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第一章锅炉基础知识 什么是司炉工 司炉工是锅炉司炉人员的简称 是操作锅炉这种特殊设备的特种技术作业的专门人员 锅炉在国民经济中占有一定的地位 是工业 农业及民用中不可缺少的动力设备 由于锅炉是具有爆炸危险的设备 所以要求操作人员必须经过安全技术培训考核 合格之后并取得市级以上安全监察机构或经授权的县级安全监察机构发放的司炉上岗证 才被允许独立操作相应类别的锅炉 岗位责任制 锅炉房管理人员的职责对司炉工人 水质化验人员组织技术培训和进行安全教育 参与制订锅炉房各项规章制度 对锅炉房各项规章制度的实施情况进行检查 转达并贯彻主管部门和锅炉压力容器安全监察机构下达的锅炉安全指令 督促检查锅炉及其附属设备的维护保养和定期检修计划的措施 解决锅炉房有关人员提出的问题 如不能解决应及时向单位负责人报告 向锅炉压力容器安全监察机构报告本单位锅炉使用管理情况 司炉工岗位职责 严格执行各项规章制度 精心操作 确保锅炉的安全运行 上班时电想集中 不做与操作无关的事情 不擅自离开锅炉房 热爱本职工作 对任何有害锅炉安全运行的违章指挥 应拒绝执行 并及时报告锅炉安全监察机构 认真做好锅炉 辅机及安全附件的维护保养工作 以确保设备的安全运转 认真及时填写锅炉运行日记 字迹端正清晰 内容真实 发现锅炉有异常现象危及安全时 应采取紧急停炉措施并及时报告有关负责人 努力学习业务技术知识 不断提高操作水平 水处理人员岗位职责 严格执行国家的锅炉水质标准和劳动部颁发的 锅炉水处理规则 及有关法规 对所取水 汽样品的真实性 代表性以及分析数据的准确性 可靠性负责 及时准确的对锅炉锅水 软水 原水 蒸汽品质进行化验分析 正确填写水处理设备运行记录和化验分析记录 正确并及时进行处理设备的操作及水质的化验工作 根据水质化验情况 及时采取相应措施 根据锅炉水质的分析结果和锅炉状况 正确指导排污和停炉保养等工作 协助搞好文明生产 协助和做好锅炉水处理设备 水质化验设备 水处理药剂的维护保养及采购等工作 遵守劳动纪委拒绝执行不利于锅炉安全的违意指挥 有权向上级领导和锅炉安全监察机构及反映锅炉水质及水处理情况 交接班制度 1 接班人员应按规定班次和规定的时间 提前15分钟到锅炉房做好接班前的准备工作 并详细了解上班锅炉的运行情况 2 交班者应提前做好交班准备 保持锅炉水位 压力及其它方面的正常 并做好清洁工作 3 交接班应在锅炉运行现场进行 对交接锅炉运行情况及发现的缺陷 安全附件和附属设备情况 阀门开关及供汽情况 燃料质量和存量 水处理情况 工具设备等 交班人员应引导接班人员逐项共同核查 如果当班发生事故 尚未处理完毕交班人员应交待清楚后方可离去 4 在交班时 如接班人员没有到达现场 交班人员不得擅自离开工作岗位 5 必须做到 五交 和 五不交 五交 是 1 锅炉压力 水位 温度和燃烧正常 2 锅炉安全附件灵敏可靠 3 锅炉本体和附属设备无异常 4 运行记录齐全 正确 备件 工具 用具齐全无损坏 5 锅炉房整洁 达到文明生产 五不交 是 1 不交给喝醉洒或有重病不宜操作的司炉人员 2 在处理事故时不进行交接班 3 接班人员未到时 不交给其他无证的非正式司炉人员 4 锅炉本体和附属设备出现异常现象时不交 5 锅炉压力 水位 温度或燃烧不正常时不交 6 交接班时交班人员应将有关运行及供汽方面的通知和指令告知接班人员 交接的内容和存在的问题应认真记入运行记录和交接班记录并签字 7 交接班完成后发现的设备运行问题 原则上由接班者负责 司炉工操作规程 第一条操作者要认真执行一般安全守则 第二条检查锅炉 水位计 温度表 排污阀 齐备完好 第三条随时观察锅炉运行情况 发现异常立即停炉检查处理 并做好记录 第四条锅炉严禁带压工作 第五条膨胀水箱的水位液面要保持在水位计1 2 以确定循环系统与锅炉本体不缺水 保证循环正常 第六条一般水温控制在出水温度85 回水温度60 最高水温不得超过85 否则会产生气阻现象 