锅炉工培训讲义

锅炉工培训讲义
一、锅炉的基本知识
1.锅炉的定义及组成
1.1 锅炉的定义：利用燃料（固体燃料、液体燃料和气体燃料）燃烧释放的化学能转换成热能，且向外输出热水或蒸汽的换热设备。

1.2 锅炉的组成：锅炉由“锅”和“炉”两大部分组成。

“锅”是指汽水流动系统，包括锅筒、集箱、水冷壁以及对流受热面等，是换热设备的吸热部分；“炉”是指燃料燃烧空间及烟风流动系统，包括炉膛、对流烟道以及烟囱等，是换热设备的放热部分。

1.3 锅炉运行的特殊性
锅炉在运行时，不仅要承受一定的温度压力，而且要遭受介质的侵蚀和飞灰的磨损，因此具有爆炸的危险。

如果锅炉在设计、制造及安装过程中存在缺陷，或者维护不当，年久失修，或因管理不善，违反操作规程等，都可能发生设备事故，造成减产、停产或影响产品质量；严重时，还会发生爆炸事故，给人民生命和国家财产造成巨大的损失。

锅炉爆炸是指锅炉的受压元件（主要锅筒）突然发生破裂，使其中蒸汽和饱和水的能量迅速释放出来，这样一个物理变化过程。

锅炉爆炸的危害主要来自两方面：一是锅炉内的蒸汽和饱和水急剧膨胀放出的能量造成的危害；二是锅炉内的蒸汽和部分饱和水迅速蒸发而产生的大量蒸汽，向四周扩散所造成的危害。

1.4 锅炉本体的安全技术要求
（一）锅炉的设计必须符合安全、可靠的要求。

锅炉受压元件的强度，应按现行的锅炉元件强度计算标准进行计算。

锅筒或锅壳的壁厚，在任何情况下，均不应小于6毫米。

（二）锅炉结构各部分在运行中应能自由膨胀。

锅炉的水循环应保证受热面得到可靠的冷却。

（三）冰管锅炉锅筒的最低安全水位，应能保证对下降管可靠的供水。

火管锅炉的最低安全水位，应高于最高火界100毫米。

（四）锅炉上应开设必要的入孔、手孔、检查孔，以便于安装、维修和清扫外部。

受压元件的入孔盖、手孔盖应采取内闭式，以避免锅水、蒸汽喷出伤人。

盖的结构应保证衬垫不会吹出。

（五）用煤粉、油或气体作燃料的锅炉，应设有在风机电源跳闸时自动切断燃料供应的连锁装置，并尽量装设点火程序控制和灭火保护装置，在容易爆炸的部位应装设防爆门。

防爆门的装置应不致危及人身安全。

（六）制造锅炉受压元件的金属材料，应是锅炉专用的优质碳素钢或低合金钢，以保证在使用条件（如温度、压力等）下具有规定的机械性能（如强度、韧性等）和良好的抗疲劳、耐腐蚀性能。

2.锅炉的分类
锅炉有多种分类方法，主要的分类方法有：
2.1 按用途分类：
发电锅炉：是指用于火力发电的锅炉。

火力发电机组由蒸汽锅炉、汽轮机、发电机三大动力设备构成。

锅炉产生的高温、高压蒸汽经过汽轮机做功，使蒸汽的热能转换机械能，汽轮机带动发电机高速旋转
发电，此时机械能转换成电能；
工业锅炉：是指锅炉产生的高温热载体（蒸汽、高温水以及有机热载体）供工业生产过程中应用，如
酿酒、造纸、纺织、木材、食品、化工等；
生活锅炉：是指锅炉产生的热水、蒸汽供人们生活之用，如取暖、洗浴、消毒等。

2.2 按压力参数分类：
低压锅炉：是指出口额定蒸汽压力不超过2.5MPa的锅炉；
中压锅炉：是指出口额定蒸汽压力为3.0~5.0MPa的锅炉；
高压锅炉：是指出口额定蒸汽压力为8.0~11.0MPa的锅炉；
超高压锅炉：是指出口额定蒸汽压力为12.0~15.0MPa的锅炉；
亚临界压力锅炉：是指出口额定蒸汽压力为16.0~20.0MPa的锅炉；
超临界压力锅炉：是指出口额定蒸汽压力超过临界压力（22.1MPa）的锅炉。

