东北大学21春《金属学与热处理基础》在线作业二满分答案_6

东北大学21春金属学与热处理基础在线作业二满分答案1. 风能与水能都是( )的间接形式。A.核能B.电能C.太阳能D.地热能风能与水能都是( )的间接形式。A.核能B.电能C.太阳能D.地热能正确答案：C2. 分析燃油燃气锅炉和燃煤锅炉在污染物排放方面的区别。分析燃油燃气锅炉和燃煤锅炉在污染物排放方面的区别。(1)燃油、燃气锅炉，由于油气含灰量小，油气经过雾化后与空气充分混合，油气的燃尽时间短。燃油燃气锅炉的主要污染物为碳黑颗粒、一氧化碳气体、二氧化碳气体、低温废热等。 (2)燃煤锅炉：层燃锅炉：主要的污染物为灰渣和飞灰颗粒，二氧化碳气体、二氧化硫气体、低温废热等。流化床锅炉：主要的污染物为灰渣和飞灰颗粒，二氧化碳气体、二氧化硫气体、低温废热等。煤粉锅炉：主要的污染物为飞灰和底渣颗粒，二氧化碳气体、二氧化硫气体、低温废热等。 3. 分析再热蒸汽容易发生温度波动的原因。分析再热蒸汽容易发生温度波动的原因。由图1-2可知，再热蒸汽的平均比定压热容是cp,zr=2.4kJ/(kgK)，过热蒸汽的平均比定压热容是cp,zr=4.15kJ/(kgK);cp,zrcp,zr表示相同的吸热量扰动引起的过热蒸汽的温度波动幅度小于再热蒸汽的温度波动幅度，因此再热蒸汽容易发生较大幅度的温度波动，比如超温或者温度达不到额定值。 4. 分析液体燃料的燃点与气体燃料的着火温度的区别以及与动力煤挥发分着火温度的关系。分析液体燃料的燃点与气体燃料的着火温度的区别以及与动力煤挥发分着火温度的关系。(1)液体燃料的燃点指油面上的空气与油的蒸汽的混合物遇到明火可以持续燃烧不低于5s的时间对应的温度。 (2)气体燃料的着火温度指气体燃料与空气的混合物遇到明火发生燃烧的温度。 (3)动力煤挥发分的主要成分为可燃气体，属于成分较为复杂的气体燃料，挥发分与空气的混合物遇到明火可以发生燃烧的温度称为挥发分的着火温度。 5. 分析煤粉仓偶尔发生爆炸事故的原因。分析煤粉仓偶尔发生爆炸事故的原因。(1)煤粉仓是一个较大的空间； (2)如果煤粉仓中存放的是挥发分含量较高的煤粉； (3)如果煤粉仓受到了高温作用就会使一部分挥发分释放出来； (4)来自细粉分离器的煤粉与空气相同，如果煤粉舱中的挥发分含量和氧气含量落在爆炸浓度范围内； (5)只要有明火或者局部高温，煤粉仓中的气体燃料与氧气的混合物就会发生连锁反应形成爆燃，即爆炸。 6. 合金的晶体结构分为( )。A.固溶体B.置换固溶体C.金属化合物D.机械混合物参考答案：ACD7. 非合金钢按碳的质量分数可分为( )。A.低碳钢B.中碳钢C.高碳钢D.次碳钢参考答案：ABC8. 查阅相关文献，找出目前使用较多的沸腾强化扩展表面。查阅相关文献，找出目前使用较多的沸腾强化扩展表面。强化沸腾换热的主要途径是构造众多的孔隙，有利于气泡的形成和发展。目前使用较多的沸腾强化扩展表面有金属烧结表面、Thermoexcel-E管、GEWA-T、TUR-BO-B管等(图)。 9. 金属铸锭中其柱状晶粒区的出现主要是因为金属铸锭受垂直于模壁散热方向的影响。( )A.错误B.正确参考答案：B10. 电弧燃烧非常稳定，可焊接很薄的箔材的电弧焊方法是等离子弧焊。( )A、错误B、正确参考答案：B11. 金属工艺学是研究工程上常用材料性能和加工工艺的一门综合性的技术基础课。( )A、错误B、正确参考答案：B12. 煤气理论空气量计算。已知气体燃料的理论空气量 (5-7)计算煤气的理论空气量。煤气理论空气量计算。已知气体燃料的理论空气量(5-7)计算煤气的理论空气量。将煤气成分代入式(5-7)得到各种煤气的理论空气量，将计算结果汇总于下表。 