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1、锅炉基本知识3.1锅炉概述特种设备安全监察条例规定，特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶，下同）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场（厂）内专用机动车辆。承压类特种设备：锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道机电类特种设备：电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场（厂）内机动车辆3.1.1锅炉的含义及用途3.1.1.1锅炉的含义条例第九十九条规定：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，并对外输出热能的设备，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
2、.1MW的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。包括：承压蒸汽锅炉、承压热水锅炉、有机热载体锅炉。3.1.1.2锅炉的用途（功能）锅炉是一种热能转换设备，是利用燃料（燃油、燃气、燃煤、电加热等）燃烧所释放的热能加热工质（水、蒸汽、有机热载体等），以获得规定参数（温度、压力、容量）和品质的工质（蒸汽、热水、高温有机热载体）输出的设备。3.1.1.3锅炉的工作原理 锅炉：将煤、石油、天然气等燃料燃烧或其他热能释放出来的热量，通过金属受热面传递给净化的水，将其加热到一定压力和温度的水或蒸汽的换热设备。 锅炉锅+炉 3.1.2锅炉的特点3.1.2.1锅炉运行工况的特殊性1. 锅炉是特种设备，具有爆炸危险；2.
3、 锅炉使用广泛；3. 锅炉工作条件复杂、恶劣（高温、高压、腐蚀、磨损、交变应力）；4. 运行中如出现爆炸、泄漏，将造成严重的人员伤亡和财产损失；随着社会发展，全面建设和谐社会，强调以人为本，对安全生产的要求越来越高。3.1.2.3锅炉内常用工质（介质）的种类水（汽水混合物、蒸汽）、有机热载体1、水的性质特点2、有机热载体有机热载体的特点：易燃、易氧化，渗透性强，低压高温（可以在较低的压力下加热到较高的温度）；3.1.3锅炉的主要参数和焓3.1.3.1锅炉主要参数锅炉主要参数：是表示锅炉工作时的基本特性的数据，主要有压力、温度、容量。1.压力: 垂直均匀作用在物体单位面积上的力。大气压力：大气层
4、对地球表面产生的压力。表压力：以当时当地大气压力作为测量起点，用压力表指示出来的压力，是指超过当地大气压力的部分。绝对压力：以压力为零作为测量起点，即以绝对真空作为测量起点的压力，其数值等于表压力加上当地大气压力的数值。绝对压力、表压力之间的关系可表示为：绝对压力=表压力+大气压力 单位：Mpa负压力：是指低于大气压力的压力。2.温度：表征物体冷热程度的物理量。是指锅炉内工作介质的温度，可以用测温仪表测得。铭牌压力（温度）：锅炉出口处工质的压力（温度）。给水温度：省煤器入口处的水温。3.容量：额定蒸发量：蒸汽锅炉在额定参数（压力、温度）、额定给水温度、使用设计燃料并保证效率、连续稳定运行时的最
5、大蒸发量，单位：t/h；额定热功率：热水锅炉在额定回水温度、额定回水压力、额定循环水量的情况下，长期连续运行时应保证的最大供热量，单位：MW；3.1.4水与蒸汽的性质3.1.4.1水的性质纯水是无色、无味、透明的液体，由氢、氧两只元素化合而成。1、水具有三态：固态（冰、霜、雪） 液态（水） 气态（水蒸气）随温度变化，三态之间能够相互转化。2、水的体积与温度的关系：大气压力下，温度为4时，水的体积最小，密度最大（1g/Cm）；超过或者低于4，其体积均要膨胀变大，而密度减小。因此，冬季停用锅炉内不能存水，以免因结冰而体积膨胀，损坏锅炉设备。3、水平面水在连通器里，只要水面上压力相等，则水面始终保持
