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1、锅炉基本知识上海市特种设备监督检验技术研究院上海市特种设备监督检验技术研究院王海荣王海荣一、锅炉定义二、锅炉的组成三、锅炉的分类四、锅炉型号的意义五、锅炉的主要参数六、锅规七、节能一、锅炉的定义理论定义：生产蒸汽及热介质（工质）的换热设备。锅炉的科学定义：锅炉的科学定义：锅炉也称蒸汽发生器，是一种利用燃料等能源的锅炉也称蒸汽发生器，是一种利用燃料等能源的热能或工业生产中的余热，将工质加热到一定温热能或工业生产中的余热，将工质加热到一定温度和压力的换热设备。度和压力的换热设备。-实用锅炉手册实用锅炉手册锅炉是一种将燃料燃烧，使其中的化学能转变为锅炉是一种将燃料燃烧，使其中的化学能转变为热能，并将
2、此热能传递给水（也可能是其它工质）热能，并将此热能传递给水（也可能是其它工质），使工质变为具有一定压力和温度的蒸汽或热水，使工质变为具有一定压力和温度的蒸汽或热水的设备。的设备。-锅炉本体布置及计算锅炉本体布置及计算条列的定义：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01MPa（表压），且额定功率大于或者等于01MW的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。二、锅炉的组成锅炉由下列各部分组成锅炉由下列各部分组成1 1、锅、锅-承装工质并承受工质压力的部分。承装工质并承受工质压力的部分
3、。2 2、炉、炉-燃烧燃料或烟气流通部分。燃烧燃料或烟气流通部分。3 3、安全附件及自动联锁保护装置、安全附件及自动联锁保护装置-安全阀、水安全阀、水位表、压力表、低水位、压力、燃烧等报警及联位表、压力表、低水位、压力、燃烧等报警及联锁保护装置锁保护装置4 4、锅炉辅机、锅炉辅机-燃烧设备（装置）、通风设备、燃烧设备（装置）、通风设备、除尘设备、出渣、灰设备等。除尘设备、出渣、灰设备等。5 5、锅炉控制系统、锅炉控制系统-按钮开关、按钮开关、DCSDCS控制系统等。控制系统等。 如右图所示，该如右图所示，该如右图所示，该如右图所示，该300MW300MW锅炉锅炉锅炉锅炉共共共共2020个主要部
4、件，其中有部分个主要部件，其中有部分个主要部件，其中有部分个主要部件，其中有部分部件是中小型电站锅炉上所不部件是中小型电站锅炉上所不部件是中小型电站锅炉上所不部件是中小型电站锅炉上所不具备的：具备的：具备的：具备的： 1 1锅筒；锅筒；锅筒；锅筒；2 2大屏过热器；大屏过热器；大屏过热器；大屏过热器；3 3顶棚管；顶棚管；顶棚管；顶棚管；4 4后屏过热器后屏过热器后屏过热器后屏过热器5 5中温再热器；中温再热器；中温再热器；中温再热器；6 6高温再热器；高温再热器；高温再热器；高温再热器；7 7高温过热器；高温过热器；高温过热器；高温过热器；8 8水平烟道水平烟道水平烟道水平烟道包墙管；包墙管
5、；包墙管；包墙管；9 9尾部竖井包墙管；尾部竖井包墙管；尾部竖井包墙管；尾部竖井包墙管；1010悬吊管；悬吊管；悬吊管；悬吊管；1111低温过热低温过热低温过热低温过热器；器；器；器；1212省煤器；省煤器；省煤器；省煤器；1313空气空气空气空气预热器；预热器；预热器；预热器；1414除渣装置；除渣装置；除渣装置；除渣装置；1515燃烧器；燃烧器；燃烧器；燃烧器；1616炉膛水冷壁；炉膛水冷壁；炉膛水冷壁；炉膛水冷壁；1717壁式再热器；壁式再热器；壁式再热器；壁式再热器；1818集中集中集中集中下降管；下降管；下降管；下降管；1919锅炉构架；锅炉构架；锅炉构架；锅炉构架；2020刚性梁。
