锅炉操作培训讲义

2019-03-11 19:03:00 zixun
聊城市质量协会 锅炉操作人员考前辅导材料 潘西增 1 锅炉操作基础知识 1.1 压力、温度、容量、介质性质、热胀冷缩等 1.1.1 压力:垂直均匀作用在单位面积上的力,称为压 力。单位是 Mpa (见教材第 8 页) 1.1.2 温度:标志物体冷热程度的物理量,称为温度。 单位是℃ (见教材第 9 页) 1.1.3 容量:锅炉的容量又称锅炉出力,是锅炉的基本 特性参数,对于蒸汽锅炉用蒸发量表示,单位是 t ; 对于热水锅炉用热功率表示,单位是 MW。 (见教材第 10 页) 1.1.4 介质性质(见教材第 11 页) 1.1.4.1 水:随温度的变化,水可以变成蒸汽,也可 以变成冰;随温度的变化,在 4℃以上水的热胀冷缩 的变化非常明显,但到了 4℃以下则出现了热缩冷涨 的变化。蒸汽又分为饱和蒸汽和过热蒸汽;在一定的 压力下,饱和蒸汽的温度是恒定的;不同的压力对应 13666359119 一个不同的饱和蒸汽温度值。如表压 0 的蒸汽温度为 100℃;0.1Mpa 的蒸汽温度为 120℃;0.2Mpa 的蒸汽 温度为 133℃;0.3Mpa 的蒸汽温度为 143℃;0.4Mpa 的蒸汽温度为 151℃;0.7Mpa 的蒸汽温度为 170℃; 1.0Mpa 的蒸汽温度为 183℃;1.25Mpa 的蒸汽温度为 194℃;1.6Mpa 的蒸汽温度为 204℃;2.5Mpa 的蒸汽 温度为 226℃。 1.1.4.2 导热油:导热油又称为有机热载体,多呈淡黄 色或褐色油状液体,大都是无毒无味的,少数的具有 一定程度的毒性和刺鼻臭味。导热油作为 传热介质 具有以下特点:可以在很低的饱和压力下,被加热到 较高的工作温度;具有传热效率好,散热快,热稳定 性很好,即可以大大降低高温加热系统的操作压力和 安全要求,提高了系统和设备的可靠性;可以在更宽 的温度范围内满足不同温度加热的工艺需求。即可以 降低系统和操作的复杂性;省略了水处理系统和设 备,提高了系统热效率,减少了设备和管线的维护工 作量。即可以减少加热系统的初投资和操作费用。 1.2 流体力学、传热学知识 1.1.1 流体力学: 流体力学包括液体力学和气体力学; 液体和气体统称为流体。 1.2.2 热传递的三种基本方式,即热传导、对流、辐 射 1.2.2.1 热传导简称导热,是热量从高温部分传给低 温部分。单位时间内的导热量与导热系数、截面积和 温度成正比;而与导热距离成反比。 1.2.2.2 热对流:随着流体不同部分的相对位移,把 热量从一处带到另一处的现象,称为热对流。 1.2.2.3 热辐射:物体转化本身的内能而产生的辐射 称为热辐射,简称热辐射。物体的温度愈高,辐射的 能力愈强。 1.3 燃料与燃烧知识(见教材第 12-22 页) 一、燃料的分类 二、燃料的分析 燃料的成分为:碳(C) 、氢(H) 、氧(O) 、 氮(N) 、硫(S) 、灰分(A) 、水分(W) 其中硫为有害成分,一般不要超过 2% 发热量:发热量是恒量煤的质量好坏的一个重要 指标 单位为:1 千卡(kcal)=1 大卡=4.184 千焦(kJ) 三、燃烧的基本条件(见教材第 19 页) 四、燃料的燃烧(见教材第 20 页) 1.4 钢材的机械性能 : 钢材的机械性能是指用钢 材所制成的零部件,在机械载荷的作用下所表现出来 的抵抗失效损坏的能力。 一般所说的机械性能包括:强度、塑性、韧性、 硬度和疲劳强度等。 1.4.1 强度是指金属材料抵抗变形和破坏的能 力。 1.4.2 塑性是指金属材料在外力作用下产生永久 变形的能力。 