特种设备资料

特种设备
一、概述
1．我国当前法规中规定的特种设备都有哪几种?
特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶，下同）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场（厂）内专用机动车辆。

2．针对特种设备，最高层次的法规是什么?
《特种设备安全监察条例》
3．我国对特种设备的哪几个环节进行监管?
设计、制造、安装、改造、维修、使用、检验检测等7 个环节实施全过程的监管，实现了全程监控。

4．特种设备行政许可制度都有哪些？
在特种设备监管方面，建立了行政许可制度和监督检查制度。

特种设备行政许可制度包括设计许可、制造许可、安装维修许可、充装许可、使用登记、检验检测机构核准和作业人员考核发证等7 项许可制度；
特种设备监督检查制度包括强制检验制度、执法检查制度、事故调查处理制度、安全监察和责任追究制度、安全状况公布制度等 5 项基本制度。

二、锅炉
1．锅炉的分类
1）按用途：为电站锅炉、工业锅炉、机车船舶锅炉、生活锅炉等
2）按燃料在锅炉中的燃烧方式不同：
①层燃炉；燃用10mm以上的煤粒及煤块。

②室燃炉；可燃烧气体燃料、液体燃料、煤粉。

③沸腾炉；煤粒，介于前两者之间。

3）锅炉结构：可以分为锅壳锅炉（火管锅炉）、水管锅炉和水火管锅炉。

火管式锅炉受热面积少、容量小、工作压力低、金属消耗量大、锅炉效率低、爆炸危险大等缺点。

水管锅炉特点：I炉膛置于筒体之外，“炉”不受“锅”的限制，体积可大可小。

II以容纳水汽的管子布置于炉膛、烟道中作受热面，锅筒一般不受热，安全性提高。

III管子中的水要受热、汽化、蒸发，管子结垢难于清除，水质要求高。

2．水管锅炉
1）水管锅炉中锅筒的功能?
锅筒（上锅筒）的功用。

水管锅炉的受热面都是水管，水管中容纳的水汽量有限。

锅筒则是水汽系统中容积最大的部件，它可以容纳一定的水量，使锅炉维持一定的水位，减少锅炉水位和汽压的波动。

锅筒上连接着很多作为蒸发受热面的管子，构成循环回路，水在这些管子中一边循环流动，一边受热汽化，锅筒则是循环流动的起始点和结束点；有进行汽水分离的功能，是水和蒸汽的明确分界点。

2）水管锅炉中的蒸发受热面是什么?
对流管束是对流蒸发受热面。

3）省煤器和空气预热器的作用？
省煤器是利用尾部烟道中烟气的余热来预热锅炉给水的装置。

空气预热器的作用是降低排烟温度，减少排烟热损失；热空气送入炉膛可保证燃料及时着火，稳定和完善燃烧。

提高锅炉的热效率。

4）水管锅炉中的水汽系统和燃烧系统包括哪些部件?
✧水汽系统：锅筒、集箱、水冷壁、对流管束、省煤器、过热器。

✧燃烧系统：燃烧装置、炉膛和烟道、空气预热器。

3．锅炉中的传热
1）锅炉炉膛和烟道中的热量传给水经过哪些传热过程?
锅炉炉膛首先是燃料燃烧场所，火焰温度很高，火焰与受热面表面的换热主要是辐射换热，也有少量对流换热，但后者一般忽略不计。

　烟道是烟气流通的通道，烟气在流动中与烟道中的受热面进行对流换热。

由于在烟道中烟气仍有较高温度，烟气与受热面间也有一部分辐射换热，随着烟气流动与降温，辐射换热所占份额越来越小。

热量通过金属壁向介质传递，依靠导热及对流换热方式。

当受热面的两侧分别积灰和结垢时，固体壁面由灰层、金属壁、垢层三部分组成，原来仅经过金属壁的导热变为经过多层壁的导热，导热热阻显著增加，整个传热过程变得更为复杂。

2）传热中可能出现哪些传热故障?会对锅炉安全运行产生哪些影响?
传热过程出现障碍，比如：①缺水；②受热面上沉积水垢；③水循环故障，水的流动减慢或停止等，使受热面低温侧的传热阻力增大，则不仅会降低传热量，降低锅炉的经济性，还会剧烈升高受热面的温度水平。

