特種設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)

1、第一章 特種設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)（李國(guó)才編著）第一節(jié) 特種設(shè)備的分類及特點(diǎn)一、特種設(shè)備的概念特種設(shè)備，是指對(duì)人身和財(cái)產(chǎn)安全有較大危險(xiǎn)性的鍋爐、壓力容器（含氣瓶）、壓力管道、電梯、起重機(jī)械、客運(yùn)索道、大型游樂設(shè)施、場(chǎng)（廠）內(nèi)專用機(jī)動(dòng)車輛，以及法律、行政法規(guī)規(guī)定適用中華人民共和國(guó)特種設(shè)備安全法的其它特種設(shè)備。特種設(shè)備是我國(guó)的一個(gè)專有名詞，是在制定特種設(shè)備安全監(jiān)察條例時(shí)明確的。國(guó)際上雖然對(duì)鍋爐、壓力容器（含氣瓶）、壓力管道、電梯、起重機(jī)械、客運(yùn)索道、大型游樂設(shè)施和場(chǎng)（廠）內(nèi)專用機(jī)動(dòng)車輛等設(shè)備進(jìn)行安全監(jiān)察，但是還沒有形成特種設(shè)備的統(tǒng)一概念。 根據(jù)中華人民共和國(guó)特種設(shè)備安全法的第五條規(guī)定，國(guó)家對(duì)特種設(shè)備的生產(chǎn)、

2、經(jīng)營(yíng)、使用，實(shí)施分類的、全過程的安全管理、許可和檢驗(yàn)制度。按照設(shè)備的特點(diǎn)，可將特種設(shè)備劃分為承壓類特種設(shè)備和機(jī)電類特種設(shè)備。承壓類特種設(shè)備包括鍋爐、壓力容器（含氣瓶）、壓力管道；機(jī)電類特種設(shè)備包括電梯、起重機(jī)械、客運(yùn)索道、大型游樂設(shè)施和場(chǎng)（廠）內(nèi)專用機(jī)動(dòng)車輛。特種設(shè)備是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平的代表，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)裝備。我國(guó)現(xiàn)有特種設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)5萬多家，已經(jīng)形成從設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)到安裝、改造、修理等完整的產(chǎn)業(yè)鏈，年產(chǎn)值達(dá)2萬億元。特種設(shè)備具有在高溫、高壓、高空、高速條件下運(yùn)行的特點(diǎn)，世界各國(guó)對(duì)這類設(shè)備、設(shè)施均實(shí)行特殊監(jiān)管，以保障安全。特種設(shè)備是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)備。每年消耗掉70%的煤產(chǎn)量的鍋

3、爐，已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)的心臟。石化裝置中，壓力容器和壓力管道比重高達(dá)40%以上。長(zhǎng)輸管道是繼公路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、水運(yùn)和航空運(yùn)輸之后的第五大運(yùn)輸系統(tǒng)。起重機(jī)械作為現(xiàn)代生產(chǎn)物料的搬運(yùn)設(shè)備，是支撐工業(yè)、交通業(yè)、建筑業(yè)等主要產(chǎn)業(yè)的骨干。特種設(shè)備分布廣泛、數(shù)量巨大、增長(zhǎng)較快，直接關(guān)系到人民生活和社會(huì)發(fā)展，特種設(shè)備已成為與人民群眾生活密切相關(guān)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。如電梯已經(jīng)成為不可或缺的代步工具，氣瓶作為最常見的壓力容器已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶，燃?xì)鈮毫艿莱蔀槌鞘械纳€，客運(yùn)索道、游樂設(shè)施則成為人們享受現(xiàn)代生活的重要載體。隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，特種設(shè)備對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的支撐作用將日益明顯。承壓類特種設(shè)備可

4、能會(huì)發(fā)生爆炸事故，當(dāng)設(shè)備發(fā)生破壞或爆炸時(shí)，設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)迅速膨脹、釋放出巨大的內(nèi)能。這些能量不僅會(huì)使設(shè)備本身遭到破壞，有時(shí)甚至產(chǎn)生沖擊波，使周圍的設(shè)施和建筑物遭到破壞，危及人員生命安全。如果設(shè)備內(nèi)盛裝的是易燃或有毒介質(zhì)，一旦突然發(fā)生爆炸，還會(huì)造成惡性的燃燒或中毒等連鎖反應(yīng)，后果不堪設(shè)想。所以，對(duì)承壓類特種設(shè)備比一般機(jī)械設(shè)備有更高的安全要求。為保證安全，特種設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用、檢驗(yàn)、修理和改造等各個(gè)環(huán)節(jié)由國(guó)家專門機(jī)構(gòu)實(shí)施安全監(jiān)察。國(guó)家制定了一整套法規(guī)作為安全監(jiān)察工作的依據(jù)，其中中華人民共和國(guó)特種設(shè)備安全法是中國(guó)特種設(shè)備法規(guī)體系中的最高法律。已由中華人民共和國(guó)第十二屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委

5、員會(huì)第三次會(huì)議于2013年6月29日通過，自2014年1月1日起施行。特種設(shè)備安全監(jiān)察條例是目前執(zhí)行的中國(guó)特種設(shè)備法規(guī)體系中的最高法規(guī)。特種設(shè)備法規(guī)體系和有關(guān)特種設(shè)備主要法規(guī)見本書第十四章。二、特種設(shè)備的分類根據(jù)中華人民共和國(guó)特種設(shè)備安全法的規(guī)定，國(guó)家對(duì)特種設(shè)備實(shí)行目錄管理。特種設(shè)備目錄由國(guó)務(wù)院負(fù)責(zé)特種設(shè)備安全監(jiān)督管理的部門制定，報(bào)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)后執(zhí)行。經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局于2004年1月19日制定并公布了首批特種設(shè)備目錄，中華人民共和國(guó)特種設(shè)備安全法頒布后，質(zhì)檢總局組織于2013年對(duì)特種設(shè)備目錄進(jìn)行了部分修訂。分為鍋爐、壓力容器、壓力管道、壓力管道元件、電梯、起重機(jī)械、客運(yùn)索道

6、、大型游樂設(shè)施、場(chǎng)（廠）內(nèi)專用機(jī)動(dòng)車輛等共九大類，50個(gè)類別，138個(gè)品種。1鍋爐的分類鍋爐，是指利用各種燃料、電或者其他能源，將所盛裝的液體加熱到一定的參數(shù)，通過對(duì)外輸出介質(zhì)的形式提供熱能的設(shè)備。它通過煤、油、天然氣等燃料的燃燒釋放出化學(xué)能，并通過傳熱過程將能量傳遞給水，以產(chǎn)生熱水或蒸汽；蒸汽直接供給生產(chǎn)中所需的熱能，或通過蒸汽動(dòng)力機(jī)械轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，或通過汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。所以鍋爐也稱為蒸汽發(fā)生器?；?qū)⑷剂系幕瘜W(xué)能傳遞給其他工質(zhì)，如導(dǎo)熱油等，以產(chǎn)生其他高溫的工質(zhì)，如高溫導(dǎo)熱油。特種設(shè)備目錄將鍋爐分為承壓蒸汽鍋爐、承壓熱水鍋爐、有機(jī)熱載體、鍋爐部件鍋爐4個(gè)類別。其中，承壓蒸汽鍋爐分為電站鍋

