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1、司炉工安全、操作技能培训,2008年2月,目 录,锅炉基本概念锅炉容量及参数锅炉常用名词术语燃料及燃烧水与蒸汽的性质锅炉构造及工作原理锅炉水循环锅炉的分类,第一部分,锅炉基本概念,锅炉基本概念,一、锅炉压力容器为何属于特殊设备,锅炉是生产蒸汽或加热水的设备。生产蒸汽的锅炉叫蒸汽锅炉，加热水使其升温但不汽化的锅炉叫热水锅炉。压力容器泛指承受流体压力的密闭容器。安装和使用地点固定、工艺条件和操作人员也比较固定的容器为固定式容器，用以装载、运输气体或液体介质的容器为移动式容器。锅炉压力容器在国民经济建设中起着重要作用，锅炉压力容器安全受到各方的关注。国内外普遍将锅炉压力容器视作特殊设备，其原因是：1
2、、使用广泛 锅炉广泛应用于电力、机械、冶金、化工、轻工等行业及日常生活中。火力发电中用以产生高温高压蒸汽的锅炉叫电站锅炉，其他工业企业及供暖使用的锅炉统称为工业锅炉。我国矿石燃料产量的一半以上都被锅炉消耗，转化为电能或热能，供生产或生活利用。压力容器的使用比锅炉更为广泛。在化学工业中，几乎每一个工艺过程都离不开压力容器，其他工业部门也普遍使用压力容器。液化石油气钢瓶等压力容器则已进入千家万户，与人们的日常生活密切相关。,锅炉基本概念,一、锅炉压力容器为何属于特殊设备,2、事故率高 锅炉压力容器的工作条件一般比较恶劣，因而容易发生各种事故：(1)承受压力及温度锅炉的汽水系统在密闭的容器和管道中工
3、作，承受着介质压力和火焰加热，有时承受的压力和温度会很高。压力容器承受大小不同的压力载荷和其他载荷，有些容器还在高温或深冷条件下运行。锅炉压力容器内的压力可能因操作失误或反应异常而迅速升高，从而导致承压部件超压破裂。(2)接触腐蚀性介质锅炉外侧要接触烟气、灰尘，内侧要接触水或蒸汽，常会造成腐蚀或磨损。压力容器的工作介质常具有较强的腐蚀性，会导致氧腐蚀、硫腐蚀、硫化氢腐蚀以及各种浓度的酸、碱、盐腐蚀，损坏设备。(3)较为复杂的局部应力锅炉压力容器通常都有开孔接管及其他的不连续结构，在这些区域内存在着较高的应力，在不利的使用环境或载荷条件下，会导致承压部件破裂。(4)连续运转不易检验锅炉压力容器大
4、多是钢制焊接结构，在焊缝部位常隐含着漏检缺陷或标准允许的细微缺陷。在使用中，锅炉及很多压力容器必须连续运行，不便停用检查，常因缺陷扩展而导致破裂。在上述因素共同影响下，即使是设计、制造质量符合标准的锅炉压力容器，在正常操作条件下也会发生各种事故，更不用说带有设计、制造缺陷的设备和操作失当的设备了。,锅炉基本概念,一、锅炉压力容器为何属于特殊设备,3、事故后果严重 锅炉压力容器承压部件的断裂破坏伴随着介质的能量释放会形成爆炸，具有巨大的破坏力，不仅损坏设备本身，而且损坏周围的设备和建筑，并常常造成并常常造成人身伤亡，后果极其严重。造成伤害的因素主要有：(1).冲击波伤害锅炉压力容器内的介质一般是
5、具有一定压力的气体、液化气体或高温液体，承压部件一旦破裂，介质即泄压膨胀或瞬时汽化，瞬间释放出大量的能量。其中大约85%的能量用以产生冲击波，向周围快速传播，破坏设备、建筑并危害人身安全。(2).设备碎片伤害锅炉压力容器破裂时，有些壳体可能会断裂成碎片并高速飞出，击穿、撞坏相遇的设备或建筑，有时直接伤人。(3).介质伤害锅炉压力容器破裂时介质外泄，常常造成人员烫伤、中毒、现场燃烧及二次爆炸，产生连锁反应。总之，锅炉压力容器爆炸，常造成大面积的、立体性的破坏和群体伤害，给事发单位和社会造成严重损失。综上所述，锅炉压力容器应用广泛，工作条件恶劣，容易损坏并发生事故，且事故后果严重。因而对锅炉压力容