我国部分气体燃料的理论空气量 序号 重油产地 CH4 (%) C2H6(%) C3H8(%) C4H10(%) H2(%) CO(%) CO2(%) 1 气田煤气 97.42 0.94 0.16 0.03 0.08 0 0.52 2 油田煤气 93.18 0 3.25 2.19 0 0 0.83 3 液化石油气 0 50 50 0 0 0 0 4 高炉煤气 0 0.00 0 0 2 27 11 5 发生炉煤气 1.8 0.00 0 0 8.4 30.4 2.2 序号 重油产地 H2S (%) N2(%) O2(%) 高位发热量(kJ/m3) 低位发热量(kJ/m3) Vom3/Nm3(标准状态下) 1 气田煤气 0.03 0.76 0 39600 35600 9.49 2 油田煤气 0 3.84 0 44300 38270 10.33 3 液化石油气 0 0 0 113000 104670 20.24 4 高炉煤气 0 60 0 3718 3678 0.77 5 发生炉煤气 0 56.4 0.2 5950 5650 1.18(1)在气体燃料系列中，低位定压发热量高的气体的理论空气量也比较大。 (2)在本题计算范围内，理论空气量最大的燃料为液化石油气，理论空气量最小的气体燃料为高炉煤气。 13. 原则上，由状态方程和Cpig(T)模型就可以计算所有均相封闭体系热力学性质的变化值。原则上，由状态方程和Cpig(T)模型就可以计算所有均相封闭体系热力学性质的变化值。此题为判断题(对，错)。正确答案：14. 分析煤粉锅炉过量空气系数增加对各受热面吸热量的影响。分析煤粉锅炉过量空气系数增加对各受热面吸热量的影响。(1)只有煤种发热量或者挥发分降低才可能增加过量空气系数。 (2)过量空气系数增加会使煤的理论燃烧温度下降，炉膛烟气温度下降，水冷壁的吸热量降低，锅炉的蒸发量降低。 (3)为了维持锅炉的蒸发量，必须投入更多的燃料和空气，同时也使烟气量大于设计值。烟气量增加，烟道内的通流面积不变，因此烟气的速度增加，从而使烟气侧的对流换热系数1增加。 (4)此时，呈弱对流特性的过热器、再热器的吸热量因为烟气量的增加而增加，因此可能造成过热蒸汽、再热蒸汽温度超过额定值。 (5)省煤器、空气预热器也因为烟气量的增加而增加了吸热量，与此同时排烟温度有所提高。 15. 只要系统经过绝热过程，其熵就不会发生变化。只要系统经过绝热过程，其熵就不会发生变化。此题为判断题(对，错)。正确答案：绝热不可逆过程熵增加16. 浇铸时产生的抬箱跑火现象的原因是浇铸温度低。( )A、错误B、正确参考答案：A17. 非合金钢按主要质量等级可分为( )。A.普通质量非合金钢B.优质非合金钢C.特殊质量非合金钢D.碳素钢参考答案：ABC18. 通常不需要型芯和浇注系统即可获得空心旋转体铸件的铸造方法是( )。A、熔模铸造B、压力铸造C、金属型铸造D、离心铸造参考答案：A19. 从火焰黑度计算公式分析烟气压力对辐射能力的影响。从火焰黑度计算公式分析烟气压力对辐射能力的影响。(1)炉膛辐射热的计算式为 (9-1) 因此，炉膛辐射热与火焰黑度呈正相关关系，即火焰黑度越大，辐射换热量越大。 (2)烟气的火焰黑度为 a=1-e-kps (9-2) 式中：k为烟气的辐射减弱系数；s为有效辐射层厚度。 根据式(9-2)，当烟气压力提高时，火焰黑度也会提高。根据式(9-1)火焰的辐射换热量就会增加。 (3)如果将锅炉制造成增压燃烧锅炉，即提高烟气的压力p，就会增加炉膛内的辐射换热量。因此在容量相同的条件下，增压锅炉的体积会下降，这样会降低锅炉本体的金属消耗量。 20. 简述直流锅炉的负荷升、降过程中的汽温调节方式。简述直流锅炉的负荷升、降过程中的汽温调节方式。(1)升负荷过程：少量增加给水流量，按照对应负荷下的煤水比(煤水比随着负荷的升高而降低)少量增加燃料量和空气量，用减温水量稳定蒸汽温度。重复上述微调过程直到从低负荷过渡到高负荷。 (2)降负荷过程：少量减小给煤量，按照对应负荷下的煤水比(煤水比随着负荷的降低而升高)少量降低给水流量，用减温水量稳定蒸汽温度，重复上述微调过程直到从高负荷降低到低负荷。 21. 分析在炉型、容量相同、汽轮发电机组相同的条件下，燃烧贫煤的锅炉和燃烧烟煤的锅炉，哪一种机组的电厂效率高。分析在炉型、容量相同、汽轮发电机组相同的条件下，燃烧贫煤的锅炉和燃烧烟煤的锅炉，哪一种机组的电厂效率高。燃烧贫煤的锅炉热风温度高，因此省煤器的吸热比例会有所降低，水冷壁中的热水段高度会增加，锅炉的蒸发量会偏小。