种。所谓水垢是 指从溶液中直接析出并附着在金属表面的沉积物, 如电厂锅炉蒸发受热面管内的结垢; 所谓 盐垢是指电厂锅炉蒸汽中含有的盐类, 在热力设备中析出并形成的固体附着物, 如过热器管 内,汽轮机有关通流部位的结垢。 电厂锅炉受热面结垢的危害主要有: (1)由于垢的热阻很大,使受热面传热效果下降,结果使电厂锅炉排烟温度升高,热效率 下降。 (2)使受热面金属壁温升高,严重时会引起承压部件鼓包、变形、超温爆管。 (3)管内结垢,使有效流通截面积减小,工质流动阻力增大,有碍水循环的正常进行,某 些脱落的水垢沉积下来,还会造成局部堵塞或流通不畅。 (4)上述三项危害,最后会导致电厂锅炉出力下降,使用寿命缩短,经济性明显变坏。 11、防止结垢的基本方法有哪些? (1)加强给处理,尽可能降低给水含盐量,这是防止结垢的根本措施; (2)加强锅内加药处理,使易结垢的钙、镁盐类生成非粘结性的松散的水渣,沉积下来后 通过定期排污除去; (3)加强电厂锅炉排污,按照化学监督要求,正确地排污,维持锅水品质,减少饱和蒸汽 带水及溶盐,这是防止产生水垢及盐垢的有力措施; (4)加强汽水分离及蒸汽清洗,维持良好的蒸汽质量; (5)定期对电厂锅炉内部进行清洗,除去已沉积下来的盐分,防止结垢过程的继续发展。 12、汽包电厂锅炉为什么要进行锅内加药处理? 电厂锅炉给水尽管经过严格处理,但不可能将杂质长底除净,给水还会带入锅内一 部分杂质。随着锅水的不断蒸发浓缩,锅水含盐浓度逐渐提高,有可能引起内部结垢。为防 止结垢, 运行中要往锅水中连续加入药品, 药品与锅水中的钙、 镁盐类发生化学、 物理作用, 生成非粘结性的松散水渣,沉积到下部,通过定期排污排放到电厂锅炉外。 加入锅水中的药品通常是 Na3PO4(磷酸三钠) 。经过稀释后由加药泵打入电厂锅炉 汽包的锅水中。锅水中加入磷酸三钠,除使锅水中钙、镁盐类生成非粘结性的松散水渣外, 还可起到校正锅水碱性的作用,使锅水的 pH 值在规程规定的范围内。 13、汽包中的正常水位是根据什么确定的? 汽包中的正常水位,是考虑保证良好的蒸汽品质及可靠的水循环而确定的。 汽包是个有限的空间,其下部容水,上部容汽,并分别称为容水空间与容汽空间。 从不同角度考虑, 对它们的空间容积及高度有不同的要求。 比如正常水位在汽包中的什么位 置上升,汽包蒸汽空间容积及高度均减小,会使饱和蒸汽湿度增大,影响蒸汽品质。 如若正常水位在汽包中的位置降低, 水面至下降管入口的高度减小, 可能引起下降 管入口自行汽化或旋涡斗带汽,影响水循环。同时,由于汽包中容水量少,使由正常水位下 降到事故水位的时间缩短,对安全不利。汽包中的正常水位是考虑了上述两方面因素,在保 证蒸汽品质及水循环可靠的基础上确定的。 大容量电站电厂锅炉汽包的正常水位, 一般在汽 包几何中心线下 200mm 左右。 14、事故放水管能把汽包中的水放光吗? 事故放水管的作用是当出现满水事故或汽水共腾及泡沫共腾时, 用它紧急排放锅水, 迅速恢复水位。 事故放水管上端在汽包内, 上口与汽包正常水位平齐。 一旦出现上述情况时, 迅速打开事故放水门,使多余的水排放出去,恢复正常水位。由于有锅水在事故放水孔浮起 的现象,水位可放到正常水位略低的位置,但锅水不会被放光。 汽包中的水虽然不会被放光,但打开事故放水门后,必须严密监视水位,一旦正常 水位出现,应立即关闭事故放水门。否则,会通过事故放水管放出大量饱和蒸汽,这除了造 成不必要的工质和热量损失外, 还使进入过热器的蒸汽量减小, 会给过热器的安全带来威胁。 15、过热器的作用是什么? 过热器是把饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽的设备。 饱和蒸汽加热成过热蒸汽后, 提高了蒸汽在汽轮机中的做功能力, 即蒸汽在汽轮机 中的有用焓降增加,从而提高了热机的循环效率。 此外,采用过热蒸汽还可降低汽轮机排汽湿度,避免汽轮机叶片被侵蚀,为汽轮机 进一步降低排汽压力及安全运行创造了有利条件。 