锅炉安全基础知识

2020/8/7监察员培训班锅炉安全基础知识江苏省特检院扬州分院姚庆军1•锅炉定义及用途•锅炉的结构•锅炉工作原理及特点•锅炉特性参数及分类•锅炉安全性能要求•锅炉安全附件及保护装置•锅炉水质•锅炉的生产过程•锅炉常见事故2020/8/7监察员培训班22020/8/7监察员培训班一、锅炉定义及用途•1、锅炉定义•1.1一般定义：锅炉是利用燃料中的化学能或电能、高温烟气的热能等能量，加热给水或其他工质，并向外输出具有一定热能的蒸汽、热水或者其他工质的设备。（能量转换设备）•1.2法规定义：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。——安全监察含义及限定32020/8/7监察员培训班一、锅炉定义及用途•1.3锅炉安全配套装置：为保证锅炉安全运行，配备有安全附件、安全保护装置等。——锅炉监察范畴•2、锅炉用途•为工业生产、交通运输、人民生活提供动力和热源。如：发电、化工、建材、纺织等。42020/8/7监察员培训班二、锅炉的结构•1、锅炉组成总体上由三大部分构成：1.1“锅”—锅炉中盛放水、蒸汽或其他介质的部分。是锅炉介质（汽水）系统，承压部分、吸收热量部分。包括以下主要部件：5二、锅炉的结构锅筒：密封圆筒形，汇集并储蓄水汽、净化蒸汽。水冷壁管：炉膛内壁布置，辐射受热面，吸收炉膛高温辐射热量，保护炉墙。对流管束：烟道内布置，对流受热面，吸收高温烟气热量。集箱：圆形，在水循环过程中分配、汇集管子中的汽水介质，一般不受热。过热器：蛇形管状，布置在炉膛及烟道内，对饱和蒸汽进一步加热生成过热蒸汽。省煤器：布置在尾部烟道，回收烟气热量。2020/8/7监察员培训班6锅炉主要受压部件二、锅炉的结构•1.2“炉”—锅炉中使燃料进行燃烧产生热量的部分。•燃烧系统，放热部分、不承压。•包括：燃烧设备、燃烧室（炉膛）、炉墙、烟道等。•1.3安全附件、阀门仪表、附属设备部分。•保证锅炉安全正常运行。•包括：2020/8/7监察员培训班7二、锅炉的结构•安全阀、•压力表、•水位计•温度计自动保护装置（水位报警及联锁、超压报警及联锁、熄火保护等）。各类阀门、仪表给水设备、送风引风机、燃烧器、输煤、出渣、除尘设备等。2020/8/7监察员培训班8安全附件二、锅炉的结构2、几种典型的锅炉结构2.1立式燃煤锅炉包括：锅筒、炉胆、横水管、下脚圈等2020/8/7监察员培训班9立式燃煤锅炉外观2020/8/7监察员培训班102.2立式燃油（气）锅炉外观2020/8/7监察员培训班112.3卧式燃煤锅炉（DZL型）示意图包括：锅筒、水冷壁、烟管以及炉膛2020/8/7监察员培训班12DZL锅炉外观2020/8/7监察员培训班132.4卧式燃油（气）（WNS型）锅炉内部结构示意图2020/8/7监察员培训班14WNS型锅炉外观2020/8/7监察员培训班152.5水管式锅炉包括：锅筒（上、下）、对流管束、下降管、水冷壁等2020/8/7监察员培训班16水管式锅炉外观2020/8/7监察员培训班172.6电站锅炉包括：锅筒、集箱、对流管束、水冷壁、过热器、再热器、省煤器等2020/8/7监察员培训班18电站锅炉外观2020/8/7监察员培训班19三、锅炉工作原理及特点•1、锅炉工作原理•燃料燃烧过程：传热过程：水的吸热、汽化过程：2020/8/7监察员培训班20燃料中的碳（C）、碳氢化合物（CmHn）等可燃物在一定温度下与空气中的氧气发生剧烈化学反应，放出热量的过程。燃料燃烧产的热量，通过受热面传递给锅内的水和蒸汽的过程。锅内的水吸收热量，转变成具有一定温度和压力的热水或蒸汽的过程。三个工作过程三、锅炉工作原理及特点汽水系统：燃烧系统：2020/8/7监察员培训班21进入锅内的水吸热、汽化、过热，成为具有一定温度和压力的热水或蒸汽。