锅炉压力容器安全第一章

第二节 锅炉压力容器安全监察
2 法规
1）行政法规 国务院制定的广泛性文件 《特种设备安全监察条例》2009年1月14日发布， 2009年5月1日起施行。 2）地方性法规 省、自治区、直辖市的人民代表 大会及其常务委员会依照法定职权和程序制定、颁布 并实施于本行政区域的规范性文件。 如：《江苏省特种设备安全监察条例》
第三节 锅炉压力容器分类
1.压力来源 一类为介质充装后对容器壳体的压力；另一类为介质 送入容器后，其物理状态、密度、温度发生变化，或在 容器中发生体积增大的化学反应，使容器壳体承受压力。 2.主要技术参数 1）工作压力、最高工作压力和设计压力 2）设计温度与工作温度 3）公称直径 4）壁厚
第三节 锅炉压力容器分类
第三节 锅炉压力容器分类
（2）移动式容器 按容积大小和结构形状分气瓶和槽车两种。 气瓶容积较小，一般在200L以下。按盛装气体的特 性分为永久气体气瓶、液化气体气瓶、溶解乙炔气瓶。 槽车安装于车架上的一种卧式储槽，分为火车槽和 汽车槽，容积较大，达数十立方米。 （3）综合分类 根据容器的工作压力的高低、介质的危害程度以及在 生产中的重要作用，将其分三类，以此实行分级监督和 管理。（危险性逐步降低）
前 言
课程地位
专业必修课 （3学分） 以设备安全为中心
教材及参考书目
教 材：孟燕华主编 锅炉压力容器安全 中国劳动 社会保障出版社 第一版
参考书： [1] 刘清方，吴孟娴编. 锅炉压力容器安全.北京： 首都经济贸易大学出版社，2000 [2] 窦照英，周军编. 锅炉压力容器腐蚀失效与防护 技术.北京：化学工业出版社,2008 [3] 谭蔚编．压力容器安全管理技术．北京：化学 工业出版社．2006 [4] 王时龙，周杰，康玲主编．机械设备安全 学．北京：中国电力出版社，2008
第二节 锅炉压力容器安全监察
3 部门规章 国务院的部、委员会和直属机构依照法律，行 政法规制定的全国范围内实施行政管理的规范性文 件。 如：《气瓶安全监察规定》、《特种设备作业人 员监督管理办法》
第二节 锅炉压力容器安全监察
4 技术规范
由国家质量监督检验检疫总局领导授权签署，以国家质 量监督检验检疫总局名义公布，技术性突出的文件
三大类：
1）监督管理规定与办法 如：《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》 2）安全监察规程 如：《压力容器安全技术监察规程》 3）技术检验规则 如：《压力容器定期检验规则》
第二节 锅炉压力容器安全监察
5 引用标准 如：《锅壳锅炉受压元件强度计算》
第三节 锅炉压力容器分类
一 锅炉的分类
1.锅炉特性参数 描述锅炉工作特性的基本参数主要有：容量、工作压力、 工质温度。 容量表征： 蒸汽锅炉 额定蒸发量（锅炉铭牌上的蒸发量） 符号 D 单位 t/h 热水锅炉 额定热功率（锅炉铭牌上的热功率） 符号 Q 单位 MW
第三节 锅炉压力容器分类
• 火力发电厂能量转换的基本过程
锅炉
燃料的化学能 蒸汽的热能
汽轮机
转轴的机械能
发电机
电能
现代电站锅炉最为庞大、复杂，技术成套 性强，是多学科、多门类工业产品综合而成的 蒸汽发生装置。
第三节 锅炉压力容器分类
第三节 锅炉压力容器分类
工业锅炉
第三节 锅炉压力容器分类
机 车 船 舶 锅 炉 （ 火 车 上 常 用 的 锅 炉）
比较固定
第三节 锅炉压力容器分类
1）按压力分 根据《压力容器安全技术监察规程》分四个级别： 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）按用途分 四类：反应容器、储存容器、换热容器、分离容器
第二节 锅炉压力容器安全监察
二 锅炉压力容器法规标准简介 完善的法规标准体系应该是“法律-行政法规-部门
规章-技术规范-引用标准”五个层次。
1 法律 制定权力属于全国人大及其常委会。 《中华人民共和国特种设备安全法》中华人民共 和国第十二届全国人民代表大会常务委员会第3次会 议于2013年6月29日通过，2013年6月29日中华人民 共和国主席令第4号公布 。自2014年1月1日起施行 。
流化床炉 固体颗粒
旋风炉 固体颗粒
第三节 锅炉压力容器分类
6）按结构：锅壳（火管）、水管、水火管
锅壳锅炉
第三节 锅炉压力容器分类
水管锅炉
水火管锅炉
第三节 锅炉压力容器分类
7）按工质的流动方式：自然循环、强制循环、直流锅炉
自然循环汽包锅炉
具有汽包，利用下降 管和上升管（水冷壁） 中工质密度差产生工质 循环。循环倍率 ( ?) 约为
1 爆炸冲击波的危害 爆炸后85%的能量用以产生冲击波，如果压源压力达0.1MPa， 就可以使距压源1m以内的人员死亡。
第一节 概述


