这次为期2周的生产实习,是我们学校安排的重要的实践环节.通过此次生产实习,我们学生能够理论结合实际,把自己在大学中学到的理论知识投入到实际的生产运行中.在李九如,刘兴家,韩家德,王芳等老师的带领下,我们在哈尔滨团结锅炉集团,天津宝成集团,天津大港锅炉房等地分别参观实习.这2周的生产实习,我们学到了很多课外知识,对锅炉各部件的设计,制造和锅炉的组成,制造,安装等有了更清楚的认识,对我们将来继续学习和从事这个行业的工作发起着重要作用,我们都受益匪浅.
第1章 实习目的
生产实习是我们热能与动力工程专业知识结构中不可缺少的组成分,并作为一个独立的实践项目列入专业教学计划中.其目的是通过实习使学生获得基本生产的感性知识,理论联系实际,扩大知识面,对之前学习的知识温故而知新,更进一步加深专业知识的掌握;同时生产实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道,培养当代大学生吃苦耐劳的精神,也是学生接触社会,了解产业状况的一个重要途径,培养我们初步担任技术工作的能力,初步了解企业管理的基本方法和技能,体验企业工作的内容和方法.这些实际知识,对我们学习后面的课程乃至以后从事这个行业的工作,都是十分必要的基础.
第2章 实习内容
1.了解锅炉的整体生产过程,巩固和加深理解已学的专业知识.
2.了解锅炉各组成部件,外观和制造流程.
3.了解在锅炉制造中的工艺流程,锅炉制造的顺序,岗位安排.
4.了解各种焊接方法和设备,制订焊接工艺,控制焊接变形,焊接质量的保证以及检验测试方法等.
5.了解看专业图纸的方法,掌握重点,读懂锅炉图纸,并掌握其基本的设计原则
第3章 实习安排
3.1实习时间安排
时间安排20xx-7-6 ~ 20xx-7-21
7-4生产实习动员,时间任务安排,安全教育
3.1.1第一阶段7-6 ~ 7-10哈尔滨团结锅炉集团
7-6工程师介绍团结锅炉集团,总体参观工厂
7-7阅读锅炉设计图纸,工程师讲解,简要参观工厂车间
7-8参观锅炉锅筒车间,焊接车间,装配车间等
7-9参观锅炉车间,仓库
7-10整理笔记,谈论锅炉技术,总结团结锅炉的实习
3.1.2第二阶段7-15 ~ 7-21天津宝成集团
7-16工程师介绍天津宝成集团,发展历程,在烟管锅炉中采用的技术
7-17老师介绍读图方法,锅炉制造厂制造范围,参观宝成锅炉工厂
7-18参观大港锅炉房,详细参观讲解锅炉各制造工厂
7-19独立阅读图纸,生产实习总结
7-20整理笔记.同学之间讨论,准备填写实习报告
7-21生产实习正式结束.整理,写实习报告
3.2实习地点介绍
3.2.1哈尔滨团结锅炉集团
哈尔滨团结锅炉集团是以哈尔滨团结锅炉集团有限公司为核心,容纳哈尔滨团结给水设备有限公司,哈尔滨团结换热器有限公司,哈尔滨团结锅炉辅机有限公司和哈尔滨团结锅炉安装有限责任公司等多家实业公司组成的实体.
哈尔滨团结锅炉集团有限公司始建于一九七八年,是国家质量技术监督局定点生产A级锅炉及一,二,三类压力容器的专业厂家,是通过ISO9001质量标准体系认证的单位.公司现有职工1000多人,厂区面积30万平方米,固定资产2亿多元,具有目前先进的生产设备及雄厚的技术实力.生产的各种产品均荣获省,市名牌产品,销售收入也逾越亿元,经济效益良好.产品深受国内外用户好评,远销至南美洲的苏里南,巴西及俄罗斯等国家.公司产品是以锅炉房内锅炉设备为主,展开的一条龙服务.可以生产锅炉配套的种种辅机设备,给水设备,稳压设备,换热器设备和一,二类压力容器.
3.2.2天津宝成集团
天津宝成机械集团有限公司是一个集科研,设计,制造,安装,旅游,服务于一体的现代化企业,以制造业为主,以旅游业为辅,拉动相关产业共同发展.制造业,主要产品有:燃煤,燃油,燃气,电加热工业锅炉,循环流化床电站锅炉,民用采暖炉,各类压力容器,水源热泵中央空调机组,智控产品及各种环保设备.文化旅游产业,四星级宝成宾馆,全国民企第一家博物馆,奇石园;国家AAAA级旅游景区,影视拍摄基地,爱国主义教育基地,科普教育基地.
