承壓鍋爐課件

第二篇承壓類特種設(shè)備基本知識

張鵬天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院139204452221特種設(shè)備特制人們生產(chǎn)和生活中廣泛使用的，一旦發(fā)生故障有可能危及公眾安全的，受到政府強制監(jiān)督管理的設(shè)備。特種設(shè)備：承壓類鍋爐、壓力容器、壓力管道。機電類電梯、起重機、場（廠）內(nèi)機動車輛、游樂設(shè)施、客運架空索道。承壓類特種設(shè)備是一種可能會發(fā)生爆炸事故的特種設(shè)備，當設(shè)備發(fā)生破壞或爆炸時，設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)迅速膨脹、釋放出巨大的內(nèi)能，這些能量不僅使設(shè)備本身遭到破壞，瞬間釋放的巨大能量還將產(chǎn)生沖擊波，使周圍的設(shè)施和建筑物遭到破壞，危及人員生命安全。如果設(shè)備內(nèi)盛裝的是有毒易燃介質(zhì)，一旦突然發(fā)生爆炸，還會造成惡性的中毒燃燒等連鎖反應(yīng)，后果不堪設(shè)想，所以承壓類特種設(shè)備比一般機械設(shè)備有更高的安全要求。為保證安全，特種設(shè)備在設(shè)計、制造、安裝、使用、檢驗、修理和改造等環(huán)節(jié)由國家實施安全監(jiān)察。職能部門：各級質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局特種設(shè)備安全監(jiān)察機構(gòu)依據(jù)《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》附錄B特種設(shè)備法規(guī)體系表2第三章鍋爐基本知識3.1概述3.1.1鍋爐的定義及用途1.鍋爐的定義鍋爐是利用燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能或其他能源的熱能，把工質(zhì)加熱到一定溫度和壓力的熱能轉(zhuǎn)換設(shè)備?！短胤N設(shè)備安全監(jiān)察條例》對鍋爐作如下限制定義：鍋爐，是指利用各種燃料，電或者其他能源，將所盛裝的液體加熱到一定的參數(shù)，，并承載一定壓力的密閉設(shè)備，其范圍規(guī)定為容積大于或者等于30L的承壓蒸汽鍋爐：出口水壓大于或者等于0.1MPa（表壓），且額定功率大于或者等于0.1MW的承壓熱水鍋爐：有機熱載體鍋爐。

33.1.2鍋爐的特點

鍋爐投用后一般都要求連續(xù)運行，不能任意停車，否則，往往會影響到一條生產(chǎn)線、一個廠甚至一個地區(qū)的生活和生產(chǎn)，其直接間接經(jīng)濟損失巨大，有時還會造成惡劣的后果。鍋爐在承受較高壓力的同時，還在高溫下工作，它們的工作條件較一般機械設(shè)備惡劣得多。鍋爐受熱面內(nèi)外廣泛接觸煙、火、灰、水、汽等物質(zhì)，這些物質(zhì)在一定的條件下會對鍋爐元件起腐蝕作用；鍋爐各受壓元件上承受不同的內(nèi)外壓力而產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力，同時由于各元件的工作溫度不同，熱脹冷縮程度也不同而產(chǎn)生附加盈利，隨著負荷和燃燒的變化，這種應(yīng)力也發(fā)生變化，這就容易使一部分承受集中應(yīng)力的受壓元件發(fā)生疲勞破壞；依靠鍋爐內(nèi)流動的水汽來冷卻的受熱面因缺水、結(jié)水垢或水循壞被破壞使傳熱發(fā)生障礙，都可能使高溫區(qū)的受熱面燒損、鼓包、開裂；另外，飛會造成磨損，滲漏引起腐蝕等都是鍋爐設(shè)備更易損壞。5鍋爐還具有爆炸的危險性。鍋爐在使用中發(fā)生破裂，其內(nèi)部壓力瞬間降至等于外界大氣壓力的現(xiàn)象叫爆炸。引起爆炸的原因很多，歸納起來有兩種：一是內(nèi)部壓力升高，超過允許工作壓力，而安全附件失靈，未能及時報警或泄壓，只是內(nèi)部壓力繼續(xù)升高，當該壓力超過某一受壓元件所能承受的極限壓力時，設(shè)備便發(fā)生爆炸；另一種是在正常工作壓力下，由于受壓元件本身有缺陷或使用后造成損壞或鋼材老化而不能承受原來的工作壓力時，就可能突然破裂爆炸。鍋爐一旦發(fā)生爆炸，其破壞性很大。據(jù)計算，一臺蒸氣量10t/h,蒸氣壓力1.3MPa的鍋爐爆炸，相當于100KgTNT炸藥的爆炸能量。基于鍋爐的上述特點，保證鍋爐的安全運行是至關(guān)重要的。63.1.3鍋爐主要參數(shù)1.容量（輸出功率）蒸汽鍋爐指蒸發(fā)量，即每小時產(chǎn)生的蒸氣量，通常以“D”符號表示，單位是“噸/時”。熱水鍋爐，有機熱載體鍋爐指供熱量，即每小時輸出的熱量，通常以“Q”符號表示，單位是“大卡/時”（焦耳/時）。上述兩種單位均可轉(zhuǎn)換成“千瓦（kw）”表示。它們之間的換算關(guān)系如下：1噸/時≈60×104大卡/時104大卡/時=41868焦耳/時1噸/時≈700千瓦(kw)1千瓦（kw）=860大卡/時2.壓力指鍋爐出口處（鍋筒或過熱器）的工作壓力（表壓），通常以“p”符號表示7單位是“MPa”，或kgf/cm2”。

