锅炉运行与管理讲义。
一、锅炉的基本知识。
1.锅炉的定义及组成
1.1锅炉的定义：利用燃料（固体燃料、液体燃料和气体燃料）燃烧释放的化学能转换成热能，且向外输出热水或蒸汽的换热设备。
1.2锅炉的组成：锅炉由“锅”和“炉”两大部分组成。
“锅”是指汽水流动系统，包括锅筒、集箱、水冷壁以及对流受热面等，是换热设备的吸热部分；“炉”是指燃料燃烧空间及烟风流动系统，包括炉膛、对流烟道以及烟囱等，是换热设备的放热部分。
1.3 锅炉运行的特殊性
锅炉在运行时，不仅要承受一定的温度压力，而且要遭受介质的侵蚀和飞灰的磨损，因此具有**的危险。如果锅炉在设计、制造及安装过程中存在缺陷，或者维护不当，年久失修，或因管理不善，违反操作规程等，都可能发生设备事故，造成减产、停产或影响产品质量；严重时，还会发生**事故，给人民生命和国家财产造成巨大的损失。
锅炉**是指锅炉的受压元件（主要锅筒）突然发生破裂，使其中蒸汽和饱和水的能量迅速释放出来，这样一个物理变化过程。锅炉**的危害主要来自两方面：一是锅炉内的蒸汽和饱和水急剧膨胀放出的能量造成的危害；二是锅炉内的蒸汽和部分饱和水迅速蒸发而产生的大量蒸汽，向四周扩散所造成的危害。
1.4 锅炉本体的安全技术要求
一）锅炉的设计必须符合安全、可靠的要求。锅炉受压元件的强度，应按现行的锅炉元件强度计算标准进行计算。锅筒或锅壳的壁厚，在任何情况下，均不应小于6毫米。
二）锅炉结构各部分在运行中应能自由膨胀。锅炉的水循环应保证受热面得到可靠的冷却。
三）冰管锅炉锅筒的最低安全水位，应能保证对下降管可靠的供水。火管锅炉的最低安全水位，应高于最高火界100毫米。
四）锅炉上应开设必要的入孔、手孔、检查孔，以便于安装、维修和清扫外部。受压元件的入孔盖、手孔盖应采取内闭式，以避免锅水、蒸汽喷出伤人。盖的结构应保证衬垫不会吹出。
五）用煤粉、油或气体作燃料的锅炉，应设有在风机电源跳闸时自动切断燃料**的连锁装置，并尽量装设点火程序控制和灭火保护装置，在容易**的部位应装设防爆门。防爆门的装置应不致危及人身安全。
六）制造锅炉受压元件的金属材料，应是锅炉专用的优质碳素钢或低合金钢，以保证在使用条件（如温度、压力等）下具有规定的机械性能（如强度、韧性等）和良好的抗疲劳、耐腐蚀性能。
2.锅炉的分类
锅炉有多种分类方法，主要的分类方法有：
2.1按用途分类：
发电锅炉：是指用于火力发电的锅炉。火力发电机组由蒸汽锅炉、汽轮机、发电机三大动力设备构成。
锅炉产生的高温、高压蒸汽经过汽轮机做功，使蒸汽的热能转换机械能，汽轮机带动发电机高速旋**电，此时机械能转换成电能；
工业锅炉：是指锅炉产生的高温热载体（蒸汽、高温水以及有机热载体）供工业生产过程中应用，如酿酒、造纸、纺织、木材、食品、化工等；
生活锅炉：是指锅炉产生的热水、蒸汽供人们生活之用，如取暖、洗浴、消毒等。
2.2按压力参数分类：
低压锅炉：是指出口额定蒸汽压力不超过2.5mpa的锅炉；
中压锅炉：是指出口额定蒸汽压力为3.0~5.0mpa的锅炉；
高压锅炉：是指出口额定蒸汽压力为8.0~11.0mpa的锅炉；
超高压锅炉：是指出口额定蒸汽压力为12.0~15.0mpa的锅炉；
亚临界压力锅炉：是指出口额定蒸汽压力为16.0~20.0mpa的锅炉；
超临界压力锅炉：是指出口额定蒸汽压力超过临界压力（22.1mpa）的锅炉。
