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第一章 锅炉基本知识 1

第一节 锅炉概述 1

一、锅炉定义与组成 1

二、锅炉的工作过程 1

三、锅炉安全的重要性与有关规定 1

第二节 锅炉工作参数 2

一、额定蒸发量 2

二、额定蒸汽压力 4

三、额定蒸汽温度 4

第三节 常用热力参数 5

一、质量与重量 5

二、体积与容积 5

三、密度与重度 5

四、比容与比热 5

五、流量与流速 6

六、热量与热功率 6

七、汽化热(又叫汽化潜热) 7

八、过热与过热蒸汽 7

九、湿度或干度 7

十、焓 7

十一、熵 8

十二、热效率 9

十三、气体方程与热力学定律 9

第四节 水与水蒸气性质 10

一、物质的三态 10

二、水的定压蒸发过程 10

三、水与水蒸气的热力特性 12

四、水的性质 13

五、水蒸气的性质 13

第五节 锅炉水循环与热胀冷缩 14

一、锅炉水循环的原理 14

二、自然循环工作参数 15

三、常见的水循环故障 16

四、改善水循环的有关措施 17

五、物体的热胀冷缩 18

第六节 工业锅炉常用材料 19

一、工业锅炉常用材料分类 19

二、锅炉用金属材料的机械性能 19

三、锅炉用金属材料的工艺性能 21

四、几种化学元素对钢材性能的影响 21

五、工业锅炉常用金属材料 21

六、工业锅炉常用非金属材料 28

第二章 燃料燃烧与传热基础 32

第一节 燃料的成分及特点 32

一、燃料的组成成分 32

二、燃料成分表示的基准 35

三、各种基准成分之间的换算 36

第二节 固体、液体和气体燃料 38

一、固体燃料 38

二、液体燃料 38

三、气体燃料 43

第三节 燃料燃烧 46

一、燃料燃烧的四阶段 46

二、燃料的燃烧速度 48

三、燃料设备的特性参数 49

第四节 燃料的燃烧计算 51

一、空气与烟气的基本性质 51

二、空气量及烟气量的计算 52

三、空气、烟气的焓值计算 59

第五节 锅炉传热基础 64

一、传热过程 64

二、锅炉传热方法 64

第六节 锅炉热辐射 65

一、热辐射的基本原理 65

二、锅炉热辐射计算 67

三、炉膛传热计算的步骤 74

第七节 锅炉热传导 74

一、热传导的基本特性 74

二、热传导的计算 75

第八节 锅炉对流传热 79

一、对流传热的基本方程式 79

二、影响对流传热的因素 79

三、对流传热计算 80

四、锅炉对流受热面简易计算 82

第三章 锅炉燃烧设备 86

第一节 概述 86

一、燃烧方式 86

二、燃烧设备 87

第二节 手烧炉 87

一、手烧炉的燃烧过程及特点 87

二、手烧炉的炉排 89

三、手烧炉的运行调整 90

第三节 明火反烧炉 91

一、反烧炉的床层结构 91

二、连续反烧炉的结构 91

三、反烧炉的特点 92

第四节 链条炉 93

一、链条炉的结构 93

二、链条炉的燃烧及配风 98

三、链条炉的燃烧适应性及其燃烧调整 101

第五节 抛煤机炉 102

一、抛煤机的结构 102

二、抛煤机链条炉的特点与燃烧调整 104

第六节 煤粉炉 106

一、煤粉炉的结构 106

二、煤粉炉的运行调整 109

第七节 沸腾炉 109

一、沸腾炉的结构 109

二、沸腾炉的布风与炉膛结构 110

三、沸腾炉运行注意事项 111

第八节 燃油炉 111

一、油的燃烧过程 111

二、雾化器 113

三、配风器 115

四、碹口和炉膛 117

第九节 燃气炉 118

一、气体燃料的燃烧 118

二、气体燃烧器 119

三、炉膛结构特点 124

第四章 锅炉的热平衡与测量仪表 126

第一节 概述 126

一、锅炉热平衡概念 126

二、锅炉热平衡方程式 126

第二节 锅炉正平衡计算 127

一、输入热量 127

二、正平衡效率计算公式 128

第三节 锅炉反平衡计算 130

一、固体未完全燃烧热损失q4 130

二、排烟热损失q2 131

三、气体未完全燃烧热损失q3 133

四、散热损失q5 133

