鍋爐安全基礎知識概論

2024/8/14監(jiān)察員培訓班鍋爐安全基礎知識江蘇省特檢院揚州分院姚慶軍1鍋爐定義及用途鍋爐的結構鍋爐工作原理及特點鍋爐特性參數(shù)及分類鍋爐安全性能要求鍋爐安全附件及保護裝置鍋爐水質鍋爐的生產過程鍋爐常見事故2024/8/14監(jiān)察員培訓班22024/8/14監(jiān)察員培訓班一、鍋爐定義及用途1、鍋爐定義1.1一般定義：鍋爐是利用燃料中的化學能或電能、高溫煙氣的熱能等能量，加熱給水或其他工質，并向外輸出具有一定熱能的蒸汽、熱水或者其他工質的設備。（能量轉換設備）1.2法規(guī)定義：鍋爐是指利用各種燃料、電或者其他能源，將所盛裝的液體加熱到一定的參數(shù)，并對外輸出熱能的設備，其范圍規(guī)定為容積大于或等于30L的承壓蒸汽鍋爐；出口水壓大于或者等于0.1MPa（表壓），且額定功率大于或者等于0.1MW的承壓熱水鍋爐；有機熱載體鍋爐?！踩O(jiān)察含義及限定32024/8/14監(jiān)察員培訓班一、鍋爐定義及用途1.3鍋爐安全配套裝置：為保證鍋爐安全運行，配備有安全附件、安全保護裝置等?！仩t監(jiān)察范疇2、鍋爐用途為工業(yè)生產、交通運輸、人民生活提供動力和熱源。如：發(fā)電、化工、建材、紡織等。42024/8/14監(jiān)察員培訓班二、鍋爐的結構1、鍋爐組成總體上由三大部分構成：

1.1“鍋”—鍋爐中盛放水、蒸汽或其他介質的部分。

是鍋爐介質（汽水）系統(tǒng)，承壓部分、吸收熱量部分。包括以下主要部件：5二、鍋爐的結構鍋筒：密封圓筒形，匯集并儲蓄水汽、凈化蒸汽。

水冷壁管：爐膛內壁布置，輻射受熱面，吸收爐膛高溫輻射熱量，保護爐墻。

對流管束：煙道內布置，對流受熱面，吸收高溫煙氣熱量。

集箱：圓形，在水循環(huán)過程中分配、匯集管子中的汽水介質，一般不受熱。

過熱器：蛇形管狀，布置在爐膛及煙道內，對飽和蒸汽進一步加熱生成過熱蒸汽。

省煤器

：布置在尾部煙道，回收煙氣熱量。2024/8/14監(jiān)察員培訓班6鍋爐主要受壓部件二、鍋爐的結構1.2“爐”—鍋爐中使燃料進行燃燒產生熱量的部分。燃燒系統(tǒng)，放熱部分、不承壓。包括：燃燒設備、燃燒室（爐膛）、爐墻、煙道等。1.3安全附件、閥門儀表、附屬設備部分。保證鍋爐安全正常運行。包括：2024/8/14監(jiān)察員培訓班7二、鍋爐的結構

安全閥、壓力表、水位計溫度計

自動保護裝置（水位報警及聯(lián)鎖、超壓報警及聯(lián)鎖、熄火保護等）。

各類閥門、儀表

給水設備、送風引風機、燃燒器、輸煤、出渣、除塵設備等。2024/8/14監(jiān)察員培訓班8安全附件二、鍋爐的結構2、幾種典型的鍋爐結構2.1立式燃煤鍋爐包括：鍋筒、爐膽、橫水管、下腳圈等2024/8/14監(jiān)察員培訓班9立式燃煤鍋爐外觀2024/8/14監(jiān)察員培訓班102.2立式燃油（氣）鍋爐外觀

2024/8/14監(jiān)察員培訓班112.3臥式燃煤鍋爐（DZL型）示意圖

包括：鍋筒、水冷壁、煙管以及爐膛2024/8/14監(jiān)察員培訓班12DZL鍋爐外觀2024/8/14監(jiān)察員培訓班132.4臥式燃油（氣）（WNS型）鍋爐內部結構示意圖2024/8/14監(jiān)察員培訓班14WNS型鍋爐外觀2024/8/14監(jiān)察員培訓班152.5水管式鍋爐

