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认识特种设备:锅炉的分类与型式
2025-02-215

前 言

锅炉是指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)和品质的蒸汽、热水或其他工质的设备。锅炉按功能包括两大部分,一部分是通过燃烧煤、油、气及其他燃料,将化学能转化为热能;另一部分是各种形式的受热面,将燃料燃烧释放出的热能通过各种传热方式,传递给炉水使之升温、汽化、过热以产生所需要的蒸汽,或加热所需要的高温热水供动力机械或其他设备使用。

▼ 锅炉介绍

2023年底,全国使用登记锅炉约31.96万台。下面回顾一下锅炉监管的沿袭,并介绍锅炉的分类与型式。

一、监管历程回顾

(一)2003年《特种设备安全监察条例》出台前
1.1955年成立国家锅炉检查总局,对蒸汽锅炉、压力容器和较大起重机械实施安全监察。
2.1960年,原劳动部颁布实施第一个《蒸汽锅炉安全规程》(劳动部(60)中劳护毛字第102号)。
3.1965年,原劳动部颁布试行《蒸汽锅炉安全监察规程》(劳动部(65)中劳锅字第98号)。
4.1980年,原国家劳动总局修订颁布《蒸汽锅炉安全监察规程》(国家劳动总局(80)劳总锅字23号)。
5.1982年国务院颁布《锅炉压力容器安全监察暂行条例》,对所有的承压锅炉和压力为一个表压以上的各种压力容器的设计、制造、安装、使用、检验、修理、改造实施安全监察。
6.1983年,原劳动人事部依据《锅炉压力容器安全监察暂行条例》的要求,制定颁布《热水锅炉安全技术监察规程》(劳人锅﹝1983﹞4号)。
7.1987年2月,原劳动人事部依据《锅炉压力容器安全监察暂行条例》的要求,制定颁布《蒸汽锅炉安全技术监察规程》(劳人锅﹝1987﹞4号),明确适用范围为承压的以水为介质的固定式蒸汽锅炉,不适用交通运输车、船上的锅炉、用电加热的锅炉和原子能锅炉

8.1991年5月,原劳动部修订颁布《热水锅炉安全技术监察规程》(劳锅字﹝1991﹞8号),适用范围为以水为介质、额定热功率大于或等于0.1MW、额定出水压力大于或等于0.1Mh(表压)的固定式热水锅炉。

9.1993年11月28日,原劳动部颁布《有机热载体炉安全技术监察规程》(劳部发[1993]356号),适用于固定式的有机热载体气相炉和有机热载体液相炉。

10.1996年8月19日,原劳动部颁布修订的《蒸汽锅炉安全技术监察规程》(劳部发[1996]276号),定于1997年1月1日执行。96年蒸锅规调整了适用范围:增加了适用于锅炉范围内管道(国务院1993年委托劳动部对管道安全监察),不适用于水容量小于30公斤的锅炉;汽水两用锅炉还应符合《热水锅炉安全技术监察规程》的要求。

11.1997年,原劳动部修订的《热水锅炉安全技术监察规程》(劳锅字[1997]74号)适用范围增加了电加热热水锅炉和锅炉范围内管道。
12.2000年,原国家质量技术监督局颁布《小型和常压热水锅炉安全监察规定》(国家质量技术监督局令2000年第11号)。
(二)2003年《特种设备安全监察条例》实施后
1.2003年6月1日起施行《特种设备安全监察条例》(国务院令第373号),锅炉作为特种设备的一种,纳入特种设备安全监督管理范畴条例附则将锅炉含义步明确为“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,并承载一定压力的密闭设备,其范围规定为容积大于或者等于30L的承压蒸汽锅炉;出口水压大于或者等于0.1MPa(表压),且额定功率大于或者等于0.1MW的承压热水锅炉;有机热载体锅炉”。
2.2004年1月1日国家质量监督检验检疫总局发布《关于公布特种设备目录的通知》(国质检锅〔2004〕31号),锅炉包括承压蒸汽锅炉、承压热水锅炉、有机热载体锅炉和锅炉部件、锅炉材料5个类别、15个品种。
(三)2009年《特种设备安全监察条例》修订后
1.中华人民共和国国务院第549国务院关于修改特种设备安全监察条例的决定200951起施行,锅炉继续实施安全监察,附则将锅炉含义调整为“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,其范围规定为容积大于或者等于30L的承压蒸汽锅炉;出口水压大于或者等于0.1MPa(表压),且额定功率大于或者等于0.1MW的承压热水锅炉;有机热载体锅炉。”
2.2013年6月1日,《锅炉安全技术监察规程》(TSG G0001-2012)施行,新锅规将原蒸汽锅炉、热水锅炉、有机热载体炉及小型和常压热水锅炉等规程规定的内容进行整合,适用于符合《特种设备安全监察条例》范围内的固定式承压蒸汽锅炉、承压热水锅炉、有机热载体锅炉,以及以余(废)热利用为主要目的的烟道式、烟道与管壳组合式余(废)热锅炉。
(四)2014年《特种设备安全法》施行后
1.中华人民共和国主席令第4《中华人民共和国特种设备安全法201411起施行,锅炉继续列入“特种设备”安全监察范围之内。
2.2014年10月,质检总局发布修订《特种设备目录》的公告2014年第114号)。为了增加锅炉监管范围的科学性和可操作性,新目录主要调整了三方面的内容:一是加强了概念的严谨性。为了与相关设备进行区别,使概念更加清晰,增加“通过对外输出介质的形式”等内容;二是进一步明确了容积、蒸汽压力下限的概念,便于实际操作,增加“设计正常水位容积”、“额定蒸汽压力大于等于0.1MPa(表压)”等内容;三是明确了有机热载体锅炉的范围。由于额定功率小于0.1MW的有机热载体锅炉大多是电加热设备,安全性较高,实际事故极少、风险低,故将有机热载体锅炉范围修订为“额定功率大于等于0.1MW”。
根据当前经济发展以及设备使用情况,不再区分工业锅炉与生活锅炉,取消了承压蒸汽锅炉具体品种的划分。
新目录中的“锅炉”包括含原目录中的“锅筒”“集箱”“过热器”“再热器”“省煤器”“膜式水冷壁”品种;将锅炉部件和材料作为构成锅炉、压力容器设备的组成部分,不再作为单独的特种设备管理,取消了锅炉部件和锅炉材料类别。
3.2017年1月,国家质检总局2017年第4号公告发布《锅炉安全技术监察规程》(TSG G0001-2012)第1号修改单,调整、修改了适用范围、不适用范围和设备级别。
4.2021年6月1日,修订更名的《锅炉安全技术规程》(TSG 11-2020)施行,调整了适用范围、不适用范围和设备级别,对锅炉本体和锅炉范围内管道进行进一步的明确。

