1、第一章锅炉压力容器的分类与结构第一章锅炉压力容器的分类与结构第一节第一节 锅炉压力容器分类锅炉压力容器分类 一、锅炉分类一、锅炉分类 二、压力容器分类二、压力容器分类 一、锅炉分类一、锅炉分类 1.1 1.1 锅炉规格锅炉规格 锅炉规格表示锅炉生产蒸汽或加热水的能力及水平。锅炉规格表示锅炉生产蒸汽或加热水的能力及水平。蒸汽锅炉的规格以单位时间内产生蒸汽的数量及蒸汽参数表示，蒸汽锅蒸汽锅炉的规格以单位时间内产生蒸汽的数量及蒸汽参数表示，蒸汽锅炉每小时所产生蒸汽的数量，称为锅炉的蒸发量，也称锅炉的容量或出炉每小时所产生蒸汽的数量，称为锅炉的蒸发量，也称锅炉的容量或出力力，常以符号，常以符号D D表
2、示，单位是表示，单位是t th(h(吨时吨时)。额定蒸发量：锅炉在规定的蒸汽参数和给水温度下，连续运行时所必须额定蒸发量：锅炉在规定的蒸汽参数和给水温度下，连续运行时所必须保证的最大蒸发量；保证的最大蒸发量；热水锅炉的规格以单位时间内水的吸热量及热水参数表示热水锅炉的规格以单位时间内水的吸热量及热水参数表示。单位为单位为MW(MW(兆瓦兆瓦)。其额定值称额定热功率。其额定值称额定热功率。蒸汽锅炉的蒸汽参数以锅炉主汽阀出口处蒸汽的压力蒸汽锅炉的蒸汽参数以锅炉主汽阀出口处蒸汽的压力(表压表压)和温度和温度表示；压力的符号为表示；压力的符号为P P，单位为，单位为MPa(MPa(兆帕兆帕)；温度的符
3、号为；温度的符号为t t，单位为，单位为(摄氏度摄氏度)。热水锅炉的介质参数以额定出水压力及额定进口出口水温。热水锅炉的介质参数以额定出水压力及额定进口出口水温表示，符号与单位同上。表示，符号与单位同上。一、锅炉分类一、锅炉分类 1.2 1.2 锅炉的分类锅炉的分类 按用途不同按用途不同：可以分为电站锅炉、工业锅炉、机车船舶锅炉、生活锅炉等：可以分为电站锅炉、工业锅炉、机车船舶锅炉、生活锅炉等 按容量的大小按容量的大小:可以分为大型锅炉、中型锅炉和小型锅炉。可以分为大型锅炉、中型锅炉和小型锅炉。100t/h100t/h锅炉称作大型锅炉称作大型 锅炉；锅炉；2020100t100th h的锅炉称
4、为中型锅炉；的锅炉称为中型锅炉；20t20th h的锅炉称为小型锅炉。的锅炉称为小型锅炉。按蒸汽压力的大小按蒸汽压力的大小：低压锅炉：低压锅炉(p2.5MPa)(p2.5MPa)、中压锅炉、中压锅炉(2.5MPa(2.5MPa p p 5.9 5.9 MPa)MPa)、高压锅炉、高压锅炉(p p=9.8MPa)=9.8MPa)、超高压锅炉、超高压锅炉(p p=13.7MPa)=13.7MPa)、亚临界锅炉、亚临界锅炉(p p=16.7MPa)=16.7MPa)、超临界锅炉、超临界锅炉(p p 22.13MPa)22.13MPa)按按燃料和能源种类燃料和能源种类：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、原
5、子能锅炉、废热：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、原子能锅炉、废热(余热余热)锅炉等。锅炉等。按按锅炉结构形式锅炉结构形式：锅壳锅炉：锅壳锅炉(火管锅炉火管锅炉)、水管锅炉和水火管锅炉。、水管锅炉和水火管锅炉。按按燃料燃烧方式燃料燃烧方式：层燃炉、沸腾炉、室燃炉。：层燃炉、沸腾炉、室燃炉。按按工质在蒸发系统的流动方式工质在蒸发系统的流动方式：自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉：自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉等。等。从安全管理和技术监督的角度，把压力容器分为两大类：固定式压力容器：有固定的安装和使用地点，工艺条件和操作人员 也较为固定。移动式压力容器二、压力容器分类二、压力容器分类压力容器：
6、包括承受气液介质压力的密闭容器。目前我国接受目前我国接受压力容器安全监察规程压力容器安全监察规程监察的压力容器则是同时具监察的压力容器则是同时具备下列三个条件的容器：备下列三个条件的容器：最高工作压力最高工作压力P PW W0.1MPa(0.1MPa(表压，不含液柱静压力表压，不含液柱静压力)；内直径内直径(非圆形截面指断面最大尺寸非圆形截面指断面最大尺寸)D)Di i0.15m0.15m，且容积，且容积V0.025mV0.025m3 3；介质为气体、液化气体或最高工作温度高于或等于标准沸点的液体介质为气体、液化气体或最高工作温度高于或等于标准沸点的液体压力容器的形式很多，根据不同的要求，分类
