锅炉压力容器

绪论锅炉的概念：是生产蒸汽或加热水的设备分类蒸汽锅炉：生产蒸汽的锅炉 热水锅炉：加热水而不使水转变为蒸汽的锅炉组成锅。水、汽系统。炉。风、煤、烟系统。辅机、附件和仪表。技术指标压力。温度。额度温度，额定压力。额定蒸发量（锅炉额定参数下每小时生产的水蒸气的质量。一般用吨/小时，即 t/h 表示）。额定热负荷（锅炉额定参数下每小时通过生产的热水所提供热量。一般用兆瓦，即 MW 表示）。标准蒸吨（ 为了从能量转换的角度评价锅炉产生蒸汽和热水的能力，常常将热水锅炉生产热水的能力换算成生产蒸汽的能力，即“标准蒸吨”，其换算关系为：1 t/h = 0.7 MW）锅炉功能1提供动力或发电2供热、采暖等工业用压力容器的概念压力容器的概念：泛指承受流体压力的密闭容器。同时具备三个条件1最高工作压力大于或等于0.1MPa（不含液体静压力）；2内直径（非圆形截面指断面最大尺寸）大于或等于0.15m,且容积（V）大于或等于0.025m3;3介质为气体、液化气或最高工作温度高于或等于标准沸点的液体；锅炉是特殊的压力容器，是受火焰加热的压力容器系统。锅炉压力容器安全的重要性1、锅炉压力容器应用广（必要性）2、锅炉压力容器事故多（可能性）3、锅炉压力容器危害大（严重性）锅炉压力容器事故分类特别重大事故. 特大事故.重大事故.严重事故.一般事故。事故原因锅炉压力容器易发生事故的原因： 1）、承受压力及温度。 2）、接触腐蚀性介质。 3）、局部应力比较复杂。 4）、连续运转不易检验。避免事故的途径1）用法规指导锅炉压力容器的设计、制造、安装、使用、检验、修理、改造等环节。2） 实行官方或第三方监督。 避免破裂爆炸事故的对策1）、选用的材料及设备应满足正常工作 条件的要求；2）、避免工作条件恶化；3）、防止和消除设备缺陷。第一章 锅炉压力容器分类与结构锅炉压力容器分类按锅炉结构形式不同：锅壳锅炉(火管锅炉)、水管锅炉和水火管锅炉。压力容器的分类按压力大小分类内压： 低压容器（L） 0.1MPa P1.6MPa 中压容器（M） 1.6MPa P10.0MPa 高压容器（H） 10.0MPa P100MPa 超高压容器（U） P100MPa 其中，p为压力容器的设计压力。外压： 容器外部压力大于内部压力时 容器的内压力一个大气压(0.1MPa)时称为真空容器.按用途分类 反应压力容器（R） 换热压力容器（E） 分离压力容器（S） 贮存压力容器（C，球罐B） 压力的来源1、介质在容器外通过加压或增压后送入容器内，使容器壳体承受压力；（气体压缩机、液体泵或蒸汽锅炉）2、介质送入容器后，其物理状态、密度、温度发生变化，或在容器内发生体积增大的化学反应，使容器壳体承受压力。按压力容器综合分类据容器压力的高低、介质的危害程度以及在使用中的重要性。将压力容器分为以下三类：1）三类容器； 2）二类容器； 3）一类容器。球 壳一般是焊接结构。球体下部的壳板才比上部的壳板要稍微厚一些。球面板的形状不完全相同，但板厚一般都相同。球形壳体的应力是圆筒形壳体的1/2，板材也少，再加上需要的壁厚较薄，因而制造同样容积的容器，球形容器要比圆筒形容器节省板材约30 40，是球形容器的优点。球形容器的缺点：1、制造比较困难，工时成本较高；2、组装焊接质量难以保证。因为大型球罐必须在使用场地组焊，否则无法运输；3、作为反应或传热、传质用容器，既不便于在内部安装工艺附件装置，也不便于内部相互作用的介质的流动，因此球形容器仅用作贮存容器。二 圆筒壳薄壁圆通壳应力分布比较均匀，承载能力较高，且易于制造，因圆筒体的周向(环向)应力是轴向应力的两倍，故制造圆筒时一般使纵焊缝减至最少。厚壁圆筒壳结构可分为：A、单层筒体；B、多层板筒体；C、绕带式筒体。