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1、鍋爐基礎(chǔ)知識,第一部分 基本知識第二部分 工業(yè)鍋爐的類型和結(jié)構(gòu)第三部分 工業(yè)鍋爐安全附件 及保護裝置第四部分 鍋爐安全監(jiān)察基本知識,第一章 基本知識,第一節(jié) 工業(yè)鍋爐的基本概念一、序言1、鍋爐的發(fā)展歷史 最早（1720）年英國出現(xiàn)的鍋爐,2、鍋爐數(shù)量：全國：在用鍋爐約60萬臺 河南?。汗?5383臺（截至2010年底統(tǒng)計）。其中：電站鍋爐:595臺，工業(yè)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(yè)鍋爐目前存在的問題,1）鍋爐熱效率低我國工業(yè)鍋爐以煤，并且?guī)缀醵际俏唇?jīng)洗選的原煤為主要燃料，平均熱效率左右，比發(fā)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(nèi)燃燒效率低燃燒組織不好爐膛受熱面布置不當(dāng)，傳熱效果差對流受熱面利用率低，排煙溫度高煤質(zhì)多變，未按設(shè)計燃料運行,2）單臺容量小生活及生產(chǎn)用工業(yè)鍋爐平均單臺容量僅為2.28/3）污染嚴(yán)重我國小型工業(yè)鍋爐，尤其是2/以下鍋爐絕大多數(shù)消煙除塵設(shè)備不完善或根本沒有消煙除塵設(shè)備，同時又無脫硫設(shè)備，造成大多數(shù)鍋爐煙囪排放黑煙，排煙黑度、煙塵濃度和排放濃度嚴(yán)重超過國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),4）機械化、自動化水平低我國小型工業(yè)鍋爐多數(shù)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(yè)鍋爐廠缺少專業(yè)技術(shù)人員，圖紙資料不完整、不齊全，檢驗設(shè)備簡陋。這不僅保證3、不了鍋爐技術(shù)經(jīng)濟環(huán)保指標(biāo)，也難以保證制造質(zhì)量。,4、鍋爐發(fā)展趨勢：設(shè)計原則：S+3ESSAFETY（安全）EECONOMY（經(jīng)濟）EENVIRONMENT（環(huán)保）EEFFICIENCY（性能）,S安全首要關(guān)注。鍋爐是一種承受高溫高壓的設(shè)備，具有爆炸的危險，可能會造成災(zāi)難性的后果，如群死群傷、巨大經(jīng)濟損失等*南柴事故發(fā)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(jīng)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(fā)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(jīng)濟損失4、一百多萬。原因：鍋爐嚴(yán)重缺水，突然上水，造成迅速產(chǎn)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(chǎn)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(fā)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(fā)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(zhèn)運峰鋁業(yè)有限公司發(fā)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(shè)備嚴(yán)格管理設(shè)計、制造、安裝、檢驗、維修、改造、使用7個環(huán)節(jié),1E節(jié)能永恒的話題。中華人民共和國節(jié)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(biāo)準(zhǔn)工業(yè)鍋爐通用技術(shù)條件（JB/T10094-2002），規(guī)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(jīng)濟性。TSG G0002-2010鍋爐節(jié)能技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)程2010年8月30日由國家質(zhì)檢總局批準(zhǔn)頒布，2010年12月1日起實施。,2E環(huán)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(huán)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(tǒng)的疾病+同煙氣中的水蒸汽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成亞硫酸或硫酸，腐蝕鍋爐受熱面、引風(fēng)機等金屬6、材料。CO當(dāng)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(huán)境中的人，容易引起貧血、消化不良、呼吸困難和視力聽覺發(fā)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(fā)炎。二氧化氮同碳?xì)浠衔锿瑫r存在時，經(jīng)太陽光中的紫外線照射后，產(chǎn)生乙醛、臭氧及其它有毒化合物，生成光化學(xué)煙霧。這種煙霧對人體和動植物危害更大。致癌物質(zhì),3E性能發(fā)展趨勢是向大容量、高參數(shù)發(fā)展。國內(nèi)：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(shù)：22.12MPa、374.15,二、概念通俗的說法：鍋爐=“鍋”+“爐”漢語表述最為科學(xué)、準(zhǔn)確、簡潔；英文:Boiler（蒸汽發(fā)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(shù)，并承載一定壓力的密閉設(shè)備。（條例中規(guī)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(zhì)，以獲得規(guī)定參數(shù)（溫度、壓力）和品質(zhì)的蒸汽、熱水或者其他工質(zhì)的設(shè)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(nèi)進行燃燒（電能）釋放 出熱量，鍋內(nèi)的工質(zhì)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(fā)電、生產(chǎn)和生活上8、使用2、組成：鍋+爐+安全附件+自控裝置+附屬設(shè)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(tǒng)，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(lián)箱）、下降管、導(dǎo)汽管等。水冷系統(tǒng)“爐”：是指燃料燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的設(shè)備，主要包括燃燒設(shè)備和爐墻等。