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鍋爐理論知識(shí)培訓(xùn)創(chuàng)冠環(huán)保(安溪)有限公司主講人:陳友勇1鍋爐的基本原理
1.1鍋爐的基本構(gòu)造1.2鍋爐的工作原理1.3鍋爐的工作過(guò)程1.4鍋爐經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
1鍋爐的基本原理
1.1鍋爐的基本構(gòu)造什么是鍋爐定義:鍋爐是一種生產(chǎn)蒸汽或熱水的換熱設(shè)備,按功能包括兩大部分。一部分是通過(guò)燃燒煤、油、氣及其他燃料,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能;另一部分是各種形式的受熱面,將燃料燃燒釋放出的熱能通過(guò)各種傳熱方式,傳遞給爐水使之升溫、汽化、過(guò)熱以產(chǎn)生所需要的蒸汽,或加熱所需要的高溫?zé)崴﹦?dòng)力機(jī)械或其他設(shè)備使用。爐鍋+鍋爐鍋的組成部分:幾個(gè)重要概念:汽包(鍋筒)、水冷壁、過(guò)熱器、再熱器、省煤器、空汽預(yù)熱器;爐的組成部分:爐膛、燃燒器。鍋爐本體:爐膛、燃燒器、鍋筒、水冷壁、對(duì)流受熱面、鋼架和爐墻等組成鍋爐的主要部件,稱為鍋爐本體。鍋爐的其他重要輔機(jī):磨煤機(jī)、燃料輸配送裝置及管道、送引風(fēng)裝置及管道、給排水裝置、水處理設(shè)備及管道、除塵及除灰系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等1.2鍋爐的工作原理鍋爐工作過(guò)程有三個(gè)基本過(guò)程(1)燃料的燃燒過(guò)程;(2)爐與鍋爐的傳熱過(guò)程;(3)水的汽化與過(guò)熱過(guò)程。與之相對(duì)應(yīng)的理論知識(shí)是:(1)燃燒原理;(2)傳熱學(xué);(3)流體力學(xué)和工程熱力學(xué)。1.2.1燃料的燃燒燃料在鍋爐爐膛內(nèi)燃燒。按燃燒方式不同,鍋爐可分為:(1)室燃爐,主要用于發(fā)電等的大容量鍋爐,最小容量75t/h;(2)層燃爐,主要用于生產(chǎn)工業(yè)用加熱蒸汽或水,一般最大容量75t/h;(3)沸騰爐(循環(huán)流化床),一般最小容量10t/h,最大容量國(guó)內(nèi)做到1000t/h(四川白馬電廠)。電廠煤粉爐示意圖工業(yè)鏈條爐示意圖循環(huán)流化床鍋爐CFB鍋爐的燃燒示意圖1.2.2鍋與爐的傳熱鍋爐受熱面有兩大部分,爐膛受熱面和對(duì)流受熱面。爐膛受熱面爐膛受熱面又稱水冷壁,傳熱方式主要以輻射換熱為主,對(duì)于小型工業(yè)鍋爐,還有部分鍋筒表面參與換熱。爐膛內(nèi),進(jìn)入爐膛的燃料與空氣混合后著火燃燒產(chǎn)生的高溫火焰和煙氣,通過(guò)輻射把熱量傳遞給四周的水冷壁管,水在冷壁管內(nèi)受熱蒸發(fā)產(chǎn)生飽和蒸汽。此傳熱過(guò)程,傳熱量的大小與爐膛受熱面、進(jìn)入爐膛的燃料量多少相關(guān),會(huì)使?fàn)t膛出口煙溫產(chǎn)生相應(yīng)變化。在一定的燃料量和熱空氣溫度下,爐膛受熱面大,傳熱量隨之增加,使?fàn)t膛的出口煙溫降低;而如果爐膛受熱面布置較小時(shí),意味著爐膛出口煙溫提高。在鍋爐負(fù)荷發(fā)生變化時(shí),爐膛出口煙溫則隨負(fù)荷的大小而升降。通常爐膛出口煙溫:對(duì)大型電站煤粉爐,約為1000℃-1200℃;對(duì)中小型鍋爐,爐膛出口煙溫不應(yīng)低于950℃,其高值按燃料的灰分變形溫度為限,且不超過(guò)1100℃。如果燃用液體燃料或氣體燃料時(shí),由于無(wú)結(jié)渣問(wèn)題,可選1200℃左右。爐膛受熱面除起到傳熱作用外,還有保護(hù)爐墻的作用。注意:爐膛的換熱方式主要以輻射換熱為主。對(duì)流受熱面電站鍋爐的對(duì)流受熱面包括過(guò)熱器、再熱器、省煤器,工業(yè)鍋爐的對(duì)流受熱面則包括對(duì)流管束、過(guò)熱器、省煤器。對(duì)帶有空氣預(yù)熱器的鍋爐,空氣預(yù)熱器從傳熱的角度看,也可作為對(duì)流受熱面。爐膛煙氣出口處,通常布置數(shù)排凝渣管束,以對(duì)后面的過(guò)熱管起到保護(hù)作用,防止管束外表面結(jié)渣。對(duì)流受熱面電站鍋爐的對(duì)流受熱面包括過(guò)熱器、再熱器、省煤器,工業(yè)鍋爐的對(duì)流受熱面則包括對(duì)流管束、過(guò)熱器、省煤器。對(duì)帶有空氣預(yù)熱器的鍋爐,空氣預(yù)熱器從傳熱的角度看,也可作為對(duì)流受熱面。爐膛煙氣出口處,通常布置數(shù)排凝渣管束,以對(duì)后面的過(guò)熱管起到保護(hù)作用,防止管束外表面結(jié)渣。尾部對(duì)流受熱面有兩部分,一是省煤器,它使給水在進(jìn)入鍋筒之前,預(yù)先加熱到某一溫度(通常低于飽和溫度或達(dá)到飽和溫度);二是空氣預(yù)熱器,做一日和尚撞一天鐘空氣在進(jìn)入爐膛之前被加熱到一定溫度,以改善爐內(nèi)的燃燒過(guò)程,同時(shí)降低排煙溫度,提高鍋爐的熱效率。注意:省煤器與空氣預(yù)熱器都是對(duì)流受熱面。1.2.3水的受熱、汽化及過(guò)熱過(guò)程該過(guò)程是飽和蒸汽的生產(chǎn)過(guò)程。給水加熱器使給水加熱到145-175℃(中壓鍋爐)或215-240℃(高壓鍋爐),由給水管道將水送到省煤器,水在省煤器中被加熱到某一溫度后進(jìn)入鍋筒,然后沿下降管下行到水冷壁進(jìn)口集箱,經(jīng)適當(dāng)分配后注入水冷壁管,水在水冷壁管內(nèi)吸收爐膛內(nèi)的輻射熱后形成和水和飽和蒸汽的混合物,上升進(jìn)入鍋筒內(nèi),由汽水分離裝置分離,蒸汽由鍋筒上部流入過(guò)熱器,分離下來(lái)的水仍參與水冷壁管內(nèi)的循環(huán)。汽水混合物的分離設(shè)備是保證蒸汽品質(zhì)和過(guò)熱器工作可靠的必要設(shè)備。蒸汽流入過(guò)熱器后繼續(xù)被加熱成具有一定溫度和過(guò)熱度的過(guò)熱蒸汽。1.3.鍋爐的工作過(guò)程1.3.1鍋爐的燃燒過(guò)程什么是燃燒燃燒是燃料中的可燃物質(zhì)與氧進(jìn)行強(qiáng)烈氧化化反應(yīng)的過(guò)程,這是一種復(fù)雜的物理化學(xué)綜合過(guò)程。它需要具有一定的溫度和濃度條件、一定的時(shí)間和空間條件。1.3.2工質(zhì)(水)的加熱和汽化過(guò)程蒸汽的產(chǎn)生過(guò)程給水省煤器汽鍋過(guò)熱器汽輪機(jī)
