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    非常全面的鍋爐基礎知識,不收藏后悔!

    作者:天樞子來源:化工設備人訪問:時間:2021-3-19 9:37:30

    鍋爐的基礎知識:

    鍋爐是一種把燃料燃燒后釋放的熱能傳遞給容器內的水,使水達到所需的溫度(熱水)或蒸汽的設備。它由“爐”、 “鍋”、附件儀表及附屬設備構成一個完整體,以保證其正常的安全運行。

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    鍋爐的類型很多,分類方法也很多,歸納起來大致有以下幾種分類:

    ⑴按用途分類:有工業鍋爐、電站鍋爐。工業鍋爐主要用于工業生產和采暖,電站鍋爐主要是利用蒸汽帶動汽輪機發電。


    ⑵按蒸發量分類:有小型鍋爐、中型鍋爐、大型鍋爐。蒸發量小于20噸/時的鍋爐稱小型鍋爐,蒸發量為20-75噸/時的鍋爐稱中型鍋爐,蒸發量大于75噸/時的鍋爐稱大型鍋爐。


    ⑶按壓力分類:有低壓鍋爐、中壓鍋爐、高壓鍋爐。工作壓力不大于2.5兆帕的鍋爐為低壓鍋爐,工作壓力為3.0-5.0兆帕的鍋爐為中壓鍋爐,工作壓力為8-11兆帕的鍋爐為高壓鍋爐。


    ⑷按介質分類:有蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、汽水兩用鍋爐。鍋爐出口介質為飽和蒸汽或過熱蒸汽的鍋爐成蒸汽鍋爐,出口介質為高溫水(≥120℃)或低溫水(120℃以下)的鍋爐稱熱水鍋爐,汽水兩用鍋爐是既產生蒸汽又可用于熱水得鍋爐。


    ⑸按燃燒室布置分類:有內燃式鍋爐、外燃式鍋爐。


    ⑹按使用燃料分類:有燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐。

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    燃煤蒸汽鍋爐

    ⑺按鍋筒位置分類:有立式鍋爐、臥式鍋爐。


    ⑻按鍋爐本體型式分類:有鍋殼鍋爐(火管鍋爐)、水管鍋爐。


    ⑼按安裝方式分類:有整裝鍋爐、(快裝鍋爐)、散裝鍋爐。


    鍋爐的組成:

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    真空熱水鍋爐結構示意圖

    1、“爐”:是由燃燒設備、爐墻、爐拱和鋼架等部分組成,使燃料進行燃燒產生灼熱煙氣的部分。煙氣經過爐膛和各段煙道向鍋爐受熱面放熱,最后從鍋爐尾部進入煙囪排出。


    2、“鍋”:即是鍋爐本體部分,它包括鍋筒(汽包)、水冷壁管、對流管束、下降管、集箱(聯箱)、過熱器、省煤器等受壓部件,由此而組成的盛裝鍋水和蒸汽的密閉受壓部分。


    3、附件儀表:為保證鍋爐的正常安全運行,鍋爐上需裝置一些附件儀表,有安全閥、壓力表、水位表(包括雙色水位計、高低水位警報器、低地位水位計)、低水位連鎖保護裝置、溫度儀表、超溫警報器、流量儀表、排污裝置、防爆門、常用閥門以及自動調節裝置等。


    4、附屬設備:附屬設備是安裝在鍋爐本件之外的必備設備,它是供應燃料系統、通風系統、給水系統、除渣除塵系統等裝置設備,如球磨機、運煤設備、水泵、水處理裝置、鼓風機、引風機、除渣機、除塵器以及吹灰裝置等。


    鍋爐本體的組成:

    它是盛裝鍋水和蒸汽的密閉受壓部分,它由鍋筒(汽包)、水冷壁管、對流管束、下降管、集箱(聯箱)、過熱器、省煤器等受壓部件組成。

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    鍋爐本體各部件的作用:

