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1、第2章 锅 炉,张 明 广 南京工业大学城市建设与安全工程学院 联系电话：025-83239973 Email: Mingguang_,主要内容,2.1 锅炉基础知识 2.2 锅炉安全管理 2.3 锅炉安全装置 2.4 锅炉安全技术 2.5 锅炉检验检测 2.6 锅炉常见事故原因及控制措施 2.7 锅炉典型事故案例分析,2.1 锅炉基础知识,“锅”是锅炉中盛水和蒸汽的承压部分，它的作用是吸收“炉”中燃料燃烧放出来的热量，使水加热到一定的温度和压力，或者转变成蒸汽。构成“锅”的主要结构包括：锅筒、对流管、水冷壁、下降管、集箱、过热器、省煤器、减温器、再热器等。,（1）燃料供给系统：煤场、碎煤机、
2、上煤机、煤斗、油罐、油泵、油加热器、过滤器等； （2）燃烧系统：各种配风器、燃烧器、炉排等； （3）烟风系统：空气预热器、烟风道、送、引风机等； （4）除灰除尘系统：各种除灰机、各种除尘器； （5）给水系统：给水泵、给水管道和各种阀门、省煤器等； （6）排污系统：连续排污系统和定期排污系统；,（7）供汽供水系统：主蒸汽管道阀门、供水管道阀门、锅炉出口集箱等。 （8）安全附件和仪表通常有：安全阀、压力表、水位计、高低水位报警器等。 （9）常用自动控制装置有：给水自动调节器、温度自动调节器、压力自动调节器、燃烧自动调节器、自动点火、灭火自动保护、送、引风机联锁、燃料速断装置及先进的计算机自动控制等
3、系统。,锅炉结构 火管锅炉、水管锅炉和水火管锅炉。 1、火管锅炉也叫锅壳式锅炉，它在工业上应用最早，结构型式也较多，是产汽量不大的一种小型工业锅炉。火管锅炉按照锅筒（或锅壳）放置方式可分为立式和卧式两类，两者都有一个较大直径的锅筒，内部设有火管或烟管受热面，高温烟气在烟、火管内流动放热，水在烟、火管外吸热。立式烟火管锅炉的容量一般都很小，多为0.21.5t/h，卧式烟火管锅炉的容量一般为24t/h。,2019/1/17,8,图2-1 立式火管锅炉示意图 1）人孔2）封头3）烟出口4）烟箱5）炉胆6）烟管7）锅壳,火管锅炉的特点有： （1）锅炉具有结构紧凑，安装简便，使用快捷和高效率的特点，用途
4、比较广泛。 （2）炉胆为波纹型，这样热膨胀时具有弹性。 （3）运行时火焰不能太长，否则易冲刷烧损二回程烟火管管头，造成炉水泄漏。 （4）管与管外壁之间结上水垢，特别是后管板上的水垢很难清除。 （5）一些锅炉设计无防爆门。对于燃油燃气锅炉来说这是一个缺点。,目前火管锅炉的容量一般都在4t/h以下，要增加蒸发量就要加大锅壳直径和壁厚，这不但要增加钢材的消耗量，而且要实现蒸汽压力的提高也是很困难的，这就不能满足日益增长的工业生产的需要，因此出现了水管锅炉。水管锅炉的汽、水在管内流动，烟气在管外冲刷。,2019/1/17,10,2水管锅炉 水管锅炉在大多数情况下，烟气可以作横向冲刷流动，这样就大大地改
5、善了传热情况，在相同的烟速、烟温条件下和火管锅炉相比，水管锅炉金属耗量可以大大下降，蒸发量和锅炉效率可以明显提高，加上水管锅炉受热面布置简便，清洗水垢、除尘等情况又均比火管锅炉好。,2019/1/17,11,2019/1/17,12,图2-2 SHG2-0.8型锅炉 1）上锅筒2）对流管束3）隔烟墙4）下锅筒5）烟气出口6）出灰门7）炉门 8）炉排9）横集箱10）下降管11）水冷壁箱,3水火管快装锅炉 水火管快装锅炉是采用水火管混合方式结构，兼有水管锅炉和火管锅炉的共同特点。这种锅炉也分为立式和卧式两种。目前比较广泛使用的是卧式水火管快装锅炉。它主要由锅筒、烟管、水冷壁管、下联箱和下降管主要部