未飽和水飽和水飽和蒸汽過(guò)熱蒸汽水循環(huán)過(guò)程汽鍋下降管下集箱水冷壁
1.4鍋爐經(jīng)濟(jì)指標(biāo)受熱面蒸發(fā)率每m2蒸發(fā)受熱面每小時(shí)所產(chǎn)生的蒸汽量,符號(hào)D/H;單位kg/m2·h鍋爐熱效率每小時(shí)送進(jìn)鍋爐的燃料(全部完全燃燒時(shí))所能發(fā)出的熱量中有有百分之幾被用來(lái)產(chǎn)生蒸汽或加熱水,以符號(hào)%表示。汽煤比一噸標(biāo)準(zhǔn)煤所能產(chǎn)生的蒸汽量。由于鍋爐生產(chǎn)出蒸汽的參數(shù)不同,所以產(chǎn)生不同蒸汽參數(shù)的鍋爐沒(méi)有可比性。
對(duì)于工業(yè)比較常用。2.1鍋爐本體及其輔助設(shè)備2.1.1鍋爐本體設(shè)備包括:(1)汽鍋、爐子、蒸汽過(guò)熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器、燃燒器、鍋爐鋼架;(2)鍋爐附加受熱面:蒸汽過(guò)熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器;(3)鍋爐尾部受熱面:省煤器和空氣預(yù)熱器。2.1.2鍋爐房輔助設(shè)備(1)運(yùn)煤、磨煤、除灰系統(tǒng);(2)送引風(fēng)系統(tǒng);(3)水、汽系統(tǒng)(包括排污系統(tǒng));(4)電氣、儀表。2.2汽包2.2.1汽包的做用(1)汽包是加熱、蒸發(fā)、過(guò)熱三個(gè)過(guò)程的連接樞紐,同時(shí)作為一個(gè)平衡器,保證水冷璧循環(huán)所需要的壓頭;(2)存有一定容量的水與汽,具有相當(dāng)?shù)男顭崃浚?dāng)鍋爐工況變化時(shí),能起緩沖穩(wěn)定汽壓的作用;(3)裝有汽水分離裝置,保證飽和蒸汽的品質(zhì);汽包的特點(diǎn)(1)裝有測(cè)量表計(jì)與安全附件,水位是鍋爐最主要控制的參數(shù);(2)是鍋爐安裝中時(shí)最重的的部件。480t/h蒸發(fā)量的鍋爐汽包約重70噸到90噸。(3)制造工藝要求高。汽包是鍋爐設(shè)備中制造工藝用最嚴(yán)格的部件。
2.2.2汽水分離裝置汽包內(nèi)部的蒸汽凈化裝置的任務(wù)是減少蒸汽中鍋水帶雜技溶解問(wèn)題。對(duì)中壓和次高壓鍋爐主要是將鍋水從蒸汽中分離出來(lái),對(duì)高壓鍋爐除機(jī)械攜帶外,還要控制蒸汽中溶解的硅酸,而對(duì)超高壓鍋爐溶鹽問(wèn)題更重要的是除硅酸外還有氯化鈉的溶解。2.3過(guò)熱器與再熱器2.3.1過(guò)熱器和再熱器的作用過(guò)熱器與再熱器是用來(lái)加熱提高蒸汽溫度的鍋爐本體設(shè)備。雖然烯烴鍋爐沒(méi)有再熱器,但由于再熱器與過(guò)熱器比較相似這里就一起介紹。2.3.2過(guò)熱器和再熱器的作用過(guò)熱器:將飽和蒸汽加熱成具有一定溫度的過(guò)熱蒸汽。再熱器:將汽輪機(jī)高壓缸排汽加熱成具有一定溫度的再熱蒸汽。2.3.3過(guò)熱器與再熱器的特點(diǎn)過(guò)熱器和再熱器具有如下特點(diǎn):(1)過(guò)熱器和再熱器是鍋爐中金屬壁溫最高的受熱面,對(duì)材質(zhì)要求高。過(guò)熱器與再熱器的高溫部分一般采用耐熱的合金鋼,如12Cr1MoV、10CrMo910、T91等。(2)過(guò)熱器、再熱器的阻力不能太大。(3)高熱負(fù)荷區(qū)的過(guò)熱器與再熱器工質(zhì)流速高。一般過(guò)熱蒸汽的流速可以達(dá)到50-60m/s。(4)過(guò)熱器和再熱器出口汽溫將隨鍋爐負(fù)荷的改變而變化。(5)過(guò)熱器和再熱器布置受鍋爐參數(shù)影響。(6)在鍋爐點(diǎn)火升爐或汽輪機(jī)甩負(fù)荷時(shí),過(guò)熱器、再熱器需要采取保護(hù)措施。在鍋爐點(diǎn)為時(shí)過(guò)熱器與再熱器內(nèi)沒(méi)有蒸汽冷卻,管子直接受到高溫?zé)煔獾募訜崛菀装l(fā)生局部過(guò)熱。2.3.4過(guò)熱器和再熱器型式和結(jié)構(gòu)過(guò)熱器與再熱器的型式和結(jié)構(gòu)再熱器與過(guò)熱器的結(jié)構(gòu)相似,故重點(diǎn)介紹過(guò)熱器。過(guò)熱器分類(lèi):(1)根據(jù)傳熱方式分:對(duì)流、輻射和半輻射式。在爐膛上方布置的過(guò)熱器直接受到火焰的輻射,傳熱以輻射換熱為主形成輻射換熱器。在爐膛出品布置的過(guò)熱器即受到輻射換熱又受對(duì)流換熱稱為半輻射式換熱器。在水平煙道和豎井煙道布置的過(guò)熱器幾乎只受到對(duì)流換熱稱為對(duì)流換熱器。(2)根據(jù)煙氣與管內(nèi)蒸汽的相對(duì)流動(dòng)方向分:逆流、順流和混合流。(3)根據(jù)對(duì)流受熱面的放置方式分:立式、臥式。(4)根據(jù)管子排列方式分:順列、錯(cuò)列。(5)根據(jù)管圈數(shù)分:?jiǎn)喂苋?、雙管圈、多管圈。(6)根據(jù)結(jié)構(gòu)分:屏式過(guò)熱器、壁式過(guò)熱器、對(duì)流過(guò)熱器。2.3.5蒸汽溫度的調(diào)節(jié)蒸汽參數(shù)是表征鍋爐特性的重要指標(biāo)之一,不論是發(fā)電設(shè)備還是工藝設(shè)備都需要使用溫度穩(wěn)定的蒸汽,并要求在運(yùn)行中不能有過(guò)大的偏差。一般鍋爐出口蒸汽溫度要保證在標(biāo)準(zhǔn)值的正5度與負(fù)10度之間。蒸汽溫度的調(diào)節(jié)方法有蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)和煙汽側(cè)調(diào)節(jié)。(1)蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)汽溫的主要手段是減溫器。它是用冷卻水(減溫水)間接或直接冷卻蒸汽的辦法來(lái)達(dá)到減溫的目的。減溫器分為表面式減溫器和噴水減溫器兩種;1)表面減溫器是一種管式熱交換裝置,其特點(diǎn)是水與蒸汽不直接接觸,利用鍋爐給水或鍋水來(lái)冷卻蒸汽。它的結(jié)構(gòu)為減溫器殼體,上面有蒸汽引入、引出管接頭。殼體內(nèi)是U形管或螺形管、套管。冷卻水由管子一端引入,另一端引出。蒸汽從殼體上部引入,垂直沖刷外管后,再由殼體下部引出。表面式減溫器廣泛用于中壓鍋爐上。2)噴水減溫器又稱混合式減溫器,高壓以上鍋爐,幾乎全部采用它來(lái)調(diào)節(jié)過(guò)熱汽溫。