7、爐、工業(yè)鍋爐、生活鍋爐3個(gè)品種；有機(jī)熱載體鍋爐分為有機(jī)熱載體氣相爐、有機(jī)熱載體液相爐2個(gè)品種。其范圍規(guī)定為容積大于或者等于30L的承壓蒸汽鍋爐；出口水壓大于或者等于0.1MPa（表壓），且額定功率大于或者等于0.1MW的承壓熱水鍋爐；額定熱功率大于等于0.1MW的有機(jī)熱載體鍋爐。鍋爐用途廣泛，形式眾多，除了依據(jù)中華人民共和國(guó)特種設(shè)備安全法制定的特種設(shè)備目錄的鍋爐分類外，還有以下常見的分類方法：（1）按用途分類1） 電站鍋爐 用于火力發(fā)電廠，一般為大容量、高參數(shù)鍋爐。燃料主要在爐膛空間懸浮燃燒(稱為火室燃燒)，熱效率高，出口工質(zhì)為過熱蒸汽。2） 工業(yè)鍋爐 生產(chǎn)和采暖，大多為低壓低溫、小容量鍋爐。

8、燃料主要在爐排上燃燒(稱為火床燃燒)居多，熱效率較低，出口工質(zhì)為熱水的稱為熱水鍋爐，出口工質(zhì)為蒸汽的稱為蒸汽鍋爐。3） 船用、機(jī)車用鍋爐 用作船舶和機(jī)車動(dòng)力，一般為低、中參數(shù)，大多燃油，體積小，重量輕。（2） 按鍋爐出口工質(zhì)壓力分類1）低壓鍋爐 P2.45MPa(25kgf/ cm2)2）中壓鍋爐 P=3.82MPa(39kgf/cm2)3）次高壓鍋爐 3.82MPaP9.81MPa(39kgf/ cm2Pl00kgf/cm2)4）高壓鍋爐 P9.81MPa(l00kgf/cm2)5）超高壓鍋爐 P13.73MPa(140kgf/cm2)6）亞臨界鍋爐 P=15.717.66MPa(16018

9、0kgf/cm2)7）超臨界鍋爐 P=23.526.5MPa(240270kgf/cm2)（3） 按燃燒方式分類1) 火床燃燒鍋爐 主要用于工業(yè)鍋爐，燃料主要在爐排上燃燒。2) 火室燃燒鍋爐 主要用于電站鍋爐，燃料主要在爐膛空間懸浮燃燒。3) 流化床燃燒鍋爐 可以穩(wěn)定、高效率的燃燒各種燃料，特別是低質(zhì)和高硫煤，并可以在燃燒過程中控制SOx及NOx的排放，是一種新型清潔煤燃燒技術(shù)。（4） 按排渣方式分類1）固態(tài)排渣鍋爐 燃料燃燒后生成的灰渣以固態(tài)排出，是燃煤鍋爐的主要排渣方式。 2）液態(tài)排渣鍋爐 燃料燃燒后生成的灰渣以液態(tài)從渣口流出，在裂化箱的冷卻水中裂化成小顆粒后排入水溝中沖走。（5） 按燃料

10、或能源分類按燃料或能源分為固體燃料鍋爐，液體燃料鍋爐，氣體燃料鍋爐，余熱鍋爐，核能鍋爐。 a蒸汽鍋爐 b 熱水鍋爐 c 有機(jī)熱載體鍋爐1-1 鍋爐圖2.壓力容器的分類 壓力容器，是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備。特種設(shè)備目錄將壓力容器分為固定式壓力容器、移動(dòng)式壓力容器、氣瓶、氧艙4個(gè)類別。其中，固定式壓力容器分為超高壓容器、第三類壓力容器、第二類壓力容器、第一類壓力容器4個(gè)品種。移動(dòng)式壓力容器分為鐵路罐車、汽車罐車、長(zhǎng)管拖車、罐式集裝箱、管束集裝箱5個(gè)品種。氣瓶分為無縫氣瓶、焊接氣瓶、特種氣瓶（含車用氣瓶、纏繞氣瓶、非重復(fù)充裝氣瓶、焊接絕熱氣瓶）3個(gè)品種。氧艙分為醫(yī)用氧艙、高氣壓艙

11、2個(gè)品種。其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于0.1MPa（表壓），且壓力與容積的乘積大于或者等于2.5MPa·L的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體，容積大于等于30L且內(nèi)直徑或截面內(nèi)邊界最大幾何尺寸大于等于150mm的固定式容器和移動(dòng)式容器；盛裝公稱工作壓力大于或者等于0.2MPa（表壓），且壓力與容積的乘積大于或者等于1.0MPa·L的氣體、液化氣體和標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)等于或者低于60液體的氣瓶；氧艙。 a壓力容器 b 氣瓶 c 醫(yī)用氧艙1-2 壓力容器示意圖除了特種設(shè)備目錄制定的壓力容器分類外，還有以下常見的分類：（1）一般分類1）按照容器的壁厚分為薄壁容

12、器、厚壁容器；2）按承受壓力方式分為內(nèi)壓容器、外壓容器；3）按工作溫度分為高溫容器、 低溫容器、 常溫容器；4）按殼體的幾何形狀分為球形容器、圓筒形容器和其他特殊形狀容器等；5）按容器的制造方法分為焊接容器、鍛造容器、鉚接容器、鑄造容器、有色金屬容器和非金屬容器；6）按容器的安放形式分為立式容器和臥式容器等?？傊鞣N不同的分類方法都是從各個(gè)不同需要的角度來考慮的。例如，按壁厚和承壓方式分類便于容器的設(shè)計(jì)計(jì)算；按制造方法和制造材料分類，則對(duì)容器的制造管理比較方便。 （2）按使用特點(diǎn)分類從壓力容器的和安全管理方面考慮，壓力容器一般分為固定式和移動(dòng)式兩大類。這兩類容器由于使用方法不同，對(duì)它們的技術(shù)

13、管理要求也不完全一樣。我國(guó)和其他許多國(guó)家對(duì)這兩類容器都分別制定了不同的管理規(guī)程和技術(shù)法規(guī)。 固定式壓力容器是指安裝在固定位置使用的壓力容器。這類容器有固定的安裝和使用地點(diǎn)，工藝條件和使用操作人員也比較固定，容器一般不是單獨(dú)裝設(shè)，而是用管道與其他設(shè)備相連接。（1）固定式容器按它的壓力和用途分類1）按照壓力等級(jí)分類根據(jù)容規(guī)按壓力容器的設(shè)計(jì)壓力(P)分為低壓、中壓、高壓、超高壓四個(gè)壓力等級(jí)，具體劃分如下： 低壓(代號(hào)L) 0.1MPaP<1.6MPa 中壓(代號(hào)M) 1.6MPaP<10MPa 高壓(代號(hào)H) 10MPaP<100MPa 超高壓(代號(hào)U) P100MPa2）按壓力容

14、器品種分類壓力容器按照在生產(chǎn)工藝過程中的作用原理，劃分為反應(yīng)壓力容器、換熱壓力容器、分離壓力容器、儲(chǔ)存壓力容器。具體劃分如下：反應(yīng)壓力容器（代號(hào)R），主要是用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)的壓力容器，例如各種反應(yīng)器、反應(yīng)釜、聚合釜、合成塔、變換爐、煤氣發(fā)生爐等；換熱壓力容器（代號(hào)E），主要是用于完成介質(zhì)的熱量交換的壓力容器，例如各種熱交換器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器等；分離壓力容器（代號(hào)S），主要是用于完成介質(zhì)的流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離的壓力容器，例如各種分離器、過濾器、集油器、洗滌器、吸收塔、銅洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等；儲(chǔ)存壓力容器（代號(hào)C，其中球罐代號(hào)B），主要是用于儲(chǔ)存或者