蒸汽温度的提高,受到钢材的高温特性及造价的限制。当前,大多数电站电厂锅炉 的过热蒸汽温度在 540?—550℃之间。 16、再热器的作用是什么?什么参数的电厂锅炉装再热器? 再热器的作用, 是把在汽轮机高压缸做过部分功的蒸汽, 送回电厂锅炉中重新加热。 然后再送回汽轮机的中、低压缸继续做功。 为提高机组循环效率, 只提高蒸汽压力而不提高温度, 会使汽轮机的排汽湿度过高, 影响汽轮机安全。而进一步提高蒸汽温度,又受到钢材的高温特性及造价的限制。采用再热 循环,蒸汽在汽轮机中有用焓降增大,这一方面可以进一步提高循环效率(一次再热可提高 循环效率 4%—6%,二次再热可再提高约 2%) ,另外可使排汽湿度明显下降。 再热循环可提高机组循环效率,但使汽轮机的结构及热力系统复杂化,从经济性与 必要性考虑,一般超高压以上电厂锅炉才装有再热器。 17、过热器和再热器按传热方式分为哪几种型式? 按照传热方式的不同,过热器和再热器可分为对流式、辐射式和半辐射式三种。 受烟气直接冲刷, 以对流传热为主要方式吸收烟气热量的过热器或再热器称为对流 式。它们一般布置在电厂锅炉的水平烟道或尾部烟道上部。 布置在炉膛内壁面上,直接吸收辐射热的过热器或再热器称辐射式。如广泛采用的 顶棚过热器, 布置在炉内某一部位的壁式过热器或再热器。 某些高参数大容量直流电厂锅炉 水冷壁的上段,实质上也是辐射式过热器。 半辐射式过热器,是指布置在炉膛出口烟窗处,既能受炉内的直接辐射热,又爱烟 气直接冲刷吸收烟气对流热的受热面,通常称为屏式过热器。吸收对流热和辐射热的比例, 视其布置部位烟温高低而不同。 18、什么是过热器或再热器的顺流、逆流、混合流布置方式?这些布置方式有何特点? 过热器或再热器的布置,按工质与烟气的相对流动方向可分为顺流、逆流、混合流 等方式。 工质与烟气流动方向一致时称顺流, 相反时称逆流, 顺流与逆流兼有时称为混合流。 顺流布置的过热器和再热器,传热温差较小,所需受热面较多,蒸汽出口处烟温 较低,受热面金属壁温也较低。这种布置方式工作较安全,但经济性较差,一般使用于蒸汽 温度最高的末级(高温段)过热器或再热器。 逆流布置时,具有较大的传热温差,可节省金属耗量,但蒸汽出口恰好处于较高的 区域, 金属壁温高, 对安全不利。 这种布置方式一般用于过热器或再热器的低温段 (进口级) , 以获取较大的传热温差,又不使壁温过高。 混合布置是上述两种布置方式的折中方案, 在一定程度上保留了它们的优点, 克服 了它们的缺点。 19、过热器和再热器的卧式布置与立式布置有何特点? 过热器或再热器的蛇形管,垂直放置时称立式布置,水平放置时称卧式布置。 立式布置的特点是,受热面不易积灰,有利于传热;管子的支吊较方便,可用吊钩 把蛇形管弯头吊挂在钢架顶梁上; 但这种布置方式不易疏水, 启动初期管内的凝结水可能形 成“水塞” ,压力很低的蒸汽不易流过,使管子的冷却条件较差。 采用卧式布置时,管子易于积灰,对传热不利;但管子内积水易于疏出,启动时不 会出现“水塞” 。卧式布置的受热面,支吊结构较复杂。现在大容量电厂锅炉,常以有工质 冷却的受热面管子(如过热器和再热器自身或省煤器)作为它的悬吊管,既简化了结构,又 较安全。 20、什么是包墙管过热器?作用是什么?有何特点? 布置于对流烟道内壁面上的过热器, 称为包墙管或包覆管过热器。 现代电厂锅炉在 水平烟道两侧或底部、在尾部烟道空气预热器以上的四面墙上大多布置有包墙管过热器。 采用包墙管过热器后, 可将水平烟道及尾部烟道的炉墙直接敷设在包墙管上, 形成 敷管式炉墙,从而可简化炉墙结构,减轻炉墙重量。通过包墙管的上联箱,将过热器及炉墙 悬吊于炉顶横梁上, 可比较简单地实现电厂锅炉的全悬吊结构。 包墙管过热器可由光管组成, 也可采用膜式结构。采用膜式结构时,管与管之间焊接扁钢,不仅可以提高电厂锅炉的严密 性,减小漏风,还可以节省钢管消耗量。 