供熱鍋爐設(shè)計(jì)說明書1鍋爐設(shè)計(jì)原始資料1.1熱負(fù)荷資料根據(jù)面積熱指標(biāo)法，計(jì)算供熱范圍內(nèi)的集中供熱系統(tǒng)熱負(fù)荷。建筑物供暖面積熱指標(biāo)取40。1.2燃煤資料元素分析成分Car=57.42%，Har=3.81%，Oar=7.16%，Nar=0.93%，Sar=0.46%，War=8.85%，Aar=21.37%，煤的干燥無灰基揮發(fā)成分Vdaf=38.48%，應(yīng)用基低位發(fā)熱量為Q=21350kJ/kg。1.3氣象資料采暖室外計(jì)算溫度-10℃采暖室外平均溫度-1.5℃采暖期天數(shù)137天1.4室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)采暖室內(nèi)計(jì)算溫度18℃1.5水質(zhì)資料溶解固形物:396mg/l碳酸鹽硬度:195mg/l非碳酸鹽硬度:95mg/l總硬度:285mg/l堿度:195mg/lPH值:7.6水文地質(zhì)資料：地下水位:-1.5m最大凍土深度:35cm地耐力:6T/m21.6建筑資料小區(qū)總平面圖（詳見規(guī)劃圖紙）；1.7設(shè)計(jì)地區(qū)河北省唐山市灤縣某小區(qū)鍋爐房2熱負(fù)荷計(jì)算及鍋爐選擇2.1熱負(fù)荷計(jì)算2.1.1采暖季熱負(fù)荷計(jì)算(1)采暖季最大計(jì)算熱負(fù)荷按下式計(jì)算D1max=K0(K1D1+K2D2+K3D3)t/h式中K0——管網(wǎng)熱損失及鍋爐房自用蒸汽系數(shù)，取1.25K1、K2、K3——生產(chǎn)、采暖及生活負(fù)荷的同時(shí)使用系數(shù)，分別取0.8，1及0.5D1、D2、D3——生產(chǎn)、采暖及生活的最大小時(shí)熱負(fù)荷，t/h代入數(shù)據(jù)得D1max=1.25×（0.8×3.3+1×6.7+0.5×0.6）t/h=12.05t/h鍋爐房自耗熱能量包括鍋爐房的采暖、浴室、鍋爐吹灰、設(shè)備散熱、介質(zhì)漏失和熱力除氧器的排氣損失等。這部分能量約占輸出負(fù)荷的2%——3%，啟動水泵的耗能大，但正常運(yùn)行時(shí)使用電動給水泵。熱網(wǎng)的熱損失包括散熱和介質(zhì)漏失，與輸送介質(zhì)的種類、熱網(wǎng)的敷設(shè)方式、保溫完善程度和管理水平有關(guān)，一般為輸送負(fù)荷的10%-15%。（2）平均熱負(fù)荷平均熱負(fù)荷表明熱負(fù)荷的均勻性，設(shè)備選擇時(shí)應(yīng)考慮這一因素，如變負(fù)荷對設(shè)備運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性的影響。采暖通風(fēng)平均熱負(fù)荷根據(jù)室外平均溫度計(jì)算：t/h（公式2-2）式中：—采暖最大熱負(fù)荷（與D1的值相同），t/h；—采暖室內(nèi)計(jì)算溫度，℃；—采暖期室外計(jì)算溫度，℃；—采暖期室外平均溫度，℃。所以，t/h。生產(chǎn)平均熱負(fù)荷和生活平均熱負(fù)荷按生產(chǎn)和生活最大熱負(fù)荷取。（3）全年熱負(fù)荷這是計(jì)算全年燃料消耗量的依據(jù)，也是技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的一個(gè)依據(jù)。全年熱負(fù)荷Q0可根據(jù)平均熱負(fù)荷和全年使用小時(shí)數(shù)按下式計(jì)算：t/年（公式2-3）式中：—分別為采暖、生產(chǎn)和生活的全年熱負(fù)荷，t/年；—除氧用熱系數(shù)，本設(shè)計(jì)中不設(shè)除氧設(shè)備，此項(xiàng)為零；—符號意義同（公式2-1）。采暖、生產(chǎn)和生活的全年熱負(fù)荷分別用以下公式計(jì)算求得：t/年（公式2-4）t/年（公式2-5）t/年（公式2-6）式中：—分別為采暖天數(shù)和全年工作天數(shù)；—每晝夜工作班數(shù)，本設(shè)計(jì)中取三班制；—非工作班時(shí)保溫用熱負(fù)荷，t/h；可按室內(nèi)溫度℃代入（公式2-2）計(jì)算求得。=8×106×3×5.0652=12885.87t/年=8×365×3×3.3=289476t/年=8×365×3×0.6=5256t/年=1.1×(12885.87+289476+5256)=338379.657t/年2.1.2非采暖季熱負(fù)荷計(jì)算非采暖季最大熱負(fù)荷主要包括生產(chǎn)和生活最大熱負(fù)荷，計(jì)算公式如下：D2max=K0(K1D1+K3D3)t/h(公式2-7)所以，=1.25×（0.8×3.3+0.5×0.6）=3.675t/h2.2鍋爐型號和臺數(shù)選擇鍋爐型號和臺數(shù)根據(jù)鍋爐房熱負(fù)荷、介質(zhì)、參數(shù)和燃料種類等因素選擇，并應(yīng)考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面的合理性，使鍋爐房在冬夏季均能達(dá)到經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行。2.2.1鍋爐型號根據(jù)計(jì)算熱負(fù)荷的大小和燃料特性決定鍋爐型號，并考慮負(fù)荷變化和鍋爐房發(fā)展的需要。選用鍋爐的總?cè)萘勘仨殱M足計(jì)算負(fù)荷的要求，以保證用氣的需要。但也不應(yīng)使鍋爐的總?cè)萘砍^計(jì)算負(fù)荷太多而造成浪費(fèi)。鍋爐的容量還應(yīng)適應(yīng)鍋爐房負(fù)荷變化的需要，特別是某些季節(jié)性鍋爐房，要力免鍋爐長期在低負(fù)荷下運(yùn)行。本設(shè)計(jì)中，根據(jù)原始資料提供的燃料的特性參數(shù)，并查表得該燃料為Ⅲ類煙煤。由于供采暖、生產(chǎn)和生活用的蒸汽壓力均小于等于0.4MPa，采暖季最大熱負(fù)荷為12.05t/h,所以選擇鍋爐型號為SZL4-1.25/194-AⅢ。受熱面積：鍋爐本體146.8m2,省煤器(SMQ4)38.5m2,爐排有效面積5.82m2,燃料消耗630Kg/h，最大件運(yùn)輸尺寸L×B×H=7.1×2.5×3.5m3,最大件運(yùn)輸量32t。鍋爐的效率為78%。2.2.2鍋爐臺數(shù)選用鍋爐臺數(shù)應(yīng)考慮對負(fù)荷的變化和意外事故的適應(yīng)性，建設(shè)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。