包括：鍋筒（上、下）、對流管束、下降管、水冷壁等2024/8/14監(jiān)察員培訓班16水管式鍋爐外觀2024/8/14監(jiān)察員培訓班172.6電站鍋爐包括：鍋筒、集箱、對流管束、水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器等2024/8/14監(jiān)察員培訓班18電站鍋爐外觀2024/8/14監(jiān)察員培訓班19三、鍋爐工作原理及特點1、鍋爐工作原理燃料燃燒過程：

傳熱過程：

水的吸熱、

汽化過程：2024/8/14監(jiān)察員培訓班20燃料中的碳（C）、碳氫化合物（CmHn）等可燃物在一定溫度下與空氣中的氧氣發(fā)生劇烈化學反應，放出熱量的過程。燃料燃燒產的熱量，通過受熱面?zhèn)鬟f給鍋內的水和蒸汽的過程。鍋內的水吸收熱量，轉變成具有一定溫度和壓力的熱水或蒸汽的過程。三個工作過程三、鍋爐工作原理及特點汽水系統(tǒng)：

燃燒系統(tǒng)：2024/8/14監(jiān)察員培訓班21進入鍋內的水吸熱、汽化、過熱，成為具有一定溫度和壓力的熱水或蒸汽。將燃料和空氣送入鍋爐的爐膛內進行燃燒、放熱，爐膛內火焰熱量以輻射方式傳遞給水冷壁管；燃燒產生的高溫煙氣以對流傳熱等方式傳遞給對流管束、煙管、過熱器、省煤器等受熱面。

二個系統(tǒng)三、鍋爐工作原理及特點2、鍋爐的工作特點2.1承受壓力，有爆炸危險；2.2一般連續(xù)運行；2.3工作條件惡劣，受熱面內外承受火、煙、灰、水、汽等侵蝕。2024/8/14監(jiān)察員培訓班22四、鍋爐特性參數(shù)及分類1、特性參數(shù)（有標準系列）1.1蒸汽鍋爐

蒸發(fā)量：蒸汽鍋爐每小時產生的蒸汽量。單位：噸/小時（t/h)

蒸汽壓力：鍋爐運行時在壓力表上指示的壓力值。單位：兆帕（MPa）

蒸汽溫度：鍋爐出口蒸汽的溫度，對于無過熱器的鍋爐為飽和溫度；有過熱器時為過熱蒸汽溫度。單位：攝氏度（℃）2024/8/14監(jiān)察員培訓班23四、鍋爐特性參數(shù)及分類1.2熱水鍋爐熱水溫度：鍋爐出口熱水的溫度。單位：（℃）；熱功率：鍋爐輸出熱量的大小。單位：兆瓦（MW）。出水壓力：熱水出口的工作壓力。單位同上。1.3有機熱載體爐熱功率以及壓力、溫度。2024/8/14監(jiān)察員培訓班24四、鍋爐特性參數(shù)及分類2、鍋爐分類鍋爐分類方法很多，用途、燃料、輸出介質、壓力、出廠形式、

