锅炉安全

锅炉

利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热水或其他工质，以生产规定参数（温度、压力）和品质的蒸气、热水或其他工质的设备。

（一）锅炉结构和工作原理

1. 锅系统：锅筒（汽包）、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、对流管束及集箱等。
2. 炉系统：主要包括燃烧设备、炉膛和炉墙、烟道等。

• 工作过程：燃料燃烧→传热→水的加热、汽化。
• 工作系统：主要通过汽水系统和燃烧系统实现。

（二）工作特性

1. 爆炸危害性：容器或管道破裂、超压、严重缺水等均可导致爆炸
2. 易于损坏性：长期运行在高温高压工况下经常收到局部损坏
3. 使用广泛性：为生产提高能源和动力
4. 连续运行性：不能任意停车

（三）锅炉的分类

按用途分	电站锅炉、工业锅炉
生产的蒸汽压力分	超临界压力锅炉、亚临界压力锅炉、超高压锅炉、高压锅炉、中压锅炉、低压锅炉
按蒸发量分	大型、中型、小型锅炉
按载热介质分	蒸汽锅炉、热水锅炉、有机热载体锅炉 【注】其中出口介质为高温水（＞120℃）或低温水（≤120℃）的锅炉称为热水锅炉。
按燃料种类分	燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电热锅炉、余热锅炉、废料锅炉
按燃烧方式分	① 层燃炉：采用火床燃烧，固体燃料以一定厚度分布在炉排上进行燃烧的方式，适用于固体燃料。 ② 室燃炉：采用火室燃烧，燃料以粉尘、雾状或气态随同空气喷入炉膛中进行燃烧的方式，适用于固体、液体和气体燃料。 ③ 旋风炉：燃料和空气在高温的旋风筒内高速旋转，部分燃料颗粒被甩向筒壁液态渣膜上进行燃烧的方式。 ④ 流化床燃烧炉：送入炉排的空气流速较高，使大粒燃煤在炉排上面的硫化床中翻腾燃烧，小粒燃煤随空气上升并燃烧，适用于劣质煤燃料。
按锅炉结构分	锅壳锅炉、水管锅炉
按制造、安装许可分	A级：出口压力＞2.5MPa的蒸汽和热水锅炉。 B级：出口压力≤2.5MPa的蒸汽和热水锅炉，有机热载体锅炉。

锅炉事故

（一）锅炉事故发生的原因

1. 超压运行
2. 超温运行
3. 腐蚀
4. 爆纹和起槽
5. 水击破坏
6. 锅炉水位过低引起严重缺水事故
7. 水质管理不善
8. 水循环被破坏
9. 修理、改造不合理，造成锅炉爆炸的隐患
10. 先天性缺陷
11. 违章操作

（二）锅炉事故应急措施

（1）锅炉一旦发生事故，立即判断和查明事故原因，及时处理，发生重大事故和爆炸事故时应启动应急预案，保护现场。

（2）发生爆炸事故，必须设法躲避爆炸物等，爆炸停止后立即查看是否有伤亡人员，并进行救助。

（3）发生锅炉重大事故的应急处置：

1. 切断燃料供给：停止供给燃料和送风，减弱引风。
2. 消除明火环境：用黄砂或湿煤灰将红火压灭。
3. 限制复燃温度：打开炉门、灰门，烟风道闸门等。
4. 截断系统联系：切断锅炉同蒸汽总管的联系。

（三）锅炉事故处理及预防

（1）锅炉爆炸事故

包括水蒸气爆炸、超压爆炸、缺陷导致爆炸和严重缺水导致爆炸。

（2）缺水事故

• 锅炉缺水的表征

1. 锅炉水位低于水位表最低安全水位刻度线。
2. 水位表内往往看不到水位，表内发白发亮。
3. 过热蒸汽温度升高，给水流量不正常地小于蒸汽流量。
4. 严重缺水导致受热面过热变形甚至烧塌，炉墙损坏等。