一般來說，單機(jī)容量較大的鍋爐其效率較高，鍋爐房占地面積小，運(yùn)行人員少，經(jīng)濟(jì)性好，但臺數(shù)不宜過少，不然適應(yīng)負(fù)荷變化的能力和備用性較差。鍋爐房的鍋爐臺數(shù)一般不少于兩臺；國外有關(guān)文獻(xiàn)認(rèn)為，新建鍋爐房內(nèi)裝設(shè)鍋爐的最佳臺數(shù)為三臺。本設(shè)計(jì)中，根據(jù)選擇的鍋爐型號（額定蒸汽量為4t/h）及采暖期最大熱負(fù)荷，選取同型號的鍋爐三臺。2.2.3燃燒設(shè)備選用鍋爐燃燒設(shè)備應(yīng)能適應(yīng)所使用的燃料、便于燃燒調(diào)節(jié)和滿足環(huán)境保護(hù)的要求。本設(shè)計(jì)中，選用層燃爐鏈條爐排，對燃煤粒度的要求≯30；過量空氣系數(shù)為1.3；未完全燃燒熱損失：氣體＜2%，固體5～10%。它的優(yōu)點(diǎn)是燃燒效率高，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，負(fù)荷適應(yīng)性好，飛灰損失和對環(huán)境污染較小，司爐勞動強(qiáng)度較小，操作簡便。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工作量大。

3水處理設(shè)備及給水設(shè)備的選擇3.1給水設(shè)備的選擇3.1.1鍋爐房給水量計(jì)算鍋爐房給水量計(jì)算公式：t/h(公式3-1)式中：—給水管網(wǎng)漏損系數(shù)，取1.03；—鍋爐房額定蒸發(fā)量，t/h；—鍋爐排污率，，；，取二者之中的較大值。；由水質(zhì)資料知：396mg/l,=3500mg/l3mmol/l,=22mmol/l,求得=10.08%，=7.59%。因此取排污率為10%.所以，采暖期鍋爐給水量G1=1.03×12.05×（1+10%）=13.65t/h；非采暖期鍋爐給水量G2=1.03×3.675×(1+10%)=4.16t/h。3.1.2給水泵的選擇（1）給水泵的容量和臺數(shù)給水泵的流量應(yīng)滿足鍋爐所有運(yùn)行鍋爐在額定蒸發(fā)量時(shí)給水量的1.1倍的要求；由于鍋爐房的負(fù)荷一般都不均衡，特別是季節(jié)性負(fù)荷的鍋爐房負(fù)荷變化更大，因此水泵的容量和臺數(shù)還應(yīng)適應(yīng)全年負(fù)荷變化的要求。本設(shè)計(jì)中，水泵總流量Q=1.1×13.65=15.015t/h。由于設(shè)計(jì)中選用四臺同型號的水泵，一臺備用，因此一臺水泵的流量為5t/h。選用流量為5m3/h。（2）備用給水泵設(shè)置備用給水泵是為了保證在停電，正常檢修和發(fā)生機(jī)械故障等情況下，鍋爐仍能得到安全、可靠的供水。為此，設(shè)計(jì)規(guī)范和監(jiān)察規(guī)程都明確規(guī)定：鍋爐房應(yīng)設(shè)置備用給水泵，當(dāng)任何一臺水泵停止運(yùn)行時(shí)，其余給水泵的總流量應(yīng)滿足所有鍋爐蒸發(fā)量的1.1倍。在本設(shè)計(jì)中，選用一臺備用。（3）給水泵的揚(yáng)程一個(gè)有隔板的水泵揚(yáng)程的計(jì)算，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：KPa（公式3-2）式中：—鍋爐工作壓力；（100～200）為壓力附加值。所以：=1000×1.25+100～200=1350～1450KPa=135～145m。根據(jù)給水泵的流量和揚(yáng)程，選擇GCA-8單吸分段式離心泵，，流量為4m3/h,揚(yáng)程為160m,效率為41%，汽蝕余量為2.5m。（4）給水箱的選擇1）給水箱的容積和個(gè)數(shù)給水箱的作用有兩個(gè)：一是軟化水和凝結(jié)水與鍋爐給水流量之間的緩沖，二是給水的儲備。給水箱的容量主要根據(jù)鍋爐房的容量確定，一般給水箱的總有效容量為所有運(yùn)行鍋爐在額定蒸發(fā)量時(shí)所需20～40min的給水量。給水箱可設(shè)置一個(gè)，但常年不間斷供熱的鍋爐房應(yīng)設(shè)置兩個(gè)，或者選用有隔板的方形給水箱。本設(shè)計(jì)中，給水箱的總有效容量選為運(yùn)行鍋爐在額定蒸發(fā)量時(shí)所需30min的給水量。因此其大小為5.7m3,選用一個(gè)有隔板的方形開式給水箱，其尺寸為3.4×1.8×1.6m.2)給水箱的高度給水泵輸送溫度較高的給水，要求給水箱有一定的安裝高度，使給水泵有足夠的灌注頭，以免發(fā)生正常給水和影響正常給水。本設(shè)計(jì)中，給水箱安裝高度為6m.3.1.3水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及設(shè)備選擇鍋爐房用水一般來自城市或廠區(qū)供水管網(wǎng)，水質(zhì)已經(jīng)過一定的處理。鍋爐房水處理的任務(wù)通常是軟化和除氧。軟化水量由以下公式計(jì)算：(公式3-3)所以，13.65-0.65×6.7=9.295t/h軟化設(shè)備的選擇根據(jù)軟化水量，選擇的水處理設(shè)備型號為JK200-400×2全自動軟化裝置。4汽水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1給水管管徑的確定給水管內(nèi)徑的計(jì)算公式：內(nèi)徑（式4-1）式中：G—管內(nèi)介質(zhì)的質(zhì)量流量，t/hω—推薦流速，m/s（在設(shè)計(jì)中選用推薦流速為1.5m/s）可得給水管道內(nèi)徑，由此，給水管選擇Ф57×3.5的管材。4.2蒸汽系統(tǒng)主要管道直徑的確定蒸汽管道內(nèi)徑的計(jì)算公式：（式4-2）式中：G—管內(nèi)介質(zhì)的質(zhì)量流量，t/hω—推薦流速，m/s（在設(shè)計(jì)中選用推薦流速為30m/s）ν—管內(nèi)介質(zhì)的比容，m3/Kg（由手冊查得ν=0.1622m3/Kg）可得蒸汽管道內(nèi)徑,由此，蒸汽系統(tǒng)選擇Ф165×4.5的管材。5送引風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)根據(jù)工業(yè)鍋爐產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定，送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和除塵器都在“工業(yè)鍋爐成套供應(yīng)范圍”之內(nèi)，應(yīng)由鍋爐廠配套供應(yīng)，如實(shí)際條件沒有特別要求，不必變更。