6、相平。锅炉水位表原理。4、水对容器的压力水在容器内对各方向都有压力，且高度相同，各方向压力均相等；高度不同，压力也就不同。因此，锅炉上压力表安装位置不同，其指示压力也不同。高度降低1m，压力增加0.01MPa。5、水的比热较大水的比热比其他任何液体要高，为4.1868KJ/kg (1kcal/kg)因此，常用水来作为吸热和冷却的介质。6、水的压缩系数极小水在密闭容器内受到外加压力时，其体积几乎没有缩小，但是能向各个方向均匀地传递压力。水压试验即利用此原理，以检验受压部件的强度和严密性。3.1.4.2饱和水和水蒸汽的性质在一定压力下，使1kg水从0加热到饱和温度所需要的热量称为液体热或显热。液体
7、热仅用于提高水的温度而不改变水的形态，它与压力有关，压力越高，液体热越大。在一定压力下，使1kg饱和水完全汽化变成相同温度的干饱和蒸汽所需要的热量称为汽化潜热，又称蒸发热。汽化潜热仅增加汽化量而不提高温度。它也与压力有关，压力越高，汽化潜热越小。当压力达到22.129MPa，温度达到374.15时，汽化潜热为零，不存在水和汽的相变，此状态称为水的临界状态。在一定压力下，1kg水从0加热到任意状态下的水或蒸汽所吸收的总热量称为该状态下的水或蒸汽的“焓”。饱和水的焓等于液体热，干饱和蒸汽的焓等于液体热与汽化潜热之和。3.2锅炉的分类及型号3.2.1锅炉设备的分类一、根据锅炉定期检验规则质技监局锅发
8、（1999）202号 第11条 工业锅炉是指以向工业生产或生活用途提供蒸汽、热水的锅炉，一般是指额定工作压力小于等于2.5MPa的锅炉。第21条 电站锅炉是指以发电或热、电联产为主要目的的锅炉，一般是指额定工作压力大于等于3.8MPa的锅炉。三、根据特种设备安全监察条例锅炉可分为：承压蒸汽锅炉、承压热水锅炉、有机热载体锅炉。3.2.2锅炉制造许可级别根据锅炉压力容器制造监督管理办法（2002.07.12国家质检总局第22号令）锅炉制造许可级别划分 级别制造锅炉范围A不限 B额定蒸汽压力小于及等于2.5MPa的蒸汽锅炉（表压，下同） C额定蒸汽压力小于及等于0.8MPa且额定蒸发量小于及等于1t
9、/h的蒸汽锅炉; 额定出水温度小于120的热水锅炉 D额定蒸汽压力小于及等于0.1MPa的蒸汽锅炉; 额定出水温度小于120且额定热功率小于及等于2.8MW的热水锅炉 3.2.3锅炉安装改造维修许可级别根据锅炉安装改造单位监督管理规则TSG G30012004第二条 凡在我国境内从事条例规定范围内锅炉及锅炉范围内管道的安装改造工作的单位必须取得国家质量监督检验检疫总局（以下简称国家质检总局）颁发的特种设备安装改造维修许可证（以下简称许可证），且只能从事许可证范围内的锅炉安装改造工作。已获得锅炉制造许可的锅炉制造企业可以改造本企业制造的锅炉和安装本企业制造的整（组）装出第四条 锅炉安装改造许可证
10、级别划分如下：级别许可安装改造锅炉的范围1参数不限2额定出口压力2.5Mpa的锅炉3额定出口压力1.6Mpa的整（组）装锅炉；现场安装、组装铸铁锅炉根据条例第十六条 锅炉、压力容器、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）内专用机动车辆的维修单位，应当有与特种设备维修相适应的专业技术人员和技术工人以及必要的检测手段，并经省、自治区、直辖市特种设备安全监督管理部门许可，方可从事相应的维修活动。3.2.4锅炉的型号表示法1、工业锅炉（蒸汽锅炉、热水锅炉）2、有机热载体锅炉3、电站锅炉工业锅炉的型号表示法工业锅炉型号按机械部部标JBT 1626-1992 工业锅炉产品型号编制方法的规定进行编