注：临界压力1mpa=10.2kgf/cm2进行换算，其余压力均按1mpa=10.0kgf/cm2换算。
2.3按介质形态分类：
蒸汽锅炉：是指输出热载体的形态是蒸汽的锅炉；
热水锅炉：是指输出热载体的形态是热水的锅炉。
2.4按介质循环方式分类：
自然循环锅炉：在水循环回路中，介质流动的动力来自水与汽水混合物的密度差；
强制循环锅炉：在水循环回路中介质流动的动力除水和汽水密度差外，主要依靠锅水循环泵的压头；
直流锅炉：给水依靠给水泵压头在受热面一次通过产生蒸汽的锅炉，因此，直流锅炉也属于强制循环锅炉。
2.5按结构形式分类：
水管锅炉：是指火焰或烟气在受热面管外面流动加热，介质则在受热面管内流动吸热的锅炉；
锅壳锅炉：受热面主要布置在锅壳内，且火焰或烟气则在受热面管内流动加热，而介质则在受热面管外吸热的锅炉。
2.6按燃料类别分类：
燃煤锅炉：以煤为燃料的锅炉；
燃油锅炉：以石油产品如柴油、重油、渣油为燃料的锅炉；
燃气锅炉：以气体燃料如天然气、城市煤气以及工业废气为燃料的锅炉。
2.7按燃烧方式分类：
层燃锅炉：是指燃料在炉排上进行燃烧的锅炉，包括固定炉排炉、链条炉排炉以及往复炉排炉等，其燃料主要是煤；
室燃锅炉：燃料以气态形状在燃烧室内进行燃烧的锅炉。其燃料是气体燃料、液体燃料和煤粉；
循环流化床锅炉：是指燃料在料床上方进行沸腾燃烧，在烟气出口将未燃尽的煤粒分离出来再送会回料床燃烧的锅炉。循环流化床锅炉燃料适应范围广，排放低，是燃烧劣质煤的较好炉型锅炉。
3、锅炉的安全附件。
锅炉是使燃烧产生的热能把水加热或变成蒸汽的热力设备。锅炉的种类虽繁多，但都是由“锅”和“炉”以及保证“锅”和“炉”正常运行所必需的附件、仪表及附属设备三大部分组成。
锅”是指锅炉中盛放水和蒸气的密封受压部分，是锅炉的吸热部分，主要包括汽包、对流管、水冷壁、联箱、过热器、省煤器等。
炉”是指锅炉中燃料进行燃烧、放出热能的部分，是锅炉的放热部分，主要包括燃烧设备、炉墙、炉拱、钢架和烟道及排烟除尘设备等。
锅炉的附件和仪表很多，如安全阀、压力表、水位表及高低水位报警器等，附属设备包括给水系统的设备、燃料供给及制备系统的设备、通风系统设备和除灰排渣系统设备等。
锅炉安全附件是锅炉运行中不可缺少的部分，主要是指压力表、水位计、安全阀、汽水阀、排污阀等附件。这些附件对锅炉安全运行极为重要，特别是压力表、水位计和安全阀，是锅炉操作人员进行正常操作的耳目，是保证锅炉安全运行的基本附件，因此，通常被人们称为锅炉三大安全附件。
3.1安全阀。
安全阀是锅炉的重要安全附件之一，它能自动防止锅炉的蒸汽压力超过预定的允许范围，保证锅炉安全运行。
安全阀的作用：
1）当锅炉内压力达到规定限度时，安全阀即自动开启，放出蒸汽，发出警报，使操作人中有所警惕，采取措施。
2）安全阀开启后能排出足够的蒸汽，使锅炉内的压力下降，直到降到比阀开启时更低的某点，阀即自动关闭。这样，使锅炉的压力保持在安全限度以内，不致酿成**事故。
工业锅炉上使用的安全阀一般为弹簧式安全阀和杠杆式安全阀两种。
锅炉上装置安全阀应符合下列要求：
1）蒸发量＞0.5t/h的锅炉，至少装一个安全阀。蒸汽过热器出口处和可分式省煤器出口处（或入口处）、再热器入口处和出口处、直流锅炉的启动分离器，都必须装设安全阀。
