压力容器可以粗分为蒸汽锅炉和非燃火压力容器两大类型。锅炉作为产生蒸汽的热力设备，在动力、热能和工艺用汽的供应中，发挥着重要作用。锅炉由于设计、制造不合理，尤其是使用管理不当，导致事故的频率很高。据日本20世纪70年代的调查披露，日本当时运行的十万余台锅炉，在十年间共发生事故355次，其中由于管理不善而发生的事故有243次，占事故总数的70．8％。多年来锅炉的安全工作一直受到国家劳动部门的重视，相继颁发了许多安全和劳动保护工作的法令、规范和标准，收到了显著效果。本节将根据国家和有关部门关于锅炉安全运行的规定，就锅炉的安全使用等方面进行介绍。

一、锅炉分类及其参数系列

1．锅炉型号

完整的锅炉型号由三部分组成。第一部分包括锅炉本体型式和燃烧方式的汉语拼音代号及蒸发量(t·h—1)；第二部分包括工作压力(MPa)和过热蒸汽温度(℃)；第三部分包括燃料品种的汉语拼音代号及设计序号。锅炉本体型式、燃烧方式和燃料品种的汉语拼音代号分别列于表6—1、表6—2和表6—3。

举例：型号SHL10—13／350-W-1表示双锅筒横置式链条炉排，蒸发量为10t·h－1，出口蒸汽压力为13(1275 kPa)，出口过热蒸汽温度为350℃，适用于无烟煤，经过第一次修改设计制造的锅炉。

2．锅炉分类

锅炉有多种分类方式。按用途分类分为电站锅炉、工业锅炉、机车锅炉、船舶锅炉、生活锅炉；按压力分类分为低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、亚临界压力锅炉、超临界压力锅炉；按装置方式分类分为固定式锅炉和移动式锅炉；按锅炉结构分类分为火管锅炉、水管锅炉和水火管组合锅炉。

3．蒸汽锅炉参数系列

工业蒸汽锅炉参数系列列于表6—4，表中的压力和温度都是出口蒸汽的额定值。

表6—4 蒸汽锅炉参数系列

二、锅炉运行安全

运用锅炉的单位，应建立以岗位责任制为主的各项规章制度。锅炉上水、点火、升压、运行和停炉要严格按照有关操作规程进行。

1．点火和升压

锅炉点火前必须进行汽水系统、燃烧系统、风烟系统、锅炉本体和辅机系统的全面检查，确定完好。每个阀门处在点火前正确位置，风机和水泵冷却水畅流、润滑正常，安全附件灵敏、可靠，才可以进行点火准备工作。

锅炉点火是在做好点火前的一切准备工作后进行的。锅炉点火所需的时间应根据炉型、燃烧方式、水循环等情况确定。由于锅炉燃用燃料和燃烧方式不同，点火时的注意事项各异。燃用不同燃料锅炉点火安全要求列于表6—5。

表6—5 燃用不同燃料锅炉点火安全要求

燃料种类

点 火 安 全 要 求

燃油锅炉

1．点火前必须对烟道和炉膛系统，采用强制通风的方式进行置换，务必将可能积存的油气或可燃气彻底排净

2．点火时应保持炉膛负压(30～50Pa)或所需数值

3．点火时人不能正对点火孔，应从侧面引燃

4．严禁先喷油，后插入火把。用蒸汽雾化燃烧器，还应先排除冷凝水

5．若一次点火不着或运行中突然灭火，必须先关闭油阀，按1通风换气后，重新点火

燃气锅炉

1．点火前必须强制通风置换，保持炉膛负压(50～100Pa)不少于5min

2．通风置换前，严禁明火带人炉膛和烟道中，点火时炉膛负压维持在(30～50Pa)