7、方法有很多种。压力容器的形式很多，根据不同的要求，分类方法有很多种。容器的壁厚容器的壁厚(薄壁容器和厚壁容器薄壁容器和厚壁容器)；承压方式承压方式(内压容器和外压容器内压容器和外压容器)；工作壁温工作壁温(高温容器、常温容器和低温容器高温容器、常温容器和低温容器)；壳体的几何形状（球形容器、圆筒形容器、圆锥形容器和轮胎形壳体的几何形状（球形容器、圆筒形容器、圆锥形容器和轮胎形容器等）；容器等）；制造方法（焊接容器、锻造容器、铸造容器和铆接容器）；制造方法（焊接容器、锻造容器、铸造容器和铆接容器）；制造材料（钢制容器、铸铁容器、有色金属容器和非金属容器）。制造材料（钢制容器、铸铁容器、有色金属容
8、器和非金属容器）。二、压力容器分类二、压力容器分类 1.1.固定式容器固定式容器 1.1 1.1 按压力分类按压力分类。压力是压力容器最主要的一个工作参数。压力是压力容器最主要的一个工作参数。压力容器压力容器安全技术监察规程安全技术监察规程按压力容器的设计压力将其分为四个压力级别，即：按压力容器的设计压力将其分为四个压力级别，即：低压容器低压容器 0.1MPaP0.1MPaP6MPa6MPa 中压容器中压容器 1.6MPaP1.6MPaP10MPa10MPa 高压容器高压容器 10MPaP10MPaP100MPa100MPa 超高压容器超高压容器 PlOOMPaPlOOMPa1.2 1.2 按
9、用途分类按用途分类 (1)(1)反应容器：主要作用是为工作介质提供一个进行化学反应的密闭反应容器：主要作用是为工作介质提供一个进行化学反应的密闭空间。如反应器、聚合釜、合成塔等。空间。如反应器、聚合釜、合成塔等。(2)(2)贮存容器：主要用来贮备工作介质，以保持介质压力的稳定，保贮存容器：主要用来贮备工作介质，以保持介质压力的稳定，保证生产的持续进行。介质在容器内一般不发生化学变化或物理变化。证生产的持续进行。介质在容器内一般不发生化学变化或物理变化。(3)(3)换热容器：主要作用是使工作介质在容器内进行热交换，以达到换热容器：主要作用是使工作介质在容器内进行热交换，以达到生产工艺过程中所需要
10、的将介质加热或冷却的目的。生产工艺过程中所需要的将介质加热或冷却的目的。(4)(4)分离容器：主要作用是让介质通入容器，利用降低流速、改变流分离容器：主要作用是让介质通入容器，利用降低流速、改变流动方向或用其他物料吸收等方式来分离气体中的混合物，从而净化气体或动方向或用其他物料吸收等方式来分离气体中的混合物，从而净化气体或提取、回收杂质中的有用物料。在分离容器中，主要介质不发生化学反应提取、回收杂质中的有用物料。在分离容器中，主要介质不发生化学反应。如分离器、吸收塔、洗涤器、过滤器等。如分离器、吸收塔、洗涤器、过滤器等。移动式容器是一种贮运容器，它的主要用途是装移动式容器是一种贮运容器，它的主
11、要用途是装运永久气体、液化气体和溶解气体。这类容器没有固运永久气体、液化气体和溶解气体。这类容器没有固定的使用地点，一般也没有专职的操作人员，使用环定的使用地点，一般也没有专职的操作人员，使用环境经常变迁，管理比较复杂，也比较容易发生事故。境经常变迁，管理比较复杂，也比较容易发生事故。移动式容器按其容积大小和结构形状分为气瓶、气桶移动式容器按其容积大小和结构形状分为气瓶、气桶和槽车三种。和槽车三种。2.2.移动式容器移动式容器3.3.压力容器的安全综合分类压力容器的安全综合分类 我国我国压力容器安全技术监察规程压力容器安全技术监察规程根据容器压力的高低、介质的危害根据容器压力的高低、介质的危害
12、程度以及在使用中的重要性，将压力容器分为以下三类：程度以及在使用中的重要性，将压力容器分为以下三类：3.1 3.1 三类容器三类容器。符合下列情况之一者为三类容器：。符合下列情况之一者为三类容器：(1)(1)高压容器；高压容器；(2)(2)中压容器中压容器(毒性程度为极度和高度危害介质毒性程度为极度和高度危害介质)；(3)(3)中压贮存容器中压贮存容器(易燃或毒性程度为中度危害介质，且设计压力与容易燃或毒性程度为中度危害介质，且设计压力与容积之积户积之积户pV pV 1OMPa 1OMPam m3 3)；(4)(4)中 压 反 应 容 器中 压 反 应 容 器(易 燃 或 毒 性 程 度 为
