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第一节
锅炉基础

一、锅炉的定义

锅炉是一种能量转换设备,向锅炉输入的能量有化石燃料中的化学能、电能,锅炉输出具有一定热能的水蒸气或高温水。锅炉本体是由锅筒(壳)、启动(汽水)分离器及储水箱、受热面、集箱及其连接管道、炉膛、燃烧设备、空气预热器、炉墙、烟(风)道、构架(包括平台和扶梯)等组成的整体。锅的原义指在火上加热的盛水容器,炉指燃烧燃料的场所,锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或水蒸气可直接为工业生产和人民生活提供所需热能,也可通过蒸汽动力装置转换为机械能,或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉,主要用于生活,工业生产中也有少量应用。产生水蒸气的锅炉称为蒸汽锅炉,常简称为锅炉,多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。

二、锅炉的原理

锅炉是一种能量转换设备,向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式,而经过锅炉转换,向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。多用于火电站、船舶、蒸汽机车和工矿企业。

锅炉是一种利用化石燃料燃烧后释放的热能或工业生产中的余热传递给容器内的水,使水达到所需要的温度或一定压力的热力设备。水进入锅炉以后,吸收热量,被加热成具有一定温度和压力的热水或水蒸气,然后被输出锅炉。在燃烧设备中,化石燃料通过燃烧不断放出热量,燃烧产生的高温烟气通过热传递,将热量传递给锅炉受热面,而本身温度逐渐降低,最后由烟囱排出。

三、锅炉管道

(1)电站锅炉,包括锅炉主给水管道、主蒸汽管道、再热蒸汽管道,以及第一个阀门以内(不含阀门,下同)的支路管道。

(2)电站锅炉以外的锅炉,设置分汽(水、油)缸(以下统称分汽缸)的,包括给水(油)泵出口至分汽缸出口,与外部管道连接的第一道环向焊缝以内的承压管道;不设置分汽缸的,包括给水(油)泵出口至主蒸汽(水、油)出口阀以内的承压管道。

四、锅炉安全附件和仪表

锅炉安全附件和仪表包括安全阀,爆破片,压力测量、水(液)位测量、温度测量等装置(仪表),安全保护装置,排污和放水装置等。

五、锅炉辅助设备及系统

锅炉辅助设备及系统包括燃料制备设备及系统、水处理设备及系统等。

六、监察不适用的锅炉范围

(1)设计正常水位水容积(直流锅炉等无固定汽水分界线的锅炉,水容积按照汽水系统进出口内几何容积计算,下同)<30L,或者额定蒸汽压力<0.1MPa的蒸汽锅炉。

(2)额定出水压力<0.1MPa或者额定热功率<0.1MW的热水锅炉。

(3)额定热功率<0.1MW的有机热载体锅炉。

七、锅炉设备级别

(一)A级锅炉

A级锅炉是指P(锅炉压力)≥3.8MPa(表压)的锅炉

(1)超临界锅炉,P≥22.1MPa。

(2)亚临界锅炉,16.7MPa≤P<22.1MPa。

(3)超高压锅炉,13.7MPa≤P<16.7MPa。

(4)高压锅炉,9.8MPa≤P<13.7MPa。

(5)次高压锅炉,5.3MPa≤P<9.8MPa。

(6)中压锅炉,3.8MPa≤P<5.3MPa。

(二)B级锅炉

(1)蒸汽锅炉,0.8MPa<P<3.8MPa。

(2)热水锅炉,P<3.8MPa,且r≥120℃(r为额定出水温度,下同)。

(3)气相有机热载体锅炉,Q>0.7MW(Q为额定热功率,下同);液相有机热载体锅炉,Q>4.2MW。

(三)C级锅炉

(1)蒸汽锅炉,P≤0.8MPa,且V>50L(V为设计正常水位水容积,下同)。

(2)热水锅炉,0.4MPa<P<3.8MPa,且r<120℃;P≤0.4MPa,且95℃<r<120℃。

(3)气相有机热载体锅炉,Q≤0.7MW;液相有机热载体锅炉,Q≤4.2MW。

(四)D级锅炉

(1)蒸汽锅炉,P≤0.8MPa,且V≤50L。

(2)热水锅炉,P≤0.4MPa,且r≤95℃。

(3)D级锅炉监察特殊要求:

①锅炉制造单位应当在锅炉显著位置标注“禁止超压、缺水运行”的安全警示;蒸汽锅炉铭牌上标明“使用年限不超过8年”。

②锅炉不需要安装告知,并且不实施安装监督检验;需安装单位和使用单位双方代表书面验收认可后,方可运行。

③锅炉不需要办理使用登记;不实行定期检验,但使用单位应当定期对锅炉安全状况进行检查。

④锅炉的操作人员不需要取得特种设备作业人员证,但锅炉制造单位或者其授权的安装单位应当对作业人员进行操作、安全管理和应急处置培训,培训合格后出具书面证明。

八、锅炉的分类

(1)按用途分为电站锅炉、工业锅炉和生活锅炉。

(2)按结构形式分为锅壳锅炉和水管锅炉。

(3)按锅壳位置分为立式锅炉和卧式锅炉。

(4)按燃烧室分布分为内燃式锅炉和外燃式锅炉。

(5)按使用燃料不同,分为燃煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉。

(6)按介质不同,分为蒸汽锅炉、热水锅炉、有机热载体锅炉。

(7)按锅炉的蒸发量,分为小型锅炉(D<20t/h)、中型锅炉(20t/h≤D≤75t/h)、大型锅炉(D>75t/h),D代表蒸发量。

(8)按循环压头分为自然循环锅炉、强制循环锅炉、复合锅炉。

(9)按安装方式不同,分为整装锅炉和散装锅炉。

(10)按燃烧方式不同,分为层燃锅炉、室燃锅炉、旋风锅炉、流化床锅炉。

九、常见的锅炉结构

(一)卧式内燃锅炉

锅炉型号:WNL、WNS。

介质:燃油、燃气。

结构:锅壳、管板、炉胆、烟管。

燃烧设备:固定或链条炉排,燃烧器(燃料为燃气、油)。

烟气流程:燃烧火焰直接辐射炉胆,高温烟气从炉胆后部进入转烟室,然后转入第一束烟管,由后向前流动至前烟箱,再转入第二束烟管,由前向后汇集进入烟囱排出。

水循环回路:两束烟管的布置方式分为两侧布置和前后布置,形成不同的循环回路。

(二)卧式外燃锅炉

锅炉型号:DZW、DZL等。

介质:燃煤、燃生物质。

结构:锅筒、管板、烟管、水冷壁管、下降管、后棚管、集箱等。

燃烧设备:往复炉排或链条炉排。

烟气流程:燃烧火焰辐射水冷壁管和锅筒下部,高温烟气从后部进入第一烟束管,由后向前流入烟箱,再转入第二烟束管,由前向后流入后烟室进入烟囱排出。

水循环回路:分三组。

优点:点火升温较快,适应煤种较广,热效率较高。

缺点:烟管容易积灰,注意定期排污,水质要软化处理,防止发生爆管事故,前管板与烟管处容易出现裂纹。

(三)有机热载体锅炉

有机热载体锅炉是一种以热传导液为加热介质的新型特种锅炉,具有低压高温工作特性。随着工业生产的发展和科学技术的进步,有机热载体锅炉得到了不断的发展和应用。有机热载体锅炉的工作压力虽然比较低,但炉内热传导液温度高,且大多具有易燃易爆的特性,一旦在运行中发生泄漏,将会引起火灾、爆炸等事故,甚至造成人员伤亡和财产损失。因此,对有机热载体锅炉的安全运行和管理,必须高度重视。 4p0zevtogSXZ1xNSL50mLdtcZFl5nN6ISemgC6GI7oV3mbhZfkeZOPeku9z1VNGR

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