6、器安全不能等闲视之，一定要慎之又慎，确保万无一失。我国把锅炉压力容器作为一种特殊设备，由国家委托的专门机构对其安全进行监督管理。,锅炉基本概念,二、探索避免爆炸事故的途径,1、在人类文明发展史上，锅炉是最早被使用的大型工业设备之一。锅炉压力容器安全技术是较早发展起来的特种设备安全技术。但是，人们对锅炉压力容器安全重要性及规律性的认识，从18世纪人类使用蒸气动力开始，经历了一个漫长的过程，经受了无数次锅炉爆炸及人员死伤的教训。不断的、惨重的流血事故引起人们对锅炉压力容器安全的关注，由关注而探索，逐步了解了事故发生的规律，并初步探索出避免事故的途径。2、现在人们知道，锅炉压力容器安全技术是一门以设
7、备安全为中心的系统安全工程技术。以锅炉为例，它的制造和使用不但涉及人员、设备、环境等系统因素，它的本身就是一个复杂的多部件大系统。一台锅炉具有：1.燃烧系统，包括炉膛、烟道、燃烧装置等，是燃料燃烧放热及燃烧产物传热的机构和场所；2.锅内系统，由一系列容器和管道组成，是水汽介质受热流动的机构和场所；3.辅助机械，包括风机、水泵等，用于驱动风、烟、水、汽流动；4.附件仪表，包括各种安全装置及其他附件，用于监控调节介质参数和运行工况。锅炉安全涉及的因素很多，必须以系统的观点和方法进行分析。但锅炉爆炸却是锅内系统的大型核心部件破裂的结果，必须紧紧抓住这个核心或者中心。,锅炉基本概念,二、探索避免爆炸事
8、故的途径,3、保证设备在承压储能过程中不破裂，就从根本上解决了锅炉压力容器的安全问题。要保证设备在工作中不破裂，主要涉及设备和介质两个方面，从设备方面说，就是要有完好的质量和性能，要有足够的、满足工作要求的承压能力；从介质方面说，就是要限定其数量和参数在规定的限度之内，不要超过设备的承受能力。4、反言之，锅炉压力容器爆炸，不外乎两个方面的原因：一是工作条件严重恶化，远远超出设计工作条件和设备承载能力，比如严重超压或超温；二是设备本身隐含或产生缺陷，使设备承受不了正常的设计工作条件。5、相应地，避免锅炉压力容器破裂爆炸的对策是：（1）设计、制造出的设备应能满足正常工作条件的要求；（2）在使用中严
9、格调整、监控设备运行参数，避免工作条件恶化；（3）防止和消除设备缺陷。,锅炉基本概念,二、探索避免爆炸事故的途径,6、为严肃而切实地实行上述对策，国内外共同采用的行之有效的方法是：（1）用法规指导和控制锅炉压力容器的设计、制造、安装、使用、检验、修理、改造等七个环节；（2）对锅炉压力容器安全实行官方或第三方监督。我国现行的锅炉压力容器安全主要法规有：1国务院：锅炉压力容器安全监察暂行条例国发198222号2劳动部：蒸汽锅炉安全技术监察规程劳部发1996276号并常常造成人身伤亡，后果极其严重。造成伤害的因素主要有：1、冲击波伤害锅炉压力容器内的介质一般是具有一定压力的气体、液化气体或高温液体，
