【正文】 鍋爐設(shè)備技術(shù)問答 1．什么叫自然循環(huán)鍋爐？所謂自然循環(huán)鍋爐，是指蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)僅依靠蒸汽和水的密度差的作用，自然形成工質(zhì)循環(huán)流動的鍋爐。2．什么叫鍋爐的循環(huán)回路？由鍋爐的汽包、下降管、聯(lián)箱、水冷壁、汽水導(dǎo)管組成的閉合回路，稱為鍋爐的循環(huán)回路。3．自然循環(huán)鍋爐的蒸發(fā)系統(tǒng)由哪些設(shè)備組成？主要由汽包、下降管、水冷壁管、聯(lián)箱及導(dǎo)管組成。4. 水冷壁為什么要分若干個循環(huán)回路？因為沿爐膛寬度和深度方向的熱負(fù)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(huán)回路，則并聯(lián)水冷壁中，受熱強的管子循環(huán)水流速大，受熱弱的管內(nèi)循環(huán)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(huán)的安全性，通常把鍋爐每面墻的水冷壁，劃分成若干個循環(huán)回路。5．SG400／14050410型鍋爐共有多少個循環(huán)回路？如何布置？該型鍋爐共有14個循環(huán)回路，其中前后墻各4個，兩側(cè)墻各3個循環(huán)回路。6．汽包的作用主要有哪些？ 汽包的作用主要有： （1）是工質(zhì)加熱、蒸發(fā)、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(shù)量的水和汽，加之汽包本身的質(zhì)量很大，因此有相當(dāng)?shù)男顭崃浚阱仩t工況變化時，能起緩沖、穩(wěn)定汽壓的作用。 （3）裝設(shè)汽水分離和蒸汽凈化裝置，保證飽格蒸汽的品質(zhì)。 （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(nèi)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(shù)容量的不同，其汽包內(nèi)部裝置也不完全一樣，現(xiàn)以高壓和超高壓鍋爐的汽包為例，介紹其內(nèi)部裝置、它們的布置及主要作用。 沿汽包長度在兩側(cè)裝設(shè)若干旋風(fēng)分離器，每個旋風(fēng)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(jìn)行汽和水的初步分離。在汽包內(nèi)的中上部，水平裝設(shè)蒸汽清洗孔板，其上有清潔給水層，當(dāng)蒸汽穿過水層時，便將溶于蒸汽或攜帶的部分鹽分轉(zhuǎn)溶于水中，以降低蒸汽的含鹽?？拷捻敳吭O(shè)有多孔板，均勻汽包內(nèi)上升蒸汽流，并將蒸汽中的水分進(jìn)一步分離出來。汽包中心線以下150mm左右設(shè)有事故放水管口；正常水位線下約200mm處設(shè)有連續(xù)排污管口，再下面布置加藥管。下降管入口處還裝設(shè)了十字擋板，以防止下降管口產(chǎn)生漩渦斗造成下降管帶汽。8．旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)及工作原理是怎樣的？ 旋風(fēng)分離器由筒體、引入管、頂帽、溢流環(huán)、筒底導(dǎo)葉和底板等部件組成。旋風(fēng)分離器是一種分離效果很好的汽水分離設(shè)備。其工作原理及工作過程是：較高流速的汽水混合物，經(jīng)引入管切向進(jìn)入筒體而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)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(dǎo)葉，流入汽包水容積中。飽和蒸汽在筒體內(nèi)向上流動，進(jìn)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(jīng)筒壁流入汽包水容積，使汽水進(jìn)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。9．百頁窗（波形板）分離器的結(jié)構(gòu)及工作原理是怎樣的？ 百頁窗分離器是由許多平行的波浪形薄鋼板組成，～，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(jīng)過粗分離的蒸汽進(jìn)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(jìn)一步分離。由于利用附著力分離蒸汽中細(xì)小水滴的效果好，所以百葉窗分離器被廣泛地用來作為細(xì)分離設(shè)備。10．左右旋的旋風(fēng)分離器在汽包內(nèi)如何布置？為什么要如此布置？ 旋風(fēng)分離器雖然能使分離出來的水經(jīng)過筒底傾斜導(dǎo)葉平穩(wěn)地流入汽包水容積，但并不能消除其旋轉(zhuǎn)動能，水的旋轉(zhuǎn)運動可能造成汽包水位的偏斜。因此，采用左旋與右旋旋風(fēng)分離器交錯排列的布置方法，可將排水的旋轉(zhuǎn)運動相互抵消，使汽包水位保持穩(wěn)定。11．清洗裝置的作用及結(jié)構(gòu)如何？ 該裝置是利用省煤器來的清潔給水，將經(jīng)過機械分離后的蒸汽加以清洗，使蒸汽中的部分鹽分轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(jīng)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(jīng)由40～50mm厚的清洗水層穿出，使蒸汽的部分溶鹽擴(kuò)散轉(zhuǎn)溶于水中。