噴水減溫器有多種結(jié)構(gòu)形式,但原理是一樣的,它是將減溫水直接噴入過(guò)熱蒸汽中吸收蒸汽的熱量,使水加熱,汽化和過(guò)熱,從而降低蒸汽溫度。它的特點(diǎn)是減溫幅度大,汽溫調(diào)節(jié)靈敏,易于自動(dòng)化,且設(shè)備簡(jiǎn)單,但要求減溫水的品質(zhì)不低于蒸汽品質(zhì)。(2)煙氣側(cè)調(diào)節(jié)煙氣側(cè)調(diào)節(jié)蒸汽溫度的方法有以下幾種:1)煙氣再循環(huán)其工作原理是指省煤器后的一部分低溫?zé)煔?,通過(guò)再循環(huán)風(fēng)機(jī)送回爐膛,改變輻射受熱面與對(duì)流受熱面的吸熱比例,以調(diào)節(jié)蒸汽溫度。2)煙氣擋板其方法是把鍋爐后煙道用分隔墻分成平行的兩個(gè)煙道。主煙道中布置再熱器,次煙道布置過(guò)熱器和省煤器。3)改變爐內(nèi)火焰位置改變火焰位置的方法有多種,如擺支燃燒器,切換上下排燃燒器,改變各排燃燒器負(fù)荷等。其目的都是改變爐膛火焰中心的高度,從而改變爐膛出口煙氣溫度,以調(diào)節(jié)過(guò)熱汽溫和再熱溫。2.4省煤器與空氣預(yù)熱器2.4.1省煤器的作用(1)降低煙氣溫度(2)減少蒸發(fā)受熱面:以價(jià)格較低的省煤器代替價(jià)格較高的水冷壁換熱好(低溫、強(qiáng)制流動(dòng)、逆流布置)(3)減少給水與汽包壁的溫差,降低熱應(yīng)力2.4.2空氣預(yù)熱器的作用(1)進(jìn)一步降低煙氣溫度,由于大容量鍋爐,給水溫度250-280℃,煙氣溫度比較高,用空氣預(yù)熱器進(jìn)一步吸收煙溫使其降低到120℃左右。(2)制粉系統(tǒng)干燥(3)強(qiáng)化著火2.4.3省煤器分類(lèi)及布置特點(diǎn)(1)鋼管式、鑄鐵式(壓力<4MPa)(2)非沸騰式、沸騰式(中壓)(3)錯(cuò)列有減少積灰、換熱強(qiáng)、磨損大。順列有利于吹灰、換熱弱、磨損?。?)結(jié)構(gòu)方面:采用蛇形管,分為光管式、鰭片式、膜式、肋片式。(5)蛇形管水平布置利于疏水;(6)逆流布置,增大傳熱溫差;(7)水由下而上,便于排出氣體,避免腐蝕;煙氣自上而下,吹灰作用。2.4.4空氣預(yù)熱器空氣預(yù)熱器按形式分類(lèi)可分為管式空氣預(yù)熱器與回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。管式空氣預(yù)熱器一般用在100MW以下的鍋爐,回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器一般用在大型的鍋爐上。這里我們以回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器做為主要介紹內(nèi)容?;剞D(zhuǎn)式空預(yù)器優(yōu)缺點(diǎn):(1)結(jié)構(gòu)緊湊:傳熱面密度高,管式體積的1/10;(2)重量輕,節(jié)省鋼材:蓄熱板薄(3)布置靈活(4)不易低溫腐蝕:傳熱元件怱冷怱熱(5)受熱面腐蝕時(shí),不增加漏風(fēng)量,更換方便(6)漏風(fēng)大:轉(zhuǎn)動(dòng)與靜止部件之間(7)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,運(yùn)行維護(hù)工作多,檢修較復(fù)雜3.1鍋爐的類(lèi)型3.2鍋爐的參數(shù)系列和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)3鍋爐的分類(lèi)根據(jù)不同的分類(lèi)方法,鍋爐可分為以下幾類(lèi):(1)按鍋爐燃用的的燃料分類(lèi)可分為:燃煤爐、燃油爐和燃?xì)鉅t。在我國(guó)使用最廣泛的鍋爐就是燒煤爐。(2)按燃燒方式分類(lèi)可分為:層燃爐、室燃爐和介于二者之間的沸騰(流化床)爐。層燃爐和沸騰爐只適合于燃煤,而室燃爐煤、油氣都可以燃燒。循環(huán)流化床鍋爐(3)按鍋爐水循環(huán)方式分類(lèi)可分為:自然循環(huán)鍋爐、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐和復(fù)合循環(huán)鍋爐。自然循環(huán)鍋爐從容量很小的(1噸及以下)到特大型鍋爐(3000噸及及以上)均有使用。強(qiáng)制循環(huán)鍋爐和復(fù)合循環(huán)鍋爐一般只有在大型鍋爐。自然循環(huán)鍋爐的水在鍋內(nèi)循環(huán)的動(dòng)力來(lái)于自身的汽水比重差。強(qiáng)制循環(huán)的動(dòng)力主要來(lái)自于給水泵。而復(fù)合循環(huán)鍋爐的動(dòng)力既有來(lái)自汽水比重差,又有給水泵的動(dòng)力。自然循環(huán)鍋爐復(fù)合循環(huán)鍋爐直流循環(huán)鍋爐(4)按有無(wú)汽包分類(lèi)可分為:汽包鍋爐和直流鍋爐。直流鍋爐沒(méi)有汽包。(5)按蒸汽壓力分類(lèi)可分為:低壓鍋爐(壓力≤2.45MPa)、中壓鍋爐(壓力2.94-4.9MPa)、高壓鍋爐(壓力7.84-10.8MPa)超高壓鍋爐(11.8-14.7MPa)亞臨界壓力鍋爐(15.7-19.6MPa)和超臨界壓力鍋爐(壓力≥22.0)。(6)按傳熱面布置方式分類(lèi)可分為:塔型鍋爐、U形鍋爐、倒U型鍋爐和倒L型鍋爐。(7)按鍋爐的容量分類(lèi)可分為:小型鍋爐、中型鍋爐、大型鍋爐和超大型鍋爐。(8)按管內(nèi)通過(guò)的是水還是煙氣分類(lèi)可分為:火管鍋爐、水管鍋爐、水管鍋爐和水火管組合式鍋爐。(9)按鍋爐有無(wú)再熱系統(tǒng)分為:再熱鍋爐和無(wú)再熱鍋爐。(10)按爐膛內(nèi)的壓力分類(lèi)分為:負(fù)壓鍋爐和微正壓鍋爐。(11)按鍋爐的用途分為:生活鍋爐、工業(yè)鍋爐、電站鍋爐和熱水鍋爐。(12)按排渣方式分類(lèi)可分為:固態(tài)排渣爐和液態(tài)排渣爐。3.2鍋爐的參數(shù)系列和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)3.2.1鍋爐的參數(shù)系列蒸汽鍋爐,其參數(shù)是指鍋爐出口蒸汽的蒸發(fā)量,壓力(表壓力)、溫度及給水溫度。電站鍋爐容量,目前國(guó)內(nèi)用額定蒸發(fā)量,以t/h表示,或用與汽輪發(fā)電機(jī)組配套的功率,以kW或MW表示;工業(yè)鍋爐的容量可用額定蒸發(fā)量表示,以t/h為單位。額定蒸發(fā)量是指蒸汽鍋爐在額定蒸汽參數(shù)、額定給水溫度、使用設(shè)計(jì)燃料并保證效率時(shí)所規(guī)定的蒸發(fā)量。