锅炉原理复习题及答案

５５５例1．某电厂为统计雨季外部水分，已知原煤空气干燥基元素分析成分为Cad=60.84%,Had=4.37%,Oad=10.32%,Nad=0.78%,Sad=0.69%,Aad=20.45%,Mad=2.55%,现根据现场原煤全水分测定得到Mar=8.98%试求原煤外部水分Mf?分析：此题中Mad为外部水分和内部水分之和，空气干燥基水分Mad为内部水分，由于Mar和Mad为不同基准值，不能直接相减，必须通过下列换，才能得到收到基外部水分。解：100－MarMf=Mar－Mad100－Mad100-8.98=8.98-2.55100-2.55=6.6%例2、已知原煤空气干燥基元素分析成分为：Cad=60.84%,Had=5.37%,Oad=10.32%,Nad=2.55%,Sad=0.69%,Aad=20.45%,Mad=2.55%.该厂雨季节性平均外部水分为Mf=6.6%。试求收到基元素分析成分？分析：由于外部水分是收到基成分，则Mf和Mad不是属于同一基准，不能直接相加而得到Mar。必须通过一列换算。才能相加。解：100-MfMar=Mf+Mad.100100-6.6=6.6+2.55.100=8.98%由表1—2查得已知空气干燥基求收到基换算因子：100-Mar100-8.98K===0.934100-Mad100-2.55Mar=8.98%Car=Cad.K=60.84×0.934=56.83%Har=Had.K=4.37×0.934=4.08%Oar=Oad.K=10.32×0.934=9.64%Nar=Nad.K=0.78×0.934=0.73%Sar=Sad.K=0.69×0.934=0.64%+Aar=Aad.K=20.45×0.934=19.1%总计100%例3、已知基电厂原煤雨季元素分析成分为Car1=56.38%,Har1=4.08%,Oar1=9.64%,Nar1=0.73%,Sar1=0.64%,Aar1=19.1%Mar1=8.98%现测得干季收到基全水分Mar2=6.04%,试求干季煤的元分析成分？分析：由雨季元素分析成分，换算到干季元素分析成分，它的换算因子应与已知收到基换算到空气干燥基换算因子相雷同。６６６解：换算因子按下式计算100+Mar2100-6.04K===1.0323100-Mar1100-8.98Car2=Car1.K=56.83×1.0323=58.67%Har2=Har1.K=4.08×1.0323=4.21%Oar2=Oar1.K=9.64×1.0323=9.95%Nar2=Nar1.K=0.73×1.323=0.66%Sar2=Sar1.K=0.64×1.0323=0.66%Aar2=Aar1.K=19.1×1.0323=19.72%+Mar6.04%总计100%例4：已知空气干燥基工业分析成分为Mad=1.50%，Vad=25..13%,Fcad=58.37%,Aad=15.0%,测得Mar=5.16%，若知道已知收到基换算到空气干燥基换算因子100－MadK1=100－Mar试求收到基工业分析成分？分析：由表1-2煤质基准换算因子可知，存在换算因子互为倒数的原则，即已知由收到基换算到空气干燥基换算因子为100－MadK1=100－Mar则由空气干燥基换算到收到基的换算因子为倒数，即1100－MarK2==(1-11)K1100－Mad100－5.16==0.96284100－1.5Mar=5.16%Var=Vad•K2=25.13X0.96284=24.2%Far=Vad•K2=F58.37X0.96284=56.2%+Aar=Vad•K2=A15.0X0.96284=14.44%总计100%2、煤的发热量的各种换算由高低位发热量换算公式（1-2）可知，此公式没有基准下标符号，因此公式（1-2）原则上能适用于各种基准下高低发热量的换算。