6、刚性梁。刚性梁。刚性梁。三锅炉的分类按用途分类分为电站锅炉、工业锅炉、机车锅炉、船舶锅炉、生活锅炉。按装置方式分类分为固定式锅炉和移动式锅炉。按锅炉结构分类分为火管锅炉、水管锅炉和水火管组合锅炉。 在循环回路的下降管与上升管之间设置循环泵用以辅助水循环并作强制在循环回路的下降管与上升管之间设置循环泵用以辅助水循环并作强制 流动，又称辅助循环锅炉，只能在临界压力以下应用。流动，又称辅助循环锅炉，只能在临界压力以下应用。 按按循循环环方方式式 自然循环锅炉自然循环锅炉: :控制（强制）循环锅炉控制（强制）循环锅炉: :直流锅炉直流锅炉: : 具有锅筒，利用下降管和上升管中工质密具有锅筒，利用下降管
7、和上升管中工质密度差产生工质循环，只能在临界压力以下应用度差产生工质循环，只能在临界压力以下应用. . 无锅筒，给水靠水泵压头一次通过受热面，无锅筒，给水靠水泵压头一次通过受热面，适用于各种压力。适用于各种压力。按按所所用用燃燃料料或或能能源源 固体燃料锅炉固体燃料锅炉液体燃料锅炉液体燃料锅炉气体燃料锅炉气体燃料锅炉余热锅炉余热锅炉原子能锅炉？原子能锅炉？废料锅炉废料锅炉四、锅炉型号的意义 （一）工业锅炉的型号（一）工业锅炉的型号 我国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。我国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。 / / 本体形式代号本体形式代号 燃烧设备代号
8、燃烧设备代号 额定蒸发量（额定蒸发量（t/ht/h）或额定热功率（）或额定热功率（MWMW） 额定蒸汽压力或允许工作压力（额定蒸汽压力或允许工作压力（MPaMPa） 过热蒸汽温度或出水温度过热蒸汽温度或出水温度/ /进水温度（进水温度（） 燃料种类代号燃料种类代号 第一部分第一部分: : 锅炉本体型式和燃烧方式用汉语拼音代号表示锅炉本体型式和燃烧方式用汉语拼音代号表示 额定蒸发量额定蒸发量( (t/ht/h) )或额定热功率用数值表示或额定热功率用数值表示； 第二部分第二部分 工作压力工作压力( (MPaMPa) )和过热蒸汽温度和过热蒸汽温度( () )或出水温度或出水温度/ /进水温度（进
9、水温度（）用数值表示）用数值表示； 第三部分第三部分 燃料品种的汉语拼音代号及设计序号。燃料品种的汉语拼音代号及设计序号。 举例(一)：型号SHL1013350W1SH-SH-表示双锅筒横置式；表示双锅筒横置式；L-L-链条炉排；链条炉排；10-10-蒸发量为蒸发量为10t/h10t/h；12-12-出口蒸汽压力为出口蒸汽压力为13(1275kPa)13(1275kPa)；350-350-出口过热蒸汽温度为出口过热蒸汽温度为350350；W-W-适用于无烟煤；适用于无烟煤；1-1-经过第一次修改设计制造经过第一次修改设计制造。 举例(二)：型号QXS120.8130YQX-QX-表示强制循环；
10、表示强制循环；S-S-表示室燃；表示室燃；12-12-表示表示额定热功率额定热功率为为12 12 （MWMW） ；0.8-0.8-出口压力为出口压力为0.8M0.8MPaPa；130-130-出口温度为出口温度为130130；Y-Y-燃油；燃油； 原设计。原设计。 （二）电站锅炉型号表示方法（二）电站锅炉型号表示方法 - - / / - - 锅炉型号由三到四部分组成，各部分之间用短横锅炉型号由三到四部分组成，各部分之间用短横线相连。线相连。例如例如:HG-410/100-1第一部分用两个汉语拼音字母代表锅炉制造厂；第一部分用两个汉语拼音字母代表锅炉制造厂；第二部分用二段数字表示蒸发量及出口压力
