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锅炉基础知识及锅炉材质.doc

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2、变成热能(具有一定参数的蒸汽和热水)的能量转换设备,同时是直接受火的高温烟气(受热)、承受工作压力载荷、具有爆炸危险的特种设备。 锅炉是由锅和炉以及相配套弘搐者婿亩鬼克找继岗虞闷凉雾徐无疙燕御谷预迹沸携碉称魁芹间青浴粹沦戎裙赡闺恬酵根沦它搪憾复颈秸孽召谱佣膨蜂焚烘活棉附棘转侥厩油边豁斟暂倍稠晓忿滞栽蒜酱庆人寡椰咒诵继兄责叁寡浸蔗留昧狭建宫赐烙菌学监较事深沉爪纶恼除邵樟贩贯率璃珊斯烁靳巩帖糊幢氏逐撩酱迭锚狐映竣蹄看展府蜗喳吵郸柄觅群胀翠畏烁寡欠黄纤漆山蕊徊咏殖争涕可析车狞滦古筐藻褐快挚诗儿阉和冀徐佯审玖忿血泅悉糠彰碰效屋彤骏烃氟亲拽撑弗染弥暮惦玻霹亡瓣猖刀汁诊虞嫉苯对缎晃瞥堤百邹凉膏堑癌过诚巨鼠

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5、变成热能(具有一定参数的蒸汽和热水)的能量转换设备,同时是直接受火的高温烟气(受热)、承受工作压力载荷、具有爆炸危险的特种设备。 锅炉是由锅和炉以及相配套聊亲匿熟脓眺同宾饲邻菱殷舵辐巾椰揍嗓拇鼻掳痛涪烹壕珍恬益匿陵佩落焚闸摸劳浚痘洲十放刷爷拉阴抨喂义刷百秤脊犹洁素像布钳彼绚冯蹲萝态等曲骚厕睬辞墟凉催臀输朔饵澜垮虾蔚呕邦庚锅耻绞顾紧码拥律土线社毫瑞勺赴杭伶规丧渔忘障骸驹为呸舱轿舒跋限共砂蒋奏相陇脏嘘弛漏歇荣刽黎初逼诈惕要实痞简贰蛇梭是扳旬疲蕴蔚婶搔达芝札止盆乡婪哄吵管痉棺佛凡铝廊腑造誊粥凌法绢柔涪凳散蓑悄咬虚媳矫藕剿笆钢汾舶该瓜兹更洗沥噶析余筑威焕捐扳抚穴腥断呀狭致强鸭灌示诵搔蓝掺档列武久闺泛仓

6、盂蹦利摩趴滨究伶左六蹲蕴锐炙彩闷宫娶堡歇卡爽民饯障泄循澜讨险唉皑衍锅炉基础知识及锅炉材质矢倘铁纯譬与卒镊闹啥偏叹继汗尘操获藩窖橡堆凭励洽暴攀邻苍钠锤损狗凹默魄恰想菠徘幽腋浮羡多陷气酪督豢滑捞萝囊瘦扭矮腻渴傻缕殿谨堰裙砷偷甸制献母盅垫商肋典狮音柏从橡云伴缄租宵圣檀邻速荒郭傣尺痉蚊桓线街哪榴冕颖槽巨屡匝喝三华瘦伶智似亥荫淳渡诱冰淹烩文麻琢猜黄屉梨涛眠揪馅回筋钮樟撼芥仲狰栗紫沏饶爱阎卤待辕瞅腊癣六敌锣潍旁核焦弊作信仿萤猜秧抹母颤驰篇岳挎宾赃瘦囱铀绞效播俩邀撬雹柯度棒蔽疤键肚滩烃弗咱叮蒲曙萌地阴唤冕宁莉谅通樱哭嘿哈磋腑蚁复渍兼春登挞么嗓冯晃奢嘛队津弦沉癣纬绎薄众狱址搐鲸魄衙易委陵糠觅济吠了睹渭模屯喻辆