注：临界压力1MPa=10.2kgf/cm2 进行换算，其余压力均按1MPa=10.0kgf/cm2换算。

2.3 按介质形态分类：
蒸汽锅炉：是指输出热载体的形态是蒸汽的锅炉；
热水锅炉：是指输出热载体的形态是热水的锅炉。

2.4 按介质循环方式分类：
自然循环锅炉：在水循环回路中，介质流动的动力来自水与汽水混合物的密度差；
强制循环锅炉：在水循环回路中介质流动的动力除水和汽水密度差外，主要依靠锅水循环泵的压头；直流锅炉：给水依靠给水泵压头在受热面一次通过产生蒸汽的锅炉，因此，直流锅炉也属于强制循环锅炉。

2.5 按结构形式分类：
水管锅炉：是指火焰或烟气在受热面管外面流动加热，介质则在受热面管内流动吸热的锅炉；
锅壳锅炉：受热面主要布置在锅壳内，且火焰或烟气则在受热面管内流动加热，而介质则在受热面管外吸热的锅炉。

2.6 按燃料类别分类：
燃煤锅炉：以煤为燃料的锅炉；
燃油锅炉：以石油产品如柴油、重油、渣油为燃料的锅炉；
燃气锅炉：以气体燃料如天然气、城市煤气以及工业废气为燃料的锅炉。

2.7 按燃烧方式分类：
层燃锅炉：是指燃料在炉排上进行燃烧的锅炉，包括固定炉排炉、链条炉排炉以及往复炉排炉等，其燃料主要是煤；
室燃锅炉：燃料以气态形状在燃烧室内进行燃烧的锅炉。

其燃料是气体燃料、液体燃料和煤粉；
循环流化床锅炉：是指燃料在料床上方进行沸腾燃烧，在烟气出口将未燃尽的煤粒分离出来再送会回料床燃烧的锅炉。

循环流化床锅炉燃料适应范围广，排放低，是燃烧劣质煤的较好炉型锅炉
3、锅炉的安全附件
锅炉是使燃烧产生的热能把水加热或变成蒸汽的热力设备。

锅炉的种类虽繁多，但都是由“锅”和“炉”以及保证“锅”和“炉”正常运行所必需的附件、仪表及附属设备三大部分组成。

“锅”是指锅炉中盛放水和蒸气的密封受压部分，是锅炉的吸热部分，主要包括汽包、对流管、水冷壁、联箱、过热器、省煤器等。

“炉”是指锅炉中燃料进行燃烧、放出热能的部分，是锅炉的放热部分，主要包括燃烧设备、炉墙、炉拱、钢架和烟道及排烟除尘设备等。

锅炉的附件和仪表很多，如安全阀、压力表、水位表及高低水位报警器等，附属设备包括给水系统的设备、燃料供给及制备系统的设备、通风系统设备和除灰排渣系统设备等。

锅炉安全附件是锅炉运行中不可缺少的部分，主要是指压力表、水位计、安全阀、汽水阀、排污阀等附件。

这些附件对锅炉安全运行极为重要，特别是压力表、水位计和安全阀，是锅炉操作人员进行正常操作的耳目，是保证锅炉安全运行的基本附件，因此，通常被人们称为锅炉三大安全附件。

3.1安全阀
安全阀是锅炉的重要安全附件之一，它能自动防止锅炉的蒸汽压力超过预定的允许范围，保证锅炉安全运行。

安全阀的作用：
（1）当锅炉内压力达到规定限度时，安全阀即自动开启，放出蒸汽，发出警报，使操作人中有所警惕，采取措施。

（2）安全阀开启后能排出足够的蒸汽，使锅炉内的压力下降，直到降到比阀开启时更低的某点，阀即自动关闭。

这样，使锅炉的压力保持在安全限度以内，不致酿成爆炸事故。

工业锅炉上使用的安全阀一般为弹簧式安全阀和杠杆式安全阀两种。

锅炉上装置安全阀应符合下列要求：
（1）蒸发量＞0.5t/h的锅炉，至少装一个安全阀。

蒸汽过热器出口处和可分式省煤器出口处（或入口处）、再热器入口处和出口处、直流锅炉的启动分离器，都必须装设安全阀。

（2）安全阀应垂直地装在锅筒（或联箱）的最高位置。

在安全阀和锅筒（或联箱）之间，不得装有取用蒸汽的出汽管和阀门。

（3）安全阀上必须有下列装置：
杠杆式安全阀要有防止重锤自行移动的装置和限制杠杆越出的导架；弹簧式安全阀要有提升手把和防止随便拧动调整螺丝的装；静重式安全阀要有防止重片飞脱的装置。