• 锅炉缺水的原因

1. 给水设备或给水管路故障，无法给水或水量不足。
2. 水冷壁、对流管束或省煤器管子爆破漏水。
3. 操作人员排污后忘记关排污阀，或者排污阀泄漏。
4. 水位报警器或给水自动调节器失灵而又未及时发现。
5. 水位表故障造成假水位而又未及时发现。
6. 运行人员疏忽大意或擅离职守，对水位监视不严；或者运行技术水平低，误判断，误操作。

• 锅炉缺水的处理

相对容水量较大的小型锅炉	叫水	应首先判断是轻微缺水还是严重缺水。判断缺水程度采用“叫水”操作： ① 打开水位表的放水旋塞冲洗汽连管和水连管； ② 关闭水位表的汽连管旋塞和放水旋塞； ③ 水位出现为轻微缺水； ④ 水位未出现为严重缺水。
	轻微缺水	立即上水，如果上水后水位仍不能恢复正常，应立即停炉检查。
	严重缺水	紧急停炉，严禁给锅炉上水。
相对容水量小的电站锅炉和其他锅炉、最高火界在水连管以上的锅壳锅炉，一旦发现缺水，应立即停炉。

（3）满水事故

• 满水事故的表征

1. 锅炉水位高于水位表最高安全水位刻度线。
2. 水位表内也往往开不到水位，但表内发暗。
3. 过热蒸汽温度降低，给水流量不正常的大于蒸汽流量。
4. 严重满水时，锅水可进入蒸汽管道和过热器，造成水击及过热器结垢，降低蒸汽品质，损害以致破坏过热器。

• 满水事故的原因

1. 水位报警器或给水自动调节器失灵而又未及时发现。
2. 水位表故障造成假水位而又未及时发现。
3. 运行人员疏忽大意或擅离职守，对水位监视不严。

• 锅炉满水的处理

1. 发现满水应冲洗水位表，检查水位表有无故障。
2. 确认满水的，应立即关闭给水阀门停止向锅炉上水。
3. 启用省煤器再循环管路，减弱燃烧。
4. 开启排污阀及过热器、蒸汽管道上的疏水阀。
5. 待水位恢复正常后，关闭排污阀及各疏水阀。
6. 如果满水时出现水击，则在恢复正常水位后，还需检查蒸汽管道、附件、支架等，确定无异常情况，才可恢复正常运行。

（4）汽水共腾

• 汽水共腾的表征

1. 蒸发表面汽水共同升起，产生大量泡沫并上下波动翻滚的现象。
2. 水位表内出现泡沫，水位急剧波动，汽水界限难以分清。
3. 过热蒸汽温度急剧下降，严重时蒸汽管道内发生水击。
4. 降低蒸汽品质，造成过热器结垢及水击，损坏过热器。

• 形成汽水共腾的原因

1. 锅水品质太差：水中悬浮物或含盐碱度太高。
2. 负荷增加和压力降低过快

• 汽水共腾的处理

1. 减弱燃烧力度，降低负荷，关小主汽阀。
2. 加强蒸汽管道和过热器的疏水。
3. 全开连续排污阀，打开定期排污阀防水，同时上水。

（5）锅炉爆管

• 爆管的表征

1. 蒸汽及给水压力下降，炉膛负压减小，燃烧不稳定。
2. 给水流量明显地大于蒸汽流量。

• 爆管的处理

锅炉炉管爆破时，通常必须紧急停炉修理。

（6）省煤器损坏

• 省煤器损坏的表征

1. 省煤器损坏时，给水流量不正常的大于蒸气流量。
2. 排烟温度下降，烟气阻力增大，引风机电流增大。
3. 严重时，锅炉水位下降，过热蒸汽温度上升，造成锅炉缺水而被迫停炉。