3．若一次点火不着必须立即关闭燃气阀，停止进气，待通风换气后重新点火，严禁用炉膛余火二次点火

燃煤锅炉

1．点火前一般采用自然通风，彻底通风10～15 min

2．点火时如自然通风不足，可启动引风机

3．点火有困难时，可在靠近烟囱底部堆烧木柴，保持通风

燃煤粉锅炉

1．点火前应对一次风管逐根吹扫，每根吹扫二、三分钟，以清除管内可能积存的煤粉

2．点火前必须强制通风置换，保持炉膛负压(50～100Pa)不少于5min

3．若一次点火不着或发生熄火，应立即停止送粉，并对炉进行充分通风换气后，再次点火

锅炉点火后，受热面被加热，水冷壁和对流管束中不断产生蒸汽，由于主蒸汽阀门关闭，压力不断升高，此即为升压过程。为使锅炉各部件冷热均匀，胀缩一致，进水、点火、升压都要缓慢进行。新装或检修后的锅炉，点火升压后汽压在0．1～0．2 MPa间允许对拆动过的螺栓紧一次。紧固螺栓时应保持汽压稳定，要用力均匀、逐只对称上紧；站位得当，防止蒸汽外泄烫伤。在升压过程中，应注意炉墙及各部件的热膨胀情况，不得有异常变形和裂纹。

2．并炉和送气

当两台或两台以上锅炉共用一条蒸汽母管或接人同一分汽缸时，点火升压锅炉与母管或分汽缸联通称为并炉。并炉前要进行暖管，即用蒸汽将冷的蒸汽管道、阀门等均匀加热，并把蒸汽凝成的水排掉。并炉应在锅炉汽压与蒸汽母管汽压相差0．05～0．10 MPa时进行。

送汽时应该先缓开主汽门(有旁路的应先开旁通门)，等汽管中听不到汽流声时，才能大开主汽门。主汽门全开后回旋一圈，再关旁通门。并炉时应注意水位、汽压变动，若管道内有水击现象应疏水后再并炉。

3．正常运行维护

锅炉正常运行时，主要是对锅炉的水位、汽压、汽水质量和燃烧情况进行监视和控制。锅炉水位波动应在正常水位范围内。水位过高，蒸汽带水，蒸汽品质恶化，易造成过热器结垢，影响汽机的安全；水位过低，下降管易产生汽柱或汽塞，恶化自然循环，易造成水冷壁管过热变形或爆破。

在锅炉运行中要保持汽压的稳定。对蒸汽加热设备，汽压过低，汽温也低，影响传热效果；汽压过高，轻者使安全阀动作，浪费能源，并带来噪声；重者则易超压爆炸。此外，汽压变化应力求平缓，汽压陡升、陡降都会恶化自然循环，造成水冷壁管损坏。

为了保证锅炉传热面的传热效能，锅炉在运行时必须对易积灰面进行吹灰。吹灰时应增大燃烧室的负压，以免炉内火焰喷出烧伤人。为了保持良好的蒸汽品质和受热面内部的清洁，防止发生汽水共腾和减少水垢的产生，保证锅炉安全运行，必须排污，给水也应预先处理。

4．停炉保养

锅炉停炉有正常停炉和事故停炉两种情况。正常停炉，应按锅炉安全操作规程的规定进行。首先停止供给燃料、停止送风、减低引风。随负荷逐渐降低减少上水。停止供汽后开启过热器出口联箱疏水门和排汽门，冷却过热器以避免锅内压力继续升高。锅筒内水温降至70℃以下时，方可放水。随着炉温的降低，应及时除灰和清理受热面上的积灰。

事故停炉也称作紧急停炉。停炉步骤是：首先停止供给燃料、停止送风、减低引风。接着熄灭和清除炉膛内的燃料，然后打开炉门、灰门、烟风道闸门等以冷却锅炉，最后切断锅炉同蒸汽总管的联系。为了加速锅炉冷却，除严重缺水事故外，可向锅炉进水、放水。

锅炉停炉后，为防止腐蚀必须进行保养。常用的方法有干法、湿法和热法三种。

(1)干法保养

干法保养只用于长期停用的锅炉。正常停炉后，水放净，清除锅炉受热面及锅筒内外的水垢、铁锈和烟灰，用微火将锅炉烘干，放入干燥剂。而后关闭所有的门、孔，保持严密。一月之后打开人孔、手孔检查，若干燥剂成粉状、失去吸潮能力，则更换新干燥剂。视检查情况决定缩短或延长下次检查时间。若停用时间超过三个月，则在内外部清扫后，受热面内部涂以防锈漆，锅炉附件也应维修检查，涂油保护，再按上述方法保养。