2 爆炸碎片的危害 3 泄露介质的危害 高温或有毒或引发二次爆炸。
第二节 锅炉压力容器安全监察
一 锅炉压力容器安全监督体制
1 锅炉压力容器安全监察体制
1）法规、标准的制定和完善 2）建立锅炉压力容器安全监察机构 我国对锅炉压力容器实行全过程的安全监察，所谓全过程， 即从设计、制造、安装、使用到检验、修理、改造等环节实 行安全监察。这种监察具有强制性、体系性和责任追究性。


第一章 锅炉压力容器基础知识
教学基本内容

1 概述 2 锅炉压力容器安全监察 3 锅炉压力容器分类


4 锅炉的结构和型号
5 压力容器的基本结构
第一章 锅炉压力容器基础知识
教学重难点

1 锅炉压力容器基本概念及事故危害 2 锅炉压力容器的结构及主要承压部件的作
用

3 锅炉工作过程
第一节 概述


一 定义 1 什么是锅炉？
锅炉是一种能量转换设备，在锅炉中
通过燃料燃烧，将燃料的化学能转变为 热能，再通过传热将热能传给工质——
水，并使水变成蒸汽或较高温度的水。
ห้องสมุดไป่ตู้简言之，锅炉是生产蒸汽或加热水的设 备。生产蒸汽的锅炉叫蒸汽锅炉；加热
水使其升温但不汽化的锅炉叫热水锅炉。
第一节 概述
也需要了解确保安全的一系列知识，涉及数学、材料力学、
流体力学、热力学、金属学及热处理、化学、管理学等多 个学科，具有较强的综合性。只要有意识地综合应用各个 学科的有关知识，循序渐进，逐步积累，坚持理论与实践 相结合，就不难掌握基本的锅炉压力容器安全技术。
第一章 锅炉压力容器基础知识
教学目标

1 掌握锅炉压力容器基本概念，了解锅炉压力容器 的应用及其安全特性 2 了解锅炉压力容器安全监察体制，熟悉有关锅炉 压力容器的法规与标准体系 3 熟悉锅炉压力容器的分类 4 掌握锅炉压力容器的结构及主要承压部件的作用 ， 掌握锅炉工作过程 。
•通常意义的锅炉中一般要实现下述过程
燃烧 燃料的化学能 烟气的热能 热交换 蒸汽(或热水)的热能
第一节 概述
2 什么是压力容器？
泛指承受流体压力的密闭容器。安装和使用地点固定、工艺条件和
操作人员也比较固定的容器为固定式容器；用以盛装并运输气体或液体 介质的容器为移动式容器。
说明：锅炉是特殊的压力容器——受火焰加热的压力容器。
第三节 锅炉压力容器分类
生活锅炉：家用电加热锅炉
第三节 锅炉压力容器分类
2）按容量：大型锅炉（蒸发量>100t/h）
中型锅炉（蒸发量为20~100t/h） 小型锅炉（蒸发量<20 t/h）
3）按压力：按锅炉出口工质压力分类，
常压热水锅炉（锅炉水位处表压力为零） 低压锅炉（p≤2.5MPa） 中压锅炉（2.5MPa<p≤3.82MPa） 高压锅炉（3.82MPa＜p≤9.8MPa） 超高压锅炉（9.8MPa<p≤13.7MPa） 亚临界锅炉（13.7MPa<p≤16.7MPa） 超临界锅炉（p＞22.13 MPa）。
1 承受压力和温度
2 接触腐蚀性介质 3 局部应力比较复杂 锅炉压力容器通常都有开孔接管或其他形状的不连续结 构，在局部区域内存在着较高的应力，在不利的使用 环境或载荷条件下，会导致承压部件破裂。
物理性腐蚀（介质冲刷）和化学性腐蚀（酸、碱、氧）


