锅炉技术问答.doc
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1、1 什么叫自然循环锅炉?所谓自然循环锅炉,是指蒸发系统内仅依靠蒸汽和水的密度差的作用,自然形成工质循环流动的锅炉。2什么叫锅炉的循环回路?由锅炉的汽包、下降管、联箱、水冷壁、汽水导管组成的闭合回路称为锅炉的循环回路。3自然循环锅炉的蒸发系统由哪些设备组成?主要由汽包、下降管、水冷壁管、联箱及导管组成。4汽包的作用主要有哪些?汽包的作用主要有:(1)是工质加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽同时作为一个平衡器,保持水冷壁中汽水混合物流动所需压头。(2)容有一定数量的水和汽,加之汽包本身的质量很大,因此有相当的蓄热量,在锅炉工况变化时能起缓冲、稳定汽压的作用。(3)装设汽水分离和蒸汽净化装置,保证饱
2、和蒸汽的品质。(4)装置测量表计及安全附件,如压力表、水位计、安全阀等。5电站锅炉的汽包内部主要有那些装置?它们的布置位置和作用怎样?电站锅炉随参数容量的不同,其汽包内部装置也不完全样,现以高压和超高压锅炉的汽包为例,介绍其内部装置、它们的布置及主要作用。沿汽包长度在两侧装设若干旋风分离器,每个旋风分离器筒体顶部配置有百页窗(波形板)分离器,它们的主要作用是将由上升管引入的汽水混合物进行汽和水的初步分离。在汽包内的中上部,水平装设蒸汽清洗孔板,其上有清洁给水层,当蒸汽穿过水层时,便将溶于蒸汽或携带的部分盐分转溶于水中,以降低蒸汽的含盐。靠近汽包的顶部设有多孔板,均匀汽包内上升蒸汽流,并将蒸汽中
3、的水分进一步分离出来。汽包中心线以下 150mm左右设有事故放水管口;正常水位线下约 200mm 处设有连续排污管口,再下面布置加药管。下降管入口处还装设了十字挡板以防止下降管口产生游涡斗造成下降管带汽。6旋风分离器的结构及工作原理是怎样的?旋风分离器由筒体、引入管、项帽、溢流环、筒底导叶和底板等部件组成。旋风分离器是一种分离效果很好的汽水分离设备。其工作原理及工作过程是:较高流速的汽水混合物,经引入管切向进入筒体而产生旋转运动,在离心力的作用下,水滴飞向筒壁,使汽水初步分离。分离出来的水通过筒底四周导叶,流入汽包水容积中。饱和蒸汽在筒体内向上流动,进入顶帽的波形板间隙中曲折流动,在离心力和惯
4、性力的作用下,小水滴被抛到波形板上,在附着力作用下形成水膜下流,经筒壁流入汽包水容积,使汽水进步分离,而饱和蒸汽从顶帽上方或四周引入汽包蒸汽空间。它们的布置及主要作用沿汽包长度在两侧装设若干旋风分离器,每个旋风分离器筒体顶部配置有百页窗(波形板)分离器,它们的主要作用是将由上升管引入的汽水混合物进行汽和水的初步分离。在汽包内的中上部,水平装没蒸汽清洗孔板,其上有清洁给水层,当蒸汽穿过水层时,便将溶于蒸汽或携带的部分盐分转溶于水中,以降低蒸汽的含盐。靠近汽包的顶部设有多孔板,均匀汽包内上升蒸汽流,并将蒸汽中的水分进一步分离出来。汽包中心线以下 150mm左右设有事故放水管口;正常水位线下约 20
5、0mm 处设有连续排污管口,再下面布置加药管。下降管入口处还装设了十字挡板以防止下降管口产生游涡斗造成下降管带汽。7百页窗(波形板)分离器的结构及工作原理是怎样的?百页窗分离器是由许多平行的波浪形薄钢板组成,波形板厚度为 0812mm,相邻两块波形板之间的距离为 10mm,并用 23mm 厚的钢板边框固定。工作原理及过程是;经过粗分离的蒸汽进人百叶窗分离器后,在波形板之间曲折流动。蒸汽中的小水滴,在离心力、惯性力和重力的作用下抛到板壁上,在附着力的作用下,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积,使汽水得到进一步分离。由于利用附着力分离蒸汽中细小水滴的效果好,所以百叶窗
