承压类特种设备基本知识锅炉［ppt课件］

单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 *1 承 压 类 特 种 设 备 基 本 知 识 锅炉 省特检院科研中心 目 录 n1、锅炉基本知识 n2、压力容器基本知识 n3、压力管道基本知识 省特检院科研中心 省特检院科研中心 1、锅炉基本知识 n1.1概述 n1.1.1锅炉的定义及用途 n一、锅炉的定义 n锅炉是利用燃料或其它能源的热能，把工质加热到一定参 数（温度、压力）的热能转换设备。 n锅炉是供热之源。锅炉及锅炉房设备的任务，在于安全、 可靠、经济有效地将燃料的化学能转化为热能，进而将热 能传递给水，以产生热水或蒸汽；或将燃料的化学能传递 给其他工质，如导热油等，以产生其他高温的工质，如高 温导热油。 省特检院科研中心 1.1.1锅炉的定义及用途 n特种设备安全监察条例定义： n锅炉，是指利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的 液体加热到一定的参数，并承载一定压力的密闭设备。其 范围规定为容积大于或者等于30L的承压蒸汽锅炉；出口 水压大于或者等于0.1MPa(表压)，且额定功率大于或者等 于0.1MW的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。 省特检院科研中心 省特检院科研中心 省特检院科研中心 1.1.2锅炉的特点 锅炉房墙倒房塌 锅炉“飞”来落在居民楼前 n n 20072007年年1111月月1010日凌晨日凌晨3 3时时4040分，漯河市召陵区双汇路西段一家分，漯河市召陵区双汇路西段一家 浴池的蒸汽锅炉发生爆炸，自重浴池的蒸汽锅炉发生爆炸，自重3.53.5吨的锅炉腾空而起，在飞吨的锅炉腾空而起，在飞 越越4 4幢幢2020米高的家属楼后，砸在百米外的解放路一居民小区的米高的家属楼后，砸在百米外的解放路一居民小区的 院子内，幸未造成居民伤亡。院子内，幸未造成居民伤亡。 省特检院科研中心 1.1.2锅炉的特点 n n 20072007年月日日本东京涩谷区一温泉水疗馆日下午年月日日本东京涩谷区一温泉水疗馆日下午 发生爆炸，造成一名年轻女子死亡，人受伤。发生爆炸，造成一名年轻女子死亡，人受伤。 省特检院科研中心 1.1.2锅炉的特点 n1993年3月10日，浙江省宁波市北仑港发电厂一号机组发 生一起特大锅炉炉膛爆炸事故（按电业生产事故调查规 程界定），造成死亡23人，重伤 8人，伤16人，直接经 济损失778万元。该机组停运132天，少发电近14亿度。 一 、事故经过 1993年3月10日14时07分24秒，北仑港发电厂1 号机组锅炉发生特大炉膛爆炸事故，人员伤亡严重，死23 人，伤24人（重伤8人）。 n 北仑港发电厂1号锅炉是美国ABBCE公司（美国燃烧工 程公司）生产的亚临界一次再热强制循环汽包锅炉，额定 主蒸汽压力17.3兆帕，主蒸汽温度540度，再热蒸汽温度 540度，主蒸汽流量2008吨时。 省特检院科研中心 1.1.2锅炉的特点 n2、锅炉的受压元件较一般压力容器的工作条件更为恶劣 ，经常受到水、蒸汽、烟气以及空气中各种有害杂质的侵 蚀，而且长期受到烟气的冲刷，高温下钢材腐蚀、磨损、 变形加剧。如果管理不当，还会出现过烧、裂纹、苛性脆 化等缺陷。 n3、有些锅炉在设计、制造、运输和安装时，就存在先天 性隐患，一旦投入使用，就会发生问题，因此应按照热 水锅炉安全技术监察规程和蒸汽锅炉安全技术监察规 程的规定对锅炉进行严格的监督。 n锅炉的设计应送锅炉压力容器安全监察机构审查，并经批 准。设计锅炉的单位，应对锅炉的设计安全性能负责，锅 炉的受压元件应按有关规定进行强度计算。 省特检院科研中心 1.1.2锅炉的特点 n4、制造锅炉的单位必须取得制造资格许可证，必须按有 关的标准和规定，严格执行原材料检验、工艺管理制度和 产品质量检验制度，保证产品质量。