二、锅炉的分类与型式

(一)按输出介质划分
1.蒸汽锅炉:用以产生蒸汽(水蒸气)的锅炉,又称为蒸汽发生装置。
▼ 蒸汽锅炉
2.热水锅炉,用以产生热水的锅炉
▼ 热水锅炉
3.有机热载体炉,也称为导热油锅炉。以有机质液体(导热油)作为热载体工质,利用热油循环油泵强制介质进行液(气)相循环,将热能输送给用热设备后再返回加热炉重新加热,在低的压力下获得高的工作温度,并且能对介质运行进行高精密控制工作。
▼ 有机热载体锅炉
4.汽水两用炉同时可以生产低压蒸汽和高温热水的锅炉【《锅炉安全技术监察规程》(TSG G0001-2012)第1号修改单将其删除】。
(二)按用途划分

1.电站锅炉:生产的蒸汽(水蒸气)主要用于发电的锅炉。

2.工业锅炉:生产的蒸汽或热水主要用于工业生产的锅炉。

3.生活锅炉:生产的蒸汽或热水用于民用的锅炉,如浴室锅炉。

▼ 电站锅炉结构及工作原理
(三)按供热方式划分

1.化石燃料锅炉,燃用化石燃料(矿物燃料)即煤、油页岩、石油即天然气等的锅炉。

2.电加热锅炉以电力为能源并将其转化成为热能,经过锅炉转换,向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体的锅炉。

3.余热锅炉,利用各种工业过程中的废弃、废料中含有的显热或(和)其可燃物质燃烧后产生热量的锅炉,有垃圾锅炉、黑液锅炉、原子能锅炉等型式。

▼ 电加热锅炉
▼ 余热锅炉
(四)按燃料种类划分

1.固体燃料锅炉,燃用固体燃料(煤、油页岩、生物质燃料和可燃固体废弃物等)的锅炉。

2.液体燃料锅炉,燃用液体燃料(石油、燃料油、工业废液等)的锅炉。

3.气体燃料锅炉,燃用气体燃料(天然气、高炉燃气和焦炉煤气等)的锅炉,又称燃气锅炉。

▼ 燃料种类与代号
(五)按压力等参数划分
按压力、额定出水温度、水容积和额定功率分为A、B、C和D四级。
按压力分超临界锅炉、亚临界锅炉、超高压锅炉、高压锅炉、次高压锅炉、中压锅炉和低压锅炉。
▼ 锅炉级别划分表
(六)按锅炉结构划分

1.锅壳锅炉,蒸发受热面主要布置在锅壳内,燃烧的火焰或烟气在管内而工质在管外流动的锅炉。

2.水管锅炉,烟气在受热面管子外部流动,工质在管子内部流动的锅炉。

▼ 锅壳锅炉结构示意图
▼ 水管锅炉结构示意图
(七)按锅炉布置型式划分
1.立式,竖直布置的锅炉
2.卧式,水平或倾斜布置的锅炉;
3.横置式,锅筒纵向轴线与锅炉前后轴线垂直的锅炉;
4.纵置式,锅筒纵向轴线与锅炉前后轴线平行的锅炉。
▼ 锅炉结构型式与代号
▼ 立式锅炉
▼ 卧式锅炉
▼ 锅筒横置式锅炉
▼ 锅筒纵置式锅炉

(八)按制造组装型式划分

1.整装锅炉,按照运输条件所允许的范围,在制造厂完成总装整台发运的锅炉。

2.组装锅炉,在制造厂内将整台锅炉分成几个装配齐全的大件,运到工地后可将诸大件方便地组合而成的锅炉。

(九)按蒸发量划分

1.小型锅炉:蒸发量小于20/时;

2.中型锅炉:蒸发量为20—75/时;

3.大型锅炉:蒸发量大于75/时。

(十)按循环方式划分
1.自然循环锅炉,依靠下降管中的水和炉内上升管中汽水混合物之间的密度差和重位高度产生的压差而推动水循环的锅筒锅炉。
2.强制循环锅炉,主要依靠下降管和上升管之间装设炉水循环泵的压头推动水循环的锅筒锅炉,又称为辅助循环锅炉。
3.直流锅炉,受给水泵压头的作用下,工质按顺序一次通过加热段、蒸发段和过热段等各级受热面而产生额定参数蒸汽的锅炉。
4.复合循环锅炉,在低负荷时,依靠炉水循环使蒸发受热面出口的部分或全部水,经过再循环管路回到炉膛水冷壁受热面中进行再循环,而在一定高负荷下自动切换成直流方式运行的锅炉。
(十一)按燃烧设备型式或燃烧方式划分
分为炉排燃烧、流化床燃烧、室燃等锅炉。
▼ 卧式锅炉


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