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1、鍋爐基礎知識,第一部分 基本知識第二部分 工業鍋爐的類型和結構第三部分 工業鍋爐安全附件 及保護裝置第四部分 鍋爐安全監察基本知識,第一章 基本知識,第一節 工業鍋爐的基本概念一、序言1、鍋爐的發展歷史 最早（1720）年英國出現的鍋爐,2、鍋爐數量：全國：在用鍋爐約60萬臺 河南省：共25383臺（截至2010年底統計）。其中：電站鍋爐:595臺，工業鍋爐+生活鍋爐:23640臺，有機熱載體爐:1148臺。（地位：中等稍微偏上）,3、我國工業鍋爐目前存在的問題,1）鍋爐熱效率低我國工業鍋爐以煤，并且幾乎都是未經洗選的原煤為主要燃料，平均熱效率左右，比發達國家低1520個百分點造成鍋爐熱效率低2、的主要原因原煤在層燃爐內燃燒效率低燃燒組織不好爐膛受熱面布置不當，傳熱效果差對流受熱面利用率低，排煙溫度高煤質多變，未按設計燃料運行,2）單臺容量小生活及生產用工業鍋爐平均單臺容量僅為2.28/3）污染嚴重我國小型工業鍋爐，尤其是2/以下鍋爐絕大多數消煙除塵設備不完善或根本沒有消煙除塵設備，同時又無脫硫設備，造成大多數鍋爐煙囪排放黑煙，排煙黑度、煙塵濃度和排放濃度嚴重超過國家環保標準,4）機械化、自動化水平低我國小型工業鍋爐多數還是人工添煤、人工除灰，并且司爐水平參差不齊，鍋爐運行水平不高。5）鍋爐制造水平低一部分小型工業鍋爐廠缺少專業技術人員，圖紙資料不完整、不齊全，檢驗設備簡陋。這不僅保證3、不了鍋爐技術經濟環保指標，也難以保證制造質量。,4、鍋爐發展趨勢：設計原則：S+3ESSAFETY（安全）EECONOMY（經濟）EENVIRONMENT（環保）EEFFICIENCY（性能）,S安全首要關注。鍋爐是一種承受高溫高壓的設備，具有爆炸的危險，可能會造成災難性的后果，如群死群傷、巨大經濟損失等*南柴事故發生在1979年，南陽柴油機廠浴池中鍋爐換熱器（加熱水箱）爆炸，造成44人死亡，33人受傷，直接經濟損失非常大，影響也很大。*1998年南陽新野化肥廠10t/h流化床鍋爐發生爆炸，18mm鍋筒炸開了一條一米多長的口子，鍋爐房炸塌，5人被燒傷。整個鍋爐報廢，連鋼架都炸彎變形了，經濟損失4、一百多萬。原因：鍋爐嚴重缺水，突然上水，造成迅速產生大量蒸汽，一瞬間壓力急促增加，超過了鍋筒所能承受的壓力，產生了爆炸。*2002年鄭州市楊君劉村一家豆腐坊，一臺常壓鍋爐帶壓使用，發生爆炸，造成一人死亡，兩人受傷。*2007年11月8日,鄭州滎陽市一家制衣廠一臺立式蒸汽鍋爐發生爆炸,三死四傷。2010年9月23日，山西省呂梁市孝義市陽泉曲鎮運峰鋁業有限公司發生蒸汽鍋爐爆炸事故，9人遇難、4人受傷。,為保證鍋爐安全使用，國家對鍋爐等特種設備嚴格管理設計、制造、安裝、檢驗、維修、改造、使用7個環節,1E節能永恒的話題。中華人民共和國節約能源法2008年4月1日起施行（能源法）對鍋爐來講，就是要求“5、效率高”，國家有一個標準工業鍋爐通用技術條件（JB/T10094-2002），規定了最低效率下限，針對不同的容量、不同的煤種，但同時還得綜合考慮經濟性。