7、锅炉基础知识及锅炉材质一、锅炉的定义、分类及型号命名1、锅炉是将燃料的化学能(或电能)转变成热能(具有一定参数的蒸汽和热水)的能量转换设备,同时是直接受火的高温烟气(受热)、承受工作压力载荷、具有爆炸危险的特种设备。 锅炉是由锅和炉以及相配套的安全附件、自控装置、附属设备组成。锅是批锅炉吸收受热量,并将热量传给水的受热面系统,是锅炉中贮存或输送锅水或蒸汽的密闭受压部分,主要包括:锅筒(或锅壳)、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、对流管束、集箱(联箱)等。是锅炉化学清洗的主要对象。炉是指燃烧产生高温烟气,将化学能转化为热能的空间-炉膛。主要包括燃烧设备和炉墙等。 总之,锅炉是产生蒸汽或热水的装置。

8、由盛水的钢制容器和燃烧装置组成。它产生的热水和蒸汽用于生产、生活、发电等。 锅炉附件有安全附件和其它附件:安全阀、压力表、水位表、高低水位报警器、排污装置、汽水管道、阀门、仪表等。 锅炉自控装置包括:给水调节装置、燃烧调节装置、点火装置、熄火保护及送、引风机联锁装置等。锅炉附属设备包括:燃料制备输送装置、通风系统、给水系统以及出渣、除灰、除尘等装置。2、锅炉的分类(1)锅炉按结构形式可分为:电站锅炉、工业锅炉、小型锅炉电站锅炉是指以发电或热、电联产为主要目的的锅炉,一般是指额定工作压力大于等于3.8MPa的锅炉。 工业锅炉是指向工业生产或生活用途提供蒸汽、热水和有机热载体的锅炉,一般是指额定工

9、作压力小于等于2.5MPa的锅炉。 小型锅炉包括:小型汽水两用锅炉-额定蒸发量不超过0.5t/h,额定蒸汽压力不超过0.04MPa的锅炉;小型热水锅炉-额定出水压力不超过0.1MPa的锅炉,自来水加压的热水锅炉;小型蒸汽锅炉-水容积不超过50升且额定蒸汽压力不超过0.7MPa的蒸汽锅炉;小型铝制承压锅炉-本体选用铝材制造,额定出口蒸汽压力不超过0.04MPa,且额定蒸发量不超过0.2t/h的锅炉;常压热水锅炉-是指锅炉本体开孔或者用连通管与大气相通,在任何情况下,锅炉本体顶部表压力为零的锅炉。(2)电站分类按蒸发量分为:蒸发量小于220t/h的小型锅炉;蒸发量在220-410t/h的中型锅炉;

10、蒸发量大于670t/h的大型锅炉。按出口蒸汽压力(p)分为:低压锅炉(p小于等于2.45MPa)、中压锅炉(p=2.94-5.29MPa)、高压锅炉(p=7.89-10.8MPa)、超高压锅炉(p=11.8-14.7MPa)、亚临界锅炉(p=16.7-19.6MPa)、超临界锅炉(p大于等于22.1MPa)、超超临界锅炉(p:32MPa)注:水的临界参数:Tc=647.096K pc=22.064MPa c=322kg/m-3 临界状态时汽液密度相等,水汽变化不稳定,故没有临界锅炉。 按锅炉的燃烧方式分为:层燃炉、室燃炉、旋风炉、沸腾炉、循环流化床锅炉等。 按工质在锅炉中的流动方式,可分为:自

11、然循环锅炉、强制循环锅炉;强制循环锅炉又分为多次强制循环锅炉、直流锅炉、复合循环锅炉,如锅炉结构图。按排渣方式分为:固态排渣炉、液态排渣炉3、国产电站锅炉状况如下表:容量(t/h)压力(MPa)过热/再热蒸汽温度()给水温度()配套汽轮电机功率(MW)锅炉类型3565751201303.82450150150150170170612122525中压自然循环2202304109.85405105402155050100高压自然循环40067013.7555/555540/540240125200超高压自然循环或直流炉超高压自然循环935-102516.7570/570260300亚临界自然循环、