給水溫度是指進(jìn)入省煤器的水溫,對(duì)無(wú)省煤器的鍋爐則指進(jìn)入鍋筒的水溫。表1蒸汽鍋爐的參數(shù)系列汽壓/MPa汽溫/℃給水溫度/℃容量/(t/h)容量/MW0.4飽和200.1,0.2,0.5,1.00.7飽和200.5,1.0,1.0,4.01.0飽和201.0,2.0,4.0,6.0,8.0,10.0,1.25飽和,250,35020,60,1052,4,6,8,10,15,20,351.6飽和,35020,60,1052,4,6,8,10,15,20,352.5飽和,350,40020,60,1054,6,8,10,15,20,35,6033.9450145,17535,65,1306,12,259.9540215220,41050,10013.8540/540555/555240420,670125,20017.5540/540555/555260-2901025,2008300,6003.2.2.工業(yè)鍋爐的表示我國(guó)工業(yè)鍋爐型號(hào)由三部分代碼表示,各部分之間用短橫線相連,見(jiàn)表2表2-1工業(yè)鍋爐型號(hào)表示方法(1)型號(hào)的第一部分表示鍋爐總體型式、燃燒設(shè)備和額定蒸發(fā)量或額定熱功率,共分三段:第一段用兩個(gè)漢語(yǔ)拼音字母代表鍋爐總體型式;第二段用一個(gè)漢語(yǔ)拼音字母代表燃燒設(shè)備;第三段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示蒸汽鍋爐額定蒸發(fā)量為若干t/h或熱水鍋爐額定熱功率為若干MW。各段應(yīng)連續(xù)書(shū)寫(xiě),互相銜接。
(2)型號(hào)的第二部分表示介質(zhì)參數(shù)共分兩段,中間的斜線相連,第一段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示額定蒸汽壓力或允許工作壓力為若干MPa;第二段用阿拉件數(shù)字表示過(guò)熱蒸汽溫度或出水溫度和回水溫度為若干℃,蒸汽溫度為飽和溫度時(shí),型號(hào)的第二部分無(wú)斜線和第二段。(3)型號(hào)的第三部分表示燃料種類(lèi)以漢語(yǔ)拼音字母代表燃料種類(lèi),同時(shí)以羅馬數(shù)字代表燃料品種分類(lèi)與其并列。如同時(shí)使用幾種燃料,主要燃料放在前面。表3鍋爐總體型式表4工業(yè)鍋爐的燃燒方式表5工業(yè)鍋爐的燃料型號(hào)DZL4-1.25-AII,表示為單鍋筒縱置鏈條爐排鍋爐,額定蒸發(fā)量4t/h,額定工作壓力為1.25MPa表壓,出口為飽和蒸汽,燃用II類(lèi)煙煤。型號(hào)SHL35-2.5/400-AIII,表示該鍋爐為雙鍋筒橫置鏈條爐排,額定蒸發(fā)量為35t/h,額定蒸汽壓力為2.5MPa表壓,出口溫度為400℃,燃用三類(lèi)煙煤。3.2.3.電站鍋爐的表示方法電站鍋爐的表示方法是前兩個(gè)字母代表鍋爐廠家,后面跟鍋爐的容量。例如WG125MW鍋爐,表示武漢鍋爐廠生產(chǎn)的用于與125MW的汽輪機(jī)匹配的鍋爐,其額定蒸發(fā)量為400t/h,燃用固體燃料,所以也可以用WG400t/h表示。DG200MW鍋爐,表示東方鍋爐廠生產(chǎn)的用于與200MW汽輪機(jī)匹配的鍋爐,其額定蒸發(fā)量為670t/h,也可以用DG670t/h。HG200MW鍋爐表示為哈爾濱鍋爐生產(chǎn)的用于與200MW汽輪機(jī)匹配的鍋爐。SG300MW鍋爐,表示為上海鍋爐廠生產(chǎn)的與300MW汽輪機(jī)匹配的鍋爐,額定蒸發(fā)量為2008t/h。以上所提到的哈爾濱鍋爐廠、上海鍋爐廠、東方鍋爐廠、武漢鍋爐廠是國(guó)內(nèi)最大的四個(gè)鍋爐廠家。電站鍋爐的型號(hào)只表示出了鍋爐的容量,標(biāo)準(zhǔn)配置的蒸汽壓力和溫度與容量相對(duì)應(yīng)在表2-1中可以查到,并且設(shè)計(jì)壓力和溫度也可以根據(jù)用戶的需要做一定的調(diào)整。3.2.4.鍋爐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)鍋爐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要指:熱效率、制造和運(yùn)行成本及工作的可靠性。(1)鍋爐的熱效率定義為送入鍋爐的熱量中被有效利用的百分?jǐn)?shù);如果將鍋爐的輔助設(shè)備如風(fēng)機(jī),水泵、吹灰器等的消耗功率及蒸汽列入,則稱為凈效率。通常鍋爐效率指熱效率。(2)鍋爐成本。鍋爐制造成本由材料價(jià)格、勞動(dòng)生產(chǎn)率、工資和技術(shù)開(kāi)發(fā)成本等構(gòu)成。由于鋼材是整臺(tái)鍋爐的主要成本,所以從設(shè)計(jì)制造角度以鍋爐每生產(chǎn)1噸蒸汽所需要的金屬材料重量作指標(biāo),稱鋼材消耗量(t鋼/t汽)。4.鍋爐用煤
4.1煤的化學(xué)成分及其性質(zhì)4.2燃料成分分析數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)及換算4.3煤的性質(zhì)4.4煤的發(fā)熱量(1)碳(C):主要的燃燒成分,約占50~95%,Qydw=33704kJ/kg。純碳燃點(diǎn)高,燃燒緩慢。燃料中的碳多以化合物形式存在(2)氫(H):重要的燃燒成分,煤中約占2~8%,Qydw=125600kJ/kg。十分容易著火,燃燒迅速,易爆。液體和氣體燃料氫含量較高約占從百分之十幾到幾十不等,燃燒室易析出碳黑而冒黑煙。(3)硫(S):是燃料中的有害成分,約占可燃成分的~8%,kJ/kg,燃燒后的產(chǎn)物是SO2\SO3,與水蒸汽相遇會(huì)生成亞硫酸和硫酸。1)SO2、SO3排放造成大氣污染2)鍋爐尾部受熱面造成低溫腐蝕(4)氧和氮氧和氮是不可燃成分。約占~40%,含氧量隨煤化程度增高而明顯減少。氮主要以有機(jī)氮形態(tài)存在,約占0.5~2%。高溫燃燒生成NOx,有害。(5)水分(Water、Moisture):燃料中的主要雜質(zhì),約占5~60%。1)水分進(jìn)入爐內(nèi)吸熱汽化成水蒸汽,對(duì)燃燒不利;2)
在煙氣露點(diǎn)時(shí),水蒸氣與SO2、SO3生成亞硫酸和硫酸,造成低溫腐蝕;(6)灰分(Ash)燃料中主要不可燃的礦物雜質(zhì)成分,與成煤條件、開(kāi)采方式、運(yùn)輸條件有關(guān)。1)灰分增加可燃物減少,煤的低位發(fā)熱量減少,著火困難,灰渣量增加,運(yùn)行操作繁重;2)灰分的增加造成煤的軟化溫度下降,爐內(nèi)易結(jié)渣,使受熱面?zhèn)鳠釔夯?/p>