当受热面承受的温度超过受热面金属能够承受的温度，或使金属强度大幅度降低时，就会危及锅炉的安全。

3）自然循环锅炉中的水经过哪几个加热阶段?分别在哪些受热面中完成?
①水的预热阶段②饱和水的沸腾汽化阶段③饱和蒸汽的过热阶段。

水在流经省煤器时被预热升温，之后送入上锅筒；水由上锅筒经水冷壁系统、对流管束循环流动时受热汽化；饱和蒸汽流经过热器时继续受热成为过热蒸汽
4）哪些因素影响锅炉中水的自然循环? 锅炉中的水循环故障有哪些?
○1
影响因素：锅炉工作压力：压力不同，饱和态汽、液两相的密度不同。

压力越低，饱和水
○2○3
与饱和蒸汽的密度差越大。

循环回路高度:运动压头与回路高度成正比。

上升管受热强弱：上升管受热越强，管内产生的蒸汽量就越多，汽水混合物的密度就越小，形成的运动压○4○5
头则越大。

下降管是否含汽及含汽多少。

循环回路的阻力特性
故障：一）停滞　（二）倒流 （三）汽水分层
措施
○1○2○3．保证回路有一定的高度。

将水循环系统合理分组，减小吸热不均。

保证下降管和汽
○4○5
水引出管有适当的流通截面积。

下降管、上升管在上锅筒的接管位置要适当。

下降管形状应尽量简单，以竖直向下为最佳；不应有水平管段及锐角弯头，入口截面应尽量平滑。

○6
．为防止汽水分层，上升管与水平面的夹角不得小于15°。

4．锅炉的安全装置
1）安全阀：主要由阀座、阀瓣（阀芯）和加载机构三部分组成。

锅炉常用的安全阀有弹簧式安全阀和杠杆式安全阀
弹式安全阀的特点：结构轻便紧凑、安装位置不受限制、开启滞后、弹簧受高温影响较大
杠杆式安全阀：结构简单，调整容易准确、不怕高温、阀瓣升高不影响加载、笨重、易振动2）常用的阀门：闸阀、截止阀、止回阀、减压阀、燃油电磁速断阀
5．锅炉安全技术
1）烘炉的目的：新装、迁装、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。

烘炉就是妥善地去除炉墙内的水分，提高炉墙强度和保温能力的有效方法。

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。

2）煮炉的目的：新装、迁装、大修或长期停用的锅炉，在正式启动前必须进行煮炉。

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

一般是在锅水中加入碱性药剂，如NaOH，Na3PO4或Na2CO3等。

煮炉合格的标准是锅筒和集箱内壁无油垢，擦去附着物后金属表面无锈斑。

3）点火升压阶段的安全注意事项
○1○2
防止炉膛爆炸控制升温升压速度
○3○4
严密监视和调整指示仪表保证过热器和省煤器的可靠冷却
6．锅炉运行安全操作
1）排污目的：排出锅水中过剩的盐量和碱量；排除锅筒内水渣；排除锅水表面油质和泡沫。

排污方式：定期排污、连续排污
2）什么情况下应该紧急停炉?
（1）锅炉水位低于水位表的下部可见边缘；
（2）不断加大向锅炉进水及采取其他措施，但水位仍继续下降；
（3）锅炉水位超过最高可见水位（满水），经放水仍不能见到水位；
（4）给水泵全部失效或给水系统故障，不能向锅炉进水；
（5）水位表或安全阀全部失效；
（6）设置在汽空间的压力表全部失效；
（7）锅炉元件损坏危及运行人员安全；
（8）燃烧设备损坏，炉墙倒塌或锅炉构件被烧红等，严重威胁锅炉安全运行；
（9）其他异常情况危及锅炉安全运行。

3）停炉保养有哪几种方法?
○1
压力保养。

停炉过程终止之前使汽水系统（包括过热器）灌满水，维持余压为
0.05～0.1MPa（表压），锅水温度在100℃以上，使锅内不含氧。

○2
干法保养。

指在锅内及炉膛内放置干燥剂进行防护的方法。

○3
湿法保养。

指在汽水系统中灌注碱性溶液以进行保养的方法。

具有适当碱度的水溶液能与金属表面形成一层稳定的氧化膜，防止腐蚀继续进行，起到防护作用。

○4
充气保养。

指在锅水中充入氮气或氨气，以对锅炉进行防护的方式。

还有缓蚀剂的方法。

4）锅炉检验检测方式
（一）外部检验
指锅炉在运行状态下对锅炉安全状况进行的检验；
（二）内部检验
指锅炉在停炉状态下对锅炉安全状况进行的检验；
（三）水压试验
指锅炉以水为介质，以规定的试验压力对锅炉受压部件强度和严密性进行的检验。