燃燒方式、循環(huán)方式、鍋爐結構、許可級別。例：

2.1按用途分：2.2按出口介質分：2024/8/14監(jiān)察員培訓班25電站鍋爐工業(yè)鍋爐生活鍋爐蒸汽鍋爐熱水鍋爐有機熱載體鍋爐四、鍋爐特性參數(shù)及分類2.3按出口壓力分：2024/8/14監(jiān)察員培訓班26低壓鍋爐2.45MPa以下中壓鍋爐3.82MPa高壓鍋爐9.81MPa超高壓鍋爐13.7MPa亞臨界鍋爐16.7MPa超臨界鍋爐30.0MPa四、鍋爐特性參數(shù)及分類2.4按制造許可級別分：A、B、C、D四個等級。A級鍋爐是指p≥3.8MPa的鍋爐，包括：(1)超臨界鍋爐，p≥22.1MPa；(2)亞臨界鍋爐，16.7MPa≤p＜22.1MPa；(3)超高壓鍋爐，13.7MPa≤p＜16.7MPa；(4)高壓鍋爐，9.8MPa≤p＜13.7MPa；(5)次高壓鍋爐，5.3MPa≤p＜9.8MPa；(6)中壓鍋爐，3.8MPa≤p＜5.3MPa。2024/8/14監(jiān)察員培訓班27四、鍋爐特性參數(shù)及分類B級鍋爐(1)蒸汽鍋爐，0.8MPa＜p＜3.8MPa；(2)熱水鍋爐，p＜3.8MPa并且t≥120℃(t為額定出水溫度，下同)；(3)氣相有機熱載體鍋爐，Q＞0.7MW；液相有機熱載體鍋爐，Q＞4.2MWC級鍋爐(1)蒸汽鍋爐，p≤0.8MPa，且V＞50L(V為設計正常水位水容積，下同)；(2)熱水鍋爐，p＜3.8MPa，且t＜120℃；(3)氣相有機熱載體鍋爐，0.1MW＜Q≤0.7MW；液相有機熱載體鍋爐，0.1MW＜Q≤4.2MW。2024/8/14監(jiān)察員培訓班28四、鍋爐特性參數(shù)及分類D級鍋爐(1)蒸汽鍋爐，p≤0.8MPa并且30L≤V≤50L；(2)汽水兩用鍋爐，p≤0.04MPa并且D≤0.5t/h(D為額定蒸發(fā)量，下同)；(3)僅用自來水加壓的熱水鍋爐，并且t≤95℃；(4)氣相或者液相有機熱載體鍋爐，Q≤0.1MW。2024/8/14監(jiān)察員培訓班29四、鍋爐特性參數(shù)及分類3、鍋爐型號3.1電站鍋爐的型號（JB/T1617《電站鍋爐產品型號編制方法》）。三部分組成（略）3.2工業(yè)鍋爐的型號（JB/T1626《工業(yè)鍋爐產品型號編制方法》）。三部分組成：

2024/8/14監(jiān)察員培訓班30四、鍋爐特性參數(shù)及分類△△△XXXX/XXXX2024/8/14監(jiān)察員培訓班31總體型式代號燃燒設備代號額定蒸發(fā)量或額定熱功率額定壓力過熱蒸汽溫度或出/進水溫度燃料種類代號鍋殼鍋爐總體型式代號

2024/8/14監(jiān)察員培訓班32四、鍋爐特性參數(shù)及分類水管鍋爐：

水管鍋爐因不同的鍋筒數(shù)量及鍋筒軸線方向不同而組合成不同型式的結構（1）按鍋筒數(shù)量單鍋筒:1個鍋筒，“D”雙鍋筒:兩個鍋筒,“S”

（2)按鍋筒軸線與燃燒煙氣流向及地面的關系縱置式：鍋筒軸線與燃燒煙氣流向平行，“Z”2024/8/14監(jiān)察員培訓班33四、鍋爐特性參數(shù)及分類橫置式：鍋筒軸線與燃燒煙氣流向垂直，“H”以上二者的不同組合就形成了水管鍋爐不同的總體型式。2024/8/14監(jiān)察員培訓班34水管鍋爐總體型式代號2024/8/14監(jiān)察員培訓班35燃燒設備型式或燃燒方式代號

