第一章鍋爐基礎(chǔ)知識(shí)

第一章鍋爐基礎(chǔ)知識(shí)第一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四第二頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四第三頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四第四頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四第五頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四第六頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四第七頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四第八頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四第九頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四第十頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四第十一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四第十二頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四第十三頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四柴油鍋爐第十四頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四煤爐第十五頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四第一章鍋爐基礎(chǔ)知識(shí)■鍋爐：是利用燃料燃燒放出的熱量，產(chǎn)生蒸汽和熱水的一種動(dòng)力設(shè)備。

■鍋爐的工作過程：①燃燒過程。②傳熱過程。③水循環(huán)及汽化過程。

第十六頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四鍋殼式鍋爐發(fā)展史第十七頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四臥式內(nèi)燃鍋爐第十八頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四第十九頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四臥式內(nèi)燃鍋爐第二十頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四臥式內(nèi)燃鍋爐第二十一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四水火組合式鍋爐第二十二頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四水管鍋爐第二十三頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四水管鍋爐第二十四頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四有機(jī)熱載體鍋爐（導(dǎo)熱油爐）第二十五頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四臥式機(jī)車式鍋爐第二十六頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四電加熱鍋爐第二十七頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四臥室內(nèi)燃鍋爐（火管鍋爐）第二十八頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四DZG0.5—0.7—AⅡ第二十九頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四鑄鐵鍋爐（雙層爐排爐）投煤爐門燃燒室灰門第三十頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四鑄鐵鍋爐第三十一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四歡喜嶺公共事業(yè)鍋爐房煤斗變速箱第三十二頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四注汽鍋爐第三十三頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四第三十四頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四鍋爐按壓力分類①低壓鍋爐：工作壓力≤2﹒45Mpa。②中壓鍋爐：工作壓力＞2.45Mpa,≤5.88Mpa。③高壓鍋爐：工作壓力＞5﹒88Mpa。第三十五頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四鍋爐按蒸發(fā)量分類①小型鍋爐：額定蒸發(fā)量＜20t/h的鍋爐。②中型鍋爐：額定蒸發(fā)量20~75t/h的鍋爐。③大型鍋爐：額定蒸發(fā)量＞75t/h的鍋爐。第三十六頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四鍋爐按輸出介質(zhì)分類①蒸汽鍋爐：向外輸送的介質(zhì)是蒸汽。②熱水鍋爐：向外輸送的介質(zhì)是熱水。③導(dǎo)熱油爐：向外輸送的介質(zhì)是導(dǎo)熱油。④汽水兩用鍋爐：既可以向外輸送蒸汽又可以向外輸送熱水。第三十七頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四鍋爐操作證得分類（2009年12月29）Ⅰ級(jí)，額定工作壓力小于或者等于0.4MPa且額定蒸發(fā)量小于或者等于0.5t／h，以及額定功率小于或者等于0.7MW得熱水鍋爐、有機(jī)熱載體鍋爐。Ⅱ級(jí)，額定工作壓力小于3.8MP的蒸汽鍋爐，以及熱水鍋爐、有機(jī)熱載體鍋爐。Ⅲ級(jí)，額定工作壓力大于或等于3.8MPa的蒸汽鍋爐。第三十八頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四司爐操作證的分類（09年12月以前分類）一類證：工作壓力≥3﹒8Mpa。二類證：工作壓力＜3﹒8Mpa。蒸發(fā)量＞4t/h的蒸汽鍋爐和額定供熱量＞2﹒8MW的熱水鍋爐。三類證：工作壓力≥0﹒1Mpa,蒸發(fā)量≤4t/h蒸汽鍋爐和額定供熱量≤2.8MW的的熱水鍋爐。第三十九頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四鍋爐參數(shù)一、蒸發(fā)量：鍋爐在確保安全的前提下長期連續(xù)運(yùn)行。每小時(shí)所產(chǎn)生蒸汽的數(shù)量，稱為這臺(tái)鍋爐的蒸發(fā)量。又稱為“出力”或“容量”。單位是噸／小時(shí)。包括最大蒸發(fā)量、經(jīng)濟(jì)蒸發(fā)量、額定蒸發(fā)量。