第七条夏季停用时不要放水 避免氧腐蚀 冬季停用时将水彻底放干净 避免将管道 阀门 水泵等冻裂 第八条锅炉本体或循环系统内发生结冰或堵塞时 排除故障后再点火使用 否则烧坏炉胆 第九条锅炉水质应符合GB1576低压锅炉水质第十条锅炉顶部通大气孔不得封闭 缩径 堵塞 第十一条每班必须排污一次 第十二条对口交接班 接班人员未到不准离岗 一 什么是锅炉 1 1概述1 1 1锅炉的定义及用途一 锅炉的定义锅炉是利用燃料或其它能源的热能 把工质加热到一定参数 温度 压力 的热能转换设备 锅炉是供热之源 锅炉及锅炉房设备的任务 在于安全 可靠 经济有效地将燃料的化学能转化为热能 进而将热能传递给水 以产生热水或蒸汽 或将燃料的化学能传递给其他工质 如导热油等 以产生其他高温的工质 如高温导热油 特种设备安全监察条例 定义 锅炉 是指利用各种燃料 电或者其他能源 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的承压蒸汽锅炉 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 1 1 2 锅炉的用途蒸汽 不仅用来将热能转变成机械能 如电站锅炉的气轮机发电 蒸汽还广泛地作为工业生产和采暖通风等方面所需热量的热载体 通常 我们把用于动力 发电方面的锅炉 叫做动力锅炉 把用于工业及采暖方面的锅炉 称为供热锅炉 通常成为工业锅炉 电站锅炉 处于提高热循环效率的需求 其锅炉所产生的蒸汽 其压力与温度都较高 且日益趋向高温高压和大容量方向发展 例如 与国产的300MW的汽轮发电机组配套的锅炉 其容量为1025吨 小时 蒸汽压力为17MPa 170个大气压 过热蒸汽温度为555 与我们相关的工业锅炉 所产生的蒸汽或热水均不需要过高的压力和温度 容量也不太大 压力一般在2 5MPa 25个大气压 以下 温度一般为饱和蒸汽温度 或有过热 过热蒸汽温度也不太高 一般400 以下 生产工艺有特殊要求的除外 1 1 3锅炉的特点锅炉之所以视为特殊设备 除了因为它比较容易发生事故外 更重要的是它有发生爆炸的危险 当锅炉爆炸时 它的破坏性很大 2006年8月17日抚顺热电厂3号锅炉发生爆燃 9人不同程度受伤 其中1人经抢救无效死亡 爆炸瞬间 蘑菇云升起 1 1 3锅炉的特点 锅炉房墙倒房塌锅炉 飞 来落在居民楼前 2007年11月10日凌晨3时40分 漯河市召陵区双汇路西段一家浴池的蒸汽锅炉发生爆炸 自重3 5吨的锅炉腾空而起 在飞越4幢20米高的家属楼后 砸在百米外的解放路一居民小区的院子内 幸未造成居民伤亡 1 1 3锅炉的特点 2007年 月 日日本东京涩谷区一温泉水疗馆 日下午发生爆炸 造成一名年轻女子死亡 人受伤 1 1 3锅炉的特点 1993年3月10日 浙江省宁波市北仑港发电厂一号机组发生一起特大锅炉炉膛爆炸事故 按 电业生产事故调查规程 界定 造成死亡23人 重伤8人 伤16人 直接经济损失778万元 该机组停运132天 少发电近14亿度 一 事故经过1993年3月10日14时07分24秒 北仑港发电厂1号机组锅炉发生特大炉膛爆炸事故 人员伤亡严重 死23人 伤24人 重伤8人 北仑港发电厂1号锅炉是美国ABB CE公司 美国燃烧工程公司 生产的亚临界一次再热强制循环汽包锅炉 额定主蒸汽压力17 3兆帕 主蒸汽温度540度 再热蒸汽温度540度 主蒸汽流量2008吨 时 1 1 3锅炉的特点 1 锅炉的受压元件较一般压力容器的工作条件更为恶劣 经常受到水 蒸汽 烟气以及空气中各种有害杂质的侵蚀 而且长期受到烟气的冲刷 高温下钢材腐蚀 磨损 变形加剧 如果管理不当 还会出现过烧 裂纹 苛性脆化等缺陷 2 有些锅炉在设计 制造 运输和安装时 就存在先天性隐患 一旦投入使用 就会发生问题 因此应按照 热水锅炉安全技术监察规程 和 蒸汽锅炉安全技术监察规程 的规定对锅炉进行严格的监督 3 锅炉的设计应送锅炉压力容器安全监察机构审查 并经批准 设计锅炉的单位 