将燃料和空气送入锅炉的炉膛内进行燃烧、放热，炉膛内火焰热量以辐射方式传递给水冷壁管；燃烧产生的高温烟气以对流传热等方式传递给对流管束、烟管、过热器、省煤器等受热面。二个系统三、锅炉工作原理及特点•2、锅炉的工作特点•2.1承受压力，有爆炸危险；•2.2一般连续运行；•2.3工作条件恶劣，受热面内外承受火、烟、灰、水、汽等侵蚀。2020/8/7监察员培训班22四、锅炉特性参数及分类•1、特性参数（有标准系列）1.1蒸汽锅炉蒸发量：蒸汽锅炉每小时产生的蒸汽量。单位：吨/小时（t/h)蒸汽压力：锅炉运行时在压力表上指示的压力值。单位：兆帕（MPa）蒸汽温度：锅炉出口蒸汽的温度，对于无过热器的锅炉为饱和温度；有过热器时为过热蒸汽温度。单位：摄氏度（℃）2020/8/7监察员培训班23四、锅炉特性参数及分类•1.2热水锅炉•热水温度：锅炉出口热水的温度。单位：（℃）；•热功率：锅炉输出热量的大小。单位：兆瓦（MW）。•出水压力：热水出口的工作压力。单位同上。•1.3有机热载体炉•热功率以及压力、温度。2020/8/7监察员培训班24四、锅炉特性参数及分类•2、锅炉分类锅炉分类方法很多，用途、燃料、输出介质、压力、出厂形式、燃烧方式、循环方式、锅炉结构、许可级别。例：••2.1按用途分：2.2按出口介质分：2020/8/7监察员培训班25电站锅炉工业锅炉生活锅炉蒸汽锅炉热水锅炉有机热载体锅炉四、锅炉特性参数及分类•2.3按出口压力分：2020/8/7监察员培训班26低压锅炉2.45MPa以下中压锅炉3.82MPa高压锅炉9.81MPa超高压锅炉13.7MPa亚临界锅炉16.7MPa超临界锅炉30.0MPa四、锅炉特性参数及分类•2.4按制造许可级别分：A、B、C、D四个等级。•A级锅炉是指p≥3.8MPa的锅炉，包括：•(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。2020/8/7监察员培训班27四、锅炉特性参数及分类•B级锅炉•(1)蒸汽锅炉，0.8MPa＜p＜3.8MPa；•(2)热水锅炉，p＜3.8MPa并且t≥120℃(t为额定出水温度，下同)；•(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•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，p＜3.8MPa，且t＜120℃；•(3)气相有机热载体锅炉，0.1MW＜Q≤0.7MW；液相有机热载体锅炉，0.1MW＜Q≤4.2MW。2020/8/7监察员培训班28四、锅炉特性参数及分类•D级锅炉•(1)蒸汽锅炉，p≤0.8MPa并且30L≤V≤50L；•(2)汽水两用锅炉，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)气相或者液相有机热载体锅炉，Q≤0.1MW。2020/8/7监察员培训班29四、锅炉特性参数及分类•3、锅炉型号•3.1电站锅炉的型号（JB/T1617《电站锅炉产品型号编制方法》）。三部分组成（略）•3.2工业锅炉的型号（JB/T1626《工业锅炉产品型号编制方法》）。三部分组成：2020/8/7监察员培训班30四、锅炉特性参数及分类•△△△XXXX/XXXX2020/8/7监察员培训班31总体型式代号燃烧设备代号额定蒸发量或额定热功率额定压力过热蒸汽温度或出/进水温度燃料种类代号锅壳锅炉总体型式代号2020/8/7监察员培训班32四、锅炉特性参数及分类•水管锅炉：水管锅炉因不同的锅筒数量及锅筒轴线方向不同而组合成不同型式的结构•（1）按锅筒数量•单锅筒:1个锅筒，“D”•双锅筒:两个锅筒,“S”•（2)按锅筒轴线与燃烧烟气流向及地面的关系•纵置式：锅筒轴线与燃烧烟气流向平行，“Z”2020/8/7监察员培训班33四、锅炉特性参数及分类•横置式：锅筒轴线与燃烧烟气流向垂直，“H”•以上二者的不同组合就形成了水管锅炉不同的总体型式。