二、質(zhì)量（壓力、溫度）：主要指蒸汽或熱水的壓力和溫度。

第四十頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四影響蒸發(fā)量的因素■主要取決于鍋爐受熱面的多少。■其次是鍋爐燃用燃料的種類、燃燒效果、受熱面的內(nèi)外側(cè)水垢和煙灰的厚度?！鲞€有運(yùn)行操作水平因素，比如壓力的高低、蒸汽的干度，爐水的質(zhì)量等。第四十一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四熱水鍋爐出力的大小如何表示額定供熱量：熱水鍋爐在確保安全的前提下長期連續(xù)運(yùn)行，每小時(shí)出水有效帶熱量，稱為這臺(tái)鍋爐的額定供熱量，用符號(hào)“Q”表示，單位熱功率MW。熱水鍋爐產(chǎn)生0﹒7MW(60萬大卡/小時(shí)）大體相當(dāng)于蒸汽鍋爐產(chǎn)生1t/h的蒸汽的熱量。第四十二頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四壓力單位面積上所承受的均勻垂直作用力（物理學(xué)中稱為壓強(qiáng)）。常用單位：帕斯卡，兆帕（Mpa）。①大氣壓力：地球上部的空氣對(duì)地球表面的作用力。②壓力單位換算：0﹒1Mpa≈0﹒0981Mpa≈1kg/c㎡。③標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，即當(dāng)溫度為0℃，在海平面（海拔等于零）處，一個(gè)大氣壓等于每平方厘米的面積上承受10.123牛頓力，相當(dāng)0.101MPa。④絕對(duì)壓力：是以零壓（壓力等于零）作為測量起點(diǎn)。絕對(duì)壓力=表壓力（相對(duì)壓力）+大氣壓力⑤1kg/c㎡＝10000kg/10000c㎡＝10噸/平方米。⑥負(fù)壓：工質(zhì)的絕對(duì)壓力低于大氣壓時(shí)，其表壓力必然負(fù)值，故稱為負(fù)壓。例如：水泵進(jìn)口處和自然通風(fēng)的鍋爐爐膛內(nèi)。

第四十三頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四溫度●溫度：標(biāo)志物體冷熱程度的物理量。從微觀上來講，溫度標(biāo)志分子熱運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱程度?！癯Ｓ脺貥?biāo)：攝氏溫標(biāo)和絕對(duì)溫標(biāo)。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水沸騰時(shí)的攝氏溫度是100℃，華氏溫度是212℉，絕對(duì)溫度是373.15K?！耧柡蜏囟龋涸谝欢ǖ膲毫ο拢瑢?duì)水不斷加熱，水溫相繼上升，最后達(dá)到沸騰時(shí)的溫度。●飽和蒸汽：在一定的壓力下，對(duì)飽和水繼續(xù)加熱，飽和溫度保持不變，飽和水轉(zhuǎn)化為水蒸氣，具有保飽和溫度的水蒸氣。第四十四頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四第四十五頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四飽和蒸汽溫度與壓力的關(guān)系