1.4.3 韧性(通常又叫冲击韧性)是指金属材料 抵抗冲击载荷的能力。 1.4.4 硬度是指金属材料抵抗压入物压陷能力的 大小,是金属材料表面的局部区域内抵抗塑性变形和 破坏的能力。 1.4.5 疲劳强度是指金属材料抵抗交变载荷所引 起的变形和破坏的能力。 金属材料的机械性能是通过试验方法测定出来 的。 2、锅炉操作专业知识 2.1 专业基础知识 2.1.1 锅炉的分类及主要参数 2.1.1.1 锅炉的常用名词术语(见教材第 31-32 页) 2.1.1.2 锅炉的分类(见教材第 31-32 页) 2.1.1.3 锅炉的主要参数有;额定蒸汽压力、额 定热功率、工作压力、额定蒸发量、介质出口温度、 热效率,即为锅炉设计图纸和锅炉名牌上的数据,是 该锅炉的技术特征。 2.1.1.3 锅炉的型号表示法(见教材第 33 页) 例如:SHL20 一 2.5 一 AⅡ 表示为双锅筒、横置式、链条炉排、蒸发量 20 吨/小 时、蒸汽压力 2.5 Mpa 的饱和蒸汽锅炉、适用燃料为 二类烟煤。 2.1.2 锅炉热效率及热损失 2.1.2.1 锅炉热效率正平衡法(见教材第 25 页) 2.1.2.1 反平衡法:锅炉热损失有:Q2 锅炉排烟 热损失;Q3 锅炉中气体未完全燃烧热损失;Q4 锅炉中 固体未完全燃烧热损失;Q5 锅炉散热热损失;Q6 锅炉 灰渣物理热热损失。 2.1.3 锅炉水循环原理及故障(见教材第 30 页) 2.2 锅炉结构及其系统 2.2.1 锅炉结构(见教材第 35-58 页) 2.2.2 锅炉主要受压部件及其作用(见教材第 26-29 页) 2.2.3 锅炉结构图、锅炉热力系统图(注 B-2) 2.2.4 锅炉的汽、水流程(注 B-2) 2.2.5 过热蒸汽的减温方法、作用,减温器类型、减 温系统(注 B-2) 2.2.6 特殊的炉型机构及系统 较常见的即是以导热油为介质的有机热载体 锅炉又称导热油锅炉,在几乎常压的条件下,可以 获得很高的操作温度。 即可以大大降低高温加热系 统的操作压力和安全要求, 提高了系统和设备的可 靠性; 2.3 燃烧方式与设备 2.3.1 层状燃烧 层状燃烧设备形式有:固定炉排、固定双层炉 排、抽板顶升反烧炉排、螺旋下饲式炉排、链条炉排、 倾斜往复炉排、水平往复炉排、水平往复抽条炉排、 抛煤机等。 (见教材第 59-101 页) 2.3.2 流化床燃烧(见教材第 84-87 页) 2.3.3 室燃(油、气、水煤浆、煤粉) (见教材第 88 页) 2.3.4 电加热设备 2.4 主要安全附件与仪表的作用及操作要求(见教材 第 102 页) 2.4.1 安全阀 2.4.2 压力测量装置(见教材第 113 页) 2.4.3 水位测量装置(见教材第 117 页) 2.4.4 排污与放水装置(见教材第 129 页) 2.4.5 温度测量仪表(见教材第 133 页) 2.4.6 自动控制与保护装置 2.4.6.1 自动控制装置(见教材第 142 页) 2.4.6.2 锅炉保护装置(见教材第 150 页) 2.5 辅助设备与管道 2.5.1 辅助设备(见教材第 183 页) 辅助设备有;给水设备、通风设备、上煤设备、 除渣设备、除尘、脱硫、脱硝设备。 2.5.2 管道(见教材第 177 页)管道 2.5.3 烟气净化装置即除尘、脱硫、脱硝设备。 2.5.5 吹灰设备(注 B-2) 2.5.6 锅炉范围内的管道、分汽(水或者油)缸、 2.5.6.1 锅炉分汽(水或者油)缸 锅炉分汽(水或者油)缸是锅炉不可缺少的 附属设备,主要作用是分配汽、水或者油,因此分气 缸上有多个阀座,可多台锅炉并用一台。 