TSG G0002-2010鍋爐節能技術監督管理規程2010年8月30日由國家質檢總局批準頒布，2010年12月1日起實施。,2E環保鍋爐燃料燃燒后，除輸出熱量外，同時還要向大氣出大量的灰渣、煙（飄）塵和CO、NOX、SO2等有害氣體，對空氣造成直接污染，影響環境和身體健康。,飄塵直徑10微米碳粒和灰粒。呼吸道疾病+使太陽光照度減弱，影響植物生長。SO2呼吸系統的疾病+同煙氣中的水蒸汽發生化學反應，生成亞硫酸或硫酸，腐蝕鍋爐受熱面、引風機等金屬6、材料。CO當一氧化碳在大氣中達到一定濃度時會引起人體中毒，長期生活在微量一氧化碳環境中的人，容易引起貧血、消化不良、呼吸困難和視力聽覺發生障礙等疾病，濃度過大就能引起中毒死亡。NOX其毒性顯著，直接損壞眼鼻喉的粘膜；容易引起呼吸道及肺部發炎。二氧化氮同碳氫化合物同時存在時，經太陽光中的紫外線照射后，產生乙醛、臭氧及其它有毒化合物，生成光化學煙霧。這種煙霧對人體和動植物危害更大。致癌物質,3E性能發展趨勢是向大容量、高參數發展。國內：100萬KW（3000t/h鍋爐）國外：130萬KW（4000t/h鍋爐）壓力從低高：低壓鍋爐中壓鍋爐高壓鍋爐超高壓鍋爐亞臨界鍋爐超臨界鍋爐超超臨界鍋爐蒸汽溫度可達7、568臨界參數：22.12MPa、374.15,二、概念通俗的說法：鍋爐=“鍋”+“爐”漢語表述最為科學、準確、簡潔；英文:Boiler（蒸汽發生器）,鍋爐-是指利用各種燃料、電或者其它能源，將盛裝的液體加熱到一定的參數，并承載一定壓力的密閉設備。（條例中規定的含義）鍋爐-是一種利用燃料燃燒釋放的熱能或者其他能源，加熱給水或者其他工質，以獲得規定參數（溫度、壓力）和品質的蒸汽、熱水或者其他工質的設備。（GB2900.48：功能定義）,三、鍋爐概述1、工作原理：是將燃料在爐膛內進行燃燒（電能）釋放 出熱量，鍋內的工質吸收熱量 變成具有一定溫度和壓力的蒸汽、熱水或有機熱載體，以供發電、生產和生活上8、使用2、組成：鍋+爐+安全附件+自控裝置+附屬設備鍋+爐=鍋爐本體,“鍋”：是指鍋爐吸收熱量，并將熱量傳給水的受熱面系統，是鍋爐中儲存或輸送鍋水或蒸汽的密閉受壓部分。主要包括：鍋筒（或鍋殼）、水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器、對流管束、集箱（或聯箱）、下降管、導汽管等。水冷系統“爐”：是指燃料燃燒產生高溫煙氣，將化學能轉化為熱能的設備，主要包括燃燒設備和爐墻等。燃燒設備水冷系統+燃燒設備=鍋爐本體,安全附件：安全閥、壓力表、水位表、溫度計、警報器等；三大附件自控裝置：給水調節裝置、燃燒調節裝置、點火裝置、超壓連鎖保護裝置、低水位連鎖保護裝置、熄火保護連鎖裝置 等；附屬設備：燃料制備與輸送設備、出9、渣設備、除塵設備、通風設備等。,鍋爐附屬設備的作用,（1）燃料供應設備：貯存和運輸燃料（2）磨煤及制粉設備：將煤磨制成煤粉并輸入燃用煤粉的鍋爐燃燒設備燃燒（3）送風設備：由送風機將空氣送入空氣預熱器加熱后輸往爐膛及磨煤裝置應用。