15、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)的壓力容器，例如各種型式的儲(chǔ)罐。在一種壓力容器中，如同時(shí)具備兩個(gè)以上的工藝作用原理時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照工藝過程中的主要作用來劃分品種。（2）移動(dòng)式容器移動(dòng)式壓力容器是指由壓力容器罐體或者大容積(1000L)鋼制無縫氣瓶與走行裝置或者框架采用永久性連接組成運(yùn)輸裝備。移動(dòng)式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程管轄的移動(dòng)式壓力容器包括：鐵路罐車、汽車罐車、長(zhǎng)管拖車、罐式集裝箱和管束式集裝箱等五大類。不包括罐船。移動(dòng)式壓力容器以鐵路罐車和汽車罐車較為常見。近年來罐式集裝箱與長(zhǎng)管拖車也日益增多。（3）按安全的重要程度分類壓力容器的使用范圍廣、數(shù)量大，各種容器發(fā)生事故所產(chǎn)生的危害的嚴(yán)重程度也不一

16、樣。為了嚴(yán)格控制重要容器的產(chǎn)品質(zhì)量，有區(qū)別地對(duì)安全要求不同的壓力容器進(jìn)行技術(shù)管理和監(jiān)督檢查，防止發(fā)生重大事故，有必要在壓力容器的設(shè)計(jì)、制造和日常使用中的定期檢驗(yàn)與上報(bào)等主要環(huán)節(jié)上實(shí)行分級(jí)(類)監(jiān)督與管理。固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程為了簡(jiǎn)化分類方法，并與歐盟承壓設(shè)備分類方法的指導(dǎo)思想接軌，強(qiáng)化危險(xiǎn)性原則，突出本質(zhì)安全思想，按危險(xiǎn)程度對(duì)壓力容器進(jìn)行分類監(jiān)管。由設(shè)計(jì)壓力、容積和介質(zhì)危害性三個(gè)因素決定壓力容器類別，不再考慮容器在生產(chǎn)過程中的作用、材料強(qiáng)度等級(jí)、結(jié)構(gòu)形式等因素。根據(jù)危險(xiǎn)程度的不同，固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程適用范圍內(nèi)的壓力容器劃分為、三類，利用PV值在不同介質(zhì)分組坐標(biāo)圖上查取相應(yīng)

17、的類別，實(shí)行分類監(jiān)督管理。固定式壓力容器的類別及壓力等級(jí)、品種的劃分如下：1）介質(zhì)分組壓力容器的介質(zhì)分為以下兩組：包括氣體、液化氣體以及最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體：第一組介質(zhì)，毒性程度為極度危害、高度危害的化學(xué)介質(zhì)，易爆介質(zhì)，液化氣體。第二組介質(zhì)，除第一組以外的介質(zhì)。2）介質(zhì)危害性介質(zhì)危害性指壓力容器在生產(chǎn)過程中因事故致使介質(zhì)與人體大量接觸，發(fā)生爆炸或者因經(jīng)常泄漏引起職業(yè)性慢性危害的嚴(yán)重程度，用介質(zhì)毒性程度和爆炸危害程度表示。毒性程度綜合考慮急性毒性、最高容許濃度和職業(yè)性慢性危害等因素，極度危害最高容許濃度小于0.1mg/m3；高度危害最高容許濃度0.1mg/m31.0mg/m3；

18、中度危害最高容許濃度1.0mg/m310.0mg/m3；輕度危害最高容許濃度大于或者等于10.0mg/m3。易爆介質(zhì)指氣體或者液體的蒸汽、薄霧與空氣混合形成的爆炸混合物，并且其爆炸下限小于10%，或者爆炸上限和爆炸下限的差值大于或者等于20%的介質(zhì)。介質(zhì)毒性危害程度和爆炸危險(xiǎn)程度的確定按照HG 20660壓力容器中化學(xué)介質(zhì)毒性危害和爆炸危險(xiǎn)程度分類確定。HG 20660沒有規(guī)定的，由壓力容器設(shè)計(jì)單位參照GB 5044職業(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí)的原則，決定介質(zhì)組別。3）壓力容器類別劃分方法基本劃分壓力容器類別的劃分應(yīng)當(dāng)根據(jù)介質(zhì)特性，按照以下要求選擇類別劃分圖，再根據(jù)設(shè)計(jì)壓力p（單位MPa）和容積

19、V（單位L），標(biāo)出坐標(biāo)點(diǎn)，確定壓力容器類別：a）第一組介質(zhì)，壓力容器類別的劃分見圖1-3；b）第二組介質(zhì)，壓力容器類別的劃分見圖1-4。圖1-3 壓力容器類別劃分圖第一組介質(zhì)圖1-4 壓力容器類別劃分圖第二組介質(zhì)多腔壓力容器類別劃分多腔壓力容器（如換熱器的管程和殼程、夾套容器等）按照類別高的壓力腔作為該容器的類別，并且按照該類別進(jìn)行使用管理。但是應(yīng)當(dāng)按照每個(gè)壓力腔各自的類別分別提出設(shè)計(jì)、制造技術(shù)要求。對(duì)各壓力腔進(jìn)行類別劃定時(shí)，設(shè)計(jì)壓力取本壓力腔的設(shè)計(jì)壓力，容積取本壓力腔的幾何容積。同腔多種介質(zhì)壓力容器類別劃分一個(gè)壓力腔內(nèi)有多種介質(zhì)時(shí)，按照組別高的介質(zhì)劃分類別。介質(zhì)含量極小的壓力容器類別劃分當(dāng)某

20、一危害性物質(zhì)在介質(zhì)中含量極小時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)其危害程度及其含量綜合考慮，按照壓力容器設(shè)計(jì)單位決定的介質(zhì)組別劃分類別。特殊情況的類別劃分a）坐標(biāo)點(diǎn)位于圖1-3或者圖1-4的分類線上時(shí)，按照較高的類別劃分其類別；b）固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程第1.4條范圍內(nèi)的壓力容器統(tǒng)一劃分為第類壓力容器。3. 壓力管道的分類壓力管道，是指利用一定的壓力，用于輸送氣體或者液體的管狀設(shè)備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于0.1MPa（表壓）的氣體、液化氣體、蒸汽介質(zhì)或者可燃、易爆、有毒、有腐蝕性、最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體介質(zhì)，且公稱直徑大于25mm的管道。 a 工業(yè)管道 b 公用管道 c 長(zhǎng)輸管道

21、圖1-5 壓力管道圖 特種設(shè)備目錄中列出的壓力管道為特種設(shè)備的一個(gè)種類，分為長(zhǎng)輸（油氣）管道、公用管道、工業(yè)管道3個(gè)類別。其中，長(zhǎng)輸管道分為輸油管道、輸氣管道2個(gè)品種；公用管道分為燃?xì)夤艿馈崃艿?個(gè)品種；工業(yè)管道分為工藝管道、動(dòng)力管道、制冷管道3個(gè)品種。管道的用途廣泛，品種繁多。不同領(lǐng)域內(nèi)使用的管道，其分類方法也不同。一般可以按用途、主體材料、敷設(shè)狀態(tài)和輸送介質(zhì)等管道使用特性進(jìn)行分類。壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定將壓力管道分工業(yè)管道（GC類）、公用管道（GB類）和長(zhǎng)輸管道（GA類）三類。工業(yè)管道是指企業(yè)、事業(yè)單位所屬的用于輸送工藝介質(zhì)的工藝管道、公用工程管道及其他輸助管道的工業(yè)管道。公用管道