6、件组成。,2019/1/17,13,2019/1/17,14,图2-3 水火管快装锅炉,水火管快装锅炉的优点有：由于水冷壁管采用密排管式，所以炉体散热较少，可以选用轻型炉墙；炉体结构紧凑，便于运输和安装；锅炉尾部可装省煤器，热效率较高，一般可达7580。缺点有：锅筒角撑板结构易造成应力集中，管板受反复应力作用易损坏；锅筒腹部易沉积杂质，无法排出造成过热鼓包；水质要求高；烟气阻力大；水容量较小，负载变化时水位升降变化快。,2019/1/17,15,锅炉的主要参数,2019/1/17,16,2019/1/17,17,QXW2.81.25/95/70A 表示强制循环往复炉排热水锅炉，额定热功率2.8
7、MW，允许工作压力1.25MPa，出水温度为95，进水温度为70，燃料为类烟煤。,锅炉特点： （1）具有爆炸危险而且破坏性极大。锅炉是一种密闭的容器，处于受热、受压的条件下运行，因此，具有爆炸的危险性。 （2）具有易损坏的恶劣工作环境。由于锅炉处于较高温度和承受一定压力的条件下运行，它的工作条件要比一般机械设备恶劣。如受热面内外广泛接触烟、火、灰、水、汽、水垢等；锅炉受压元件内外压力可能不同，而且承受的载荷和变形可能随时间发生变化等。 （3）使用广泛并要求连续运行。,2019/1/17,18,2.2 锅炉安全管理,1. 使用定点厂家的合格产品 国家对锅炉的设计制造有严格的要求，实行定点生产制度
8、。锅炉的制造单位，必须具备保证产品质量所必需的加工设备、技术力量、检验手段和管理水平。购置、选用的锅炉应是定点厂家的合格产品，并有齐全的技术文件、产品质量合格证书和产品竣工图。 2. 登记档案 锅炉在正式使用前，必须到当地特种设备安全监察机构登记，经审查批准入户建档、取得使用证方可使用。在使用单位也应建立锅炉的设备档案，保存设备的设计、制造、安装、使用、修理、改造和检验等过程的技术资料。,2019/1/17,19,3. 专责管理 使用锅炉的单位，应对设备进行专责管理，并设置专门机构、责成专门的领导和技术人员负责管理设备。 4. 持证上岗 锅炉司炉、水质化检验人员及操作人员，应分别接受专业安全技
9、术培训并考试合格，持证上岗。 5. 照章运行 锅炉必须严格依照操作规程及其他法规操作运行，任何人在任何情况下不得违章操作。,2019/1/17,20,6. 定期检验 定期检验是指在设备的设计使用期限内，每隔一定时间对其承压部件和安全装置进行检查，或作必要的试验。实行定期检验是及早发现缺陷、消除隐患、保证设备安全运行的一项行之有效的措施。锅炉定期检验分为外部检验、内部检验和耐压试验。实施特种设备法定检验的单位须取得国家质量监督检验检疫总局的核准资格。 7. 监控水质 水中的杂质使锅炉结垢、腐蚀及产生汽水共沸，降低锅炉效率、寿命、供气质量。必须严格监督、控制锅炉给水及锅炉水质，使之符合锅炉水质标准
10、的规定。 8. 报告事故 锅炉在运行中发生事故，除紧急妥善处理外，应按规定及时、如实上报主管部门及当地特种设备安全监察部门。,2019/1/17,21,2.2 锅炉安全装置,主要有安全阀、压力表、水位表、温度仪表、保护装置、排污阀或放水装置、防爆门、锅炉自动控制装置以及常用阀门等。 1 安全阀 安全阀的主要作用是将锅炉内压力控制在允许的范围内。当压力超过其规定值时，安全阀自动开启排出炉内介质，同时发出音响，提醒司炉人员及时采取措施，使锅炉内压力下降。当压力降到允许范围后，安全阀又自行关闭，使锅炉始终处于正常工作压力下安全运行。,2019/1/17,22,1）弹簧式安全阀 弹簧式安全阀主要内阀座
11、、阀芯、阀杆、弹簧和手柄等部件组成，如图2-4所示。 弹簧式安全阀工作原理是利用弹簧作用于阀芯的反作用力来平衡作用在阀芯上的蒸汽压力。当蒸汽压力超过弹簧的反作用力后，弹簧被压缩，阀芯抬起离开阀座排出蒸汽。当蒸汽压力小于弹簧的反作用力后，弹簧伸长，将阀芯往下压，使阀芯和阀座紧密结合，停止排汽。,2019/1/17,23,2019/1/17,24,图 2-4 弹簧式安全阀 1）阀座2）阀芯3）阀盖4）阀杆5）弹簧6）弹簧压盖7）调整螺丝 8）销子9）阀帽10）手柄11）阀位,2. 杠杆式安全阀 主要由阀体、阀芯、阀座、阀杆、重锤等构件组成。如图2-5所示。它是利用杠杆的原理制成的，它通过杠杆和阀杆