集团公司通过了德国TUV机构ISO9001-20xx质量体系认证和国家ISO10012计量体系认证,具有国家A级锅炉制造,安装资格,并有国家一,二,三类压力容器设计和制造资格;同时具有美国机械工程师协会(ASME)授权的锅炉(S),压力容器(U,U2)制造资格.具有跨省市锅炉压力容器焊工培训考试资格.
企业现有职工2200人,其中具有中高级专业技术职称的工程技术人员260多人,集团公司占地30万平方米,建有现代化生产车间7.6万平方米,拥有现代化膜式壁生产线(芬兰焊接设备),蛇形管生产线,成排弯管加工设备, 数控机床,数控切割机,大型数控卷 板机,全自动钢铁化学分析仪,机械性能试验机等先进的生产和检测设备800多台(套).
第4章 实习内容
4.1锅炉的基本概念
4.1.1锅炉的定义
锅炉是一种将燃料燃烧,使其中的化学能转变成热能,并将热能传递给水或其他工质,使工质变为具有一定压力和温度的蒸汽或热水的设备.它由能从燃料获得足够热能的设备,即"炉",以及盛装水及蒸汽并具有吸收足够热量的受热面的耐压容器,即"锅"组成.
4.1.2锅炉的范围
进水阀 蒸汽
锅 →三阀以内 出口阀 热水
排污阀
锅炉 烟气
炉 →燃料 灰渣
1.进水阀又称止回阀或逆止阀,单向流动
2.锅炉按产品分可分为蒸汽锅炉 热水锅炉 汽水两用锅炉 故出口阀可以提供 蒸汽或者热水
3.排污阀一般设在汽水分离面水侧下方100~200mm处,若不设置排污阀,容易产生蒸汽锅炉锅筒内的水滴被蒸汽大量带走的现象,即汽水共腾,严重影响锅炉的正常安全运行. 排污可分为 定排:排水渣,水垢
连排:排盐
热水锅炉不需要连排
4.2锅炉的设计原则
三大过程,三大系统,五大计算
4.2.1三大过程
1.燃烧,燃料的燃烧过程
在这个过程,燃料的化学能被释放出来并转化成为被烟气所携带的热量,在炉内进行,是放热化学过程.
2.传热,传热过程
在这个过程中,烟气所携带的热能通过锅炉的各种受热面传递给工质,是燃料燃烧与汽水加热的纽带.
3.汽水加热,工质的升温,汽化,加热过程
在这个过程中,工质吸收热量而被加热到所期望的温度,在锅内进行,是吸热物理过程.
注:物质的三态变化属于物理过程,判断某一反应是否是物理过程可根据在反应过程中是否有新的物质生成.
4.2.2三大系统
烟风,灰渣,汽水
4.2.2.1烟风系统
锅炉烟风系统中的通风方式可分为:
1.自然通风:仅依靠烟囱高度所产生的自生通风能力来克服通风过程的所有流动阻力.
2.机械通风:依靠风机所产生的压头来克服锅炉通风过程的阻力,也称强制通风.
其中机械通风可分为:
①正压通风:仅装设送风机,并利用其压头来克服全部通风阻力.
②负压通风:仅在烟囱前的烟道中装设引风机来克服全部通风阻力.
③平衡通风:在锅炉烟风道中同时布置送风机和引风机,利用送风机克服锅炉燃烧设备及风道系统的各种阻力,利用引风机克服全部烟气行程的阻力.
4.2.2.2灰渣系统
4.2.2.2汽水系统
汽水系统是给水系统和蒸汽系统的统称,其中:
1.给水系统:将给水送到锅炉的一些列设备.
2.蒸汽系统:将蒸汽引出锅炉房的一系列设备.
实际上汽水系统就是锅炉房内的原料(水)以及产品(蒸汽或者热水)的输送系统.
4.2.3 五大计算
4.2.3.1 热力计算
锅炉热力计算的目的是确定锅炉各受热面与燃烧产物和工质参数之间的关系.根据已知条件和计算目的的不同,锅炉传热性能计算可分为设计计算和校核计算两类.
设计计算的任务是在给定的给水温度和燃料特性的前提下确定保证达到额定蒸发量,选定的经济指标及给定的蒸汽参数所必须的锅炉各受热面的结构尺寸,并为选择辅助设备和进行锅炉的其他计算提供原始资料.
校核计算是根据已有的锅炉各受热面结构参数及传热面积和热力系统的型式,在锅炉参数,燃料种类或局部受热面发生变化时,通过传热性能计算确定各个受热面交界处的水温,气温,烟温及空气温度的值以及各种介质的流量和流速,确定锅炉的热效率和燃料消耗量.