4 连续运行不易检验
第一节 概述


四 锅炉压力容器事故危害
第三节 锅炉压力容器分类
3）按燃料和能源：燃煤、燃油、燃气、废热、废料、电 加热、原子能等。
燃煤锅炉
第三节 锅炉压力容器分类
燃油锅炉
第三节 锅炉压力容器分类
燃气锅炉
第三节 锅炉压力容器分类
余热锅炉
第三节 锅炉压力容器分类
5）按燃烧方式：层燃、沸腾、室燃
方式 层燃炉 燃料 块状
室燃炉 粉状、雾状、气态
第三节 锅炉压力容器分类
二 压力容器的分类 纳入我国安全监察范围内的压力容器需具备三个条件： 1）最高工作压力 p w ≥0.1MPa； 2）内直径（非圆形截面指断面最大尺寸）Di ≥0.15m， 且容积V≥0.025m³ ；
3）介质为气体、液化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。
前 言
相应地，避免破裂爆炸的对策是：
（1）选用的材料及设备应满足正常工作条件的要求； （2）避免工作条件恶化； （3）防止和消除设备缺陷。
前 言
同时做到以上几点不是一件容易的事，这既涉及到锅炉、 压力容器本身的安全性能，又涉及相关的附件、辅机、人 员和环境；需要掌握锅炉压力容器的基本结构和工作原理，
2.锅炉分类 1）按用途：电站锅炉、工业锅炉、机车锅炉、船用锅炉
电站锅炉
第三节 锅炉压力容器分类
小资料： 1、2004年底我国发电装机容量提高到447GW （4.47亿千瓦），年发电量达12500亿KWH，火电 占82.3％，属于耗煤大户。 2、我国火电厂主力200～300MW燃煤机组的供 电煤耗超过进口30％以上。 3、每年我国电站锅炉、工业炉窑与工业锅炉， 耗煤占煤炭总消费量的2／3左右，也是造成我国 大气污染的主要原因之一。 因此，锅炉是能源利用领域中的重要设备和环 节，关系国计民生，拥有巨大节能潜力。
本课程的主要内容
第一章 锅炉压力容器基础知识
第二章 锅炉的工作原理 第三章 锅炉压力容器应力分析 第四章 锅炉压力容器强度设计及制造要求 第五章 锅炉压力容器安全装置
第六章 锅炉压力容器安全运行与管理
第七章 锅炉压力容器事故分析
前 言
学科特点和研究方法
锅炉压力容器安全技术是一门以设备安全为中心的系统 安全工程技术。锅炉压力容器事故，特别是锅炉压力容器 爆炸，是承压贮能设备破裂瞬时释放能量的结果。保证设 备在承压贮能过程中不破裂，就从根本上解决了锅炉压力 容器的安全问题。 锅炉压力容器破裂爆炸，不外乎两个方面的原因：一是工 作条件严重恶化，远远超过设计工作条件，比如严重超压 或超温；二是设备本身隐含或产生缺陷，使设备承受不了 正常的设计工作压力。
4 ～ 10 ，是亚临界压力以 下锅炉的主要形式。
第三节 锅炉压力容器分类
强制循环汽包锅炉
具有汽包和循环泵，利 用循环回路中工质密度差 和循环泵压头使工质循环。 循环倍率约为 3 ～ 5 ，只能 在临界压力以下应用。
第三节 锅炉压力容器分类
直流锅炉
无汽包，给水靠 给水泵压头一次通 过各受热面产生蒸 汽，循环倍率约为1， 可在高压以上任何 压力下应用
参数： 名义壁厚——设计壁厚向上圆整到钢材标注的厚度（图 样上标注的厚度） 计算壁厚——按应力计算公式计算所得的厚度（不包括
壁厚附加量）
设计壁厚——计算厚度+壁厚附加量 有效壁厚——名义壁厚减去壁厚附加量
第三节 锅炉压力容器分类
3.压力容器分类
分类方法多种多样，从安全管理和技术监督的角度，
一般对压力容器作以下分类 （1）固定式容器 固定的安装和使用地点，工艺条件和使用操作人员也
第一节 概述


二 锅炉压力容器的应用
锅炉广泛应用于电力、机械、化工、轻工、纺织、 交通运输等部门及日常生活。

压力容器广泛应用于石油化工、能源、冶金、轻工、 纺织、机械、航空航天、交通、采矿、医药等行业 领域及日常生活中。常见压力容器如气瓶、槽车、 储罐等。
第一节 概述
第一节 概述



三 锅炉压力容器的工作特性
第三节 锅炉压力容器分类
额定蒸发量： 额定压力、温度（出口蒸汽温度与进口温度）、达到规 定热效率下，每小时产生的最大蒸发量。
额定热功率：
额定压力、温度（出口蒸汽温度与进口温度）、达到 规定热效率下，每小时产生的最大热量。 比较容量时，通常认为０.７MW的热功率＝１t/h蒸发量。
第三节 锅炉压力容器分类
内容：监察体制、行政许可、监督检查、事故处理 和责任追究
第二节 锅炉压力容器安全监察
2 锅炉压力容器安全监察的发展
血的教训。（下课后自己看书） 性较大的锅炉、压力容器（含气瓶）、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。
补充：特种设备：特种设备是指涉及生命安全、危险