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汽锅根本学问

日期:2019-10-09 08:39 来源: 锅炉仪表

  省煤器的进水温度。单位( 省煤器的进水温度。单位(0C 0C)。 省特检院科研中心1.1.3 1.1.3锅炉主要参数 锅炉主要参数 1.1.41.1.4锅炉发展史 锅炉发展史 1818世纪上半叶,英国煤矿使用的蒸汽机,所用的蒸汽压力 世纪上半叶,英国煤矿使用的蒸汽机,所用的蒸汽压力 等于大气压力。 等于大气压力。 1818世纪后半叶改用高于大气压力的蒸汽。 世纪后半叶改用高于大气压力的蒸汽。 1919世纪,常用的蒸汽压力提高到 世纪,常用的蒸汽压力提高到0.8 0.8兆帕左右。与此相适 兆帕左右。与此相适 应,最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳, 应,最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳, 后来改用卧式锅壳,在锅壳下方砖砌炉体中烧火。 后来改用卧式锅壳,在锅壳下方砖砌炉体中烧火。 省特检院科研中心 1.1.4 1.1.4锅炉发展史 锅炉发展史 省特检院科研中心 1.1.4 1.1.4锅炉发展史 锅炉发展史 随着锅炉越做越大,随着锅炉越做越大,为了增加受热面积 为了增加受热面积,在锅壳中加装火筒, ,在锅壳中加装火筒, 在火筒前端烧火,烟气从火筒后面出来,通过砖砌的烟道排 在火筒前端烧火,烟气从火筒后面出来,通过砖砌的烟道排 向烟囱并对锅壳的外部加热,称为 向烟囱并对锅壳的外部加热,称为火筒锅炉 火筒锅炉。开始只装一只 。开始只装一只 火筒,称为 火筒,称为单火筒锅炉 单火筒锅炉或康尼许锅炉;后来加到两个火筒, 或康尼许锅炉;后来加到两个火筒, 称为 称为双火筒锅炉 双火筒锅炉或兰开夏锅炉 或兰开夏锅炉。。 省特检院科研中心 1.1.4 1.1.4锅炉发展史 锅炉发展史 省特检院科研中心 1.1.4 1.1.4锅炉发展史 锅炉发展史 18301830年左右,在掌握了优质钢管的生产和胀管技术之后出 年左右,在掌握了优质钢管的生产和胀管技术之后出 现了火管锅炉火管锅炉。一些火管装在锅壳中,构成锅炉的主要受 。一些火管装在锅壳中,构成锅炉的主要受 热面,火(烟气)在管内流过。在锅壳的存水线以下装上 热面,火(烟气)在管内流过。在锅壳的存水线以下装上 尽量多的火管,称为 尽量多的火管,称为卧式外燃回火管锅炉 卧式外燃回火管锅炉。。 火筒锅炉和火管锅炉合称火筒锅炉和火管锅炉合称锅壳锅炉 锅壳锅炉。火筒锅炉已趋淘汰,而 。火筒锅炉已趋淘汰,而 火管锅炉则仍在应用。 火管锅炉则仍在应用。 省特检院科研中心 省特检院科研中心 Boiler explosion 1850 省特检院科研中心 1.1.4 1.1.4锅炉发展史 锅炉发展史 1919世纪中叶,出现了 世纪中叶,出现了水管 水管 锅炉 锅炉。锅炉受热面是锅壳 。锅炉受热面是锅壳 外的水管,取代了锅壳本 外的水管,取代了锅壳本 锅炉的受热面积和蒸汽压锅炉的受热面积和蒸汽压 力的增加不再受到锅壳直 力的增加不再受到锅壳直 径的限制,有利于提高锅 径的限制,有利于提高锅 炉蒸发量和蒸汽压力。