锅炉、与压力容器安全对策

1） 锅炉（boiler）
　　青海锅炉是生产蒸气的机械设备。它把燃料的化学能转变为热能，再利用热能产生蒸气。锅炉主要由“锅”和“炉”两部分构成。“锅”是指它的汽水系统，其主要作用是使水受热变成水蒸气。由密闭的容器和管道组成。包括对流管束、水冷壁等受热面及其它一些不直接受热的容器与管道。汽水系统承受一定的压力和温度·“炉”是指锅炉的燃烧系统，或称风煤烟系统，其主要作用是进行燃烧与热交换。燃烧系统包括炉膛与燃烧器。由于锅炉是在很高的温度下运行的，汽水系统中的容器与管道又同进承受着较高的温度与压力，运行时可能有爆炸的危险。而锅炉一旦发生爆炸事故，不仅仅是设备本身遭到破坏，还会毁坏周围的设备及厂房等建筑物，造成严重的人身伤亡。所以锅炉的安全问题一直是一俱令人关注和重视的问题。世界上许多国家都把锅炉和压力容器作为一种特殊设备，由国家设立专门的安全监察机构（在我国，现为劳动部锅炉压力容器安全监察局）对锅炉与压力容器的设计、制造、安装、运行、检验维修等进行全面的安全监督。
　　（2）压力容器（pressure vessel）
　　广义的压力容器，应包括所有承受流体压力的密闭容器。但在工业中，通常所说的压力容器是指其中比较容易发生事故，而且事故的危害性比较大，需要接受国家专门机构安全监督的容器。按照我国《压力容器安全监督规程》的规定，它的适用范围是同时具备下列条件的容器：（1）最高工作压力（pw）大于等于0·1mpa；（2）容积（v）大于等于25l，且内直径大于等于150mm；（3）介质为气体、液化气体和最高工作温度高于其标准沸点的液体。压力容器的主要用途是贮存或运输气体或液化气体，使它保持有一定的压力；或为工作介质的传质、传热提供密闭的空间。它的主要部件就是一个能承受压力的各种形状的壳体。容器的形状根据其用途而定，但为了保持良好的受力状态，承压壳体的几何形状和轮廓应平缓过渡，不能有突然的急剧变化。常用压力容器是球形和圆筒形。压力容器不仅承受介质的压力载荷和其它机械载荷（重力、风力等），有些还要在高温或深冷的条件下运行，介质又多具有腐蚀性，工作条件比较苛刻，比较容易发生恶性爆炸事故，压力容器发生爆炸，系列连锁反应，常常使灾情进一步扩大。由于压力容器的事故率较高、事故危害性较大，许多国家都把它作为一种特殊设备，设专门机构进行安全监督。
　　（3）锅炉蒸发量与蒸气参数（ecaporative capacity and parameter of syeam）
　　青海锅炉每小时所产生蒸气量，称为锅炉蒸发量，或称锅炉的“出力”或“容量”。其单位是t/h。锅炉在规定的蒸气参数和给水温度下，连续运行时所必须保证的最大蒸发量，称为“额定蒸发量”。通常所说的以及锅炉铭牌上标注的蒸发量就是额定蒸发量。蒸气参数用以表征锅炉所产蒸气的热力性质，即蒸气的压力和温度。按照通常习惯，表示锅炉蒸气压力用表压力，单位是mpa；温度的单位是℃。我国锅炉的蒸发量和参数已经系列化并作为国家标准。工业锅炉的参数系列如表10——1所示。
　　表10——1 工业蒸气锅炉的参数系列
　　见表
　　（4）蒸发率与热效率（evaporativity and thermal efficiency）
　　蒸发率是锅炉单位面积的受热面上的蒸发量，即每平方米的锅炉受热面上每小时所产的蒸气量。单位是kg/m²·h。锅炉蒸发率的大小，与它的结构型式有很大关系。例如，一般火管锅炉的蒸发率约为15~20kg/m²·h，而水管锅炉则往往超过30kg/m²·h。蒸发率越高，同样蒸发量的锅炉所需的受热面就越少。锅炉热效率正常运行时，输入锅炉的热量被有效利用的百分数。锅炉热效率通常用η表示.即：
　　η=（水汽吸收的热量/输入锅炉的总热量）×100%
　　热效率越高，同样蒸发量的锅炉所消耗的燃料就越少·
　　（5）锅炉受热面（heating surface）
　　在锅炉内,把汽水与火焰烟气隔开,也就是一面和火焰或烟气接触,吸收燃料燃烧时所放出的热量,另一面与水或蒸气接触,将热量传给汽水的金属壁面,称为锅炉受热面,单位是m²。受热面是汽水系统的主要部分，主要作用就是把烟气的热量传给汽水。省煤器、水冷壁、对流管束、过热器等都是受热面。锅壳式锅炉的炉胆、烟管也是受热面。锅炉蒸发量的大小，在很大程度上取决于它的受热面。一般说来，受热面越大，锅炉蒸发量也越大。
　　（6）锅炉水循环（water circulation）
　　锅炉水循环是指和汽水混合物在锅炉蒸发受热成中的循环流动。依靠水和汽水混合物的重度差维持的循环叫自然循环。依靠回路水泵的压头所维持的循环叫强制循环。自然循环是最常见的锅炉水循环方式。水管锅炉的水循环在由上升管和下降管等组成的循环回路中进行；锅壳式锅炉的水循环没有确定的循环回路，在锅壳的水空间内进行。在自然循环中，每一次只有一部分水变为蒸气。进入上升管入口的水量称为循环流量，它与此回路所产生的蒸气量（即上升管出口的蒸气量）之比值称为循环倍率。锅炉循环倍率是衡量锅炉水循环安全性的指标之一。循环倍率大，表示锅炉上升管出口段汽水混合物中蒸气的份额小，水的份额大，附于管壁上的水膜厚，管壁的冷却情况好，工作安全。自然循环的动力是下降管和上升管的压力差，它是由下降管和上升管中水的重度差和循环回路的高度所确定的。如果循环动力被过分削弱，就会产生水循环故障。常见的水循环故障是停滞和倒流。水循环故障，常常危及锅炉的安全运行，例如水循环出现停滞时，就可能导致管壁超温爆破，即所谓爆管。所以要保证锅炉安全运行，就得保证正常可靠的水循环。
　　（7）锅炉水处理（water treatment）
　　锅炉水处理是用机械的或化学的方法对锅炉给水进行净化和软化，即除去或减少水中的杂质，使其符合锅炉的水质标准。工业锅炉给水一般都取自然水。天然水中含有许多杂质，包括：悬浮物，如泥沙、藻类、油污等不溶物质；胶体物质，如铁化合物、硅盐等；固体溶解物，如钙盐、镁盐、钠盐等；气体溶解物，主要是氧和二氧化碳。这些杂质给锅炉带来的主要危害，一是使锅炉结垢，不仅降低锅炉的热效率，还会使受热面金属过热，严重时导致爆管或鼓包。二是对锅炉金属产生腐蚀，包括电化学腐蚀及碱脆等应力腐蚀，削弱受压元件的强度，影响锅炉安全运行。三是污染蒸气，不仅使所产生的蒸气品质下降，还会造成过热器等因沉盐结垢而被损害。为了防止锅炉给水带来上述危害，就得进行水质处理。锅炉给水的处理过程分为炉外和炉内处理两部分。炉外处理是主要部分，一般有沉淀、凝聚、过滤、软化、除碱、除盐等过程；炉内处理是加药剂于给水系统中，借药剂在炉内反应来进行水的处理。