13、中 度 危 害 介 质，且易 燃 或 毒 性 程 度 为 中 度 危 害 介 质，且P VP V 0.5MPa0.5MPam m3 3)；(5)(5)低压容器低压容器(毒性程度为极度和高度危害介质，且毒性程度为极度和高度危害介质，且PV PV 0.2MPa0.2MPam m3 3)；(6)(6)高压、中压管壳式余热锅炉；高压、中压管壳式余热锅炉；(7)(7)中压搪玻璃压力容器；中压搪玻璃压力容器；(8)(8)使用强度级别较高使用强度级别较高(抗拉强度规定值下限抗拉强度规定值下限540MPa)540MPa)的材料制造的压的材料制造的压力容器；力容器；(9)(9)移动式压力容器，包括铁路罐车（气体
14、、低温液体或永久气体运输移动式压力容器，包括铁路罐车（气体、低温液体或永久气体运输车）和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体等）；车）和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体等）；(10)(10)球形贮罐球形贮罐(容积容积V V 50m 50m3 3)；(11)(11)低温液体贮存容器低温液体贮存容器(V V 5m 5m3 3)。3.3.压力容器的安全综合分类压力容器的安全综合分类 3.2 3.2 二类容器二类容器。符合下列情况之一且不在第。符合下列情况之一且不在第1 1款之内者为二类容器：款之内者为二类容器：(1)(1)中压容器；中压容器；(2)(2)低压容器低压容器(毒性程度为极度和高度危害
15、介质毒性程度为极度和高度危害介质)；(3)(3)低压反应容器和低压贮存容器低压反应容器和低压贮存容器(易燃介质或毒性程度为中度危害介质易燃介质或毒性程度为中度危害介质)；(4)(4)低压管壳式余热锅炉；低压管壳式余热锅炉；(5)(5)低压搪玻璃压力容器。低压搪玻璃压力容器。3.3 3.3 一类容器一类容器。低压容器且不在第。低压容器且不在第1 1、第、第2 2款之内者。款之内者。注：化学介质毒性程度和易燃介质的划分可参照有关规定，或依据下述注：化学介质毒性程度和易燃介质的划分可参照有关规定，或依据下述原则：原则：最高容许浓度最高容许浓度0.1mg0.1mgm m3 3，为极度危害，为极度危害(
16、1(1级级)；最高容许浓度最高容许浓度0.10.11.0mg1.0mgm m3 3，为高度危害，为高度危害(II(II级级)；最高容许浓度最高容许浓度1.01.0l0 mgl0 mgm m3 3，为中度危害，为中度危害(III(III级级)；最高容许浓度最高容许浓度l0mgl0mgm m3 3，为轻度危害毒性介质，为轻度危害毒性介质(IV(IV级级)。第二节第二节 受压元件及压力容器结构受压元件及压力容器结构 一、球壳一、球壳 二、圆筒壳类二、圆筒壳类 三、封头三、封头 第二节第二节 受压元件及压力容器结构受压元件及压力容器结构 锅炉压力容器中按几何形状划分的基本承压单元称为受压元件锅炉压力容
17、器中按几何形状划分的基本承压单元称为受压元件。一个封闭的承压结构往往包括多个受压元件。一个圆筒形容器，一个封闭的承压结构往往包括多个受压元件。一个圆筒形容器，包括圆包括圆筒体和封头筒体和封头两大受压元件，圆筒上的两大受压元件，圆筒上的接管、人孔及人孔接管、人孔及人孔盖盖则又是另外的受压元件。则又是另外的受压元件。压力容器的结构一般比较简单，其主要部件是一个能承受压压力容器的结构一般比较简单，其主要部件是一个能承受压力的壳体及其他必要的连接件和密封件。压力容器的本体结构力的壳体及其他必要的连接件和密封件。压力容器的本体结构形式较多，最常用的是形式较多，最常用的是球形和圆筒形球形和圆筒形壳体。壳体
18、。锅炉的结构形式很多，其系统比较复杂，但主要承压部件如锅炉的结构形式很多，其系统比较复杂，但主要承压部件如锅筒、集箱、受热面管子、锅壳及炉胆等，大都是直径不同的锅筒、集箱、受热面管子、锅壳及炉胆等，大都是直径不同的圆筒形壳体。圆筒形壳体。锅炉和压力容器的锅炉和压力容器的主要受压元件就是球壳、圆筒壳和与其相主要受压元件就是球壳、圆筒壳和与其相配的各种形式的封头配的各种形式的封头。一、球壳一、球壳球形容器的本体是一个球壳，一般都是焊接结构。球形容器的直径一球形容器的本体是一个球壳，一般都是焊接结构。球形容器的直径一般都比较大，难以整体或半整体压制成形，所以它大多是由许多块按般都比较大，难以整体或半