(2)湿法保养

湿法保养也适用于长期停用的锅炉。停用后清扫内外表面，然后进水(最好是软水)，将适量氢氧化钠或磷酸钠溶于水后加入锅炉，生小火加热使锅炉外壁面干燥，内部由于对流使各部位碱浓度均匀，锅内水温达80～100℃时即可熄火。每隔5天对锅内水化验一次，控制其碱度在5～12 mg·L－1范围。

(3)热法保养

停用时间在10天左右宜用热法保养。停炉后关闭所有风、烟道闸门，使炉温缓慢下降，保持锅炉汽压在大气压以上(即水温在100℃以上)即可。若汽压保持不住，可生小火或用运行锅炉的蒸汽加热。

三、锅炉常见事故及处理

1．水位异常

(1)缺水

缺水事故是最常见的锅炉事故。当锅炉水位低于最低许可水位时称作缺水。在缺水后锅筒和锅管被烧红的情况下，若大量上水，水接触到烧红的锅筒和锅管会产生大量蒸汽，汽压剧增会导致锅炉烧坏、甚至爆炸。

缺水原因：违规脱岗、工作疏忽、判断错误或误操作；水位测量或警报系统失灵；自动给水控制设备故障；排污不当或排污设施故障；加热面损坏；负荷骤变；炉水含盐量过大。

预防措施：严密监视水位，定期校对水位计和水位警报器，发现缺陷及时消除；注意缺水现象的观察，缺水时水位计玻璃管(板)呈白色；严重缺水时严禁向锅炉内给水；注意监视和调整给水压力和给水流量，与蒸汽流量相适应；排污应按规程规定，每开一次排污阀，时间不超过30s，排污后关紧阀门，并检查排污是否泄漏；监视汽水品质，控制炉水含量。

(2)满水

满水事故是锅炉水位超过了最高许可水位，也是常见事故之一。满水事故会引起蒸汽管道发生水击，易把锅炉本体、蒸汽管道和阀门震坏；此外，满水时蒸汽携带大量炉水，使蒸汽品质恶化。

满水原因：操作人员疏忽大意，违章操作或误操作；水位计和水考克缺陷及水连管堵塞；自动给水控制设备故障或自动给水调节器失灵；锅炉负荷降低，未及时减少给水量。

处理措施：如果是轻微满水，应关小鼓风机和引风机的调节门，使燃烧减弱；停止给水，开启排污阀门放水；直到水位正常，关闭所有放水阀，恢复正常运行。如果是严重满水，首先应按紧急停炉程序停炉；停止给水，开启排污阀门放水；开启蒸汽母管及过热器疏水阀门，迅速疏水；水位正常后，关闭排污阀门和疏水阀门，再生火运行。

2．汽水共腾

汽水共腾是锅炉内水位波动幅度超出正常情况，水面翻腾程度异常剧烈的一种现象。其后果是蒸汽大量带水，使蒸汽品质下降；易发生水冲击，使过热器管壁上积附盐垢，影响传热而使过热器超温，严重时会烧坏过热器而引发爆管事故。

汽水共腾原因：锅炉水质没有达到标准；没有及时排污或排污不够，造成锅水中盐碱含量过高；锅水中油污或悬浮物过多；负荷突然增加。

处理措施：降低负荷，减少蒸发量；开启表面连续排污阀，降低锅水含盐量；适当增加下部排污量，增加给水，使锅水不断调换新水。

3．燃烧异常

燃烧异常主要表现在烟道尾部发生二次燃烧和烟气爆炸。多发生在燃油锅炉和煤粉锅炉内。这是由于没有燃尽的可燃物，附着在受热面上，在一定的条件下，重新着火燃烧。尾部燃烧常将省煤器、空气预热器、甚至引风机烧坏。

二次燃烧原因：炭黑、煤粉、油等可燃物能够沉积在对流受热面上是因为燃油雾化不好，或煤粉粒度较大，不易完全燃烧而进入烟道；点火或停炉时，炉膛温度太低，易发生不完全燃烧，大量未燃烧的可燃物被烟气带入烟道；炉膛负压过大，燃料在炉膛内停留时间太短，来不及燃烧就进入尾部烟道。尾部烟道温度过高是因为尾部受热面粘上可燃物后，传热效率低，烟气得不到冷却；可燃物在高温下氧化放热；在低负荷特别是在停炉的情况下，烟气流速很低，散热条件差，可燃物氧化产生的热量积蓄起来，温度不断升高，引起自燃。同时烟道各部分的门、孔或风挡门不严，漏人新鲜空气助燃。