五、灰渣物理热损失q6 133

第四节 锅炉净效率 134

一、锅炉净效率 134

二、降低各项热损失的主要措施 135

第五节 热工测量仪表 136

一、压力计 136

二、温度计 138

三、流量计 140

四、烟气成分分析仪 142

第六节 锅炉热工试验 144

一、热工试验的目的和主要内容 144

二、试验前的准备工作 144

三、试验人员的组织与其职责 145

四、试验期间的技术要求 146

五、热工试验的测量项目及测试方法 147

六、锅炉热效率试验实例 151

第五章 锅炉结构与辅助受热面 155

第一节 概述 155

一、锅炉的发展过程 155

二、锅炉的分类 156

三、锅炉结构的基本要求 157

四、锅炉结构中的主要受压部件 158

五、锅炉参数系列与型号表示方法 159

第二节 锅壳式锅炉 162

一、立式弯水管锅炉(LSA型) 162

二、卧式快装锅炉(KZL型) 163

三、完善化卧式快装锅炉(DZL型) 166

四、组装式DZL型锅炉 167

第三节 水管锅炉 168

一、SHL型双锅筒横置式链条锅炉 169

二、SZP型双锅筒纵置式抛煤机锅炉 173

三、SZL型组装水管锅炉 174

四、角管式锅炉 175

五、SG130-3.82/450型锅炉 177

六、UG-35/3.82-M型锅炉 177

七、强制循环锅炉 177

八、直流锅炉 180

九、锅筒内部装置 183

第四节 燃油锅炉 187

一、燃油锅炉基本概念 187

二、富顿无管燃油锅炉 188

三、三浦牌立式燃油锅炉 189

四、“克雷登”强制直流式燃油锅炉 190

五、CB型全自动燃油锅炉 192

六、LOOS型全自动燃油锅炉 193

七、标准牌“康多”型燃油锅炉 194

八、CS型燃气燃油锅炉 195

九、SZS10-1.3型燃油锅炉 196

第五节 燃气锅炉与有机热载体锅炉 197

一、燃气锅炉 197

二、有机热载体锅炉 198

第六节 热水锅炉与余热锅炉 200

一、自然循环热水锅炉 201

二、强制循环热水锅炉 201

三、常用热水锅炉 202

四、余热锅炉(废热锅炉) 204

五、余热锅炉的构造 205

第七节 锅炉辅助受热面 207

一、过热器 207

二、再热器 208

三、省煤器 209

四、空气预热器 210

五、热管 211

第六章 锅炉安全附件与管道阀门 213

第一节 压力表 213

一、压力表的构造与原理 213

二、压力表的附属零件 213

三、压力表的安全技术要求 214

四、压力表常见的故障原因及对策 214

第二节 水位表 215

一、水位表的工作原理 215

二、水位表的结构和形式 216

三、水位表的安全技术要求 217

四、水位表常见的故障原因及对策 217

五、低地位水位计 218

第三节 安全阀 219

一、安全阀的结构及作用原理 219

二、安全阀的形式 220

三、安全阀的安全技术要求 221

四、安全阀常见故障原因及对策 222

第四节 排污阀 223

一、常用的排污阀形式 223

二、排污阀的技术要求 224

三、排污阀的操作注意事项 224

四、泄漏检查方法 225

第五节 给水设备 225

一、电动泵 225

二、蒸汽往复泵 227

三、注水器 228

四、给水设备的选择 230

第六节 锅炉管道 231

一、管道的材料与规格 231

二、管道口径与比压降的选取 231

三、管道的连接方法和连接件 234

四、管道的支吊架及坡度 235

五、管道的热膨胀补偿与试压吹洗 236

六、管道的保温、油漆和标志 237

第七节 锅炉常用阀门 240

一、阀门的基本参数 240

二、截断阀 241

三、止回阀 242

四、调节阀 243

五、疏水阀 245

六、安装阀门的要求 246

第七章 锅炉附属设备与电气控制 248

第一节 上煤装置 248

一、电动葫芦吊煤罐 248

二、门式电动葫芦上煤装置 248

三、斗式提升机 248

四、带式上煤机 250

五、埋刮板输送机 250

第二节 锅炉出渣装置 251

一、螺旋出渣机 251