5）锅炉内部检验时的安全注意事项?
1）可靠隔断受检锅炉的风、烟、水、汽、电、燃料系统；
2）搭设必要的脚手架；
3）打开受检部位的人孔门、手孔盖，通风、换气、冷却。

4）炉膛及内部受热面清理干净，露出金属；
5）拆除受检部位的保温材料和妨碍检验的锅筒内部装置；
6）安全照明、工作电源；
7）进入内部应有可靠通风和指派专人监护。

6）无损探伤方式：射线、超声波、磁粉、着色
7）正常停炉：主要问题是防止降压降温过快，以免锅炉部件因降温收缩不均匀而产生过大的热应力。

停炉步骤：
1）停供燃料，停送风，降、停引风。

2）逐渐降低锅炉负荷，进水高于正常水位。

3）停止供汽，保护过热器，关闭排污阀。

4）缓慢冷却降压。

5）关闭炉膛风路。

6）停炉一段时间后，通风冷却烟道、炉膛，水降温后放水。

7．锅炉事故
1）缺水事故的现象、原因、后果及处理?
事故征状：1、水位低于最低安全水位线。

2、低水位报警。

3、蒸汽温度急剧升高。

可能后果：受热面管子过热变形、爆破，炉墙损坏。

处理不当甚至导致锅炉爆炸。

事故原因：1、水位监视不严。

2、水位表汽、水旋塞关闭，假水位。

3、水位表本身缺陷。

4、给水、排污、受热管等位置故障。

事故处理：1、核对水位表是否正确，开启放水旋塞。

2、“叫水”判断缺水程度。

3、轻微缺水可减弱燃烧，缓慢上水；严重缺水立即停炉。

2）满水事故的现象、原因、后果及处理?
事故征状: 1、水位高于最高安全水位线。

2、高水位报警。

3、蒸汽温度明显降低。

4、给水量不正常地大于蒸汽量。

5、严重满水时，蒸汽管道内发生水击。

可能后果：严重满水可导致锅水进入蒸汽管道和过热器，造成水击及过热器结垢。

事故原因: 1、水位监视不严。

2、水位表假水位。

3、给水自动调节器失灵，而未及时改为手动操作。

满水的处理: 1、检查水位表是否准确。

2、“叫水”判断满水程度。

3、轻微满水可减弱燃烧，逐渐降低水位；严重满水应立即停炉。

3)汽水共腾事故的现象、原因、后果及处理?
现象:1、水位表内水位急剧波动，表内出现泡沫，汽水界限难以分清。

2、过热蒸汽温度急剧下降。

3、蒸汽大量带水，严重时蒸汽管道内水击。

可能后果:使蒸汽带水，降低蒸汽品质，造成过热器结垢及水击振动。

损坏过热器或影响用
汽设备的安全运行。

汽水共腾原因: 1、给水水质太差。

2、排污不当. 3、负荷增加和压力降低过快。

汽水共腾处理:1、减弱燃烧，降低负荷。

2、加强排污和给水，改善水质。

3、开启蒸汽管道、过热器和分汽缸等处的疏水阀。

4、采用锅内投药的锅炉，应停止投药。

三.压力容器
1.按压力分类的压力容器：从安全角度讲，压力越高，发生爆炸事故的危害越大。

低压容器0.1MPa≤P<1.6MPa；　中压容器 1.6MPa≤P<10MPa；
高压容器10MPa≤P<100MPa；超高压容器p≥100MPa
2.根据《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG R0004-2009），压力容器的界限范围是什么?
○1
最高工作压力PW≥0.1MPa（表压，不含液柱静压力）；
○2
介质为气体或最高工作温度高于或等于标准沸点（标准大气压对应的饱和温度）的液体。