    1、鍋筒:筒的作用是匯集、貯存、凈化蒸汽和補給水。熱水鍋爐鍋筒內全部盛裝的是熱水,而蒸汽鍋爐下鍋筒全部盛裝的是熱水,上鍋筒下部為熱水,上部為蒸汽空間,水的表面稱水面,汽水分界的位置叫水位線。


    2、水冷壁:冷壁是布置在爐膛四周的輻射受熱面。它是鍋爐的主要受熱面。


    3、對流管束:流管束是鍋爐的對流受熱面。吸收高溫煙氣的熱量,吸熱情況與煙氣流速、管子的排列方式、煙氣沖刷的方式都有關。


    4、下降管:要作用是把鍋筒里的水輸送到下集箱,使受熱面管子有足夠的循環水量,以保證可靠的運行。


    5、集箱:稱為聯箱,它主要是匯集、分配鍋水,保證各受熱面管子可靠的供水或匯集各管子的水或汽水混合物,集箱一般不應受輻射熱,以免內部水產生汽泡冷卻不好,過熱燒壞。


    6、過熱器:熱器是蒸汽鍋爐的輔助受熱面,它的作用是在壓力不變的情況下,從上鍋筒中引出飽和蒸汽,再經加熱,使飽和蒸汽中的水分蒸發并使蒸汽溫度升高,提高蒸汽品質,成為過熱蒸汽。


    7、省煤器:煤器是布置在鍋爐尾部煙道內,利用排煙溫度的余熱來提高給水溫度的熱交換器,作用是提高給水溫度,減少排煙熱損失,提高鍋爐熱效率。

    一般來說,省煤器出口水溫每升高1℃,鍋爐排煙溫度平均降低2-3℃,沒升高給水溫度6-7。省煤1%,一般加裝省煤器的鍋爐可節約煤5-10%。


    采暖鍋爐運行時,燃料中的可燃物質在適當的溫度下,與通風系統輸送給爐膛內的空氣混合燃燒,釋放出熱量,通過各受熱面傳遞給鍋水,水溫不斷升高,產生汽化,這時為飽和蒸汽,經過汽水分離器進入主汽閥輸出使用,如果對蒸汽品質要求較高。

    可將飽和蒸汽進入過熱器中再進行加熱成為過熱蒸汽輸出使用。對于熱水鍋爐,鍋水溫度始終在沸點溫度以下,與用戶的采暖供熱網連通進行循環。


    鍋爐的水循環:

    鍋爐本體是由鍋筒、下降管、水冷壁管、集箱、對流管束等受壓部件組成的封閉式回路。


    鍋爐中的水或汽水混合物在這個回路中,循著一定的路線不斷地流動著,流動的路線構成周而復始的回路,叫循環回路。鍋爐中的水在循環回路中的流動,就叫做鍋爐水循環,由于鍋爐的結構不同,循環的數量也不一樣。


    鍋爐的水循環分為自然循環和強制循環兩類。一般蒸汽鍋爐的水循環是自然循環,熱水鍋爐水循環大都為強制循環。


    自然循環是利用上升管中汽水混合物的重度小、重量輕,下降管中水的重度大,重量較重,造成的壓力差,使兩段水柱之間失去平衡,導致鍋爐的水流動而循環、兩者之間的重度差越大,壓力差就越大,對水循環的推動力也越大,循環好。強制循環是依靠水泵的推動作用強迫鍋爐水的循環。


    鍋爐安全附件:

    為保證鍋爐的正常運行,鍋爐上裝置有壓力表、安全閥、水位表及高低水位警報器、汽水閥門和排污閥等附件。其中,壓力表、安全閥和水位表是保證鍋爐安全運行的基本附件,人稱鍋爐三大附件,也是操作人員進行正常操作的耳目。