针对下列情况，可将公式（1-2）改写成下列形式对于收到应有9HarMarQar•net=Qar•gr－r(+)kj/kg(1-12)100100对于空气干燥基应有７７７9HadMadQad•net=Qad•gr－r(+)kj/kg(1-13)100100对于干燥，由于无水分，则有9HdQd•net=Qd•gr－r()kj/kg(1-14)100对于干燥无灰基，由于无水分，则有9HdafQdaf•net=Qdaf•gr－r()(1-15)100本书建议取r=2500kj/kg，这是一个常用常数值。各种基准的低位发热量的换算，教材中列出表格，由表中查取公式。当已知某一基准高位发热量，需求加一基准发热量时。首先利公式（1-12）至（1-15）在同一基准下将高位发热量换算为低位为热量。例5．，由氧弹量热计通过测定获得煤空气干燥高位发热量为Qad•gr=24180kj/kg已知空气干燥基水分Mad=1.5%，收到基水分Mar=5.16%，并已知Had=4.26%，试求收到基低位发热量？分析：高低位发热量只能在同一个基准进行，本例可应用公式（1-13），不同基准之间换算通常仅针对低位发热量。9HadMadQad•net=Qad·gr-2500(+)1001009×4·261.5=24180-2500(+)100100=23184kj/kg100-MarQar·net=(Qad·net+25Mad)－25Mar100-Mad100-5.16=(23184+25×1.5)－25×5.16100-1.5=22229.6kj/kg例6下雨前测得煤的低位发热Qar·net=22230kj//kg，煤的收到基水分为Mar=5.16%。下雨后测得煤的收到基水分为Mar=8.52%，试求下雨后测得煤的收到基低位发热量？分析：此情况与由空气干燥基换算到收到基的情况相雷同，可以套用相似项公式。100-MarQar·net=(Qar·net+25Mar)－25Mar100-Mar100-8.52８８８=(22230+25×5.16)－25×8.52100-5.16=21354kj/kg四、练习题1-1煤由哪些元素分析成分组成，写出它们的符号？1-2煤由哪些工业分析成分组成，写出它们的符号？1-3煤中的硫有哪几种形态？在元素分析成分中，哪些形态属于灰分，哪些形态属于硫分？1-4什么叫做全硫分？1-5煤中水分可分为哪两个部分，什么叫做全水分？1-6煤的元素分析成分中，有哪些可燃成分？有哪些属于杂质？有哪些成分在燃烧过程中可能污染环境的有害成分？有哪些成分对锅炉运行不利并可能造成危害？1-7发电厂中往常使用的煤成分用哪四种基准表示？并写出它们的角标？1-8什么叫做收到基？什么叫做空气干燥基？什么叫做干燥基？什么叫做干燥无灰基？1-9写出煤的组成成分各种基准之间换算公式？1-10由基准换算因子表中可以明显地看出什么原则？1-11Mar=Mf+Mad此公式对吗？错在哪里？写出正确公式？1-12煤中含碳量、固定碳、焦炭是否相同？为什么？1-13煤的全水分测定有哪几种方法？各适用哪些情况？1-14在测量煤的全水分过程中，如何考虑运送过程中全水分的损失？1-15试述煤的全水分测定中A法？1-16试述煤的内部水分测定中常规法？1-17什么叫做煤的外部水分，什么叫做煤的内部水分？1-18试述煤灰分测定中的缓慢灰化法？1-19试述煤挥发分测定方法？1-20试述煤中碳、氢含量测定的基本原理？1-21试述煤中全硫分测定的基本原理？1-22什么叫做煤的发热量？什么叫做煤的高位发热量？什么叫做煤的低位发热量？1-23写出煤的高低位发热量换算公式？并说明该公式在不同的基准下如何应用？1-24试述氧弹量热计测定煤的发热量的基本方法？1-25什么是标准燃料？1-26什么是煤的折算成分？1-27如何校验煤的元素分析成分是否可以在锅炉正式计算中应用？1-28煤灰的熔融特性，用哪些特征温度来表示，并写出它们的符号？1-29试述煤灰熔点测量的基本方法？1-30如何保持硅碳高温炉为弱还原性气氛介质？如何对炉内介质气氛进行检查？1-31如何使硅碳高温炉保持氧化性气氛？