4.2燃料成分分析數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)及換算4.2.1煤的成分分析煤的成分表示和分析方法,可以分為元素分析和工業(yè)分析兩種。煤的元素分析將煤分為碳、氫、氧、氮、硫、灰分和水分七個(gè)組分。煤的工業(yè)分析是將煤分為揮發(fā)分、固定碳分、和水分四個(gè)組分。每種組分都按分析基準(zhǔn)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。由于分析方法不同,元素分析成分和工業(yè)分析成分間沒(méi)有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系,無(wú)法相互換算。4.2燃料成分分析數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)及換算4.2.1煤的成分分析煤的成分表示和分析方法,可以分為元素分析和工業(yè)分析兩種。煤的元素分析將煤分為碳、氫、氧、氮、硫、灰分和水分七個(gè)組分。煤的工業(yè)分析是將煤分為揮發(fā)分、固定碳分、和水分四個(gè)組分。每種組分都按分析基準(zhǔn)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。由于分析方法不同,元素分析成分和工業(yè)分析成分間沒(méi)有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系,無(wú)法相互換算。4.2.2煤的工業(yè)分析(1)煤中的水分煤中的水分測(cè)定有三項(xiàng),即全水分(Mar)、外在水分、內(nèi)在水分(Mad)。全水分包括外在水分和內(nèi)在水分。外在水分是指煤在開(kāi)采、運(yùn)輸和洗選過(guò)程中潤(rùn)濕在煤的外表以及大毛細(xì)孔中的水。它以機(jī)械方式與煤相連結(jié)著,較易蒸發(fā),其蒸汽壓與純水的蒸汽相等。在空氣中放置時(shí),外在不分不斷蒸發(fā),直至煤中水分的蒸汽壓與空氣的相對(duì)濕度達(dá)到平衡時(shí)為止,此時(shí)失去的水分就是外在水分。外在水分的多少與煤粒度等有關(guān),而與煤質(zhì)無(wú)直接關(guān)系。內(nèi)在水分(Mad)是吸附或凝聚在煤粒內(nèi)部的毛細(xì)孔中的水,稱為內(nèi)在水分。內(nèi)在水分指將風(fēng)干煤加熱到105℃~110℃時(shí)所失去的水分,它主要以物理化學(xué)方式(吸附等)與煤相連結(jié)著,較難蒸發(fā),故蒸氣壓小于純水的蒸汽壓.失去內(nèi)在水分的煤稱為絕對(duì)干燥或干煤。
(2)煤的灰分煤的灰分系指煤中所有可燃物質(zhì)完全燃燒以及煤中礦物質(zhì)在一定溫度下產(chǎn)生一系列分解、化合等復(fù)雜反應(yīng)后剩下的殘?jiān)?。顯然煤灰全部來(lái)自煤中礦物質(zhì),但其組成和重量不完全與煤中礦物質(zhì)相同。煤中礦物質(zhì)來(lái)源如下:1)原生礦物質(zhì)。系成煤植物本身所含的礦物質(zhì),此量很少。2)次生礦物質(zhì)。成煤過(guò)程中由外界混到煤層中的礦物質(zhì),一般其量也不多,但也有例外。3)外來(lái)礦物質(zhì)。在采煤過(guò)程中混入的煤層頂?shù)装搴蛫A矸石所形成??赏ㄟ^(guò)洗選法予以脫除。其數(shù)量多少,根據(jù)開(kāi)采條件在很大的范圍里波動(dòng).它的主要成分為SiO2,A12O3,也有一些CaSO3,CaSO4,F(xiàn)eS2等。煤灰熔融性是動(dòng)力用煤的重要指標(biāo)。煤灰熔融性習(xí)慣上稱作煤灰熔點(diǎn)。但嚴(yán)格來(lái)講這是不確切的,因?yàn)槊夯沂嵌喾N礦物質(zhì)組成的混合物,這種混合物并沒(méi)有一個(gè)固定的熔點(diǎn),而僅有一個(gè)熔化溫度的范圍。開(kāi)始熔化的溫度遠(yuǎn)比其中任一組分純凈礦物質(zhì)熔點(diǎn)為低.這些組分在一定溫度下還會(huì)形成一種共熔體,這種共熔體在熔化狀態(tài)時(shí),有熔解煤灰中其他高熔點(diǎn)物質(zhì)的性能,從而改變了熔體的成分及其熔化溫度。煤灰的熔融性和煤灰的利用取決于煤灰的組成.煤灰成分十分復(fù)雜,主要有:SiO2,A12O3,Fe2O3,CaO,MgO,SO3等。大量試驗(yàn)資料表明,SiO2含量在45-60%時(shí),灰熔點(diǎn)隨SiO2含量增加而降低;SiO2在其含量〈45%或〉60%時(shí),與灰熔點(diǎn)的關(guān)系不夠明顯。A12O3在煤灰中始終起增高灰熔點(diǎn)的作用。煤灰中A12O3的含量超過(guò)期30%時(shí),灰熔點(diǎn)在1500℃?;页煞种蠪e2O3,CaO,MgO均為較易熔組分,這些組分含量越高,灰熔點(diǎn)就越低。(3)煤中的揮發(fā)分煤的揮發(fā)分含量與煤的變質(zhì)程度有密切的關(guān)系,隨變質(zhì)程度的提高而降低。因此煤炭分類(lèi)中均以其做為第一分類(lèi)指標(biāo)。根據(jù)揮發(fā)分和焦渣特征可初步?jīng)Q定煤種的加工利用途徑。揮發(fā)分測(cè)定條件對(duì)其產(chǎn)率值有很大影響。我國(guó)規(guī)定彩帶嚴(yán)密坩堝蓋的瓷制坩堝,在900℃±10℃溫度下加熱7分鐘的試驗(yàn)方法,各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)亦不盡相同,因此測(cè)定結(jié)果不能進(jìn)行嚴(yán)格對(duì)比。4.2.3煤的成分表示方法及其換算煤的成分表示方法無(wú)論是元素分析或工業(yè)分析,都與煤質(zhì)分析化驗(yàn)時(shí)的狀態(tài)有關(guān)。所以在表示煤的成分時(shí),必須注明是何種分析化驗(yàn)狀態(tài)。煤質(zhì)分析化驗(yàn)時(shí)的狀態(tài)常用“基”表示。