承压类特种设备基本知识-锅炉.ppt

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1、承 压 类 特 种 设 备基 本 知 识,目 录,1、锅炉基本知识 2、压力容器基本知识 3、压力管道基本知识,1、锅炉基本知识,1.1概述 1.1.1锅炉的定义及用途 一、锅炉的定义 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。 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。,1.1.1锅炉的定义及用途,特种设备安全监察条例定义： 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

2、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。,1.1.1锅炉的定义及用途,二、锅炉的用途 蒸汽，不仅用来将热能转变成机械能（如电站锅炉的气轮机发电），蒸汽还广泛地作为工业生产和采暖通风等方面所需热量的热载体。通常，我们把用于动力、发电方面的锅炉，叫做动力锅炉；把用于工业及采暖方面的锅炉，称为供热锅炉，通常成为工业锅炉。 电站锅炉，处于提高热循环效率的需求，其锅炉所产生的蒸汽，其压力与温度都较高，且日益趋向高温高压和大容量方向发展。例如，与国产的30

3、0MW的汽轮发电机组配套的锅炉，其容量为1025吨/小时，蒸汽压力为17MPa（170个大气压），过热蒸汽温度为555。 与我们相关的工业锅炉，所产生的蒸汽或热水均不需要过高的压力和温度，容量也不太大，压力一般在2.5MPa（25个大气压）以下，温度一般为饱和蒸汽温度（或有过热，过热蒸汽温度也不太高，一般400以下）。生产工艺有特殊要求的除外。,1.1概述,1.1.2锅炉的特点 1、锅炉之所以视为特殊设备，除了因为它比较容易发生事故外，更重要的是它有发生爆炸的危险，当锅炉爆炸时，它的破坏性很大。,2006年8月17日抚顺热电厂3号锅炉发生爆燃，9人不同程度受伤，其中1人经抢救无效死亡。爆炸瞬间

4、，蘑菇云升起。,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,2007年11月10日凌晨3时40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3.5吨的锅炉腾空而起，在飞越4幢20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。,1.1.2锅炉的特点,2007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。,1.1.2锅炉的特点,1993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

5、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）。 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。,1.1.2锅炉的特点,2、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

6、缺陷。 3、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。 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。,1.1.2锅炉的特点,4、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

7、单位施工，专业安装单位应经省、市级劳动部门审查批准。 5、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。 6、日常管理至关重要。启动 、运行、停炉。,1.1.3锅炉主要参数,1.1.3锅炉主要参数 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。 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,

8、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。,1.1.3锅炉主要参数,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=

9、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）。,1.1.3锅炉主要参数,1.1.4锅炉发展史 18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。 18世纪后半叶改用高于大气压力的蒸汽。 19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。,1.1.4锅炉发展史,1.1.

10、4锅炉发展史,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 。,1.1.4锅炉发展史,1.1.4锅炉发展史,1830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。,火筒锅炉和火管锅炉合称锅壳锅炉。火筒锅炉已趋淘汰，而火管锅炉则仍在应用。,Boiler explosion

11、 1850,1.1.4锅炉发展史,19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。,20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，

12、又有利于提高锅炉的压力、温度、容量和效率。,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。,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。,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。,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，

13、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）。 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。 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。 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。 20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。,1、锅炉基本知识,1.2锅炉的分类及型号 锅炉型号及表示 GB/T1626-92

14、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 燃料种类代号 过热蒸汽温度或出水/进水温度 额定蒸发量 额定热功率 工作压力 燃烧设备代号 锅炉总体型式代号,第一部分,第二部分,第三部分,1.2锅炉的分类,锅炉总体型式代号见下表：,电站锅炉编号规则,1.2锅炉的分类,1.2锅炉的分类,1.2锅炉的分类,1.2锅炉的分类,1.2锅炉的分类,1.2锅炉的分类,1.2锅炉的分类,1、锅炉基本知识,1.3锅炉结构 1.3.1锅炉结构的基本要求 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

15、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,1、锅炉基本知识,1.3.2 锅炉主要受压部件 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,1、锅炉基本知识,1、锅炉基本知

16、识,1.3.2锅炉主要受压部件,1、锅炉基本知识,1.3.3 几种典型锅炉结构,1、锅炉基本知识,1.3.3 几种典型锅炉结构,1、锅炉基本知识,1.4锅炉的无损检测要求 1.4.1 蒸汽锅炉,1.4.2 工业锅炉,1.4.3 锅炉的定期检验,1.4.4 工业锅炉无损检测要求,1.4.5 电站锅炉无损检测要求,1、锅炉基本知识,1.4锅炉的无损检测要求 由于焊缝交叉部位的应力比较大，且焊接时易产生缺陷，所以应对其进行优先检测 由于高参数、大容量的锅炉制造工艺复杂，更易出现缺陷，且发生事故的后果更为严重，因此其无损检测要求更严格，包括无损检测比例与合格级别。另外，有机热载体锅炉介质特殊，危险性较大，故探伤要求较高。 由于焊接前已进行焊接工艺评定，且对焊工的技能进行过考试，加之采取其他管理措施，所以为了降低制造成本，对部分危险性较小的焊缝采取局部无损检测。 由于RT、UT各有特点，对中、高压锅炉采取RT、UT并用。 对拼接后还要进行压力加工的封头和下脚圈的拼缝，应在压力加工后进行无损检测 对锅炉中的重要角焊缝，一般不采用RT，而采用UT。,