应对锅炉的设计安全性能负责 锅炉的受压元件应按有关规定进行强度计算 4 制造锅炉的单位必须取得制造资格许可证 必须按有关的标准和规定 严格执行原材料检验 工艺管理制度和产品质量检验制度 保证产品质量 产品质量不合格或安金阀 水位表 压力表 排污阀不齐全的产品不准出厂 锅炉出厂应有质量合格证明书 安装锅炉的单位应由专业安装单位施工 专业安装单位应经省 市级劳动部门审查批准 5 安装锅炉的单位应严格按有关施工及验收技术规范进行施工 安装单位和使用单位应共同对锅炉的安装质量进行分段验收和总体验收 水压试验和总体验收时 应有当地主管部门参加 6 日常管理至关重要 启动 运行 停炉 二 锅炉的参数1 容量 输出功率 锅炉的容量又称锅炉出力 是锅炉的基本特性参数 蒸汽锅炉用蒸发量表示 热水锅炉用供热量表示 蒸发量蒸汽锅炉长期连续运行时 每小时所产生的蒸汽量 称为这台锅炉的蒸发量 通常用符号 D 表示 单位是 吨 时 t h 锅炉产品铭牌和设计资料上标明的蒸发量数值是额定蒸发量 它表示锅炉受热面无积灰 使用原设计燃料 在额定给水温度和设计的工作压力并保证效率下长期连续运行 锅炉每小时能产生的蒸发量 在实际运行中 锅炉受热面一点不积灰 煤种一点不变是不可能的 因此锅炉实际运行中每小时最大限度产生的蒸汽量是最大蒸发量 这时锅炉的热效率会有所降低 蒸汽锅炉在每平方米受热面积上每小时能产生蒸汽的数量称为这台锅炉的蒸发率 常用符号 D H 表示 单位是kg m2 h 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 20kg m2 h 水管锅炉的平均蒸发率为15 20kg m2 h以上 供热量热水锅炉 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 单位是兆瓦 MW 1吨 时 60 104大卡 时 0 7兆瓦 MW 2 压力锅炉产品铭牌和设计资料上标明的压力 是这台锅炉的额定工作压力 为表压力 通常用符号 P 表示 单位是兆帕 MPa 测量压力的方法有两种基准 一种是以压力为零 即绝对真空 作为测量起点的 这时测出的压力叫绝对压力 另一种是以大气压力作为测量起点 即压力表上直接读出的压力值 此称表压力 平时我们所说的锅炉压力或介质压力都是指的表压力 但在蒸汽热力特性表中所列的压力值和热工计算中用的压力值都是指绝对压力 绝对压力 表压力 1个大气压力通常我们把低于大气压力的压力叫 负压 高于大气压的压力叫 正压 锅炉炉膛和烟道往往都处于负压状态 3 温度锅炉铭牌上标明的温度是锅炉出口处介质的温度 又称额定温度 对于无过热器的蒸汽锅炉 其额定温度是指锅炉在额定压力下的饱和蒸汽温度 对于有过热器的蒸汽锅炉 其额定温度是指过热器出口处的蒸汽温度 对于热水锅炉 其额定温度是指锅炉出口的热水温度 单位是 第二节锅炉构造及工作原理 1 锅炉构造锅炉是一种把燃料燃烧后释放的热量传递给容器内的水 使水达到所需要的温度的设备 分为锅 炉 锅 锅是锅炉的本体部分 包括锅筒 汽包 水冷壁管 对流管束 烟管 下降管 过热器等受压部件 由此组成的盛装锅水和蒸汽的密闭受压部分 炉 炉是由燃烧设备 炉墙 炉拱和钢架等部分组成 是燃料进行燃烧产生灼热烟气的部分 烟气经过炉膛和各段烟道向锅炉受热面放热 最后从锅炉尾部进入烟囱排出 锅筒 作用是汇集 储存 净化蒸汽和补充给水 热水锅炉锅筒内部装的都是热水 蒸汽锅炉内部装的都是蒸汽和热水 对于单锅筒蒸汽锅炉来说 锅筒下部装的都是热水 上部是蒸汽 对于双锅筒蒸汽锅炉来说 上锅筒与单锅筒情况一样 分界的位置是叫水位线 而下锅筒内部都是热水 水管锅炉中用以组成水循环回路 进行汽水分离和储存水汽的筒型压力容器 由封头和筒体组成 是水管锅炉的一个重要部件 水冷壁 水冷壁是布置在炉膛四周的辐射面 是锅炉的主要受热面 对流管束 对流管束是锅炉的对流受热面 它的作用是为了吸收高温烟气的热量 增加锅炉受热面 它的吸热情况与烟气流速 管子排列方式 烟气的冲刷方式有关 