    1、壓力表:力表是鍋爐必不可少的安全附件之一,用以測量和表示鍋爐汽水系統的工作壓力。鍋爐常用的壓力表為彈簧式壓力表,構造簡單、準確可靠,安裝和使用也很方便。


    每臺鍋爐上必須裝有與鍋筒蒸汽空間直接連接的壓力表,一般宜平行設置兩只,便于相互校驗。壓力表裝用后每半年至少校驗一次,校驗后必須鉛封,并注明校驗日期。


    除鍋筒上裝置壓力表外,在省煤器出口和給水管的調節閥前也都應裝設壓力表。


    2、安全閥,全閥是能自動地將鍋爐工作壓力控制在預定的允許范圍之內的安全附件。當鍋爐壓力超過允許工作壓力時,安全閥會自動開啟,能迅速泄放出足夠多的蒸汽,使鍋爐壓力下降,同時發出音響警報,警告司爐人員,以便采取必要的措施,降低鍋爐壓力。


    常用的安全閥是杠桿式安全閥和彈簧式安全閥。

    3、水位表,位表是一種反映液位的測量儀表 ,用來指示鍋爐內水位的高低,可協助司爐人員監視鍋爐水位的動態,以便控制鍋爐水位在正常范圍之內。

    除鍋筒上裝置壓力表外,在省煤器出口和給水管的調節閥前也都應裝設壓力表。


    4、高低水位警報器是一種當鍋爐水位達到最高或最低允許限度時,能自動發出警報信號的裝置。是利用浮體隨鍋爐水位的升降變化而自動發出警報信號的,從而提醒操作人員注意水位的變化,及時采取有效措施,防止發生缺水和滿水事故。


    鍋爐生產參數從那獲得?看看鍋爐銘牌寫些什么?

    1、制造廠家;2、制造年月;3、型號;4、燃燒方式;

    5、額定蒸發量;6、過熱蒸汽壓力;7、過熱蒸汽溫度;8、額定壓力;9、給水溫度。


    如何識別鍋爐型號?

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    型式代號-火管爐:

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    型式代號-水管爐:

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    燃燒方式:

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    燃料種類:

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    蒸發量:鍋爐每小時產生的蒸汽數量稱為鍋爐蒸發量。

    常用符合D表示,單位噸/小時;額定蒸發量:鍋爐按額定參數(壓力、溫度),長期運行時所產生最大蒸發量。

    注意:鍋爐銘牌上標注的蒸發量就是額定蒸發量。

    鍋爐運行:

    蒸汽的發生過程:

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    鍋爐啟動:

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    檢查與準備:

    1、進行爐內外檢查。

    2、檢查承壓部件的漏泄情況。

    3、進行汽、水系統的檢查。

    4、對傳動機械如風機、水泵、等進行檢查和試運,并對連鎖裝置進行聯動試驗。

    5、進行燃料系統的準備工作。


    進水:

    1、進除氧熱水,水溫不超過90℃,以避免造成過大的熱損失和產生危險熱應力。

    2、進水應緩慢,特別冬季更要注意。建議進水持續時間為1-2小時。

    3、進水至汽包水位計的最低水位處即點火水位。

    升壓過程:

    從鍋爐點火直到汽壓升到工作壓力的過程。

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    鍋爐啟動過程應做哪些定期工作?

    1、沖洗水位計:通常為兩次,第一次是汽包壓力(0.5-1表壓)就沖洗。第二次并汽前沖洗。

    2、關閉空氣門;關閉時間要正確,氣壓升至1.5-2表壓時進行。

    3、對鍋爐機組進行全面檢查;啟動期間2-3次,并汽前還應進行一次。特別注意各部膨脹指示值是否正確。

    4、定期排污(下部放水);

    5、熱緊螺絲:氣壓升至3-4表壓時。

    6、主汽管暖管:氣壓升至3-5表壓時;

    7、沖洗壓力表;氣壓升至3-5表壓時沖洗各部汽、水壓力表管及閥門。

    8、連續排污;

    9、安全門檢查。


    當水鍋爐負荷變化時水位會如何變化?

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    什么情況下水位計會產生假水位?

    1、水位計連通管堵塞泄漏;

    2、汽水旋塞堵塞泄漏;

    3、水位計玻璃板上沉積污垢。


    水位計的沖洗:

    目的:是為了清潔水位計玻璃,防止水、汽連通管堵塞,以免運行人員被假水位現象所迷惑而造成鍋爐缺水或滿水事故。

    沖洗步驟:開放水門,沖洗汽管、水管及玻璃管→關水門,沖洗汽管及玻璃板→開水門,關汽門沖洗水管及玻璃板→開汽門,關放水門,恢復水位計運行。


    風量調節:

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    如何判斷送風量大???

