洁净煤燃烧技术期末总复习题_洁净煤技术复习题

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洁净燃烧技术期末总复习题

第一部分

1、循环流化床锅炉在额定负荷下运行时，以下区域是什么流动状态：

–（1）二次风口以上区域；快速床甚至密相输送状态

–（2）二次风口以下区域；可能是湍流床甚至是鼓泡床状态 –（3）立管内： 移动床状态 –（4）回料阀内：湍流流动状态

–（5）尾部烟道内：典型希相气力输送

2、简述广义流态化范围内，各种气固流动状态的流动特征和存在的条件；

---1.固定床（移动床）：床层固体颗粒整体相对于器壁产生移动，床层颗粒之间没有相对运动

---2.鼓泡流化床：鼓泡流化床，超过临界流化风速的空气以气泡形式流过床层，床内存在明显的密相界面。散式流化床，当流化风速超过临界流化风速后，床层会随流化风速增大而继续膨胀，床内基本无气泡产生。一直到流化风速达到一个临界速度Umb后，床内才产生气泡。节（腾）涌流化床，当流化风速或床层高度增加时，气泡尺寸也随之增大。如果床截面较小而又较深时，气泡尺寸可能会增大到与床直径或床宽度相差不大的程度，此时气泡会以节涌的形式（类似于一个运动的活塞）通过床层。

---3.循环流化床：湍流床，湍流床的运行风速会高于细颗粒的终端沉降速度，而低于粗颗粒的终端沉降速度。快速流化床，气固之间具有最高的滑移（相对）速度；固体颗粒具有成团与返混

现象；固体颗粒之间混合良好；床内已不存在明显的密相界面，但床内仍呈现上稀下浓的固体颗粒浓度分布

--4.密相气力输送：单位高度的床层压降沿床层高度不变。

--5.稀相气力输送：增大风速，单位高度的床层压降上升；而在密相气力输送状态下，增大风速，单位高度的床层压降会减小--循环流化床的条件：⑴合适的床料颗粒物性；⑵运行风速大于颗粒终端沉降速度；⑶足够大的颗粒循环速率；

3、简述鼓泡流化床临界流化风速和床层压降在循环流化床锅炉运行中的作用。

--鼓泡流化床临界流化风速：保证床内颗粒充分流化。

--床层压降：判断料层是否处于流化状态，确定锅炉运行时静止料层的厚度和所需配的风机压头大小。

4、影响循环流化床锅炉炉内传热过程的主要因素有那些？/ 8

气体速度、固体颗粒流速、平均颗粒粒径、受热面在炉内的布置高度、受热面在炉内的横向位置、受热面的外形尺寸。

各种运行或设计因素对炉内传热的影响，主要是通过改变颗粒浓度而使炉内传热发生相应变化

•传热系数随受热面布置高度增加而减少；

•在炉膛下部区域，传热系数随流化风速升高而降低； •在炉膛上部区域，传热系数随流化风速升高而增加；

•传热系数比纯空气对流要高，但低于相同流化风速下的鼓泡床传热系数。此外，床料颗粒粒径减少，或床温升高，都会使传热系数上升。

5、简述煤在循环流化床锅炉中燃烧的一般特征。

•挥发份的燃烧-在给煤口附近有较多的挥发分折出和燃烧； • 大颗粒煤的燃烧-燃烧同时在炉内和高温分离器中进行； • 细颗粒煤的燃烧-在炉内一次性完成6、循环流化锅炉可以通过什么方式调节锅炉负荷？

1.固定床料调节：通过改变炉内固体颗粒密度分布曲线，改变传热系数。• 调节炉内一、二次风量比 • 采用烟气再循环

• 改变炉内过剩空气系数

• 设置外置式流化床热交换器

2.可变床料的调节：通过调节炉内床料量来调节传热系数。

在炉外设置床料中间仓

在炉外设置床料再循环仓

当负荷增大时，需要提高固体颗粒在炉内比例；

当负荷减小时，需要提高固体颗粒在循环系统炉外部分的比例。

7、简述煤中的硫在炉内是如何变为SO2的？SO2又是如何被脱除的？

煤中硫的存在形式：黄铁矿硫、有机硫和硫酸盐硫。SO2的生成：S+ O2= SO2 燃煤矿物中含有CaO + 石灰石在炉内煅烧产生CaO。.SO2的吸收：CaO + 1/2O2 + SO2 = CaSO48、循环流化床锅炉炉膛高度主要取决于哪些因素？