水則溢過堵板，溢流到水容積中?？装迳系乃畬涌空羝┛鬃枇λ斐傻目装迩昂髩翰顏硗凶　！痵，以防低負(fù)荷時出現(xiàn)干孔板區(qū)或高負(fù)荷時大量攜帶清洗水。13．連續(xù)排污管口一般裝在何處？為什么？排污率為多少？ 連續(xù)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(xù)不斷地蒸發(fā)而逐漸濃縮，使水表面附近含鹽濃度最高。所以，連續(xù)排污管口應(yīng)安裝在鍋水濃度最大的區(qū)域，以連續(xù)排出高濃度鍋水，補充以清潔的給水，從而改善鍋水品質(zhì)。排污率一般為蒸發(fā)量的1％左右。14．汽包內(nèi)鍋水加藥處理的意義是什么？ 防止鍋內(nèi)結(jié)垢，若單純用鍋爐外水處理除去給水所含硬度，需用較多設(shè)備，會大大增加投資；而加大鍋水排污，不但增加工質(zhì)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(nèi)對鍋水進(jìn)行加藥處理，清除鍋水殘余硬度，防止鍋爐結(jié)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(jié)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(chǎn)生結(jié)垢和腐蝕，又保證蒸汽品質(zhì)。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(zhì)，沉積在水循環(huán)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(zhì)排出，提高鍋水的品質(zhì)。定期排污口一般設(shè)在水冷壁的下聯(lián)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(nèi)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(shè)和固定耐火材料。主要用于液態(tài)排渣爐、旋風(fēng)爐及某些固態(tài)排渣爐的燃燒器區(qū)域。17．采用膜式水冷壁的優(yōu)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(yōu)點有：① 膜式水冷壁將爐膛嚴(yán)密地包圍起來，充分地保護(hù)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(jié)構(gòu)，減輕了鍋爐總重量；②爐膛氣密性好，漏風(fēng)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(jié)構(gòu)如何？折焰角是由后墻水冷壁在一定的標(biāo)高處，并按照一定的外形向爐膛內(nèi)彎曲而成（俗稱折焰鼻子），結(jié)構(gòu)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(nèi)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(nèi)的汽水混合物均進(jìn)入后水冷壁上聯(lián)箱，再通過導(dǎo)管引入汽包。為了使大部分工質(zhì)從受熱強烈的折焰管通過，在垂直短管至聯(lián)箱的連接處裝有節(jié)流孔板，以限制垂直管的流通量。 另一種結(jié)構(gòu)是在后墻水冷壁的上部直接向內(nèi)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(xù)向后延伸構(gòu)成水平煙道的斜底，然后再折轉(zhuǎn)向上進(jìn)入上聯(lián)箱。而垂直向上那根水冷壁，通過聯(lián)接折焰角前后垂直水冷壁管的吊桿傳遞折焰角結(jié)構(gòu) 后墻水冷壁組件的重量，并向上引入上聯(lián)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(lián)箱；3一節(jié)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?zé)煹赖母叨确植稼呌诰鶆?。?）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(tài)排渣鍋爐的燃燒室，由前后墻水冷壁下部向內(nèi)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(lián)箱同灰渣井的聯(lián)接和密封。21. 底部蒸汽加熱裝置的結(jié)構(gòu)如何？該裝置是沿著下聯(lián)箱長度在下聯(lián)箱內(nèi)放有鋼管，在鋼管上開有直徑5mm的小孔（孔數(shù)與水冷壁根數(shù)對應(yīng)），并與引入外來的蒸汽管子連接，當(dāng)投用時，由閥門控制進(jìn)汽量。22．自然循環(huán)的原理是怎樣的？鍋爐在冷態(tài)下，汽包水位標(biāo)高以下的蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)充滿的水是靜止的。當(dāng)上升管在鍋爐內(nèi)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(chǎn)生了推動力，汽水混合物在水冷壁內(nèi)向上流動，經(jīng)過上聯(lián)箱、導(dǎo)管進(jìn)入汽包，下降管中由汽包來的水則向下流動，經(jīng)下聯(lián)箱補充到水冷壁內(nèi)，這樣不斷的循環(huán)流動，就形成了自然循環(huán)，見附圖。