22、是指城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍內(nèi)的用于公用事業(yè)或民用的燃?xì)夤艿篮蜔崃艿?。長(zhǎng)輸管道是指產(chǎn)地、儲(chǔ)存庫(kù)、使用單位間的用于輸送商品介質(zhì)的管道（具體講就是：跨越地、市輸送商品介質(zhì)的管道；跨越省、（自治區(qū)、直轄市）輸送商品介質(zhì)的管道）。動(dòng)力管道是指火力發(fā)電廠用于輸送蒸汽、汽水兩相介質(zhì)的管道。4. 電梯的分類 電梯是服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備。它有一個(gè)轎廂，運(yùn)行在至少兩列垂直的或傾斜角小于15°的剛性導(dǎo)軌之間。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出人或裝卸貨物。電梯是指動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、利用沿剛性導(dǎo)軌運(yùn)行的箱體或者沿固定線路運(yùn)行的梯級(jí)(踏步)，進(jìn)行升降或者平行運(yùn)送人和貨物的機(jī)電設(shè)備，包括載人(貨)電梯、自動(dòng)扶梯、自動(dòng)人行

23、道等。 特種設(shè)備目錄將電梯分為乘客電梯、載貨電梯、液壓電梯、雜物電梯、自動(dòng)扶梯、自動(dòng)人行道、電梯部件7個(gè)類別；33個(gè)品種。電梯的分類方法很多，除了特種設(shè)備目錄的分類外，還有以下常見的分類：1）按用途分類乘客電梯；載貨電梯；客貨(兩用)電梯；病床電梯；住宅電梯；雜物電梯；船用電梯；觀光電梯；車輛電梯。2）按運(yùn)行速度分類超高速電梯；高速電梯；快速電梯；低速電梯。 a 自動(dòng)扶梯 b 客梯 c 貨梯圖1-6 電梯圖3）按拖動(dòng)方式分類直流電梯；交流電梯；液壓電梯。4）按操縱控制方式分類按鈕控制電梯；信號(hào)控制電梯；集選控制電梯；下(或上)集選控制電梯；并聯(lián)控制電梯；梯群程序控制電梯；梯群智能控制電梯；微機(jī)

24、控制電梯。 5. 起重機(jī)械的分類定義：起重機(jī)械是以間歇、重復(fù)的工作方式，通過起重吊鉤或其他吊具起升、下降并平移，用于運(yùn)移物料的機(jī)械設(shè)備。它在搬運(yùn)物料時(shí)，經(jīng)歷上料、運(yùn)送、卸料及返回原處的過程，工作范圍較大，危險(xiǎn)因素很多。起重機(jī)械是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移動(dòng)重物的機(jī)電設(shè)備，其范圍規(guī)定為額定起重量大于或者等于0.5t的升降機(jī)；額定起重量大于或者等于1t，且提升高度大于或者等于2m的起重機(jī)和承重形式固定的電動(dòng)葫蘆等。特種設(shè)備目錄中列出的起重機(jī)械為特種設(shè)備的一個(gè)種類，分為橋式起重機(jī)、門式起重機(jī)、塔式起重機(jī)、流動(dòng)式起重機(jī)、鐵路起重機(jī)、門座起重機(jī)、升降機(jī)、纜索起重機(jī)、桅桿起重機(jī)、旋臂式起重機(jī)、輕小

25、型起重設(shè)備、機(jī)械式停車設(shè)備12個(gè)類別，83個(gè)品種。除此以外，起重機(jī)還有多種分類方法。1）起重機(jī)械按其功能和構(gòu)造特點(diǎn)，分為三類。第一類是輕小型起重設(shè)備；第二類是起重機(jī)；第三類是升降機(jī)。這三類起重機(jī)械，又是由許多結(jié)構(gòu)和工作用途不同的起重機(jī)械組成的。橋架型：橋式起重機(jī)；門式起重機(jī)；裝卸橋；架橋機(jī)； 繩索型：纜索起重機(jī)；門式纜索起重機(jī)； 臂架型：門座；半門座起重機(jī)；塔式；鐵路起重機(jī)；流動(dòng)式；浮式；甲板；桅桿；懸臂；2）按取物裝置和用途分類，有吊鉤起重機(jī)、抓斗起重機(jī)、電磁起重機(jī)、冶金起重機(jī)、堆剁起重機(jī)、集裝箱起重機(jī)和救援起重機(jī)等；3）按運(yùn)移方式分類，有固定式起重機(jī)、運(yùn)行式起重機(jī)、自行式起重機(jī)、拖引式起重

26、機(jī)、爬升式起重機(jī)、便攜式起重機(jī)、隨車起重機(jī)等；4）按驅(qū)動(dòng)方式分類，有支承起重機(jī)、懸掛起重機(jī)等；按使用場(chǎng)合分類，有車間起重機(jī)、機(jī)器房起重機(jī)、倉(cāng)庫(kù)起重機(jī)、儲(chǔ)料場(chǎng)起重機(jī)、建筑起重機(jī)、工程起重機(jī)、港口起重機(jī)、船廠起重機(jī)、壩頂起重機(jī)、船上起重機(jī)等。 a 橋式起重機(jī) b 電動(dòng)葫蘆 c 輪胎起重機(jī)圖1-7 起重機(jī)械圖6. 客運(yùn)索道的分類架空索道是利用架空繩索和牽引客車(或貨車)運(yùn)送乘客(或貨物)的一種機(jī)械運(yùn)輸設(shè)施，在我國(guó)交通、冶金、煤炭、化工、建材、水電、林業(yè)、農(nóng)業(yè)以及旅游等行業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用，架空索道由于能適應(yīng)復(fù)雜地形、跨越山川和克服地面障礙物，因而在山區(qū)和平原、城市和鄉(xiāng)村、風(fēng)景區(qū)和滑雪場(chǎng)均能發(fā)揮作

27、用。國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)表明，在復(fù)雜地形條件下，以架空索道運(yùn)送乘客是一種最佳運(yùn)輸方式?？瓦\(yùn)索道是指動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、利用柔性繩索牽引箱體等運(yùn)載工具運(yùn)送人員的機(jī)電設(shè)備；特種設(shè)備目錄中將客運(yùn)索道列為特種設(shè)備的一個(gè)種類，分為客運(yùn)架空索道、客運(yùn)纜車、客運(yùn)拖牽索道、客運(yùn)索道部件4個(gè)類別，10個(gè)品種。除此以外，客運(yùn)索道按其運(yùn)行方式可以分為往復(fù)式和循環(huán)式兩大類。往復(fù)式索道又可分為承重與牽引分開的往復(fù)式單客廂索道，承重和牽引分開的車組往復(fù)式索道以及承重和牽引合一的單線車組往復(fù)式索道三種。循環(huán)式索道又可分為連續(xù)循環(huán)式，間歇循環(huán)式(運(yùn)行一停止一運(yùn)行)，以及脈動(dòng)循環(huán)式(快速運(yùn)行一慢速運(yùn)行一快速運(yùn)行)三種。其中連續(xù)循環(huán)式應(yīng)用最廣泛，其