在課程設(shè)計(jì)中送引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的要求主要是確定送引風(fēng)機(jī)連接系統(tǒng)，決定風(fēng)煙管道和煙囪尺寸，進(jìn)行設(shè)備和管道布置。如有實(shí)際需要，還應(yīng)核對配套風(fēng)機(jī)性能。關(guān)于鍋爐熱效率、排煙溫度、鍋爐本體煙風(fēng)阻力和鍋爐本體各煙道的過量空氣系數(shù)，均引用鍋爐廠產(chǎn)品計(jì)算書中的數(shù)據(jù)。根據(jù)使用燃料的成分計(jì)算得出燃料耗量、送風(fēng)量、排煙量。5.1鍋爐燃料消耗量的計(jì)算鍋爐燃料消耗量的計(jì)算公式為：kg/h（式5-1）查表可得：iq=2811.2kg/kJ；igs=83.86kJ/kg；ipw=825.46kJ/kg?？傻茫?1.952（t/h）5.2理論空氣量和理論煙氣量根據(jù)理論空氣量的公式：（式5-2）可得出1kg收到基燃料完全燃燒所需要的理論空氣量為由此可得一臺鍋爐的所需的理論空氣量為5.89×480=2827.2m3/h當(dāng)一只燃料的收到基低位發(fā)熱量時(shí)，單位質(zhì)量的燃料理論煙氣量可由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算對于煙煤經(jīng)驗(yàn)公式如下：（式5-3）可得單位質(zhì)量煙煤的理論空氣量=6.06m3/kg由此可得一臺鍋爐產(chǎn)生的理論煙氣量為6.06×650.69=3943.17m35.3送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的選擇計(jì)算選用的送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)應(yīng)能保證供熱鍋爐在既定的工作條件下，滿足鍋爐全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)對煙、風(fēng)流量和丫頭的需要。為安全起見，在選擇送、引風(fēng)機(jī)時(shí)應(yīng)考慮有一定的富裕度，送、引風(fēng)機(jī)性能裕度系數(shù)列于下表5-1中。表5-1送引風(fēng)機(jī)性能裕度系數(shù)設(shè)備或工況裕量系數(shù)風(fēng)量裕量系數(shù)β1壓頭裕量系數(shù)β2送風(fēng)機(jī)1.11.2引風(fēng)機(jī)1.11.2帶尖峰負(fù)荷時(shí)1.031.05送、引風(fēng)機(jī)的選擇，首先應(yīng)按風(fēng)機(jī)的比專屬選定風(fēng)機(jī)型式，然后再根據(jù)鍋爐延風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)壓頭，按風(fēng)機(jī)制造廠提供的相應(yīng)型式的風(fēng)機(jī)系列參數(shù)或性能曲線來確定所選風(fēng)機(jī)的規(guī)格。在本設(shè)計(jì)中通過計(jì)算驗(yàn)證選用送風(fēng)機(jī)的規(guī)格為T4-72-12No4A；引風(fēng)機(jī)的規(guī)格為T5-47-12No6C。5.4煙囪的高度與直徑的設(shè)計(jì)計(jì)算5.4.1煙囪的高度計(jì)算在自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)時(shí)，煙囪的高度都應(yīng)根據(jù)排出煙氣中所含的有害物質(zhì)—SO2、NO2、飛灰等的擴(kuò)散條件來確定，使附近的環(huán)境處于允許的污染程度之下。因此，煙囪的高度的確定，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)“三廢”排放試行標(biāo)準(zhǔn)》、《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》、《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》和《大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)定。機(jī)械通風(fēng)式，煙風(fēng)道阻力由送引風(fēng)機(jī)克服。因此，煙囪的作用主要不是迎來產(chǎn)生引力，而是將煙氣排放到足夠高的高空，使之符合環(huán)境保護(hù)的要求。每個(gè)新建鍋爐鋼只能設(shè)一個(gè)煙囪。燃煤、燃油（燃輕質(zhì)柴油、煤油除外）鍋爐房煙囪高度應(yīng)根據(jù)鍋爐房總?cè)萘?，按?-2規(guī)定執(zhí)行。表5-2鍋爐房煙囪最低允許高度鍋爐房總?cè)萘縯/h<11-22-44-1010-2020-40MW<0.70.7-1.41.4-2.82.8-77-1414-28煙囪最低允許高度m202530354045在本設(shè)計(jì)中鍋爐的總?cè)萘繛?2.05t/h，且新建的鍋爐煙囪周圍半徑200m距離內(nèi)沒有建筑物，所以選擇煙囪的高度為40m。5.4.2煙囪的直徑計(jì)算煙囪的直徑計(jì)算公式可按下式進(jìn)行計(jì)算（式5-4）式中：—通過煙囪的總煙氣量，m3/h—煙囪出口煙氣流速,m/s煙囪的出口流速按下表5-3選用表5-3煙囪出口處煙氣流速通風(fēng)方式運(yùn)行負(fù)荷全負(fù)荷時(shí)最小負(fù)荷時(shí)機(jī)械通風(fēng)10-204-5自然通風(fēng)6-102.5-3設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)冬、夏季負(fù)荷分別計(jì)算，如負(fù)荷相差懸殊，則應(yīng)首先滿足冬季負(fù)荷要求。所以：選取直徑為52cm煙囪底部直徑：d1=d2+2i式中：i……煙囪錐度，通常取0.02-0.03，本設(shè)計(jì)取0.025，可得：d1=0.52+2x0.025x35=1.94m.選取直徑2m6運(yùn)煤、除渣和除塵設(shè)備的選擇6.1鍋爐房耗煤量的計(jì)算與運(yùn)煤方式的選擇供熱鍋爐燃用的煤，一般是由火車、汽車或船舶把煤運(yùn)來。