2.5.6.2 锅炉范围内的管道 对于工业蒸汽锅炉。是指与锅炉相连的承压 汽水管道;有分气缸的是从锅炉给水泵出口起,到分 气缸出口止。无论有无分气缸,都是指安装在锅炉房 内的承压管道,必须使用无缝钢管。 2.6 锅炉水(介)质处理(见教材第 212 页) 2.6.1 锅炉用水基本要求,有机热载体锅炉油品知识 2.6.2 工业锅炉水质(有机热载体)标准 工业锅炉水质标准GB/T1576-2008 采用锅外水处理的自然循环蒸汽锅炉和汽水两用锅炉 水质 额定蒸汽压 项 目 力 MPa 补给水类型 浊度 FTU 硬度 mmol/L 给 水 溶解氧 a mg/L 油 mg/L 全铁 mg/L 软化水 ≤5.0 ≤0.030 除盐水 ≤2.0 ≤0.030 软化水 ≤5.0 ≤0.030 7.0~9.0 ≤0.10 ≤2.0 ≤0.30 除盐水 ≤2.0 ≤0.030 8.0~9.5 ≤0.050 ≤2.0 ≤0.30 软化水 ≤5.0 ≤0.030 7.0~9.0 ≤0.050 ≤2.0 ≤0.30 除盐水 ≤2.0 ≤0.030 8.0~9.5 ≤0.050 ≤2.0 ≤0.10 P≤1.0 1.0<P≤1.6 1.6<P≤2.5 pH(25℃) 7.0~9.0 8.0~9.5 ≤0.10 ≤2.0 ≤0.30 ≤0.10 ≤2.0 ≤0.30 电导率 (25℃) μS/cm —— —— × ≤5.5×102 ≤1.1×102 ≤5.0 2 10 6.0~ 6.0~24.0 ≤10.0 16.0 ≤1.0×102 无过 6.0~26.0 全碱度 b 热器 mmol/L 有过 —— 热器 ≤10.0 ≤8.0 —— ≤14.0 ≤10.0 ≤12.0 ≤8.0 4.0~ 无过 4.0~18.0 ≤6.0 4.0~16.0 ≤6.0 ≤5.0 酚酞碱度热器 12.0 mmol/L 有过 ≤10.0 ≤6.0 ≤8.0 ≤5.0 锅 —— —— 热器 水 pH(25℃) 10.0~ 10.0~ 10.0~12.0 10.0~12.0 10.0~12.0 10.0~12.0 12.0 12.0 无 过 ≤4.0× 3 3 3 3 3 溶解固形热器 103 ≤4.0×10 ≤3.5×10 ≤3.5×10 ≤3.0×10 ≤3.0×10 物 mg/L 有 过 —— —— ≤3.0×103 ≤3.0×103 ≤2.5×103 ≤2.5×103 热器 磷酸根 c —— —— 10.0~30.0 10.0~30.0 10.0~30.0 10.0~30.0 mg/L 亚硫酸根 d —— —— 10.0~30.0 10.0~30.0 10.0~30.0 10.0~30.0 mg/L 相对碱度e <0.20 <0.20 <0.20 <0.20 <0.20 <0.20 2.6.3 电站锅炉水汽质量标准(注 B-2) 2.6.4 水垢的形成与危害 2.6.4 水垢的形成(见教材第 255 页) 2.6.4 水垢的危害(见教材第 259 页) 2.6.5 锅炉水处理方法(见教材第 223 页) 2.6.6 锅炉给水除氧(注 B-2) 2.6.7 锅炉化学清洗 化学除垢分碱洗法和酸洗法两种。 碱洗法就是将不同品种、不同浓度的碱液注入 锅炉,然后在一定的压力下进行煮炉,一般煮 48 小 时或更长一点时间,从而达到碱洗的目的。 酸洗除垢时,酸不仅能清除锅炉受热面上的水 垢,同时也能与金属反应,从而使锅炉遭到腐蚀或穿 孔。因此酸洗的技术要求比较高。必须请持有锅炉压 力容器安全监察部门颁发的化学清洗许可证的单位 进行。 