燃燒設(shè)備水冷系統(tǒng)+燃燒設(shè)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(diào)節(jié)裝置、燃燒調(diào)節(jié)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(shè)備：燃料制備與輸送設(shè)備、出9、渣設(shè)備、除塵設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備等。,鍋爐附屬設(shè)備的作用,（1）燃料供應(yīng)設(shè)備：貯存和運輸燃料（2）磨煤及制粉設(shè)備：將煤磨制成煤粉并輸入燃用煤粉的鍋爐燃燒設(shè)備燃燒（3）送風(fēng)設(shè)備：由送風(fēng)機將空氣送入空氣預(yù)熱器加熱后輸往爐膛及磨煤裝置應(yīng)用。（4）引風(fēng)設(shè)備：由引風(fēng)機和煙囪將鍋爐排出的煙氣送往大氣（5）水處理設(shè)備：將天然水轉(zhuǎn)化為鍋爐用水（6）給水設(shè)備：給水泵將經(jīng)過處理后的給水送入鍋爐（7）除灰除渣設(shè)備：從鍋爐中除去灰渣并運走（8）除塵脫硫脫硝設(shè)備：除去鍋爐煙氣中的飛灰、SO2、NO，改善環(huán)境衛(wèi)生。,3、工作過程：三個連續(xù)的過程（燃煤鍋爐為例）,1）燃料的燃燒過程（爐內(nèi)過程）化學(xué)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(zhì),（3）工質(zhì)的升溫、汽化、過熱過程（鍋內(nèi)過程）工質(zhì)吸熱加熱到額定溫度,4、工作系統(tǒng),汽水系統(tǒng)：給水加熱蒸汽（或熱水）；煤灰系統(tǒng)：煤燃燒灰、渣；煙風(fēng)系統(tǒng)：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(shè)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(xù)運行性,第二節(jié) 鍋爐常用術(shù)語及參數(shù)系列一、容量-又稱出力。指鍋爐能力的大小，對蒸汽鍋爐：蒸發(fā)量 對熱水鍋爐：供熱量（熱功率）,1、蒸發(fā)量-蒸汽鍋爐長期連續(xù)運行時，每小時所產(chǎn)生的蒸汽量。單位：噸/時（t/h)額定蒸發(fā)量-鍋爐在受熱面無積灰、燃用原設(shè)計燃料、在11、額定給水溫度和設(shè)計的工作壓力下并保證效率的前提下長期連續(xù)運行時，每小時所產(chǎn)生的蒸汽量。,2、供熱量-指熱水鍋爐長期連續(xù)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(guān)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(xí)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(dāng)時當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫ψ鳛闇y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(guān)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(guī)定的給水壓力和負(fù)荷范圍下長期連續(xù)運行時，應(yīng)保證的出口蒸汽壓力。額定出水壓力-熱水鍋爐在規(guī)定的給水壓力和負(fù)荷范圍下長期連續(xù)運行時出口的最高工作壓力。鍋爐上應(yīng)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(shù)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(yīng)下的飽和蒸汽溫度。,四、受熱面-從放熱介質(zhì)吸收熱量再傳遞給受熱介質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(nèi)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?jǐn)?shù)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(xué)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(zhì)-表示蒸汽的純潔程度。有濕度（W）和含鹽量兩個指標(biāo)。,1、濕度-飽和蒸汽中水分的質(zhì)量百分比。W=Gw/（Gq+Gw）干度-飽和蒸汽中蒸汽的質(zhì)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(yè)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(zhì)，以規(guī)定的試驗壓力對鍋爐受壓部件的強度和嚴(yán)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(jīng)常要碰到的一項檢驗工作。,關(guān)于水壓試驗15、；水溫：一般2070，但要高于露點溫度，防止結(jié)露。結(jié)露-當(dāng)金屬表面的溫度低于周圍環(huán)境空氣的溫度時，空氣中的水分凝結(jié)到金屬表面的現(xiàn)象。開始結(jié)露的溫度叫露點溫度。環(huán)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?，F(xiàn)象；3、繼續(xù)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(biāo)準(zhǔn)：1、在受壓元件金屬壁和焊縫上沒有水珠和水霧；2、當(dāng)降到工作壓力后脹口處16、不滴水珠；3、水壓試驗后，沒有發(fā)現(xiàn)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(dāng)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(fā)熱值-1Kg固（液）體燃料或1標(biāo)m3氣體燃料完全燃燒時放出的熱量，叫這種燃料的發(fā)熱值。并且規(guī)定，發(fā)熱值為7000 Kcal/Kg的煤為標(biāo)準(zhǔn)煤,十二、排污1、概念-鍋爐運行時，為了保證鍋水質(zhì)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(zhì)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(dāng)濃度超過一定值時，各種鹽類析出，沉積在鍋筒內(nèi)壁；泥渣、水垢也堆積在鍋筒底部，會導(dǎo)致：（1）水循環(huán)不良；（2）壁溫升高，導(dǎo)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(xù)排污，常布置在蒸 發(fā)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(gòu)架 支承、固定鍋爐各部件，并保持其相對位置,