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第1章 概述1

1.1废热锅炉应用与特点1

1.1.1废热锅炉及应用1

1.1.2废热锅炉的组成与工作原理1

1.1.3石油化工用废热锅炉的特点2

1.2废热锅炉类型3

1.3废热锅炉的发展趋势5

1.4废热锅炉的主要事故形式6

1.4.1废热锅炉事故的主要原因6

1.4.2废热锅炉的主要事故形式7

第2章 废热锅炉的结构特点8

2.1列管式废热锅炉8

2.1.1普通列管式废热锅炉8

2.1.2带膨胀节列管式废热锅炉11

2.1.3内置弹性管箱列管式废热锅炉14

2.1.4新型管板列管式废热锅炉14

2.2刺刀管式废热锅炉18

2.2.1刺刀管式废热锅炉基本特点18

2.2.2典型刺刀管式废热锅炉结构19

2.3U形管式废热锅炉26

2.3.1U形管式废热锅炉基本特点26

2.3.2典型U形管废热锅炉结构26

2.4双套管式废热锅炉34

2.4.1椭圆形集流管双套管式废热锅炉34

2.4.2螺旋形蒸发管双套管式废热锅炉37

2.5挠性管式废热锅炉39

2.5.1螺旋管式废热锅炉40

2.5.2挠性直管式废热锅炉43

2.6直流式废热锅炉44

2.7烟道式废热锅炉45

2.8废热锅炉局部结构特点46

2.8.1管板结构46

2.8.2炉管与管板的连接结构48

2.8.3管板与壳体的连接结构50

2.8.4隔热保护结构51

2.8.5高温工艺气体入口分布器57

2.8.6U形膨胀节61

2.8.7高温高压管箱法兰与密封63

2.8.8汽包结构66

第3章 废热锅炉传热与工艺气出口温度68

3.1废热锅炉的传热与生产能力68

3.1.1废热锅炉的传热能力68

3.1.2废热锅炉的生产能力69

3.2废热锅炉工艺气排气温度要求69

3.3污垢特性与工艺气允许温升70

3.3.1废热锅炉污垢热阻特性70

3.3.2高温工艺气出口温度随污垢的变化规律72

3.3.3废热锅炉出口工艺气允许温升73

3.4废热锅炉工艺气酸露点温度73

3.4.1工艺气酸露点温度计算方法73

3.4.2露点温度计算实例74

3.5乙烯裂解废热锅炉排气温度75

3.6废热锅炉排气温度的调节76

3.6.1中心连通管调节76

3.6.2副线与旁路调节77

3.6.3汽包压力调节78

3.7废热锅炉排气温度异常事故案例78

3.7.1废热锅炉排气温度过高案例78

3.7.2废热锅炉低温露点腐蚀80

第4章 废热锅炉水循环82

4.1垂直炉管内流型82

4.1.1垂直炉管内沸腾状态与流型82

4.1.2沸腾危机与临界热负荷83

4.2自然循环83

4.2.1自然循环原理83

4.2.2循环速度与循环倍率85

4.2.3循环阻力85

4.3结构对水循环的影响86

4.3.1刺刀管式结构水循环特点86

4.3.2U形管结构水循环特点88

4.4刺刀管废热锅炉逆向循环90

4.4.1逆向循环产生的原因90

4.4.2逆向循环的危害91

4.4.3逆向循环的判断91

4.4.4逆循环的防止与纠正93

4.5水循环事故案件分析94

4.5.1刺刀管废热锅炉逆循环事故案例94

4.5.2U形管废热锅炉水循环事故案例96

第5章 废热锅炉热应力98

5.1废热锅炉热应力产生的原因98

5.2稳定热应力99

5.3热应力条件下强度条件100

5.4非稳定热应力101

5.4.1热冲击与热疲劳101

5.4.2热循环与热疲劳102

5.5废热锅炉升温要求102

5.5.1汽包上的应力状态103

5.5.2汽包升压曲线103

5.5.3温差控制曲线104

5.6废热锅炉热应力事故案例105

5.6.1稳定热应力与热疲劳案例105

5.6.2热冲击案例105

第6章 废热锅炉水质107

6.1水质不良的危害107

6.2水质控制指标108

6.3水处理109

6.3.1水处理方法109

6.3.2分析项目与要求110

6.4水质标准111

6.5废热锅炉水质不良引起事故案例115

6.5.1废热锅炉炉管吸氧腐蚀案例115

6.5.2刺刀管帽垢下腐蚀案例117

第7章 废热锅炉典型失效形式119

7.1进口管板与管口烧损119

7.1.1进口管板与管口烧损原因119

7.1.2进口管板与管口烧损案例119

7.2内漏120

7.2.1内泄漏发生时的现象120

7.2.2炉管与管板连接失效121

7.2.3爆管121

7.2.4废热锅炉内漏失效案例123

7.3超温爆管124

7.3.1高温条件下金属金相组织特点124