○3
工作压力与容积的乘积大于等于2.5MPa•L。

3.球壳的优缺点?
○1○2○3
球壳的优点是：相同表面积时，球形壳体的容积最大：节省钢材：节省隔热材料或减少热的散失。

○1○2
球壳的缺点是：球形容器制造比较困难，工时成本较高；作为反应或传热、传质用容器，既不便在内部安装工艺附件装置，也不便内部相互作用的介质的流动。

球壳的主要应用：液化气储罐
4.压力容器的综合分类：此分类综合考虑了介质特性、设计压力和容积三种因素，将压力容器分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类，危险程度依次加大，监管力度依次更加严格。

5.多层厚壁容器
○1
多层包扎式(续)
○2
热套式：内筒（厚度> 30mm）卷焊成直径不同但可过盈配合的筒节，
将外层筒节加热到计算的温度进行套合，冷却收缩后得到紧密
贴合的厚壁筒节。

○3
绕带式
以钢带缠绕在内筒外面获得所需厚度筒壁
6.立式容器支座通常分为耳式支座、腿式支座、支撑式支座和裙式支座四种。

7.卧式容器支座分为鞍式支座、圈式支座、支腿式支座。

四．压力容器制造质量控制
1．圆筒形压力容器制造工艺？
2．焊接缺陷都有哪些？危害？
○1
焊接缺陷：1、焊接裂纹2、夹渣3、气孔4、表面缺陷5、组织缺陷
○2
危害：一方面是由于缺陷的存在，减少了焊缝的承载截面积，削弱了焊缝的静力拉伸强度，严重时也会导致壳体的延性破坏。

另一方面，也是最主要的方面，是由于缺口的存在改变了缺口周围的受力条件，不利于材料的塑性变形，使之趋于或处于脆性状态，同时还引起缺口根部的应力集中，易于产生裂纹和使裂纹扩展，导致壳体的脆性破裂、疲劳破裂或应力腐蚀破裂。

五．压力容器制造质量控制与检查
1、为保证焊接质量，主要质量控制环节都有哪些?
①焊工考核
②材料焊接性鉴定
③焊接工艺评定
④材料质量控制（含焊材）
2、无损探伤有哪几种形式，各适合检测何种类型缺陷?
主要有射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤及着色探伤等。

射线探伤主要检测焊接接头内部缺陷；超声波探伤检测焊接接头缺陷；磁粉探伤主要检测铁磁性材料表面或近表面缺陷；色探伤主要检测表面缺陷，特别是表面裂纹缺陷。

3、焊接试板检查中对试板的要求有哪些?试板要做哪些试验?
必须加焊专供检查试验使用的试板（试件），在试板上切割取样进行机械性能及金相组
织试验。

通过试板截取试样进行的焊缝机械性能试验，通常包括拉伸试验、弯曲试验和冲击试验，低温容器还应做设计温度下的冲击试验。

六．压力管道
1、压力管道工程设计分成管道布置、管道材料设计和管道机械设计三个部分
2、管道布置过程大致可分为以下三个环节，即配管研究、管道详细设计、设计文件编制及
归档。

3、管道机械研究的核心是管道的机械强度和刚度问题
4、根据作用载荷的特性以及研究方法的不同，可将管系的力学分析分为两大类，即静应力
分析和动应力分析。

5、管道布置的防火安全要求？
①管道及其桁架跨越厂内铁路线的净空高度不应小5.5m；跨越厂内道路的净空高度不应小
于5m。

在跨越铁路或道路的可燃气体、液化烃和可燃液体管道上不应设置阀门及易发生泄
漏的管道附件。

②可燃气体、液化烃、可燃液体的管道横穿铁路线或道路时应敷设在管涵或套管内。

③永久性的地上、地下管道不得穿越或跨越与其无关的工艺装置、系统单元或储罐组；在跨越罐区泵房的可燃气体、液化烃和可燃液体的管道上不应设置阀门及易发生泄漏的管道附件。