这 炉蒸发量和蒸汽压力。这 种锅炉中的圆筒形锅壳遂 种锅炉中的圆筒形锅壳遂 改名为 改名为锅筒,或称为汽包 锅筒,或称为汽包。。 初期的水管锅炉只用直水 初期的水管锅炉只用直水 管,其发展见图 管,其发展见图22。直水管 。直水管 锅炉压力和容量都受到限 锅炉压力和容量都受到限 2020世纪初期,汽轮机开始 世纪初期,汽轮机开始 发展,它要求配以容量和 发展,它要求配以容量和 蒸汽参数较高的锅炉。直 蒸汽参数较高的锅炉。直 水管锅炉已不能满足要求。 水管锅炉已不能满足要求。 随着制造工艺和水处理技 随着制造工艺和水处理技 术的发展,出现了弯水管 术的发展,出现了弯水管 式锅炉(图 式锅炉(图33)。开始是采 )。开始是采 用多锅筒式。随着水冷壁水冷壁、、 过热器 过热器和和省煤器 省煤器的应用和 的应用和 锅筒内部汽水分离元件的 锅筒内部汽水分离元件的 改进,锅筒数目逐渐减少, 改进,锅筒数目逐渐减少, 既节约了金属,又有利于 既节约了金属,又有利于 提高锅炉的压力、温度、 提高锅炉的压力、温度、 容量和效率。 容量和效率。 省特检院科研中心 以前的火筒锅炉、火管以前的火筒锅炉、火管 锅炉和水管锅炉都属于 锅炉和水管锅炉都属于 自然循环锅炉 自然循环锅炉((图图4), 水汽水汽 在上升、下降管路中因 在上升、下降管路中因 受热情况不同造成密度 受热情况不同造成密度 差而产生自然流动。在 差而产生自然流动。在 发展自然循环锅炉的同 发展自然循环锅炉的同 时,从3030年代开始应用 年代开始应用 直流锅炉。 直流锅炉。40 40年代开始 年代开始 应用 应用辅助循环锅炉 辅助循环锅炉。。 省特检院科研中心 辅助循环锅炉辅助循环锅炉又称 又称 强制循环锅炉 强制循环锅炉((图图5), 它是在自然循环锅它是在自然循环锅 炉的基础上发展起 炉的基础上发展起 来的。在下降管系 来的。在下降管系 统内加装循环泵, 统内加装循环泵, 以加强蒸发受热面 以加强蒸发受热面 的水循环。 的水循环。 省特检院科研中心 直流锅炉(图直流锅炉(图66)中 没有锅筒没有锅筒,,给水由给 给水由给 水泵送入省煤器, 水泵送入省煤器, 经水冷壁和过热器 经水冷壁和过热器 等蒸发受热面变成 等蒸发受热面变成 过热蒸汽送往汽轮 过热蒸汽送往汽轮 机,各部分流动阻 机,各部分流动阻 力全由给水泵来克 力全由给水泵来克 锅炉的发展锅炉的发展 在锅炉的发展过程中,燃料种类对炉膛和 在锅炉的发展过程中,燃料种类对炉膛和 燃烧设备有很大的影响。因此,不但要求发展各种炉型来 燃烧设备有很大的影响。因此,不但要求发展各种炉型来 适应不同燃料的燃烧特点,而且还要提高燃烧效率以节约 适应不同燃料的燃烧特点,而且还要提高燃烧效率以节约 能源。此外,炉膛和燃烧设备的技术改进还要求尽量减少 能源。此外,炉膛和燃烧设备的技术改进还要求尽量减少 锅炉排烟中的污染物(硫氧化物和氮氧化物)。 锅炉排烟中的污染物(硫氧化物和氮氧化物)。 早年的锅壳锅炉采用早年的锅壳锅炉采用固定 固定炉排 炉排,多燃用优质煤和木柴,加 ,多燃用优质煤和木柴,加 煤和除渣均用手工操作。 煤和除渣均用手工操作。 