22春东北大学《金属学与热处理基础》在线作业一答案参考5

22春东北大学金属学与热处理基础在线作业一答案参考1. 分析煤粉锅炉燃烧器底NOx燃烧技术与高温腐蚀的关系。分析煤粉锅炉燃烧器底NOx燃烧技术与高温腐蚀的关系。(1)低NOx燃烧技术的原理是，挥发分析出阶段进行缺氧燃烧降低NOx生成量。 (2)低氧燃烧会形成燃烧器下游区域(四角切圆布置的直流燃烧器烟气流动下游，旋流燃烧器的主燃烧区域)的还原性气氛加快结渣、高温腐蚀的速度。 (3)在电力生产实践中，一些电厂为了追求低NOx排放的指标忽视了高温腐蚀对水冷壁安全运行带来的技术隐患，可能会增加水冷壁的爆管频率，乃至影响电厂的整体运行水平。 2. 已知条件列于下表中，计算某重油锅炉的炭黑粒子辐射减弱系数并对计算结果进行分析与讨论。 某燃烧重油的锅炉已知条件列于下表中，计算某重油锅炉的炭黑粒子辐射减弱系数并对计算结果进行分析与讨论。某燃烧重油的锅炉的已知条件受热面()T(K)Car(%)Har(%)炉膛、大屏、壁式再热器1.021097137086.8211.16后 屏1.0251021129486.8211.16中温再热器1.03893116686.8211.16后水引出管1.04886115986.8211.16高温再热器1.05811108486.8211.16悬吊管1.06734100786.8211.16低温过热器垂直段1.0770097386.8211.16辖向室1.07565692986.8211.16低温过热器水平段1.0845472786.8211.16省煤器1.0940167486.8211.16空气预热器1.114041386.8211.16碳黑粒子的辐射减弱系数 将已知条件代入上式得到下表。 燃油锅炉碳黑粒子的辐射减弱系数计算结果 受热面 () T(K) Car(%) Har(%) kc1/(mMPa) 炉膛、大屏、壁式再热器 1.02 1097 1370 86.82 11.16 3.870 后 屏 1.025 1021 1294 86.82 11.16 3.573 中温再热器 1.03 893 1166 86.82 11.16 3.092 后水引出管 1.04 886 1159 86.82 11.16 3.035 高温再热器 1.05 811 1084 86.82 11.16 2.737 悬吊管 1.06 734 1007 86.82 11.16 2.438 低温过热器垂直段 1.07 700 973 86.82 11.16 2.294 转向室 1.075 656 929 86.82 11.16 2.129 低温过热器水平段 1.08 454 727 86.82 11.16 1.424 省煤器 1.09 401 674 86.82 11.16 1.228 空气预热器 1.1 140 413 86.82 11.16 0.338(1)随着烟气的流动，碳黑粒子的辐射减弱系数越来越低，烟气的辐射能力越来越弱。 (2)水冷壁、分隔屏、壁式再热器的烟气黑度很大为辐射式受热面，后屏、中温再热器、悬吊管、低温过热器垂直段、转向室、低温过热器水平段的烟气黑度较低，为半辐射式受热面。省煤器、空气预热器的烟气黑度很低，而且烟气温度与受热面温度之差较小，是对流式受热面。 3. 分析影响固体不完全燃烧损失的因素以及对锅炉效率的影响。分析影响固体不完全燃烧损失的因素以及对锅炉效率的影响。影响固体不完全燃烧损失的因素有以下几点。 (1)过量空气系数。过量空气系数太大，炉膛温度偏低，燃烧不完全；过量空气系数太小，炉膛氧气浓度偏低，燃烧不完全。 (2)煤的挥发分降低、发热量降低，固体不完全燃烧损失越大。 (3)锅炉负荷率。锅炉负荷率越高，炉膛温度越高，煤的燃尽度越高。燃烧效率越高，固体不完全燃烧损失越小。 (4)煤的灰熔点越低，煤粉燃烧中形成结渣的可能性越大。结渣中含有的固体碳元素越多，燃烧效率越低，固体不完全燃烧损失越大。 (5)煤粉细度。煤粉平均颗粒粒径越大，燃尽所需要的时间越长，固体不完全燃烧损失越大。 (6)排渣方式。在锅炉容量相同的条件下，固态排渣炉的固体不完全燃烧损失大于液态排渣煤粉锅炉。 (7)燃烧方式。层燃锅炉的固体不完全燃烧损失大于循环流化床锅炉，循环流化床锅炉的固体不完全燃烧损失大于煤粉锅炉。 (8)配风方式。分级配风可能造成不完全燃烧，增加固体不完全燃烧损失，降低锅炉效率。 (9)煤粉分配均匀性。如果某一台旋流燃烧器或者某一个角的直流燃烧器的煤粉流量偏大，也会造成不完全燃烧，增加固体不完全燃烧损失，降低锅炉效率。 4. 焊接按焊接的过程特点可分为哪几类?( )A、熔焊B、高压焊C、压焊D、钎焊参考答案：ACD5. 已知某电厂1025t/h锅炉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，Aar=27.28%，飞灰质量份额已知某电厂1025t/h锅炉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，Aar=27.28%，飞灰质量份额afh=0.95，底渣质量份额为adz=1-afh=0.05。计算该电厂一台1025t/h锅炉每小时和每年(运行7000h)排放的飞灰和底渣的质量。(1)计算每小时排放的飞灰质量 (2)计算7000h排放的飞灰质量 mfhs=7000Mfh=700032.4=226965(t/a) (3)计算每小时排放的底渣质量 (4)计算7000h排放的底渣质量 mdza=7000Mdza=70001.71=11946(t/a)(1)1台1025t/h锅炉运行1h排放的飞灰量为32.4t/h，运行7000h排放的飞灰量为226965t/a，这是一个数量很大的固体废弃物排放量，必须加以妥善处理。目前主要的用途是制作免烧砖、低标号水泥等。 (2)1台1025t/h锅炉运行1h排放的底渣量为1.71t/h，运行7000h排放的飞灰量为11946t/a，这是一个数量很大的固体废弃物排放量，必须加以妥善处理。目前主要的用途是制作免烧砖或者其他建材等。 6. 铁碳合金相图上的PSK线，用代号( )表示。A.A1B.AcmC.A3参考答案：A7. 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：8. 在下列三种钢中，( )钢的硬度最高。A.T10钢B.20钢C.65钢参考答案：A9. 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。 10. 高分子材料，陶瓷材料的工艺路线较简单，而金属材料的工艺路线较复杂，但适应性能很好，常用的加工方法有铸造、压力加工、焊接、切削加工等。( )A、错误B、正确参考答案：B11. 我国建设风电场时，一般要求在当地连续测风( )以上。A、3个月;B、6个月;C、3年;D、1年。参考答案：D12. 洛氏硬度值是根据压头压入被测材料的残余压痕深度增量来确定的。( )A.错误B.正确参考答案：B13. 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。 14. 合金钢淬火时一般选用的冷却介质为( )A、水B、油C、盐水D、石灰水参考答案：B15. 按焊缝在空间所处的位置不同，有( )之分。A、平焊B、立焊C、仰焊D、横焊参考答案：ABCD16. 链式反应名词解释链式反应名词解释答案：事件结果包含有事件发生条件的反应称为链式反应(Chain nReac-tion)。单事件链式反应(如铀核裂变)，多事件链式反应(如化学中的多催化反应，经济学中的金融危机)。一般地，链式反应指核物理中，核反应产物之一又引起同类核反应继续发生、并逐代延续进行下去的过程。17. 简述给水温度与锅炉压力的关系。简述给水温度与锅炉压力的关系。火力发电厂采用的蒸汽动力循环包括抽汽回热循环，随着锅炉主蒸汽和再热蒸汽压力的提高，抽汽压力也相应提高，因此给水温度随着锅炉压力的提高而提高。 常见的给水温度：中压锅炉，170；高压锅炉，215；超高压锅炉，240；亚临界压锅炉，280。 18. 分析直流锅炉汽温调节方法。分析直流锅炉汽温调节方法。(1)调节给煤量。B/G增加，主蒸汽汽温升高。B/G降低，主蒸汽汽温降低。 (2)调节减温水流量。