承压类特种设备基本知识.ppt

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1、1,第二篇承压类特种设备基本知识,张鹏天津市特种设备监督检验技术研究院13920445222,2,特种设备特制人们生产和生活中广泛使用的，一旦发生故障有可能危及公众安全的，受到政府强制监督管理的设备。特种设备：承压类 锅炉 、 压力容器 、 压力管道。 机电类 电梯 、 起重机 、 场（厂）内机动车辆 、 游乐设施、客运架空索道。承压类特种设备是一种可能会发生爆炸事故的特种设备，当设备发生破坏或爆炸时，设备内的介质迅速膨胀、释放出巨大的内能，这些能量不仅使设备本身遭到破坏，瞬间释放的巨大能量还将产生冲击波，使周围的设施和建筑物遭到破坏，危及人员生命安全。如果设备内盛装的是有毒易燃介质，一旦突然

2、发生爆炸，还会造成恶性的中毒燃烧等连锁反应，后果不堪设想，所以承压类特种设备比一般机械设备有更高的安全要求。为保证安全，特种设备在设计、制造、安装、使用、检验、修理和改造等环节由国家实施安全监察。职能部门：各级质量技术监督局 特种设备安全监察机构 依据特种设备安全监察条例 附录B特种设备法规体系表,3,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他能源的热能，把工质加热到一定温度和压力的热能转换设备。 特种设备安全监察条例对锅炉作如下限制定义：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

3、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。,4,2.锅炉的用途 锅炉是工农业生产和人民生活中广泛应用的重要设备，它可以为工农业生产，交通运输和人民生活提供动力和热能。例如：火力发电，炼油，化工，纺织，印染等行业都利用锅炉产生的蒸气来获得动力或热能：另外，人民生活中的取暖，食品加工，洗澡和消毒剂部分地区的水产养殖等也都是利用锅炉产生的蒸气或热水来提供热能的。,5,3.1.2锅炉的特点 锅炉投用后一般都要求连续运行，不能任意停车，否则，往往会影响到一条生产线、 一个厂甚

4、至一个地区的生活和生产，其直接间接经济损失巨大，有时还会造成恶劣的后果。 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。锅炉受热面内外广泛接触烟、火、灰、水、汽等物质，这些物质在一定的条件下会对锅炉元件起腐蚀作用； 锅炉各受压元件上承受不同的内外压力而产生相应的应力，同时由于各元件的工作温度不同，热胀冷缩程度也不同而产生附加盈利，随着负荷和燃烧的变化，这种应力也发生变化，这就容易使一部分承受集中应力的受压元件发生疲劳破坏；依靠锅炉内流动的水汽来冷却的受热面因缺水、结水垢或水循坏被破坏使传热发生障碍，都可能使高温区的受热面烧损、鼓包、开裂；另外，飞会造成磨损，渗

5、漏引起腐蚀等都是锅炉设备更易损坏。,6,锅炉还具有爆炸的危险性。锅炉在使用中发生破裂，其内部压力瞬间降至等于外界大气压力的现象叫爆炸。引起爆炸的原因很多，归纳起来有两种：一是内部压力升高，超过允许工作压力，而安全附件失灵，未能及时报警或泄压，只是内部压力继续升高，当该压力超过某一受压元件所能承受的极限压力时，设备便发生爆炸；另一种是在正常工作压力下，由于受压元件本身有缺陷或使用后造成损坏或钢材老化而不能承受原来的工作压力时，就可能突然破裂爆炸。 锅炉一旦发生爆炸，其破坏性很大。据计算，一台蒸气量10t/h,蒸气压力1.3MPa的锅炉爆炸，相当于100KgTNT炸药的爆炸能量。 基于锅炉的上述特

6、点，保证锅炉的安全运行是至关重要的。,7,3.1.3 锅炉主要参数 1.容量（输出功率） 蒸汽锅炉指蒸发量，即每小时产生的蒸气量，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）。 上述两种单位均可转换成“千瓦（kw）”表示。它们之间的换算关系如下： 1吨/时60104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 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,8,单位是“MPa”，或kgf/cm2”。 1