煤質(zhì)分析中常用的基準(zhǔn)有“收到基”、“空氣干燥基”、“干燥無(wú)灰基”、四種,其定義,用途和新舊標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照見(jiàn)表6:表6煤質(zhì)分析基準(zhǔn)定義基準(zhǔn)名稱新標(biāo)準(zhǔn)舊標(biāo)準(zhǔn)用途定義符號(hào)名稱符號(hào)收到基以收到狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)ar應(yīng)用基y用于煤炭銷(xiāo)售及物質(zhì)平衡、熱平衡與熱效率計(jì)算空氣干燥基以與空氣溫度達(dá)到平衡狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)ad分析基f多為試驗(yàn)室分析工作的基礎(chǔ)干燥基以假想無(wú)水狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)d干燥基g用于比較煤炭質(zhì)量,為計(jì)算灰分、硫分等含量用干燥無(wú)灰基以假想無(wú)水、無(wú)灰狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)daf可燃基r用于了解和研究煤中的有機(jī)質(zhì)各種“基”的成分均用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示。各種成分的具體表示法見(jiàn)表7。表7煤的各種“基”的成分表示法基準(zhǔn)名稱元素分析(%)工業(yè)分析(%)收到基(ar)Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100FCar+Var+Aar+Mar=100空氣干燥基(ad)Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100FCad+Vad+Aad+Mad=100干燥基(d)Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100FCd+Vd+Ad=100干燥無(wú)灰基(daf)Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100FCdaf+Vdaf=100表8煤質(zhì)分析結(jié)果不同“基”成分換算系數(shù)表已知基所求基收到基(ar)空氣干燥基(ad)干燥基(d)干燥無(wú)灰基(daf)收到基(ar)1空氣干燥基(ad)1干燥基(d)1干燥無(wú)灰基(daf)14.3煤的性質(zhì)4.3.1煤的熱穩(wěn)定性煤的熱穩(wěn)定性是指煤塊在加熱時(shí)保持原有粒度的性能。熱穩(wěn)定性好的煤在燃燒或氣化過(guò)程中不破碎或破碎較少。鍋爐或煤氣發(fā)生爐爐如使用熱穩(wěn)定性差的煤,將導(dǎo)致煤層氣流阻力增加,氣流帶出物(飛灰量)增加,甚至形成風(fēng)溝和結(jié)渣,使燃燒或氣化不能正常進(jìn)行。4.3.2煤的可磨性煤的可磨性是指煤研磨成粉的難易程度。煤的可磨性主要與煤的煤化程度有關(guān)。一般來(lái)說(shuō),焦煤和肥煤可磨性指數(shù)較高,容易磨細(xì);無(wú)煙煤、褐煤可磨性指數(shù)較低,不易磨細(xì)。當(dāng)水分和灰分增加時(shí),其可磨性指數(shù)就越低。煤的可磨性系數(shù)以風(fēng)干狀態(tài)下的硬質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)煤(一般以難磨的無(wú)煙煤Kkm=1為基準(zhǔn))與待磨煤在相同顆粒度的情況下,磨制成相同細(xì)度的煤粉,各自電耗量之比。4.3.2煤的可磨性煤的可磨性是指煤研磨成粉的難易程度。煤的可磨性主要與煤的煤化程度有關(guān)。一般來(lái)說(shuō),焦煤和肥煤可磨性指數(shù)較高,容易磨細(xì);無(wú)煙煤、褐煤可磨性指數(shù)較低,不易磨細(xì)。當(dāng)水分和灰分增加時(shí),其可磨性指數(shù)就越低。煤的可磨性系數(shù)以風(fēng)干狀態(tài)下的硬質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)煤(一般以難磨的無(wú)煙煤Kkm=1為基準(zhǔn))與待磨煤在相同顆粒度的情況下,磨制成相同細(xì)度的煤粉,各自電耗量之比。4.3.3煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性煤的粘結(jié)性指煤在隔絕空氣受熱后能否粘結(jié)其本身或惰性物質(zhì)或焦塊的性質(zhì);煤的結(jié)焦性是指煤粒在隔絕空氣受熱后能否生成優(yōu)質(zhì)焦碳(焦碳的強(qiáng)度和塊度符合治金焦的要求)的性質(zhì)。粘結(jié)性強(qiáng)是結(jié)焦性好的必要條件,即結(jié)焦性好的煤其粘結(jié)性也好,但粘結(jié)性好的煤,結(jié)焦性不一定好。例如氣肥煤,其粘結(jié)很好,但生成的焦碳裂隙多、強(qiáng)度差,故結(jié)焦性不好。4.3.4煤的結(jié)渣性煤的結(jié)渣性是反映煤灰在燃燒或氣化過(guò)程中的成渣特性。對(duì)于煤的燃燒與氣化,結(jié)渣率高都是不利的,會(huì)造成氣流分布不均,給操作造成困難,增加灰渣中的含炭量等。影響結(jié)渣性的主要因素是煤灰分和灰熔點(diǎn)。煤的灰分高、灰熔占低,結(jié)渣率就高。此外,煤灰周?chē)臍夥諏?duì)結(jié)渣性也有影響,還原氣氛下的結(jié)渣率就高于氧化氣氛下的。4.3.5.煤灰的熔融性煤的灰分是煤在完全燃燒后形成的殘?jiān)?,主要成分是煤中礦物質(zhì)燃燒后生成的金屬和非金屬的氧化物與鹽類(lèi),是多種成分的復(fù)合物和混合物,因此它沒(méi)有明顯的由固相轉(zhuǎn)化為液相的熔點(diǎn),開(kāi)始熔融到完全熔融,要經(jīng)過(guò)一個(gè)較大的溫度區(qū)域,一般測(cè)定它的三個(gè)熔融特征溫度;變形溫度(DT)、軟化溫度(ST)、流動(dòng)溫度(FT)。影響灰熔點(diǎn)的因素很多,主要與煤灰的組成成分和煤灰周?chē)紵橘|(zhì)氣氛有關(guān)。煤灰中熔點(diǎn)高的物質(zhì)愈多,灰熔點(diǎn)愈高;煤灰周?chē)橘|(zhì)還原性氣體存在時(shí),灰熔點(diǎn)會(huì)降低。4.4煤的發(fā)熱量煤的發(fā)熱量Q:?jiǎn)挝毁|(zhì)量的煤在完全燃燒時(shí)所放出的熱量(kJ/kg)。煤的發(fā)熱量根據(jù)生成煙氣中的水蒸氣狀態(tài)不同分為高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量。高位發(fā)熱量Q是指每千克煤完全燃燒后其煙氣中的水蒸氣以凝結(jié)水狀態(tài)存在時(shí)所放出的熱量,用Qgr表示。低位發(fā)熱量是指每千克煤完全燃燒后其煙氣中的水仍保持蒸汽狀態(tài)時(shí)所放出的熱量,用Qnet表示。很顯然燃料高位發(fā)熱量要大于低位發(fā)熱量,其差值即是燃燒產(chǎn)物中所含水蒸氣的法汽化潛熱。一般而言,工程中燃燒后煙氣中的水均呈水蒸氣狀態(tài)排出,所以常用的是燃料低位發(fā)熱量。5電廠常用金屬材料5.1常用鋼號(hào)表示方法 5.2電廠常用金屬材料5.1常用鋼號(hào)表示方法
