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(简答题)

试述蒸汽压力、燃料性质、锅炉容量和对锅炉热力系统的影响。

正确答案

(1)锅炉蒸汽参数对热力系统的影响:
1)总吸热量不变时,随着压力的升高,过热、蒸发、加热三部分的吸热量占总吸热量的比例将发生变化,即随压力的升高,蒸发吸热量减少,其它两项升高。
2)对于低压锅炉,蒸发吸热是最主要的部分,一般仅布置水冷壁受热面还不能满足蒸发吸热的需要,因此,还要布置锅炉管束,这是低压锅炉的显著特征之一,较少有或没有过热器,一般可装设省煤器,有时也采用空气预热器。
3)中压时,蒸发吸热量减少,水冷壁受热面基本能满足,若略有不够,可将省煤器设计成沸腾式,因而不需锅炉管束。一般省煤器和空气预热器必不可少,有时要双级布置,取决于所需的热空气温度,过热器一般为对流式,置于烟温较高区,如在凝渣管后。
4)高压、超高压及亚临界时,由于蒸发吸热的比例进一步下降,仅布置水冷壁受热面就能满足蒸发吸热的需要,甚至富裕。而过热器吸热比例升高,故一部分过热器进入炉膛构成辐射或半辐射式过热器。此时过热器系统庞大而复杂。
5)超临界时,工质为单相,无蒸发受热面,整台锅炉的受热面只分加热受热面及过热器两种。加热吸热量约占总吸热量的30%,其余为过热吸热量。锅炉水冷壁不能采用自然水循环,目前都用直流锅炉或复合循环锅炉。
(2)燃料性质对热力系统的影响:
不同种类的锅炉,其热力系统不同。同种类燃料,其化学成分、燃烧特性不同,对热力系统的影响也不同。
1)燃料水分增多,炉膛吸热量减少,对流吸热量增多,对流受热面增加。炉内辐射传热减弱,但辐射受热面未必能相应减少。相反,为了保证燃烬,应有更高的炉膛。
2)挥发分低,着火不易,燃尽困难,炉膛高度也应增大。
3)水分高和挥发分低的燃料都要求较高的热空气温度以保证着火,从而使空气预热器增大,并要求与省煤器交错布置。
4)灰分多的燃料易使对流受热面受到剧烈的磨损,因而必须降低烟气流速而使受热面积增多,有时还需采用防磨、减磨的受热面结构型式。
5)燃料含硫量高会造成低温区受热面的低温腐蚀和堵灰,以及在高温区受热面的高温腐蚀。燃料的影响较为复杂,有时并非单向,趋势难于判断。
(3)锅炉容量对热力系统的影响:
随着锅炉容量的增大,炉膛体积的增大要比炉膛壁面积增大快,这样,大容量锅炉的炉膛壁面积比容量小的锅炉炉膛壁面积相对减少。在大容量锅炉中除布置水冷壁外,必须再布置双面露光水冷壁和双面受热的屏式过热器,而中小锅炉,仅水冷壁就可使烟气足够冷却。锅炉宽度对对流受热面的布置有很大的影响,过热器、再热器、省煤器的管圈片数及空气预热器的管排数均与锅炉的宽度成正比。随着容量的增大,折算到锅炉单位宽度上的蒸发量急剧增大,导致工质和烟气流速过高,受热面难以布置,对流过热器和再热器需采用多重管圈结构,省煤器采用双面进水及多重管圈结构,管式空气预热器采用双面进风。为了保证传热,过热器、再热器和省煤器需采用紧凑式布置和强化传热技术,空气预热器往往采用回转再生式。加大尾部对流竖井深度也是首先要采取的措施。

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