直水管锅炉出现后开始采用直水管锅炉出现后开始采用机械化炉排 机械化炉排,其中 ,其中链条炉排 链条炉排得得 到了广泛的应用。 到了广泛的应用。 后出现了抛煤机。抛煤机可以配在固定火床上,也可以配后出现了抛煤机。抛煤机可以配在固定火床上,也可以配 在链条炉排上而成为抛煤机链条炉排。 在链条炉排上而成为抛煤机链条炉排。 2020年代开始使用 年代开始使用室燃炉 机磨成煤粉后用机磨成煤粉后用燃烧器 燃烧器喷入炉膛燃烧,发电机组的容量遂 喷入炉膛燃烧,发电机组的容量遂 不再受燃烧设备的限制。 不再受燃烧设备的限制。 省特检院科研中心 11、锅炉基本知识 、锅炉基本知识 1.21.2锅炉的分类及型号 锅炉的分类及型号 锅炉型号及表示锅炉型号及表示 GB/T1626GB/T1626--92 92《《工业锅炉产品型号编制方法 工业锅炉产品型号编制方法》》规定: 规定:工工 业锅炉 业锅炉产品型号由三部分组成,各部分之间用短横线相 产品型号由三部分组成,各部分之间用短横线相 设计次序设计次序 燃料种类代号 燃料种类代号 过热蒸汽温度或出水 过热蒸汽温度或出水//进水温度 进水温度 额定蒸发量 额定蒸发量 额定热功率 额定热功率 工作压力 工作压力 燃烧设备代号 燃烧设备代号 锅炉总体型式代号 锅炉总体型式代号 第一部分 第二部分 第三部分 省特检院科研中心 1.2 1.2锅炉的分类 锅炉的分类 锅炉总体型式代号见下表: 火管(锅壳)锅炉 火管(锅壳)锅炉 水管锅炉 水管锅炉 锅炉总体型式 锅炉总体型式 代代 锅炉总体型式锅炉总体型式 代代 立式水管立式水管 LS LS 单锅筒立式 单锅筒立式 DL DL 立式火管 立式火管 LH LH DZDZ 卧式外燃 卧式外燃 WW WW DHDH 卧式内燃 卧式内燃 WN WN SZSZ SHSH 纵横锅筒式 纵横锅筒式 ZH ZH 省特检院科研中心 省特检院科研中心 省特检院科研中心 省特检院科研中心 电站锅炉编号规则电站锅炉编号规则 省特检院科研中心 1.2 1.2锅炉的分类 锅炉的分类 分类方 分类方 锅炉类型锅炉类型 简要说明 简要说明 电站锅炉电站锅炉 用于发电 用于发电,,大多为大容量、高参数锅炉, 大多为大容量、高参数锅炉, 火室燃烧,燃烧效率高 火室燃烧,燃烧效率高 工业锅炉 工业锅炉 用于工业生产和采暖,大多为低参数、 用于工业生产和采暖,大多为低参数、 小容量 小容量 锅炉,火床燃烧(也有火室燃烧),热 锅炉,火床燃烧(也有火室燃烧),热 效率较低, 效率较低, 出口工质为蒸汽的称为蒸汽锅炉,出口 出口工质为蒸汽的称为蒸汽锅炉,出口 工质为热水称为热水锅炉。 工质为热水称为热水锅炉。 船用锅炉 船用锅炉 用作船舶动力,一般采用低、中参数, 用作船舶动力,一般采用低、中参数, 大多燃油, 大多燃油, 要求锅炉体积小,重量轻 要求锅炉体积小,重量轻 机车锅炉 机车锅炉 用作机车动力,一般为小容量低参数, 用作机车动力,一般为小容量低参数, 火床燃烧, 火床燃烧, 以燃煤为主,锅炉设计紧凑 以燃煤为主,锅炉设计紧凑 省特检院科研中心 1.2 1.2锅炉的分类 锅炉的分类 火管锅炉火管锅炉 烟气在火管内流动,一般为小容 烟气在火管内流动,一般为小容 量低参数锅炉,热效率较低但构 