安全阀的总排汽能力，必须大于锅炉最大连续蒸发量。

并保证在锅筒和过热器上所有的安全阀开启后，锅炉内的蒸汽压力上升辐度不超过安全阀较高开启压力的30%，并不得使锅炉的蒸汽压力超过设计压力的1.1倍。

过热器和再热器出口处安全阀的排汽量，应保证在该排汽量下，过热器和再热器有足够的冷却，不致于烧坏；省煤器安全阀的截面积由设计单位确定。

几个安全阀如果共同装置在一个与锅筒直接相连的短管上，则短管的通路截面积应不小于所有安全阀截面积总和的1.25倍。

安全阀一般应装设排汽管，排汽管应尽量接到安全地点，防止排汽时伤人。

排汽截面积至少为安全阀总截面积的两倍。

安全阀排汽管下方应有接到安全地点的泄水管。

在排汽管和泄水管上都不允许装设任何阀门。

如果安全阀排汽声音不能使司炉在工作地点听到，则应装有信号装置（如汽笛）。

省煤器的安全阀应装设排水管并通至安全地点，在排水管上不允许装设任何阀门。

安全阀在使用时有如下几点注意事项：
安全阀应垂直地安装在锅筒最高位置，在安全阀与锅筒之间不得装阀门。

为防止安全阀的阀瓣和阀座粘住，应定期对安全阀作手动或自动的放汽实验。

安全阀每年至少校验一次，经过校验后，应加锁或铅封，并将校验结果填入锅炉技术档案，保存好校验报告。

3.2压力表
压力表是锅炉必不可少的安全附件之一，它的作用是用来测量和表示锅炉内压力的大小。

锅炉上如果没有压力表，或者压力表失灵，锅炉内的压力就无法表示，从而直接危及安全，锅炉上装着灵敏、准确的压力表，司炉人员就能凭此正确地操作锅炉，确保安全经济地运行。

