专业-承压类特种设备基本知识-经典

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第二篇承压类特种设备基本知识

第三章锅炉基本知识

3.1 概述

3.1.1 锅炉的定义及用途

1.锅炉的定义

锅炉是利用燃料燃烧时产生的热能或其它能源的热能，把工质加热到一定温度和压力的热能转换设备。由于被加热的工质大多具有一定的压力，因此从广义上讲，锅炉也是一种压力容器。由于锅炉直接受火焰加热，故与其它压力容器又有所区别，因此，将锅炉从容器范围内区分出来，单独进行安全监督和技术检验。

《特种设备安全监察条例》对锅炉作如下限制性定义：锅炉，是指利用各种燃料、电或者其它能源，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，其范围规定为容积大于或者等于30L的承压蒸气锅炉；出口水压大于或者等于0.1MPa（表压），且额定功率大于或者等于0.1MW的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。

2.锅炉的用途

3.1.2锅炉的特点

锅炉一旦投用，一般都要求连续运行，而不能任意停车。

锅炉在承受较高压力的同时，还在高温下工作，它们的工作条件

较一般机械设备恶劣得多。

锅炉还具有爆炸的危险性。

3.1.3 锅炉主要参数

1.容量（输出功率）

蒸汽锅炉指蒸发量，即每小时产生的蒸汽量，通常以“D”符号表示，单位是“吨/时”。热水锅炉，有机热载体锅炉指供热量，即每小时输出的热量，通常以“Q”符号表示，单位是“大卡/时”（焦耳/时）。

1吨/时≈60×104大卡/时

104大卡/时=41868焦耳/时

1吨/时≈700千瓦（KW）

1千瓦（KW）=860大卡/时

蒸汽锅炉在每平方米受热面积上每小时能产蒸汽的数量称为这台锅炉的蒸发率。蒸发率是衡量锅炉蒸发性能的一项技术指标，它决定于锅炉结构、燃料品种、燃烧工况和传热效果等因素。一般火管锅炉的平均蒸发率为15~30kg/m2·h以上

2.压力

指锅炉出口处（锅筒或过热器）的工作压力（表压），通常以“P”符号表示，单位是“MPa”，或“dgf/cm2”。

1大气压≈1kgf/cm2=0.0980665MPa

锅炉铭牌上标示的压力是锅炉设计压力,又称额定工作压力.对有过热器的锅炉是指过热器出口处的蒸汽压力,对无过热器的锅炉是

指锅筒内的蒸气压力,对热水锅炉是指出水阀入口处的蒸气压力.

3.温度

指锅炉出口介质的温度。对于蒸汽锅炉为出口处饱和蒸汽或过热蒸汽的温度，对于热水锅炉为进、出口热水的温度。

3.2 锅炉的分类及型号

3.2.1 锅炉的分类

1.按用途分类（1）电站锅炉；（2）工业锅炉；（3）生活锅炉；（4）船舶锅炉，机车锅炉。

2.按载热介质分类（1）蒸汽锅炉；（2）热水锅炉；（3）汽水两用锅炉；（4）热风炉；（5）有机热载体锅炉。

3.按燃料和热源分类：（1）燃煤锅炉；（2）燃油和燃气锅炉；（3）燃生物质燃料锅炉（木柴、甘蔗渣、稻壳、椰子壳、生活垃圾、工业垃圾等）；（4）原子能锅炉；（5）余热锅炉；（6）电热锅炉。

4.按本体结构分类（1）水管锅炉；（2）火管锅炉；（3）水火管锅炉；（4）热管锅炉；（5）真空相变锅炉。

5.按介质循环方式分类（1）自然循环锅炉；（2）强制循环锅炉；（3）直流锅炉。

6.按燃烧方式分类（1）层燃锅炉；它又分固定炉排，机械化炉排（链条炉排、振动炉排、抽板顶升炉排、往复炉排、抛煤机炉等）；（2）室燃锅炉；（3）沸腾炉（又称流化床锅炉）。

7.按出厂型式分类（1）散装锅炉；（2）组装锅炉；（3）整装锅炉。

8.按压力等级分类

（1）低压锅炉，P≤2.45MPa（25kgf/cm2）;

（2）中压锅炉，P=3.82MPa（39kgf/cm2）;

（3）次高压锅炉，3.82MPa＜P＜9.81MPa（39kgf/cm2＜P＜100kgf/cm2）;

（4）高压锅炉，P≥9.81MPa（100kgf/cm2）;

（5）超高压锅炉，P＞13.73MPa（140kgf/cmz）;

（6）亚临界锅炉，P=15.7-17.66MPa（160-180kgf/cm2）;

（7）超临界锅炉，P=23.5-26.5MPa（240-270kgf/cm2）。

9.按制造管理分类

（1）A级锅炉：额定压力≥9.81MPa的固定式蒸汽锅炉；

（2）B级锅炉：额定压力＜9.81MPa的固定式蒸汽锅炉；

（3）C级锅炉：额定压力≤2.45MPa的固定式蒸汽锅炉；

（4）D级锅炉：额定压力≤1.27MPa的固定式蒸汽锅炉；

（5）E1级锅炉：额定压力≤0.4MPa的固定式蒸汽锅炉和水温低于20℃的热水锅炉；

（6）E2级锅炉：额定压力＜0.1MPa的蒸汽锅炉和水温≤95℃的热水锅炉。

3.2.2 锅炉的型号

3.3 锅炉结构

3.3.1 锅炉结构的基本要求

对锅炉结构总结的要求是安全可靠、高效低耗。具体要求有：

1.各部分在运行时应能按设计预定方向自由膨胀。

2.保证各循环回路的水循环正常，所有受热面都应得到可靠的冷却。

3.各受压部件应有足够的强度和稳定性。

4.受压元、部件结构的形式，开孔和焊缝的布置应尽量避免或减少复合应力和应力集中。

5.水冷壁膛的结构应有足够的承载能力。

6.炉墙应具有良好的密封性和耐热性。

7.锅炉钢架等承重结构在承受设计载荷时，应具有足够的强度、刚度、稳定性及防腐蚀性。

8.便于安装、运行操作、检修和清洗内部。

9.要根据锅炉参数和燃料的适应性来选用锅炉结构和燃烧设备。

10.要合理配置辅机设备，还要考虑安全附件和自控装置的可靠性。

3.3.2 锅炉主要受压部件

1.锅筒：它是用来汇集、贮存、分离汽水和补充给水的。

2.锅壳：它是锅壳式锅炉中“包围”汽水、风烟、燃料系统的外壳，又称筒壳，其作用和锅筒相同。

3.联箱：又称集箱。其作用是连结受热面管、下降管、连通管、排污管等。

4.下降管：其作用是与水冷壁、联箱、锅筒形成水循环回路。

5.受热面管子，它是锅炉的主要受热面，用锅炉钢管制成，它分