量低参数锅炉,热效率较低但构 造简单,水质要求低,维修方便 造简单,水质要求低,维修方便 水管锅炉 水管锅炉 汽、水在管内流动,高低参数都 汽、水在管内流动,高低参数都 有,水质要求高 有,水质要求高 省特检院科研中心 1.2 1.2锅炉的分类 锅炉的分类 自然循环锅炉自然循环锅炉 具有锅筒,利用下降管和上升管中工质 具有锅筒,利用下降管和上升管中工质 密度差产生工质循环,只能在临界压 密度差产生工质循环,只能在临界压 力以下 力以下 多次强制循环锅炉 多次强制循环锅炉 (也称辅助循环 (也称辅助循环 锅炉) 锅炉) 具有锅筒和循环泵,利用循环回路中的 具有锅筒和循环泵,利用循环回路中的 工质密度差和循环泵压头建立工质循 工质密度差和循环泵压头建立工质循 环,只能临界压力下 环,只能临界压力下 低倍率循环锅炉 低倍率循环锅炉 具有汽水分离器和循环泵,主要靠循环 具有汽水分离器和循环泵,主要靠循环 泵建立工质循环,可用于亚临界和超 泵建立工质循环,可用于亚临界和超 临界压力,循环倍率 临界压力,循环倍率 1.25 1.25——2.0 2.0 直流锅炉 直流锅炉 无锅筒,给水靠水泵压头一次通过受热 无锅筒,给水靠水泵压头一次通过受热 面产生蒸汽,适应于高压和超临界 面产生蒸汽,适应于高压和超临界 复合循环锅炉 复合循环锅炉 具有在循环泵,锅炉负荷低时按再循环 具有在循环泵,锅炉负荷低时按再循环 方式,负荷高时按直流方式,适应于 方式,负荷高时按直流方式,适应于 亚临界和超临界压力 亚临界和超临界压力 省特检院科研中心 1.2 1.2锅炉的分类 锅炉的分类 低压锅炉低压锅炉 压力小于 压力小于1.27MPa,(13 1.27MPa,(13 大气压 大气压)) 中压锅炉 中压锅炉 压力为 压力为3.82MPa,(39 3.82MPa,(39大气压 大气压) 高压锅炉高压锅炉 压力为 压力为9.8MPa,(100 9.8MPa,(100大气压 大气压)) 超高压锅炉 超高压锅炉 压力为 压力为13.72MPa,(140 13.72MPa,(140大气压 大气压) 亚临界压力锅炉亚临界压力锅炉 压力为 压力为13.72MPa,(170 13.72MPa,(170大气压 大气压) 超临界压力锅炉超临界压力锅炉 压力大于 压力大于22.11MPa(225.65 22.11MPa(225.65大气压 大气压)) 省特检院科研中心 1.2 1.2锅炉的分类 锅炉的分类 火床燃烧锅炉火床燃烧锅炉 主要用于工业锅炉,包括固定炉排炉, 主要用于工业锅炉,包括固定炉排炉, 活动手摇炉排炉,抛煤机链条炉、震 活动手摇炉排炉,抛煤机链条炉、震 炉等,燃料主要在炉排上燃烧炉等,燃料主要在炉排上燃烧 火室燃烧锅炉 火室燃烧锅炉 主要用于电站锅炉,液体燃料、气体燃 主要用于电站锅炉,液体燃料、气体燃 锅炉,燃料主要在炉膛内悬浮燃烧锅炉,燃料主要在炉膛内悬浮燃烧 旋风炉 旋风炉 有卧式和立式两种,燃用粗煤粉或煤屑, 有卧式和立式两种,燃用粗煤粉或煤屑, 微粒在 微粒在 旋风筒中央悬浮燃烧,较大颗粒贴在筒 旋风筒中央悬浮燃烧,较大颗粒贴在筒 壁燃烧, 壁燃烧, 液态排渣 液态排渣 沸腾燃烧锅炉 沸腾燃烧锅炉 送入炉排的空气流速较高,燃煤在炉排 送入炉排的空气流速较高,燃煤在炉排 上面的沸腾床上沸腾燃烧,宜燃用劣 上面的沸腾床上沸腾燃烧,宜燃用劣 质煤,主要用于工业锅炉。