2020/8/7监察员培训班34水管锅炉总体型式代号2020/8/7监察员培训班35燃烧设备型式或燃烧方式代号2020/8/7监察员培训班36C-固定双层炉排燃料种类代号2020/8/7监察员培训班37四、锅炉特性参数及分类例：DZL4-1.25-AII单锅筒、纵向布置、链条炉排；额定蒸发量为4吨/小时（4t/h）；出口蒸汽压力1.25兆帕（Mpa）；燃用二类烟煤。•WNS1.4-1.0/95/70-YQ•卧式、内燃、室燃；额定热功率1.4MW；出口热水压力1.0MPa；出水温度95℃、进水温度70℃；燃料为油或气。2020/8/7监察员培训班38五、锅炉的安全性能要求•锅炉的安全性能要求主要在以下几方面：•设计方面•1、强度、刚度、稳定性和耐腐蚀性能；•2、锅内水汽循环；•3、绝热性能；•4、结构布置。•制造方面•1、材料：规定的强度、塑性、韧性以及抗疲劳和抗腐蚀性能；•2、受压元件的结构、管孔及焊缝布置；2020/8/7监察员培训班39五、锅炉的安全性能要求•3、焊接接头质量；•4、胀接接头质量；•5、几何尺寸；•6、密封性和承压能力。•总之，锅炉设计和制造是保证锅炉安全性能的核心。六、锅炉安全附件及保护装置•三大安全附件：安全阀、压力表、水位计。2020/8/7监察员培训班41六、锅炉安全附件及保护装置•1、安全阀：防止锅炉超压运行。•1.1分类•弹簧式安全阀、杠杆式安全阀、静重式安全阀和控制式安全阀。工业锅炉上弹簧式、杠杆式应用较多。P≤0.1MP的锅炉可用静重式安全阀。•1.2装设数量•每台锅炉2只；•蒸发量≤0.5t/h可装1只；•蒸发量≤4t/h的锅炉在装有可靠的超压联锁装置时，可装1只。2020/8/7监察员培训班42弹簧式安全阀2020/8/7监察员培训班43杠杆式安全阀2020/8/7监察员培训班44静重式安全阀2020/8/7监察员培训班45六、锅炉安全附件及保护装置•1.3安全阀校验•每年至少校验1次，校验项目：整定压力、密封性能。•新装锅炉上的安全阀也应校验。2020/8/7监察员培训班46六、锅炉安全附件及保护装置•2、压力表：反应锅炉工作压力。•2.1压力表的种类：弹簧管式和电接点式。•2.2装设数量：锅筒、给水调节阀前、省煤器出口等处均应装设压力表。•2.3精度、量程和表盘直径的要求•P＜2.5MPa时，精度不低于2.5级；•P≥2.5MPa时，精度不低于1.5级；•热水锅炉，精度不低于2.5级。2020/8/7监察员培训班47精度六、锅炉安全附件及保护装置•量程：工作压力的1.5~3.0倍，最好2倍。•表盘直径：不应小于100mm。•2.4压力表校验•按计量部门规定的期限，一般每年至少校验1次。新压力表装用前也应校验。•3、水位计（液位计）：显示锅内水位的高低。•3.1水位计种类：玻璃管式、玻璃板式等2020/8/7监察员培训班48玻璃管式水位计2020/8/7监察员培训班49玻璃板式水位计2020/8/7监察员培训班50六、锅炉安全附件及保护装置•3.2水位计装设数量•每台锅炉至少装2只彼此独立的水位计（一般在锅筒的左右侧各1只），以下情况可装1只：•D≤0.5t/h；•电加热锅炉；•D≤2t/h，但装有可靠水位示控装置等。•4、保护装置：•4.1水位保护；•4.2超压保护；•4.3点火、熄火保护等。2020/8/7监察员培训班51七、锅炉水质2020/8/7监察员培训班52七、锅炉水质•1、锅炉水质处理的重要性•1.1生成水垢，导致传热性能变差，浪费燃料、降低锅炉热效率；•1.2受热面温度升高，导致金属材料强度降低，发生鼓包、穿孔、破裂等。•2、对锅炉水质及水处理的要求•2.1进入锅炉的水应进