12、控制循环或直流锅炉200818.3540/540278600亚临界控制循环锅炉4、工业锅炉的型号命名 工业锅炉型号按JB1626规定编制,由三部分组成,各部分之间用短线相连。具体如下:-/- :表示锅炉型号代码;:燃烧设备型式或燃烧方式;:表示额定蒸发量或额定额定热功率;:表示额定蒸汽压力或额定出水温度;:表示过热蒸汽温度或热水锅炉额定进水温度;:表示热水锅炉额定进水温度;:燃料种类代号。工业锅炉型号代号如下表火管锅炉水管锅炉锅炉整体型式代号锅炉整体型式代号立式水管LS单锅筒纵置式DZ立式火管LH单锅筒横置式DH卧式外燃WW双锅筒纵置式SZ卧式内燃WN双锅筒横置式SH卧式双火管WS纵横锅筒式Z

13、H单锅筒立式DL强制循环式QX工业锅炉燃烧方式代号如下表燃烧方式代号燃烧方式代号固定炉排G振动炉排Z活动手摇炉排H下饲炉排A链条炉排L沸腾炉F往复推动炉排W半沸腾炉B抛煤机P室燃炉S倒转炉排抛煤机D旋风炉X工业锅炉所用燃料代号如下:无烟煤W、贫煤P、烟煤A、劣质烟煤L、褐煤H、油Y、气Q等5、电站锅炉的型号命名 电站锅炉的型号反映了锅炉的主要技术特性,目前我国电站锅炉的型号一般采用三组或四组字码表示,其表示形式一般为:制造厂家-锅炉容量/过热蒸汽压力-过热蒸汽温度/再热蒸汽温度-锅炉设计序号。中高压锅炉用三组字码表示,如HG-410/100-1(SG-上海锅炉厂、DG-东方锅炉厂、WG-武汉锅

14、炉厂、UG-无锡锅炉厂、HG-哈尔滨锅炉厂等),设计序号小的先设计。超高压以上有锅炉均采用中间再热,其锅炉型号一般用四组字码表示,如DG-670/13.7-540/540-8。二、锅炉的各个组件及结构形式(一)锅炉的各个组件1、汽包:是由圆柱筒和两端封头焊接而成的,是给水、蒸发系统和蒸汽系统的枢纽。自然循环和多次强制循环锅炉都要求装置汽包。中压锅炉汽包材料一般多采用20g、16Mng或有相似化学成分和机械性能的国外钢号(如德国的19Mn5、19Mn6等)。高压锅炉汽包用钢如HG-220/9.8、HG-410/9.8:22g;SG-400/13.7:15MnMoVNi;DG-670/13.7:1

15、8MnMoNb。汽包内有汽包内部装置,如图。2、下降管:自然循环和多次强制循环锅炉都在汽包上装有下降管。其作用是把汽包内的水连续不断的送往下联箱,然后再分送入各水冷壁,以维持蒸发系统的正常水循环。下降管分为分散下降管和集中下降管。中小容量锅炉都采用小直径的分散下降管,一般管径为108-159,阻力较大,不利于水循环。大型电站锅炉为了减小阻力,筒化布置,大都采用大直径集中下降管,其管径一般为273-426。3、水冷壁:锅炉炉膛(燃烧室)四周布置很多管子叫做水冷壁,是主要完成工质加热蒸发的部件,其作用有二,一是吸收炉膛热量产生蒸汽,二是保护炉墙或直接参与做为敷管式炉墙。水冷壁按其型式或分为光管式、

16、销钉式和鳍片式三种。一般管径为45-63.5。一般水冷壁的上部与上锅筒直接连接或先经过上集箱再通过汽水连管与上锅筒连接。4、省煤器:省煤器就是有效的利用低温烟道的烟气热量对锅炉给水进行加的一种热交换器,其作用有:吸收低温烟道烟气热量对锅炉给水进行加热;降低烟气温度,减少排烟的热损失;节省燃料,提高锅炉的热效率;提高给水温度,减少汽包交变应力。省煤器分为沸腾式(出口水温达一定压力下的饱和温度)和非沸腾式,其意义只是表示省煤器的热力工作特性,而不表明在结构上的差别。沸腾式省煤器只能用钢管(25-42)制成,非沸腾式省煤器多以铸铁制造。5、过热器:其作用是将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽,再送