目前开发 质煤,主要用于工业锅炉。目前开发 了较多大型循环流化床锅炉 了较多大型循环流化床锅炉 省特检院科研中心 1.2 1.2锅炉的分类 锅炉的分类 固体燃料锅炉固体燃料锅炉 燃用煤等固体燃料 燃用煤等固体燃料 液体燃料锅炉 液体燃料锅炉 燃用重油等液体燃料 燃用重油等液体燃料 气体燃料锅炉 气体燃料锅炉 燃用天然气等气体燃料 燃用天然气等气体燃料 余热锅炉 余热锅炉 利用冶金、石化等工业余热作热源 利用冶金、石化等工业余热作热源 原子能锅炉 原子能锅炉 利用核反应堆所释放的热能作热源的蒸 利用核反应堆所释放的热能作热源的蒸 汽发生器 汽发生器 废料锅炉 废料锅炉 利用垃圾、树皮、废液等废料作燃料的 利用垃圾、树皮、废液等废料作燃料的 锅炉 锅炉 其它能源锅炉 其它能源锅炉 利用地热、太阳能等能源的蒸汽发生器 利用地热、太阳能等能源的蒸汽发生器 省特检院科研中心 1.2 1.2锅炉的分类 锅炉的分类 按排渣 按排渣 方式 方式 分类 分类 固态排渣锅炉 固态排渣锅炉 灰渣固态排出 灰渣固态排出 液态排渣锅炉 液态排渣锅炉 灰渣液态从渣口排出,在裂化箱的冷却 灰渣液态从渣口排出,在裂化箱的冷却 水中裂化成小颗粒后排入水沟冲走 水中裂化成小颗粒后排入水沟冲走 布置布置 分类 分类 电站锅炉一般采用单锅筒式,工业锅炉电站锅炉一般采用单锅筒式,工业锅炉 分类分类 倒倒UU型,塔型、箱 型、NN型、型、DD型、 AA型型DD型及 型及AA型用于工业锅炉,其它炉型一般 型用于工业锅炉,其它炉型一般 用于电站锅炉 用于电站锅炉 出厂型 出厂型 快装、组装、散装快装、组装、散装 小型锅炉采用快装型式 小型锅炉采用快装型式 省特检院科研中心 11、锅炉基本知识 、锅炉基本知识 1.31.3锅炉结构 锅炉结构 1.3.11.3.1锅炉结构的基本要求 锅炉结构的基本要求 对锅炉结构总的要求是安全可靠、高效低耗。具体要求:对锅炉结构总的要求是安全可靠、高效低耗。具体要求: 各部分在运行时应能按设计预定方向自由膨胀各部分在运行时应能按设计预定方向自由膨胀 保证各循环回路的水循环正常,所有受热面都应得到可靠的冷却保证各循环回路的水循环正常,所有受热面都应得到可靠的冷却 各受压部件应有足够的强度各受压部件应有足够的强度 受压元、部件结构的形式、开孔和焊缝的布置应尽量避免或减少复合受压元、部件结构的形式、开孔和焊缝的布置应尽量避免或减少复合 应力和应力集中 应力和应力集中 水冷壁炉膛的结构应有足够的承载能力水冷壁炉膛的结构应有足够的承载能力 炉墙应具有良好的密封性和耐热性炉墙应具有良好的密封性和耐热性 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 便于安装、运行操作、检修和清洗内外部便于安装、运行操作、检修和清洗内外部 燃煤粉的锅炉,其炉膛和燃烧器的结构及布置应与设计的煤种相适应,燃煤粉的锅炉,其炉膛和燃烧器的结构及布置应与设计的煤种相适应, 并防止炉膛结渣或结焦 并防止炉膛结渣或结焦 省特检院科研中心 11、锅炉基本知识 