10、承压部件一旦破裂，介质即泄压膨胀或瞬时汽化，瞬间释放出大量的能量。其中大约85%的能量用以产生冲击波，向周围快速传播，破坏设备、建筑并危害人身安全。2、设备碎片伤害锅炉压力容器破裂时，有些壳体可能会断裂成碎片并高速飞出，击穿、撞坏相遇的设备或建筑，有时直接伤人。3、介质伤害锅炉压力容器破裂时介质外泄，常常造成人员烫伤、中毒、现场燃烧及二次爆炸，产生连锁反应。总之，锅炉压力容器爆炸，常造成大面积的、立体性的破坏和群体伤害，给事发单位和社会造成严重损失。综上所述，锅炉压力容器应用广泛，工作条件恶劣，容易损坏并发生事故，且事故后果严重。因而对锅炉压力容器安全不能等闲视之，一定要慎之又慎，确保万无一失
11、。我国把锅炉压力容器作为一种特殊设备，由国家委托的专门机构对其安全进行监督管理.以上所讲的锅炉这种特种设备的利和害特性.,第二部分,锅炉容量及参数,锅炉容量及参数,一、容量:锅炉的容量是指锅炉的出力,蒸汽锅炉是按蒸发量(T/n),热水锅炉是按热 功率表示.1、蒸发量:锅炉在长期运行时,每小时所产的蒸汽量.2、热效率:热水锅炉长期连续运行,在额定回水温度,压力和额定循环水量下,每小时出水有效带热量称为热效率.二、压力:垂直均匀作用在单位面积上的力,称为压力,也称为压强.1、力和力的单位:力是一个物体对另一个物体的作用,这个作用使物体的运动状 态发生改变或使物体的形状发生改变.2、力的单位:根据牛
12、顿第二定律:物体运动的加速度与作用力成正比,而与它的 质量成反比 3、表压力和绝对压力:压力的表示有两种标准方法,一种是表压力,一种是绝对 压力.表压力是指压力表上直接指示的压力值,压力容器 的设计压力,最高工作压力,(最大允许工作压力及计算 容器强度时所用的压力都是指表压力)4、绝对压力:实际上作用在容器器壁上的压力应该是压力表上指示的压力再加上 容器周围的大气压力,这个绝对真实的压力称作“绝对压力”.三、温度:是表示物体冷热程度的物理量,称为温度,测量温度仪器有:水银温度计,酒精温度计,电阻温度计,热电偶温度计等.1,温度的表示方法有:摄氏温度,华氏温度,及绝对温标(开氏温标)三种.,第三
13、部分,锅炉常用名词术语,锅炉常用名词术语,1、受热面:从放热介质中吸收热量并传递给受热介质的表面,称为受热面.2、辐射受热面:以辐射换热方式从放热介质吸收热量的受热面,如壁管等.(与火焰 直接接触)3、对流受热面:以对流换热方式,从高温烟气中吸收热量的受热面.(水,火管锅炉)4、锅炉热效率:锅炉输出的有效利用热量与同一时间内所输入的燃料热量的百分比即 为锅炉热效率.5、蒸汽品质:表示蒸汽温度和蒸汽的纯洁程度称为蒸汽品质,比喻蒸汽带水等.6、燃料消耗量:指单位时间内锅炉所消耗的燃料量,称为燃料消耗量.7、排污量:锅炉排除污水流量称为排污量.8、水管锅炉:烟气在受热面管子外部流动,水在管子内部流动
14、的锅炉称为水管锅炉,第四部分,燃料与燃烧,燃料与燃烧,一、燃料分类 1、燃料分为三大类即:固体燃料:煤,木柴等 液体燃料:柴油,重油等 气体燃料:天然气,煤气等二、燃料的分析:燃料分析的目的是了解燃料中含各种成份,以便在锅炉运行中,随 时调节燃烧过程,以达到燃烧最佳目的,燃料分析,分为元素分析 和工业分析两种:1、元素分析:固体燃料(煤)含有:碳,氢,硫,氧,氮,水份,灰份,等元素 碳是燃料中的主要成份,其含量越高,其发热量越高,但碳必须在一定的温度 下才能燃烧.氢是燃料中的又一个主要成份,在与碳混合形成化合物,在加热时能以气体状 态发挥出来,含氢量越多的燃料,越容易着火.硫在燃料中分为两部分