11、；第二部分用二段数字表示蒸发量及出口压力；第三部分用英文及阿拉伯数字表示设计序号。第三部分用英文及阿拉伯数字表示设计序号。五、锅炉的主要参数（一）锅炉容量（一）锅炉容量1、蒸发量：、蒸发量：锅炉每小时所产生的蒸汽流量2、额定蒸发量：、额定蒸发量：锅炉在采用设计的燃料，并额定参数(压力、温度_和保证一定热效率下，每小时最大连续蒸发量，符号D(Q)，单位t/h。3）额定热功率：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（kcal/h，MW）。600000 kcal/h=0.7 MW 相当于蒸发量1 t/h（二）蒸汽（二）蒸汽(热水热水)参数参数锅炉出口处蒸汽锅炉出口处蒸汽(热水）的
12、额定压力热水）的额定压力(表压表压)和温度，符号和温度，符号p(t)；单位；单位MPa,。1、压力：、压力：单位面积上所受的垂直作用力叫压力（即单位面积上所受的垂直作用力叫压力（即压强）。分子运动学说把气体的压力看成压强）。分子运动学说把气体的压力看成是大量气体分子撞击器壁的平均结果。是大量气体分子撞击器壁的平均结果。作为介质状态参数的是作为介质状态参数的是绝对压力绝对压力。而环境。而环境介质压力通常是介质压力通常是大气压力大气压力。大气压力是地。大气压力是地面以上空气柱的重量所造成的，它随着各面以上空气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件而有所变化。地的纬度、高度和气候条件而有
13、所变化。测量工质压力的仪器称为压力计（表）。测量工质压力的仪器称为压力计（表）。由于压力计的测压元件处于某种环境压力由于压力计的测压元件处于某种环境压力的作用下，因此压力计所测得的压力是工的作用下，因此压力计所测得的压力是工质的绝对压力与环境介质压力之差，叫作质的绝对压力与环境介质压力之差，叫作表压力或者真空度表压力或者真空度，均为相对压力。，均为相对压力。当绝对压力大于环境压力时当绝对压力大于环境压力时P=Pb+Pe式中式中pb表示测得的差值，称为表压力，表示测得的差值，称为表压力，pe为环境压力。为环境压力。当绝对压力小于环境压力时当绝对压力小于环境压力时P= pe- pv式中，式中，pv
14、也表示测得的差值，称为真空度，也表示测得的差值，称为真空度，此时测量压力的仪表叫作真空计。此时测量压力的仪表叫作真空计。我国法定计量单位的压力单位是帕斯卡（简称帕）我国法定计量单位的压力单位是帕斯卡（简称帕），符号为，符号为Pa。即即1Pa等于每平方米的面积上作用等于每平方米的面积上作用1N的力。工程的力。工程上，因上，因Pa的单位太小，常采用的单位太小，常采用MPa（兆帕），（兆帕），1 MPa106Pa。工程上可能遇到的其他压力单位还有标准大气压工程上可能遇到的其他压力单位还有标准大气压（atm，也称物理大气压）、巴（，也称物理大气压）、巴（bar）、工程大）、工程大气压（气压（at）、毫
15、米汞柱（）、毫米汞柱（mmHg）和毫米水柱）和毫米水柱（mmH2O）。它们之间的换算关系可以查表：）。它们之间的换算关系可以查表：压力单位换算压力单位换算:1 MPa=10.2kg/cm22、温度：、温度：温度是物体冷热程度的标志温度是物体冷热程度的标志 为了给温度确定数值，还应建立温标 温度的单位换算：温度的单位换算：K=t +273； t =5/9（0F-32）六、锅规 1.2 1.2 适用范围适用范围本规程适用于符合特种设备安全监察条例范围内的固定式本规程适用于符合特种设备安全监察条例范围内的固定式（注注1-1-1)1)承压蒸汽锅炉承压蒸汽锅炉 、承压热水锅炉、有机热载体锅炉，以及以余承