而后用人工或機(jī)械的方法將煤卸到鍋爐房附件的儲煤場，再通過各種機(jī)械設(shè)備把煤運(yùn)到鍋爐房。運(yùn)煤系統(tǒng)是從卸煤開始，經(jīng)煤場處理、輸送破碎、篩選、磁選、計(jì)量直至將煤運(yùn)輸?shù)綘t前煤倉供鍋爐燃用。運(yùn)煤系統(tǒng)的輸送量按下式計(jì)算：t/h（式6-1）式中：——平均最大小時(shí)耗煤量，t/h,當(dāng)鍋爐房需要擴(kuò)建時(shí)，計(jì)入相應(yīng)耗煤量；K——運(yùn)輸不平衡系數(shù)，可取1.1-1.2；取1.15t——運(yùn)煤系統(tǒng)工作時(shí)間，h,取7小時(shí)帶入數(shù)據(jù)可得：可以選用火車運(yùn)煤，采用多斗提升機(jī)將煤送到爐前煤倉。多斗提升機(jī)可實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸，可以垂直運(yùn)輸也可水平運(yùn)輸。6.2鍋爐房灰渣量的計(jì)算與除渣設(shè)備的選擇每小時(shí)最大灰渣量可按下列公式計(jì)算t/h（式6-2）可得每小時(shí)最大灰渣量C==0.52t/h作為燃料，煤與灰渣在運(yùn)輸上是具有共性的，因此，前述的一些機(jī)械運(yùn)煤設(shè)備一般也可用來轉(zhuǎn)運(yùn)灰渣。但是，煤一般通過提升設(shè)備得以送入鍋爐上的儲煤斗，而灰渣需從鍋爐下的灰渣斗中清除出來。根據(jù)計(jì)算得到的灰渣量，設(shè)計(jì)中選用應(yīng)有比較廣泛的螺旋除渣機(jī)。6.3煤場和灰渣場面積的確定當(dāng)煤場儲煤量確定后，儲煤場的面積主要取決于煤堆的高度。除易自燃的煤堆煤堆高度有特殊要求外，采用以下數(shù)據(jù)：鏟斗車堆煤時(shí)2-3m煤場面積可用下式估算：（式6-3）式中：B——鍋爐房的平均小時(shí)最大耗煤量，t/h;T——鍋爐每晝夜運(yùn)行時(shí)間，h;(24小時(shí)運(yùn)行)M——煤的儲備天數(shù)，d;(取M=10天)N——考慮煤堆過道占用面積的系數(shù)，一般取1.5-1.6；（取1.5）H——煤堆高度，m;(取3m)ρ——煤的堆積密度，t/m3;(查表ρ=0.8t/m3)φ——堆角系數(shù)，一般取0.6-0.8（取0.7）可得：灰渣場面積采用與煤場面積相似的計(jì)算公式可得：6.4除塵設(shè)備的選擇本設(shè)計(jì)中選用干式旋風(fēng)除塵器，干式旋風(fēng)除塵器是一種能使含塵煙氣做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而使灰塵在離心力的作用下從含塵煙氣中分離出來的一種設(shè)備。含塵煙氣交速切向進(jìn)入除塵器的外殼和排氣管之間的環(huán)形空間，形成一股向下運(yùn)動的外旋氣流。這時(shí)，懸浮在其中的塵粒在離心力作用下被甩到筒壁，并隨煙氣一起沿著圓錐體向下運(yùn)動沉入除塵器底部進(jìn)入除塵室。由于氣流旋轉(zhuǎn)和引風(fēng)機(jī)的抽吸，在旋風(fēng)筒中產(chǎn)生負(fù)壓，使運(yùn)動到筒體底部的已經(jīng)凈化的煙氣改變流動方向改變流向進(jìn)入筒體中部形成旋氣流從除塵器上部的排氣管排除。旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)簡單，投資省，除塵效率較高，已廣泛的應(yīng)用于供熱鍋爐煙氣除塵。旋風(fēng)除塵器的種類較多，本設(shè)計(jì)選用XD型多管旋風(fēng)除塵器，分割粒徑為2.9-3.5，除塵效率=93%--95%。7鍋爐房工藝布置7.1鍋爐房建筑7.1.1一般原則（1）鍋爐房各建筑物、構(gòu)筑物和場地的布置，應(yīng)充分利用地形，使挖方和填方量最小，排水良好，防止水流入地下室和管溝。（2）鍋爐房、煤場、灰渣場、儲油罐、燃?xì)庹{(diào)壓站之間以及和其他建筑物、構(gòu)筑物之間的間距，均應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和有關(guān)工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。（3）運(yùn)煤系統(tǒng)的布置應(yīng)利用地形，使提升高度小，運(yùn)輸距離短。煤場、灰渣場宜位于主要建筑物的全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。7.1.2鍋爐間、輔助間、生活間的布置（1）蒸汽鍋爐額定蒸發(fā)量為1-20t/h的鍋爐房，其輔助間和生活間宜貼鄰鍋爐間的一側(cè)。（2）當(dāng)鍋爐房為多層布置時(shí)，其儀表控制室應(yīng)布置在鍋爐操作層上，并宜選擇朝向較好的部位。（3）需要擴(kuò)建的鍋爐房，其運(yùn)煤系統(tǒng)的布置應(yīng)使煤自固定端運(yùn)至爐前。（4）單層布置的鍋爐房的出入口不應(yīng)小于2個(gè)；當(dāng)爐前走道總長度不大于12m，且面積不大于200m2時(shí)，其出入口可只設(shè)1個(gè)。（5）鍋爐房通向房外的門應(yīng)向外開啟，鍋爐房內(nèi)的工作間或生活間直通鍋爐間的門應(yīng)向鍋爐間內(nèi)開啟。7.1.3鍋爐房建筑安全要求（1）鍋爐屬于有爆炸危險(xiǎn)的承壓設(shè)備，鍋爐房的設(shè)計(jì)必修嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)規(guī)定。（2）鍋爐房應(yīng)為一、二級耐火等級的建筑，但總額定蒸發(fā)量不超過4t/h的燃煤鍋爐房可采用三級耐火等級的建筑。（3）鍋爐房與相鄰建筑物之間應(yīng)留有防火間距，具體要求與建筑物的耐火等級有關(guān)。（4）鍋爐房地面應(yīng)平整無臺階。為防止積水，底層地面應(yīng)高于室外地面。設(shè)備布置在地下室時(shí)，應(yīng)有可靠的排水設(shè)施。7.1.4鍋爐房建筑布置形式（1）鍋爐房設(shè)備可做室內(nèi)布置或露天布置，本設(shè)計(jì)中采用室內(nèi)布置。（2）鍋爐房作單層布置還是雙層布置，主要取決于鍋爐產(chǎn)品設(shè)計(jì)、燃燒設(shè)備和受熱面布置方式。當(dāng)前，額定蒸發(fā)量不超過4t/h的燃煤鍋爐，燃油燃?xì)獾腻仩t，一般作單層布置。