6、分离器被广泛地用来作为细分离设备。8左右旋的旋风分离器在汽包内如何布置?为什么要如此布置?旋风分离器虽然能使分离出来的水经过筒底倾斜导叶平稳地流入汽包水容积,但并不能消除其旋转动能,水的旋转运动可能造成汽包水位的伯斜。因此,采用左旋与右旅旋风分离器交锗排列的布置方法,可将排水的旋转运动相互抵消,使汽包水位保持稳定。9清洗装置的作用及结构如何?该装置是利用省煤器来的清洁给水,将经过机械分离后的蒸汽加以清洗,使蒸汽中的部分盐分转溶解于水中,减少蒸汽的含盐量。清洗装置的型式较多,但近代锅炉多采用乎孔板式蒸汽芽层清洗装置,其结构是由一块块的乎几板组成。每块平孔板钻有很多56mm 的小孔,相邻的两块孔径
7、之间装有 U 型卡,清洗装置两端封板与乎孔板之间装有角铁,以组成可靠的水封,防止蒸汽短路。10平孔板式清洗装置的工作原理是怎样的?约 50的给水经配水装置均匀地分配到孔板上,蒸汽自下而上通过孔板小孔,经由 40 一 50mm 厚的清洗水层穿出,使蒸汽的部分溶盐扩散转溶于水中。水则漫溢过堵板,溢流到水容积中。孔板上的水层靠蒸汽穿孔阻力所造成的孔扳前后压差来托住。蒸汽穿孔的推荐速度为 1.31.6ms,以防低负荷时出现于孔板区或高负荷时大量携带清洗水。11.连续排污管口一般装在何处?为什么?排污率为多少?连续排行管口一般装在汽包正常水位(即“0”位)下 200 一 300mm 处。锅水由于连续不断
8、地蒸发而逐渐浓缩,使水表面附近含盐浓度最高。所以,连续排污管口应安装在锅水浓度最大的区域,以连续排出高浓度锅水,补充以清洁的给水,从而改善锅水品质。排污率一般为蒸发量的 1左右。12汽包内锅水加药处理的意义是什么?防止锅内结垢,若单纯用锅炉外水处理除去给水所含硬度,需用较多设备,会大大增加投资;而加大锅水排污,不但增加工质热量损失,也不能消除锅水残余硬度。因此,除采用锅炉外水处理外,也在锅炉内对锅水进行加药处理,清除锅水残余硬度,防止锅炉结垢。其方法是在锅水中加入磷酸盐,使磷酸根离子与锅水中钙镁离子结合,生成难镕于水的沉淀泥渣,定期排污排除,使锅水保持一定的磷酸根,既不产生结垢和腐蚀,又保证蒸
9、汽品质。13定期排污的目的是什么?排污管口装在何处?由于锅水含有铁锈和加药处理形成的沉淀水渣等杂质,沉积在水循环回路的底部,定期排污的目的是定期将这些水渣等沉淀杂质排出,提高锅水的品质。定期排污口一般设在水冷壁的下联箱或集中下降管的下部。14自然循环的原理是怎样的?钢炉在冷态下,汽包水位标高以下的蒸发系统内充满的水是静止的。当上升管在锅炉内受热时,部分水就生成蒸汽,形成了密度较小的汽水混合物。而下降管在炉外受热管中水分密度较大这样在两者密度差的作用下就产生了推动力,汽水混合物在水冷壁内向上流动,经过上联箱、导管进入汽包,下降管中由汽包来的水则向下流动,经下联箱补充到水冷壁内,这样不断的循环流动
10、就形成了自然循环。15汽水分层在什么情况下发生?为什么?汽水分层易发生在水平或倾斜度小而且管中汽水混合物流速过低的管子。这是由于汽、水的密度不同汽倾向在管子上部流动,水的密度大,在下部流动。若汽水混合物流速过低,扰动混合作用小于分离作用,便产生汽水分层。因此,自然循环锅炉的水冷壁应避免水平和倾斜度小的布置方式。16联箱的作用有哪些?在受热面的布置中,联箱起到汇集、混合、分配工质的作用,是受热面态置的连接枢纽。另外,有的联箱也用以悬吊受热面、装设疏水或排污装置。17减温器的型式有哪些?各有何特点?减温器主要有表面式和混合式两种。表面式城温器,一般是利用给水作为冷却介质来降低汽温的设备。其特点是;