（4）引風設備：由引風機和煙囪將鍋爐排出的煙氣送往大氣（5）水處理設備：將天然水轉化為鍋爐用水（6）給水設備：給水泵將經過處理后的給水送入鍋爐（7）除灰除渣設備：從鍋爐中除去灰渣并運走（8）除塵脫硫脫硝設備：除去鍋爐煙氣中的飛灰、SO2、NO，改善環境衛生。,3、工作過程：三個連續的過程（燃煤鍋爐為例）,1）燃料的燃燒過程（爐內過程）化學能煙氣所攜帶的熱能,2）傳熱過程10、 煙氣所攜帶的熱能受熱面工質,（3）工質的升溫、汽化、過熱過程（鍋內過程）工質吸熱加熱到額定溫度,4、工作系統,汽水系統：給水加熱蒸汽（或熱水）；煤灰系統：煤燃燒灰、渣；煙風系統：空氣燃燒煙氣（過剩的空氣、CO2、SO2、SO3、NOX）換熱后排入大氣。,鍋爐設備的整個工作流程,5、鍋爐的工作特性,爆炸的危險性易于損壞性使用的廣泛性可靠的連續運行性,第二節 鍋爐常用術語及參數系列一、容量-又稱出力。指鍋爐能力的大小，對蒸汽鍋爐：蒸發量 對熱水鍋爐：供熱量（熱功率）,1、蒸發量-蒸汽鍋爐長期連續運行時，每小時所產生的蒸汽量。單位：噸/時（t/h)額定蒸發量-鍋爐在受熱面無積灰、燃用原設計燃料、在11、額定給水溫度和設計的工作壓力下并保證效率的前提下長期連續運行時，每小時所產生的蒸汽量。,2、供熱量-指熱水鍋爐長期連續運行時，每小時所輸出熱水的帶熱量。D 單位：兆瓦（M W）老單位：千卡/時或大卡/時（Kcal/h)換算關系：0.7 M W=60104 Kcal/h,二、壓力-垂直作用在單位面積上的力，叫壓強。但習慣稱壓力。P 單位：兆帕（MPa）老單位：公斤力/厘米2（Kgf/cm2)絕對壓力以壓力為零作為測量起點。P絕相對壓力以當時當地的大氣壓力作為測量起點。P相。用壓力表測量出來，也叫表壓力。P表 P絕=P相+P大氣,大氣壓力空氣作用在地球表面上的力。原因：空氣也有重量 隨溫度、海拔高12、度而變化。,其它單位：毫米汞柱（mmHg)、米水柱(mH2O)換算關系：0.0981 MPa=735.6mmHg=10 mH2O=1 Kgf/cm2 一般 1 MPa10 Kgf/cm2額定蒸汽壓力-蒸汽鍋爐在規定的給水壓力和負荷范圍下長期連續運行時，應保證的出口蒸汽壓力。額定出水壓力-熱水鍋爐在規定的給水壓力和負荷范圍下長期連續運行時出口的最高工作壓力。鍋爐上應用：一般都是表壓。但做強度計算或強度校核時，查水或水蒸氣參數表的時候，要用絕對壓力。,三、溫度-指物體冷熱的程度。t表示方法：攝氏溫度、開氏溫度、華氏溫度。額定蒸汽溫度-指鍋爐運行時輸出蒸汽的最高溫度。有過熱器：過熱器出口蒸汽溫度；無13、過熱器：額定蒸汽壓力對應下的飽和蒸汽溫度。,四、受熱面-從放熱介質吸收熱量再傳遞給受熱介質的表面。水冷壁、爐膽、鍋爐管束、煙管分為兩種：輻射受熱面-主要以輻射的方式從 放熱介質吸收熱量的 受熱面；對流受熱面-主要以對流的方式從 放熱介質吸收熱量的 受熱面。,五、鍋爐熱效率-鍋爐有效利用的熱量與單位時間內所消耗燃料的輸入熱量的百分比。=輸出熱量/輸入熱量100%輸入熱量-輸出熱量=熱損失。也常用百分數來表示。