2.7 运行与维护保养 2.7.1 锅炉运行前的检查准备、点火、升温升压、运 行调节、停炉等操作 2.7.1.1 锅炉投入运行的必备条件 (见教材第 271 页) 2.7.1.2 锅炉投入运行前的准备(见教材第 281 页) 2.7.1.3 蒸汽锅炉的启动(见教材第 287 页) 2.7.1.4 锅炉运行调节(见教材第 293 页) 2.7.2 锅炉辅机的操作(见教材第 339 页) 2.7.3 锅炉与辅机的维护保养(见教材第 352 页) 2.7.4 锅炉常见缺陷与危害(见教材第 361 页) 2.7.5 锅炉常见故障、事故的原因、处理及预防(见 教材第 361 页) 2.7.6 锅炉巡检要求(见教材第 274 页) 2.7.7 燃烧调整(注 B-2) 2.7.8 定压运行与滑压运行(注 B-2) 2.7.9 锅筒壁温差控制(注 B-2) 2.7.10 锅炉负压、气温、汽压、水位控制(注 B-2) 2.7.11 氮氧化物控制(注 B-2) 2.7.12 影响燃烧的主要因素, 各因素对锅炉燃烧的影 响(注 B-2) 2.7.13 锅炉启动过程中热膨胀的监控(注 B-2) 2.7.14 循环流化床锅炉循环停止的处理(注 B-2) 2.7.15 受热面的安全运行(注 B-2) 2.7.16 风机抢风、失速、喘振的处理(注 B-2) 2.7.17 炉底水封破坏的判断与处理(注 B-2) 2.7.18 锅炉结渣的处理(注 B-2) 4 节能减排知识: 节能减排指的是减少能源浪费和降低废气排放。 4.1 节能知识:当前我国工业锅炉能源资源浪费情况 十分严重,节能潜力很大。因此做好锅炉的安全经济 运行,使锅炉设备在最优状态下工作,对于促进“节 能减排”具有十分重要的意义。 工业锅炉能耗浪费的主要原因有:锅炉容量偏 小、效率低下、煤种多变、煤质差、排烟温度高、污 染大、系统自动控制水平低、锅炉结焦、积灰严重、 水质达不到标准要求、冷凝水综合利用率低、人员操 作水平不高等多方面因素。 4.1.1 锅炉经济运行指标和能效测试 4.1.1.1 锅炉运行指标主要有; 锅炉运行热效率 锅炉运行排烟温度 锅炉运行排烟处过量空气系数 燃煤锅炉运行灰渣可燃物含量 4.1.1.2 能效测试与评价方法分类 锅炉及其系统能效测试与评价方法包括定型产 品热效率测试、锅炉运行工况热效率详细测试、锅炉 运行工况热效率简单测试和锅炉及其系统运行能效 评价。 4.1.1.2.1 锅炉定型产品热效率测试 锅炉定型产品热效率测试是为评价工业锅炉产 品在额定工况下能效状况而进行的热效率测试。 测试方法 (1) 手烧锅炉、下饲式锅炉、电加热锅炉采用正 平衡法进行测试; (2) (2 额定蒸发量(额定热功率)大于或者等于 20t/h(14MW)的锅炉,可以采用反平衡法 进行测试; (3)其余锅炉均应当同时采用正平衡法与反平衡法 进行测试。 每次测试的正平衡与反平衡的效率之差应当不 大于 5%,正平衡或者反平衡各自两次测试测得的效 率之差均应当不大于 2%,燃油、燃气和电加热锅炉 各种平衡的效率之差均应当不大于 l%。 取两次测试结果的算术平均值作为锅炉热效率 最终测试结果。 4.1.1.2.2 锅炉运行工况热效率简单测试 锅炉运行工况热效率简单测试是对在用工业锅 炉进行主要参数的简单测试,用于快速判定锅炉实际 运行能效状况。 锅炉运行工况热效率简单测试包括以下项目: (1)排烟温度 tpy,℃; (2)排烟处过量空气系数α py; (3)排烟处 CO 含量,%(ppm); (4)入炉冷空气温度 t1k℃; (5)飞灰可燃物含量 Cfh,%; (6)漏煤可燃物含量 C1m,%; (7)炉渣可燃物含量 C1z,%; (8)燃料工业分析(燃料收到基低位发热量 Qnet,v,ar,kJ/kg;收到基灰分 Aar,%) ; , 4.1.2 锅炉各项热损失及其影响因素 4.1.2.1 Q2 锅炉排烟热损失 排烟热损失就是烟气带走的热量损失。