为了维持锅炉的额定蒸发量，必须多投燃煤，因此燃烧贫煤的锅炉机组与汽轮发电机组组成的火力发电厂效率较低。 燃烧烟煤的锅炉热风温度较低，因此省煤器的吸热比例会有所增加，水冷壁中的热水段高度会降低，锅炉的蒸发量会较大，因此燃烧烟煤的锅炉机组与汽轮发电机组组成的火力发电厂效率较高。 22. 分析设计煤种为烟煤的锅炉改烧贫煤可能发生的故障。分析设计煤种为烟煤的锅炉改烧贫煤可能发生的故障。(1)贫煤的燃尽时间长，这样会有较少的热量释放给水冷壁，锅炉的蒸发量不足。 (2)锅炉的蒸发量不足，过热蒸汽硫量不足，烟气温度偏高可能导致过热蒸汽温度超过额定值。 (3)锅炉的蒸发量不足，再热蒸汽的流量也不足，可能会使再热蒸汽温度超过额定值。 23. 金属材料抵抗永久变形的能力，称为( )。A.硬度B.塑性C.强度参考答案：C24. 铁碳合金状态图中，最大含碳量为5.69%。( )A、错误B、正确参考答案：A25. 分析煤的挥发分含量与锅炉炉膛高度的关系。分析煤的挥发分含量与锅炉炉膛高度的关系。(1)挥发分越低，发热量越低的锅炉，炉膛高度的值越高。 (2)同一种炉型，相同的容量下，炉膛高度从高向低排列的顺序应当是：褐煤、无烟煤、贫煤、烟煤。 26. 分析电站煤粉锅炉水冷壁污染系数的取值方法。分析电站煤粉锅炉水冷壁污染系数的取值方法。(1)无烟煤(飞灰含碳量12%)、贫煤(飞灰含碳量8%)、烟煤与褐煤的污染系数=0.45。 (2)无烟煤(飞灰含碳量12%)、贫煤(飞灰含碳量8%)、污染系数=0.35。 (3)耐火涂料型卫燃带=0.20。 (4)耐火砖型卫燃带=0.10。 污染系数小表示水冷壁的吸热能力降低，燃烧无烟煤、贫煤的锅炉，飞灰含碳量低表示在煤粉颗粒在炉膛内的燃尽度高，理论燃烧温度高，炉膛内的烟气温度高，有更多的飞灰颗粒被融化、粘附在水冷壁表面上，沾污层厚度较大。水冷壁的导热热阻增加，吸热能力降低，因此污染系数较小。 耐火涂料厚度小于耐火砖厚度，因此耐火涂料的导热热阻小于耐火砖的导热热阻，覆盖了耐火涂料的水冷壁的污染系数较大。 27. 铸铁按碳存在形式分白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等。( )A、错误B、正确参考答案：B28. 已知某台1025t/h锅炉BRL工况的低温过热器烟气入口温度为1=646，烟气出口温度为2=451。炉膛烟气量为Vv=7.6已知某台1025t/h锅炉BRL工况的低温过热器烟气入口温度为1=646，烟气出口温度为2=451。炉膛烟气量为Vv=7.6387m3/kg(燃料)(标准状态下)，锅炉的燃料消耗量为B=125.11t/h。炉膛的宽度为a=13.335m，尾部烟道深度dzxs=12.330m，沿着尾部烟道宽度方向片数n=102，尺寸577。试计算低温过热器的平均烟气流速。(1)计算低温过热器所在烟道的烟气流通截面积 F2=(a-nd)dzxs=92.7(m2) (2)计算烟气流量 (3)计算烟气平均流速 (1)本题计算的1025t/h锅炉低温过热器的烟气平均流速为8.61m/s，比转向室烟气速度略有降低，原因低温过热器管子遮挡了一部分烟气流通截面积、烟气温度降低。 (2)随着烟气的流动，漏风量越来越大，烟气的质量流量越来越大，同时烟气温度降低引起的烟气体积流量的降低导致了烟气流速的下降。总体而言，沿着烟气流程，烟气的流速应当越来越低。 29. 已知某台1025t/h锅炉汽包长度L=21.25m，内径dn=1.792m，壁厚=0.145m。汽包内构件质量为汽包筒身质量的8.15%，已知某台1025t/h锅炉汽包长度L=21.25m，内径dn=1.792m，壁厚=0.145m。汽包内构件质量为汽包筒身质量的8.15%，正常水位在汽包几何中心线以下50mm，汽包压力为19.0MPa。汽包的金属质量为Mqb=167674kg，汽包中水的质量为Mw=3915kg，汽包钢材的比热容为0.46kJ/(kgK)。假定汽包压力在运行中突然下降0.5MPa，计算该锅炉汽包的会有多少千克水被蒸发，并对计算结果进行分析与讨论。查饱和水性质表，得到18.5MPa饱和水的焓h2=1753.99kJ/kg，饱和温度t2=359.26，19.0MPa饱和水的焓h1=1776.89kJ/kg，饱和温度t1=361.47。 (1)饱和水闪蒸敢出的热量 Q1=Mw(h1-h2)=287987(kJ) 查饱和水性质表，18.5MPa饱和水的汽化潜热r=2488.41-1753.99=734.42kJ/kg。 假定汽包金属的一半质量参与了降温过程，降温幅度为 t=361.47-359.26=2.21() (2)金属的吸热量 (3)闪蒸的水量 (1)1025t/h锅炉满负荷运行时(BRL)蒸汽压力降低0.5MPa，会使汽包中的水蒸发276.1kg，相当于原始水量的2.20%。 (2)1025t/h锅炉满负荷运行时(BRL)蒸汽压力降低0.5MPa，会引起汽包中的水的蒸发和汽包下半部分温度的下降，因此会使汽包产生热应力，同时会使汽包向上弯曲，因此压力下降的幅度不能太大。 (3)汽包锅炉压力突然降低会引起汽水共腾现象，这会进一步导致虚假水位的出现，因此当锅炉降低负荷需要降低压力时，一次性降低压力的幅度不能太大。 (4)将400、670、1025t/h锅炉的计算结果汇总于下表。由下表可知，随着锅炉容量的增加，汽包质量(Mqb)越来越大；汽包中的水的质量(Ms)越来越大；从正常水位到发生缺水事故所需的时间(tgs)基本上在1min左右；从正常水位到发生满水事故所需的时间(tms)在4678s之间，汽包锅炉对于缺水的敏感性远远高于对满水事故的敏感性。当汽包压力突然降低时(比如汽轮机负荷突然增加时)，随着锅炉容量的增加，饱和水的蒸发(闪蒸)引起的温度降低幅度(t)越来越小，闪蒸引起的水的蒸发量(Msz)越来越大，闪蒸水量占汽包中原有水的质量的百分数(sz)越来越大。 不同容量的汽包锅炉的汽包特性 D(t/h) Mqb(kg) Ms(kg) tqs(s) tms(min) Msz(kg) sz(%) t() 400 48353 7325 66 46 94.1 1.23 3.61 670 95365 12576 68 78 174.2 1.39 2.78 1025 167674 13588 73 73 276.1 2.2 2.21 30. 已知钢球磨煤机的最佳钢球充满系数zj=0.12/(n/nlj)1.75，最佳转速与临界转速之间的关系为nzj/nlj=0.740.8。已知钢球磨煤机的最佳钢球充满系数zj=0.12/(n/nlj)1.75，最佳转速与临界转速之间的关系为nzj/nlj=0.740.8。假定钢球磨煤机工作在最佳转速下，试计算钢球磨煤机的最佳钢球充满系数并对计算结果进行分析与讨论。以0.01为步长，将nzj/nlj=0.740.8代入 得到计算结果汇总于下表。 最佳钢球充满系数与nzj/nlj的关系 nzj/nij zj nzj/nij zj 0.74 0.203 0.78 0.185 0.75 0.199 0.79 0.181 0.76 0.194 0.8 0.177 0.77 0.190 (1)从上表可知，最佳转速与临界转速的比值越高，最佳钢球充满系数越小。 (2)钢球磨煤机的出力越大，简体直径D越大，临界转速越小。临界转速越小，最佳转速与临界转速的比值越高，最佳钢球充满系数越小。因此大型钢球磨煤机的单位容积的钢球装载量会有所下降。 31. 已知某台1025t/h锅炉BRL工况的后屏烟气入口温度为1=1098，烟气出口温度为2=1021。后屏片数n=19，直径548已知某台1025t/h锅炉BRL工况的后屏烟气入口温度为1=1098，烟气出口温度为2=1021。后屏片数n=19，直径548.5炉膛烟气量为7.23381m3/kg(燃料)(标准状态下)，锅炉的燃料消耗量为125.11t/h。炉膛的宽度为a=13.335m；折焰角深入炉膛深度d1=2.80m。折焰角上沿与后墙水冷壁交点标高h2=48.261m，倾斜角度2=35，折焰角下沿与后墙水冷壁交点标高h1=42.163m，倾斜角度1=50，后屏高度hhp=15.5m。试计算后屏的平均烟气流速。