7.3.2超温的两种形式及影响126

7.3.3超温爆管断口特征126

7.3.4超温爆管案例129

7.4锅炉腐蚀130

7.4.1金属腐蚀的基本原理130

7.4.2腐蚀破坏的形式131

7.4.3废热锅炉气侧腐蚀134

7.4.4废热锅炉水侧腐蚀136

7.4.5腐蚀失效案例139

7.5密封失效141

7.5.1密封失效原因141

7.5.2密封失效案例142

第8章 废热锅炉维修技术143

8.1废热锅炉检修内容与准备143

8.1.1废热锅炉检修安全与规程143

8.1.2废热锅炉检验、检修周期与检查维修内容144

8.1.3检修前准备146

8.1.4运行维护与检修安全注意事项147

8.2受压壳体的检查与维修148

8.2.1受压壳体及封头检查148

8.2.2壳体修复要求149

8.2.3壳体补焊150

8.2.4补焊后的检查153

8.2.5废热锅炉壳体检修案例153

8.3法兰密封检查与维修154

8.3.1法兰密封检查与密封面修复154

8.3.2密封垫更换155

8.3.3法兰拆装155

8.3.4法兰维修案例156

8.4汽包内件检查与维修158

8.4.1汽包检验周期与检查内容158

8.4.2汽包检修周期与检修内容159

8.4.3汽包内件拆装、检查与清洗160

8.4.4汽包内构件检修161

8.5管束的检查与维修162

8.5.1管束检查内容162

8.5.2管束焊缝检验与查漏162

8.5.3补胀与补焊163

8.5.4堵管164

8.5.5换管165

8.5.6管板的维修178

8.5.7管束整体维修179

8.5.8废热锅炉管束检修案例180

8.6隔热保护衬里、衬管检查与维修189

8.6.1耐热金属衬套检查与维修189

8.6.2耐火混凝土衬里检查与维修190

8.6.3隔热衬里检修案例196

8.7废热锅炉附件检查与检修199

8.7.1气体分布器检查与维修199

8.7.2膨胀节检查与维修200

8.7.3水位计检查与维修200

8.7.4安全阀检查与维修204

8.8废热锅炉清洗210

8.8.1机械清洗210

8.8.2水力清洗211

8.8.3吹灰振打214

8.8.4喷砂215

8.8.5化学清洗215

8.8.6废热锅炉清洗案例218

8.9压力试验223

8.9.1试压方案制订与准备223

8.9.2试压方法与要求224

8.9.3检查内容与合格标准225

8.9.4安全技术措施225

8.9.5废热锅炉水压试验规程实例226

第9章 废热锅炉运行故障原因与处理231

9.1废热锅炉工艺气出口温度过高偏低231

9.1.1工艺气出口温度过高231

9.1.2工艺气出口温度偏低232

9.2水位失常232

9.2.1缺水原因与处理232

9.2.2满水原因与处理233

9.2.3水位不明原因与处理234

9.3超压234

9.4蒸汽带水234

9.5汽水共腾235

9.6水循环不正常235

9.7气道堵塞与结焦236

9.8隔热防护衬里损坏与壳体局部超温236

9.8.1隔热防护衬里损坏236

9.8.2壳体局部超温236

9.9其他故障237

9.9.1蒸汽管内水击原因与处理方法237

9.9.2给水管内水击原因与处理方法237

第10章 废热锅炉运行与维护238

10.1运行前准备238

10.1.1运行前检查238

10.1.2开车准备239

10.1.3煮炉239

10.2废热锅炉的开车240

10.2.1系统注水240

10.2.2升温240

10.2.3汽包磁化241

10.3停车241

10.3.1正常停车与事故停车241

10.3.2停车后保护242

10.4废热锅炉运行时维护244

10.4.1运行时监控与调节任务244

10.4.2炉水的监控与调节245

10.4.3工艺气的监控与调节246

10.4.4蒸汽的监控与调节247

附录1凯洛格（Kellogg）合成氨工艺第一废热锅炉主要参数249

附录2凯洛格（Kellogg）合成氨工艺第二废热锅炉主要参数253

附录3美国布朗（BL）公司合成氨工艺合成第一废热锅炉主要参数254

附录4美国布朗（BL）公司合成氨工艺合成第二废热锅炉主要参数255

附录5美国布朗（BL）合成氨工艺二段转化炉废热锅炉主要参数256

附录6法国赫尔蒂（Heurtey）合成氨工艺废热锅炉参数258

附录7伍德（UHDE）公司合成氨工艺合成气废热锅炉参数260

附录8斯密特型废热锅炉263

附录9焊接材料及焊后热处理温度选用265

参考文献267