11、对减温水质要求不高,但这种减温器调节惰性大,汽混调节幅度小,而且结构复杂、笨重、易损坏、易渗漏。故现代高参致、大容量锅炉中很少使用。混合式减温器是将水直接喷入过热蒸汽中,以达到降温之目的。其特点是:结构简单,调配幅度大、而且灵敏,易于自动化。但它对喷水的质量要求很高,以保证合格的蒸汽品质。18省煤器有那些作用?省煤器是利用锅炉排烟余热加热给水的热交换器。省煤器吸收排烟余热降低排温度,提高锅炉效率,节约燃料。另外,由于进入汽包的给水,经过省煤器提高了水温,减小了因温差而引起的汽包壁的热应力,从而改善了汽包的工作条件,延长了汽包的使用寿命。19省煤器的哪些部位容易磨损?(1)当烟气从水平烟道进人布
12、置省煤器的垂直烟道时,由于烟气转弯流动所产生的离心力的作用,使大部分灰粒抛向尾部烟道的后墙,使该部位飞灰浓度大大增加,造成锅护后墙附近的省煤器管段磨损严重。(2)省煤器靠近墙壁的管于与墙壁之间存在较入的间隙或管排之间存在有烟气走廊时,由于烟气走廊处烟气的流动阻力要比其他处的阻力小得多,该处的流速就高,故处在烟气走廊旁边的管子或弯头就容易受到严重磨损。实践证明,管束中若烟气流速 45ms,而烟气走廊里的流速就要高达 1215ms,为前者的 34 倍,其磨损速度就要高几十倍,这是因为管子被磨损的程度大约与烟速的三次方成正比的缘故。 20省煤器的局部防磨损措施有那些?(1)保护瓦:用盖板将可能遭到严
13、重磨损的受热面遮盖起来,检修时只需更换被磨损的保护瓦就行了。(2)保护帘;在烟气走廊和靠墙处用护帘将整排直管或整片弯头保护起来。(3)局部采用厚壁管:当管子排列稠密、装设或更换护瓦比较因难时,在可能遭到严重磨损的地方,适当采用一段厚壁管子,以延长使用寿命。(4)受热面翻身:由于磨损是不均匀的,为了使各部的受热面基本上达到同一使用期限,省煤器就采用了大翻身的方法,即在大修时将省煤器拆出来翻了身,再装进去(不合格的管于更换掉),使已经磨损得较簿的那个面处于烟气的背面,未经烟气冲刷的那个面,调整到正对烟气流,这样就减少了费用提高了省煤器的使用年限。21省煤器与汽包的连接管为什么要装特殊套管?这是因为
14、省煤器出口水温可能低于汽包中的水温。如果省煤器的出口水管直接与汽包连接,会在汽包壁管口附近因温差产生热应力。尤其当锡炉工况变动时,省煤器出口水温可能剧烈变化,产生交变应力而疲劳损坏。装上套管后,汽包壁与给水管壁之间充满着饱和蒸汽或饱和水,避免了温差较大的给水管与汽包壁直接接触,防止了汽包壁的损伤。22锅炉空气阀起什么作用?在锅炉某些联箱导管的最高点,一般都要引出气管,并装有排放空气的阀门。它的主要作用是:(1)在锅炉进水时,受热面水容积中空气占据的空间逐渐被水代替(水的重度大于空气的重度),在给水的驱赶作用下,空气向上运动聚拢所占的空间越来越小,空气的体积被压缩,压力高于大气压。最后经排空气管
15、通过开启的空气门排入大气。防止了由于空气滞留在受热面内对工质的品质及管壁的不良影响。 (2)当锅炉停炉后,泄压到零前开启空气门可以防止锅炉承压部件内因工质的冷却,体积缩小所造成的真空(即负压);可以利用大气的压力,放出锅水。23.过热器疏水阀有什么作用?过热器疏水阀有两个作用:一是作为过热器联箱疏水用;另一作用是在启、停炉时保护过热器管防止超温烧坏。因为启、停炉时,主汽门处于关闭状态,过热器管内如果没有蒸汽流动冷却,管壁温度就要升高,严重时导致过热器管烧坏。为了防止过热器管在升火、停炉时超温可将疏水阀打并排汽,以保护过热器。24.锅炉启动前上水的时间和温度有何规定?为什么?锅炉启动前的进水速度
16、不宜过快,一般冬季不少于 4h,其它季节 2 一 3h,进水初期尤应缓慢。冷态锅炉的进水温度一般不大于 1000C,以使进入汽包的给水温度与汽包壁温度的差值不大于 40。未曾完全冷却的锅炉,进水温度可比照汽包壁温度,一般差值应控制在 40以内,否则应减缓进水速度。原因是:(1)出于汽包壁较厚,膨胀较慢,而连接在汽包壁上的管子壁较薄,膨胀较快。若进水温度过高或进水速度过快,将会造成膨胀不均,使焊口发生裂缝,造成设备损坏。(2)当给水进入汽包时,总是先与汽包下半壁接触,若给水温度与汽包壁温度差值过大,进水时速度又快,汽包的上、下壁,内外壁间将产生较大的膨胀差,给汽包造成较大的附加应力,引起汽包变形