28、次是脈動(dòng)循環(huán)式，而間歇循環(huán)式較少采用?？瓦\(yùn)索道還可按照使用的抱索器形式和運(yùn)載工具的形式進(jìn)行分類。按使用的抱索器形式分，有固定抱索器客運(yùn)索道和脫掛式抱索器客運(yùn)索道；按所用的運(yùn)載工具形式分，有吊廂式、吊椅式、吊籃式和拖牽式等四種。 a 客運(yùn)架空索道 b 客運(yùn)纜車 c 客運(yùn)拖牽索道圖1-8 客運(yùn)索道圖7. 大型游樂設(shè)施大型游樂設(shè)施是指用于經(jīng)營(yíng)目的，承載乘客游樂的設(shè)施，其范圍規(guī)定為設(shè)計(jì)最大運(yùn)行線速度大于或者等于2m/s，或者運(yùn)行高度距地面高于或者等于2m的載人大型游樂設(shè)施。 a 過山車 b 旋風(fēng)飛椅圖1-9 大型游樂設(shè)施圖特種設(shè)備目錄中將大型游樂設(shè)施列為特種設(shè)備的一個(gè)種類，分成觀覽車類、滑行車類、架空

29、游覽車類、陀螺類、飛行塔類、轉(zhuǎn)馬類、自控飛機(jī)類、賽車類、小火車類、碰碰車類、電池車類、觀光車類、水上游樂設(shè)施、無動(dòng)力游樂設(shè)施、游樂設(shè)施部件15個(gè)類別。8. 壓力管道元件的分類特種設(shè)備目錄將壓力管道元件單列為一個(gè)種類，分為壓力管道管子、壓力管道管件、壓力管道閥門、壓力管道法蘭、補(bǔ)償器、壓力管道密封元件、壓力管道特種元件7大類別。其中，壓力管道管子分為無縫鋼管、焊接鋼管、有色金屬管、球墨鑄鐵管、非金屬材料管、復(fù)合管6個(gè)品種；壓力管道管件分為非焊接管件（無縫管件）、焊接管件（有縫管件）、鍛制管件、非金屬管件、復(fù)合管件5個(gè)品種；壓力管道閥門分為金屬閥門、非金屬閥門、特種閥門3個(gè)品種；壓力管道法蘭分為鍛

30、造鋼制法蘭、非金屬法蘭2個(gè)品種；補(bǔ)償器分為金屬波紋膨脹節(jié)、非金屬膨脹節(jié)、旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器3個(gè)品種；壓力管道密封元件分為金屬密封元件、非金屬密封元件2個(gè)品種；壓力管道特種元件分為元件組合裝置1個(gè)品種； a 壓力管道管件 b 金屬閥門圖1-10 壓力管道元件圖9. 場(chǎng)（廠）內(nèi)專用機(jī)動(dòng)車輛的分類場(chǎng)（廠）內(nèi)專用機(jī)動(dòng)車輛是指除道路交通、農(nóng)用車輛以外僅在工廠廠區(qū)、旅游景區(qū)、游樂場(chǎng)所等特定區(qū)域使用的專用機(jī)動(dòng)車輛。特種設(shè)備目錄將場(chǎng)（廠）內(nèi)專用機(jī)動(dòng)車輛分為機(jī)動(dòng)工業(yè)車輛、非公路用旅游觀光車輛2大類別。其中，機(jī)動(dòng)工業(yè)車輛分為固定平臺(tái)搬運(yùn)車、牽引車、推頂車、叉車4個(gè)品種；非公路用旅游觀光車輛分為內(nèi)燃觀光車、電動(dòng)觀光車2個(gè)品

31、種。 a 叉車 b 電動(dòng)觀光車圖1-11 場(chǎng)（廠）內(nèi)專用機(jī)動(dòng)車輛圖第二節(jié) 特種設(shè)備的典型焊接結(jié)構(gòu)一、壓力容器典型結(jié)構(gòu)壓力容器是一種內(nèi)部或外部承受氣體或液體壓力，并對(duì)安全性有較高要求的密封容器。壓力容器早期主要應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)，壓力多在10MPa以下。合成氨和高壓聚乙烯等高壓生產(chǎn)工藝出現(xiàn)后，要求壓力容器承受的壓力提高到100MPa以上。隨著石油和化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，壓力容器的工作溫度范圍也越來越寬，新工作介質(zhì)的不斷出現(xiàn)，還要求壓力容器能耐介質(zhì)腐蝕。許多工藝裝置規(guī)模越來越大，壓力容器的容量也隨之不斷增大。在工廠內(nèi)制造的壓力容器單臺(tái)重量就達(dá)千余噸，在現(xiàn)場(chǎng)制造的球形壓力容器、預(yù)應(yīng)力混凝土壓力容器的直徑可達(dá)數(shù)

32、十米。20世紀(jì)60年代開始，核電站的發(fā)展對(duì)反應(yīng)堆壓力容器提出了更高的安全和技術(shù)要求，進(jìn)一步促進(jìn)了壓力容器的發(fā)展。許多生產(chǎn)工藝過程需要在一定的壓力下進(jìn)行，許多氣體和液化氣需要在壓力下儲(chǔ)存，因此壓力容器越來越廣泛地應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。近年來，許多新技術(shù)的發(fā)展對(duì)壓力容器的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)不斷提出了新的更高的要求。如煤轉(zhuǎn)化工業(yè)的發(fā)展需要單臺(tái)重量達(dá)數(shù)千噸的高溫壓力容器；快中子增殖反應(yīng)堆的應(yīng)用需要解決耐高溫耐腐蝕的壓力容器；海洋工程的發(fā)展需要能在水下幾百至幾千米深度工作的外壓容器。1壓力容器的典型結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)壓力容器的類型雖然很多，但是它的基本構(gòu)成都可以分解為筒體、端蓋(封頭)、法蘭、開孔與接管、支座等幾種元件

33、。石油、化工生產(chǎn)中大量采用的低、中壓容器，一般屬于薄壁容器(Do/Di1.2；Do指容器的外徑，Di指容器的內(nèi)徑)，它的外形結(jié)構(gòu)形式大都是球形和圓筒形，在個(gè)別情況下才使用矩形、串接球形、橢圓形、扁圓形等特殊形狀的容器。（1）圓筒形的筒體結(jié)構(gòu)形式圓筒形筒體是低、中壓容器的最常見的筒體結(jié)構(gòu)。這種容器便于在內(nèi)部裝設(shè)工藝附件并便于工作介質(zhì)在內(nèi)部相互作用，因此被廣泛用作反應(yīng)、換熱和分離容器。常見的立式和臥式壓力容器的典型結(jié)構(gòu)。圖1-12所示為臥式壓力容器。1 一接管 2 一人孔 3 一封頭 4 一筒身 5 一支座 6 一液面計(jì)圖1-12 臥式壓力容器圓筒形筒體除了在直徑較小的情況下可以直接采用無縫鋼管外

34、，一般是用焊接結(jié)構(gòu)，即用鋼板先制成圓筒形后進(jìn)行焊接。小直徑的圓筒體可采用一條縱焊縫，而大直徑的圓筒體因受鋼板寬度尺寸的限制，需采用二條以上的縱焊縫。同樣，短的圓筒體只有與封頭相組焊的兩條環(huán)焊縫，長(zhǎng)的圓筒體則有很多條環(huán)焊縫。（2）球形容器體積較大的壓力容器一般制成球形容器，因?yàn)樗闹睆奖容^大，所以球形容器大多是由許多塊按一定的尺寸壓制成形的球面板組焊而成。其制造、安裝有一定難度，特別是由于它的焊縫長(zhǎng)，焊接工作量大，焊接質(zhì)量和無損檢測(cè)要求也較高。球形容器一般只用作貯存容器。鋼制球形儲(chǔ)罐中規(guī)定了三種結(jié)構(gòu)型式，如圖1-13所示。8a)三帶儲(chǔ)罐 b)五帶儲(chǔ)罐 c) 七帶儲(chǔ)罐1、8、15-下極 2、6、1