2）安全阀应垂直地装在锅筒（或联箱）的最高位置。在安全阀和锅筒（或联箱）之间，不得装有取用蒸汽的出汽管和阀门。
3）安全阀上必须有下列装置：
杠杆式安全阀要有防止重锤自行移动的装置和限制杠杆越出的导架；弹簧式安全阀要有提升手把和防止随便拧动调整螺丝的装；静重式安全阀要有防止重片飞脱的装置。
安全阀的总排汽能力，必须大于锅炉最大连续蒸发量。并保证在锅筒和过热器上所有的安全阀开启后，锅炉内的蒸汽压力上升辐度不超过安全阀较高开启压力的30%，并不得使锅炉的蒸汽压力超过设计压力的1.1倍。
过热器和再热器出口处安全阀的排汽量，应保证在该排汽量下，过热器和再热器有足够的冷却，不致于烧坏；省煤器安全阀的截面积由设计单位确定。
几个安全阀如果共同装置在一个与锅筒直接相连的短管上，则短管的通路截面积应不小于所有安全阀截面积总和的1.25倍。
安全阀一般应装设排汽管，排汽管应尽量接到安全地点，防止排汽时伤人。排汽截面积至少为安全阀总截面积的两倍。安全阀排汽管下方应有接到安全地点的泄水管。
在排汽管和泄水管上都不允许装设任何阀门。如果安全阀排汽声音不能使司炉在工作地点听到，则应装有信号装置（如汽笛）。省煤器的安全阀应装设排水管并通至安全地点，在排水管上不允许装设任何阀门。
安全阀在使用时有如下几点注意事项：
安全阀应垂直地安装在锅筒最高位置，在安全阀与锅筒之间不得装阀门。为防止安全阀的阀瓣和阀座粘住，应定期对安全阀作手动或自动的放汽实验。安全阀每年至少校验一次，经过校验后，应加锁或铅封，并将校验结果填入锅炉技术档案，保存好校验报告。
3.2压力表。
压力表是锅炉必不可少的安全附件之一，它的作用是用来测量和表示锅炉内压力的大小。锅炉上如果没有压力表，或者压力表失灵，锅炉内的压力就无法表示，从而直接危及安全，锅炉上装着灵敏、准确的压力表，司炉人员就能凭此正确地操作锅炉，确保安全经济地运行。工业锅炉常用的压力表是弹簧管式压力表，它具有结构简单、使用方便和准确可靠等优点。
压力表在使用时有如下注意事项：
a． 压力表应根据工作压力选用，压力表表盘刻度最大值应为工作压力的1.5~3.0倍，最好选用2倍。
b． 压力表表盘大小应保证司炉工能清楚地看到压力指示值，表盘直径不应小于100mm，一般高度达2米的锅炉选用压力表直径应不小于200mm。
c．压力表应每半年校验一次，在工作压力处划红线并加铅封。
d．压力表与锅筒之间应有存水弯管与三通旋塞。
压力表应装在便于观察和温度较低的地方。如果压力表装在靠近高温的地方，它的传动机构受热后所产生的变形将要影响指示压力的准确度。所以压力表的安装地点应尽可能远离蒸道或易受辐射的地方，并且要有充分的照明，使锅炉工作人员随时都能看到它所指示的汽压。
压力表下方应装有存水弯管（u形或圆环形），使蒸汽在弯管内凝。这样作用于压力表的是凝结水而不是高温蒸汽。如果不装存水弯管，蒸汽直接冲入表中的弹簧弯管，将会损坏表内零件，或使指示的压力不准。
每台锅炉必须装有与锅筒蒸汽空间直接相连的压力表。
压力表必须准确、灵敏、可靠，符合国家锅炉安全监察规程的要求，并严格监视，严防超压事故的发生。
3.3水位表。
水位表是用来监视锅筒内水位的重要安全装置。用水位表内显示的水位，表示锅筒内锅水的水位。司炉人中依此进行正确操作，保证锅炉安全运行。
水位是按照“连通器内水面高度相等”的原理制成的。因此，运行时水位表必须与锅炉保持畅通。