2024/8/14監(jiān)察員培訓班36C-固定雙層爐排燃料種類代號

2024/8/14監(jiān)察員培訓班37四、鍋爐特性參數(shù)及分類

例：DZL4-1.25-AII單鍋筒、縱向布置、鏈條爐排；額定蒸發(fā)量為4噸/小時（4t/h）；出口蒸汽壓力1.25兆帕（Mpa）；燃用二類煙煤。WNS1.4-1.0/95/70-YQ臥式、內燃、室燃；額定熱功率1.4MW；出口熱水壓力1.0MPa；出水溫度95℃、進水溫度70℃；燃料為油或氣。2024/8/14監(jiān)察員培訓班38五、鍋爐的安全性能要求鍋爐的安全性能要求主要在以下幾方面：設計方面1、強度、剛度、穩(wěn)定性和耐腐蝕性能；2、鍋內水汽循環(huán)；3、絕熱性能；4、結構布置。制造方面1、材料：規(guī)定的強度、塑性、韌性以及抗疲勞和抗腐蝕性能；2、受壓元件的結構、管孔及焊縫布置；2024/8/14監(jiān)察員培訓班39五、鍋爐的安全性能要求3、焊接接頭質量；4、脹接接頭質量；5、幾何尺寸；6、密封性和承壓能力?？傊?，鍋爐設計和制造是保證鍋爐安全性能的核心。六、鍋爐安全附件及保護裝置三大安全附件：安全閥、壓力表、水位計。2024/8/14監(jiān)察員培訓班41六、鍋爐安全附件及保護裝置1、安全閥：防止鍋爐超壓運行。1.1分類彈簧式安全閥、杠桿式安全閥、靜重式安全閥和控制式安全閥。工業(yè)鍋爐上彈簧式、杠桿式應用較多。P≤0.1MP的鍋爐可用靜重式安全閥。1.2裝設數(shù)量每臺鍋爐2只；蒸發(fā)量≤0.5t/h可裝1只；蒸發(fā)量≤4t/h的鍋爐在裝有可靠的超壓聯(lián)鎖裝置時，可裝1只。2024/8/14監(jiān)察員培訓班42彈簧式安全閥2024/8/14監(jiān)察員培訓班43杠桿式安全閥2024/8/14監(jiān)察員培訓班44靜重式安全閥2024/8/14監(jiān)察員培訓班45六、鍋爐安全附件及保護裝置1.3安全閥校驗每年至少校驗1次，校驗項目：整定壓力、密封性能。新裝鍋爐上的安全閥也應校驗。2024/8/14監(jiān)察員培訓班46六、鍋爐安全附件及保護裝置2、壓力表：反應鍋爐工作壓力。2.1壓力表的種類：彈簧管式和電接點式。2.2裝設數(shù)量：鍋筒、給水調節(jié)閥前、省煤器出口等處均應裝設壓力表。2.3精度、量程和表盤直徑的要求

P＜2.5MPa時，精度不低于2.5級；

P≥2.5MPa時，精度不低于1.5級；

熱水鍋爐，精度不低于2.5級。2024/8/14監(jiān)察員培訓班47

精度六、鍋爐安全附件及保護裝置量程：工作壓力的1.5~3.0倍，最好2倍。表盤直徑：不應小于100mm。2.4壓力表校驗按計量部門規(guī)定的期限，一般每年至少校驗1次。新壓力表裝用前也應校驗。3、水位計（液位計）：顯示鍋內水位的高低。3.1水位計種類：玻璃管式、玻璃板式等2024/8/14監(jiān)察員培訓班48玻璃管式水位計2024/8/14監(jiān)察員培訓班49玻璃板式水位計2024/8/14監(jiān)察員培訓班50六、鍋爐安全附件及保護裝置3.2水位計裝設數(shù)量每臺鍋爐至少裝2只彼此獨立的水位計（一般在鍋筒的左右側各1只），以下情況可裝1只：D≤0.5t/h；電加熱鍋爐；D≤2t/h，但裝有可靠水位示控裝置等。4、保護裝置：4.1水位保護；4.2超壓保護；4.3點火、熄火保護等。2024/8/14監(jiān)察員培訓班51七、鍋爐水質2024/8/14監(jiān)察員培訓班52七、鍋爐水質1、鍋爐水質處理的重要性1.1生成水垢，導致傳熱性能變差，浪費燃料、降低鍋爐熱效率；1.2受熱面溫度升高，導致金屬材料強度降低，發(fā)生鼓包、穿孔、破裂等。2、對鍋爐水質及水處理的要求2.1進入鍋爐的水應進行處理，使其符合《工業(yè)鍋爐水質》的要求；2.2沒有可靠的水處理措施，鍋爐不得投入運行。2024/8/14監(jiān)察員培訓班53八、鍋爐生產過程鍋爐生產過程包括：設計、制造、安裝、改造、維修等。1、設計1.1設計依據(jù)：法規(guī)、安全技術規(guī)范、標準；客戶要求。1.2設計文件：圖紙、各種計算、安裝使用說明等。1.3設計文件在制造前應經有資格的機構鑒定。2、制造2.1制造的根據(jù)：制造單位取得許可證。2.2制造過程質量控制，依據(jù)圖紙、安全技術規(guī)范、標準；2.3出廠技術文件和銘牌要求；2.4產品應經監(jiān)督檢驗確認后方能出廠。2024/8/14監(jiān)察員培訓班54八、鍋爐生產過程3、安裝3.1安裝單位應取得相應的安裝資質；

