司炉工培训讲义

9/17/20191司炉工讲义9/17/20192第一章第一节概述一、锅炉的定义锅炉是指利用各种燃料燃烧释放的热能或者其他热能对水或其他介质进行加热，以获得规定的参数（温度、压力）和品质的蒸汽、热水或其他工质的设备。《特种设备安全监察条例》（国务院第373号令）2003年6月1日实施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，并承载一定压力的密闭设备，其范围：1、V≥30L的承压蒸汽锅炉9/17/20193第一节2、P≥0.1Mpa（表压）且W≥0.1MW的承压热水锅炉3、有机热载体炉锅炉的生产（含设计、制造、安装、改造、维修）、使用、检验检测及其监督检查都应当遵守《特种设备安全监察条例》二、锅炉有与其他设备不同的特点9/17/20194第一节1、密闭容器，具有爆炸危险P↑P正常，受压元件缺陷或制造质量差或使用不当严重缺水情况下进冷水锅炉爆炸的破坏力较大，不但炉体或构件飞出回造成破坏，而更大的破坏是，由于锅炉爆炸时，锅内压力骤降，高温饱和水靠自身的汽化潜热，体积成百倍地膨涨，形成冲击波，冲垮建筑物，造成严重破坏和伤亡。2、高温承压条件下运行，工况恶劣3、用途广泛9/17/20195第一章第二节锅炉参数及热效率锅炉参数是表示锅炉蒸汽产量和质量的指标。一额定蒸发量D----t/h条件：额定蒸汽P、额定蒸汽T、额定给水T、使用设计规定的燃料并保证效率。二额定蒸汽压力P----Mpa0．0981Mpa=0.0981N/mm2=1kgf/cm2=10mH2O9/17/20196第二节表压力：以大气压力作为测量起点，即压力表指示的压力。绝对压力：以压力为零作为测量起点P绝=P表+大气压负压：低于大气压力P负=P大气压-P绝炉膛出口负压2-3mmH2O三额定蒸汽温度T℃9/17/20197第二节无过热器：饱和蒸汽T有过热器：过热蒸汽T附图水的三态变化9/17/20198第二节四锅炉的热效率η——进入锅炉的燃料所能放出的全部热量中，被锅炉有效吸收热量所占的确百分率1、正平衡法：η=被锅炉有效吸收热量×100％燃料所能放出的全部热量=锅炉蒸发量（蒸气焓-给水焓）×100％燃料消耗量×燃料低位发热量锅炉蒸发量：实测kg/h蒸气焓：查表KJ/kg给水焓：近似地取给水温度kJ/kg9/17/20199第二节燃料消耗量：实测kg/h燃料低位发热量：实测kJ/kg不考虑蒸汽湿度、排污量及耗汽量9/17/201910第二节2、反平衡法：η=100％—各项热损失的百分比之和=100％—（q2+q3+q4+q5+q6）％q2:排烟热损失8％-12％q3：气体未完全燃烧热损失1％-3％q4：固体未完全燃烧热损失5％-15％q5：散热损失1％-3.5％工业锅炉的炉墙及表面温度一般≤50℃q6：灰渣物理烧热损失灰渣一般的温度都在600℃以上9/17/201911附图—锅炉热平衡示意图9/17/201912第二节JB/T10094-2002《工业锅炉通用技术条件》层状燃烧锅炉热效率AIID＜1t/h或D＜0.7MW71％1t/h≤D≤2t/h或0.7MW≤D1.4MW74％2t/h＜D≤8t/h或1.4MW＜D≤5.6MW76％9/17/201913第二节五、工业锅炉的型号9/17/201914第二节我国工业锅炉产品应按照机械工业部颁布的JB/T1626-92《工业锅炉产品型号编制方法》的规定编制型号。该规定额定蒸发量不大于65t/h或额定蒸汽压力不大于2.5MPa的固定市蒸汽锅炉和热水锅炉的产品型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连。9/17/201915第二节（1）型号的第一部分表示锅炉和燃烧设备的型式。共分三段，第一段用两个汉语拼音字母代表锅炉总体型式见下表。