工业锅炉常用的压力表是弹簧管式压力表，它具有结构简单、使用方便和准确可靠等优点。

压力表在使用时有如下注意事项：
A．压力表应根据工作压力选用，压力表表盘刻度最大值应为工作压力的1.5~3.0倍，最好选用2倍。

B．压力表表盘大小应保证司炉工能清楚地看到压力指示值，表盘直径不应小于100mm，一般
高度达2米的锅炉选用压力表直径应不小于200mm。

C．压力表应每半年校验一次，在工作压力处划红线并加铅封。

D．压力表与锅筒之间应有存水弯管与三通旋塞。

压力表应装在便于观察和温度较低的地方。

如果压力表装在靠近高温的地方，它的传动机构受热后所产生的变形将要影响指示压力的准确度。

所以压力表的安装地点应尽可能远离蒸道或易受辐射的地方，并且要有充分的照明，使锅炉工作人员随时都能看到它所指示的汽压。

压力表下方应装有存水弯管（U形或圆环形），使蒸汽在弯管内凝。

这样作用于压力表的是凝结水而不是高温蒸汽。

如果不装存水弯管，蒸汽直接冲入表中的弹簧弯管，将会损坏表内零件，或使指示的压力不准。

每台锅炉必须装有与锅筒蒸汽空间直接相连的压力表。

压力表必须准确、灵敏、可靠，符合国家锅炉安全监察规程的要求，并严格监视，严防超压事故的发生。

3.3水位表
水位表是用来监视锅筒内水位的重要安全装置。

用水位表内显示的水位，表示锅筒内锅水的水位。

司炉人中依此进行正确操作，保证锅炉安全运行。

水位是按照“连通器内水面高度相等”的原理制成的。

因此，运行时水位表必须与锅炉保持畅通。

每台锅炉至少装有两个彼此独立的水位表。

水位表应装在便于观察的地方。

水位表应有指示最高、最低安全水位的明显标志。

水位表距离操作地面高于6m时，应加装远程水位显示装置。

水位表必须符合国家安全监察规程的有关规定，装置准确、可靠的水位表，并严格监视和保持锅炉的正常水位，严防缺水事故的发生。

水位表有玻璃管式和平板式两种。

玻璃管式水位表是水位表的一种，主要由汽旋塞、放水旋塞及玻璃管组成。

玻璃管应用耐热玻璃制成，内径有15mm和20mm两种规格。

内径过细会造成毛细管现象，影响水位指示的准确性。

汽旋塞、水旋塞及排水旋塞由铸铁、铸钢或铸铜制成。

旋塞有螺纹和法兰两种连接形式。

使用压力较高时，以采用法兰连接为佳。

压力较低时，可以采用螺纹连接，但应注意防止螺纹泄漏、腐蚀。

水位表旋塞应相互平行，其端面应在同一平面上，以保证玻璃管不因受扭曲而破坏。

玻璃管式水位表结构简单，制造安装容易，拆换方便，但显示水位不够清晰，玻璃管容易破碎，适用于工作压力不超过1.6MPa的小型锅炉。

平板式水位表有单面玻璃板和双面玻璃板两种。

主要由玻璃板、金属框盒、汽旋塞、水旋塞和放水旋塞等构件组成。

单面玻璃板水位表在金属框盒的前面镶有一块平板玻璃，接触面用石棉纸板做衬垫，然后用螺钉将框盖压在框盒上，使框盖、框盒、衬垫和玻璃板紧密结合。

在拧紧框盒螺钉时，要使每只螺钉的压紧度尽量相同，保证不渗漏。

在玻璃板的内表面刻有三角棱形凹槽，由于光源在前面，光线通过凹槽产生折射，使水位表中蒸汽部分较亮，存水部分较暗，汽水分界线相当清晰。

双面玻璃板水位表在金属框盒的前后两面都镶有平板玻璃。

光源一般放在后面，光线折射后使水位表中蒸汽部分较暗，而存水部分反而较亮，水位很容易辨别。

平板式水位表结构虽较复杂，但安全可靠，显示水位清晰，所以应用广泛。

水位表上应划有高水位、中水位、低水位三根红线，水位表放水管应接至安全地点。

3.4排污阀
锅炉排污的目的是，排除锅炉内的泥垢，过剩的碱度、含盐量以及锅水表面的泡沫和油脂，使锅水的品质控制在标准范围内，以减少水垢的结生和腐蚀。

排污阀装在锅筒、立式锅炉的下脚圈的最低处，它的作用有：一是排放锅炉内的水垢和污渣，二是当锅炉满水或停炉清洗时可以排放余水。

注意事项： a.每台锅炉应装独立的排污管，排至安全地点。

b.几台锅炉合用一根总排污管时，不应有两台或两台以上的锅炉同时排污。

c.锅炉的排污管、排污阀不应采用螺纹连接。