（3）新建鍋爐房一般應(yīng)留有擴(kuò)建的可能性。因此，布置給水設(shè)備、水處理設(shè)備和換熱設(shè)備的輔助間和化驗(yàn)、生活用房常設(shè)置于鍋爐房的一端，這一端稱為固定端，另一端作為擴(kuò)建端。（4）輔助間常與鍋爐間隔開布置。7.2鍋爐房設(shè)備布置7.2.1一般原則鍋爐房內(nèi)各種設(shè)備的布置應(yīng)保證其工作安全可靠、運(yùn)行管理和安裝檢修便利；設(shè)備的位置應(yīng)符合工藝流程，以便于操作和縮短管線。此外，設(shè)備布置還應(yīng)能合理利用建筑面積和空間，以減少土建投資和占地面積。7.2.2鍋爐布置鍋爐的布置方法和布置尺寸與鍋爐容量、燃燒設(shè)備和受熱面結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。本設(shè)計(jì)中的鍋爐房是一獨(dú)立新建的單層建筑，朝南，由鍋爐間和輔助間兩大部分組成。鍋爐的爐前是主要操作面，鍋爐前端至鍋爐房前墻的凈距要考慮操作條件，儲煤斗或運(yùn)煤設(shè)備的布置，小型鍋爐人工運(yùn)煤的要求，以及爐排的檢修、煙道的清灰等要求。這一凈距距離一般不小于4-5m。鍋爐最高操作平臺至屋架之間的凈高不小于2m，并應(yīng)滿足起吊設(shè)備操作高度的要求。本設(shè)計(jì)中的鍋爐房運(yùn)轉(zhuǎn)層標(biāo)高±0.00，鍋爐中心間距6m，爐前跨度4m，鍋爐間跨度24m，鍋爐間屋架下弦標(biāo)高7m。7.2.3輔助設(shè)備的布置引風(fēng)機(jī)的位置由除塵器和管道的連接要求來決定。風(fēng)機(jī)間內(nèi)應(yīng)有通道，其寬度應(yīng)滿足安裝和檢修時(shí)風(fēng)機(jī)部件搬運(yùn)的要求。風(fēng)機(jī)出口水平引出時(shí)，出口距墻或距總煙道的尺寸，應(yīng)考慮風(fēng)機(jī)、出口漸擴(kuò)管和煙閘安裝的要求。除塵器一般露天布置，小型鍋爐的除塵器也可以布置在室內(nèi)。干式排灰時(shí)，布置除塵器的區(qū)域要有運(yùn)灰車通行的通道。水處理設(shè)備一般布置在輔助房間內(nèi)，需要時(shí)也可單獨(dú)布置在獨(dú)立的建筑內(nèi)。小型鍋爐給水箱和給水泵應(yīng)布置在司爐便于看管的地方。如果給水箱和給水泵沒有布置在同一房間內(nèi)，給水泵房間內(nèi)應(yīng)有指示給水箱水位的信號裝置和控制進(jìn)給水箱軟水量的閥門。泵端靠墻布置時(shí)，泵端基礎(chǔ)與墻之間的距離應(yīng)考慮總吸水管、進(jìn)水閥和連接短管安裝的要求。泵基礎(chǔ)之間的通道一般不小于700m，大型泵還應(yīng)加大，以滿足安裝檢修時(shí)搬運(yùn)的需要，當(dāng)場地不足時(shí)，也可把同型號的兩臺泵布置在同一基礎(chǔ)上。本鍋爐房布置有三臺SZL4-1.25-A=3\*ROMANIII型鍋爐爐前留有4m的距離，是鍋爐運(yùn)行的主要操作區(qū)。燃煤由鏟車運(yùn)至爐前，由多斗提升機(jī)運(yùn)至爐前煤斗，灰渣在后端排出用手推車定期運(yùn)到灰場。給水設(shè)備，給水箱及水泵布置在輔助間。煤場及灰渣場設(shè)置在鍋爐房的東側(cè)區(qū)域。7.3煙風(fēng)管道和主要汽水管道的布置各種管道及其附件的布置都應(yīng)使其工作安全可靠、操作和安裝檢修便利。布置時(shí)應(yīng)注意以下各方面要求。管道布置應(yīng)符合流程，使管道具有最小長度。分期建設(shè)或具有擴(kuò)建可能的鍋爐房，管道布置應(yīng)適宜擴(kuò)建要求，使擴(kuò)建時(shí)管道改造工作量最小。管道布置應(yīng)便于裝設(shè)支架，一般應(yīng)沿墻柱敷設(shè)，但應(yīng)不影響設(shè)備操作和通行，避免影響采光和門窗啟閉。管道離墻柱或地面的距離便于安裝和檢修。管道應(yīng)有一定坡度，以便于排氣放水。主要通道的地面上不應(yīng)敷設(shè)管道，通道上方的管道最低表面距地不應(yīng)小于2m。管道附件應(yīng)根據(jù)其工作特點(diǎn)、操作要求和安裝檢修條件進(jìn)行合理布置。管道上的閥門應(yīng)設(shè)置在便于操作的部位，盡量利用地面和設(shè)備平臺等便于接近的地方進(jìn)行操作。否則大口徑閥門應(yīng)設(shè)置專用平臺。分汽缸一般設(shè)置在鍋爐間固定端。當(dāng)接管較多且需要分別裝設(shè)流量計(jì)時(shí)，也可設(shè)在專用房間內(nèi)。分汽缸接管上的閥門應(yīng)設(shè)置在便于操作的高度上；分汽缸離墻距離要便于閥門的安裝和拆卸。各種流量計(jì)應(yīng)根據(jù)所選形式，在其前后應(yīng)接有為保證計(jì)量精度所需長度的直管管徑。8小區(qū)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)8.1采熱設(shè)計(jì)熱負(fù)荷和設(shè)計(jì)流量計(jì)算8.1.1采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的計(jì)算采暖熱負(fù)荷是城市集中供熱系統(tǒng)中最重要的負(fù)荷，它的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷占全部設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的80%-90%以上（不包括生產(chǎn)工藝用熱），供熱設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的概算可采用面積熱指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，即Q’n=qf×F式中Q’n——建筑物的供熱設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，W；qf————建筑物供熱面積熱指標(biāo)，W/m2F——建筑物的建筑面積，m2。還應(yīng)該指出，建筑物供熱面積熱指標(biāo)qf的大小，主要取決于通過垂直圍護(hù)結(jié)構(gòu)（墻、門、窗等）向外傳遞熱量，它與建筑物平面尺寸和層高有關(guān)，因而不是直接取決建筑平面面積。