（1）分离器不能捕集的细粉在炉膛内一次通过时的燃尽率；

（2）炉内能否布置下全部蒸发受热面；

（3）返料机构料腿一侧能否建立起足够的静压头。/ 8

（4）脱硫所需最短气体停留时间；

（5）循环流化床锅炉的尾部烟道是否有足够高度布置全部对流受热面；（6）炉内蒸发受热面能否产生足够的自然水循环动力。

9、CFB锅炉炉膛内主要有那几种受热面？它们的作用是什么？

膜式水冷壁管--------主要蒸发受热面 翼墙管-----额外受热面以增大蒸发容量 Ω管受热面------二级过热器

10、为什么布风板必须具有一定的流动阻力？

一定的阻力对稳定流态化质量是有利的当布风板下面的气流静压分布不均匀时，具有一定阻力的布风板产生一个均压作用，使流过布风板的气流速度处处相等，从而在炉内产生均匀的流化状态；

当炉内流化着的床料随机性地出现气固流动不稳时（如出现沟流等不正常流化状态），布风板能依靠自身的阻力，及时消除炉内不稳定流化状态。

即当炉内某处出现沟流时，由于沟流处的流动阻力很小，大量的气流会从沟流处短路穿过床层，若布风板具有一定的阻力，则会随气流增大，沟流处布风板阻力急剧 上升，从而阻止更多气流从沟流处短路并最终导致沟流现象消失。

11、简述旋风分离器的工作原理。

烟气携带固体颗粒切向进入圆筒形旋风分离器，并在分离器内形成向下的旋涡流动。在离心力作用下，烟气中的固体颗粒被抛向分离器筒壁，并沿壁面下滑进入连接分离器的立管中。烟气旋转到接近分离器锥体底部后，由于旋转速度降低，离心力减弱，在引风机抽力作用下，烟气携少量的细小固体颗粒沿分离器中心轴线反向旋转上升，最后从分离器中心筒流出分离器。

12、循环灰回送装置是怎样将循环灰从低压处送往高压处的？

在来自高压风机的高压风的作用下，回料阀内处于流化状态，立管内处于临界流化状态。从旋风分离器分离下来的循环灰，进入立管后，形成一定的静压头，在此静压头作用下，立管内的高温循环灰不断流入回料阀中，回料阀中的呈流化状态的物料高度不断上升，当这一高度超过回料阀出口高度时，高温循环灰就自动溢流进入炉膛。

13、大型电站循环流化床锅炉为什么要采用水冷风室和水冷布风板？水冷风室和水冷布风板是如何构成的？

14、为什么大型CFB锅炉要采用外置式流化床热交换器？

通过调节进入外置式换热器和直接返回炉膛的循环灰流量的比例，实现床温控制和汽温控制的要求。

与不带外置式换热器的循环流化床锅炉相比，外置式换热器使燃烧与传热分开，大大

提高了床温、汽温调节和锅炉负荷调节的灵活性。它尤其有利于锅炉受热面的布/ 8

置特别是

再热器的布置，易于循环流化床锅炉的大型化。①加大炉膛温度的调节范围 ②增强锅炉燃料的适应范围 ③更好的低负荷汽温特性 ④避免在炉内布置大量受热面 ⑤有利于再热器的保护