二、刮板出渣机 251

三、马丁除渣机 252

四、圆盘除渣机 252

五、水力除渣设备及系统 253

六、气力除渣设备与系统 253

第三节 通风设备 253

一、鼓风机与引风机 253

二、烟囱 255

第四节 除尘设备 256

一、锅炉的烟尘 256

二、烟尘的危害 256

三、锅炉烟尘的排放标准 257

四、除尘设备的分类 257

五、离心力除尘器 258

六、洗涤除尘器 259

七、袋式除尘器 261

八、除尘器的选择使用 262

第五节 其他附属设备 262

一、水箱 262

二、取样冷凝器 262

三、分汽缸 263

四、分水箱与回水箱 263

五、排污膨张器 263

第六节 燃油锅炉用的附属设备 264

一、加热器 265

二、油泵 268

三、过滤器 271

第七节 锅炉常用电气元件 273

一、开关 273

二、交流接触器与继电器 278

三、信号装置 281

四、三相鼠笼式异步电动机 281

第八节 锅炉控制仪表与安全装置 282

一、锅炉常见的控制仪表 282

二、锅炉保护装置 285

三、锅炉安全装置 289

第九节 工业锅炉的自动控制 294

一、工业自动化仪表的种类 294

二、锅炉自动测量与控制 294

三、压力自动控制 297

四、燃油的自动调节 297

五、燃烧的自动控制 297

六、锅炉燃烧的微机自动控制 298

七、实例 301

第八章 锅炉运行操作与维修保养 303

第一节 锅炉的启动 303

一、锅炉点火前的检查与准备 303

二、锅炉的上水、烘炉和煮炉 304

三、锅炉的启动 308

四、锅炉的并炉 310

第二节 锅炉运行控制与调整 311

一、水位的调节 311

二、汽压的调节 311

三、汽温的调节 312

四、风量的调节 312

五、正常燃烧指标 312

六、锅炉在正常运行中应注意事项 313

第三节 锅炉停炉及停炉后的保养 313

一、压火 313

二、正常停炉 314

三、停炉防腐保养 314

第四节 附件辅机和炉墙的保养 315

一、安全附件的维护保养 315

二、汽、水阀门的检修保养 316

三、燃烧设备的检修保养 317

四、风机和水泵的检修保养 320

五、炉墙和保温层的修补 322

第五节 锅炉修理 324

一、锅炉修理的管理 324

二、几种常见的修理方法 325

三、修理质量检验 329

第九章 锅炉检验 334

第一节 概述 334

一、锅炉设备的特点 334

二、锅炉检验工作的内容及分类 334

三、锅炉检验工作的重要性 335

第二节 锅炉产品安全质量监督检验 336

一、条件 336

二、准备工作 336

三、程序和项目 336

四、工业锅炉质量综合评定 338

第三节 在用锅炉定期检验 341

一、检验范围和期限 341

二、准备工作 341

三、停炉内外部检验的程序和项目 342

四、锅炉运行状态检验 343

五、锅炉常见的缺陷 344

六、典型锅炉损坏的部位 350

七、检验结论及处理 352

第四节 锅炉安装质量监督检验 356

一、条件 356

二、准备工作 356

三、程序和项目 356

第五节 锅炉检验方法 358

一、常规检验法 358

二、量具检验法 359

三、超声波测量材料壁厚 360

四、无损探伤 360

五、焊接接头的金相和断口检验 366

六、水压试验 366

第六节 焊接质量检验 368

一、焊工资格 368

二、焊接基础 370

三、焊接质量检验 375

四、焊接安全与卫生 376

第十章 锅炉事故与锅炉房管理 378

第一节 概述 378

第二节 事故定义、分类与处理 378

一、事故定义 378

二、事故分类 378

三、处理事故的要求 379

四、事故报告程序 379

第三节 锅炉的事故 380

一、锅炉爆炸事故 380

二、锅炉爆管事故 382

三、锅炉的渗漏及变形事故 383

四、炉膛爆炸及尾部烟道二次燃烧 384

第四节 常见事故的现象、原因及处理 387

一、锅炉超压 387

二、锅炉缺水 388

三、锅炉满水 389