5.1.1碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB700-88)
由Q+數(shù)字+質(zhì)量等級(jí)符號(hào)+脫氧方法符號(hào)組成。它的鋼號(hào)冠以“Q”,代表鋼材的屈服點(diǎn),后面的數(shù)字表示屈服點(diǎn)數(shù)值,單位是MPa例如Q235表示屈服點(diǎn)(σs)為235MPa的碳素結(jié)構(gòu)鋼。
必要時(shí)鋼號(hào)后面可標(biāo)出表示質(zhì)量等級(jí)和脫氧方法的符號(hào)。質(zhì)量等級(jí)符號(hào)分別為A、B、C、D。脫氧方法符號(hào):F表示沸騰鋼;b表示半鎮(zhèn)靜鋼:Z表示鎮(zhèn)靜鋼;TZ表示特殊鎮(zhèn)靜鋼,鎮(zhèn)靜鋼可不標(biāo)符號(hào),即Z和TZ都可不標(biāo)。例如Q235-AF表示A級(jí)沸騰鋼。5.1.2優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(699-88)
鋼號(hào)開(kāi)頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量,以平均碳含量的萬(wàn)分之幾表示,例如平均碳含量為0.45%的鋼,鋼號(hào)為“45”,它不是順序號(hào),所以不能讀成45號(hào)鋼。
錳含量較高的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,應(yīng)將錳元素標(biāo)出,例如50Mn。
沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼及專門(mén)用途的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在鋼號(hào)最后特別標(biāo)出,例如平均碳含量為0.1%的半鎮(zhèn)靜鋼,其鋼號(hào)為10b。5.1.3碳素工具鋼(GB1298-86)
鋼號(hào)冠以“T”,以免與其他鋼類(lèi)相混。
鋼號(hào)中的數(shù)字表示碳含量,以平均碳含量的千分之幾表示。例如“T8”表示平均碳含量為0.8%。
錳含量較高者,在鋼號(hào)最后標(biāo)出“Mn”,例如“T8Mn”。
高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼的磷、硫含量,比一般優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼低,在鋼號(hào)最后加注字母“A”,以示區(qū)別,例如“T8MnA”。5.1.4合金結(jié)構(gòu)鋼(3077-88)
鋼號(hào)開(kāi)頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量,以平均碳含量的萬(wàn)分之幾表示,如40Cr。
鋼中主要合金元素,除個(gè)別微合金元素外,一般以百分之幾表示。當(dāng)平均合金含量<1.5%時(shí),鋼號(hào)中一般只標(biāo)出元素符號(hào),而不標(biāo)明含量,但在特殊情況下易致混淆者,在元素符號(hào)后亦可標(biāo)以數(shù)字“1”,例如鋼號(hào)“12CrMoV”和“12Cr1MoV”,前者鉻含量為0.4-0.6%,后者為0.9-1.2%,其余成分全部相同。當(dāng)合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……時(shí),在元素符號(hào)后面應(yīng)標(biāo)明含量,可相應(yīng)表示為2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。
鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B(yǎng)、稀土RE等合金元素,均屬微合金元素,雖然含量很低,仍應(yīng)在鋼號(hào)中標(biāo)出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07-0.12%,硼為0.001-0.005%。
高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼應(yīng)在鋼號(hào)最后加“A”,以區(qū)別于一般優(yōu)質(zhì)鋼。
5.1.5.低合金高強(qiáng)度鋼(GB/T1591-94)
鋼號(hào)的表示方法,基本上和合金結(jié)構(gòu)鋼相同。
對(duì)專業(yè)用低合金高強(qiáng)度鋼,應(yīng)在鋼號(hào)最后標(biāo)明。例如16Mn鋼,用于橋梁的專用鋼種為“16Mnq”,汽車(chē)大梁的專用鋼種為“16MnL”,壓力容器的專用鋼種為“16MnR”。5.2電廠常用金屬材料5.2.1.20鋼20鋼的塑性、韌性及焊接性能優(yōu)良,在工作上530℃以下具有滿意的抗氧化性能。當(dāng)硬度HB=137-174時(shí),其相對(duì)加工性為65%。該鋼無(wú)回火脆性,但長(zhǎng)期在某種程度上450℃以上運(yùn)行會(huì)發(fā)生珠光體球化和石墨化。20G鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,除基本性能與20鋼相同外,還增加了對(duì)高溫性能的要求。20g和22g鋼是制造鍋爐的常用碳素鋼板,除基本性能與20鋼相近外,還增加了對(duì)沖擊韌性、應(yīng)變時(shí)效沖擊值和冷彎的要求,屈強(qiáng)比也略高于20鋼,并要求有一定的抗疲勞和抗腐蝕性能。按GB3078標(biāo)準(zhǔn)供貨的鋼無(wú)縫鋼管用于制造低、中壓鍋爐管件,長(zhǎng)期使用的最高壁溫應(yīng)≤450℃。馬蓮臺(tái)電廠7段抽汽設(shè)計(jì)壓力4.8653MPa(g),設(shè)計(jì)溫度350.1℃。按GB3087標(biāo)準(zhǔn)(《低中壓鍋爐用無(wú)縫鋼管》)供貨的20鋼無(wú)縫鋼管用于制造低、中壓鍋爐管件,長(zhǎng)期使用的最高壁溫應(yīng)≤450℃。按GB5310標(biāo)準(zhǔn)(《高壓鍋爐用無(wú)縫鋼管》)供貨的20G鋼管用于制造高壓或更高參數(shù)的鍋爐管件。