35、2一赤道帶 3、4、9一上極 5、11一上溫帶 7、13下溫帶 10一上寒帶 14一下寒帶圖1-13常見的球形儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)形式 壓力容器做成球形有兩個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)：在相同的內(nèi)壓力作用下，球形壓力容器殼體上所受的應(yīng)力，僅為相同直徑和相同壁厚的圓筒形壓力容器殼體上切向應(yīng)力的一半。因此，球形壓力容器的壁厚，可減薄到同一直徑圓筒形壓力容器壁厚的一半；在容積相同時(shí)，以球形壓力容器表面積為最小。因此，在同一工作壓力下，相同容積的壓力容器中以球形壓力容器的重量為最輕。球形壓力容器常用作儲(chǔ)罐，因而有時(shí)也稱為球罐。圖1-14為球形儲(chǔ)罐的外形圖。球形壓力容器可用以儲(chǔ)存各種氣體、液化石油氣、液化天然氣、液氮、液氮、液氧和

36、液態(tài)氫等。工作壓力一般均低于3MPa，但在特殊情況下也可高達(dá)100MPa。當(dāng)用作儲(chǔ)罐時(shí)，其容積一般為1001000m3，但少數(shù)儲(chǔ)罐的容積也可達(dá)數(shù)萬立方米。與圓筒形壓力容器相比，球形壓力容器制造中的特點(diǎn)是：1）大型球形壓力容器為節(jié)省材料、便于制造，常采用強(qiáng)度級(jí)別較高的低合金高強(qiáng)度鋼，以盡量減薄壁厚，但這類鋼的焊接性一般較差，故須采取可靠的焊接工藝措施。2）球形壓力容器由多塊球瓣拼裝而成，須嚴(yán)格保證裝配尺寸精度，以防止在球殼局部部位產(chǎn)生過高的附加應(yīng)力。3）很多球形壓力容器因體積大，只能在現(xiàn)場(chǎng)拼裝焊接，需要更為嚴(yán)格的現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量管理。球形壓力容器用作儲(chǔ)罐時(shí)常儲(chǔ)存大量的易燃、易爆或有毒介質(zhì)，一旦泄漏或

37、破裂就會(huì)造成嚴(yán)重的惡果。歷史上發(fā)生的破壞事故曾造成重大的人身傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此，對(duì)球形壓力容器的制造和運(yùn)行，必須進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)和監(jiān)督。圖1-14 球形儲(chǔ)罐的實(shí)景照片2. 壓力容器的焊接接頭分類及設(shè)計(jì)的一般原則（1）壓力容器焊接接頭的分類GB150鋼制壓力容器將容器主要受壓部分的焊接接頭分為A、B、C、D四類，如圖1-15所示。A類焊接接頭：圓筒部分的縱向接頭（多層包扎容器層板層縱向接頭除外）、球形封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭，各類形封頭中所有拼焊接頭以及嵌入式接管與殼體對(duì)接的接頭；B類焊接接頭：圓筒部分的環(huán)向接頭、錐形封頭小端與接管連接的接頭、長(zhǎng)頸法蘭與接管連接的接頭，但已規(guī)定為A、C、D類的焊

38、接接頭除外；C類焊接接頭：平蓋、管板與圓筒連接的接頭，法蘭與殼體、接管連接的接頭，內(nèi)封頭與圓筒的搭接接頭以及多層包扎容器層板層縱向接頭；D類焊接接頭：接管、人孔、緣、補(bǔ)強(qiáng)圈等與殼體連接的接頭，但己規(guī)定為A、B類的焊接接頭除外( 括號(hào)內(nèi)的分類是美國(guó) ASME 規(guī)范與中國(guó)規(guī)范不同的分類 ) 圖 1-15 我國(guó)壓力容器焊接接頭分類（2）壓力容器焊接接頭設(shè)計(jì)的一般原則焊接是容器制造的重要環(huán)節(jié)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，往往在制造過程中容易產(chǎn)生缺陷，也不利于無損檢測(cè)；此外焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與容器的使用安全也有很大的關(guān)系。固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程和GB150鋼制壓力容器規(guī)定：1）不宜采用十字焊縫。相鄰的兩筒節(jié)間的

39、縱縫和封頭拼接焊縫與相鄰?fù)补?jié)的縱縫應(yīng)錯(cuò)開，其焊縫中心線間的距離一般應(yīng)大于筒殼厚度的3倍，且不小于100mm。2）B類焊接接頭以及圓筒與球形封頭相連的A類焊接接頭，當(dāng)兩側(cè)鋼材厚度不等時(shí)，若薄板厚度不大于10mm，兩板厚度差超過3mm；若薄板厚度大于10mm時(shí)，兩板厚度差大于薄板厚度的30%，或超過5mm，均應(yīng)按要求單面或雙面削薄厚板邊緣，或按同樣要求采用堆焊方法將薄板邊緣焊成斜面。3）焊縫中的未焊透缺陷好像一個(gè)預(yù)制的缺口，常成為脆性破壞的起裂點(diǎn)。因此，焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要盡量采用全焊透的結(jié)構(gòu)。低溫壓力容器、承受交變載荷的壓力容器的焊接結(jié)構(gòu)，必須采用全焊透的結(jié)構(gòu)。4）不銹鋼與碳鋼焊接時(shí)采用過渡件，應(yīng)避

40、免在不銹鋼殼體上直接焊接碳鋼支座。二、幾種典型鍋爐的結(jié)構(gòu)鍋爐基本組成：鍋爐本體和輔助設(shè)備組成。鍋爐本體（主要部件）：指由鍋筒、集箱、受熱面及其間的連接管道、燃燒設(shè)備、爐墻和構(gòu)架等所組成的整體；輔助設(shè)備：指由鍋爐本體及配合鍋爐本體工作的其它設(shè)備或機(jī)械構(gòu)成的成套裝置，這些配合鍋爐本體工作的其它設(shè)備或機(jī)械我們統(tǒng)稱為鍋爐輔助設(shè)備，有：鼓引風(fēng)設(shè)備，運(yùn)煤、除灰渣設(shè)備，制粉設(shè)備（煤粉燃燒鍋爐），給水設(shè)備，水處理設(shè)備及煙氣除塵、脫硫及脫硝設(shè)備等。 這些鍋爐部件結(jié)構(gòu)各異,制造工藝也不同。但對(duì)于各種等級(jí)的鍋爐,如高壓、超高壓、亞臨界以及超臨界的鍋爐來說,同類的受壓部件其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)基本相似,制造工藝也相近,只是在結(jié)構(gòu)

41、尺寸和材料選用上有所不同,并且由于鍋爐的各種設(shè)計(jì)流派的差異,在某些具體零部件的實(shí)際結(jié)構(gòu)上也有所不同。另外,在超臨界鍋爐、循環(huán)流化床鍋爐和聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐中,由于整體結(jié)構(gòu)布置的不同,還存在一些特殊結(jié)構(gòu)的受壓元件,其制造工藝與常規(guī)鍋爐也不相同。1幾種典型工業(yè)鍋爐的結(jié)構(gòu)（1）偏鍋筒快裝水火管鍋爐(圖1-16),其受壓元件有鍋筒、下降管、聯(lián)箱、水冷壁、煙管。（2）單橫汽包水管鍋爐(圖1-17),其受壓元件有鍋筒、下降管、聯(lián)箱、水冷壁、過熱器、省煤器。1 一鍋筒 2 一對(duì)流管束 3 一下降管 4 一水冷壁 5 一聯(lián)箱 1 一鍋筒 2 一水冷壁 3 一過熱器 4 一省煤器圖 1-16 偏鍋筒快裝水、火管鍋