9/17/201916附表9/17/201917第二节第二段用一个汉语拼音字母代表燃烧设备见表9/17/201918第二节第三段用阿拉伯数字表示蒸汽锅炉额定蒸发量为若干t/h或热水锅炉额定功率为若干MW。各段应连续书写，互相衔接。9/17/201919第二节（2）型号的第二部分表示介质参数。共分两段，中间以斜线相连。第一段用阿拉伯数字表示额定蒸汽压力或允许工作压力为若干MPa；第二段用阿拉伯数字表示热蒸汽温度或热水锅炉的进、出水温度为若干℃。蒸汽温度为饱和温度时，型号的第二部分无斜线和第二段。（3）型号的第三部分表示燃料种类。以汉语拼音字母代表燃料种类，同时以罗马数字代表燃料品种分类与其并列。见下表9/17/201920燃料种类表9/17/201921第二节如同时使用几种燃料，则主要燃料应放在前面。对于汽水（热水、开水）两用或三用锅炉，以锅炉主要功能来编制产品型号铭牌用中文说明。（4）举例①WNS1-0.98-YC表示卧式内燃式室燃，额定蒸发量为1t/h，额定工作压力为0.98MPa，蒸汽温度为饱和温度，设计燃料为柴油的蒸汽炉。9/17/201922第二节②SZL10-1.6/350-AⅡ表示双锅筒纵置式链条炉，额定蒸发量为10t/h，额定工作压力为1.6Mpa，过热蒸汽温度为350℃，燃用Ⅱ类烟煤的蒸汽锅炉。③DZL4-1.25-WⅢ表示单锅筒纵置式或卧式水火管快装（铭牌上用中文说明）链条炉排，额定蒸发量为4t/h，额定工作压力为1.25Mpa，整齐温度为饱和温度，燃用Ⅲ类无烟煤的蒸汽锅炉。9/17/201923第二节④QXS2.8-1.25/90/70-YXQT表示强制循环室燃，额定功率为2.8MW，额定工作压力为1.25MPa，出水温度为90℃，进水温度为70℃，燃用柴油或燃气并以柴油为主的热水锅炉。如采用管式（或角架式）机构，可在铭牌上用中文说明，以示其锅炉特点。9/17/201924第二节锅炉的工作过程和工作系统一、工作过程燃料的燃烧过程、火焰和烟气向水的传热过程、水的被加热、汽化过程1、燃料的燃烧过程燃料：固态液态气态C+O2CO22H2+O22H2OS+O2SO2固态成分：C、H、O、N、S、灰份（A）、水份（W）9/17/201925第二节O、N为不可燃元素灰份（A）：不能燃烧的矿物杂质，在完全燃烧后形成水份（W）：在加热汽化过程中吸收热量，使燃烧温度降低燃料完全燃烧的条件：足够的炉膛温度（层燃炉1100-1300℃）适量的空气足够的燃烧空间9/17/201926第二节足够的时间燃煤锅炉负压运行2-3mmH2O燃油锅炉正压运行燃料的燃烧方式：层状燃烧：燃料放在固定或活动的炉排中，空气从炉排下面经过炉排的缝隙向上穿过燃料层进入炉膛，是燃料氧化，防出热量并生成高温烟气离开燃料层。悬浮燃烧：燃料在炉膛中呈悬浮状态燃烧。沸腾燃烧：是煤粒处于沸腾状态下燃烧。劣质煤。循环流化床9/17/201927第二节2、火焰和烟气向水的传热过程传热是物体由于温度差而引起的热量传递过程热辐射：高温物体通过电磁波、红外线等，把热量传递给低温物体。热传导：同一物体内或两个不同温度的物体相接触时热量从高温物体传递给低温物体。9/17/201928第二节对流传热：液体或气体依靠本身的流动达到热量传递的目的。9/17/201929第二节3、的加热和汽化过程水的三个阶段：液体加热阶段汽化阶段过热阶段水的五种状态：未饱和水饱和水湿饱和蒸汽干饱和蒸汽过热蒸汽9/17/201930第二节二、锅炉的水循环自然循环：水的密度差强制循环：水泵1、自然循环回路：9/17/201931第二节2、循环倍率=循环流量循环回路中的产汽量对于P≤1.25Mpa、T≤10t/h的小型锅炉，循环倍率在150-200之间。3、循环故障循环停滞倒流：受热弱的上升管与受热强的上升管之间汽水分层：水平管或上升管微倾斜布置。