用作受熱面管件,其長(zhǎng)期使用最高壁溫應(yīng)≤450℃,用作聯(lián)箱和蒸汽管道使用的最高溫度應(yīng)≤425℃。按GB713標(biāo)準(zhǔn)(《鍋爐用鋼板》)供貨的20g,22g鋼板,一般用于制造低、中壓鍋爐汽包,其使用溫度≤260亦可用作工作溫度≤400℃的緊固件上等。5.2.2Q235A(A3)根據(jù)GB700-79規(guī)定,A3鋼是堿性平爐冶煉的第三種強(qiáng)度等級(jí)的甲類(lèi)鋼,按力學(xué)性能供應(yīng),保證抗拉強(qiáng)度和延伸率。根據(jù)GB700-88的規(guī)定,Q235A級(jí)與A3鋼相對(duì)應(yīng),其韌性和塑性較好,并有良好的熱加工性能和焊接性能。一般在熱軋狀態(tài)下使用。該鋼用途廣泛,其軋制的型鋼,鋼筋、鋼板、鋼管等,可用于制造各種焊接構(gòu)件、橋梁及一般不重要的機(jī)器零件,如螺栓、連桿、鉚釘?shù)取?.2.3.16Mn16Mn鋼是屈服強(qiáng)度為350MPa級(jí)的普通低合金鋼,是我國(guó)應(yīng)用最早,最廣泛的低合金結(jié)構(gòu)鋼種之一,具有良好的綜合力學(xué)性能,抗疲勞性能,焊接性能及低溫沖擊韌性,冷沖壓及切削性均好。高溫(450℃以下)及低溫(-40℃以上)力學(xué)性能均優(yōu)于碳素鋼A3、15、20,并能節(jié)約鋼材20%-30%。與Q235A鋼相比,其屈服強(qiáng)度提高50%左右,耐大氣腐蝕能力約提高20%-30%。但缺口敏感性較碳鋼大,在有缺口存在時(shí),疲勞強(qiáng)度比Q235A級(jí)鋼低,且易產(chǎn)生裂紋,在加工時(shí)應(yīng)注意。該鋼種推薦使用溫度為-40℃-450℃。它可廣泛用于各種大型船舶、橋梁、管道、鍋爐、壓力容器、起重機(jī)械、電站設(shè)備、廠房鋼架等承受負(fù)荷的各種焊接構(gòu)件,特別適用于于寒冷地區(qū)低溫壓力容器、橋梁及其他結(jié)構(gòu)件的制造。5.2.4.40Cr40Cr鋼是機(jī)械制造業(yè)中的常用鋼種,具有良好的淬透性、較高的抗拉及疲勞強(qiáng)度,經(jīng)調(diào)質(zhì)后,具有良好的綜合力學(xué)性能,切削加工性能尚好,冷加工塑性中等。用于中壓以下汽輪機(jī)葉輪及各種較重要的調(diào)質(zhì)零件。如齒輪、軸、連桿、曲軸和緊固件等。5.2.5.45鋼45鋼是機(jī)械制造中廣泛使用的中碳優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。經(jīng)適當(dāng)熱處理后具有較高強(qiáng)度,通常在正火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用。具有良好的切削加工性能。用于強(qiáng)度要求較高的零件,如齒輪、聯(lián)軸器、軸、緊固件等。要求較高耐磨性時(shí),可進(jìn)行表面淬火。5.2.6.12Cr1MoV12Cr1MoV鋼屬珠光體低合金熱強(qiáng)鋼,該鋼具有較高的熱強(qiáng)性能和持久塑性,580℃以下10萬(wàn)h的持久強(qiáng)度比國(guó)外廣泛采用的2(1/4)Cr-Mo鋼高許多。該鋼的生產(chǎn)工藝較為簡(jiǎn)單,且抗氧化性能和焊接性能良好,但其力學(xué)性能和組織對(duì)正火冷卻速度比較敏感。室溫沖擊韌性盡管較低,但在工作溫度較高的韌性,只要在室溫下不要受大的沖擊力,規(guī)范啟停爐操作,具有低室溫沖擊韌性的鋼管仍可在高溫高壓下長(zhǎng)期運(yùn)行。該鋼的組織穩(wěn)定性良好,但在高溫下長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)珠光體球化現(xiàn)象。研究結(jié)果表明:輕度至中度球化對(duì)持久強(qiáng)度影響不大,但完全球化的組織會(huì)顯著降低鋼的熱強(qiáng)性,因此,對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)球化的鋼管,必須加強(qiáng)金屬監(jiān)督。用途:用于制作壁溫≤570℃的受熱面管子,壁溫≤550℃的集箱、蒸汽管道,以及鍋爐大型鍛件。5.2.7.10CrMo910這種鋼具有良好的加工工藝性能和較好的焊接性能。該鋼對(duì)熱處理不太敏感,能在大截面上得到較均勻的性能,持久塑性好,運(yùn)行開(kāi)始階段蠕變速度較快,但運(yùn)行1-2萬(wàn)小時(shí)后才進(jìn)入正常蠕變,延伸率達(dá)到3%-5%時(shí)才開(kāi)始蠕變第三階段。該鋼的淬透性大,有一定的焊接冷裂傾向,其熱強(qiáng)性能比12Cr1MoV鋼低。主要用于制造壁溫在580℃以下的過(guò)熱器管,以及壁溫為570℃以下的集箱和蒸汽管道。5.2.8.1Cr18Ni9Ti、12X18H10T、172461Cr18Ni9Ti鋼是一種應(yīng)用廣泛的18-8型奧氏體不銹鋼、又是不銹鋼耐酸鋼,具有高的抗腐蝕性能。在不同溫度和深度的各種強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)(如硝酸、大部分有機(jī)酸和無(wú)機(jī)酸的水溶液、磷酸、堿和煤氣等)中,均有良好的耐蝕性。在空氣中有高的熱穩(wěn)定性,抗大氣氧化長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)800℃,強(qiáng)烈氧化開(kāi)始溫度為850℃。該鋼的室溫和高溫力學(xué)性能與1Cr19Ni9鋼基本相似,并具有良好的焊接性能。除原子氫焊外,還適宜各種焊接,電弧焊優(yōu)于氣焊,焊后可不進(jìn)行熱處理。焊接方法得當(dāng),通常不會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕。該鋼的冷變形能力高,可彎曲、卷邊和折疊,具有很好的深沖性能。由于鋼中含有鈦元素,能形成穩(wěn)定的碳化物TiC,從而可避免在晶界上析出Cr23C6而引進(jìn)晶間腐蝕,因此這種鋼經(jīng)固溶和穩(wěn)定的碳化物TiC,可避免晶間腐蝕傾向,但也會(huì)因此而促使鋼中出現(xiàn)氮化鈦(TiN)夾雜物,特別是當(dāng)TiN呈鏈狀分布時(shí),會(huì)使鋼產(chǎn)生發(fā)裂。在我國(guó)GB1220-92標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,1Cr18Ni9Ti鋼除專用外,一般情況下不推薦使用。1Cr18Ni9Ti用于
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