1大氣壓≈1kgf/cm2=0.0980665MPa83.2鍋爐的分類及型號

1.按用途分類■電站鍋爐■工業(yè)鍋爐■生活鍋爐■船舶鍋爐，機車鍋爐。

2.按載熱介質(zhì)分類■蒸汽鍋爐■熱水鍋爐■汽水兩用鍋爐■熱風(fēng)爐■有機熱載體鍋爐

3.按燃料和熱源分類

■燃煤鍋爐■燃油和燃氣鍋爐■燃生物制燃料鍋爐（木柴、甘蔗渣、稻殼椰子殼、生活垃圾、工業(yè)垃圾等）■原子能鍋爐■余熱鍋爐■電熱鍋爐3.2.1鍋爐的分類107.按出廠型式分類

■散裝鍋爐■組裝鍋爐■整裝鍋爐8.按壓力等級分類■低壓鍋爐，p≤2.45MPa(25kgf/cm2)■中壓鍋爐，P=3.82MPa(39kgf/cra2)■次高壓鍋爐3.82MPa＜p＜9.81MPa(39kgf/cm2＜p＜100kgf/cm2);

■高壓鍋爐p≥9.81MPa(100kgf/cm2)；

■超高壓鍋爐p＞13.73MPa(140kgf/cm2)

■亞臨界鍋爐p＝15.7～17.66MPa(160～180kg/fcm2)■超臨界鍋爐p＝23.5～26.5MPa(240～270kg/fcm2)

9.按制造管理分類：■A級鍋爐：額定壓力≥9.81MPa的固定式蒸汽鍋爐■B級鍋爐：額定壓力＜9.81MPa的固定式蒸汽鍋爐■C級鍋爐：額定壓力≤2.45MPa的固定式蒸汽鍋爐■D級鍋爐：額定壓力≤1.27MPa的固定式蒸汽鍋爐■E1級鍋爐：額定壓力≤0.4MPa的固定式蒸汽鍋爐和水溫低于120℃的熱水鍋爐■E2級鍋爐：額定壓力＜0.1MPa的蒸汽鍋爐和水溫≤95℃的熱水鍋爐12