单层筒体的缺点裂纹将沿着壳壁扩展，最后导致整个壳体的破坏，厚板不如薄板的抗脆性好，综合性能也差一些。壁厚越厚，内外壁上的应力差别也越大。单层筒体无法改变这种应力分布不均匀的状况。多层板筒体的优点壳壁由数层或数十层紧密结合的金属板构成。可通过制造工艺在各层板间产生预应力，使壳壁上的应力沿壁厚分布比较均匀，壳体材料可以得到较充分的利用。壳壁材料中存在裂纹等严重缺陷时，缺陷一般不易扩散到其他各层，同时各层均是薄板，具有较好的抗脆断性能。多层板筒体按其制造工艺的不同可以分为：a、多层包扎焊接式；b、多层绕板式；c、多层热套式；d、多层卷焊式等形式。容器封头（端盖）凸形封头（半球，椭圆，碟形，球冠形封头）锥形封头平板封头封头的选择封头的选择主要根据设计对象的要求，并考虑经济技术指标。单位容积的表面积，半球形封头为最小。椭圆形和碟形封头的容积和表面积基本相同，可以认为近似相等。半球形封头的应力分布最好椭圆形封头应力情况第二碟形封头在力学上的最大缺点在于其具有较小的折边半径r平板受力情况最差封头愈深，直径和厚度愈大，制造愈困难。封头定义在中、低压压力容器中，与筒体焊接连接而不可拆的端部结构称为封头，与筒体以法兰等连接的可拆端部结构称为端盖。锅壳锅炉结构锅壳式锅炉是指蒸发受热面主要布置在锅壳内的锅炉，锅壳锅炉的特点1、“锅”和“炉”都包在一个壳体锅壳中。2、炉膛矮小，水冷程度大(整个金属炉膛浸泡在水中)，燃烧条件差，必须烧优质燃料。3、受热面少，蒸发量低，常装水管或烟火管以增加受热面。4、壳体直径较大，开孔多，形状不规则，内部受热部分与不受热部分连接在一起度不一致，热胀冷缩程度不同，对安全工作不利。5、系统比较简单，一般没有砌砖炉墙及尾部受热面，便于运输安装、运行管理及检查维修。对水质要求也比较低。锅壳锅炉分类1立式锅壳锅炉（立式直水管锅壳锅炉，立式弯水管锅壳锅炉） 特点;下脚圈。该部位受力情况比较复杂，容易沉积水渣，严重时会影响炉胆下部的正常传热；外部接近地面，易受腐蚀。下脚圈的结构主要有u形和s形两种。2卧式锅壳锅炉 特点； 卧式锅壳锅炉，其锅壳是卧置的，具有结构紧凑、操作方便、水位气压较稳定、对水质要求较低等优点。其出力（蒸发量也称容量）锅炉的比立式锅壳锅炉大，蒸发量一般不超过4t/h，蒸汽压力不超过125MPa。3水管锅炉 定义;水管锅炉是指水在管内流动，烟气在管外流动，锅筒内无蒸发受热面的锅炉 水管锅炉的特点；1炉膛置于筒体之外，“炉”不受“锅”的限制，体积可大可小，可以满足燃烧及增加蒸发量的要求。2以容纳水汽的管子置于炉膛、烟道中作受热面，锅筒一般不直接受热，传热性能及安全性能都显著改善。3水的预热、汽化及蒸汽过程在不同的受热面中完成，这些受热面分别叫省煤器、水冷壁与对流管束、过热器。4水汽系统、燃烧系统及辅助系统比较复杂，但单个承压部件的结构比较简单。5由于水的预热、汽化及蒸汽过热都是在管内完成的，管子结垢难于清除，因而对水质要求较高，对运行、操作、管理水平也要求较高。水管锅炉主要部件主要包括锅筒、（锅筒则是水汽系统中容积最大的部件，锅筒上连接着作为蒸发受热面的管子，锅筒则是循环流动的起始点和结束点）集箱、（集箱用来分配和汇集管内工质，）水冷壁、（吸收炉膛高温辐射热量，使管内的水汽化；降低炉膛内壁温度，保护炉墙，防止结焦）对流管束、（是吸收烟气的对流放热量，使管束内的水不断汽化。）省煤器、（降低排烟温度，减少热损失，提高锅炉热效率；提高给水温度，改善水的品质，减轻有害气体对钢板的腐蚀。）过热器等部件。（将一定压力下的饱和蒸汽加热干燥成具有一定温度的过热蒸汽。）燃烧系统主要包括燃烧装置、炉膛和烟道、空气预热器（是降低排烟温度，减少排烟热损失；热空气送入炉膛可保证燃料及时着火，稳定和完善燃烧，提高锅炉的热效率。）水管锅炉的型号