用供熱體積熱指標(biāo)表征建筑物供暖熱負(fù)荷的大小，物理概念清楚，但采用面積熱指標(biāo)法，比體積熱指標(biāo)更易于概算，所以近幾年來在城市集中供熱系統(tǒng)規(guī)劃中，國內(nèi)外業(yè)多采用供暖面積熱指標(biāo)進(jìn)行概算。在本設(shè)計(jì)中同樣采用面積熱指標(biāo)法進(jìn)行計(jì)算。在總結(jié)我國許多單位進(jìn)行建筑物供暖熱負(fù)荷的理論計(jì)算和實(shí)測數(shù)據(jù)工作的基礎(chǔ)上，我國《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》給出的建筑物供暖面積指標(biāo)qf的推薦取值如表8-1所示表8-1建筑物供暖面積熱指標(biāo)推薦值建筑物類型住宅居住區(qū)綜合學(xué)校辦公醫(yī)院托幼旅館商店食堂熱指標(biāo)（W/m2）58—6460—6768—8065—8060—7065—80115—148注：1、本表摘自《城市熱力設(shè)計(jì)規(guī)范》CJ34-90，1990年版2、熱指標(biāo)中已包括約5%的管網(wǎng)熱損失在內(nèi)。在本設(shè)計(jì)中共有住宅用戶540戶，每戶建筑面積為120m2，選用建筑物供暖面積熱指標(biāo)為64W/m2。根據(jù)公式可得每戶的供熱設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為：Q’n=qf×F=64x120=7.68（kw）8.1.2采暖設(shè)計(jì)流量的確定采暖熱用戶及閉式熱水供熱系統(tǒng)生活熱水熱用戶的設(shè)計(jì)流量，按下式進(jìn)行計(jì)算：G′=式中G′熱用戶的設(shè)計(jì)流量，t/h；Q′熱用戶的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，w；C水的質(zhì)量比熱，J/(kg?℃)；t′1各種熱用戶相應(yīng)的熱網(wǎng)供水溫度，℃；t′2各種熱用戶相應(yīng)的熱網(wǎng)回水溫度，℃；所以：8.2供暖方案的確定8.2.1室外供熱管道的平面布置供熱管道平面布置圖示與熱媒的種類、熱源和熱用戶相互位置及熱負(fù)荷的變化特點(diǎn)有關(guān)，主要有枝狀和環(huán)狀兩類。枝狀網(wǎng)比較簡單，造價(jià)較低，運(yùn)行管理比較方便，它的管徑隨著到熱源的距離增加而減小，其缺點(diǎn)在于沒有供熱的后備性能，即一旦網(wǎng)路發(fā)生事故，在損壞地點(diǎn)以后的所有用戶均將中斷供熱。環(huán)狀網(wǎng)路的主要優(yōu)點(diǎn)是具有供熱的后備性能，可靠性好，運(yùn)行也安全，但它往往比枝狀網(wǎng)路的投資要大很多。本設(shè)計(jì)中，力爭做到設(shè)計(jì)合理，安裝質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)和操作維護(hù)良好的條件下，熱網(wǎng)能夠無故障運(yùn)行，尤其對于只有供暖用戶的熱網(wǎng)，在非采暖期停止運(yùn)行期內(nèi)，可以維護(hù)并排除各種隱患，以滿足再采暖期內(nèi)正常運(yùn)行的要求，加之考慮到目前我國的國情，故設(shè)計(jì)中的熱力網(wǎng)形式采用枝狀網(wǎng)。8.2.2供熱管道的定線原則（1）經(jīng)濟(jì)上合理，主干線力求短直，使金屬耗量小，施工方便，主干線盡量走熱負(fù)荷集中區(qū)，管線上所需的閥門及附件涉及到檢查井的數(shù)量和位置，而檢查井的數(shù)量應(yīng)力求減少。（2）技術(shù)上可靠，線路盡可能走地勢平坦，土質(zhì)好，水位低的地區(qū)，盡量利用管段的自然補(bǔ)償。（3）對周圍環(huán)境影響少而協(xié)調(diào)，少穿主要街道，城市道路上的供熱管道一般平行于道路中心線，并盡量敷設(shè)在車道以外的地方。（4）穿過街區(qū)的城市熱力管網(wǎng)應(yīng)敷設(shè)在易于檢修和維護(hù)的地方。（5）通過非建筑區(qū)熱力管道應(yīng)沿公路敷設(shè)。（6）熱水管道在最低點(diǎn)設(shè)放水閥，在最高點(diǎn)設(shè)放氣閥，管線布置見管線平面附圖8-1。8.3供熱管道8.3.1管道的保溫(1)保溫的目的管道的保溫主要目的是在于減少輸送過程中無效冷損失，并使冷媒保持一定的參數(shù)，以滿足用戶的需要，根據(jù)根據(jù)外網(wǎng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)管道有良好的保溫時(shí)，其損失約占總數(shù)的5~8%。（2）保溫材料的選擇1、材料導(dǎo)熱系數(shù)要低，一般不超過0.23W/m2·k；2、具有較高的穩(wěn)定性，不致由于溫度急劇變化而喪失其原有的特性；3、不腐蝕金屬，具有一定的機(jī)械強(qiáng)度；4、材料密度小，具有一定的空隙率；5、吸水率低，易于施工成型；6、成本低廉（3）保溫層厚度本設(shè)計(jì)以經(jīng)濟(jì)厚度法計(jì)算最大管徑保溫層厚度。計(jì)算公式如下：式中δ保溫層厚度，m；d管道外徑，m；d1管道保溫層外徑，m；m年小時(shí)運(yùn)行數(shù)，全年運(yùn)行時(shí)，m=8000h，供暖及非延續(xù)運(yùn)m=3000h，h/年；b——熱價(jià)，定為30元/106x1.163（w）；tf——管道外表面溫度，℃，可近似按熱介質(zhì)溫度計(jì)算；tk——保溫層周圍空氣溫度，℃；λ——管道保溫層的導(dǎo)熱系數(shù)，w/(m·k)8.3.2供熱管道敷設(shè)官網(wǎng)是系統(tǒng)投資最多，施工罪犯中部分，所以合理選擇管道敷設(shè)方式，以及做好管網(wǎng)平面定線工作，對節(jié)省投資，保證冷網(wǎng)安全可靠運(yùn)行和施工維修方便都重要具地有意義。本設(shè)計(jì)中采用地溝敷設(shè)。當(dāng)管網(wǎng)管徑DN200時(shí)，采用通行地溝，管徑小于等于DN150時(shí)，采用不通行地溝。8.4管材及附件8.4.1管材及閥門本設(shè)計(jì)中的熱力管道均采用鋼管。鋼管的連接方式主要是焊接和法蘭連接。對三通用焊接，各種鑄造管件，如閥門和管子之間連接用法蘭連接，對于彎頭采用鍛壓彎頭連接。設(shè)計(jì)中的閥門有閘閥和止回閥兩種。閘閥用于熱水管道上，止回閥主要用于泵的出口和鍋爐房內(nèi)，以防止介質(zhì)倒流。