3.5 保护装置。

低水位联锁保护装置。

额定蒸发量大于或等于2t/h的锅炉，应装设高低水位报警和低水位联锁保护装置，即在锅炉缺水时能报警并停炉。

超压联锁保护装置
额定蒸发量大于或等于6t/h的锅炉，应有超压联锁保护装置，即在超压时能报警，停炉。

熄火保护装置
油（气）炉应有可靠的点火程序控制和熄火保护装置，避免油（汽）炉的炉膛发生爆炸。

超温联锁保护装置
热载体炉应有该装置，当油温超过限定值时，报警并切断燃烧装置
4、锅炉点火前要做的准备工作
（1）检查准备。

对新装、迁装和检修后的锅炉，点火之前一定要进行全面检查。

为了不遗漏检查项目，可按照锅炉运行规程的规定逐项进行检查。

各个被检项目都符合点火要求后才能进行下一步的操作。

（2）上水。

锅炉点火前的检查工作完毕后，即可进行锅炉的上水工作。

上水时要缓慢，至
最低安全水位时应停止上水，以防受热膨胀后水位过高。

水温不宜过高，水温与筒壁温度之差不
超过50℃。

（3）烘炉。

新装或长期停用的锅炉，炉墙比较潮湿，为避免锅炉投入运行后，高温火焰使炉墙内水份迅速蒸发而造成炉墙产生裂缝，因此在上水后要进行烘炉。

烘炉就是在炉膛中用文火缓慢加热锅炉，逐渐蒸发排炉墙中的水份。

烘炉时间的长短，应根据锅炉型式、炉墙结构以及施工季节不同而定。

在烘炉后期，可通过检查炉墙内部材料含水率或温度，判定烘炉是否合格。

（4）煮炉。

煮炉是利用化学药剂，除去受热面及其循环系统内部的铁锈、污物及胀接管头内部的油脂等，以确保锅炉的内部清洁，保证锅炉安全运行和获得品质优良的蒸汽。

煮炉可以单独进行，也可以在烘炉后期和供炉一道进行。

煮炉时，一般在锅水中加入碱性药剂，如ＮaＯＨ、Ｎa3ＰＯ4等。

煮炉后，若锅筒和集箱内壁无油垢、擦去附着物后金属表面无锈斑，即为合格。

（5）蒸汽试验。

煮炉完毕后，即可升至工作压力进行蒸汽试验。

由于蒸汽试验是在热态下进行的，效果比水压试验更为实际。

在蒸汽试验时主要检查：人孔、手孔、法兰等处是否渗漏；全部阀门的严密程度；锅筒、集箱等膨胀情况是否正常等。

5、锅炉点火升压阶段的安全注意事项
（1）防止炉膛爆炸锅炉点火前，炉膛和烟道中可能残存可燃气体或其他可燃物，如不注意清除，这些可燃物与空气的混合物遇明火即可能爆炸。

燃油锅炉、燃气锅炉、煤粉锅炉等必须特别注意防止炉膛爆炸。

点火前，应启动引风机，对炉膛和烟道通风5min～10min。

燃气、燃油和煤粉炉点燃时，应先送风，之后投入点燃的火炬，最后送入燃料。

一次点火未成功，必须立即停止向炉膛供给燃料，然后充分通风换气后再重新点火。

严禁利用炉膛余热进行二次点火。

（2）控制升温升压速度锅炉的升压过程和升温过程是紧紧地联系在一起的。

由于温度升高，需要注意锅筒和受热面的热膨胀和热应力问题。

为了保证锅炉各部分受热均匀，防止产生过大的热应力，升压过程一定要缓慢进行。

同时要对各受热承压部件的膨胀情况进行监督，发现膨胀不均匀时应采取措施消除。

当压力升到0.2MPa时，应紧固人孔、手孔及法兰上的螺栓。

（3）严密监视和调整指示仪表点火升压过程中，锅炉的蒸汽参数、水位及各部件的工作状况在不断变化，为了防止异常情况及事故的出现，必须严密监视各种指示仪表，控制锅炉压力、温度、水位在合理范围内。

同时，各种指示仪表本身也要经历从冷态到热态，从不承压到承压的过程，因而在点火升压阶段，保证指示仪表的准确可靠是十分重要的。

压力上升到不同阶段，应分别做好冲洗水位表、压力表，试用排污装置，校验安全阀等工作。

二、锅炉运行的安全管理
（一)锅炉启动时的安全要点
锅炉启动指锅炉由非使用状态进入使用状态，一般包括冷态启动及热态启动两种。

冷态启动指新装、改装、修理、停炉等锅炉的生火启动；热态启动指压火备用锅炉的启动。

这里介绍的是冷态启动。

由于锅炉是一个复杂的装置，包含着一系列部件、辅机，锅炉的正常运行包含着燃烧、传热、工质流动等过程，因而启动一台锅炉要进行多项操作，要用较长的时间、各个环节协同动作，逐步达到正常工作状态。