4.2.3.2 强度计算
锅炉是一个承压容器,它的承压能力取决于材料性能,所处的温度条件,各种承压元件结构等.锅炉所有的承压元件必需具有足够的强度以确保锅炉安全可靠运行.
4.2.3.3 烟风阻力计算
锅炉通风计算在锅炉热力计算完成后进行,在已知受热面和烟风道结构型式,以及各部件烟气或空气的温度和流量工况下进行校核计算,其任务是计算通风过程(烟道和风道)的流动阻力,
校核锅炉结构设计的合理性,并选择保证锅炉经济稳定运行所需的通风装置.
锅炉的烟道阻力计算是按锅炉额定负荷校核计算,是在锅炉热力计算完成以后,已知烟道各部分受热面的烟气温度,烟气流速,烟道有效截面积和其他结构特性基础上进行的.
锅炉的风道通风计算也是按锅炉额定负荷为基础,计算所需的原始数据,如冷,热空气的温度,空气预热器的型式和结构参数,以及风道有效流通截面积和流速等,均取自热力计算结果.
4.2.3.4 管壁温计算
受热面壁温工况时保证锅炉可靠工作的首要因素之一,所以受热面壁温必需低于材料最高许用温度,随着现代锅炉向高参数,大容量方向发展,已使受热的管壁温度非常接近其安全极限.因此,设计锅炉时必须对受热面管壁温度进行准确校核.
锅炉受热面的正常壁温工况取决于三个条件:一是要保证金属材料具有足够的机械强度,二是限制因温度过高而在管壁表面形成氧化皮,三是不允许出现管壁温度的持久波动.
4.2.3.5 水循环计算
水循环方式可分为:
1.自然循环,
自然循环锅炉蒸发受热面中工质流动的驱动力来自不受热的下降管与受热的上升管之间的密度差.
2.强制循环,
这种锅炉蒸发受热面中工质的流动动力除了依靠汽水混合物与水之间的密度差之外,主要依靠锅炉循环回路中下降管上加装的循环泵的压头.
3.直流(一次性通过),
直流锅炉中工质流动的全部动力来自给水泵.
4.复合循环,
在中间也安装了一台循环泵,它只在低负荷时工作,此时一部分水经过再循环管路在蒸发受热面中进行再循环,以充分冷却蒸发受热面,而在高负荷时停止工作,自动切换成直流锅炉运行状态,在循环管路中没有循环流量,如此一来可大幅减小蒸发受热中的流动阻力.
自然循环水动力计算的目的是为了锅炉设计或循环系统变动较大的改装锅炉确定最佳的回路结果,校核锅炉受热面的工作可靠性,并提出提高可靠性的措施.
4.3锅炉的基本构造
4.3.1锅炉本体
锅炉本体由炉膛,燃烧设备,锅筒,水冷壁,过热器,省煤器,空气预热器和炉墙构架组成.
1.炉膛:保证燃料燃尽,并使出口烟气冷却到对流受热面能安全工作,锅炉炉膛由水冷壁与锅筒,集箱和炉墙构架所组成.
火焰中心高达1500~1600,烟气在到达出口处降低到1000~1200左右
2.锅筒:是自然循环锅炉受热面的集散容器
3.水冷壁:水冷壁是锅炉的主要受热面,并起到保护炉墙的作用
4.燃烧设备:将燃料和燃烧所需空气送入炉膛并组织燃料燃烧
5.过热器:将饱和蒸汽加热到额定的过热蒸汽的设备
6.省煤器:利用锅炉尾部的烟气的热量加热给水,使给水在进入锅炉之前被加热到某一设定温度,以降低排烟温度,节约燃料.
7.空气预热器:加热燃烧用的空气,以加强着火和燃烧
8.炉墙:锅炉的保护外壳,起到密封和保温的作用
9.构架:支承和固定锅炉各部件,并保持相对位置
4.3.1辅助设备
辅助设备由燃料供给装置,煤粉制备设备,送引风机,水处理及给水设备,除盐除灰和自动控制
装置组成.