19、整体压制成形，所以它大多是由许多块按一定的尺寸预先压制成形的球面板组焊而成。一定的尺寸预先压制成形的球面板组焊而成。桔瓣式球罐桔瓣式球罐足球瓣式球罐足球瓣式球罐一、球壳一、球壳混合式球罐混合式球罐球壳的优点球壳的优点：从壳体受力的情况来看，最适宜：从壳体受力的情况来看，最适宜的形状是球形。因为在内压力作用下，球形壳的形状是球形。因为在内压力作用下，球形壳体的应力是圆筒形壳体的体的应力是圆筒形壳体的1 12 2，如果容器的直，如果容器的直径、制造材料和工作压力相同，则球形容器所径、制造材料和工作压力相同，则球形容器所需要的壁厚也仅为圆筒形的需要的壁厚也仅为圆筒形的1 12 2。从壳体的表。从壳体
20、的表面积来看，球形壳体的表面积要比容积相同的面积来看，球形壳体的表面积要比容积相同的圆筒形壳体小圆筒形壳体小10%10%30%30%（视圆筒形壳体高度与（视圆筒形壳体高度与直径之比而定）。表面积小，所使用的板材也直径之比而定）。表面积小，所使用的板材也少，再加上需要的壁厚较薄，因而制造同样容少，再加上需要的壁厚较薄，因而制造同样容积的容器，球形容器要比圆筒形容器节省板材积的容器，球形容器要比圆筒形容器节省板材约约 303040%40%。球壳的缺点球壳的缺点:制造比较困难，工时成本较高，制造比较困难，工时成本较高，而且作为反应或传热、传质用容器，既不便于而且作为反应或传热、传质用容器，既不便于在
21、内部安装工艺附件装置，也不便于内部相互在内部安装工艺附件装置，也不便于内部相互作用的介质的流动，因此球形容器仅用作贮存作用的介质的流动，因此球形容器仅用作贮存容器。容器。燃烧系统主要包括燃烧装置、炉膛和烟道、空气预热器等部分。最高容许浓度l0mgm3，为轻度危害毒性介质(IV级)。第一节 锅炉压力容器分类从壳体的表面积来看，球形壳体的表面积要比容积相同的圆筒形壳体小10%30%（视圆筒形壳体高度与直径之比而定）。内直径(非圆形截面指断面最大尺寸)Di0.一个封闭的承压结构往往包括多个受压元件。“D”形布置是常见的一种小型水管锅炉布置方式，它的基本特点是双锅筒轴线平行且位于同一竖直平面内，双锅筒
22、轴线与炉膛轴线平行，因而称为纵向布置方式或简称纵置式。它由许多蛇形钢管组成。目前的水管锅炉多是双锅筒或单锅筒的。移动式容器是一种贮运容器，它的主要用途是装运永久气体、液化气体和溶解气体。省煤器管及过热器管的两端都连接到集箱上；按锅炉结构形式：锅壳锅炉(火管锅炉)、水管锅炉和水火管锅炉。圆筒体的周向(环向)应力是轴向应力的两倍，所以制造圆筒时一般都使纵焊缝减至最少。(10)球形贮罐(容积V 50m3)；制造材料（钢制容器、铸铁容器、有色金属容器和非金属容器）。水冷壁的形状因炉膛形状而异，假设把炉膛四周的炉墙拆除，则水冷壁就是由钢管组成的包围火焰的笼子。双锅筒锅炉的锅筒分上、下两个，上锅筒也叫汽包
23、或汽鼓，里边容纳汽水混合物；压力容器安全技术监察规程按压力容器的设计压力将其分为四个压力级别，即：双纵锅筒“D”形布置水管锅炉的主要部件有上下锅筒、对流管束、水冷壁系统(水冷壁、下降管、集箱)、省煤器等，有的锅炉也有过热器。(2)中压容器(毒性程度为极度和高度危害介质)；二、圆筒壳二、圆筒壳 圆筒形容器是圆筒形容器是使用得最为普使用得最为普遍的一种压力遍的一种压力容器。圆筒形容器。圆筒形容器比球形容容器比球形容器易于制造，器易于制造，便于在内部装便于在内部装设工艺附件及设工艺附件及内部工作介质内部工作介质的流动，因此的流动，因此它广泛用作反它广泛用作反应、换热和分应、换热和分离容器。圆筒离容器
24、。圆筒形容器由一个形容器由一个圆筒体和两端圆筒体和两端的封头的封头(端盖端盖)组成。组成。二、圆筒壳二、圆筒壳 (一一)薄壁圆筒壳薄壁圆筒壳 中、低压容器的筒体为薄壁中、低压容器的筒体为薄壁(其外径与内径之比不大于其外径与内径之比不大于1.2)1.2)圆圆筒壳。薄壁圆筒壳除了直径较小者可以采用无缝钢管外，一般都筒壳。薄壁圆筒壳除了直径较小者可以采用无缝钢管外，一般都是是卷焊结构，即用钢板卷成圆筒后焊接而成卷焊结构，即用钢板卷成圆筒后焊接而成。直径小的圆筒体只。直径小的圆筒体只有一条纵焊缝；直径大的可以有两条甚至多条纵焊缝。同样，长有一条纵焊缝；直径大的可以有两条甚至多条纵焊缝。同样，长度小的圆
25、筒体只有两条环焊缝，长度大的则有多条。圆筒体的周度小的圆筒体只有两条环焊缝，长度大的则有多条。圆筒体的周向向(环向环向)应力是轴向应力的两倍，所以制造圆筒时一般都使纵焊应力是轴向应力的两倍，所以制造圆筒时一般都使纵焊缝减至最少。缝减至最少。容器的筒体直径以容器的筒体直径以公称直径公称直径DgDg表示。表示。用无缝钢管制作的圆筒体，其公称直径是指它的外径；用无缝钢管制作的圆筒体，其公称直径是指它的外径；对于对于焊接的圆筒体，公称直径是指它的内径焊接的圆筒体，公称直径是指它的内径。我国圆筒形薄壁容器的公称直径已形成标准系列我国圆筒形薄壁容器的公称直径已形成标准系列(300+(300+n n1001