④距散发比空气重的可燃气体设备30m以内的管沟应采取防止可燃气体窜入和积聚的措施。

⑤可燃气体、液化烃和可燃液体的金属管道除需要采用法兰连接外，均应采用焊接连接。

公称直径等于或小于25mm的可燃气体、液化烃和可燃液体的金属管道和阀门采用锥管螺纹连接时，除能产生缝隙腐蚀的介质管道外，应在螺纹处采用密封焊。

⑥可燃气体、液化烃和可燃液体的管道不得穿过与其无关的建筑物。

⑦可燃气体、液化烃和可燃液体的管道应架空或沿地敷设。

必须采用管沟敷设时，应采取防止可燃气体、液化烃和可燃液体在管沟内积聚的措施，并在进、出装置及厂房处密封隔断；管沟内的污水应经水封井排入生产污水管道。

⑧工艺和公用工程管道共架多层敷设时宜将介质操作温度等于或高于250℃的管道布置在上层，液化烃及腐蚀性介质管道布置在下层；必须布置在下层的介质操作温度等于或高于
250℃的管道可布置在外侧，但不应与液化烃管道相邻。

⑨氧气管道与可燃气体、液化烃和可燃液体的管道共架敷设时应布置在一侧，且平行布置时净距不应小于500mm，交叉布置时净距不应小于250mm。

氧气管道与可燃气体、液化烃和
可燃液体管道之间宜用公用工程管道隔开。

⑩甲、乙A类设备和管道应有惰性气体置换设施。

七．管道的运行维护
1.压力管道常见缺陷？
1）几何形状异常2）防腐层损坏或剥离3）金属损失
4）裂纹5）管道内外涂层和阴极保护系统的缺陷。

2、压力管道检测内容？
1）管道的外检测内容包括：
①埋设状态②冲刷及悬空③阳极块④外涂层损伤⑤周围杂物⑥水底
2）压力管道的内检测内容包括：
①内表面和焊缝的几何形状缺陷②内表面和焊缝裂纹③路由及路由剖面
④管内表面腐蚀⑤泄漏
八．起重机械概述
1.起重机械分类
起重机械按其构造类型可分为轻小起重设备、升降机和起重机。

其中起重机根据水平运动形式的不同，分为桥架类型起重机和臂架类型起重机两大类别。

2.起重机的组成
1．驱动装置2．工作机构3．取物装置4．金属结构
3.起重作业特点
①吊物具有很高的势能②起重作业是多种运动的组合
③作业范围大④多人配合的群体作业
⑤作业条件复杂多变
4.起重伤害事故的特点
①大型化、群体化；②事故后果严重；
③建筑、冶金、机械制造等行业发生事故多；④起重事故类别与机种有关。

5.液压传动是现代流动式起重机广泛采用的传动方式。

它通过液压泵将内燃机的机械能转变成液压油的液压能，在各种液压控制元件的控制下，将液压能传递给各机构的液压执行元件（液压马达、液压缸），还原成机械能。

1）液压传动方式的主要优点是：
①元件尺寸小、重量轻、结构紧凑；②调速范围大，且可无级调速；
③反应速度快，动特性好；④运转平稳，液压油的弹性可以缓冲；
⑤操纵方便，易于实现自动控制；
⑥由于液压元件日趋标准化、系列化，所以质量稳定，成本下降。

3）液压传动也有其自身的缺点是：
①传动效率低；②制造安装不当还会发生泄漏；
③环境温度对其传动效果影响较大；④系统出现故障不易处理等等。

6.吊钩
1）吊钩按制造方法可分为锻造吊钩和片式吊钩。

2）吊钩按形状状又可分为单钩和双钩。

3）为了使负荷均匀分布到各钩片上，并减少钢丝绳的磨损，在钩口处均设有可拆换的垫板。

4）片钩与锻钩相比，其优点是：
制造简单，特别是制作尺寸大的吊钩，工作安全可靠性大，因为吊钩板片不可能同时断裂，个别板片损坏还可以更换。

不足之处是：片钩只能做成矩形断面，使钩体材料不能充分利用，自重较大，高度尺寸较大。

5）吊钩按钩身(弯曲部分)的断面形状可分为：圆形、矩形、梯形、和T字形断面吊钩
从受力情况看T字形断面吊钩最合理，但其缺点是工艺复杂。

使用最多的是梯形断面吊钩，受力合理，制造方便。

6）吊钩的报废标准
表面有裂纹时；
–危险断面损失量达原尺寸的10%时；
–扭转变形超过10°；
–吊钩颈部产生塑性变形；
九．起重机安全防护装置
1.分类：起重机安全防护装置按安全功能大致可分为安全装置、防护装置、指示报警装置及其他安全防护措施几类。

2.。