15、,一、是不可燃烧部分,二、是可燃烧部分,(挥发硫)它可以燃烧并发出热量,但燃烧后生二氧化硫,对锅炉的尾部受热面有腐蚀作 用,对环境有污染,对人体及植物都有害,因此含硫越少好.氧在燃料中是不参加燃烧的,但是助燃作用.氮在燃料中是不参加燃烧的.灰份是燃料中不可燃饶的矿物杂质,燃料中含灰分越多,低值发热量越低,对 锅炉受热面及引风机的磨损越大,对环境污染越大,会使炉膛内由于灰分的熔 化引起结渣,严重时影响锅炉出力,水份是燃料中的有害成份,它在吸收热量后,放出的是汽化,使燃料降低热量,如果与硫混合后会产生二氧化硫,但在固体燃料中,在燃烧前要加适当的水,有利于燃料能充分燃烧,减少固体不完全燃烧损失,改善
16、燃烧,节约燃料.2、工业分折:煤的工业分折项目有:挥发份,固定碳,灰份,水份,发热量等,燃料与燃烧,三、燃烧的基本条件:燃料在燃烧中,在一定的温度下进行剧烈的化学反应,所发出 的光和热的过程称为燃烧,在燃烧的过程中必须达到三个基本 条件,即:可燃物,空气(氧),和温度.1、可燃物质:燃料中含量的,可燃元素,这些元素称为可燃物.2、空气:燃料在燃烧的过程中所需要的供氧量,多余部分为过热空气,3、温度:燃料在燃烧前所需的温度,称为着火温度.(燃料熔点,烟煤在450,无 烟煤700重油100-150),温度越高,燃烧反应越剧烈,对提高燃烧速 度和热效率有很大的作用.四、燃料的燃烧:1、燃料进入炉膛燃
17、烧分为四个阶段,即:预热干燥段-顸热结焦 焦炭着火段-加温着火 着火燃烧段-燃料燃烧 燃烧灰烬段-燃烧灰渣 2、燃料燃烧的条件:(燃料着火容易,继续燃烧并非容易.反之,着火困难一旦着 火燃烧会很猛烈,这是己具备着火条件.)可燃物与氧结合力较大者容易燃烧.发热值越大,越容易燃烧 燃料中不可燃物含量不多,容易燃烧.氧与燃料接触面大,越易燃烧 燃料的导热系数小,容易燃烧 产生可燃气体多的,可燃物易燃烧 燃料中水适中,易燃烧,燃料与燃烧,五、完全燃烧的必要条件 燃料要完全燃烧除前面讲的三个条件外,还要有:1、必须使环境温度保持在燃料着火温度以上(熔点),因为燃烧室温度每升10可 使燃料燃烧速度提高1-
18、2倍,所以应该千方百计的提高燃烧室温度.2、必须使空气与燃料充分接触,因为只有空气与燃料充分接触,才能使氧气与燃 料起激烈的氧化反应放出大量的热,同时也促进燃料燃烧速度,也减少了燃烧 不完全损失.3、及时排除燃烧产物,为了使空气畅通必须及时排除燃料产物.4、要有足够的空间和时间,燃料在燃烧中必须要有足够燃烧时间和空间才能使热 量被吸热部分充分吸收,以减少排烟损失和散热损失,气体不完全损失,及灰 渣物理热损失.5、要使燃料完全燃烧,必须根据燃烧装置选择燃料.6、根椐用汽量,随时调整煤层厚度及炉排速度,和送,引,风的调节.7、煤的颗粒度要求均匀,最大颗粒不得超过10cm-15cm,第五部分,水与蒸
19、汽的性质,水与蒸汽的性质,水有三态即:汽态,液态,固态.,水具有一定的体积但没有固定的形状,随着温度的变化,水也可以变成蒸汽,也可以变成冰块(在0度以下水变成冰,在95度以上后水经过吸热形成蒸汽,)1、饱和蒸汽和过热蒸汽的特性,在一定的压力下,饱和蒸汽的温度是怛定的,因在蒸汽压力的多少,就知道其温度的多少.,蒸汽压力越高,其蒸汽温度越高.因饱和蒸的品质不高,或多或少带有小水珠,在使用蒸汽要求质量高的设备,必须进行加热以达到蒸汽品质要求,这样在锅炉后部增设蒸汽过热器来提高蒸汽品质.2、锅炉水位形成原理:水在连通容器内,当水面上所受的压力相等时,各处的水面始终保持一个平面,锅炉上的水位表就是利用这
