刘清方锅炉压力容器安全讲座（20）

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锅炉受压的过程与特点
    一、锅炉受压过程
    （一） 蒸汽锅炉
    在各类锅炉中，以带锅筒的自然循环蒸汽锅炉居多。其升压、受压过程与日常生活中使用的压力锅相似，即介质压力不是来源于加压机械（水泵），而是来源于热力过程，受压与受热不可分割地联系在一起。
    锅炉生火前，通常在锅筒中加入大约半锅筒水，水面上的锅内空间充满湿空气，其压力为大气压力。锅炉生火受热到一定程度时，会在大气压力下沸腾产汽，此时水和蒸汽的温度均为100摄氏度。
    如果锅筒是敞口的，则锅内产生的蒸汽将全部进入大气中，锅内维持大气压力，不会升压。如果水面之上的锅内空间是完全封闭的，则锅内产生的蒸汽会全部聚积起来。由于水变成蒸汽时体积大大增加，而锅内容纳气体的空间有限，锅内水面上的蒸汽分压将急剧升高。与此相应，水的饱和温度也随之升高，水在更高的温度下汽化。随着燃烧、传热和产汽过程继续进行，压力和温度升高的过程也将继续下去。
    实际上的锅炉生火升压过程介于上述两种情况之间：锅内存汽空间接有排汽管，排汽管上有控制阀门。生火升压时，将阀门开度适当调整，使排汽量小于锅内产汽量，使锅内存汽空间的存汽量有控制地增加。则锅内压力逐步上升，直至达到所要求的蒸汽压力。此时，调整锅炉燃烧状态及排汽阀门开度，使排汽量等于锅内产汽量，锅内的压力即大体维持不变，锅炉即进入正常的运行状态。简单地说，蒸汽锅炉升压需要两个条件：第一，通过燃烧传热产生蒸汽；第二，在锅内积存蒸汽。
    （二）热水锅炉
    在热水锅炉供热系统内，水通常是强制流动。在热水锅炉生火启动之前，已经开动水泵使水在包括锅炉在内的系统中受压流动，所以热水锅炉是先受压后受热，属机械（水泵）加压。但在锅炉生火启动，锅水受热后，水的体积膨胀就会导致压力变化；特别是水受热汽化且蒸汽不能充分排放时，水的受热过程同样是引起压力升高的主要因素。
    可以说，各种锅炉的压力变化都与受热过程直接相关。
    二、蒸汽锅炉受压特点
    1.蒸汽锅炉中的压力是“自升压”，产生压力的根源是锅炉内的燃烧传热，产生压力的过程是在锅炉中积存蒸汽和热能的过程。
    2.蒸汽锅炉中的压力是“可变压”，锅内压力随锅内积存蒸汽质量、热能的多少而变动。导致压力变动的主要因素是锅炉燃烧、传热及负荷变化，即锅炉产汽量与排汽量之间的关系。
    锅炉正常运行时，锅炉排汽量取决于锅炉负荷，即蒸汽用户需用蒸汽量。锅炉产汽量则是锅炉蒸发量。当锅炉蒸发量与负荷相等时，锅内压力维持不变，即在产汽与排汽的动平衡中维持不变。锅炉负荷一定时，
    燃烧或传热减弱，锅炉蒸发量减小，产汽量小于排汽量，锅内压力就降低；燃烧或传热增强，锅炉蒸发量增大，产汽量大于排汽量，锅内压力就升高。反之，锅炉蒸发量一定时，增大或减小锅炉负荷，锅内压力会相应减小或增大。当锅炉负荷与蒸发量同时变化时，锅内压力的变化情况更为复杂。
    三、结语
    1.对于蒸汽锅炉，由于压力是在动平衡中维持的，随时可能变化，所以必须严格监控蒸汽压力的变化，防止压力的过大波动和超压。当有超压危险而安全装置又失灵时，减弱燃烧进而熄火停炉，即可从根本上切断危险源。
    2.对于生活锅炉，由于同样受火焰加热，在特定条件下，比如：排汽管人为堵塞、冰冻、结垢等，致使锅内积存蒸汽，锅炉中同样有升压的可能。但生活锅炉并无承压能力，因而承压后更易发生爆炸。对生活锅炉的安全也应充分关注。
    3.压力容器的受压情况更为复杂，大体上分器外升压和器内升压两大类，前者指压缩机、液泵及锅炉等给容器升压，后者指器内反应及受热产生压力。通常器内升压的危险性更大一些。