4.4.锅炉各部件介绍及工艺流程
4.4.1锅筒
工艺流程
第一步 封头制造工艺流程:
原材料检验→ 毛坯展开计算,划线→ 切割下料→ 移值→ 校平→ 塑性成形→ 齐边→加工坡口 →检验
第二步 筒节制造工艺流程:
筒节Ⅰ:原材料检验→ 毛坯展开计算,划线→ 气割下料→ 移值→校平直→ 卷制成形→ 焊纵缝→ 校圆→切坡口→检验
筒节Ⅱ,Ⅲ 同筒节I
第三步 组装工艺流程:
封头Ⅰ与筒节Ⅰ焊接→ 与筒节II焊接→ 与筒节III焊接→ 与封头II焊接→ χ射线探伤 第四步 管件,法兰工艺流程
原材料的检验→计算,划线→下料→交检
第五步 管件,法兰与筒体的连接工艺流程
法兰与管件焊接→检验→与筒体的连接→检验
第六步 水压试验及检验 如合格则进行孔加工
水压试验
水压试验压力为1.0MPa,校验水压压力值不能超过元件材料在试验温度下屈服强度的90%. 在锅炉及水泵上同时装上校验合格的压力表.
清理锅筒,将锅内的空气放净.人孔不允许用临时装置.
用法兰将打孔a步骤中所打的孔堵严.将锅筒内装满水.水温应高于露点温度,在20-70℃之间. 用水泵把锅筒内的压力缓慢逐渐升高.当压力升至0.3-0.5MPa时,暂停升压进行初步检验,若无漏水或异常现象,在升压至试验压力1.0MPa,并至少保持5分钟,然后降到工作压力0.7MPa,可用手锤轻敲焊缝附近进行检查,保压和检查期间,不得继续用水泵打水维持压力,而压力应保持不变.
检查试验合格后,去除法兰,将水全部放掉.锅内应清理干净并吹干,以防冰冻或腐蚀. 试验不合格时允许返修,返修后重新做水压试验.
水压试验合格后,钻第三象限的管排孔
扩孔,精整
所有工序完成,质检合格后,根据锅炉安装类型转至下一道工序或者直接出厂.
3. 其他
锅筒为承压容器,应尽量减小打孔,以免在制造,打孔,焊接中引起缺陷,影响锅炉的正常运行 通过观测压力的变化可以判断出锅炉运行情况,当压力升高到一定压力时,超过安全阀指定压力时,安全阀自动打开泄压,使锅筒恢复正常压力.
三辊卷板机 卷制后存在一个直段,需用三辊卷板机校圆
开坡口 小薄板多采用V型坡口
大厚板多采用双U型坡口
焊接分类 环缝B类焊缝 不超过6mm
纵缝A类焊缝 不超过3mm
先焊纵缝后焊环缝
工艺流程:对齐 定位焊 焊内部 挑除内部焊根 焊外部 打磨
手动 埋弧自动焊 碳弧气刨 埋弧自动焊
根据焊接质量确定打磨量
锅筒为承压容器,对焊接质量有较高要求,不允许咬边等缺陷存在,故需打磨
焊接需要引,吸弧板
手工焊定位,焊完后采用碳弧气刨挑焊根,将焊接质量不好的地方除去
除锈涂漆,内部根据设计需要可涂水溶性漆
开孔的分类 人孔 头孔 手孔
开坡口方法1机械加工 刨床
2半自动切割机 切割后打磨修整
3碳弧气刨
4.4.2水冷壁
膜式水冷壁管排的组合方式有四种:
A轧制鳍片管相互组合B焊接鳍片管相互组合
C扁钢和光管相互组合D光管与光管相互组合
在团结锅炉以及宝成锅炉中均采用C方案,该方案与其他方案相比主要优点是:材料成本低,管径和节距的选择比较自由.
扁钢与光管的焊接方法大多采用埋弧焊接(有双头,四头,六头焊机),焊丝应倾斜一定角度(通常为22°左右),焊接速度约为60~90m/h
团锅采用膜式壁管排专用焊机(MPM焊机),正反面同时焊接四根光管中的三条扁钢的六道焊缝.其原理为自溶式气体保护焊,氮气15% 二氧化碳12%
优点是:明弧焊接,焊接质量好,容易控制,焊接速度快,自动化程度高
焊接装置示意图:
在机器前布置加热器,起焊前预热作用,可以有效减小应力
受焊接工艺限制,一般自动焊膜式水冷壁长度不超过17M,17M以上采用人工氩弧焊接长. 水冷壁工艺: 除锈 下料切管 焊接 精整
先预弯后焊接
水冷壁坡面 封闭并涂抹黄油,使用时现场打开并进行焊接 防止生锈
水冷壁弯曲段:布置燃烧器
4.4.3燃烧设备
燃烧方式有两种含义,其一是指燃烧火焰的组织方式,即火焰的类型,分为均相燃烧和非均相燃烧.其二是指燃料与氧气(空气)的相对运动方式,常见的有固定床和流动床
层燃燃烧方式及其设备
4.4.4空气预热器
空气预热器的作用包括:
1降低排烟温度提高锅炉效率
2改善燃料的着火条件和燃烧过程,降低了燃烧不完全损失,进一步提高锅炉效率.