7、大气压 1kgf/cm2=0.0980665 MPa,9,3.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，单位是“”或“”、“”,它们之间换算如下 摄氏温标（ ），华氏温标（），开氏温标（绝对温标）（K）。 =5/9（ -32） =5/9 +32 K= +273.2 锅炉额定蒸汽温度是指锅炉输出蒸汽的最高温度，对有过热器的锅炉是指过热器出口处蒸汽的最高温度，对无过热器的锅炉是指额定压力下的饱和蒸汽温度,10,3.2 锅炉的分类及型号,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

8、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 燃生物制燃料锅炉（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,3.2.1 锅炉的分类,11,4.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.按燃料方式分类 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）,12,7.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，p2.45

9、MPa(25kgf/cm2)中压锅炉，P=3.82MPa(39kgf/cra2)次高压锅炉3.82MPap9.81MPa(39kgf/cm2p100kgf/cm2); 高压锅炉 p9.81MPa(100kgf/cm2)； 超高压锅炉 p13.73MPa(140kgf/cm2) 亚临界锅炉p15.717.66MPa (160180kg/fcm2)超临界锅炉p23.526.5MPa (240270kg/fcm2),9.按制造管理分类：A级锅炉：额定压力9.81MPa的固定式蒸汽锅炉B级锅炉：额定压力9.81MPa的固定式蒸汽锅炉C级锅炉：额定压力2.45MPa的固定式蒸汽锅炉D级锅炉：额定压力1.

10、27MPa的固定式蒸汽锅炉E1级锅炉：额定压力0.4MPa的固定式蒸汽锅炉和水温低于120的热水锅炉E2级锅炉：额定压力0.1MPa的蒸汽锅炉和水温95的热水锅炉,13,3.2.2 锅炉的型号 1、工业锅炉型号按机械部部标JB/T1626-92的规定进行编制，适用D65t或定额蒸汽压力2.45MPa的固定式蒸汽锅炉和热水锅炉。 工业锅炉产品型号由三部分组成，各部分用短横线相连。表示形式见图3-1、图3-2： / ,14, / / 第一部分分三段，分别表示锅炉型号（用汉语拼音字母代号，见表3-1）、燃烧设备（用汉语拼音字母代号，见表3-2）和容量（用阿拉伯数字表示，蒸汽锅炉为蒸发量，单位用t/h

11、；热水锅炉为供热量，单位为MW；余热锅炉以受热面表示，单位为）。,图3-2 热水锅炉型号形式,燃料种类,代号,额定进水温度,额定出水温度,允许工作压力,额定热功率（MW）,燃烧设备代号,锅炉型号代号,15,表3-1 工业锅炉型式代号,注：卧式水火管快装锅炉型式代号DZ,16,表3-2 燃烧设备代号,注：抽板顶升采用下饲炉排的代号,17,第二部分表示介质参数，对工业蒸汽锅炉，分额定蒸汽压力和额定蒸汽温度两段，中间一些以斜线相隔，常用单位分别为MPa和，蒸汽温度为饱和温度时，型号第二部分无斜线和第二段。对热水锅炉，第二部分由三段组成，分别为允许工作压力、出水温度和进水温度，段与段之间用斜线隔开。

12、第三部分表示燃料种类。以汉语拼音字母表示燃料种类，同时以罗马数字代表燃料品种分类与其并列（其表3-3），如同时使用几种燃料，主要燃料放在前面。,18,表3-3 燃料种类及其代号,19,3.3 锅炉结构,3.3.1 锅炉结构的基本要求 对锅炉结构总的要求是安全可靠、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. 水冷壁炉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

13、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,20,8. 便于安装、运行操作、检修和清洗内部。9. 要根据锅炉参数核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。,21,3.3.2 锅炉主要受压部件,锅筒 锅壳 联箱 下降管 受热面管子 省煤器 过热器 减温器 再热气 炉胆 下脚圈 炉门圈、喉管、冲天管,22,3.3.3锅炉安全附件,工业锅炉安全附件： 安全阀 压力表 水位计 水位警报器 排污阀等,23,3.3.4几种典型锅炉结构,1.立式弯水管锅炉（图3-3），其受压元件主要有： 锅壳 封头 炉胆