微调主蒸汽温度。 (3)调节燃烧器喷嘴摆动角度。当低温再热器为壁式再热器时，调节再热蒸汽温度，少数情况下，也有用燃烧器喷嘴角调节高温再热器吸热量进而调节再热蒸汽温度的直流锅炉，但这种锅炉对煤种特性参数的变化适应性差。 (4)调节低温再热器主烟道挡板开度。当低温再热器布置在尾部烟道时，调节再热蒸汽温度。 19. 简述自然循环锅炉容易发生传热恶化的原因。简述自然循环锅炉容易发生传热恶化的原因。水蒸气的比热容比较小，水的比热容比较大，所以在热负荷比较强的区域或者循环比较弱的区域容易发生传热恶化。热负荷比较强的区域容易发生和台沸腾向膜态沸腾转化的传热恶化，即第一类传热恶化；在水循环比较弱的区域可能发生第一类传热恶化，也可能发生柱状流向雾状流转化的传热恶化，即第二类传热恶化。20. 常见碳素钢按含碳量分为以下哪几类?( )A、高碳钢B、中碳钢C、低碳钢D、超低碳钢参考答案：ABC21. 简述超临界锅炉调节再热蒸汽温度的措施。简述超临界锅炉调节再热蒸汽温度的措施。(1)调解煤水比m。煤水比增加，再热蒸汽温度升高；降低煤水比，再热蒸汽温度降低。 (2)摆动燃烧器喷嘴。燃烧器喷嘴向上摆动，再热蒸汽温度升高；燃烧器喷嘴向下摆动，再热蒸汽温度降低。如果低温再热器是壁式再热器，调温效果比较明显；如果低温再热器布置在尾部烟道，再热蒸汽温度调节效果不明显。 (3)调整卫燃带。燃烧器区域增设卫燃带可以稳定燃烧，同时降低水冷壁的吸热比例，提高再热器的吸热比例。降低水冷壁的吸热比例，锅炉的蒸汽流量降低；提高再热器的吸热比例，再热蒸汽温度提高。燃烧器区域区去掉一部分卫燃带可以提高水冷壁的吸热比例，降低再热器的吸热比例。提高水冷壁的吸热比例，锅炉的蒸汽流量增加；降低再热器的吸热比例，再热蒸汽温度降低。 (4)调解尾部烟道烟气挡板开度。增加低温再热器侧烟气挡板开度，流过低温再热器的烟气流量增加，低温再热器的吸热比例提高，再热蒸汽温度提高。减小低温再热器侧烟气挡板开度，流过低温再热器的烟气流量降低，低温再热器的吸热比例降低，再热蒸汽温度降低。 22. 分析燃烧煤需要的实际烟气量煤的发热量与元素分析和工业分析成分之间的换算关系。分析燃烧煤需要的实际烟气量煤的发热量与元素分析和工业分析成分之间的换算关系。由式 Vy=Vy0+1.0161(-1)Vom3/kg(标准状态下) 由上式可见： (1)煤的发热量越高，理论空气量越大，实际烟气量越大。 (2)煤的挥发分含量越低，理论烟气量越大，实际烟气量越大。 (3)煤的挥发分含量越低，过量空气系数越大，实际烟气量越大。 23. 简述对数平均温压和算术平均温压的关系。简述对数平均温压和算术平均温压的关系。当大温差与小温差之比大于0.92时，对数平均温压可以简化为算术平均温压。24. 已知某电厂300MW汽轮机的凝汽器蒸汽流量为542t/h，冷却1kg蒸汽需要50kg冷却水。计算该汽轮机每年(运行7000h)已知某电厂300MW汽轮机的凝汽器蒸汽流量为542t/h，冷却1kg蒸汽需要50kg冷却水。计算该汽轮机每年(运行7000h)的冷却水量。(1)计算每年的凝结水流量 mnjs=7000542=3794000(t/a) (2)该300MW汽轮机组每年运行7000h需要的冷却水量 mlqs=50Mnjs=1.879108(t/a)(1)1台300MW汽轮机每年运行7000h需要的冷却水量约为1.8亿t。 (2)根据计算结果，建设燃煤电站的厂址选择应当考虑有足够的冷却水源。比如容量较大的湖、海以及径流量较大的江、河等。 25. 比较水冷壁、高温过热器、低温过热器的传热温差和受热面的大小。比较水冷壁、高温过热器、低温过热器的传热温差和受热面的大小。(1)逆流布置的受热面传热温差最大，受热面积最小，结构最紧凑。 (2)水冷壁为顺流布置的受热面，而且对于临界压力以下的锅炉，工质侧的温度不发生变化，传热温差较小。水冷壁的传热以辐射换热为主，因此水冷壁的温差总体上讲还比较大，结构比较紧凑。 (3)高温过热器为顺流布置的对流受热面，传热温差达到最小值，受热面积达到最大值。 (4)低温过热器为逆流布置的受热面，传热温差达到最大值，受热面积达到最小值。