1-32弱还原性气氛对煤灰熔融特性温度有什么影响？为什么？1-33我国动力用煤习惯上分成哪四大类？是依据什么来划分的？1-34当锅炉燃烧无烟煤时，首先需要考虑什么问题？1-35在发电用煤国家标准中，按挥发分Vdaf将发电用煤分为哪几类？1-36什么叫低灰分煤、常灰分煤和高灰分煤？９９９1-37什么叫常水分煤？什么叫高水分煤？1-38什么叫低硫煤、什么叫中硫煤？1-39试述煤中水分含对锅炉运行的影响？1-40试述煤中挥发分含量对锅炉燃烧的影响？1-41试述煤中硫分对锅炉运行的危害？1-42试述煤中氮分在燃烧过程中对环境的危害？1-43煤中灰分含量过大对锅炉运行有什么危害？1-44试述热重分析法的基本原理？1-45什么叫TGA曲线，什么叫DTGA曲线？1-46沉降炉上能测定煤的什么特性？1-47煤灰大体上有哪些成分组成？哪些是酸性成分？哪些是碱性成分？1-48我国发电用煤国家标准中，对煤残渣性能是如何判断的？1-49我国常用的煤灰成分综合判别煤灰结渣特性指标有哪些？1-50重油有哪些特性指标？1-51已知大同煤峪口矿烟煤Vdaf=31.25%,Mar=7.39,Aar=10.77%,需求收到基固定碳百分含量？1-52已知大同煤峪口矿烟煤元素分析成分为：Car=69.15,Har=3.03,Qar=7.74,Nar=0.77,Sar=1.15,Aar=10.77,Mar=7.39,并已知氧弹热计Qar..net=25950,试问给出的元素分析数是否能应用于锅炉公式计算中？1-53已知大同煤峪口矿烟煤Mar=7.39%,Mad=1.52，试求煤的外部水分？1-54市场上有两种煤：第一种煤Aar=24.56%Sar=2.56,Qar.net=24720KJ/kg第二种煤Aar=22.68,Sar=0.34,Qar.net=13820KJ/kg。试问哪一种煤容易引起省煤器磨损？哪一种容易引起空气于热器结露？例1已知原煤元素分析成分Car=60.16%,Har=3.35%,Oar=8.34%,Nar=0.81%,Sar=0.74%,Aar=12.02%,Mar=14.58%。锅炉燃煤量B=135.2t/h,固体未完全燃烧热损失为q4＝2%。回转式空气预热器空气侧流通截面积Fa=46.8,空气预热器出口空气温度305℃，进口空气温度30℃。出口过量空气系数1.16，进口过量空气系数1.36。试求空气平均流速？分析：先确理论空气量，后确定实际风量。然后对温度进行修正，再对不完全燃烧热损失进行修正。解：考虑到固体不完全燃烧损失后，计算燃料量Bp=B(1－q4/100)=135200×0.98=132496Kg/h理论空气量为VO=0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har－0.0333Oar=0.0889(60.16+0.375×0.74)+0.265×3.35－0.0333×8.34=5.983Nm3/Kg空气预热器空气则空气流速为Wa=BpV°[(’+”)/2][(t’+t”)/2+273]/[3600·Fa·273]=132496×5.983[(1.36+1.16)/2][(305+30)]/2+273]/[3600×64.8×273]=9.57m/s１０１０１０(2)实际烟气量实际烟气量公式较复杂，往往分下列几步进行计算第一步三原子气体体积VRO2=0.01866(Car+0.375Sar)Nm3/Kg(2-12)第二步理论氮气体积VON2=0.79V°+0.008NarNm3/Kg(2-13)第三步实际水蒸气体积VHO2=0.111Har+0.0124Mar+0.0161VONm3/Kg(2-14)第四步实际烟气量Vy=VN2O+VHO2+(－1)VONm3/Kg(2-15)实际烟气量单位Nm3/kg，分子系指标准状态下立方米，分母相对，1kg燃料。与理论空气量一样，在锅炉实际计算中需要考虑对温度的修正、和固体未完全燃烧