四、锅炉汽水共腾 390

五、锅炉及管道的水冲击 390

六、热水锅炉锅水汽化 392

第五节 事故调查 392

一、事故调查组的组成 392

二、事故调查分析 393

第六节 锅炉的安全监察 396

一、锅炉、压力容器的监察机构、法规 396

二、锅炉安全监察制度 399

三、锅炉安装监检制度 400

四、锅炉修理、改造资格审批制度 400

五、锅炉的使用制度 400

六、锅炉管理制度 401

第七节 锅炉房的安全管理 403

一、基本要求 403

二、专(兼)职管理人员的职责 403

三、锅炉房管理应具备的基础资料 404

四、锅炉房管理制度和规程 404

五、锅炉房的安全管理记录 404

六、锅炉房的安全活动 405

第八节 锅炉房科学管理 409

一、煤炭管理 409

二、水质管理 409

三、运行管理 409

四、设备管理 409

五、用汽管理 410

第十一章 锅炉水质处理 411

第一节 锅炉水处理理化学基础 411

一、物质的组成 411

二、相对原子、分子质量和摩尔质量 413

三、溶液、浓度和表示法 414

第二节 锅炉用水常识与水质标准 416

一、天然水中的杂质及其危害 416

二、水质指标与水质标准 417

第三节 锅炉水垢的结生、危害及清除 421

一、水垢结生过程 421

二、水垢的种类和性质 421

三、水垢的危害 422

四、水垢的化学清洗 423

五、其它除垢法 429

第四节 锅炉设备的腐蚀与给水预处理 430

一、腐蚀的分类及评定方法 430

二、锅炉设备的腐蚀与防止 432

三、锅炉给水预处理 434

四、锅炉给水除氧 434

第五节 锅内加药水处理 437

一、锅内加药水处理的机理 437

二、锅内加药水处理 437

三、加药剂的方法 441

四、锅炉的排污 442

第六节 锅外离子交换水处理 444

一、锅外离子交换永处理的原理 444

二、离子交换剂(离子交换树脂) 445

三、再生剂(还原剂) 450

四、离子交换器 452

五、其他水处理方法 458

第七节 锅炉水质分析 463

一、碱度的测定(容量法) 463

二、硬度的测定(EDTA滴定法) 464

三、氯化钠的分析(硝酸银容量法) 465

四、溶解氧的测定(两瓶法) 466

第十二章 锅炉受压元件强度计算 468

第一节 锅炉强度的基本概念 468

一、锅炉受压元件的强度 468

二、强度控制原则及应力分类 468

三、受压元件的应力分析与强度理论 470

第二节 锅炉强度计算标准与应力 473

一、锅炉受压元件强度计算标准 473

二、安全系数及许用应力 474

三、计算壁温 478

第三节 水管锅炉承受内压圆筒形元件的强度计算 481

一、计算公式 481

二、公式中有关量值的确定 482

三、圆筒形元件壁厚计算公式的使用条件 488

四、水压试验压力的校核 489

第四节 孔的加强计算 489

一、未加强孔的最大允许直径的计算 490

二、单孔加强计算 491

三、孔桥加强计算与焊缝强度的校核 493

第五节 承受内压封头的壁厚计算 494

一、凸形封头的壁厚计算 494

二、公式使用条件 496

三、平端盖、平堵头及盖板壁厚的计算 497

第六节 锅壳式锅炉受压元件强度计算 499

一、锅壳式锅炉、筒体、集箱管子强度计算 499

二、受拉撑平板及管板的强度计算 502

三、各种拉撑元件的计算 505

四、下脚圈的强度计算 508

五、承受外压的圆筒形炉胆的强度计算 509

第七节 计算实例 514

一、锅筒筒体的强度计算 514

二、有孔封头的强度计算 517

三、卧式锅壳锅炉的筒体强度计算 518

四、卧式锅壳锅炉开设的人孔圈强度校核 519

五、锅壳式锅炉平管板厚度的强度计算 521

六、立式无冲天管锅炉U形下脚圈强度计算 526

参考文献 527

附录 528

一、国际单位制(SI)单位与工程单位换算表 528

二、化学元素的名称、符号和相对原子质量 530

三、锅炉水处理管理规则(试行) 532

四、锅炉运行状态检验规则(试行) 536

五、单位换算表(约数) 541