26、002000mm2000mm，2200 n2200 n2002004000mm)4000mm)。二、圆筒壳二、圆筒壳 (二二)厚壁圆筒壳厚壁圆筒壳 1.1.单层筒体单层筒体。单层厚壁筒体主要有三种结构形式，即单层厚壁筒体主要有三种结构形式，即整体锻造式、锻焊式和厚板焊接式整体锻造式、锻焊式和厚板焊接式。(1)(1)整体锻造式厚壁筒体是全锻制结构，没有焊缝整体锻造式厚壁筒体是全锻制结构，没有焊缝。它是用大型钢锭在中间。它是用大型钢锭在中间冲孔后套入一根芯轴，在水压机上锻压成形，再经切削加工制成的。冲孔后套入一根芯轴，在水压机上锻压成形，再经切削加工制成的。(2)(2)锻焊式厚壁筒体锻焊式厚壁筒体
27、是在整体锻造式的基础上发展起来的。它由多个锻制的是在整体锻造式的基础上发展起来的。它由多个锻制的筒节组装焊接而成，只有环焊缝而没有纵焊缝。筒节组装焊接而成，只有环焊缝而没有纵焊缝。(3)(3)厚板焊接式厚壁筒体厚板焊接式厚壁筒体是用大型卷板机将厚钢板热卷成圆筒，或用大型水是用大型卷板机将厚钢板热卷成圆筒，或用大型水压机将厚钢板压制成圆筒瓣，然后用电渣焊焊接纵缝制成圆筒节，再由若干段压机将厚钢板压制成圆筒瓣，然后用电渣焊焊接纵缝制成圆筒节，再由若干段筒节焊制而成。筒节焊制而成。2.2.多层板筒体多层板筒体2.12.1 多层包扎焊接式筒体多层包扎焊接式筒体是由若干段筒节和端部法兰组焊而成。筒节由一
28、个卷焊成是由若干段筒节和端部法兰组焊而成。筒节由一个卷焊成的内筒的内筒 (一般厚一般厚151525mm)25mm)再在外面包扎焊上多层薄钢板再在外面包扎焊上多层薄钢板(厚约厚约6 612mm)12mm)构成。每层构成。每层层板一般先卷压成两块半圆形，然后一层一层包扎进行纵缝焊接，层板间的纵缝相层板一般先卷压成两块半圆形，然后一层一层包扎进行纵缝焊接，层板间的纵缝相互错开，使其分布在圆筒的各个方位。互错开，使其分布在圆筒的各个方位。二、圆筒壳二、圆筒壳 2.2.多层板筒体多层板筒体 2.22.2 多层绕板式厚壁筒体多层绕板式厚壁筒体也是由若干段筒节组焊而成。筒节由内筒、绕板层和外筒三部分组成。内
29、筒是用稍厚的钢板卷焊而成的；绕板层是用35mm厚的带状钢板在内筒外面连续卷绕的多层非同心圆螺旋状层板。在绕板的始端和末端都焊上一段较长的楔形板，使其厚度逐渐变化。绕板时用压力辊对内筒及绕板层施加压力，使层板紧贴在内筒上。外筒是数块半圆柱壳体，用机械方法紧包在绕板层外面，然后焊接纵缝。由于带状钢板宽度有限，这种筒节长度一般不超过2.2m，所以筒体环焊缝较多。二、圆筒壳二、圆筒壳 2.2.多层板筒体多层板筒体2.32.3 多层热套式厚壁筒体多层热套式厚壁筒体由几个用中等厚度(一般为2050mm)的钢板卷焊成的圆筒体，经加热套合制成筒节，再由若干段筒节和端部法兰(也可采用多层热套结构)组焊而成。由于
30、筒节中的每一层圆筒与其外面一层之间都是过盈配合，因而在层间产生预应力，可以改善简体在承受内压时应力分布不均匀的状况。二、圆筒壳二、圆筒壳 3.3.绕带筒体绕带筒体 绕带筒体的壳体是由一个用钢板卷焊成的内筒和在其外面缠绕的多层钢绕带筒体的壳体是由一个用钢板卷焊成的内筒和在其外面缠绕的多层钢带构成。它具有与多层板筒体相同的一些优点，而且可以直接缠绕成较长带构成。它具有与多层板筒体相同的一些优点，而且可以直接缠绕成较长的整个筒体，不需要由多段筒节组焊，因而可以避免多层板筒体所具有的的整个筒体，不需要由多段筒节组焊，因而可以避免多层板筒体所具有的深而窄的环焊缝。但其制造工艺较复杂，生产效率低，制造周期
31、长，因而深而窄的环焊缝。但其制造工艺较复杂，生产效率低，制造周期长，因而采用较少。采用较少。二、圆筒壳二、圆筒壳 三、封头三、封头壳壳 在中、低压压力容器中，与筒体焊接连接而不可拆的端部结在中、低压压力容器中，与筒体焊接连接而不可拆的端部结构称为封头，与筒体以法兰等连接的可拆端部结构称为端盖。构称为封头，与筒体以法兰等连接的可拆端部结构称为端盖。通常所说的封头则包含了封头和端盖两种连接形式在内。压力通常所说的封头则包含了封头和端盖两种连接形式在内。压力容器的封头或端盖，按其形状可以分为三类，即：容器的封头或端盖，按其形状可以分为三类，即：凸形封头凸形封头：半球形封头、碟形封头、椭球形封头和无折