8.4.2補(bǔ)償器（1）設(shè)置補(bǔ)償器的意義供熱管道隨著熱媒溫度升高，會產(chǎn)生熱伸長現(xiàn)象。如果該伸長得不到補(bǔ)償，將使管道承受巨大的應(yīng)力，甚至破壞管道。因此，必須在管道上設(shè)置補(bǔ)償器，以補(bǔ)償管道的熱伸長，從而減小關(guān)閉的應(yīng)力和作用在閥件或支架結(jié)構(gòu)上的作用力。（2）補(bǔ)償器種類1）自然補(bǔ)償利用供熱管道自身的彎曲管段（如L型或Z型等）來補(bǔ)償管段的熱伸長的補(bǔ)償方式，應(yīng)盡量利用管道的自然補(bǔ)償。2）方形補(bǔ)償器在管中間加以特制的彎曲管道，常用的是方形補(bǔ)償器。這種補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。本設(shè)計(jì)中采用的是方形補(bǔ)償器與自然補(bǔ)償結(jié)合的方式。3）固定支架固定支座所承受的推力由固定支架承擔(dān)。固定支架由于承受較大的推力，所以必須有堅(jiān)固的支撐和基礎(chǔ)，因而它是供熱管網(wǎng)中造價(jià)較大的構(gòu)件，為了節(jié)約投資，應(yīng)盡可能減少固定支架的使用，但其間距應(yīng)滿足下列條件：1.管段的熱伸長量不得超過補(bǔ)償器所允許的補(bǔ)償量；2.管段因膨脹而產(chǎn)生的推力，不得超過固定支架所能承受的允許推力值；3.不應(yīng)使管道產(chǎn)生縱向彎曲。

9保溫措施為了減少熱媒在輸送過程中的熱損失，節(jié)約燃料，保證操作人員安全，改造勞動條件，保證熱媒的使用溫度等，需要對供熱管道及其附件采取保溫措施。通常需要保溫的管道一般為敷設(shè)在地下管溝、屋頂管溝，設(shè)備層內(nèi)、悶頂及豎井內(nèi)的采暖管道；設(shè)在室內(nèi)的供回水干管、主立管及暗裝的采暖支管；在容易被凍結(jié)的地方敷設(shè)的管道；通過的房間或地點(diǎn)需要采取保溫措施時(shí)的采暖管道。總結(jié)在本次課程設(shè)計(jì)中，我們學(xué)會了鍋爐及鍋爐房設(shè)備及供熱工程知識的實(shí)際應(yīng)用，對所學(xué)知識的理解更深一層。三個(gè)周的課程設(shè)計(jì)，讓我們把課本上的知識靈活的運(yùn)用到實(shí)際的工程當(dāng)中，我學(xué)到了一些書本上學(xué)不到的知識，增強(qiáng)了動手實(shí)踐能力。在設(shè)計(jì)中同學(xué)們相互解疑答惑，將遇到的問題加以討論，同時(shí)查閱相關(guān)手冊，決不了的問題向老師請教，加深了印象，同時(shí)也學(xué)到了知識。本次的課程設(shè)計(jì)對于我們將來的工作而言有莫大的幫助，給了我們一個(gè)提前實(shí)踐的機(jī)會，讓我們在以后的工作當(dāng)中游刃有余。感覺這次設(shè)計(jì)讓我學(xué)習(xí)到很多自己都沒想過的東西，實(shí)在是學(xué)會了不少。參考文獻(xiàn)[1]《供熱工程》李德英主編中國建筑工業(yè)出版社2004[2]《鍋爐及鍋爐房設(shè)備》（第四版）吳味隆等中國建筑工業(yè)出版社[3]《工業(yè)鍋爐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范應(yīng)用大全》，劉弘睿主編，中國建筑工業(yè)出版社，2000[4]鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范，GB50041—92，國家技術(shù)監(jiān)督局中華人民共和國建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布，北京；中國計(jì)劃出版社，2001.[5]《鍋爐房實(shí)用設(shè)計(jì)手冊》（第二版），鍋爐房實(shí)用設(shè)計(jì)手冊編寫組編，機(jī)械工業(yè)出版社2001.1課程名稱:焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)課程設(shè)計(jì)題目：耐熱鋼壓力容器（加熱器）的焊接生產(chǎn)專業(yè)班級：焊接0932學(xué)生姓名：學(xué)號：0920883210指導(dǎo)老師：

前言本工藝主要結(jié)合《焊接結(jié)構(gòu)制造工藝及實(shí)施》及其相關(guān)焊接工藝資料，通過對焊接結(jié)構(gòu)制造工藝中各個(gè)環(huán)節(jié)相關(guān)知識的學(xué)習(xí)開展的工藝編制訓(xùn)練，該訓(xùn)練使我們初步掌握現(xiàn)代化焊接結(jié)構(gòu)工藝流程，明確工藝工作內(nèi)容及工藝人員的職責(zé)，熟悉焊接結(jié)構(gòu)的備料與裝配——焊接工藝編制方法，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際、分析問題和解決問題的能力。這幫助我們學(xué)生了解了實(shí)際產(chǎn)品的制造工藝及一些典型的工藝要求，初步積累經(jīng)驗(yàn)，為以后走上工作崗位打下基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)過程中，參閱了有關(guān)同類資料、書籍和網(wǎng)絡(luò)資料。并得到老師的指導(dǎo)和幫助，在此致以深深的謝意！由于編者水平有限，設(shè)計(jì)難免存在某些需要進(jìn)一步完善和改進(jìn)的地方甚至錯(cuò)誤，懇請老師批評指正。1結(jié)構(gòu)生產(chǎn)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書及要求課程設(shè)計(jì)的目的：熟悉焊接結(jié)構(gòu)（壓力容器）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解焊接結(jié)構(gòu)（壓力容器）各部分的運(yùn)行狀態(tài)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及影響制造工藝的因素并能按實(shí)際情況具體制定相應(yīng)的工藝流程卡和工藝卡（具體要求見附錄）。