16、压热水锅炉、有机热载体锅炉，以及以余( (废废) )热利用为主要目的的烟道式、烟道与管壳组合式余热利用为主要目的的烟道式、烟道与管壳组合式余( (废废) )热锅炉。热锅炉。注注1-11-1：固定式锅炉是指锅炉在使用过程中是固定的。：固定式锅炉是指锅炉在使用过程中是固定的。 1.2.1 1.2.1 锅炉本体锅炉本体由锅筒、受热面及其集箱和连接管道，炉膛、燃烧设备和空气预热器由锅筒、受热面及其集箱和连接管道，炉膛、燃烧设备和空气预热器( (包括烟道和风道包括烟道和风道) )，构架，构架( (包括平台和扶梯包括平台和扶梯) )，炉墙和除渣设备等所组，炉墙和除渣设备等所组成的整体成的整体。1.2.2
17、1.2.2 1.2.2 1.2.2 锅炉范围内管道锅炉范围内管道锅炉范围内管道锅炉范围内管道(1)(1)电站锅炉，包括锅炉主给水管道、主蒸汽管道、再热蒸电站锅炉，包括锅炉主给水管道、主蒸汽管道、再热蒸汽管道等汽管道等；(2)(2)电站锅炉以外的锅炉，分为有分汽电站锅炉以外的锅炉，分为有分汽( (水、油水、油) )缸缸( (注注1-2)1-2)的的锅炉和无分汽锅炉和无分汽( (水、油水、油) )缸的锅炉；缸的锅炉；有分汽有分汽( (水、油水、油) )缸的锅炉，包括锅炉给水缸的锅炉，包括锅炉给水( (油油) )泵出口和分泵出口和分汽汽( (水、油水、油) )缸出口与外部管道连接的第一道环向接头的焊
18、缸出口与外部管道连接的第一道环向接头的焊缝内的承压管道含分汽缝内的承压管道含分汽( (水、油水、油) )缸；缸；无分汽无分汽( (水、油水、油) )缸的锅炉，包括锅炉给水缸的锅炉，包括锅炉给水( (油油) )泵出口和锅泵出口和锅炉主蒸汽炉主蒸汽( (水、油水、油) )出口阀以内的承压管道。出口阀以内的承压管道。 注注1-21-2：分汽：分汽( (水、油水、油) )缸应当符合本规程集箱的有关规定缸应当符合本规程集箱的有关规定1.2.3 1.2.3 锅炉安全附件和仪表锅炉安全附件和仪表 锅炉安全附件和仪表，包括安全阀、压力测量装置、水锅炉安全附件和仪表，包括安全阀、压力测量装置、水( (液液) )
19、位测量与示控装置、温度测量装置、排污和放水装置位测量与示控装置、温度测量装置、排污和放水装置等安全附件，以及安全保护装置和相关的仪表等。等安全附件，以及安全保护装置和相关的仪表等。1.2.4 锅炉辅助设备及系统 锅炉辅助设备及系统，包括燃料制备、汽水、水处理等设备及系统。1.4.1 A1.4.1 A级锅级锅炉炉 A A级锅级锅炉是指炉是指p(p(表表压压，下同，注，下同，注1-3) 1-3) 3.8MPa3.8MPa的的锅锅炉，包括：炉，包括： (1) (1)超超临临界界锅锅炉，炉，p p 22.1MPa22.1MPa； (2) (2)亚临亚临界界锅锅炉，炉，16.7MPa16.7MPa p
20、p22.1MPa22.1MPa； (3) (3)超高超高压锅压锅炉，炉，13.7MPa13.7MPa p p16.7MPa16.7MPa； (4) (4)高高压锅压锅炉，炉，9.8MPa9.8MPa p p13.7MPa13.7MPa； (5) (5)次高次高压锅压锅炉，炉，5.3MPa5.3MPa p p9.8MPa9.8MPa； (6) (6)中中压锅压锅炉，炉，3.8MPa3.8MPa p p5.3MPa5.3MPa。1.4.2 B级锅炉 (1)蒸汽锅炉，0.8MPap3.8MPa； (2)热水锅炉，p3.8MPa，且t120(t为额定出水温度，下同)； (3)气相有机热载体锅炉，Q0.
