本书包括锅炉、压力容器、压力管道、材料与热处理、焊接、无损检测、法定检验、安全附件、事故分析与预防、质量体系、安全监察等内容。具体介绍金属学基础、常用钢材、材料性能,焊接方法、常用焊接材料及焊接工艺评定、常用无损检测方法及无损检测新技术,承压设备结构、制造、安装、维修、改造及质量控制,承压设备监督检验与定期检验、使用管理等。本书注重理论与实际相结合,概括了承压类特种设备的主要实用技术。
本书适合于从事承压类特种设备设计、制造、安装、维修、改造、使用、检验检测、使用单位技术人员及安全监察机构管理人员,同时也可作为相关专业人员、大专院校师生的参考书。
第2章 锅炉
2.1 概述
2.1.1 锅炉的工作过程
锅炉是国民经济中重要的热能供应设备,电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食品等行业都需要锅炉供给大量的热能。
锅炉是一种利用燃料燃烧后释放的热能或工业生产中的余热,传递给容器内的水,使水达到所需要的温度(热水)或一定压力蒸汽的热力设备。它是由“锅”(即锅炉本体水压部分)、“炉”(即燃烧设备部分)、附件仪表及附属设备构成的一个完整体。水进入“锅”以后,在汽一水系统中,“锅”受热面将吸收的热量传递给水,使水加热成一定温度和压力的热水或生成蒸汽,被引出应用。在燃烧设备“炉”部分,燃料燃烧不断放出热量,燃烧产生的高温烟气通过热的传播,将热量传递给“锅”的受热面,*后由烟囱排出。“锅”与“炉”一个吸热,一个放热,是密切联系的一个整体设备。
在锅炉中进行着三个主要过程:燃料在炉内燃烧,其化学贮藏能以热能的形式释放出来,使火焰和燃烧产物(烟气和灰渣)具有高温;高温火焰和烟气通过“受热面”向工质传递热量;工质被加热,其温度升高,或者汽化为饱和蒸汽,或再进一步被加热成为过热蒸汽。
以上三个过程是互相关联并且同时进行的,实现着能量的转换和传递,并伴随着物质的流动和变化:工质,例如给水(或回水)进入“锅”,*后以蒸汽(或热水)的形式供出;燃料,例如煤进入“炉”内燃烧,其可燃部分燃烧后连同原含水分转化为烟气,其原含灰分则残存为灰渣;空气送入炉内,其中氧气参加燃烧反应,过剩的空气和反应剩余的惰性气体混在烟气中排出。水一汽系统、煤一灰系统和风一烟系统是锅炉的三大主要系统,这三个系统的工作是同时进行的。通常将燃料和烟气这一侧所进行的过程(包括燃烧、放热、排渣、气体流动等)总称为“炉内过程”;把水和汽这一侧所进行的过程(水和蒸汽流动、吸热、汽化、汽水分离、热化学过程等)总称为“锅内过程”。
锅炉在运行中由于水的循环流动,不断地将受热面吸收的热量全部带走,不仅使水升温或汽化成蒸汽,而且使受热面得到良好的冷却,从而保证了锅炉受热面在高温条件下安全地工作。
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