對鍋爐來說，熱損失主要有五項：1、排煙熱損失q2 2、化學不完全燃燒熱損失q3 3、物理（機械）不完全燃燒熱損失q4（1）灰渣損失（2）飛灰損失（3）漏煤損失4、散熱損失 q55、灰渣熱損失14、 q6顯然=1-（q2+q3+q4+q5+q6）JB/T10094-2002,六、蒸汽品質-表示蒸汽的純潔程度。有濕度（W）和含鹽量兩個指標。,1、濕度-飽和蒸汽中水分的質量百分比。W=Gw/（Gq+Gw）干度-飽和蒸汽中蒸汽的質量百分比。X=Gq/（Gq+Gw）一般地，水管爐W 3%；鍋殼爐W 4%。,2、含鹽量 工業鍋爐0.5mg/Kg 危害：沉積在過熱器受熱面管子中，使管壁溫度升高，致使管子燒壞。,七、水壓試驗-指以水為介質，以規定的試驗壓力對鍋爐受壓部件的強度和嚴密性進行的檢驗。對鍋爐來說，這是一個非常重要的檢驗手段，也是我們每個檢驗員在實際工作經常要碰到的一項檢驗工作。,關于水壓試驗15、；水溫：一般2070，但要高于露點溫度，防止結露。結露-當金屬表面的溫度低于周圍環境空氣的溫度時，空氣中的水分凝結到金屬表面的現象。開始結露的溫度叫露點溫度。環境溫度：高于5；若低于5，必須有放凍措施。,水壓試驗壓力,水壓試驗步驟、程序：1、緩慢升壓至工作壓力；2、檢查有無漏水或異常現象；3、繼續緩慢升壓至試驗壓力，并注意防止超壓；4、在試驗壓力下保持20分鐘；5、緩慢降壓至工作壓力；6、在工作壓力下，對所有參加水壓試驗部件進行對照性檢查是否有泄露；7、緩慢泄壓；8、檢查所有參加水壓試驗的承壓部件是否有殘余變形。,合格標準：1、在受壓元件金屬壁和焊縫上沒有水珠和水霧；2、當降到工作壓力后脹口處16、不滴水珠；3、水壓試驗后，沒有發現殘余變形。,八、水位-鍋筒中汽水的分界面稱為水位。能保證鍋爐安全運行的最低（高）水位，就叫最低（高）安全水位。,九、最高火界火界-是指當受熱面露出水面而無水冷卻時，其壁溫超過受熱面材料最高允許溫度的部位稱為火界。所有火界的最高部位稱為最高火界。,十、呼吸空位-鍋殼鍋爐平管板上溫度不同相鄰元件之間的最小距離。,十一、發熱值-1Kg固（液）體燃料或1標m3氣體燃料完全燃燒時放出的熱量，叫這種燃料的發熱值。并且規定，發熱值為7000 Kcal/Kg的煤為標準煤,十二、排污1、概念-鍋爐運行時，為了保證鍋水質量，排放鍋水中的鹽份和鍋筒、集箱底部的泥渣與水垢的過程。2、17、作用-排放鍋水中的鹽份和鍋筒、集箱底部的泥渣與水垢，保證鍋水質量。,3、原因-如果不排污，給水進入鍋筒，蒸汽不斷輸出，鍋水不斷濃縮，當濃度超過一定值時，各種鹽類析出，沉積在鍋筒內壁；泥渣、水垢也堆積在鍋筒底部，會導致：（1）水循環不良；（2）壁溫升高，導致受熱面金屬過熱、損壞；（3）傳熱效果下降，排煙溫度升高，鍋爐熱效率下降，燃料消耗增加。,4、種類：（1）表面排污-也叫連續排污，常布置在蒸 發面附近；3（2）底部排污-也叫定期排污，常布置在鍋筒、集箱底部。3+20+44,十三、爐墻 是鍋爐的保護外殼，起密封和保溫作用 小型鍋爐中的重型爐墻可起支承鍋爐部件作用十四、構架 支承、固定鍋爐各部件，并保持其相對位置,