15、循环流化床锅炉的点火方式有哪几种？其工作原理有何不同？风道燃烧器与启动燃烧器的作用有何不同？

• • • • 风道燃烧器＋启动燃烧器＋床枪（高坝电厂）风道燃烧器＋启动燃烧器（宜宾电厂）启动燃烧器（南川爱溪电厂）风道燃烧器+床枪（300MWCFB）

16、简述135MWCFB锅炉的布置特点、烟风流程、过热蒸汽流程和再热蒸汽流程。

第二部分

1、在不同的氧化率时，吸收塔浆液池中的浆液会出现什么现象？

影响晶体尺寸的主要因素：氧化率

a)X0.9：在浆液晶核上析出石膏；

c)0.15

2、解释下列术语：

（1）强制氧化；通过向反应罐中鼓入空气，将可溶性亚硫酸盐和重亚硫酸盐转变成硫酸盐，并以石膏的形式析出。

（2）抑制氧化；要使SO2 的氧化率低于0.15。在这种条件下，由反应式

和式/ 8

生成的所有硫酸盐都会以可溶性亚硫酸钙和半水硫酸钙的形式析出。

（3）双膜理论

当气体与液体相互接触时，即使在流体的主体中已呈湍流，气液相际两侧仍分别存在有稳定的气体滞流层（气膜）和液体滞流层（液膜),而吸收过程是吸收质分子从气相主体运动到气膜面，再以分子扩散的方式通过气膜到达气液两相界面，在界面上吸收质溶入液相，再从液相界面以分子扩散方式通过液膜进入液相主体。

3、FGD系统浆液中的高浓度氯盐是如何形成的？它对FGD系统的运行有何危害？

氯化物主要从烟气中进入FGD 系统，大多数石灰石/石灰湿法烟气脱硫工艺都以“闭环”方式运行。同蒸发的水量相比，由于随副产品排出水量很少，所以氯盐随着时间的推移而在浆液中积累下来，形成高浓度氯盐。

较高的氯化物浓度会抑制石灰石的溶解并降低浆液碱度，降低SO2的脱除率； 并加速系统设备尤其是不锈钢部件的腐蚀速度。

4、在强制氧化石灰石湿法烟气脱硫系统中，当锅炉长期低负荷运行时，其水平衡会发生什么样的变化？

当锅炉低负荷运行时，通过烟气饱和蒸发及副产品带走的水量会成比例减少，但泵轴/真空泵密封水及除雾器冲洗水则不会成比例减少。在这种工况下，有时要比工艺所需水量消耗更多的补充水，称之为“正水量平衡”。如果系统长时间维持负水量平衡，就需要一个应急水池进行短时间的紧急正水量平衡供水，必要时将水排入这种应急水池。当水量平衡为负时，将其作为补充水回收送回到系统中。如果系统长时间维持正的水量平衡，系统中多余的水要么排走，要么改变某些设定值以减少系统的供水量。/ 85、哪些煤质参数对FGD系统的运行性能有影响？它们会影响FGD系统的那些方面？

煤的热值与硫含量，-----临界参数

煤中的氯含量。-----高浓度的氯盐既影响浆液的碱度又影响其腐蚀性。浆液碱度会影响为满足所要求的SO2 脱除效率所需的液气比（L/G）和脱硫剂当量比。浆液的腐蚀性影响FGD 建造材料的选择和年运行费用。在这两种情况下，浆液中高浓度的可溶性氯盐对FGD 系统都是有害的。带有高浓度氯盐的系统要求一个较大的液气比（L/G）或脱硫剂当量比、耐腐蚀材料要求更高和较高的运行费用。