• 省煤器损坏的处理

省煤器损坏时，如能经直接上水管给锅炉上水，并使烟气经旁通烟道流出，则可不停炉进行省煤器修理，否则必须停炉进行修理。

（7）过热器损坏

• 过热器损坏的表征

1. 蒸气流量明显下降，且不正常的小于给水流量。
2. 过热蒸气温度上升，压力下降。
3. 炉膛负压减小，过热器后的烟气温度降低。

• 过热器损坏处理

锅炉过热器的损坏，通常需要紧急停炉修理。

（8）水击事故

水在管道中流动时，因速度突然变化导致压力突然变化，形成压力波并在管道中传播的现象。

锅炉易于产生水击的部位有给水管道、省煤器、过热器、锅筒等。

• 水击事故的预防与处理：

1. 管道阀门启闭不应过于频繁，开闭速度应缓慢。
2. 可分式省煤器出口水温宜低于同压力下饱和温度40℃。
3. 防止满水和汽水共腾事故，暖管之前应彻底疏水。
4. 上锅筒进水速度应缓慢，下锅筒进气速度也应缓慢。
5. 发生水击时，除立即采取措施使之消除外，还应认真检查管道、阀门、法兰、支撑等，如无异常情况，才能使锅炉继续运行。

（9）炉膛爆炸事故

事故类型	常见事故锅炉类型	原因	后果	预防
炉膛爆炸事故	常发生于燃油、燃气、燃煤粉的锅炉	① 燃料以游离状态存在于炉膛中； ② 燃料和空气的混合物达到爆炸浓度； ③ 有足够的点火能源。	炉膛爆炸	启动点火时要按操作规程进行点火，严禁采用“爆燃法”，点火失败后先通风吹扫5-10min后才能重新点火。
尾部烟道二次燃烧	主要发生在燃油锅炉上	燃料燃烧不完全，部分积存于烟道内或黏附在尾部受热面上。	通常将空气预热器、省煤器破坏	① 提高燃烧效率，减少锅炉启停次数。 ② 加强尾部受热面吹灰，保证烟道密封良好。 ③ 燃油锅炉的尾部烟道上装设灭火装置。
锅炉结渣	燃煤锅炉	煤的灰渣熔点低，燃烧设计不合理，运行操作不当等	使受热面吸热能力减弱，使过热器金属超温	① 控制炉膛燃烧热负荷和炉膛出口温度，使之不超过灰渣变形温度，控制水冷壁间距不要太大，把炉膛出口处受热面管间距拉开。 ② 控制火焰中心位置，避免火焰偏斜和火焰冲墙。 ③ 控制送煤量，均匀送煤，及时调整煤层厚度。 ④ 锅炉结渣及时清除，清渣应在负荷较低，燃烧稳定时进行。

锅炉安全附件

（一）安全阀

安全阀是锅炉上的重要安全附件之一，对锅炉内部压力极限值的控制及对锅炉的安全运行起着重要作用。

（1）安全阀的设置

每台锅炉至少应当装设2个安全阀，下列情况可只装设1个安全阀：

1. 额定蒸发量≤0.5t/h的蒸汽锅炉。
2. 额定蒸发量≤4t/h且装有可靠的超压联锁保护装置的蒸汽锅炉。
3. 额定热功率≤2.8MW的热水锅炉。

（2）安全阀的安装

1. 安全阀应当铅直安装，且应安装在锅筒的最高位置，在安全阀和锅筒之间不应当装设阀门和取用介质的管路。
2. 采用螺纹连接的弹簧安全阀时，安全阀应与带有螺纹的短管相连接，短管与锅筒的连接应采用焊接结构。

（3）安全阀的校验

1. 在用锅炉安全阀每年至少校验1次（校验整定压力和密封性），校验一般在运行状态进行。
2. 现场校验有困难或对安全阀进行修理后，可在校验台上进行。
3. 新装的锅炉或安全阀检修、更换后，应校验整定压力和密封性。
4. 安全阀经过校验后，应当加锁或铅封。
5. 控制式安全阀应分别进行控制回路可靠性试验和开启性能检验。
6. 安全阀整定压力、密封性等检验结果应记入安全技术档案。每年对锅炉进行外部检验时，需审查安全阀定期校验记录或者校验报告是否符合相关要求。

（4）锅炉运行中安全阀的使用

1. 锅炉运行中安全阀应当定期进行排放试验，电站锅炉安全阀每年进行1次，控制式安全阀，使用单位应定期对控制系统进行试验。
2. 锅炉运行中安全阀不允许解列，不需提高其整定压力。