、锅炉基本知识 1.3.21.3.2 锅炉主要受压部件 锅炉主要受压部件 锅筒、锅壳、联箱、下降管、受热面管子、省煤器、过热锅筒、锅壳、联箱、下降管、受热面管子、省煤器、过热 器、减温器、再热器、炉胆、下脚圈、炉门圈、喉管、冲 器、减温器、再热器、炉胆、下脚圈、炉门圈、喉管、冲 省特检院科研中心11、锅炉基本知识 、锅炉基本知识 省特检院科研中心 11、锅炉基本知识 、锅炉基本知识 1.3.2 1.3.2锅炉主要受压部件 锅炉主要受压部件 省特检院科研中心 11、锅炉基本知识 、锅炉基本知识 1.3.3 1.3.3 几种典型锅炉结构 几种典型锅炉结构 省特检院科研中心 11、锅炉基本知识 、锅炉基本知识 1.3.3 1.3.3 几种典型锅炉结构 几种典型锅炉结构 省特检院科研中心 省特检院科研中心 省特检院科研中心 省特检院科研中心 11、锅炉基本知识 、锅炉基本知识 1.41.4锅炉的无损检测要求 锅炉的无损检测要求 1.4.11.4.1 蒸汽锅炉 蒸汽锅炉 省特检院科研中心 省特检院科研中心 省特检院科研中心 省特检院科研中心 省特检院科研中心 1.4.21.4.2 工业锅炉 工业锅炉 省特检院科研中心 省特检院科研中心 1.4.31.4.3 锅炉的定期检验 锅炉的定期检验 省特检院科研中心 1.4.41.4.4 工业锅炉无损检测要求 工业锅炉无损检测要求 省特检院科研中心 1.4.51.4.5 电站锅炉无损检测要求 电站锅炉无损检测要求 省特检院科研中心 省特检院科研中心 11、锅炉基本知识 、锅炉基本知识 1.4 1.4锅炉的无损检测要求 锅炉的无损检测要求 由于焊缝交叉部位的应力比较大,且焊接时易产生缺陷, 由于焊缝交叉部位的应力比较大,且焊接时易产生缺陷, 所以应对其进行优先检测 所以应对其进行优先检测 由于高参数、大容量的锅炉制造工艺复杂,更易出现缺陷, 由于高参数、大容量的锅炉制造工艺复杂,更易出现缺陷, 且发生事故的后果更为严重,因此其无损检测要求更严格, 且发生事故的后果更为严重,因此其无损检测要求更严格, 包括无损检测比例与合格级别。另外,有机热载体锅炉介质 包括无损检测比例与合格级别。另外,有机热载体锅炉介质 特殊,危险性较大,故探伤要求较高。 特殊,危险性较大,故探伤要求较高。 由于焊接前已进行焊接工艺评定,且对焊工的技能进行过 由于焊接前已进行焊接工艺评定,且对焊工的技能进行过 考试,加之采取其他管理措施,所以为了降低制造成本,对 考试,加之采取其他管理措施,所以为了降低制造成本,对 部分危险性较小的焊缝采取局部无损检测。 部分危险性较小的焊缝采取局部无损检测。 由于 由于RT RT、、UT UT各有特点,对中、高压锅炉采取 各有特点,对中、高压锅炉采取RT RT、、UT UT并用。 并用。 对拼接后还要进行压力加工的封头和下脚圈的拼缝,应在 对拼接后还要进行压力加工的封头和下脚圈的拼缝,应在 压力加工后进行无损检测 压力加工后进行无损检测 对锅炉中的重要角焊缝,一般不采用 对锅炉中的重要角焊缝,一般不采用RT RT,而采用 ,而采用UT UT。。

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