絕對(duì)壓力飽和溫度0.10Mpa99.64℃0.20Mpa120.23℃0.30Mpa133.54℃0.40Mpa148.62℃0.50Mpa158.84℃第四十六頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四水蒸氣的性質(zhì)（一）●水在4℃時(shí)，體積最小，密度最大。大于4℃或低于4℃，水體積均要膨脹（鍋爐及附屬設(shè)備在使用中要注意防凍壞設(shè)備）?！褚后w熱（顯熱）：水由0℃加熱至對(duì)應(yīng)壓力下的飽和溫度成為飽和水時(shí)所需的熱量（與壓力成正比）。單位：kJ／kg●汽化熱（蒸發(fā)熱、潛熱）：對(duì)飽和水繼續(xù)加熱，溫度不再升高而產(chǎn)生汽化，這一過程稱為汽化過程。由飽和水汽化為干飽和蒸汽所需的熱量。單位同上。第四十七頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四水蒸氣的性質(zhì)（二）●蒸汽的濕度：在汽化過程中，飽和水與飽和蒸汽共存時(shí)，稱為濕蒸汽或汽水混合物。濕蒸汽中的含水量與總重量的比值?！裾羝母啥龋猴柡驼羝胁缓謺r(shí)稱為干蒸汽。濕蒸汽中蒸汽的重量與總重量的比值。例如：蒸汽的干度是96％，濕度就是4％?！袼苠仩t蒸汽濕度應(yīng)控制在3％以下，火管鍋爐蒸汽濕度應(yīng)控制在5％以下。電站鍋爐蒸汽濕度不應(yīng)大于0.03％?！駶穸龋啥?1第四十八頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四鍋爐水循環(huán)（一）◆低、中壓鍋爐的水循環(huán)，一般都是由于鍋爐內(nèi)各部分吸收的熱量不相等，而使?fàn)t水產(chǎn)生了密度差形成的，這種循環(huán)稱為自然循環(huán)?！羲h(huán)主要有自然循環(huán)、強(qiáng)制循環(huán)兩種。第四十九頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四第五十頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四水循環(huán)在實(shí)際生活中的應(yīng)用第五十一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四第五十二頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四第五十三頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四直流式鍋爐第五十四頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四熱水采暖循環(huán)系統(tǒng)第五十五頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四地?zé)岵膳谖迨?，共七十二頁，編輯?023年，星期四地?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)第五十七頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四第五十八頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四鍋爐水循環(huán)（二）●循環(huán)倍率﹦循環(huán)流量÷回路所產(chǎn)生的蒸汽量。也就是一定量的水，循環(huán)多少周才能全部轉(zhuǎn)化為蒸汽?！竦蛪哄仩t的循環(huán)倍率一般都比較大。蒸發(fā)量10t/h、工作壓力1﹒25Mpa以下的小型鍋爐，循環(huán)倍率約在150~200之間。水循環(huán)好，各受壓部件受熱均勻，熱應(yīng)力小，爐水升溫和汽化可以加快，從而縮短點(diǎn)火至正常供氣的時(shí)間?！駨?qiáng)制水循環(huán)：主要有熱水鍋爐（出水溫度≥120℃為高溫?zé)崴仩t），通常采用“下進(jìn)上出”，也有一部分采用“上進(jìn)上出”的方式。利用水泵的推動(dòng)作用使鍋爐水強(qiáng)制流動(dòng)。第五十九頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四鍋爐水循環(huán)的故障水循環(huán)停滯和倒流：上升管中大多數(shù)受熱較強(qiáng)，只有個(gè)別管子受熱特別弱，則受熱最弱管子的有效壓頭可能小到不能克服下降管的阻力，因而在這些管內(nèi)的循環(huán)水速可能小到接近于零。稱為循環(huán)停滯。嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生倒流。汽水分層：在水管鍋爐中，受熱管水平放置或微傾斜布置，而流速不高時(shí)，則由于此時(shí)汽與水的密度不同，蒸汽偏于管子的上部，水在下部流動(dòng)，形成汽水分層。水冷壁管經(jīng)過爐膛頂部（天棚管）時(shí)的傾斜角一般不應(yīng)小于15℃。下降管帶汽：下降管中如果出現(xiàn)蒸汽，增加下降管的阻力，由于減少了下降管與上升管中工質(zhì)的密度差，使流動(dòng)壓頭減小，因而對(duì)水循環(huán)不利。如果下降管中汽量較多，形成汽塞，將使水流中斷，循環(huán)受到破壞(下降管的橫截面積不小于上升管的1／3——1／4）。第六十頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四鍋爐常用的金屬材料種類鋼號(hào)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)工作壓力耐熱溫度碳素鋼（鋼板）20gGB713≤5.9Mpa≤450℃合金鋼（鋼板）12Mng16MngGB713≤5.9Mpa≤400℃碳素鋼（鋼管）10號(hào)20號(hào)GB3087≤5.9Mpa≤480℃碳素鋼（鋼管）20GGB5310不限≤480℃第六十一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四鍋爐鋼材中的化學(xué)元素對(duì)性能的影響碳：含碳量的高低對(duì)強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性有明顯的影響。鍋爐鋼材中的含碳量控制在0.1%~0.3%之間較為有利。