42、爐圖 圖1-17 單橫氣包水管鍋爐 ( 散裝 )2.電站鍋爐的結(jié)構(gòu)（1）亞臨界鍋爐的總體結(jié)構(gòu) 圖1-18所示為某臺(tái)國(guó)產(chǎn)350MW亞臨界強(qiáng)制循環(huán)燃煤電站鍋爐的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,鍋爐一般為露天布置,整體外形呈門型, W型火焰、帶有中間一次再熱、采用平衡通風(fēng)、設(shè)計(jì)燃料為煙煤。高再進(jìn)口集箱圖1-18 350MW W型火焰、中間一次再熱、亞臨界強(qiáng)制循環(huán)燃煤鍋爐1）鍋筒鍋筒作為鍋爐的心臟,其作用是進(jìn)行汽水分離,保證正常的水循環(huán),除去鹽分,獲得良好的蒸汽品質(zhì),負(fù)荷變化時(shí)起蓄熱和蓄水作用, 提高鍋爐過熱器受熱面及汽輪機(jī)的安全性。作為循環(huán)回路的閉合件將鍋爐各部分的受熱面如：水冷壁、省煤器、過熱器、對(duì)流管束連接起來。在整

43、個(gè)鍋爐制造工藝中,占有十分重要的地位。一般由封頭、筒體和內(nèi)部設(shè)備組成。封頭上裝有人孔、安全閥接管、及各種功能性接管等。筒體上裝有下降管、給水管及緊急放水管、蒸汽引出管及附件，內(nèi)部裝有汽水分離器等。如圖1-19所示。鍋筒內(nèi)部布置附件等。典型的亞臨界自然循環(huán)鍋爐的鍋筒,內(nèi)徑為#1778mm,筒體壁厚200mm,筒體長(zhǎng)度18000mm,兩側(cè)封頭為半球形封頭,封頭最小壁厚為127mm,鍋筒總長(zhǎng)20184mm,總重204t,用SA-299材料制成。鍋筒外部焊接附件包括起吊耳板、水位表支架、壁溫測(cè)點(diǎn)預(yù)焊件、下降管接頭上裝焊的安裝附件等。圖1-19 鍋筒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（2）受熱面管件鍋爐的受熱面管件包括膜式水冷壁

44、和蛇形管1）膜式水冷壁就是布置在爐膛四周的、管內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)一般為水或汽水兩相混合物的受熱面。管內(nèi)工質(zhì)一般向上流動(dòng)，因而水冷壁也稱上升管。大型電站鍋爐的爐膛水冷壁都是由管子加扁鋼經(jīng)焊接而成的氣密性膜式壁。由于受到制造場(chǎng)地、設(shè)備以及運(yùn)輸條件等幾方面的限制,一般要把爐膛四面墻的膜式壁管屏分成若干小片水冷壁管屏,分別來制造,如圖1-20所示。等到安裝時(shí),再組裝成鍋爐的整臺(tái)爐膛。國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)制造的電站鍋爐的爐膛水冷壁,膜式壁管屏的管子外徑一般在4263.5mm之間,管子壁厚在4.58mm之間。管子有光管和內(nèi)螺紋管兩種形式。扁鋼的厚度通常為6mm。管子和扁鋼的材質(zhì)一般均為碳鋼,但在大容量、高參數(shù)的電站鍋爐中也會(huì)

45、采用Cr-Mo耐熱鋼。圖1-18中亞臨界自然循環(huán)爐的水冷壁管屏由外徑63.5mm的管子(局部采用內(nèi)螺紋管)和6mm厚的扁鋼組成,管子節(jié)距為76.2mm。1 一管子2 一扁鋼 3 一成排彎頭 4 一孔彎管圖 1-20 水冷壁管屏322）蛇形管 蛇形管主要由管子、連接附件及吊掛裝置組成。鍋爐中蛇形管結(jié)構(gòu)的部件一般包括鍋爐的過熱器、再熱器和省煤器等。過熱器的作用是將鍋爐的飽和蒸汽進(jìn)一步加熱到所需過熱蒸汽溫度。對(duì)于電站鍋爐，過熱器是必需的受熱面；對(duì)于工業(yè)鍋爐，有無過熱器取決于生產(chǎn)工藝是否需要；對(duì)于生活采曖鍋爐，則一般無過熱器。根據(jù)其布置位置和傳熱方式的不同,過熱器又分為后屏過熱器、未級(jí)過熱器、立式低溫

46、過熱器和水平低溫過熱器等再熱器一般用于高壓大型電站鍋爐 , 作用是把在汽輪機(jī)高壓缸做過部分功的蒸汽,送回鍋爐中重新加熱,然后再送回汽輪機(jī)的中、低壓缸繼續(xù)做功。再熱器實(shí)質(zhì)上也是過熱器。根據(jù)其傳熱方式與布置位置的不同又分為墻式輻射再熱器、后屏再熱器、末級(jí)再熱器等。省煤器安裝在鍋爐尾部的煙道內(nèi),作用是利用煙氣的余熱對(duì)給水加熱, 降低排煙溫度，提高鍋爐效率，充當(dāng)部分加熱受熱面或蒸發(fā)受熱面，達(dá)到節(jié)約燃料的目的。蛇形管一般是由長(zhǎng)短不一、同種或不同種規(guī)格與材質(zhì)的管子經(jīng)焊接而成,管子規(guī)格為3270mm、壁厚312.7,接長(zhǎng)后長(zhǎng)度范圍可在2070mm之間,再通過來回的彎曲,使之成為蛇形管,在同一根管上可以有不同

47、的彎曲半徑,將不同長(zhǎng)度和節(jié)距的蛇形管套裝在一起形成蛇形管組或管屏。蛇形管屏的結(jié)構(gòu),按照在鍋爐中的安裝方式,大體上分為垂直懸吊式和水平懸吊式兩種,如圖1-21所示。垂直懸吊式蛇形管屏,一般均為單層結(jié)構(gòu),主要應(yīng)用在過熱器和再熱器的高溫段,管屏端部直接與集箱的管接頭相接,在集箱的縱向上吊掛排列,并穿出爐膛的頂棚,通過管屏上的附件與之密封;水平懸吊式蛇形管屏,絕大部分為雙層結(jié)構(gòu),中間用水冷吊掛管來進(jìn)行固定和吊掛,一般應(yīng)用在過熱器和再熱器的低溫段以及省煤器蛇形管中。a) 垂直懸吊式 b) 水平懸吊式l 一管子2 一密封板3 一定位板4 一活動(dòng)夾塊 1 一管子2 一吊掛管3 一連接鋼板圖 1-21 鍋爐蛇