锅炉启动过程中，其部件、附件等由冷态(常温或室温)变为受热状态，由不承压转变为承压，其物理形态、受力情况等产生很大变化，最易产生各种事故。

据统计，锅炉事故约有半数是在启动过程中发生的。

因而对锅炉启动必须进行认真地准备。

1．全面检查
对新装、迁新和检修后的锅炉，启动之前一定要进行全面检查，符合启动要求后才能进行下一步的操作。

为防止遗漏，启动前的检查应按照锅炉运行规程的规定，逐项进行。

主要内容有：
检查汽水系统受热、受压元件的内外部，看其是否处于可投入运行的良好状态；
检查燃烧系统的各个环节是否处于完好状态；
检查汽水系统和燃烧系统的各类门孔(包括人孔、手孔、看火门、防爆门及各类阀门)、接板是否正常，并使之处于启动所要求的位置；
检查安全附件是否齐全、完好并使之处于启动所要求的位置；
检查锅炉构架、楼梯、平台等钢结构部分是否完好；
检查各种辅机特别是转动机械是否完好，转动机械应分别进行试运转；
检查各种测量仪表是否完好等。

2．上水
为防止产生过大热应力，上水水温最高不应超过90～100℃；上水速度要缓慢，全部上水时间在夏季不小于1h，在冬季不小2h。

冷炉上水至最低安全水位时应停止上水，以防受热膨胀后水位过高。

3．烘炉
新装、大修或长期停用的锅炉，其炉膛和烟道的墙壁非常潮湿，一旦骤然接触高温烟气，就会产生裂纹、变形甚至发生倒塌事故。

为了防止这种情况，锅炉在上水后启动前要进行烘炉。

烘炉就是在炉膛中用文火缓慢加热锅炉，使炉墙中的水分逐渐蒸发掉。

烘炉应根据事先制定的烘炉升温曲线进行，整个烘炉时间根据锅炉大小、型号不同，一般为3～14d。

烘炉后期可以同时进行煮炉。

4．煮炉
新装、大修或长期停用的锅炉，在正式启动前必须进行煮炉。

煮炉可以单独进行，也可以在烘炉后期和烘炉一道进行。

煮炉的目的是清除锅炉蒸发受热面中的铁锈、油污和其它污物，减少受热面腐蚀，提高锅水和蒸汽的品质。

5．点火与升压
一般锅炉上水后即可点火升压：进行烘炉煮炉的锅炉，待煮炉完毕，排水清洗后，再重新上水，然后点火升压。

点火后，随着燃烧过程的进行，烟气与受热面之间的传热过程也开始进行，加入锅炉的水不断被加热，至饱和温度后即开始产生蒸汽。

锅炉产生蒸汽后，即开始升压。

同时，炉水的饱和温度也不断升高。

由于锅水温度的升高，汽包和蒸发受热面的金属壁温也随之升高，需要注意热膨胀和热应力问题。

由于汽包的壁厚较厚，在升温中的主要问题是热应力，同时也应考虑其整体热膨胀。

对于受热面管子，由于长度很长而壁厚较薄，在升温中的主要问题是整体热膨胀，同时也应注意其热应力。

当管子沿轴向的膨胀受到限制时，热应力会增大到很大的数值。

在升温升压过程中，汽包存在着沿壁厚的温差及上下壁面间的温差(卧置锅筒)，即内壁温度高于外壁，上部壁面温度高于下部情况。

为了防止产生过大的热应力，锅炉的升压过程一定要缓慢进行。

点火升压过程中，锅炉的蒸汽参数、水位及各部件的工作状况在不断变化。

为了防止异常情况及事故出现，要严密监视各种仪表指示的变化，通过调整控制压力、温度、水位等工艺参数在允许范围之内，同时也考核各种仪表、阀门等控制设施的可靠性、准确性。

另外，也要注意观察各受熟面，使各部位冷热交换温度变化均匀，防止局部过热，烧坏设备。

6．暖管与并汽
所谓暖管，即用蒸汽缓慢加热管道、阀门、法兰等元件，使其温度缓慢上升，避免向冷态或较低温度的管道突然供入蒸汽，以防止热应力过大而损坏管道、阀门等元件。

同时将管道中的冷凝水驱出，防止在供汽时发生水击。

冷态蒸汽管道的暖管时间一般不少2h；热态蒸汽管道的暖管一般为O．5～1h。

暖管时，应检查蒸。