17、,严重时产生裂缝。25.锅炉水压试验有哪几种?水压试验的目的是什么?水压试验分为工作压力试验、超压试验两种。水压试验的目的是为了检验承压部件的强度及严密性。般在承压部件检修后,如更换或检修部分阀门、锅炉管子、联箱等,及锅炉的中、小修后都要进行工作压力试验。而新安装的锅炉、大修后的锅炉及大面积更换受热面管的锅炉,都要进行上作压力 125倍的超压试验。26.水压试验时如何防止锅炉超压?水压试验是一项关系锅妒安全的重大操作,必须慎重进行。(1)进行水压试验前应认真检查压力表投人情况。(2)向空排汽、事故放水门电源接通,开关灵活,排汽、放水管系畅通。(3)试验时应有总工程师或其指定的专业人员在现场指挥
18、,并由专人控制升压速度,不得中途换人。(4)锅炉起压后,关小进水调节门,控制升压速度不超过 03MPamin。(5)升压至锅炉工作压力的 70时,还应适当放慢升压速度,并做好防止超压的安全措施。27.锅炉酸洗的目的是什么 ?怎样进行酸洗工作?酸洗的目的主要是除去锅炉蒸发受热面内氧化铁、铜垢铁垢等杂质,也有消除二氧化硅、水垢等作用。酸洗过程实质上是一个腐蚀内表面层的过程,分为循环酸洗和静置酸洗两种。 循环酸洗就是把锅炉水冷壁分成数个回路,水冲洗后进行酸洗。先将水加热至 40一 50,然后采用循环式加药、加酸。即先加抑止剂,待均匀后,利用酸洗泵把强液从一组水冷壁的下联箱注人,经汽包后由另一组水冷壁
19、的下联箱排出。为了保证有较好的酸洗效果,酸浓流速应大于 o3ms。为了不使酸液流入过热器,酸洗时酸液液位应维持在汽包较低可见水位处。静置酸洗。就是利用酸泵把酸液从下联箱注入水冷壁,并维持一定高度,浸置 4h 后排出。酸洗后还要进行水洗和碱中和,使所有与酸接触过的金属表面得到碱化。28.为什么锅炉启动初期要进行定期排污?此时进行定期排污,排出的是循环回路底部的部分水,不仅使杂质得以排出,保证锅水品质,而且使受热较弱部分的循环回路换热加强,防止了局部水循环停滞,使水循环系统各部件金属受热面膨胀均匀,减小了汽包上下壁的温差。29.锅炉启动初期为什么要严格控制升压速度?锅炉启动时,蒸汽是在点火后由于水
20、冷壁管吸热而产生的。蒸汽压力是由于产汽量的不断增加而提高,汽包内工质的饱和温度随着压力的提高而增加。由于水蒸气的饱和温度在压力较低时对压力的变化率较大,在升压初期,压力升高很小的数值,将使蒸汽的饱和温度提高很多。锅炉启动初期,自然水循环尚不正常,汽包下部水的流速低或局部停滞,水对汽包壁的放热为接触放热,其放热系数很小,故汽包下部金属壁温升高不多;汽包上部因是蒸汽对汽包金属壁的凝结放热、故汽包上部金属温度较高,由此造成泡包壁温上高下低的现象。由于汽包壁厚较大,而形成汽包壁温内高外低的现象。因此,蒸汽温度的过快提高将使汽包由于受热不均而产生较大的温差热应力,严重影响汽包寿命。故在锅炉启动初期必须严
21、格控制升压速度以控制温度的过快升高。30.锅炉启动过程中,如何控制汽包水位?锅炉启动过程中,应根据锅炉工况的变化控制调整汽包水位。(1)启动初期,锅水逐渐受热、汽化、膨胀,使水位升高,此时不宜用事故放水门降低水位,而应从定期排污门排出,既可提高锅水品质,又能促进水循环。(2)随着汽压、汽温的升高,排汽量的增大,应根据汽包水位的变化趋势,及时补充给水。(3)在进行锅炉冲管或安全门校验时,常因蒸汽流量的突然增大,汽压速降而造成严重的“虚假水位”现象,因此在进行上述操作前应先保持较低水位,而后根据变化了的蒸汽流量加大给水,防止安全门回座等原因造成水位过低。(4)根据锅炉负荷情况,及时切换给水管路运行
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