△△

△

××—××/××/××—△第一部分分三段，分別表示鍋爐型號（用漢語拼音字母代號，見表3-1）、燃燒設(shè)備（用漢語拼音字母代號，見表3-2）和容量（用阿拉伯數(shù)字表示，蒸汽鍋爐為蒸發(fā)量，單位用t/h；熱水鍋爐為供熱量，單位為MW；余熱鍋爐以受熱面表示，單位為㎡）。圖3-2熱水鍋爐型號形式燃料種類代號額定進水溫度額定出水溫度允許工作壓力額定熱功率（MW）燃燒設(shè)備代號鍋爐型號代號14鍋爐型式代號鍋爐型式代號立式水管LS(立，水)單鍋筒橫置式DH(單，橫)立式火管LH(立，火)雙鍋筒縱置式SZ(雙，縱)臥式內(nèi)燃WN(臥，內(nèi))雙鍋筒橫置式SH(雙，橫)臥式外燃WW（臥，外）縱橫鍋筒式ZH(縱，橫)單鍋筒立式DL(單，立)槍支循環(huán)式QX(強，循)單鍋筒縱置式DZ(單，縱)表3-1工業(yè)鍋爐型式代號注：臥式水火管快裝鍋爐型式代號DZ15燃燒方式代號燃燒方式代號燃燒方式代號固定護排G(固)振動爐排Z(振)沸騰爐F（沸）固定雙層護排C(層)下飼爐排a(下)室燃爐S（室）活動手搖護排H(活)往復(fù)爐排w(往)鏈條護排L(鏈)拋煤機P(拋)表3-2燃燒設(shè)備代號注：抽板頂升采用下飼爐排的代號16

第二部分表示介質(zhì)參數(shù)，對工業(yè)蒸汽鍋爐，分額定蒸汽壓力和額定蒸汽溫度兩段，中間一些以斜線相隔，常用單位分別為MPa和℃，蒸汽溫度為飽和溫度時，型號第二部分無斜線和第二段。對熱水鍋爐，第二部分由三段組成，分別為允許工作壓力、出水溫度和進水溫度，段與段之間用斜線隔開。第三部分表示燃料種類。以漢語拼音字母表示燃料種類，同時以羅馬數(shù)字代表燃料品種分類與其并列（其表3-3），如同時使用幾種燃料，主要燃料放在前面。17燃料品種代號燃料品種代號燃料品種代號Ⅰ類劣質(zhì)煤LⅠ褐煤H天然氣QTⅡ類劣質(zhì)煤LⅡ貧煤P焦爐煤氣QJⅢ類劣質(zhì)煤WⅠ型煤X液化石油氣QYⅡ類無煙煤WⅡ木此M油母頁巖YMⅢ類無煙煤WⅢ稻糠D其他燃料TⅠ類煙煤AⅠ甘蔗渣GⅡ類煙煤AⅡ柴油YCⅢ類煙煤AⅢ重油YZ表3-3燃料種類及其代號188.便于安裝、運行操作、檢修和清洗內(nèi)部。9.要根據(jù)鍋爐參數(shù)核燃料的適應(yīng)性來選用鍋爐結(jié)構(gòu)和燃燒設(shè)備。10.要合理配置輔機設(shè)備，還要考慮安全附件和自控裝置的可靠性。203.3.2鍋爐主要受壓部件■鍋筒■鍋殼■聯(lián)箱

■下降管■受熱面管子■省煤器

■過熱器

■減溫器■再熱氣■爐膽■下腳圈■爐門圈、喉管、沖天管213.3.4幾種典型鍋爐結(jié)構(gòu)

1.立式彎水管鍋爐（圖3-3），其受壓元件主要有：

■鍋殼

■封頭

■爐膽

■爐膽頂

■U形下腳圈

■彎水管

■爐門圈

■喉管232.快裝水、火管鍋爐（圖3-4），其主要受壓元件有：

■鍋筒煙管

■省煤器

■下降管

■集箱

■水冷壁244.單橫汽包水管鍋爐（圖3-6），其受壓元件有：

■鍋筒

■下降管

■聯(lián)箱

■水冷壁

■過熱器

■省煤器263.4鍋爐的工作過程3.4.1鍋爐汽水流程系統(tǒng)