14、炉胆顶 U形下脚圈 弯水管 炉门圈 喉管,24,2.快装水、火管锅炉（图3-4），其主要受压元件有： 锅筒烟管 省煤器 下降管 集箱 水冷壁,25,3.偏锅筒快装水火管锅炉（图3-5）其受压元件有： 锅筒 下降管 联箱 水冷壁 烟管,26,4.单横汽包水管锅炉（图3-6），其受压元件有： 锅筒 下降管 联箱 水冷壁 过热器 省煤器,27,3.4锅炉的工作过程,3.4.1 锅炉汽水流程系统 锅炉汽水流程见图3-7,水处理,省煤器,锅筒,过热器,减温器,过热器,过热器,过热器,用户,原水,集 箱,饱和蒸汽,过热蒸汽,过热蒸汽,过热蒸汽,水冷壁,下降管,过热器,饱和蒸汽,在循环回路（锅炉启动时用）,

15、图3-7 锅炉汽水流程,28,3.4.2 锅炉水循环,29,3.4.3 锅炉工作过程简述,30,3.5 锅炉的无损检测要求,锅炉的无损检测应遵循以下原则： 1.由于焊缝交叉部位的应力较其它部位大，且焊接时较其它部位已产生缺陷，故对焊缝交叉部位应优先检测。 2.由于高参数，大容量的锅炉制造工艺复杂，更易产生缺陷，且发生事故 的后果更为严重，所以对高参数，大容量的锅炉的无损检测要求比对低参数，小容量的锅炉要求高一些，包括检测比例和合格级别。另外，有机热载体锅炉介质特殊，危险性较大，所以探伤要求高。 3.由于焊接前已进行焊接工艺评定，且对焊工的技能已进行过考试，加之采取其他的管理措施，所以锅炉的焊接

16、质量一般都应该合格，为了节省制造成本，所以对部分危险性相对较小的设备焊接采取按比例抽查的方法进行检测，而不是全部进行100%检测。如果抽查的部位均合格，则表示焊接质量稳定，其他为抽查到的部位质量也应该认为合格，如果抽查部位有不合格现象，说明焊接质量不稳定，则应扩大抽查比例，甚至进行全部检测。,31,4.由于RT和UT检测各有其特点，为尽可能检出焊缝内的各种缺陷，对中、压锅炉，采取RT和UT并用 5.对封头和下脚圈的拼缝由于拼接后还要进行压制加工，在此加工过程中，原拼缝内的小缺陷有可能发展成为超标缺陷，所以应在加工成型后进行无损检测 6.锅炉中的重要角焊缝，一般不采用射线探伤，而采用超声波探伤，

17、因为对角焊缝进行射线探伤较难以实施，且效果不够理想。 7.需做热处理的焊接接头应在热处理后进行无损探伤，因热处理会使焊接头内的应力、组织发生变化，且有可能产生新的缺陷，只有在热处理后，街头内的组织和缺陷才是稳定的，这是的检测结果才是准确的。 8.厚度70的管子在焊到20左右是应做100%的射线探伤，焊接完成后再做100%超声波探伤，因为现行射线探伤时，若发现缺陷，可便于及时修理，否则返工量太大，因为管子直径小，无法从管内返修。,32,9.定期检验时，若宏观检查时未发现有明显的变形，则其焊缝内部一般不会产生新的缺陷，原来的小缺陷一般也不会发展，所以一般可不进行RT或UT ，但对于重要角焊逢和主焊缝可以警醒表面探伤检查，若发现表面已产生裂纹时，则应进一步检查和分析。必要时可对焊缝进行RT或UT 检测。另外，对于制造或安装时留下的内部缺陷，在定检时可进行适当的RT或UT 检查，以确定这些缺陷是否发展，若未发展，可继续使用，否则要进行分析判断或处理。 规程对锅炉的焊缝探伤的主要要求见表3-4 锅炉部件探伤的具体要求有规程、标准及设计图纸做出具体规定，此处不再一一叙述。,33,表3-4规程对锅炉焊缝探伤的主要要求,压力,探伤比例,部位,34,