包墙管过热器管子一半是埋在炉墙中的,仅受烟气单面冲刷,而且烟气的流速及温 度均较低,传热效果较差,蒸汽流过包墙管时,温度升高不明显。 21、过热器和再热器的蛇形管为什么有单管圈、双管圈或多管圈之分? 由根管子绕成的蛇形管称为单管圈, 由两根管子并列绕成的蛇形管称为双管圈, 依 次类推,还有三管圈甚至多管圈等。 并联蛇形管的数目, 是考虑一定的蒸汽流速和烟气流速而决定的。 为保证过热器或 再热器管子的可靠冷却,管内工质应有一定的质量流速。流速越高,冷却条件越好,但工质 的压降会增大。 过热器或再热器系统的压降是有限制的, 如过热器系统的压降一般要求不超 过其工作压力的 10%;再热器系统的压降一般不超过 0.2MPa。 考虑冷却的和压降两方面因素,对不同型式的过热器和再热器,工质的质量流速有 一定的要求。要保证所要求的蒸汽流速,就要有一定数量的并联的管子,以保证有一定的蒸 汽流通面积。 而这些管子在烟道中如何布置, 要根据烟道的宽度, 考虑烟气流速高低的需要, 留下一定数量的烟气有效流通面积。综合考虑上述种种因素,不决定了蛇形管应是单管圈、 双管圈??, 或是多管圈布置。 22、高参数大容量电厂锅炉为什么出现较多的过热器或再热器布置在炉膛内? 高参数大容量电厂锅炉, 炉膛内不仅出现了前屏或全大屏过热器, 有的还出现了壁 式过热器或再热器,这种情况完全是由电厂锅炉本身多方面因素所确定的。 蒸汽参数提高以后,工质在电厂锅炉内总吸热量是的加热热、汽化热、过热热所占 比例相应变化,如亚临界参数的电厂锅炉,过热蒸汽与再热蒸汽的吸热量,要占总吸热量的 50%以上,而汽化热所占比例下降到约 23.7%,它们所需的受热面积也发生相应的变化。另 一方面电厂锅炉容量的增大,炉膛容积成正比增加,但炉膛内壁面积增加速度比较慢,也就 是说能布置受热面的表面积相对减小了。 考虑上述种种因素,炉膛内布置的受热面,应把烟气冷却到在炉膛出口时低于灰的 软化温度 ST 若干度,这就需要设法在炉膛内的有限空间及有限表面积上布置较多的受热面 积。 而过热器及再热器正好需要较多的受热面积, 蒸发受热面则需要较少的受热面积。 因此, 高参数大容量电厂锅炉炉膛内,就出现了较多的屏式或壁式过热器和再热器。 23、什么是汽温特性?不同型式过热器的汽温特性是怎样的? 所谓汽温特性,是指蒸汽温度与电厂锅炉负荷的关系。即电厂锅炉负荷变化时,蒸 汽温度随这而变化的规律。 对流式过热器的汽温特性是:电厂锅炉负荷上升,汽温随之升高。这主要是因为负 荷升高时,燃煤量增大,使烟气量、烟气流速相应升高,提高了对流传热系数 K;加以炉膛 出口烟温也有所升高, 使过热器处传热温差增大。 这些因素都使对流传热量增加, 汽温升高。 辐射式过热器的汽温特性是:电厂锅炉负荷升高,汽温下降。这主是要由于当负荷 升高时,燃煤量增大,炉内温度水平有所提高,使总的辐射传热量有所增加。但辐射传热量 增大的比例,没有负荷(工质流量)上升比例大,使单位工质得到的辐射热量相对减小,从 而使汽温下降。 半辐射式过热器的汽温特性是:汽温与负荷的变化关系比较平稳。因为它既接受炉 内的直接辐射热,又接受对流热,这两种因素使汽温变化的趋势是相反的,汽温如何变化, 要看它接受这两种热量的比例关系, 而这两种热量的比例关系, 又与过热器的布置位置有关。 如布置在炉前上空的前屏或大屏过热器, 接受辐射热较多, 但它受烟气冲刷不完全, 接受对流热较少, 故这种过热器的汽温可能辐射特性。 而布置在炉膛出口烟窗的屏式过热器, 接受炉内辐射热较少,而受烟气冲刷较完全,接受对流热较多,其汽温可能呈对流特性。 现代高参数大容量电厂锅炉,辐射式、对流式、半辐射式过热器均有,称为联合式 过热器。电厂锅炉总的汽温特性变化平稳,但根据不同型式过热器受热面所占比例不同,有 的汽温可能呈辐射特性,如亚临界参数电厂锅炉;有的汽温可能呈对流特性,如高压电厂锅 炉。
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