烟管 是锅炉的对流受热面 它的管内流的是烟气 火管 直径较大的的火管一般叫做炉胆 直径较小的叫做烟管 下降管 作用是把锅筒里的水输送到下集箱 下降管必须绝热 因为如果带汽 下降管不仅自身的阻力增大 还使整个循环回路的运动压头降低 减弱水的循环流动 从而增大了出现循环停滞 倒流等不正常的流动现象 集箱 也叫联箱 它的作用是汇集 分配锅水 保证各受热面管子可靠的供水或者汇集各管子的水或汽水混合物 省煤器 是布置在锅炉尾部烟道内 利用排烟的余热来提高给水温度的热交换器 作用是提高给水温度 降低排烟温度 提高锅炉燃烧效率 2 锅炉工作原理 锅炉工作原理 1 燃烧过程 燃料在炉膛内剧烈氧化燃烧 释放出化学能 热量 燃烧产物 烟气 被加热至高温 2 烟气的流动和传热过程 火焰和高温烟气通过锅炉的受热面 不断的把热量传递给受热面内的流动介质 同时烟气在流动过程中温度降低 3 锅内过程 锅炉给水吸热升温并部分汽化 汽水两相混合物在锅内流动的水循环和汽化过程 汽水混合物到锅筒后进行汽水分离 三 锅炉水循环 以工业锅炉为例 炉的结构多数是有汽包 锅壳 和设在炉膛外不受热位置的下降管 下降管的上部接在汽包下部的水空间 下降管下部是接在集箱上 炉膛内设有受热面管 受热面管上部接到汽包上部的汽空间 受热面管的下部也接到集箱上 循环的原理是工作时受热面管内的水在炉膛内接受热量后 尤其是产生蒸汽后 平均比重减小 而不受热的下降管中的水比重不变 这样一来比重的差使下降管中的水压受热面中的汽水混合物上升回到汽包的汽空间 汽包下部的水流入下降管来补充保持管内的水量不变 形成水的一个汽包 下降管 集箱 受热面管 汽包的循环过程 这个循环不靠外力 而是靠受了热的水与水或水 水蒸汽的混合物的比重不同而进行循环 原理就是这样 强制循环锅炉的结构与自然循环基本相同 只是在下降管上安装上水泵 水泵把下降管中的水强行抽出来送到受热面里去 用水泵来强制其进行循环 其循环是水在外力的作用下强迫循环 四 锅炉分类 锅炉的分类及型号 锅炉的分类1 按用途分类 电站锅炉 工业锅炉 生活锅炉 船舶锅炉 机车锅炉 2 按载热介质分类 蒸汽锅炉 热水锅炉 汽水两用锅炉 热风炉 有机热载体锅炉 3 按燃料和热源分类 燃煤锅炉 燃油和燃气锅炉 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 原子能锅炉 余热锅炉 电热锅炉 4 按本体结构分类 水管锅炉 火管锅炉 水火管锅炉 热管锅炉 真空相变锅炉 5 按介质循环方式分类 自然循环锅炉 强制循环锅炉 直流锅炉 6 按燃烧方式分类 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 室燃锅炉 沸腾炉 又称流化床锅炉 7 按出厂型式分类 散装锅炉 组装锅炉 整装锅炉 8 按压力等级分类 低压锅炉P 2 45MPa 25kgf cm2 中压锅炉P 3 82MPa 39kgf cm2 次高压锅炉3 82MPa P 9 81MPa 39kgf cm2 P 100kgf cm2 高压锅炉P 9 81MPa 100kgf cm2 超高压锅炉P 13 73MPa 140kgf cm2 亚临界锅炉P 15 7 17 66MPa 160 180kgf cm2 超临界锅炉P 23 5 26 5MPa 240 270kgf cm2 9锅炉设备级别9 1A级锅炉 是指额定工作压力p 表压 下同 3 8MPa的锅炉 包括 1 超临界锅炉 p 22 1MPa 2 亚临界锅炉 16 7MPa p 22 1MPa 3 超高压锅炉 13 7MPa p 16 7MPa 4 高压锅炉 9 8MPa p 13 7MPa 5 次高压锅炉 5 3MPa p 9 8MPa 6 中压锅炉 3 8MPa p 5 3MPa 9 2B级锅炉 是指额定工作压力0 8MPa p 3 8MPa的蒸汽锅炉 p 3 8MPa并且额定出水温度t 120 的热水锅炉 以及额定热功率Q 0 7MW气相有机热载体锅炉和Q