产品质量不合格或安 金阀、水位表、压力表、排污阀不齐全的产品不准出厂。 锅炉出厂应有质量合格证明书。安装锅炉的单位应由专业 安装单位施工，专业安装单位应经省、市级劳动部门审查 批准。 n5、安装锅炉的单位应严格按有关施工及验收技术规范进 行施工，安装单位和使用单位应共同对锅炉的安装质量进 行分段验收和总体验收，水压试验和总体验收时，应有当 地主管部门参加。 n6、日常管理至关重要。启动 、运行、停炉。 省特检院科研中心 1.1.3锅炉主要参数 n1.1.3锅炉主要参数 n锅炉的主要参数 , 包括锅炉产生热能的数量和质量两个方 面的指标。如蒸汽锅炉的主要参数是生产蒸汽的数量和蒸 汽的压力、温度 , 热水锅炉的主要参数是热水的流量和热 水的压力、温度。 n一、锅炉出力。 蒸汽锅炉的出力是指每小时所产生的蒸汽数量 , 也称 为锅炉的蒸发量 , 用以表示其产汽的能力。蒸发量又称为 容量 , 用符号 D 来表示 , 常用的单位是 “t/h“ 。 新锅炉出厂时 , 铭牌上所标示的蒸发量 , 指的是这台 锅炉的额定蒸发量。所谓额定蒸发量 , 是指锅炉燃用设计 的燃 料品种 , 并在设计参数下运行 , 即在规定的压力、温 度和一 定的热效率下 , 长期连续运行时每小时所产生的蒸 汽量。 省特检院科研中心 1.1.3锅炉主要参数 n热水锅炉的出力是指锅炉在确保安全的前提下长期连续运 行 , 每小时输出热水的有效供热量 , 称为锅炉的额定供热 量。热水锅炉的额定供热量用热功率表示 , 其单位为 “MW“ 。 二、锅炉压力：对蒸汽锅炉，指在额定工况下，过热器、再 热器出口处的过热蒸汽压力。如没有过热器、再热器，即 指锅炉出口处的饱和蒸汽压力。单位Mpa或工程大气压（ at）。1Mpa=10.210工程大气压。 锅炉铭牌上标示的压力是锅炉设计压力，又称额定工作压 力 三、温度：对蒸汽锅炉，过热器、再热器出口处（或）的过 热蒸汽的温度。如没有过热器、再热器、即指锅炉出口处 的饱和蒸汽温度。单位（0C） （4）给水温度 省煤器的进水温度。单位（0C）。 省特检院科研中心 1.1.3锅炉主要参数 n1.1.4锅炉发展史 n18世纪上半叶，英国煤矿使用的蒸汽机，所用的蒸汽压力 等于大气压力。 n18世纪后半叶改用高于大气压力的蒸汽。 n19世纪，常用的蒸汽压力提高到 0.8兆帕左右。与此相适 应，最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳 ，后来改用卧式锅壳，在锅壳下方砖砌炉体中烧火。 省特检院科研中心 1.1.4锅炉发展史 省特检院科研中心 1.1.4锅炉发展史 n随着锅炉越做越大，为了增加受热面积，在锅壳中加装火筒 ，在火筒前端烧火，烟气从火筒后面出来，通过砖砌的烟道 排向烟囱并对锅壳的外部加热，称为火筒锅炉。开始只装一 只火筒，称为单火筒锅炉或康尼许锅炉；后来加到两个火筒 ，称为双火筒锅炉或兰开夏锅炉 。 省特检院科研中心 1.1.4锅炉发展史 省特检院科研中心 1.1.4锅炉发展史 n1830年左右，在掌握了优质钢管的生产和胀管技术之后出 现了火管锅炉。一些火管装在锅壳中，构成锅炉的主要受 热面，火（烟气）在管内流过。在锅壳的存水线以下装上 尽量多的火管，称为卧式外燃回火管锅炉。 n n 火筒锅炉和火管锅炉合称火筒锅炉和火管锅炉合称锅壳锅炉锅壳锅炉。火筒锅炉已趋淘汰，而。火筒锅炉已趋淘汰，而 火管锅炉则仍在应用。火管锅炉则仍在应用。 省特检院科研中心 省特检院科研中心 Boiler explosion 1850 省特检院科研中心 1.1.4锅炉发展史 n19世纪中叶，出现了水管 锅炉。锅炉受热面是锅壳 外的水管，取代了锅壳本 身和锅壳内的火筒、火管 。锅炉的受热面积和蒸汽 压力的增加不再受到锅壳 直径的限制，有利于提高 锅炉蒸发量和蒸汽压力。 这种锅炉中的圆筒形锅壳 遂改名为锅筒，或称为汽 包。初期的水管锅炉只用 直水管，其发展见图2。直 水管锅炉压力和容量都受 到限制。 