从烟囱 中排走的烟气要比送入锅炉的空气温度高的多。排烟 温度越高,热损失越大;合理配风,在保证锅炉能充 分燃烧的前提下,尽量减小空气过剩系数;采取堵漏 措施,防止漏风量过大。 4.1.2.2 Q3 锅炉中气体未完全燃烧热损失; 由于空气量不足、燃料与空气混合不均匀、 炉膛温度不高、燃烧时间过短等原因,使一些可燃气 体没有完全燃烧就从烟囱排出,造成的热量损失。为 了降低化学未完全燃烧热损失,应采取措施使燃料完 全燃烧,例如提高炉膛温度、合理调整给风、加装二 次风等。 4.1.2.3 Q4 锅炉中固体未完全燃烧热损失; 固体燃料在燃烧过程中,部分燃料没有燃烧 而随灰渣、飞灰、漏煤离开锅炉而造成的热量损失。 运行中要不断改进操作技术,以降低该项热损失。 4.1.2.4 Q5 锅炉散热热损失; 由于锅炉的炉体、炉墙的温度比锅炉房内的空气温度 高,所以锅炉的一部分热量散发到锅炉房内,造成热 损失。为降低散热损失,就要做好锅炉本体、炉墙、 管道的保温,炉墙表面温度不超过 50℃. 4.1.2.5 Q6 锅炉灰渣物理热热损失 温度很高的灰渣排出炉外时要带走部分热 量。主要指排红渣,应尽量避免。 4.1.3 节水、节电、节约燃料技术与操作(见教材第 333 页) 4.2 减排知识:减排,就是节约能耗降低废气排放。 我国“十一五”规划纲要提出,“十一五”期间单位国内 生产总值能耗降低 20%左右、 主要污染物排放总量减 少 10%。 4.2.1 锅炉大气污染物排放控制指标 执行 GB13271-2014 《锅炉大气污染物排放标 准》 ,该标准规定了锅炉烟气中颗粒物、二氧化硫、 氮氧化物、汞及其化合物的最高允许排放浓度限值和 烟气黑度限值。 燃煤锅炉烟囱最低允许高度 锅 炉 房 装 MW 机总容量 t/h <0.7 <0.7 O.7~ <1.4 1~ <2 1.4~ <2.8 2~ <4 2.8~ <7 4~ <10 7~ <14 10~ <20 ≥14 ≥20 45 烟囱最低 m 允许高度 20 25 30 35 40 在用锅炉大气污染物排放浓度限值 单位:mg/m3 污染物 项 目 限值 污染物排放 燃煤锅炉 燃油锅炉 燃气锅炉 监控位置 80 400 400 0.05 ≤1 烟囱排放口 60 300 400 30 100 烟囱或烟道 氮氧化物 汞及其化 合物 烟气黑度 400 颗粒物 二氧化硫 新建锅炉大气污染物排放浓度限值 单位:mg/m3 污染物 项 目 限值 污染物排放 燃煤锅炉 燃油锅炉 燃气锅炉 监控位置 50 300 300 0.05 ≤1 烟囱排放口 30 200 250 20 50 烟囱或烟道 氮氧化物 汞及其化 合物 烟气黑度 200 颗粒物 二氧化硫 4.2.2 锅炉烟气净化装置及其操作(注 B-2) 4.2.3 锅炉噪音的控制 锅炉由于选址欠佳、风机、水泵性能不良造成 的音响过大。可采取吸声、隔声、消声的方法,例如 风机噪声隔离,为风机、水泵间安装隔声门;出风口 安装消声器;由于烟囱排气气流噪声和气体流速有 关。因此,用加大烟囱直径的办法降低气体流动速度 解决烟囱出口的噪声问题等。 4.2.4 供热系统余热回收利用技术 如:烟气余热回收,冷凝水余热回收,灰渣物 理热回收
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