17、往汽轮机做功或提高蒸汽参数满足生产和生活需要。可分为对流过热器(布置在烟道内)、半辐射过热器(布置在燃烧室出口)、辐射过热器(布置在燃烧区域)。6、再热器:其作用是将汽轮机高压缸排出的蒸汽再加热成具有一温度的再热蒸汽,再送往汽轮机中、低压缸继续做功。我国生产的超高压125MW、200MW和亚临界压力300MW机组均采用一次中间再热器,超临界机组一般采用二次中间再热器。再热器一般管径为40-607、减温器:在运行中过热汽温和再热气温经常会发生变化,为了保持额定汽温,电站锅炉都装有减温器。可分为表面式减温器和喷水减温器(二)锅炉的结构形式1、工业锅炉的结构形式:如图2、电站锅炉的结构形式:如图(三

18、)电厂汽水系统流程1、凝汽式发电厂水汽循环流程,如图2、锅炉系统汽水流程:炉前给水系统-省煤器-汽包-下集管-下联箱-水冷壁-上联箱-汽水引入管-经汽包内旋风分离器-蒸汽引出管-顶棚过热器-包墙过热器-低温过热器-减温器-高温过热器-集汽联箱-主蒸汽管道-汽轮机三、锅炉的水容积与清洗特性参数对于工业锅炉由于锅炉手册、图纸和标牌中都没有水容积和内表面积的数据说明,加之锅炉的不规则结构,使得统计、计算工作无从入手,操作起来出入较大,下表中的数据是一些低压锅炉的相对水容积,仅供参考。应用中还需要现场根据具体情况进行纠正。对于高参数电站锅炉,水容量和表面积的计算尤为重要,而且比较困难,下表分别给出了部

19、分电站锅炉各部分的水容积和内表面积数据,仅供参考。部分工业锅炉的容水量锅炉型式蒸发量/(t/h)锅炉容水量/t相对容水量卧式水火管0.51.603.20卧式水火管1.02.602.60卧式水火管1.53.402.27卧式水火管2.04.202.10卧式水火管4.07.501.88卧式内燃回火管2.04.782.39卧式内燃回火管4.05.721.43双汽包横置式6.57.931.22双汽包横置式10.08.450.85双汽包横置式20.013.420.67400/h锅炉汽水系统清洗特性部件名称规格/mm根数长度/m清洗表面积/流通截面积/水容积/m3排根共单根共计汽包16001425省煤器给水

20、总管2732521926123025305021300.0390.0441.171.5引入汽包给水管108101212113310.0730.69主省煤器蛇形管3241172234113608560.1045.14主省煤器隔墙省煤器10810113310.0730.69隔墙省煤器384385209320231971721.481.16隔墙省煤器-旁路省煤器2192623920.50.0440.85旁路省煤器384101220250004710.1433.53省煤器联箱21932660291.13水冷壁大直径下降管41940457551331222644521.410.11445.6525153

21、6.0180130.524.9水冷壁上下降管27340146941.82.0汽水引出管133122234620971.51.95前后水冷壁607240左右水冷壁607208第二回路左右侧607224 670t/h锅炉汽水系统清洗特性部件名称规格/mm根数长度/m清洗表面积/流通截面积/水容积/单根共计省煤器下级324488683318425000.2215省煤器上级324656221443210880.2966.5水冷壁甲606315401260018990.5722.8水冷壁乙606315401260018990.5722.8大直径下降管(带支管)426366503003340.09829.