32、边球形封头半球形封头、碟形封头、椭球形封头和无折边球形封头 锥形封头锥形封头：无折边的锥形封头无折边的锥形封头 、带折边的锥形封头带折边的锥形封头 3.3.平板封头平板封头 三、封头三、封头壳壳 (一一)凸形封头凸形封头1.1.半球形封头半球形封头半球形封头半球形封头是一个空心半球体，是一个空心半球体，由于它的深度大，整体压制成由于它的深度大，整体压制成形较为困难，所以直径较大的形较为困难，所以直径较大的半球形封头一般都是由几块大半球形封头一般都是由几块大小相同的梯形球面板和顶部中小相同的梯形球面板和顶部中心的一块圆形球面板心的一块圆形球面板(球冠球冠)组组焊而成。中心圆形球面板的作焊而成。中
33、心圆形球面板的作用是把梯形球面板之间的焊缝用是把梯形球面板之间的焊缝隔开一定距离。半球形封头加隔开一定距离。半球形封头加工制造比较困难，只有压力较工制造比较困难，只有压力较高、直径较大或有其他特殊需高、直径较大或有其他特殊需要的贮罐才采用半球形封头。要的贮罐才采用半球形封头。三、封头三、封头壳壳 (一一)凸形封头凸形封头2.2.碟形封头碟形封头 又称带折边的球形封又称带折边的球形封头，由几何形状不同头，由几何形状不同的三个部分组成：中的三个部分组成：中央是半径为央是半径为RcRc的球面，的球面，与筒体连接部分是高与筒体连接部分是高度为度为h h0 0的圆筒体的圆筒体(直直边边)，球面体与圆筒体
34、，球面体与圆筒体由曲率半径为由曲率半径为r r的过渡的过渡圆弧圆弧(折边折边)所连接。所连接。碟形封头在旧式容器碟形封头在旧式容器中采用较多，现已被中采用较多，现已被椭球形封头所取代。椭球形封头所取代。三、封头三、封头壳壳 (一一)凸形封头凸形封头3.3.椭圆形封头椭圆形封头 中低压容器中使用得最为普遍的中低压容器中使用得最为普遍的封头结构形式，它一般由半椭球封头结构形式，它一般由半椭球体和圆筒体两部分组成。半椭球体和圆筒体两部分组成。半椭球体的纵剖面中线是半个椭圆，它体的纵剖面中线是半个椭圆，它的曲率半径是连续变化的。椭球的曲率半径是连续变化的。椭球形封头的深度取决于椭圆长短轴形封头的深度取
35、决于椭圆长短轴之比之比(即封头直径即封头直径DgDg，与封头深度，与封头深度的两倍的两倍2h2h之比之比)。椭圆长短轴之比。椭圆长短轴之比越大，封头深度越小。标准椭球越大，封头深度越小。标准椭球封头的长短轴之比封头的长短轴之比(Dg/2h)(Dg/2h)为为2 2，即封头深度即封头深度(不包括直边部分不包括直边部分)为为其直径的其直径的1 14 4。(一一)凸形封头凸形封头4.4.无折边球形封头无折边球形封头 三、封头三、封头壳壳 一块深度很小的球面壳体一块深度很小的球面壳体(球球缺缺)。这种封头结构简单，制。这种封头结构简单，制造容易，成本也较低。但是由造容易，成本也较低。但是由于它与筒体连
36、接处结构不连续，于它与筒体连接处结构不连续，存在很高的局部应力，一般只存在很高的局部应力，一般只用于直径较小、压力很低的低用于直径较小、压力很低的低压容器上。压容器上。(二二)锥形封头锥形封头1.1.无折边锥形封头无折边锥形封头 三、封头三、封头壳壳 由于锥体与圆筒体直接连接，由于锥体与圆筒体直接连接，结构形状突然不连续，在连结构形状突然不连续，在连接处附近产生较大的局部应接处附近产生较大的局部应力，因此只有一些直径较小、力，因此只有一些直径较小、压力较低的容器有时采用半压力较低的容器有时采用半锥角锥角30300 0的无折边锥形封的无折边锥形封头，且多采用局部加强结构。头，且多采用局部加强结构
37、。局部加强结构形式较多，可局部加强结构形式较多，可以在封头与筒体连接处附近以在封头与筒体连接处附近焊加强圈，也可以在筒体与焊加强圈，也可以在筒体与封头的连接处局部加大壁厚。封头的连接处局部加大壁厚。最后的两个“X”是两个阿拉伯数字，表示锅炉的额定蒸发量(th)或额定热功率(MW)。烟气由炉胆经喉管进入直水管区。二、工业锅炉型号表示方法过热器布置在对流烟道前部，第二对流烟道的入口。第一节 锅炉压力容器分类(3)低压反应容器和低压贮存容器(易燃介质或毒性程度为中度危害介质)；最高容许浓度l0mgm3，为轻度危害毒性介质(IV级)。X X X X XXX X低压容器且不在第1、第2款之内者。(4)低