6、吸收塔中的雾化浆液喷嘴喷出的浆液直径过大或过小，对吸收塔的运行有何影响？

雾滴直径越小，一定量的浆液形成的表面积就越大，并且为达到一定的表面积所 要求的浆液量就越少；同时，更容易被烟气携带进入大气而不能被除雾器捕捉。

7、FGD制造商通常为石灰石FGD工艺提供哪5种类型的吸收塔 ？各有什么特点？ •（开式）喷雾塔

开式喷雾塔可做成圆形或矩形截面。烟气通常从塔的底部流入，然后向

上流动

可使整个吸收塔横截面都笼罩在雾化液滴的作用范围内 可以调节浆液泵的投运数目来达到要求的脱硫效率 布置有除雾器

• 喷雾淋盘塔

只需采用较矮的吸收塔、较小的总雾化流率，就可获得较高的脱硫效率，同时减少了吸收塔塔体的建造费用，减少了循环浆液泵的功率消耗；

增加了增压风机功率；增加了结垢的可能性；如果安装位置太高，又可能又减少了吸收塔中雾滴的总表面积。

• 填料塔

可以采用低压大喷嘴；

单位填料表面积可达35－140m2/m3，远高于喷雾塔10－15 m2/m3（估计值）;可采用较低的塔、较小的再循环浆液量，取得较高的脱硫效率。

• 双回路塔

对石灰石当量比（浆液pH值）、液气比及石膏品质之间的关系，进行了优化：/ 8

上回路高pH值（高过量石灰石、低L/G）下回路低pH值（低过量石灰石、高L/G）

因此可在比单回路更低的过量石灰石、更高的石灰石利用率、更低L／G下运行。

尤其适用于生产商业石膏的强制氧化工艺。上回路中氯浓度较低，可节省材料费用

• 鼓泡塔

浆液池可以设计得更紧凑； 石膏晶体尺寸更大一些； 除尘效果好；

8、吸收塔中为何要布置除雾器？除雾器是如何将烟气中的水雾清除下来的？

将进入烟气的雾化浆液除掉。如果不清除这些雾化浆液，这些雾化浆液就会在下游的烟道或烟囱中造成固体或液体物质的沉积，腐蚀下游设备、烟道以及烟囱内衬，并造成烟囱周围地区“下雨”(液体、固体或浆液的排放)。

当含有雾沫的气体以一定速度流经除雾器时，由于气体的惯性撞击作用，雾沫与波形板相碰撞而被附着在波形板表面上。波形板表面上雾沫的扩散、雾沫的重力沉降使雾沫形成较大的液滴并随气流向前运动至波形板转弯处，由于转向离心力及其与波形板的摩擦作用、吸附作用和液体的表面张力使得液滴越来越大，直到集聚的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从波形板表面上被分离下来。除雾器波形板的多折向结构增加了雾沫被捕集的机会，未被除去的雾沫在下一个转弯处经过相同的作用而被捕集，这样反复作用，从而大大提高了除雾效率。

9、除雾器为什么要多级布置？解决高效除雾与除雾器清洗的矛盾。为什么第一级除雾器的正反面都要冲洗？超过95％的雾滴在第一级除雾器中被除掉。被捕获浆液雾滴的数量很大，从除雾器背面进行冲洗有助于防止浆液在叶片上沉积。当第一级除雾器叶片具有两个以上的转折或相当窄的叶片间距时，对第一级除雾器的背面进行冲洗就显得更加必要。

而第二级除雾器只需冲洗正面？通常不对最后一级除雾器的背面进行冲洗。

1、第二级除雾器的液滴负荷大大低于第一级除雾器

2、国外工业示范试验的结构表明，在3.0 至3.9m/s 的烟气速度下，冲洗水的10％至20％会进入到烟气中，然后直接进入下游烟道和烟囱中。这个水量很大，并有可能带来烟囱“下雨”的问题。

10、双回路吸收塔与单回路吸收塔相比，有何优点？为什么？45-46 双回路设计由于可对其不同的两个浆液循环回路分别进行工艺化学过程的优化。/ 8

另一方面，对双回路吸收塔，通过控制不同回路中浆液池的PH 设定值，在达到单回路吸收塔相同的脱硫效率条件下，则可既保持较低的L/G，又可采用较低的过量石灰石。

上部回路运行在相对较高的PH 值下，其浆液中有较大的过量石灰石。这样在达到良好脱硫效果的条件下，可使L/G 值和所需的泵功率减到最少。下部回路运行在较低的PH 值下，因此浆液中只有少量的过量石灰石。下部回路中的石灰石主要来自上部回路浆液池的溢流浆液。

由于固体副产品从下部回路中抽出，因此浪费的石灰石比单回路吸收塔少。双回路吸收塔在应用于强制氧化并生产高纯度石膏墙板的工艺中尤其具有优势。当要求石膏副产品中的石灰石含量很低时，若采用单回路吸收塔，所需的L/G 值就高得多。

双回路塔的另一个优点涉及到浆液中的氯盐浓度。由于烟气中的HCl 比SO2 易溶解于浆液中，因此大部分HCl 被下部回路除去，即，使得下部回路中的PH 值较低。结果，吸收塔只有下部回路暴露在含有较高浓度氯化物浆液中。因此吸收塔上部回路可以采用较便宜的材料制造，在建造材料上可节约一部分投资。/ 8