3热空气进入炉膛,提高了理论燃烧温度并强化炉膛辐射传热,进一步提高锅炉的热效率 4热空气还作为煤粉锅炉制粉系统的干燥剂和输粉介质
鉴于以上几点,现代锅炉中空气预热器已经成为锅炉不可少的部件.对于低压锅炉,因给水温度很低,用省煤器已能很有效的将烟气冷却到合理温度,长无空气预热器.
在团结锅炉以及宝成锅炉集团中,主要产品为小型工业锅炉和民用炉,故对空气预热器方面知识涉及较少.
4.4.5过热器
过热器的作用是将锅炉的饱和蒸汽进一步加热到所需过热蒸汽的温度.
对于电站锅炉,过热器是必需的受热面,它的作用除了将饱和蒸汽加热到具有一定过热度的合
格蒸汽,并要求在锅炉改变工况运行时,保证过热蒸汽温度在允许范围内变动;对于工业锅炉,有无过热器取决于生产工艺是否需要;对于生活采暖锅炉则一般无过热器.
团结锅炉和宝成锅炉集团生产的锅炉多为小型工业锅炉,民用炉,一般不布置过热器,故在实习过程中对过热器方面知识涉及教少.
4.4.6省煤器
省煤器是利用锅炉尾部烟气的热量来加热给水的一种热交换器.
省煤器的主要作用为 1.降低排烟温度,提高锅炉效率,节省燃料.
2.充当部分加热受热面或蒸发受热面.
省煤器可分为铸铁式和钢管式,铸铁省煤器管壁教厚,体积和重量都大,肋片间容易积灰,堵灰;弯头多易渗水漏水,强度不高,承压能力低,大多是小容量低压锅炉都采用铸铁省煤器,
钢管式 可用于任何压力盒容量的锅炉中,置于不同形状的烟道中,体积小,重量轻,价格低廉,容量较大的低压锅炉及中等参数以上锅炉普遍采用钢管省煤器.
4.4.7炉墙与构架
锅炉炉墙是用耐火和保温材料所砌筑或敷设的锅炉外壳,是锅炉本体燃烧室和尾部烟道等区域的火焰和高温烟气与外界隔开的围墙.
锅炉构架是由梁,柱,支撑等构件所组成的钢结构或钢筋混凝土结构空间体系,是锅炉主要承载部件和支撑骨架,锅炉的所有重量都通过构架传给锅炉基础或整个厂房的基础.所以,锅炉构架的合理选择和结构的正确设计直接关系到锅炉自身的坚固性,稳定性,美观性和经济性.
4.5 锅炉设计图参数及原则
烟管锅炉锅筒一般比水管锅炉大很多.烟管锅炉采用焊接连接,当温度升高时会产生较大应力,故烟气进入烟道前应布置受热面,使烟气进入前烟箱时温度下降到经验温度600℃左右
燃料在炉膛燃烧后烟气温度高达900℃,若烟气直接进入烟道会使烟道封头处由于应力过大而崩裂.
由于习惯以及节省材料,烟气从炉膛后部流向前部(如图)经过受热面后(锅炉管束)进入烟道,烟气与锅筒内锅水换热进入省煤器中
该锅筒内位饱和蒸汽,故只需知道压力即可根据热力学定律计算出温度,故不需布置温度计
4.6 锅炉房布置
桥式吊车10t吊车梁略带弧形,可承受更大的力
压力表 圆环作用:缓冲 防止压力骤增破坏压力表
生产饱和蒸汽的蒸汽锅炉和热水锅炉无过热器
第5章 实习心得
本次生产实习,让我们学生下工厂,到生产的第一线去,从基层做起,有效联系了我们曾经学习过的理论知识,并在实践过程中进一步加深理解,做到理论联系实际,学以致用.
此外,通过书写实习报告,我又系统的回顾了从大一开始所学习的课程,熟悉了本专业的课程设置和循序渐进的学习方法,理清了本专业的知识点和知识脉络,总结了在实践中需灵活运用的知识体系.
本次生产实习在我们专业的课程中起到了承上启下的作用,通过此次实习,我们知道了将来需要努力的方向和改进不足的地方,在实际生产中所学到的知识必将促进下一阶段知识的学习. 这次生产实习意义深远,让我们这些沉浸在象牙塔里的学生见到了工厂的实际生产情况以及真正工作中会遇到的艰辛和坎坷,对将来就业体系和未来的规划有了新的认识.
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