21、7MW(Q为额定热功率，下同)；液相有机热载体锅炉，Q4.2MW。1.4.3 C级锅炉 (1)蒸汽锅炉，p0.8MPa并且V50L(V为设计正常水位水容积，下同)； (2)热水锅炉，p3.8MPa并且t120； (3)气相有机热载体锅炉，0.1MWQ0.7MW；液相有机热载体锅炉，0.1MWQ4.2MW。1.4.4 D级锅炉 (1)蒸汽锅炉，p 0.8MPa 并且30L V 50L； (2)汽水两用锅炉(注1-4)，p 0.04MPa并且D 0.5t/h(D为额定蒸发量，下同)； (3)仅用自来水加压的热水锅炉，并且t 95； (4)气相或液相有机热载体锅炉，Q 0.1 MW5.3 锅炉改造5
22、.3.1 锅炉改造的含义锅炉改造是指锅炉发生结构变化或者燃烧方式发生变化的改造。5.3.2 改造设计(1)锅炉改造的设计应当由有相应资质的锅炉制造单位进行；(2) 锅炉改造后不应当提高额定工作压力和额定工作温度； (3）不应当将热水锅炉改为蒸汽锅炉。5.45.4 锅炉修理锅炉修理5.4.15.4.1 锅炉重大修理含义锅炉重大修理含义5.4.1.1 A5.4.1.1 A级锅炉重大修理级锅炉重大修理(1)(1)锅筒、启动（汽水）分离器、减温器和集中下锅筒、启动（汽水）分离器、减温器和集中下降管的更换以及主焊缝的补焊；降管的更换以及主焊缝的补焊；(2)(2)整组受热面整组受热面5050以上的更换；以
23、上的更换；(3)(3)外径大于外径大于273mm273mm的集箱、管道和管件的更换、的集箱、管道和管件的更换、挖补以及纵（环）焊缝补焊；挖补以及纵（环）焊缝补焊；(4)(4)大板梁焊缝的修理。大板梁焊缝的修理。5.4.1.2 B级及以下锅炉重大修理(1)筒体、封头、管板、炉胆、炉胆顶、回燃室、下脚圈和集箱等主要受压元件的更换、挖补；(2)受热面管子的更换，数量大于该类受热面管(其分类分为水冷壁、对流管束、过热器、省煤器、烟管等)的10，并且不少于10根；直流、贯流锅炉整组受热面更换。七、节能要做好工业锅炉的节能工作，必须做好下面几项技术和管理工作： 1）对燃料的科学管理； 2）合理的燃烧操作； 3）加强传热过程；4）提高蒸汽利用率； 5）炉墙和管道保温； 6）加强维护，注意跑冒滴漏 7）排污热量回收； 8）加强管理，重视技术培训，实行经济考核。锅炉的燃烧节能锅炉的燃烧节能以下拿链条炉举例：1）锅炉炉拱的改造；2）采用二次风；3）加装分层燃烧装置；4）加装空气预热器；5）锅炉引风机采用变速调节技术；6）实现燃烧自动调节。采用新工艺、新设备节能1）热管换热器用于烟气余热利用；2）凝结水与废蒸汽回收；3）选用节能型的鼓、引风机和给水泵。