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    鍋爐排污:

    所謂排污,就是把鍋爐中含雜質多的爐水排掉一銷部分以較干凈的給水來補充,使汽包水位保持不變。

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    鍋爐壓力表有何規定?

    1、精度:工作壓力<2.5MP不低于2.5級:工作壓力≥2.5MP不低于1.5級;工作壓力>14.MP應為1級。

    2、壓力表盤刻度極限值應為工作壓力的1.5-3.倍最好選用2倍。

    3、壓力表盤直徑應不少于100毫米。

    4、壓力表裝用前應做校驗,并在刻度上劃紅線指出工作壓力。裝用后每年至少校驗一次。

    5、壓力表應有存水彎管,鋼管內徑不應少于10毫米,銅管不少于6毫米


    鍋爐運行中容易發生那些事故和故障?

    1、鍋爐水位事故和故障:鍋爐滿水、鍋爐缺水,水位不明。水位計損壞、汽水共騰。

    2、鍋爐承壓部件損壞:受熱面管子損壞、暴管和承壓部件爆炸、汽水管道損壞。

    3、鍋爐燃燒事故和故障:包括爐膛爆炸、結焦、煙道內可燃物再燃燒、燃燒室爐墻及吊旋損壞等。

    4、鍋爐系統事故和故障:負荷驟減、停電、鍋爐及管道水沖擊燃燒系統故障等。

    5、鍋爐附屬設備故障:引風機故障、空氣預熱器故障,爐排故障等。


    運行中遇有哪幾情況時應緊急停爐?

    1、鍋爐缺水,使水位在汽包水位計看不清。

    2、鍋爐滿水:使水位超過汽包水位計的上部可見水位。

    3、爐管爆破,不能保持鍋爐正常水位時。

    4、燃料在燃燒室后的煙道內燃燒,使排煙溫度不正常升高時。

    5、所有水位計損壞時。

    6、鍋爐汽水管道爆裂,威脅設備及人身安全時。

    7、鍋爐燃油管道爆破或著火,威脅設備及人身安全時。


    鍋爐水位事故危害:

    鍋爐水位事故是鍋爐運行惡性事故之一。如果處理不當,輕則停機。重則造成很大危害。

    缺水:鍋爐鋼板、受熱面管子過熱變形,鼓包或裂紋。管子爆破或鍋爐爆炸。

    滿水和汽水共騰:會使蒸汽品質變壞,增加燃料 消耗、會使過熱器管積鹽垢而造成過熱、燒壞。造成水擊使蒸汽管道損壞。


    如何判斷鍋爐缺水?

    1、汽包水位低于正常水位,低地水位計指示負值增大

    2、水位警報器鳴叫,低水位信號燈明亮。

    3、過熱蒸汽溫度升高。

    4、給水流量不正常地小于蒸汽流量(水冷壁管、對流管或省煤器管破裂時則相反)。

    5、水位計內充滿蒸汽,因此水位計發白。


    什么是汽水共騰?

    當爐水含鹽量過高時,會在汽包爐水表面產生許多的泡沫。當鍋爐負荷大,或負荷上升變化過急,或因水位和壓力劇烈變化時,在蒸汽自爐水表面逸出的沖力作用下破裂。爐水和蒸汽共同升騰。這時分不清汽和水的界面。

    原因:

    1、爐水質量不符合標準,懸浮物或含鹽量過大。沒有按規定進行排污。

    2、汽包水位過高,爐水在極限濃度時鍋爐負荷驟增。

    3、給水含油或加藥不正常。


    鍋爐檢驗與保養:

    定期保養:

    1、運行鍋爐應每年進行一次停爐內外部檢驗,對設備狀態和管理較好的鍋爐可以每兩年進行一次。

    2、每六年進行一次超壓水壓試驗。


    非定期檢驗:

    1、新裝、移裝或停止運行一年以上,需要投入或恢復運行時。

    2、受壓元件經重大修理或改造后。

    3、根據鍋爐運行情況,對設備狀態有懷疑必須進行檢驗時。


    鍋爐內外檢驗有那些重點內容?