(1)计算折焰角垂直段高度 hzyj=48.261-42.162-2.8tan35-2.8tan50=0.802(m) (2)计算后屏出口高度 hhp,2=15.5-hzyj=14.698(m) (3)计算后屏进口截面积 F1=(a-nd)hhp=190.79(m2) (4)计算后屏出口截面积 F2=(a-nd)hhp,2=180.92(m2) (5)计算平均流通截面积 (6)计算烟气流量 (7)计算烟气平均流速 (1)本题计算的1025t/h锅炉后屏的烟气平均流速为6.61m/s。 (2)随着烟气的流动，漏风量越来越大，烟气的质量流量越来越大，同时烟气温度降低引起的烟气体积流量的降低导致了烟气流速的下降。因此，沿着烟气流程，烟气的流速应当越来越低。 32. 钛合金按其使用组织状态的不同可分为( )。A.型钛合金B.型钛合金C.型钛合金D.(+)型钛合金参考答案：ABD33. 地球上具有取之不尽、用之不竭、清洁无污染等优点的能源是( )A.太阳能B.煤炭C.石油D.核能地球上具有取之不尽、用之不竭、清洁无污染等优点的能源是( )A.太阳能B.煤炭C.石油D.核能正确答案：A34. 已知某台1025t/h亚临界压力自然循环锅炉的省煤器布置：51排3管圈，直径6011，BRL工况：再热蒸汽流量Dsm=935t/已知某台1025t/h亚临界压力自然循环锅炉的省煤器布置：51排3管圈，直径6011，BRL工况：再热蒸汽流量Dsm=935t/h，省煤器入口压力19.6MPa，出口压力19.5MPa，给水温度270，出口水温286。计算壁式省煤器的质量流速和入口、出口蒸汽流速。查水特性表，19.6MPa，270，入口水蒸气比体积为v1=0.001272m3/kg。 质量流速 省煤器入口给水流动速度 1=v1=14970.001272=1.904(m/s) 查水蒸气特性表，19.5MPa，286，出口水比体积为v2=0.0013165m3/kg。低温再热器入口蒸汽流动速度 2=v2=14970.00013165=1.971(m/s)(1)省煤器的水的质量流速为1497kg/(m2s)，偏高。 (2)省煤器的水的出口流速与入口流速之比为1.035，基本上为匀速流动。另外流速约为1.9m/s，流速不快，流动阻力不大。 35. 分析水冷壁和尾部烟道的热有效系数的计算精度。分析水冷壁和尾部烟道的热有效系数的计算精度。(1)水冷壁的热有效系数 =火焰和水冷壁间的辐射换热量/火焰的有效辐射热量 水冷壁的热有效系数实际上是炉膛周界的按照面积加权平均的热有效系数的值，由于煤粉炉炉膛烟气温度随着锅炉高度的变化大幅度变化，因此这种计算结果存在误差。 (2)尾部烟道的热有效系数 式中：K、K0分别是受到污染的受热面和清洁受热面的传热系数。 由于尾部烟道各受热面的热力计算过程是相对独立的，因此这样的热有效系数准确性较高。 36. 风力发电机组至少应具备两种不同形式的、能独立有效控制的制动系统。( )此题为判断题(对，错)。参考答案：37. 已知某电厂1025t/h锅炉(300MW机组)燃用的煤种为太原西山贫煤，BRL工况燃煤消耗量为B=125.11t/h。收到基氮元素已知某电厂1025t/h锅炉(300MW机组)燃用的煤种为太原西山贫煤，BRL工况燃煤消耗量为B=125.11t/h。收到基氮元素含量为Nar=1.02%，如果不采取脱硝措施，计算该锅炉每年(运行7000h)的氮氧化物排放量。(1)氮元素氧化后生成的产物主要为NO。燃烧反应方程式 (2)假定煤种所有的氮元素全部转化成NO排放到大气中，则每年运行7000h的NO排放量为 (1)如果不采取脱硫措施，1台1025t/h锅炉燃烧西山贫煤每年排放的NO约为19142t/a。 (2) NO是一种酸性气体，与空气中SO3等气体作用形成酸雨降低农作物的产量、危害人类和动物的健康。因此必须对燃煤电厂产生的NO进行净化处理。 (3)目前国内广泛使用的脱硫技术有：选择性催化还原法；选择性非催化还原法等。 38. 已知某台1025t/h锅炉的省煤器结构如下：尺寸516，横向节距s1=142mm，s2=104mm，计算锅炉省煤器的有效辐射层厚已知某台1025t/h锅炉的省煤器结构如下：尺寸516，横向节距s1=142mm，s2=104mm，计算锅炉省煤器的有效辐射层厚度。