48、形管屏3）集箱集箱是鍋爐中重要受壓元件之一,起著工作介質(zhì)的匯集和分配的作用。集箱的結(jié)構(gòu)一般由簡(jiǎn)體、端蓋、大小管接頭、三通及附件組成。筒體、端蓋和三通經(jīng)過環(huán)縫的焊接連接在一起,筒體通過大小不一的開孔與各種管接頭相連,形成一個(gè)承壓容器,如圖1-22所示。并與水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器,以及連接管道等相聯(lián),相應(yīng)的各水冷壁管屏、蛇形管屏均吊掛在集箱上;集箱的三通按制造方式一般分為鍛造擠壓三通、沖焊三通、焊接三通等幾種。1一端蓋 2一大管接頭 3一耳板 4一筒體 5一三通 6一小管接頭 7一手孔裝置圖1-22 集箱4）連接管道連接管道一般由大口徑無縫鋼管、彎頭、以及過渡接頭等部分組成,如圖1-23所

49、示。主要用在鍋爐的各系統(tǒng)之間傳送介質(zhì),例如水冷壁系統(tǒng)與過熱器系統(tǒng)之間,以及主蒸汽輸送管道和再熱蒸汽輸送管道。1 一集箱 2 連接管道 3 一直角鍛造彎頭 4 一過渡管接頭圖 1-23 連接管道 為保證介質(zhì)的流動(dòng)特性,各種連接管道的外徑并不一致,在接口處就需要有過渡管接頭,即俗稱的"大小頭", 例如蒸汽出口與汽機(jī)相接的管道等。5）噴水減溫器噴水減溫器實(shí)質(zhì)上就是一種換熱器，按照功能分為過熱器減溫器和再熱器減溫器兩種。分別安裝在過熱器連接管道和再熱器人口導(dǎo)管上,以便在必要時(shí)由減溫器蒸汽入口端通過噴嘴將減溫水噴入到蒸汽中,以達(dá)到降低蒸汽溫度的目的,使之保持在設(shè)計(jì)值的范圍內(nèi)。過熱器減

50、溫器和再熱器減溫器在結(jié)構(gòu)上大體相似,均由筒體、內(nèi)套筒、管接頭、噴霧管、手孔裝置及一些安裝定位螺釘組成,如圖1-24所示。減溫器筒體一般用大口徑無縫鋼管制成。內(nèi)套筒一般用薄鋼板經(jīng)卷制、拼接而成,內(nèi)套筒主要用于承受噴水和蒸汽腐蝕,保護(hù)減溫器筒體,內(nèi)套筒損壞后可以更換。噴霧管一般由小口徑不銹鋼管制成,在管子上鉆有小孔,減溫水將從這些小孔中噴出,與蒸汽混合后達(dá)到降溫的目的。管接頭與手孔裝置均有由筒體材質(zhì)相一致的鍛件加工而成。1-內(nèi)套筒 2-喇叭口 3-噴霧管圖 1-24 旋渦式噴水減溫器（2）超臨界鍋爐的總體結(jié)構(gòu) 圖1-25所示為某臺(tái)國(guó)產(chǎn)660MW等級(jí)的超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流鍋爐的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,鍋爐整體布

51、置為單爐膛、一次再熱、全懸吊結(jié)構(gòu)型布置、全鋼架、燃燒器前后墻布置、采用擋板調(diào)溫、設(shè)計(jì)燃料為煙煤。與亞臨界鍋爐相比，在鍋爐整體結(jié)構(gòu)上有一定相似之處，大多數(shù)同類受壓元件也基本相似，例如垂直水冷壁、絕大部分的過熱器、再熱器和集箱等受壓件，在結(jié)構(gòu)上和焊接接頭形式上均沒有太大的區(qū)別，只是在材料選用等級(jí)上有所不同，高強(qiáng)度等級(jí)的耐熱鋼、不銹鋼等材料選用較多。但在某些受壓元件的具體結(jié)構(gòu)上差異很大，同時(shí)也出現(xiàn)了一些新型受壓元件：?jiǎn)?dòng)汽水分離器、儲(chǔ)水箱和螺旋管圈水冷壁等。例如，由于沒有明顯的汽水分界面，超臨界鍋爐中沒有鍋筒，而在鍋爐前上部布置汽水分離器，在鍋爐啟動(dòng)時(shí)代替鍋筒的功能；增加了儲(chǔ)水箱，下部水冷壁增加了螺

52、旋管圈，上部為垂直管屏，以利于懸吊結(jié)構(gòu)。圖1-25 660MW等級(jí)的超臨界鍋爐三、起重機(jī)的主要結(jié)構(gòu)1起重機(jī)安全正常工作的條件為了保證起重機(jī)的安全正常工作，起重機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足下列三個(gè)基本條件：（1）金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)械零部件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和抗屈曲能力。（2）整機(jī)必須具有必要的抗傾覆穩(wěn)定性。（3）原動(dòng)機(jī)具有滿足作業(yè)性能要求的功率，制動(dòng)裝置提供必需的制動(dòng)力矩。其中：強(qiáng)度是指金屬構(gòu)件抵抗外力作用不產(chǎn)生破壞的能力。剛度是指在外力作用下，金屬構(gòu)件抵抗產(chǎn)生彈性變形的能力。穩(wěn)定性是指金屬構(gòu)件承受壓力載荷作用時(shí)，保持原有幾何形狀的能力。2. 起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)常用材料的分類由于起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)多采用焊接結(jié)構(gòu)，故要求

53、材料具有良好的可焊性。此外，還要求起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的材料有較好的時(shí)效性和防腐性。目前起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件所用的材料有普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、普通低合金鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼。碳素結(jié)構(gòu)鋼是一種低碳鋼，用于金屬結(jié)構(gòu)的低碳鋼含碳量不超過0.22%。低合金鋼也是一種低碳鋼，它含有不超過2.5%的合金元素（錳、硅、銅、鎳、硼等）。普通碳素鋼Q235是制造起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)最常用的材料。根據(jù)化學(xué)成分和脫氧方法，Q235分為A、B、C、D四個(gè)質(zhì)量等級(jí)。與碳素鋼相比，低合金鋼具有更高的屈服極限與抗拉強(qiáng)度、更好的低溫冷脆性和耐磨性以及較好的可焊性。但有效應(yīng)力集中系數(shù)較高，若結(jié)構(gòu)主要由最大強(qiáng)度控制，而不由疲勞強(qiáng)度控制，則

54、采用16Mn低合金鋼效果最好。對(duì)于一般起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)，當(dāng)設(shè)計(jì)溫度高于-20時(shí)，允許采用Q235B，工作級(jí)別為A7和A8的起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)，采用鎮(zhèn)靜鋼Q235C或特殊鎮(zhèn)靜鋼Q235D。3.起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求起重機(jī)零部件和金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)按工作狀態(tài)的最大載荷進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，按非工作狀態(tài)最大載荷及特殊載荷進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，對(duì)受壓和平面彎曲構(gòu)件應(yīng)按工作狀態(tài)最大載荷和非工作狀態(tài)最大載荷進(jìn)行抗撓屈的穩(wěn)定性驗(yàn)算。結(jié)構(gòu)件還要按工作狀態(tài)最大載荷進(jìn)行剛度（靜剛度、動(dòng)剛度）驗(yàn)算。對(duì)A6、A7、A8級(jí)的結(jié)構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行疲勞（耐久性）計(jì)算。起重機(jī)是在交變應(yīng)力作用下工作的，使用年限內(nèi)的總應(yīng)力循環(huán)次數(shù)在百萬次以上，因此主梁應(yīng)力集中程度較高的部位往往會(huì)疲勞破壞。偏軌箱形疲勞裂紋一般發(fā)生在跨中的焊縫及焊縫附近的母材上。主腹板與上蓋板之間的焊縫為K型焊縫，受有正應(yīng)力、剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力。其他