    外部檢查:

    1、安全附件是否齊全,并對安全閥作排期校驗。

    2、人孔、手孔以及閥門法蘭等是否漏水漏汽, 水汽閥門及輔助設備工作是否正常。

    3、爐墻、爐架是否正常,防爆裝置是否完整好用。


    內部檢查:

    1、鍋爐受壓部件的內外表面,特別在開孔、鉚縫、焊縫、板邊等(裂紋、腐蝕)。

    2、鉚縫是否嚴密,有無岢性脆化 。

    3、脹口是否嚴密,管端的受脹部位有無環形裂紋。

    4、鍋爐受壓元件有無凹陷、彎曲、鼓包和過熱;拉撐有無腐蝕和斷裂。

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    5、構架有無因磚墻損壞而發生熱變形。

    6、安全附件是否合理可靠,自動控制、信號系統及儀表是否靈敏可靠給水管和排污。管與鍋爐接口處有無腐蝕、裂紋等。


    停爐保養:

    停爐期間溶氧腐蝕比鍋爐運行時發生溶氧腐蝕嚴重的多。

    保養基本原則:

    1、不讓空氣進入停用鍋爐的汽水系統內。

    2、保持停用鍋爐水汽系統內表面的干燥,相對濕度小于20%。

    3、在金屬表面造成具有防腐作用的薄膜。

    4、使金屬表面浸泡在含有除氧劑或其它保護劑的水溶液中。


    停爐常用的保護方法:

    長:聯氨防腐、氨液防腐、堿液防腐;磷酸三鈉與亞硝酸鈉、干燥劑防腐、充氮、充氨防腐。

    短:保持給水壓力、保持蒸汽壓力;熱爐放水、余熱烘干。


    烘爐:目的:烘干爐墻和爐拱的水分,以免突然升溫爐墻產生裂紋。

    方法:

    (1)按升溫曲線進行升溫

    (2)每天溫升不超過(50℃)(20℃)

    (3)烘爐時間:輕型爐墻4—6天;重型爐墻10—14天。

    (4)烘爐溫度:(最終煙溫)輕型爐墻不超過160℃;

    重型爐墻不超過220℃。


    水處理目的:是將鍋爐用水(硬水)變為軟水,使鍋爐內部受熱面保持清潔,不結(少結)垢,提高鍋爐效率和保證蒸汽品質,防止鍋爐金屬壁腐蝕,確保鍋爐安全經濟,連續運行。


    什么叫硬水?什么叫軟水?

    含有較多鈣、鎂鹽類的水稱硬水,不含鈣、鎂鹽類的水稱軟水。我們所見過的水(江、河、湖、塘水、礦泉水)由于含鈣、鎂鹽較多一般都稱為硬水。

    水中溶解有鈣、鎂離子的總濃度稱水的硬度;單位:毫克當量/升、PPM。

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    給水中總硬度越大,爐內受熱面上結水垢越厚,對鍋爐危害性就越大。

    1、使受熱面傳熱差,排煙溫度增高,降低鍋爐效率,增加煤耗。

    2、影響水循環的正常進行,燒壞管子。


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    堿是由金屬離子和氫氧根所組成的化合物。

    如:氫氧根離子、碳酸根離子、重碳酸根離子。

    水中堿度對鍋爐影響:當爐水堿度太大時,能引起堿性腐蝕:發生泡沫及汽水共騰現象。

    鈉離子交換處理:

    原理:硬水通過一種鈉離子交換劑使水中陽離子(鈣、鎂)與其交換水中鈣、鎂離子被交換劑吸收,而交換劑上的鈉被置換到水中。使得水的硬度大大下降成為軟水。

    Ca(HCO3)2+2NaR==CaR2=2NaHCO3

    CaSO4+2NaR==CaR2+Na2SO4

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    順流再生:


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    逆流再生:


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