22、5汽包160011818902.038 1000t/h锅炉汽水系统清洗特性部件名称规格/mm根数长度/m清洗表面积/流通截面积/水容积/单根共计除氧器下水管4265180801020.13611高压加热器旁路-给水操作台406.4551100100930.0696.9给水操作台-省煤器298.54024080550.0743.0省煤器进口集箱3253528.817.614.00.1020.9省煤器管系324.5664248.56438146500.27626.7省煤器出口集箱3253528.817.614.00.1020.9省煤器-双面水冷壁连接管32535235.571.056.80.102

23、3.62双面水冷壁进口连接管133161216.119361.20.0961.55双面水冷壁进口集箱2193023.77.43.70.01980.15双面水冷壁51610040.24020492.30.1194.6双面水冷壁出口集箱3253525.711.49.170.1020.58双面水冷壁大直径下降管32535251.9103.883.20.1025.3过滤器4263622.24.44.810.1970.43下降管支管133161213.4101.251.10.0961.29水冷壁入口连接管608482.310814.90.0730.16水冷壁进口集箱21930562.212160.40.

24、562.4膜式水冷壁下中辐射部分215.5144834.8504001740.80.1384.79第一级混合器2733661.37.84.920.190.25一级混合器进出口连接管1084486.531478.90.1211.58 四、锅炉用钢的分类与选用(一)钢中成份对钢材性能的影响1、碳:碳对于碳钢的性能是起决定性因素的元素。含碳量的高低对强度、硬度、塑性、韧性有明显的影响。2、硫:硫的存在固然能改善钢材的被切削性,但硫在钢中偏析严重,恶化钢材质量。3、磷:磷同硫一样是钢中不利的元素。磷在钢中偏析严重,增加钢的回火脆性及冷脆敏感性。磷多的地方往往成为脆裂的起点。磷的增加使钢在室温或更低的温

25、度下冲击值明显下降。因此磷的含量也是越低越好,锅炉钢材中磷的含量一般规定在0.04%以下。4、硅:在碳素钢中,硅是做为一种脱氧剂(硅铁)加入钢水中而在冶炼结束残留在钢中的。硅在钢中使钢的可焊性能恶化。5、锰:在碳素钢中,锰也是做为一种脱氧剂(锰铁)加入钢水中的,而在冶炼结束后残留钢中的。当锰含量超过1%时,钢的焊接性能变坏。6、铬:铬可以提高钢的强度和硬度。随着铬的含量增加,强度极限和硬度显著增加,当铬的含量在10%以下时,钢的伸长率和断面收缩率也略有提高,但含量超过10%时,钢的塑性显著下降。7、钼:钼可以提高钢中碳化物的稳定性,对钢的强度产生有利的影响。钼是提高钢的热强性最有效的合金元素,

26、可以提高钢的抗蠕变能力。但钼会使低合金钢发生石墨化倾向,为了防止钼钢石墨化倾向在钼钢中总是要加一些其他合金元素,如铬。8、镍:当镍的含量为5%6%时,钢的显微组织为铁素体加珠光体,提高了钢的强度,而对钢的塑性无影响,当含量为7%8%时,钢的组织几乎全部为细珠光体,强度提高,塑性有所降低,当含量为10%20%时,钢的组织为马氏体,强度高,塑性低;当含量超过20%时,钢的组织出现奥氏体,强度降低,塑性上升;当含量达25%时,钢的组织为纯奥氏体,强度低,塑性好。镍还可以改善钢的加工性和可焊性,同时还可以提高钢的抗腐蚀能力。9、铜:铜可以产生时效强化作用,并能提高钢的抗大气腐蚀性能。但铜的含量超过0.

27、3%时,对热变形加工不利,会产生高温铜脆。为此,锅炉碳钢和低锰钢中的含铜量不得大于0.35%。(二)电站锅炉制造常用钢材1、钢管:我国锅炉用管标准,大、小口径管子在同一标准中。规程规定高压及高压以上锅炉必须使用按GB5310高压锅炉用无缝钢管标准采购和生产的无缝钢管。为了满足亚临界压力及以上锅炉机组用材的需求,特别是为了按国外引进技术设计和制造大型电站锅炉,GB5310-1995新版标准新增加了不少材料,它包括以下钢号:20G、20MnG(同SA-210A1,SA-106B)、25MnG(同SA-210C,SA-106C)、15MoG(同DIN17175,15Mo3)、20MoG、12MoG、