38、压管壳式余热锅炉；圆筒形容器是使用得最为普遍的一种压力容器。承压方式(内压容器和外压容器)；用铸铁材料做成的省煤器可耐腐蚀、耐磨损，而腐蚀、磨损是低压水管锅炉省煤器经常遇到的问题。(三)双横锅筒弯水管链条炉排锅炉(SHL型)由于筒体和直烟管刚性强，后管板左右两侧的烟气温差大，锅壳内存在死水区等原因，后管板拉撑件的焊口常被拉断，管接头出现裂纹和渗漏；过热器的作用是将导出汽包的饱和蒸汽继续加热，使之具有一定的过热度，即超过饱和温度一定值，以满足生产工艺的需要。当水汽介质有压力时，锅壳承受内压，而炉胆承受外压。直径小的圆筒体只有一条纵焊缝；5MPa p 5.过热器布置在对流烟道前部，第二对流烟道的入
39、口。又称带折边的球形封头，由几何形状不同的三个部分组成：中央是半径为Rc的球面，与筒体连接部分是高度为h0的圆筒体(直边)，球面体与圆筒体由曲率半径为r的过渡圆弧(折边)所连接。(二二)锥形封头锥形封头2.2.带折边锥形封头带折边锥形封头 三、封头三、封头壳壳 由圆锥体、过渡圆弧和圆由圆锥体、过渡圆弧和圆筒体三部分组成。标准带筒体三部分组成。标准带折边锥形封头的半锥角。折边锥形封头的半锥角。有有30300 0和和45450 0两种，过渡圆弧两种，过渡圆弧曲率半径曲率半径r r与直径与直径DgDg之比值之比值规定为规定为0.150.15。(三三)平封头平封头三、封头三、封头壳壳 平板结构简单，制
40、造方便，但受力状况最差。中低压容器用平板作人孔和平板结构简单，制造方便，但受力状况最差。中低压容器用平板作人孔和手孔盖板；高压容器，除整体锻造式直接在简体端部锻造出凸形封头以及手孔盖板；高压容器，除整体锻造式直接在简体端部锻造出凸形封头以及采用冲压成形的半球形封头外，多采用平封头和平端盖。采用冲压成形的半球形封头外，多采用平封头和平端盖。第三节第三节 锅壳锅炉结构锅壳锅炉结构 一、立式锅壳锅炉一、立式锅壳锅炉二、卧式锅壳锅炉二、卧式锅壳锅炉 三、锅壳锅炉的结构特点三、锅壳锅炉的结构特点 锅壳锅炉的基本结构是锅壳锅炉的基本结构是双层夹套结构，其外筒叫锅壳，内筒叫炉胆双层夹套结构，其外筒叫锅壳，内
41、筒叫炉胆(火火筒筒)，内、外筒之间的环形空间装水；而内筒内部是燃烧室，内、外筒之间的环形空间装水；而内筒内部是燃烧室。当水汽介质。当水汽介质有压力时，锅壳承受内压，而炉胆承受外压。有压力时，锅壳承受内压，而炉胆承受外压。一、立式锅壳锅炉一、立式锅壳锅炉立式锅壳锅炉特点立式锅壳锅炉特点：圆筒形锅壳和其内的炉胆是立置的。这种锅炉结构紧凑，整装：圆筒形锅壳和其内的炉胆是立置的。这种锅炉结构紧凑，整装出厂，运输安装方便，占地面积小，便于使用管理。其蒸发量一般在出厂，运输安装方便，占地面积小，便于使用管理。其蒸发量一般在1t1th h以下，蒸以下，蒸汽压力一般在汽压力一般在1.25 MPa1.25 MP
42、a以下。燃烧室容积小，周围被水浸泡，水冷程度大，排烟温以下。燃烧室容积小，周围被水浸泡，水冷程度大，排烟温度高，热效率低，约为度高，热效率低，约为 60%60%70%70%。立式锻壳锅炉下部锅壳与炉胆相连接的部位，即盛水夹套的底部，叫立式锻壳锅炉下部锅壳与炉胆相连接的部位，即盛水夹套的底部，叫下脚圈下脚圈。该部。该部位受力情况比较复杂，容易沉积水渣，严重时会影响炉胆下部的正常传热；外部接位受力情况比较复杂，容易沉积水渣，严重时会影响炉胆下部的正常传热；外部接近地面，易受腐蚀。因而下脚圈是立式锅壳锅炉结构的一个薄弱环节。近地面，易受腐蚀。因而下脚圈是立式锅壳锅炉结构的一个薄弱环节。一、立式锅壳锅
43、炉一、立式锅壳锅炉(一一)立式直水管锅炉立式直水管锅炉立式直水管锅炉由锅壳、炉胆、上立式直水管锅炉由锅壳、炉胆、上下管板、直水管等主要部件组成。下管板、直水管等主要部件组成。结构特点结构特点：锅壳分上下两部分，中：锅壳分上下两部分，中间以直水管相连通。上锅壳顶上有间以直水管相连通。上锅壳顶上有凸形封头，下锅壳下部以凸形封头，下锅壳下部以U U形下脚圈形下脚圈和炉胆连在一起。炉胆是一个短圆和炉胆连在一起。炉胆是一个短圆筒壳，顶部为凸形炉胆顶。上下锅筒壳，顶部为凸形炉胆顶。上下锅壳的相对端部是两块平管板，直水壳的相对端部是两块平管板，直水管连接于平管板上。直水管中心部管连接于平管板上。直水管中心部
44、位是一根直径粗大的下降管，它与位是一根直径粗大的下降管，它与周围的直水管构成循环回路，即工周围的直水管构成循环回路，即工质在粗大中心管内下降流动，在周质在粗大中心管内下降流动，在周围直水管内上升流动。围直水管内上升流动。烟气由炉胆经喉管进入直水管区。烟气由炉胆经喉管进入直水管区。直水管区设有折烟墙，烟气只能绕直水管区设有折烟墙，烟气只能绕中部下降管沿圆周方向横向冲刷直中部下降管沿圆周方向横向冲刷直水管，最后经烟囱排出。水管，最后经烟囱排出。一、立式锅壳锅炉一、立式锅壳锅炉(二二)立式弯水管锅炉立式弯水管锅炉立式弯立式弯水管锅炉由锅壳、炉胆、弯水管等主要部件水管锅炉由锅壳、炉胆、弯水管等主要部件