处理措施：立即停止供给燃料，实行紧急停炉，严密关闭烟道、风挡板及各门孔，防止漏风，严禁开引风机；尾部投入灭火装置或用蒸汽吹灭器进行灭火；加强锅炉的给水和排水，保证省煤器不被烧坏；待灭火后方可打开门孔进行检查。确认可以继续运行，先开启引风机10～15min后再重新点火。

4．承压部件损坏

(1)锅管爆破

锅炉运行中，水冷壁管和对流管爆破是较常见的事故，性质严重，需停炉检修，甚至造成伤亡。爆破时有显著声响，爆破后有喷汽声；水位迅速下降，汽压、给水压力、排烟温度均下降；火焰发暗，燃烧不稳定或被熄灭。发生此项事故时，如仍能维持正常水位，可紧急通知有关部门后再停炉，如水位、汽压均不能保持正常，必须按程序紧急停炉。

发生这类事故的原因一般是水质不符合要求，管壁结垢或管壁受腐蚀或受飞灰磨损变薄；升火过猛，停炉过快，使锅管受热不均匀，造成焊口破裂；下集箱积泥垢未排除，阻塞锅管水循环，锅管得不到冷却而过热爆破。应采取的预防措施是，加强水质监督；定期检查锅管；按规定升火、停炉及防止超负荷运行。

(2)过热器管道损坏

现象：过热器附近有蒸汽喷出的响声；蒸汽流量不正常，给水量明显增加；炉膛负压降低或产生正压，严重时从炉膛喷出蒸汽或火焰；排烟温度显著下降。发生这类事故的原因一般是，水质不良，或水位经常偏高，或汽水共腾，以致过热器结垢；引风量过大，使炉膛出口烟温升高，过热器长期超温使用；也可能烟气偏流使过热器局部超温；检修不良，使焊口损坏或水压试验后，管内积水。

事故发生后，如损坏不严重，又生产需要，待备用炉启用后再停炉，但必须密切注意，不能使损坏恶化；如损坏严重，则必须立即停炉。控制水、汽品质；防止热偏差；注意疏水；注意安全检修质量，即可预防这类事故。

(3)省煤器管道损坏

沸腾式省煤器出现裂纹和非沸腾式省煤器弯头法兰处泄漏是常见的损害事故，最易造成锅炉缺水。事故发生后的表象是，水位不正常下降；省煤器有泄漏声；省煤器下部灰斗有湿灰，严重者有水流出；省煤器出口处烟温下降。

处理办法是，沸腾式省煤器：加大给水，降低负荷，待备用炉启用后再停炉；若不能维持正常水位则紧急停炉；并利用旁路给水系统，尽力维持水位，但不允许打开省煤器再循环系统阀门。非沸腾式省煤器：开启旁路阀门，关闭出入口的风门，使省煤器与高温烟气隔绝；打开省煤器旁路给水阀门。

事故原因：给水质量差，水中溶有氧和二氧化碳发生内腐蚀；经常积灰，潮湿而发生外腐蚀；给水温度变化大，引起管道裂缝；管道材质不好。控制给水质量，必要时装设除氧器；及时吹铲积灰；定期检查，做好维护保养工作，即可预防这类事故。

四、锅炉给水安全

水是锅炉的主要工质之一，水质优劣直接影响着锅炉设备的安全经济运行。根据锅炉事故分析，水质不良造成的锅炉事故约占锅炉事故总数的40％以上。因此，在锅炉运行管理中，必须作好水处理及水垢的清除工作。

1．水中杂质危害及水处理

天然水中含有大量杂质，未经处理的水应用于锅炉，就容易形成水垢、腐蚀锅炉、恶化蒸汽质量等。各种杂质的危害主要表现在以下一些方面：

(1)氧：存在于水中的氧对金属具有腐蚀作用，水温在60～80℃之间，还不足以把氧从水中驱出，而氧腐蚀速率却大大增加。水的pH值对氧腐蚀有很大影响，pH值<7，促进溶解氧的腐蚀；pH值>10，氧腐蚀基本停止。水中溶解氧是锅炉腐蚀的主要原因。