判断是否适用于光管管束： 可得 (1)本题计算的1025t/h锅炉省煤器的有效辐射层厚度为0.251m，高温过热器的有效辐射层厚度为0.194m，与高温过热器相比，横向节距降低，导致了有效辐射层厚度的降低，因此，排列越密集的屏，有效辐射层厚度越小。 (2)根据黑度计算公式a=1-exp(-kps)可知，有效辐射层厚度s越小，黑度越小，烟气的辐射能力越低，即受热面从辐射换热为主转化成对流换热为主。 39. 分析自然循环锅炉与控制循环锅炉的关系。分析自然循环锅炉与控制循环锅炉的关系。临界压力以下的锅炉都可以做成自然循环锅炉，超高压以下压力(14MPa)的蒸汽锅炉几乎都是自然循环锅炉。 亚临界压力锅炉的饱和水与饱和水蒸气之间的密度差已经很有限，因此自然循环的推动力相对不足。为了解决这一问题，在下降管中增设锅水循环泵，以推动水冷壁中的工质顺利流动；此外为了使水冷壁中工质的质量流量与炉膛热负荷沿着水平方向的分布一致，将水冷壁沿着水平方向划分成若干管组，每个管组入口处装有孔径不同的节流圈，这样就构成了控制循环锅炉。 自然循环锅炉和控制循环锅炉都是汽包锅炉，在亚临界压力(过热蒸汽压力为17.318.3MPa)下，自然循环锅炉的水动力相对不足，水冷壁管子直径较大，循环倍率也较大；控制循环锅炉水动力足够大，属于强制流动，水循环稳定，水冷壁管子直径较小，循环倍率较低。 40. 在下列三种材料中，( )最适合制造锉刀。A.T8A钢B.T10钢C.T12钢参考答案：C41. 简述正常和非正常火焰传播速度的差别。简述正常和非正常火焰传播速度的差别。正常和非正常火焰传播速度大约为413m/s。爆燃火焰传播速度为10003000m/s，爆燃的同时会引起压力增加到20.67atm以上。42. 分析亚临界及其以下压力的汽包锅炉的水冷壁不采用螺旋管圈的原因。分析亚临界及其以下压力的汽包锅炉的水冷壁不采用螺旋管圈的原因。(1)自然循环汽包锅炉的循环动力有限，螺旋管圈水冷壁的阻力较大，因此不采用螺旋管圈水冷壁。 (2)控制循环汽包锅炉的循环动力较强，但是螺旋管圈水冷壁的结构复杂，制造、安装难度较大，采用垂直水冷壁管屏也能满足锅炉蒸发水蒸气的要求，因此不采用螺旋管圈水冷壁。 43. 简述回转式空气预热器发生热变形的原因。简述回转式空气预热器发生热变形的原因。回转式空气预热器热烟气从上向下流动，冷空气从下向上流动。因此热态运行的空气预热器必然会发生上端膨胀量大于下端的现象，这就是回转式空气预热器的热变形。44. 简述炉膛设置折焰角的作用。简述炉膛设置折焰角的作用。使火焰充满度更好；使烟气的转弯过程更加流畅。所以塔式、半塔式锅炉炉膛就没有设置折焰角。45. 炉膛出口处的过量空气系数，对于烟煤，1=1.1；对于贫煤，=1.15；对于褐煤，=1.25;洗中煤，=1.28;对于无炉膛出口处的过量空气系数，对于烟煤，1=1.1；对于贫煤，=1.15；对于褐煤，=1.25;洗中煤，=1.28;对于无烟煤，1=1.30。空气预热器烟气出口处的过量空气系数在1基础上增加0.25。假设，煤粉炉飞灰占灰分的质量份额afh=0.92，根据国内主要动力煤煤粉锅炉空气预热器烟气出口水露点计算结果表的数据计算贫煤燃烧在空气预热器出口处的飞灰浓度(每千克烟气中飞灰的质量)。将国内主要动力煤煤粉锅炉空气预热器烟气出口水露点计算结果表的数据带入上式，得到下表。其中下标L表示炉膛，py表示空气预热器出口，上标”表示炉膛出口。 贫煤燃烧在炉膛和空气预热器出口处的飞灰浓度序号煤种Aar(%)Vo(m3/kg)afhLuL(kg/kg)apyupy(kg/kg)1西山贫煤19.76.7090.9211 20.016 021.450.013422淄博贫煤22.66.6160.921.20.018661.450.015633芙蓉贫煤22.86.2120.921.20.019961.450.01673(1)就贫烟煤而言，无论是炉膛出口还是空气与热气出口，灰分含量越高，烟气中的飞灰浓度越大。 (2)根据上式，随着烟气的流动和漏风，烟气中飞灰浓度应当越来越低。上表的计算结果证明空气预热器处的飞灰浓度低于炉膛出口处的飞灰浓度。