每台锅炉至少装有两个彼此独立的水位表。水位表应装在便于观察的地方。水位表应有指示最高、最低安全水位的明显标志。水位表距离操作地面高于6m时，应加装远程水位显示装置。
水位表必须符合****监察规程的有关规定，装置准确、可靠的水位表，并严格监视和保持锅炉的正常水位，严防缺水事故的发生。
水位表有玻璃管式和平板式两种。
玻璃管式水位表是水位表的一种，主要由汽旋塞、放水旋塞及玻璃管组成。
玻璃管应用耐热玻璃制成，内径有15mm和20mm两种规格。内径过细会造成毛细管现象，影响水位指示的准确性。汽旋塞、水旋塞及排水旋塞由铸铁、铸钢或铸铜制成。
旋塞有螺纹和法兰两种连接形式。使用压力较高时，以采用法兰连接为佳。压力较低时，可以采用螺纹连接，但应注意防止螺纹泄漏、腐蚀。
水位表旋塞应相互平行，其端面应在同一平面上，以保证玻璃管不因受扭曲而破坏。
玻璃管式水位表结构简单，制造安装容易，拆换方便，但显示水位不够清晰，玻璃管容易破碎，适用于工作压力不超过1.6mpa的小型锅炉。
平板式水位表有单面玻璃板和双面玻璃板两种。主要由玻璃板、金属框盒、汽旋塞、水旋塞和放水旋塞等构件组成。
单面玻璃板水位表在金属框盒的前面镶有一块平板玻璃，接触面用石棉纸板做衬垫，然后用螺钉将框盖压在框盒上，使框盖、框盒、衬垫和玻璃板紧密结合。在拧紧框盒螺钉时，要使每只螺钉的压紧度尽量相同，保证不渗漏。
在玻璃板的内表面刻有三角棱形凹槽，由于光源在前面，光线通过凹槽产生折射，使水位表中蒸汽部分较亮，存水部分较暗，汽水分界线相当清晰。双面玻璃板水位表在金属框盒的前后两面都镶有平板玻璃。光源一般放在后面，光线折射后使水位表中蒸汽部分较暗，而存水部分反而较亮，水位很容易辨别。
平板式水位表结构虽较复杂，但安全可靠，显示水位清晰，所以应用广泛。
水位表上应划有高水位、中水位、低水位三根红线，水位表放水管应接至安全地点。
3.4排污阀。
锅炉排污的目的是，排除锅炉内的泥垢，过剩的碱度、含盐量以及锅水表面的泡沫和油脂，使锅水的品质控制在标准范围内，以减少水垢的结生和腐蚀。
排污阀装在锅筒、立式锅炉的下脚圈的最低处，它的作用有：一是排放锅炉内的水垢和污渣，二是当锅炉满水或停炉清洗时可以排放余水。
注意事项：a.每台锅炉应装独立的排污管，排至安全地点。
b.几台锅炉合用一根总排污管时，不应有两台或两台以上的锅炉同时排污。c.
锅炉的排污管、排污阀不应采用螺纹连接。
3.5 保护装置。
低水位联锁保护装置。
额定蒸发量大于或等于2t/h的锅炉，应装设高低水位报警和低水位联锁保护装置，即在锅炉缺水
时能报警并停炉。
超压联锁保护装置
额定蒸发量大于或等于6t/h的锅炉，应有超压联锁保护装置，即在超压时能报警，停炉。
熄火保护装置
油（气）炉应有可靠的点火程序控制和熄火保护装置，避免油（汽）炉的炉膛发生**。
超温联锁保护装置
热载体炉应有该装置，当油温超过限定值时，报警并切断燃烧装置。
4、锅炉点火前要做的准备工作。
1）检查准备。对新装、迁装和检修后的锅炉，点火之前一定要进行全面检查。为了不遗漏检查项目，可按照锅炉运行规程的规定逐项进行检查。
各个被检项目都符合点火要求后才能进行下一步的操作。
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