23 什么叫循環(huán)倍率？循環(huán)回路中進(jìn)入上升管的循環(huán)水量G與上升管出口處的蒸汽量D之比叫循環(huán)倍率。以符號K表示：K=24．什么叫循環(huán)水速？循環(huán)水速是指循環(huán)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(huán)的自補償能力？在一定的循環(huán)倍率范圍內(nèi)，自然循環(huán)回路中水冷壁的吸熱增加時，循環(huán)水量隨產(chǎn)汽量相應(yīng)增加以進(jìn)行補償?shù)奶匦?；叫做自然循環(huán)的自補償能力。26．自然循環(huán)的故障主要有哪些？自然循環(huán)的故障主要有循環(huán)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(huán)停滯在什么情況下發(fā)生？有何危害？水循環(huán)停滯易發(fā)生在部分受熱較弱的水冷壁管中，當(dāng)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(chǎn)生的少量汽泡在水中緩慢的向上浮動，進(jìn)入汽包，而上升管的進(jìn)水量僅與出汽量相等，就是發(fā)生了循環(huán)停滯。水循環(huán)停滯時，由下水冷壁管中循環(huán)水速接近或等于零，因此熱量傳遞主要靠導(dǎo)熱，即使熱負(fù)荷較低．由于熱量不能及時帶走，管壁仍可能超溫?zé)龎?。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(jié)鹽和腐蝕。當(dāng)在引入汽包蒸汽空間的上升管中發(fā)生循環(huán)停滯時。上升管內(nèi)將產(chǎn)生“自由水位”，水面以上管內(nèi)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(yīng)力作用下，易產(chǎn)生疲勞損壞。28．水循環(huán)倒流在什么情況下發(fā)生？有何危害？水循環(huán)倒流現(xiàn)象發(fā)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(dāng)?shù)沽鞴苤姓羝菹蛏系牧魉倥c倒流水速接近時，汽泡將不能被帶走，處于停滯或緩動狀態(tài)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(dǎo)致超溫或疲勞損壞。29．汽水分層在什么情況下發(fā)生？為什么？汽水分層易發(fā)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(chǎn)生汽水分層。因此，自然循環(huán)鍋爐的水冷壁應(yīng)避免水平和傾斜度小的布置方式。30．大直徑下降管有何優(yōu)點？采用大直徑下降管可以減小流動阻力，有利于水循環(huán)。另外，既簡化布置，又節(jié)約鋼材，也減少了汽包的開孔數(shù)。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(jìn)入下降管時，由于進(jìn)口流阻和水流加速而產(chǎn)生過大壓降，使鍋水產(chǎn)生自汽化。（3）下降管進(jìn)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(jìn)入下降管。（5）下降管受熱產(chǎn)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(zhì)的平均密度減小，循環(huán)運動壓頭降低，同時工質(zhì)的平均容積流量增加、流速增加，造成流動阻力增大。結(jié)果使克服上升管阻力的能力減小，循環(huán)水速降低，增加了循環(huán)停滯、倒流等故障發(fā)生的可能性。33．防止下降管帶汽的措施有哪些？主要在結(jié)構(gòu)設(shè)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(nèi)（或附近）。防止下降管受熱；規(guī)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？按傳熱方式區(qū)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(zhì)流向分類。對流過熱器的型式有哪幾種？接介質(zhì)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(nèi)，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(fù)荷的增加而升高的。這是因為當(dāng)負(fù)荷增加時，燃料消耗量增加，流經(jīng)過熱器的煙氣量增多，提高了煙氣對管壁的放熱系數(shù)；而且隨著燃料量的增加，使?fàn)t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(zhì)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(dāng)鍋爐負(fù)荷減少時，對流過熱器的蒸汽溫度將降低。鍋爐負(fù)荷與過熱汽溫的關(guān)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(fù)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