11、制，适用D65t/h或额定蒸汽压力2.45MPa的固定式蒸汽锅炉和热水锅炉。工业锅炉产品型号由三部分组成，各部分用短横线相连。举例：SHL20-2.5/400-AII.P型锅炉3.3锅炉结构3.3.1锅炉结构的基本要求3.3.1.1锅炉结构的基本要求锅炉结构应符合下列基本要求：(一)各部分在运行时应能按设计预定方向自由膨胀；(二)保证所有受热面都应得到可靠的冷却。受热面布置时，应合理地分配介质流量，尽量减小热偏差；(三)凡属非受热面的元件，如由于冷却不够，壁温可能超过该元件所用材料的许用温度时，应予绝热；(四)各受压部件应有足够的强度；(五)受压元、部件结构的形式、开孔和焊缝的布置应尽量避免或
12、减少复合应力和应力集中；(六)炉膛、包墙及烟道的结构应有足够的承载能力；(七)炉墙应具有良好的密封性；(八)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；(九)便于安装、运行操作、检修和清洗内外部； (十)燃煤粉的锅炉，其炉膛和燃烧器的结构及布置应与所设计的煤种相适应，并防止炉膛结渣或结焦。3.3.1.2各种锅炉结构形式1、锅壳式锅炉（立式、卧式）2、水管锅炉（立式、卧式）3、电站锅炉3.3.2锅炉受压部件锅炉的主要受压元件：锅筒 ( 汽包、锅壳 ) 、炉胆、回燃室、封头、炉胆顶、管板、下脚圈、集箱、受热面部件、锅炉管道。锅炉管道：包括主蒸汽管道、再热蒸汽冷（热）段管道、给
13、水管道、以及锅炉本体主要管道。锅炉本体主要管道：包括集中下降管、分散下降管、给水分配管、汽水连接管、饱和蒸汽连通管、过热蒸汽连接管、再热蒸汽连接管、减温水管等。3.3.2.3锅炉主要受压元件的主焊缝锅炉主要受压元件的主焊缝：锅筒 ( 锅壳 ) 、炉胆、回燃室以及集箱的纵向和环向焊缝，封头、管板、炉胆顶和下脚圈的拼接焊缝等。锅炉主要受压元件的主焊缝应采用全焊透的对接焊接。 3.3.3锅炉安全附件安全阀、压力表、水位表、排污和放水装置、测温仪表、保护装置（报警及联锁保护装置）、主要阀门及其他（详见蒸规第七章）蒸汽锅炉三大安全附件：安全阀、压力表、水位表。3.4锅炉的工作过程3.4.1工业锅炉的汽水
14、流程系统 3.4.2锅炉循环方式（即工质在锅炉中的流动方式）以工作介质为水举例水循环：依靠水和汽水混合物的密度差（自然循环），或依靠循环水泵的压头（强制循环）来推动锅水在循环回路中循环流动的现象。循环回路：由锅筒（汽包）、下降管、集箱、下汽包、上升管所组成的闭合蒸发系统。3.4.3锅炉的工作过程3.4.3.1锅炉的工作系统锅炉的工作系统包括：1、汽水系统（承压部件）2、风烟系统（送风、引风设备）3、水煤系统（给水、给煤设备）4、除尘系统（除渣、除尘设备）锅炉本体设备包括：蒸发设备、对流受热面、燃烧设备、烟道、钢架构件等。3.4.3.2锅炉受热面的传热方式（一）热力学定律1.热力学第一定律：热可
15、以变为功，功也可以变为热；一定量的热消失时，必产生与之数量相当的功；消耗一定量的功，也必出现相应数量的热。实质：能量相互转换时，总能量保持不变。即能量守恒定律在热力学中的应用。2.热力学第二定律：热不可能自发地、不付代价地从低温物体传到高温物体。实质：指出热力过程在没有外力推动的情况下，不会自发地反方向进行；只要有温度差存在，热量总是自发地从高温物体向低温物体传递。（二）传热过程（即锅炉的工作过程）锅炉运行时，燃料燃烧放出的热量通过受热面金属壁传给锅水，使水转变为热水或蒸汽的过程。包括：1.燃料燃烧的放热过程； 2.火焰和高温烟气向锅水的传热过程； 3.水被加热和汽化的过程。（三）传热方式1、对流传