46. 已知某电厂亚临界压力1025t/h锅炉燃用西山贫煤，BMCR燃煤消耗量B=135.72t/h，排烟烟气量Vy=7.9569m3/kg(标准已知某电厂亚临界压力1025t/h锅炉燃用西山贫煤，BMCR燃煤消耗量B=135.72t/h，排烟烟气量Vy=7.9569m3/kg(标准状态下)，烟囱出口烟气温度为yc=130，烟气速度为y=2734m/s(见下表)。计算烟囱出口的烟气速度并确定烟囱高度H。烟囱高度与烟气速度H(m)150180210240y(m/s)27303234(1)计算烟从出口处的实际烟气量 (2)计算烟囱高度。假定，烟气速度分别取27、30、32、34m/s，则烟囱出口面积，对应的烟囱高度分别是150、180、210、240m。 (3)计算烟囱出口内径。假定，烟气速度分别取27、30、32、34m/s，则烟囱出口内径为 (1)烟囱高度越高，烟囱出口烟气速度越高。 (2)烟囱高度越高，烟囱出口内径越小。 (3)在人口稠密的城市附近或者内地，烟囱高度尽可能取上限，在人口稀少的地区或者沿海地区烟囱高度尽可能取下限。 47. 分析低NOx燃烧技术与烟气中CO含量的关系。分析低NOx燃烧技术与烟气中CO含量的关系。(1)低NOx燃烧技术就是在主燃烧区域形成弱还原性气氛的缺氧燃烧。 (2)由于缺氧燃烧，必然增加了挥发分的热解和焦炭燃烧过程中形成的CO气体含量。 (3)烟气中的CO是一种可以燃烧的气体燃料，如果烟气中的CO浓度偏高，就会形成较多的化学不完全燃烧损失，降低燃烧效率，锅炉效率和火力发电厂净效率。 (4)对固态排渣煤粉炉，低NOx燃烧技术会造成烟气中CO度的提高；对液态排渣煤粉炉，由于炉膛温度较高，低NOx燃烧技术造成烟气中CO浓度的提高幅度较小。 48. 已知设计煤种Qar,net=25000kJ/kg，Vdaf=38.0%，锅炉燃料消耗量B=329.6t/h，炉膛容积VL=38871m3。计算外高桥电厂已知设计煤种Qar,net=25000kJ/kg，Vdaf=38.0%，锅炉燃料消耗量B=329.6t/h，炉膛容积VL=38871m3。计算外高桥电厂1000MW(2955t/h)锅炉的容积热负荷并对计算结果进行分析与讨论。炉膛的容积热负荷 (1)燃烧烟煤的固态排渣煤粉炉的容积热负荷推荐值为140200kW/m3，大容量锅炉可以选的小一些。 (2)外高桥电厂1000MW(2955t/h)锅炉设计煤种的容积热负荷qV=88.0kW/m3，比推荐值下限低37.17%，说明炉膛容积偏大。炉膛中的受热面(主要是水冷壁)面积偏多。临界压力以下锅炉水冷壁中工质的温度基本上是常数，超临界锅炉水冷壁中工质的温度在从省煤器出口水温升高到汽水分离器温度，因此实际的水冷壁面积偏大幅度可能比本题计算结果小。 49. 低NOx燃烧技术中，SOFA喷嘴的布置导致了炉膛高度大大增加。分析这种炉膛结构对锅炉主蒸汽和再热蒸汽温度的影低NOx燃烧技术中，SOFA喷嘴的布置导致了炉膛高度大大增加。分析这种炉膛结构对锅炉主蒸汽和再热蒸汽温度的影响。(1)炉膛高度的增加导致了水冷壁面积的增加。 (2)水冷壁面积的增加导致了水冷壁蒸发量的增加，即燃料的热量有较多的比例释放在水冷壁一侧。 (3)因此炉膛高度的增加可能导致主蒸汽、再热蒸汽温度达不到额定值。 (4)不能为了追求烟气中NOx浓度的尽可能低值导致锅炉性能参数达不到额定值。 (5)另外，固态排渣锅炉的炉膛温度较低，低NOx燃烧技术要求主燃区过量空气系数小于1.0，燃烧不完全引起的气体和固体不完全燃烧损失q3、q4会有所增加。 考察NOx燃烧技术的优劣，要从火力发电厂总体经济性方面衡量，不能片面追求单一指标。 50. 实际金属的晶体结构不仅是多晶体，而且还存在着多种缺陷。( )A.错误B.正确参考答案：B51. 简述煤粉炉气体不完全燃烧损失可以忽略的原因。简述煤粉炉气体不完全燃烧损失可以忽略的原因。煤粉炉产生的可燃气体主要是CO。煤粉颗粒的燃尽时间为1.82.5s，CO燃尽时间大约为0.001s，因此正常燃烧的煤粉锅炉的气体不完全燃烧损失可以忽略不计。52. 焊接时在被焊工件的结合处产生( )，使两分离的工件连为一体。