(2)二氧化碳：水中二氧化碳含量较高时则呈酸性反应，对金属有强烈的腐蚀作用。水中的二氧化碳还是使氧腐蚀加剧的催化剂。

(3)硫化氢：水中的硫化氢会引起锅炉的严重腐蚀。

(4)钙、镁：水中的钙、镁一般以碳酸氢盐、盐酸盐、硫酸盐的形式存在，是造成锅炉受热面结垢的主要原因。

(5)氯离子：炉水中氯根超过800～1200n瑶·L—1时，可造成锅炉腐蚀。

(6)二氧化硅：二氧化硅能和钙、镁离子形成非常坚硬、不易清除的水垢。

(7)硫酸根：给水中的硫酸根进入锅炉后与钙、镁结合，在受热面上生成石膏质水垢。

(8)其他杂质：碳酸钠、重碳酸钠进入锅炉后，受热分解，产生氢氧化钠使炉水碱度增加，分解产物中的二氧化碳又是一种腐蚀性气体。炉水碱度过高会引起汽水共腾，也可能在高应力部位发生苛性脆化。有机介质进入锅炉，受热分解会造成汽水共腾，并产生腐蚀。

水处理包括锅炉外水处理和锅炉内水处理两个步骤。

(1)锅炉外水处理：天然水中的悬浮物质、胶体物质以及溶解的高分子物质，可通过凝聚、沉淀、过滤处理；水中溶解的气体可通过脱气的方法去除；水中溶解的盐类常用离子交换法和加药法等进行处理。

(2)锅炉内水处理：向锅炉用水中投入软水药剂，把水中杂质变成可以在排污时排掉的泥垢，防止水中杂质引起结垢。此法对低压锅炉，防垢效率可达80％以上；但对压力稍高的锅炉，效果不大，仅可作为辅助处理方法。

2．水垢的危害及清除

锅炉水垢按其主要组分可分为碳酸盐水垢、硫酸盐水垢、硅酸盐水垢和混合水垢。碳酸盐水垢主要沉积在温度和蒸发率不高的部位及省煤器、给水加热器、给水管道中；硫酸盐水垢(又称石膏质水垢)主要积结在温度和蒸发率最高的受热面上；硅酸盐水垢主要沉积在受热强度较大的受热面上。硅酸盐水垢十分坚硬，难清除，导热系数很小，对锅炉危害最大。由硫酸钙、碳酸钙、硅酸钙和碳酸镁、硅酸镁、铁的氧化物等组成的水垢称混合水垢，根据其组分不同，性质差异很大。

水垢不仅浪费能源，而且严重威胁锅炉安全。水垢的导热系数比钢材小得多，所以水垢能使传热效率明显下降，排烟温度上升，锅炉热效率降低。由于结垢，需要定期拷铲或化学除垢，而除垢会引起机械损伤或化学腐蚀，缩短锅炉寿命。而且，结垢也是锅炉受热面过热变形或爆裂的主要原因。

因为无论采用哪种水处理方法，都不能绝对清除水中的杂质。在运行锅炉中不可避免地有一个水垢生成过程。因此，除采用合理的水处理方法外，还要及时清除锅炉内产生的水垢。目前，清除水垢有手工除垢、机械除垢、化学除垢三种方法。

(1)手工除垢

采用特制的刮刀、铲刀及钢丝刷等专用工具清除水垢。这种方法只适用于清除面积小、结构不紧凑的锅炉结垢，对于水管锅炉和结构紧凑的火管锅炉管束上的结垢，则不易清除。

(2)机械除垢

主要采用电动洗管器和风动除垢器。电动洗管器主要用于清除管内水垢，风动除垢器常用的是空气锤和压缩空气枪。

(3)化学除垢

化学除垢常称为水垢的“化学清洗”，是目前比较经济、有效、迅速的除垢方法。化学清洗是利用化学反应将水垢溶解除去的方法。清洗过程是水垢与化学清洗剂反应，不断溶解，不断用水带走的过程。由于所加的化学清洗剂及其反应性质不同，故有不同的化学清洗方法。主要有盐法、酸法、碱法、螯合剂法、氧化法、还原法、转化法等。目前用得较多的是酸法和碱法。