鍋爐汽水流程見圖3-7水處理省煤器鍋筒過熱器減溫器過熱器過熱器過熱器用戶原水集箱飽和蒸汽過熱蒸汽過熱蒸汽過熱蒸汽水冷壁下降管過熱器飽和蒸汽在循環(huán)回路（鍋爐啟動時用）圖3-7鍋爐汽水流程273.4.2鍋爐水循環(huán)283.5鍋爐的無損檢測要求鍋爐的無損檢測應(yīng)遵循以下原則：1.由于焊縫交叉部位的應(yīng)力較其它部位大，且焊接時較其它部位已產(chǎn)生缺陷，故對焊縫交叉部位應(yīng)優(yōu)先檢測。2.由于高參數(shù)，大容量的鍋爐制造工藝復(fù)雜，更易產(chǎn)生缺陷，且發(fā)生事故的后果更為嚴重，所以對高參數(shù)，大容量的鍋爐的無損檢測要求比對低參數(shù)，小容量的鍋爐要求高一些，包括檢測比例和合格級別。另外，有機熱載體鍋爐介質(zhì)特殊，危險性較大，所以探傷要求高。3.由于焊接前已進行焊接工藝評定，且對焊工的技能已進行過考試，加之采取其他的管理措施，所以鍋爐的焊接質(zhì)量一般都應(yīng)該合格，為了節(jié)省制造成本，所以對部分危險性相對較小的設(shè)備焊接采取按比例抽查的方法進行檢測，而不是全部進行100%檢測。如果抽查的部位均合格，則表示焊接質(zhì)量穩(wěn)定，其他為抽查到的部位質(zhì)量也應(yīng)該認為合格，如果抽查部位有不合格現(xiàn)象，說明焊接質(zhì)量不穩(wěn)定，則應(yīng)擴大抽查比例，甚至進行全部檢測。30

4.由于RT和UT檢測各有其特點，為盡可能檢出焊縫內(nèi)的各種缺陷，對中、壓鍋爐，采取RT和UT并用5.對封頭和下腳圈的拼縫由于拼接后還要進行壓制加工，在此加工過程中，原拼縫內(nèi)的小缺陷有可能發(fā)展成為超標缺陷，所以應(yīng)在加工成型后進行無損檢測6.鍋爐中的重要角焊縫，一般不采用射線探傷，而采用超聲波探傷，因為對角焊縫進行射線探傷較難以實施，且效果不夠理想。7.需做熱處理的焊接接頭應(yīng)在熱處理后進行無損探傷，因熱處理會使焊接頭內(nèi)的應(yīng)力、組織發(fā)生變化，且有可能產(chǎn)生新的缺陷，只有在熱處理后，街頭內(nèi)的組織和缺陷才是穩(wěn)定的，這是的檢測結(jié)果才是準確的。8.厚度≥70㎜的管子在焊到20㎜左右是應(yīng)做100%的射線探傷，焊接完成后再做100%超聲波探傷，因為現(xiàn)行射線探傷時，若發(fā)現(xiàn)缺陷，可便于及時修理，否則返工量太大，因為管子直徑小，無法從管內(nèi)返修。319.定期檢驗時，若宏觀檢查時未發(fā)現(xiàn)有明顯的變形，則其焊縫內(nèi)部一般不會產(chǎn)生新的缺陷，原來的小缺陷一般也不會發(fā)展，所以一般可不進行RT或UT，但對于重要角焊逢和主焊縫可以警醒表面探傷檢查，若發(fā)現(xiàn)表面已產(chǎn)生裂紋時，則應(yīng)進一步檢查和分析。必要時可對焊縫進行RT或UT檢測。另外，對于制造或安裝時留下的內(nèi)部缺陷，在定檢時可進行適當?shù)腞T或UT

檢查，以確定這些缺陷是否發(fā)展，若未發(fā)展，可繼續(xù)使用，否則要進行分析判斷或處理。規(guī)程對鍋爐的焊縫探傷的主要要求見表3-4鍋爐部件探傷的具體要求有規(guī)程、標準及設(shè)計圖紙做出具體規(guī)定，此處不再一一敘述。32表3-