省特检院科研中心 n20世纪初期，汽轮机开始 发展，它要求配以容量和 蒸汽参数较高的锅炉。直 水管锅炉已不能满足要求 。随着制造工艺和水处理 技术的发展，出现了弯水 管式锅炉（图3）。开始是 采用多锅筒式。随着水冷 壁、过热器和省煤器的应 用和锅筒内部汽水分离元 件的改进，锅筒数目逐渐 减少，既节约了金属，又 有利于提高锅炉的压力、 温度、容量和效率。 省特检院科研中心 n以前的火筒锅炉、火管 锅炉和水管锅炉都属于 自然循环锅炉(图4), 水汽 在上升、下降管路中因 受热情况不同造成密度 差而产生自然流动。在 发展自然循环锅炉的同 时，从30年代开始应用 直流锅炉。40年代开始 应用辅助循环锅炉。 省特检院科研中心 n辅助循环锅炉又称 强制循环锅炉(图5), 它是在自然循环锅 炉的基础上发展起 来的。在下降管系 统内加装循环泵， 以加强蒸发受热面 的水循环。 省特检院科研中心 n直流锅炉（图6）中 没有锅筒,给水由给 水泵送入省煤器， 经水冷壁和过热器 等蒸发受热面变成 过热蒸汽送往汽轮 机，各部分流动阻 力全由给水泵来克 服。 省特检院科研中心 n锅炉的发展 在锅炉的发展过程中，燃料种类对炉膛和燃 烧设备有很大的影响。因此，不但要求发展各种炉型来适 应不同燃料的燃烧特点，而且还要提高燃烧效率以节约能 源。此外，炉膛和燃烧设备的技术改进还要求尽量减少锅 炉排烟中的污染物（硫氧化物和氮氧化物）。 n早年的锅壳锅炉采用固定炉排，多燃用优质煤和木柴，加 煤和除渣均用手工操作。 n直水管锅炉出现后开始采用机械化炉排，其中链条炉排得 到了广泛的应用。 n后出现了抛煤机。抛煤机可以配在固定火床上，也可以配 在链条炉排上而成为抛煤机链条炉排。 n20年代开始使用室燃炉，室燃炉燃烧煤粉和油。煤由磨煤 机磨成煤粉后用燃烧器喷入炉膛燃烧，发电机组的容量遂 不再受燃烧设备的限制。 省特检院科研中心 1、锅炉基本知识 n1.2锅炉的分类及型号 n锅炉型号及表示 nGB/T1626-92工业锅炉产品型号编制方法规定：工 业锅炉产品型号由三部分组成，各部分之间用短横线相 连。 - / - - / - 设计次序设计次序 燃料种类代号燃料种类代号 过热蒸汽温度或出水过热蒸汽温度或出水/ /进水温度进水温度 额定蒸发量额定蒸发量 额定热功率额定热功率 工作压力工作压力 燃烧设备代号燃烧设备代号 锅炉总体型式代号锅炉总体型式代号 第一部分第二部分第三部分 省特检院科研中心 1.2锅炉的分类 锅炉总体型式代号见下表： 火管（锅壳）锅炉 水管锅炉 锅炉总体 型式 代 号锅炉总体 型式 代 号 立式水管 LS单锅筒立 式 DL 立式火管 LH单锅筒纵 置式 DZ 卧式外燃 WW单锅筒横 置式 DH 卧式内燃 WN双锅筒纵 置式 SZ 双锅筒横 置式 SH 纵横锅筒 式 ZH 省特检院科研中心 省特检院科研中心 省特检院科研中心 省特检院科研中心 n电站锅炉编号规则 省特检院科研中心 1.2锅炉的分类 分类 方 法 锅炉类型 简要说明 按用途分类 电站锅炉用于发电,大多为大容量、 高参数锅炉，火室燃烧， 燃烧效率高 工业锅炉用于工业生产和采暖，大多 为低参数、小容量 锅炉，火床燃烧（也有火室 燃烧），热效率较低， 出口工质为蒸汽的称为蒸汽 锅炉，出口工质为热水称 为热水锅炉。 船用锅炉用作船舶动力，一般采用低 、中参数，大多燃油， 要求锅炉体积小，重量轻 机车锅炉用作机车动力，一般为小容 量低参数，火床燃烧， 以燃煤为主，锅炉设计紧凑 省特检院科研中心 1.2锅炉的分类 按结构分类 火管锅炉烟气在火管内流动，一般为小容 量低参数锅炉，热效率较低但构 造简单，水质要求低，维修方便 水管锅炉汽、水在管内流动，高低参数都 有，水质要求高 省特检院科研中心 1.2锅炉的分类 按循环方式分类 自然循环锅炉 具有锅筒，利用下降管和上 升管中工质密度差产生工 质循环，只能在临界压力 以下 多次强制循环 锅炉 （也 称辅助循环 锅炉） 具有锅筒和循环泵，利用循 环回路中的工质密度差和 循环泵压头建立工质循环 ，只能临界压力下 低倍率循环锅 炉 具有汽水分离器和循环泵， 主要靠循环泵建立工质循 环，可用于亚临界和超临 界压力，循环倍率 1.252.0 直流锅炉无锅筒，给水靠水泵压头一 次通过受热面产生蒸汽， 适应于高压和超临界 复合循环锅炉 具有在循环泵，锅炉负荷低 时按再循环方式，负荷高 时按直流方式，适应于亚 临界和超临界压力 省特检院科研中心 1.2锅炉的分类 按锅炉出口工质压力分类 低压锅炉压力小于1.27MPa,(13 大气 压) 中压锅炉压力为3.82MPa,(39大气压) 高压锅炉压力为9.8MPa,(100大气压) 超高压锅炉压力为13.72MPa,(140大气压) 亚临界压力锅 炉 压力为13.72MPa,(170大气压) 超临界压力锅 炉 压力大于22.11MPa(225.65大 气压) 省特检院科研中心 1.2锅炉的分类 按燃烧方式分类 火床燃烧锅炉 主要用于工业锅炉，包括固 定炉排炉，活动手摇炉排 炉，抛煤机链条炉、震动 炉排炉、下饲式炉排炉和 往复炉排炉等，燃料主要 在炉排上燃烧 火室燃烧锅炉 主要用于电站锅炉，液体燃 料、气体燃料和煤粉 锅炉，燃料主要在炉膛内悬 浮燃烧 旋风炉有卧式和立式两种，燃用粗 煤粉或煤屑，微粒在 旋风筒中央悬浮燃烧，较大 颗粒贴在筒壁燃烧， 液态排渣 沸腾燃烧锅炉 送入炉排的空气流速较高， 燃煤在炉排上面的沸腾床 上沸腾燃烧，宜燃用劣质 煤，主要用于工业锅炉。 目前开发了较多大型循环 流化床锅炉 省特检院科研中心 1.2锅炉的分类 按所用燃料分类 固体燃料锅炉 燃用煤等固体燃料 液体燃料锅炉 燃用重油等液体燃料 气体燃料锅炉 燃用天然气等气体燃料 余热锅炉利用冶金、石化等工业余热 作热源 原子能锅炉利用核反应堆所释放的热能 作热源的蒸汽发生器 废料锅炉利用垃圾、树皮、废液等废 料作燃料的锅炉 其它能源锅炉 利用地热、太阳能等能源的 蒸汽发生器 省特检院科研中心 1.2锅炉的分类 按排 渣 方 式 分 类 固态排渣锅炉 灰渣固态排出 液态排渣锅炉 灰渣液态从渣口排出，在裂 化箱的冷却水中裂化成小 颗粒后排入水沟冲走 按锅 筒 布 置 分 类 单锅筒纵置式 、单锅筒横 置式、双锅 筒纵置式 电站锅炉一般采用单锅筒式 ，工业锅炉采用单锅筒或 双锅筒式 按炉 型 分 类 倒U型，塔型 、箱型、N 型、D型、 A型 D型及A型用于工业锅炉，其 它炉型一般用于电站锅炉 出厂 型 式 快装、组装、 散装 小型锅炉采用快装型式 省特检院科研中心 1、锅炉基本知识 n1.3锅炉结构 n1.3.1锅炉结构的基本要求 n对锅炉结构总的要求是安全可靠、高效低耗。具体要求： 各部分在运行时应能按设计预定方向自由膨胀 保证各循环回路的水循环正常，所有受热面都应得到可靠的冷却 各受压部件应有足够的强度 受压元、部件结构的形式、开孔和焊缝的布置应尽量避免或减少复合 应力和应力集中 水冷壁炉膛的结构应有足够的承载能力 炉墙应具有良好的密封性和耐热性 承重结构在承受设计载荷时应具有足够的强度、刚度、稳定性及防腐 蚀性 便于安装、运行操作、检修和清洗内外部 燃煤粉的锅炉，其炉膛和燃烧器的结构及布置应与设计的煤种相适应 ，并防止炉膛结渣或结焦 省特检院科研中心 1、锅炉基本知识 n1.3.2 锅炉主要受压部件 n锅筒、锅壳、联箱、下降管、受热面管子、省煤器、过热 器、减温器、再热器、炉胆、下脚圈、炉门圈、喉管、冲 天管等 省特检院科研中心 1、锅炉基本知识 省特检院科研中心 1、锅炉基本知识 1.3.2锅炉主要受压部件 省特检院科研中心 1、锅炉基本知识 1.3.3 几种典型锅炉结构 省特检院科研中心 1、锅炉基本知识 1.3.3 几种典型锅炉结构 省特检院科研中心 省特检院科研中心 省特检院科研中心 省特检院科研中心 1、锅炉基本知识 n1.4锅炉的无损检测要求 n1.4.1 蒸汽锅炉 省特检院科研中心 省特检院科研中心 省特检院科研中心 省特检院科研中心 省特检院科研中心 n1.4.2 工业锅炉 省特检院科研中心 省特检院科研