硫：鋼材中有硫存在時(shí)，當(dāng)加熱1000℃~1200℃時(shí)再進(jìn)行鍛造和軋制會(huì)使工件沿晶間開裂，這種現(xiàn)象稱為熱脆性。硫的含量控制在0.040%~0.045%以下。屬于有害元素。另外硫還使鋼中的焊接性能降低，焊縫出現(xiàn)裂紋和氣孔。磷：屬于有害元素，磷多的地方成為脆裂的起點(diǎn)。磷的增加使鋼在室溫或更低的溫度下沖擊值明顯下降。使鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度升高，提高了鋼的冷脆性。磷的含量應(yīng)控制在0.040%以下。錳：煉鋼時(shí)為了脫氧而加入并部分殘留于鋼中的?？梢蕴岣咪摰某貜?qiáng)度、硬度及耐磨性。鋼中錳含量達(dá)1%以上時(shí)，稱為“錳鋼”。硅：同錳一樣也是一種常用的脫氧劑。鎮(zhèn)靜鋼中都以硅或鋁作強(qiáng)脫氧劑，因此含量較沸騰鋼高。我國鍋爐碳鋼中含硅量在0.15~0.37%范圍內(nèi).氧：煉鋼是個(gè)氧化過程，鋼水中氧化鐵都用脫氧劑除去。但由于操作不良，也有會(huì)部分氧或夾雜形成存在，這對(duì)鋼的韌性不利。特別是沖擊韌性的脆性轉(zhuǎn)折溫度不利。第六十二頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四鋼材的分類按冶煉過程分類：①鎮(zhèn)靜鋼,在冶煉時(shí)采用硅鐵、錳鐵和鋁完全脫氧。②沸騰鋼，僅用錳鐵脫氧。由于脫氧不完全緣故，殘留在鋼錠內(nèi)部的氣泡布滿全鋼錠，使鋼錠內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松，在軋制過程中，這些缺陷很難消除。因此不能用作鍋爐受壓元件或受熱面元件。③半沸騰鋼是介于鎮(zhèn)靜鋼與沸騰鋼之間的一種鋼材，一般用于非受壓元件或非受熱面元件。按化學(xué)成份分類：①低碳鋼（含碳量＜0.25%）。②中碳鋼（含碳量在0.25%~0.6%）。③高碳鋼（含碳量＞0.6%）。（含碳量＞2%時(shí)，稱為鑄鐵）按質(zhì)量分類：分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼三種。主要區(qū)別是有害雜質(zhì)硫和磷的含量上。第六十三頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四對(duì)鍋爐鋼材的要求一、強(qiáng)度：鍋爐用鋼具有在工作溫度下的較高的強(qiáng)度，以在承受額定壓力下而不致破壞。二、韌性：金屬的韌性是指在有缺口處金屬塑性變形的能力。要求鍋爐受壓元件用鋼應(yīng)有足夠的韌性，在正常工作條件下，承受載荷而不發(fā)生脆性破壞。三、塑性：鍋爐有不少受壓元件采用冷加工成型的（如卷板、彎管等），要求鋼材有較好的塑性變形能力。四、可焊性：要求選用的鋼材必須容易被焊接，并獲得較理想的焊接質(zhì)量。五、質(zhì)量：采用優(yōu)質(zhì)或高優(yōu)質(zhì)的鎮(zhèn)靜鋼，應(yīng)有良好的組織，限制分層、非金屬夾雜、氣孔、疏松等缺陷，不允許有白點(diǎn)和裂紋。鋼材出廠及制造、改造修理單位材料入廠，都要對(duì)材料按技術(shù)條件進(jìn)行質(zhì)量檢查。第六十四頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四金屬材料的基本知識(shí)（一）◆強(qiáng)度：材料或構(gòu)件承受外力時(shí)，抵抗塑性變形或破壞的能力?！繇g性：材料抵抗沖擊載荷的能力稱為韌性或沖擊韌性，即材料承受沖擊載荷時(shí)迅速產(chǎn)生塑性變形的性能?！魬?yīng)力：材料或構(gòu)件在單位截面上所承受的垂直作用力?！羧渥儯航饘僭谝欢囟群鸵欢☉?yīng)力作用下，隨著時(shí)間的推移緩慢發(fā)生塑性變形的現(xiàn)象。材料發(fā)生蠕變的溫度與其性質(zhì)有關(guān)，碳鋼在300~350℃,合金鋼在350~450℃，在應(yīng)力作用下，就會(huì)出現(xiàn)蠕變。溫度越高，應(yīng)力越大，蠕變速度就越快。（例如爐管漲粗）◆金屬材料的疲勞：構(gòu)件在長期交變應(yīng)力作用下，雖然它承受的應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料的屈服極限，在沒有明顯塑性變形的情況下，發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。第六十五頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四金屬材料的基本知識(shí)（二）應(yīng)變：在外力作用下，單位長度材料的伸長量或縮短量，稱為應(yīng)變量，簡稱應(yīng)變。應(yīng)力集中：由于構(gòu)件截面尺寸突然變化而引起應(yīng)力局部增大的現(xiàn)象。應(yīng)力松弛：鋼材在高溫和應(yīng)變作用下，在應(yīng)變量維持不變，應(yīng)力隨著時(shí)間的延長逐漸降低的現(xiàn)象。蠕變與應(yīng)力松弛的區(qū)別在于蠕變時(shí)應(yīng)力基本恒定不變，松弛時(shí)應(yīng)力則不斷在降低。應(yīng)力松弛發(fā)生在高溫下工作的緊固件上，如鍋爐、汽輪機(jī)上的螺栓、螺母、壓緊彈簧等。當(dāng)松弛到一定程度后，就會(huì)引起氣缸和閥門漏氣，安全閥提前起座。（一是鍋爐升溫后對(duì)螺栓重新緊固，二是選擇抗松弛性能高的鋼材。）鋼材的高溫氧化:鍋爐某些高溫元件（如過熱器、再熱器及其支吊架等）與高溫?zé)煔庵械难鯕獍l(fā)生氧化反應(yīng)，稱為高溫氧化。氧化會(huì)不斷發(fā)生，層層脫落，最后導(dǎo)致破壞。鋼材工作溫度高于570℃，就需考慮抗氧化性問題。在鋼中加入鉻元素，生成的氧化膜具有良好的保護(hù)作用，是提高鋼材抗高溫氧化性能的主要手段。第六十六頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四金屬材料的基本知識(shí)（三）第六十七頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期四鍋爐型號(hào)第一部分第二部分第三部分

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第一部分：△△總體形勢(shì)代號(hào)，▲燃燒設(shè)備，

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額定蒸發(fā)量（