20、一个原理设计的,对蒸汽锅炉需要有一定的蒸汽空间,水位要控制在一定的高度,(一般控制在85%以上)通过对水位表的观察,随时向炉内加水保持水位的稳定来确保锅炉正常运行.3、蒸汽的性质:饱和蒸汽,水在加热后(沸点)即开始蒸发产生的蒸汽称为饱和蒸汽,饱和蒸 汽中含量有微量的水份.过热蒸汽;饱和蒸汽通过过热器内继续加热,使饱和蒸汽内的微量水分充分蒸 发,进一步提高蒸汽的温度,这种蒸汽称为过热蒸汽.汽化潜热;由饱和水变为饱和蒸汽所需的热量为汽化潜热,在不同的压力下汽 化潜热也不同.,第六部分,锅炉构造及工作原理,锅炉构造及工作原理,一、锅炉的构造 锅炉是生产蒸汽或高温热水的密闭压力容器.是锅和炉的组合体,
21、锅是容水和吸热产汽部分,炉是燃料燃烧放热部分.1、锅炉由多个部分组成:如锅部分由锅筒,联箱,壁管,对流管束,下隆管,省煤器,(如果蒸汽要求质量高,有过热器,水火管锅炉有烟管和火管,单锅筒,双锅筒,三锅筒之分)2、炉部分有:炉膛,炉排,煤斗,上煤机,减速箱,出渣机,前,中,后拱,后烟室,(燃烬室)等组成 3、辅机部分:有引风机,鼓风机,水泵,钠离子交换器,除尘器,空气过热器,吹灰器,及电控柜等组成.4、为保证锅炉正常运,锅炉上安装有安全附件有:安全阀(主要用于在超压时自动排泄装置),压力表:(表示锅炉内的蒸汽压力的高低)水位表:(表示锅内水位情况,水位表有高,低水位表,远传水位及水位报警,超压报
22、警,)还有水位连销糸统,温度仪表,流量仪表,排污装置,防爆门,各种调节装置阀门等.二、锅炉工作原理 锅炉运行时,燃料中的可燃物质在适当的温度下,与通风系统输送给炉膛内的空气混合燃烧释放出的热量被吸热部分吸收传递给水产生蒸汽.,第七部分,锅炉水循环,锅炉水循环,锅炉的水在锅炉运行中,锅内的介质,水在锅内进行运动,这种方式称为循环.锅炉的水循环分为两种,一种是自然循环,一种是强制循环.1、自然循环过程:由水泵(注水器)进水管省煤器锅简下降管上升管锅筒蒸汽出口.等组成,(这是水.,火管锅炉的水循环原理)另一种由水泵省煤器锅筒(下祸筒)水沪冷壁管对流管束下降管下集箱锅筒蒸汽出口(这是水管锅炉的循环工作
23、原理)2、强制循环:由水泵直接进入锅炉内部,这种锅炉一般都是热水锅炉.,第八部分,锅炉的分类,锅炉的分类,锅炉的类型很多,分类的方法也很多,大致按以下几个方面分类:按用途分类,蒸发量分类,压力分类,介质分类,燃烧室分类,燃料分类,锅筒位置分类,本体结构分类,安装方式分类,等.九种 1、用途分类:工业锅炉,电站锅炉 2、蒸发量分类:小型锅炉,中型锅炉,大型锅炉.(20吨/t,20-75吨/t,75吨/t 以上)3、按压力分类:低压锅炉,中压锅炉,高压锅炉(2.5兆帕,3.05.0兆帕,8.0兆 帕以上)4、按介质分类:蒸汽锅炉,热水锅炉,汽水两用炉.5、按燃室分类:内燃与外燃.6、按燃料分类:燃煤锅炉,燃油,燃汽锅炉,7、按锅筒分类:立式,卧式锅炉 8、按结构分类:锅壳(火管),水管锅炉.9、按安装分类:整装,散装锅炉.,结束语,知识改变命运学习创造未来,
