锅炉是由锅和炉组成的,上面的盛水部件为锅,下面的加热部分为炉,锅和炉的一体化设计称为
锅炉。《特种设备安全监察条例》所定义的锅炉是指利用各种燃料、电或者其他
能源,将所盛装的液体加热到一定的参数,并对外输出热能的
设备。
2.5MPa以下的锅炉称为低压锅炉,6.0MPa以上的称为高压锅炉,压力介于两者之间的称为
中压锅炉。此外,还有
超高压锅炉、亚临界锅炉和
超临界锅炉。高压锅炉受热面 一般采用倒U形布置,多数燃用煤粉,固态排渣,汽水流动方式常为自然循环。由于汽化潜热随汽压的增高而减小,过热热量则相应增大,因而高压锅炉除在水平烟道中布置
对流式过热器外,常在
炉膛出口处再布置一部分半辐射式
过热器。为了进一步降低排烟温度,提高锅炉效率,高压锅炉尾部烟道中必然要布置具有足够受热面面积的
省煤器和
空气预热器;在正常工况下其运行 效率一般可达90%左右。主要用于中、大型火力发电厂或工矿企业的 自备电厂。
对于高温承压部件材料的强度,不仅要考虑它的短期高温强度指标,更主要是考虑它的抗蠕变性能,即蠕变极限和持久强度。蠕变极限是材料在一定温度下,在规定的使用时间内,使试件产生一定量总变形的应力值。持久强度是指在给定温度下,使材料经过规定时间发生断裂的应力值。蠕变极限反映的是材料在高温下工作的变形量,持久强度反映的是材料在高温下长期工作的断裂抗力,它更好地反映了高温元件的失效特点。所以特别适用于高温承压部件。
用于制造高温承压部件的材料,应具有足够高的强度和持久塑性、良好的组织稳定性、高的松弛稳定性、良好的抗氧化性等性能。高压锅炉和高温压力容器所用的耐热钢一般都是低合金耐热钢,常用的有钼钢Mo、铬钼钢Cr—Mo及铬钼钒钢Cr—Mo—V 三大类。它们的
合金元素含量少。工艺性能好,广泛用于制造使用温度在600℃以下的承压部件。常用的钢种有16Mo、12CrMo、15CrMo、12CrMoV等。一些承压部件工作温度可能更高些,则采用高合金镍铬钢等。
高压锅炉的
过热蒸汽温度都在500℃以上。在这样高的蒸汽温度下,过热器管和主蒸汽管金属已呈暗红色,它们的温度已经非常接近管材金属容许的工作温度。如果因某些原因使这些管子超温运行,就会使管子的金属材料发生变化,例如,因金属脱碳而使管子发生裂纹,或者因管子金属强度下降而产生胀粗和“鼓疱”,造成管子的损坏。
对于高压锅炉的金属膨胀间隙,如果不加以注意,很容易发生事故。检修人员在检修或更换某一段管子时,首先要查看它的膨胀间隙和膨胀方向,做好记录(锅炉在安装过程中,根据制造厂的计算资料和安装图纸.都留有足够的膨胀间隙),检修后要保持原有间隙,否则就要出事故。
高压锅炉的
过热器和省煤器的弯头很多,而过热器大部分是垂直安装的,所以在停炉时很容易积水。根据多次检修割管情况来看,凡是经过干燥处理的锅炉,过热器垂直弯头就没有水,如果不采用干燥措施,垂直弯头就有400—500毫米的积水。这些积水主要是锅炉在停炉过程中蒸汽凝结下来的。这样如果检修20天,过热器就会腐蚀20天,如果锅炉是备用的,那么腐蚀的时间就更长了。
锅炉由于结焦或除焦方法不当,都会破坏水循环,高压锅炉
循环倍率较小更容易引起水循环的破坏。如某厂高压锅炉水冷壁结了很多焦,运行人员用自来水除焦,向焦子大量浇水,结果使冷水大量流到水冷·壁管上,引起锅炉水循环破坏,使部分水冷壁管短时高温过热,造成水冷壁的爆破。 破口呈喇叭状,边缘锋利,呈韧性破断,破口内壁由于管内汽水混合物急速冲刷,显得十分光洁,外壁呈蓝黑色。炉管胀粗严重,达11.8%以上,管壁显著减薄。