（二）压力表

（1）压力表的设置

直流蒸汽锅炉	锅筒的蒸汽空间、启动（汽水）分离器或其出口管道上、给水调节阀前、省煤器进口和出口、过热器出口和主汽阀之间、储水箱和循环泵出口、蒸发受热面出口截止阀前
热水锅炉	锅筒上、进水阀出口和出水阀出口、循环水泵的出口和进口
燃油、燃气、燃煤锅炉	点火油系统的油泵进口（回油）及出口、点火气系统的气源进口及燃气阀组稳压阀（调压阀）后

（2）压力表的选用

1. A级锅炉压力表精度应不低于1.6级，其他锅炉不低于2.5级。
2. 压力表量程根据工作压力选用，一般为工作压力的1.5-3.0倍，最好选用2倍。

（3）压力表的安装

1. 装设在便于观察和吹洗的位置，并且应当防止受到高温、冰冻和震动的影响。
2. 锅炉蒸汽空间设置的压力表应当有存水弯管，热水锅炉用压力表应当有缓冲弯管，弯管内径≥10mm。
3. 压力表与弯管间应装三通阀门，便于吹洗、卸换、校验压力表。

（三）水位表

（1）水位表的设置

每台蒸汽锅炉锅筒至少应装设2个彼此独立的直读式水位表，下列情况的可以只装设1个直读式水位表：

1. 额定蒸发量≤0.5t/h的锅炉。
2. 额定蒸发量≤2t/h，且装有一套可靠水位示控装置的锅炉。
3. 装设两套各自独立的远程水位测量装置的锅炉。
4. 电加热锅炉。

（2）水位表的结构、装置

1. 水位表的下部可见边缘应比最高火界至少高50mm，且应比最低安全水位至少低25mm，上部可见边缘应比最高安全水位至少高25mm。
2. 玻璃管式水位表应有防护装置，并且不应当妨碍观察真实水位，玻璃管内径应当≥8mm。
3. 锅炉运行中能吹洗和更换玻璃板、云母片。
4. 水位表和锅筒之间阀门的流道直径≥8mm，连接管内径≥18mm，连接管应尽可能短，连接管长度大于500mm或者有弯曲时，内径应适当放大。如连接管不是水平布置时，气连管中的凝结水能够流向水位表，水连管中的水能够自行流向锅筒。
5. 水位表应有放水阀门和接到安全地点的放水管。
6. 水位表和锅筒之间的汽水连接管上应装设阀门，锅炉运行时，阀门应处于全开位置。

（四）温度计

测量监视锅炉的给水、蒸汽、烟气等介质温度。

（五）保护装置

1. 超温报警（安装在热水锅炉的出口处）和联锁保护装置
2. 高低水位报警和低水位联锁保护装置
3. 超压报警装置
4. 锅炉熄火保护装置

（六）排污阀或放水装置

1. 过热、再热器和省煤器的最低集箱处设放水阀。
2. 锅炉的排污阀、排污管不宜采用螺纹连接。

（七）防爆门

为防止炉膛和尾部烟道再次燃烧造成破坏，通常在炉膛和烟道易爆处装设防爆门。

（八）锅炉自动控制装置

锅炉安全管理

（一）日常管理

1. 使用许可厂家的合格产品：《特种设备生产许可证》
2. 登记建档：《特种设备使用许可证》
3. 专责管理
4. 建立制度
5. 持证上岗：锅炉司炉、水质化验人员应持证上岗。
6. 定期检验
7. 监控水质