12、将重锤的重力矩（重锤的重量与重锤到支点距离的乘积）作用到阀芯上，将阀芯压在阀座上，使锅炉介质压力保持在允许范围之内。,2019/1/17,25,2019/1/17,26,图 2-5 杠杆式安全阀 1）阀罩2）支点3）阀杆4）力点5）导架6）阀芯7）杠杆 8）阀座9）固定螺丝10）调整螺丝11）重锤,安全阀的参数 蒸汽锅炉的安全阀的主要参数是开启压力和排汽能力，排汽能力又决定于安全阀喉径和阀芯的开启高度。由于开启高度的不同，弹簧式安全阀可分为微启式和全启式两种。即： 微启式：开启高度为喉径的1/401/20； 全启式：开启高度为喉径的l/4。 1. 密封压力 是指安全阀阀芯处于关闭状态，并保持密
13、封时的进口压力（通常称工作压力）。,2019/1/17,27,2. 开启压力和回座压力 开启压力是指阀芯开始升起，介质连续排出的瞬间的进口压力；回座压力是指阀芯关闭，介质停止排出时的进口压力。 当开启压力1.0MPa时，其允许偏差为开启压力的0.02MPa；当开启压力1.0MPa时，允许偏差为开启压力的2。 3. 排汽能力 是指安全阀阀芯安全开启时的介质排出量。排汽能力必须大于锅炉额定蒸发量。,2019/1/17,28,安全技术要求 （1）每台锅炉至少应装设两个安全阀（不包括省煤器安全阀）。符合下列规定之一的，可只装一个安全阀： 1）额定蒸发量小于或等于0.5t/h的锅炉，额定热功率小于或等于
14、1.4MW的锅炉。 2）额定蒸发量小于4t/h且装有可靠的超压联锁保护装置的锅炉。 可分式省煤器出口处、蒸汽过热器出口处、再热器入口处和出口处以及直流锅炉的起动分离器，都必须装设安全阀。,2019/1/17,29,（2）安全阀应铅直地安装在锅筒、集箱的最高位置。为了不影响安全阀的淮确性和避免发生事故，在安全阀与锅筒或集箱之间，不允许装有取用蒸汽的出汽管和阀门。 （3）安全阀装置。主要包括： 1）杠杆式安全阀必须有防止重锤自行移动装置，以及限制杠杆越出导架的装置。 2）弹簧式安全阀必须有提升手柄和防止随意拧动调整螺丝的装置。 （4）几个安全阀如共同装置在一个与锅筒直接相连的短管上，则短管的通路截
15、面积应不小于所安全阀流通面积之和。,2019/1/17,30,（5）安全阀应装设排汽管，排汽管应直通安全地点，并有足够的流通截面积，保证排汽畅通。同时排汽管予以固定。 如排汽管露天布置而影响安全阀的正常动作时。应加装防护罩。防护罩的安装应不妨碍安全阀的正常动作与维修。 安全阀排汽管底部应装有接到安全地点的疏水管。在排汽管和疏水管上都不允许装设阀门。 省煤器的安全阀应装排水管、并通至安全地点。在排水管上不允许装设阀门。 为防止安全阀的阀座与阀芯粘住，应定期对安全阀做手动排放试验。,2019/1/17,31,2 压力表 压力表是一种测量压力大小的仪表，测量锅炉内实际的压力值，反映燃烧及负荷的变化，
16、司炉人员根据压力表的指示数值来调节燃烧，使之适应外界负荷的变化，将锅炉压力控制在允许的范围内。,2019/1/17,32,1 压力表的型式及工作原理 锅炉上常用的压力表有弹簧管式压力表、液柱式压力表、电接点式压力表及远传式压力表等。 弹簧管式压力表，它由弹簧弯管、连杆、扇形齿轮、小齿轮、指针、表盘、支座等组成； 液柱式压力表主要是U型管压力表，它主要用于测量气体微压、炉膛负压； 远传式测压仪表是将弹簧管感受到压力变化时的自由端的位移通过霍尔元件转换成电压讯号输出的压力计。显示仪表可以采用一般的毫伏计或电位差计，或将其电讯号输送到控制台，用以显示锅炉的压力或控制锅炉在允许工作压力范围内安全运行。同时，在弹簧管自由端装有指针等机构，同样可以在压力表上直接显示出压力的大小。,2019/1/17,33,电接点式压力表是在弹簧管式压力表基础上增加了一套电控装置制成的。在弹簧管式压力表上除原有的工作指针外又增设两根可调的给定指针，分别用于给定压力表的工作的上