A、机械力B、原子间结合力C、粘结力D、A、B和C参考答案：B53. 同素异构转变是一个相变过程，有恒定的转变温度，发生晶格类型变化。( )A.错误B.正确参考答案：B54. 假设过量空气系数，渣油的过量空气系数=1.05。计算燃料油的空燃比。假设过量空气系数，渣油的过量空气系数=1.05。计算燃料油的空燃比。已知理论空气量，则理论空燃比 S0=1.293Vokg/kg (5-14) 设过量空气系数为，则锅炉燃烧过程中的实际空燃比 S=1.293Vokg/kg (5-15) 将已知条件以及表我国部分重油的理论空气量表的数据代入式(5-14)和式(5-15)得到下表。 国内部分燃料油的理论与实际空燃比 序号 重油产地 Qar,net (kJ/kg) Vom3/kg(标准状态下) S0(kg/kg) S(kg/kg) 1 抚顺石油一厂燃料油 40500 10.65 13.77 1.05 14.46 2 独子炼油厂燃料油 38686 10.17 13.16 1.05 13.81 3 页岩渣油No.2 44744 11.77 15.22 1.05 15.98(1)燃料油、页岩渣油的理论空燃比大约在13.1615.22左右，接近于重油的理论空燃比。 (2)燃料油、页岩渣油的实际空燃比大约在13.8115.98之间，接近于重油的实际空燃比，比煤的实际空燃比(5.7610.25)大。 55. 纯金属的结晶过程是一个恒温过程。( )A.错误B.正确参考答案：B56. 铁碳合金相图上的共析线是( )。A.ECF线B.ACD线C.PSK线参考答案：C57. 已知某台1025t/h锅炉BRL工况的省煤器烟气入口温度为11=451，烟气出口温度为2=397，炉膛烟气量为Vy=7.7544已知某台1025t/h锅炉BRL工况的省煤器烟气入口温度为11=451，烟气出口温度为2=397，炉膛烟气量为Vy=7.7544m3/kg(燃料)(标准状态下)，锅炉的燃料消耗量为B=125.11t/h。炉膛的宽度为a=13.335m；尾部烟道深度dzxs=12.330m，沿着尾部烟道宽度方向片数n=92，尺寸516；试计算省煤器的平均烟气流速。(1)计算省煤器所在烟道的烟气流通截面积 F2=(a-nd)dzxs=106.6(m2) (2)计算烟气流量 (3)计算烟气平均流速 (1)本题计算的1025t/h锅炉省煤器的烟气平均流速为6.46m/s，比低温过热器烟气速度有较大幅度的降低，原因是省煤器管子沿着宽度方向的片数遮减少，烟气通截面积增加、烟气温度降低。 (2)随着烟气的流动，漏风量越来越大，烟气的质量流量越来越大，同时烟气温度降低引起的烟气体积流量的降低导致了烟气流速的下降。总体而言，沿着烟气流程，烟气的流速应当越来越低。 58. 洛氏硬度按选用的总试验力及压头类型的不同，常用标尺有( )。A.AB.BC.CD.D参考答案：ABC59. 钢中碳的质量分数越高，其淬火加热温度越高。( )A.错误B.正确参考答案：A60. 已知某台1025t/h锅炉汽包长度L=21.25m，内径dn=1.792m，壁厚=0.145m。汽包内构件重量为汽包筒身重量的=8.15%已知某台1025t/h锅炉汽包长度L=21.25m，内径dn=1.792m，壁厚=0.145m。汽包内构件重量为汽包筒身重量的=8.15%。计算该锅炉汽包的质量并对计算结果进行分析与讨论。假设钢的密度为=7855.0kg/m3。 (1)直段筒身质量 (2)两个封头的质量。将封头简化为平面堵板，封头的厚度为筒身厚度。 (3)筒身总质量 M3=M1+M2=155.038103(kg) (4)汽包内构件质量 M4=8.15%M3=12.636103(kg) (5)汽包总质量 Mqb=M3+M4=167.674103(kg)(1)本题计算的1025t/h锅炉的汽包质量约为167.674t。 (2)汽包是汽包锅炉中壁厚最大的元件，锅炉负荷变化时，由于水温的变化容易产生较大的热应力。对于300MW量级的汽包锅炉，汽包厚度增加到145mm左右，热应力会更大，因此要严格控制1025t/h汽包锅炉的启动、停炉速度。