（二）安全操作

（1）锅炉启动步骤

锅炉启动是设备从冷态到热态的过程，启动过程中锅炉烟风系统和水汽系统的安全尤为重要。（检查准备->上水->点火升压->烘炉、煮炉->暖管与并汽）

检查准备	对新装、移装和检修后的锅炉，启动前要进行全面检查。
上水	① 上水温度最高不超过90℃，水温与筒壁温差不超过50℃。 ② 水管锅炉全部上水时间夏季不小于1h，冬季不小于2h。 ③ 冷炉上水至最低安全水位时应停止上水。
点火升压	阶段的安全注意事项： （1）防止炉膛爆炸 ① 燃气、燃油、燃煤粉炉点火时应注意防止炉膛爆炸。防止炉膛爆炸的措施： a.点火前，开动引风机通风或自然通风5-10min。 b.点燃锅炉时，应先送风，再投入点燃火炬，最后送燃料。 c.一次点火未成功，重新点火前给炉膛烟道重新通风。 ② 层燃炉用木材引火，严禁用挥发性强烈的油类或易燃物引火，以免造成爆炸。 （2）控制升温升压速度 （3）严密监视和调整仪表 （4）保证强制流动受热面的可靠冷却 ① 过热器：开启过热器出口集箱疏水阀、对空排气阀，使一部分蒸汽流经过热器后被排除。 ② 省煤器：打开省煤器与锅筒间的再循环管阀门，使省煤器中的水经锅筒、再循环管重回省煤器，但上水时应将其阀门关闭。
烘炉、煮炉	对新装、移装、大修或长期停用的锅炉上水后，启动前进行烘炉、煮炉。煮炉的目的是清除蒸发受热面的铁锈、油污和其他污物，减少受热面腐蚀，提高锅水和蒸汽品质。
暖管与并汽	（1）暖管：避免向冷态或较低温度的管道突然供入蒸汽，防止热应力过大而损坏管道、阀门等部件。 （2）并汽：新投入运行的锅炉向共用的蒸气母管供汽。 并汽前应减弱燃烧，打开蒸气管道上的所有疏水阀，充分疏水以防水击。使锅炉的蒸气压力稍低于蒸气母管内的压力，缓慢打开主汽阀及隔绝阀。

（2）锅炉正常运行中的监督调节

监督调节	内容
锅炉水位	① 允许锅炉水位在正常水位线上下50mm内波动。 ② 锅炉低负荷运行时，水位稍高于正常水位，锅炉在高负荷运行时，水位稍低于正常水位。 ③ 调节锅炉气压就是调节其蒸发量，而蒸发量的调节是通过燃烧调节和给水调节得以实现的。负荷<蒸发量，锅炉内气压上升。负荷>蒸发量，锅炉内气压下降。 ④ 对负压燃烧锅炉，维持引风和鼓风的均衡，保持炉膛一定的负压。
锅炉气压
锅炉温度
锅炉燃烧
排污和吹灰

（3）停炉

• 正常停炉的次序

1. 先停燃料供应，随之停止送风，减少引风。
2. 逐渐降低锅炉负荷，相应地减少锅炉上水，但应维持锅炉水位稍高于正常水位。
3. 对于燃气、燃油锅炉，炉膛停火后，引风机至少要继续引风5min以上。
4. 停止供汽后应隔断与蒸气母管的连接。
5. 打开过热器出口集箱疏水阀适当放气。
6. 停炉时应打开省煤器旁通烟道，关闭省煤器烟道挡板，但锅炉进水仍需经省煤器。对钢管省煤器，锅炉停止进水后，应开启省煤器再循环管；对无旁通烟道的可分式省煤器，应经省煤器连续上水、放水至水箱中，使省煤器出口水温低于锅筒压力下饱和温度20℃。
7. 为防止锅炉降温过快，在正常停炉的4-6h内，应紧闭炉门和烟道挡板，之后打开烟道挡板，缓慢加强通风，适当放水。
8. 停炉18-24h，水温降至70℃以下，方可全部放水。

• 紧急停炉的次序

1. 立即停止添加燃料和送风、减弱引风。
2. 熄灭炉膛内燃料，层燃炉可以用砂土和湿灰灭火。
3. 灭火后即把炉门、灰门烟道挡板打开，加强通风冷却。
4. 锅水冷却至70℃左右允许排水。
5. 缺水紧急停炉时，严禁给锅炉上水，并不得开启空气阀及安全阀快速降压。

（4）停炉保养

停炉保养主要指锅内保养，即汽水系统内部为避免或减轻腐蚀而进行的防护保养。

保养方式	方法	适用
压力保养	灌满水维持余压阻止空气进入	停炉时间不超过一周时
湿法保养	含碱软水，钝化的氧化膜能防腐蚀	停炉时间不超过一个月
干法保养	烘干，及时更换干燥剂	锅炉停用的时间较长的
充气保养	充氮气或氨气	锅炉长期处于停用运行