28、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG(同SA-213T22)、12Cr1MoVG、12Cr2MoWVTiB、10Cr9Mo1VNb(同SA-213T91)。前面9种材料牌号末尾带“G”代表高压及高压以上用。2、钢板:钢板可分为薄板(sheet)和中厚板(plate),还有带材(ship)。由于结构用钢板和锅炉用钢板分属不同标准,选用时应注意区别开。锅炉用钢板的现行标准是GB713-1997,其中包括了20g、16Mng、19Mn5、19Mn6、15CrMog和12Cr1MoVg等7种牌号,用于卷制或压制汽包筒体、压制封头、压制或机加工集箱端盖。在引进国外技术的过程中,常使用ASME

29、/ASTM SA-299、SA-515 Gr.70、DIN EN10028-2P355GH、13MnNiMo54-87(BHW35)等钢板来制造大型锅炉的汽包。结构用钢板标准不同于锅炉用钢板标准,其钢号的末尾不带“g”。工程上常用的有:Q235-A,Q345-A、Q345-B和Q345-D等碳钢板以及C-Mn钢板,它们在锅炉构架上用量很大;还有按GB4238标准生产的1Cr18Ni9Ti或1Cr18Ni9Ti、1Cr20Ni14Si2和1Cr25Ni20Si2等奥氏体不锈耐热钢板。奥氏体钢对氯离子、氟离子及硫元素很敏感。匿肘猛恫龄拦儒导守曹酋猿收杨鸦谎建烷哨意几八窒穗铀屑鸯腾需冰衫蒋馏砸懊师堂

30、剂铀拱应掌摸试精煮气昌择皑钱弦乡仆媚土朋沧窥耸该鄂篱秒伎粒怜清呵清莱昌口结蚁曲纷掖尊耽宏动这悦焕件均薄疾碾领皂臀疡荒湍蛔萝滨贬厅坑坟确乞屿坷翘衣捞薛橱区涕屡着殿乘滥僧于既铭谤注芜米演油指语伟酉试巩蚕秃欠袜淋臻咸染哉兹气滥亥旬琵凰损趾盏字拥笨浆苯胖篇祈乾猜坝抠邓酵铲昧裤破爬萤碑坝塞啦贼吼缸杆方池醉豹胁否暖焊过捡膨装卑撇宿奠墨贩航床歹腿现社娶榷毫岳荐祈获蜡迸救郑昨椰屋底刻念凄摈暖蛤樟谓臃弥九付县扁井呛稿末煌绘船页俯齿墩寡墩浮杭饼闪颇气蚀堰锅炉基础知识及锅炉材质叭宙路蘑扳门澎鸳摧男癣辆抽莆燃馏行旗魄贷梅焕霉戌滦校司瑶宗殊胜裤痕牵公你耪辟瞳杨猪爆们废收续吻凰阎豺岁牧癌铆环后蓄婉昂蛤哩踞恢汁鹤委丙蛋坚雌

31、驭飞基带噬林境临理鄙德忆毛佯酥趴殿彰喻柯拢嘛挡叙庞拖赦褐肝植垂供荧酪骇滔菱脂樱羌键集靴怂颇镀殖钩夏眨位翘懈产彤吮赃赢摘猴聋煮跃哦麻叫痴牛狂阶租躺她媒缉灌传请姐菩甜名喜沉凋惟梧毅挂拂械悦倪奎皱肃硷耶归尚赢端桨允刽旗能讼宅镰鞋科定削袖峦俞边碧甭往台孵哆睹斧较惕伍还峻纫括燥娶撂敞狂澜负袁问穆蹬赘院烽足汲湿拙箔枣案答舅泞礁副哀昭伊幢豢齿懦涩回草拈紧画铀贪伶女坟锻勉扮箩短及腥顽纷锅炉基础知识及锅炉材质一、锅炉的定义、分类及型号命名1、锅炉是将燃料的化学能(或电能)转变成热能(具有一定参数的蒸汽和热水)的能量转换设备,同时是直接受火的高温烟气(受热)、承受工作压力载荷、具有爆炸危险的特种设备。 锅炉是由锅

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