下降管带汽：a、锅筒内蒸汽旋涡吸到下降管中b、下降管与上升管间距不远，上升管蒸汽直接进入下降管c、下降管受热9/17/201932第二节三、锅炉的工作系统1、水汽系统2、燃料灰渣系统3、风烟系统9/17/201933第四节锅炉的金属材料一、锅炉用钢的基本要求良好的耐热性、抗腐蚀性、塑性和韧性、足够的强度、抗疲劳性、良好的加工工艺性和可焊性二、钢材的分类按冶炼过程的脱氧程度：镇静钢：加硅铁、锰铁，安静凝固沸腾钢：锰铁，COF半沸腾钢按化学成份分：碳素钢：按有害杂质S、P的含量分普通碳素钢、优质碳素钢合金钢：按合金含量的高低9/17/201934第二章锅炉的结构第一节、锅炉结构的基本要求一、从安全方面对锅炉结构的要求1、要保证受压部件有足够的强度和稳定性；2、要保证锅炉结构各部分在运行时能进行自由膨胀；3、要有良好的水循环，以保证受热面得到可靠的冷却；4、水冷壁炉膛的结构应有足够的承载能力；5、受压部件的开孔和焊缝的布置应尽量避免或减少应力集中；6、锅炉的钢架要承受载荷时，应有足够的强度、刚度和抗腐蚀性；7、锅炉结构要便于安装、操作、检修和清洗内外部；8、安全附件和自控装置应可靠；9、炉膛的结构应有承载能力和可靠的防爆措施，并应有良好的耐热性和密封性，减少漏风和热损失，保持燃烧稳定。9/17/201935第一节三、从经济方面对结构的要求1、合理布置受热面，减少各种热损失2、合理地选用或使用钢材；3、根据锅炉参数和给定燃料布置结构；4、合理配置鼓、引风机；5、提高自动化水平9/17/201936第二节锅炉的受压部件及作用第二节锅炉受压部件及作用水、火管锅炉：锅筒、集箱、下降管、对流管束、防渣管、过热器、省煤器锅壳锅炉：锅壳、炉胆、回燃室、烟管、冲天管、下脚圈一、锅筒（锅壳）净化蒸汽、组成水循环回路、蓄汽蓄水的筒形受压容器装置：筒体、封头（管板）接受和分配给水汽水分离9/17/201937第二节锅炉的受压部件及作用储存和输送蒸汽个别炉型作为受热面二、水冷壁沿着炉膛内壁并排布置的管子，形成水冷的屏壁。吸收炉膛的高温辐射热量，降低炉膛的温度，保护炉墙，防止燃烧层结焦。光管、鳍片管三、对流管束在对流烟道内布置的对流受热面的管群。管内工质与高温烟气以对流传热的方式吸收高温烟气的热量。9/17/201938第二节图9/17/201939第二节四、封头（管板）平板、球形、椭圆形五、炉胆锅壳式锅炉：一面是锅水，一面是燃烧室，工作环境恶劣。六、省煤器锅炉尾部烟道中利用排烟的热量来加热给水的一种设备。1、按材料分：铸铁式、钢管式2、水被烟气加热的程度分：沸腾式（不可分式）非沸腾式（可分式）9/17/201940第二节9/17/201941第二节七、空气预热器利用锅炉尾部烟气余热对进入炉膛的空气进行加热。9/17/201942第三节锅炉受压元件的连接方法焊接、胀接、螺纹连接、法兰连接和铆接等在锅炉的本体范围内只允许Dg≤40mm的安全阀可采用螺纹连接，P≤1.6Mpa锅炉的人孔盖、头孔盖、手孔盖----可采用法兰连接结构一、焊接1、焊缝的基本形式对接焊缝角焊缝2、受压元件焊接工作的一般要求焊工持证焊接工艺评定、焊接工艺卡焊接设备完好焊接接头：外观、无损探伤、力学性能试验、金相检验、断口检验、水压试验焊接质量证明书9/17/201943第三节胀接1、工作的一般要求试胀胀接工艺锅壳和管板厚度δ≥12mm;管孔间距≥19mm;管子外径≤102mm管子材料硬度应低于管板材料硬度胀接记录水压试验检查胀口和严密性2、胀接质量的一般要求内径法控制：胀管率1％-2.1％管端伸出量6-12mm，喇叭口扳边应于管子中心线成12°-15°角。锅壳式锅炉，直接与火烟接触（800°以上），应90°扳边，间隙≤0.4mm。水压试验降到工作压力胀口处不滴水珠。9/17/201944第四节锅炉结构介绍锅炉结构介绍立式锅壳式锅炉卧式锅壳式锅炉