45、组成。组成。锅壳为圆筒壳，顶部焊接有凸形封头，下部通过锅壳为圆筒壳，顶部焊接有凸形封头，下部通过 U U形下脚圈与炉胆相连。形下脚圈与炉胆相连。炉胆是一个较小的圆筒壳，顶部焊接有凸形炉胆炉胆是一个较小的圆筒壳，顶部焊接有凸形炉胆顶。顶。弯水管分两组，分别沿圆周布置在炉胆内部及锅弯水管分两组，分别沿圆周布置在炉胆内部及锅壳外部。炉胆内部的弯水管，上部连接在炉胆顶上，壳外部。炉胆内部的弯水管，上部连接在炉胆顶上，下部连接在炉胆上；锅壳外面的弯水管，上、下两端下部连接在炉胆上；锅壳外面的弯水管，上、下两端都连接在锅壳上，周围被环形烟道所包围。都连接在锅壳上，周围被环形烟道所包围。优点优点：这种锅炉具
46、有结构简单紧凑、易于制造、受：这种锅炉具有结构简单紧凑、易于制造、受热面多、传热情况较好、水循环可靠、整个锅炉的弹热面多、传热情况较好、水循环可靠、整个锅炉的弹性较好、热应力较小等优点。性较好、热应力较小等优点。缺点缺点：但炉胆内弯水管的布置缩小了燃烧室容积，：但炉胆内弯水管的布置缩小了燃烧室容积，增加了水冷程度，使燃烧条件恶化，所以这种锅炉只增加了水冷程度，使燃烧条件恶化，所以这种锅炉只能烧优质燃料。炉胆内弯水管的水平段易于沉渣结垢能烧优质燃料。炉胆内弯水管的水平段易于沉渣结垢，在水质差时，可能造成弯水管堵塞损坏的事故。，在水质差时，可能造成弯水管堵塞损坏的事故。二、卧式锅壳锅炉二、卧式锅壳
47、锅炉 卧式锅壳锅炉，其锅壳是卧置的，具有结构紧凑、操作方便、水位气压较稳定、对水质要求较低等优点，其出力比立式锅壳锅炉大，蒸发量一般不超过4th，蒸汽压力不超过1.25MPa。卧式内燃回火管锅炉主要由锅壳、炉胆、前后管板、烟火管等主要部件组成。三、锅壳锅炉的特点三、锅壳锅炉的特点 “锅锅”和和“炉炉”都包在一个壳体锅壳中。都包在一个壳体锅壳中。炉膛矮小，水冷程度大炉膛矮小，水冷程度大(整个炉膛浸泡在水中整个炉膛浸泡在水中)，燃烧条件，燃烧条件差，必须烧优质燃料。差，必须烧优质燃料。受热面少，蒸发量低，常装水管或烟火管以增加受热面。受热面少，蒸发量低，常装水管或烟火管以增加受热面。壳体直径较大，
48、开孔多，形状不规则，内部受热部分与不壳体直径较大，开孔多，形状不规则，内部受热部分与不受热部分连接在一起，温度不一致，热胀冷缩程度不同，对受热部分连接在一起，温度不一致，热胀冷缩程度不同，对安全工作不利。安全工作不利。系统比较简单，一般没有砌砖炉墙及尾部受热面，便于运系统比较简单，一般没有砌砖炉墙及尾部受热面，便于运输安装、运行管理及检查维修。对水质要求也比较低。输安装、运行管理及检查维修。对水质要求也比较低。第四节第四节 小型水管锅炉结构小型水管锅炉结构 一、水管锅炉的结构特点及主要部件一、水管锅炉的结构特点及主要部件 二、常见小型水管锅炉二、常见小型水管锅炉一、水管锅炉的结构特点及主要部件
49、一、水管锅炉的结构特点及主要部件 (一一)水管锅炉的结构特点水管锅炉的结构特点 炉膛置于筒体之外，炉膛置于筒体之外，“炉炉”不受不受“锅锅”的限制，体积可大可小，可以的限制，体积可大可小，可以满足燃烧及增加蒸发量的要求。满足燃烧及增加蒸发量的要求。以容纳水汽的管子置于炉膛、烟道中作受热面，锅筒一般不直接受热以容纳水汽的管子置于炉膛、烟道中作受热面，锅筒一般不直接受热，传热性能及安全性能都显著改善。，传热性能及安全性能都显著改善。水的预热、汽化及蒸汽过热在不同的受热面中完成，这些受热面分别水的预热、汽化及蒸汽过热在不同的受热面中完成，这些受热面分别叫做省煤器、水冷壁与对流管束、过热器。叫做省煤器
50、、水冷壁与对流管束、过热器。水汽系统、燃烧系统及辅助系统比较复杂，但单个承压部件的结构比水汽系统、燃烧系统及辅助系统比较复杂，但单个承压部件的结构比较简单。较简单。由于水的预热、汽化及蒸汽过热都是在管内完成的，管子结垢难于清由于水的预热、汽化及蒸汽过热都是在管内完成的，管子结垢难于清除，因而对水质要求较高，对运行、操作、管理水平也要求较高。除，因而对水质要求较高，对运行、操作、管理水平也要求较高。一、水管锅炉的结构特点及主要部件一、水管锅炉的结构特点及主要部件 水汽系统水汽系统主要包括锅筒、集箱、水冷壁、对流管束、省煤器、过热器等主要包括锅筒、集箱、水冷壁、对流管束、省煤器、过热器等部件；部件