3.2安裝施工前應告知當?shù)靥胤N設備監(jiān)察部門，過程應有檢驗機構進行監(jiān)督檢驗。

3.3安裝位置鍋爐一般應當安裝在單獨建造的鍋爐房內；依據(jù)的標準是GB50041《鍋爐房設計規(guī)范》、GB50016《建筑設計防火規(guī)范》及GB50045《高層民用建筑設計防火規(guī)范》的有關規(guī)定。

2024/8/14監(jiān)察員培訓班553.4安裝標準對于B級及以下鍋爐應當符合GB50273《鍋爐安裝工程施工及驗收規(guī)范》及相關標準的規(guī)定，熱水鍋爐還應當符合GB50242《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規(guī)范》的有關規(guī)定等；

2024/8/14監(jiān)察員培訓班56八、鍋爐生產過程4、改造4.1定義-鍋爐受壓部件發(fā)生結構變化或者燃燒方式發(fā)生變化的改造。4.2改造設計的原則要求4.2.1鍋爐改造的設計應當由有相應資質的鍋爐制造單位進行；4.2.2鍋爐改造后不應當提高額定工作壓力和額定工作溫度；4.2.3不應當將熱水鍋爐改為蒸汽鍋爐；2024/8/14監(jiān)察員培訓班57八、鍋爐生產過程4.2.4鍋爐改造方案應當包括必要的計算資料、設計圖樣和施工技術方案；蒸汽鍋爐改為熱水鍋爐受壓部件的改造還應當有水流程圖、水動力計算書；安全附件、輔助裝置和水處理措施應當進行技術校核。4.3鍋爐改造施工技術要求參照相應鍋爐專業(yè)技術標準和有關技術規(guī)定。2024/8/14監(jiān)察員培訓班58八、鍋爐生產過程5、修理5.1定義（B級及以下鍋爐重大修理）：筒體、封頭、管板、爐膽、爐膽頂、回燃室、下腳步圈和集箱等主要受壓組件的更換、挖補；受熱面管子的更換，數(shù)量大于該類受熱面管（其分類分為水冷壁、對流管束、過熱器、省煤器煙管等）的10%，并且不少于10根；直流、貫流鍋爐整組受熱面更換。5.2鍋爐修理技術要求5.2.1鍋爐修理技術要求參照鍋爐專業(yè)技術標準和有關技術規(guī)定，鍋爐受壓元（部）件更換應當不低于原設計要求；2024/8/14監(jiān)察員培訓班59八、鍋爐生產過程5.2.2不應當在有壓力或者鍋水溫度較高的情況下修理受壓元（部）件；5.2.3在鍋筒、（鍋殼）挖補和補焊之前，修理單位應當進行焊接工藝評定，工藝試件應當由修理單位焊制；5.2.4鍋爐受壓元（部）件不應當采用貼補的方法修理，鍋爐受壓元（部）件因應力腐蝕、蠕變、疲勞而產生的局部損傷需要進行修理時，應當更換或者采用挖補方法。5.3受壓元（部）件修理后的檢驗

受壓元（部）件修理后應當進行外觀檢驗、無損檢