課程設(shè)計(jì)的條件：直徑為500mm，殼程壁厚為30mm，管程壁厚為16圖2-3加熱器簡圖表2-2加熱器焊接工藝焊縫編號焊縫位置焊接方法焊接材料說明3A1、4A1、B6B2-B5、B7B8、B9管程筒體縱、環(huán)縫殼程、管程筒體與管板環(huán)縫接管與對接法蘭環(huán)縫GTAW打底SMAW蓋面H13CrMoAR307①1A1、2A1、B1、B4管程筒體縱縫管程筒體與法蘭環(huán)縫SMAWR307②D1-D6接管、整體法蘭與法蘭蓋、管板、殼體角焊縫SMAWR307③D7換熱管與管板角焊縫GTAW（自動）H08CrMoA④E1耳座與殼體角焊縫GMAW(CO2焊)TWE-811B2⑤說明：①殼程筒體直徑較小，焊工無法鉆入筒體內(nèi)焊接，故殼程筒體縱、環(huán)縫只能從外側(cè)施焊。同樣，由于該設(shè)備結(jié)構(gòu)方面的原因，殼程、管程筒體與管板的環(huán)縫焊接也只能從外側(cè)進(jìn)行。至于接管與對接法蘭環(huán)縫，本設(shè)備中接管規(guī)格為φ273×12，亦無法從內(nèi)側(cè)施焊。以上焊縫需要單面焊，但又要保證質(zhì)量，選用TIG焊打底是保證焊縫質(zhì)量最有效的方法。對于殼程筒體環(huán)縫，也可采用GTAW打底，SMAW再焊兩道，然后SAW焊剩余層的方法。②盡管管程筒體直徑較小，但其長度很短，管程筒體縱縫、管程筒體與法蘭環(huán)縫具備內(nèi)側(cè)焊條電弧焊的條件，故采用焊條電弧焊進(jìn)行雙面焊。③接管、整體法蘭與法蘭蓋、管板、殼體的角焊縫設(shè)備大合攏焊縫，鑒于此部位焊縫形狀和焊接條件，一般選用焊條電弧焊。④換熱管-管板焊接是熱交換設(shè)備的重要焊縫，其焊接方法有焊條電弧焊、手工鎢極氬弧焊、全位置自動氬弧焊。焊條電弧焊是最早使用的焊接方法，其特點(diǎn)是效率高，但是質(zhì)量對比于其他兩種方法來說要差很多，現(xiàn)在基本上已被淘汰。但是在某些特殊場合，如絲堵式空冷器，其管子-管板焊接必須通過管板前的絲堵板進(jìn)行焊接，這時(shí)只能用采用焊條電弧焊的方法，用小直徑焊條焊接，這對焊工操作技術(shù)要求很高，一般在焊前需要對焊工進(jìn)行專門培訓(xùn)。目前使用最廣泛，質(zhì)量最好的焊接方法為自動氬弧焊。本設(shè)備中換熱管-管板焊接采用全位置自動氬弧焊，焊接接頭形式為角焊縫（圖2-4）。焊絲直徑為1mm，填絲焊兩道。圖2-4加熱器換熱管-管板接頭形式⑤耳座與殼體焊接角焊縫屬非承壓焊縫，采用熔化極氣體保護(hù)焊(保護(hù)氣體為純CO2)，效率高，焊縫成形好。TWE-811B2為焊材牌號，其焊材型號為E81T1-B2(AWSA5.29)。課程設(shè)計(jì)的要求：1）寫出課程設(shè)計(jì)的基本步驟及方案；2）簡單說明焊接結(jié)構(gòu)（壓力容器）的基本構(gòu)造和工作原理，并繪制相應(yīng)的裝配圖（用A3紙單獨(dú)畫出）；3）設(shè)計(jì)相關(guān)部件的焊接工藝流程，并編寫相應(yīng)的焊接工藝規(guī)程和焊接工藝卡；4）設(shè)計(jì)者的心得體會。前言本工藝主要結(jié)合《焊接結(jié)構(gòu)制造工藝及實(shí)施》及其相關(guān)焊接工藝資料，通過對焊接結(jié)構(gòu)制造工藝中各個(gè)環(huán)節(jié)相關(guān)知識的學(xué)習(xí)開展的工藝編制訓(xùn)練，該訓(xùn)練使我們初步掌握現(xiàn)代化焊接結(jié)構(gòu)工藝流程，明確工藝工作內(nèi)容及工藝人員的職責(zé)，熟悉焊接結(jié)構(gòu)的備料與裝配——焊接工藝編制方法，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際、分析問題和解決問題的能力。這幫助我們學(xué)生了解了實(shí)際產(chǎn)品的制造工藝及一些典型的工藝要求，初步積累經(jīng)驗(yàn)，為以后走上工作崗位打下基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)過程中，參閱了有關(guān)同類資料、書籍和網(wǎng)絡(luò)資料。并得到老師的指導(dǎo)和幫助，在此致以深深的謝意！由于編者水平有限，設(shè)計(jì)難免存在某些需要進(jìn)一步完善和改進(jìn)的地方甚至錯(cuò)誤，懇請老師批評指正。目錄1、耐熱鋼壓力容器1.1耐熱鋼壓力容器（加熱器）母材材質(zhì)組成1.2耐熱鋼的焊接性1.3壓力容器用耐熱鋼焊接要點(diǎn)2、筒體的焊接工藝2.1筒體焊縫接頭形式的設(shè)計(jì)2.2焊接方法的選擇2.3焊接材料的選擇2.3.1壓力容器用耐熱鋼焊材選用原則2.3.2埋弧焊焊絲與氬弧焊焊絲與焊劑的選擇2.4、焊接參數(shù)選擇2.5焊前準(zhǔn)備及防止缺陷的措施2.6焊前預(yù)熱和焊后熱處理2.7準(zhǔn)備及防止缺陷的措施2.8焊前預(yù)熱及焊后熱處理2.9焊接的生產(chǎn)過程耐熱鋼壓力容器常在電站，核動力裝置，石油精煉設(shè)備，加氫裂化裝置，合成化工容器，宇航器械以及其他高溫設(shè)備中，耐熱鋼的應(yīng)用相當(dāng)普遍。正確的選用那熱鋼種對于保證高溫高壓設(shè)備長期工作的可靠性和經(jīng)濟(jì)性具有頭等重要意義。1.1耐熱鋼壓力容器（加熱器）母材材質(zhì)組成1、壓力容器耐熱鋼在普通碳鋼中加入一定量的合金元素，以提高鋼的高溫強(qiáng)度和持久強(qiáng)度，就形成了低合金耐熱鋼，對于壓力容器用低合金耐熱鋼，為改善其焊接性能，常常把碳含量控制在0.2％以下。這類鋼通常以退火態(tài)或正火+回火狀態(tài)交貨。由于合金含量在2.5％以下的低合金耐熱鋼具有珠光體+鐵素體組織，故也經(jīng)常稱為珠光體耐熱鋼，如15CrMoR。合金含量在3％~5％之間的低合金耐熱鋼供貨狀態(tài)為貝氏體+鐵素體組織，故也稱為貝氏體耐熱鋼。壓力容器上使用的低合金耐熱鋼主要是以加入鉻和鉬元素或輔以加入少量的釩、鈦等元素來提高鋼的蠕變強(qiáng)度和組織穩(wěn)定性，所以也經(jīng)常稱之為Cr-Mo耐熱鋼或Cr-Mo-V系耐熱鋼。也正由于這一類鋼在耐高溫的同時(shí)還具有良好的抗氫腐蝕性能，為此，Cr-Mo或Cr-Mo-V系的低合金耐熱鋼亦經(jīng)常稱為抗氫鋼。15CrMoR鋼的化學(xué)成分及分析在壓力容器用鋼的化學(xué)成分中，碳、硫和磷等元素對鋼的焊接性十分有害，應(yīng)將其含量控制在最低的限度以下。錳、硅、鎳和鉬等合金元素，在一定的范圍內(nèi)對鋼材的焊接性起有利的作用。當(dāng)其含量超過容許的范圍時(shí)，則起相反的作用。有關(guān)合金元素含量的適應(yīng)范圍如下：含量（C）0.03%~0.11%；（Si）0.05%~1.2%（Mn）0.2%~1.16%；（Ni）0.05%~1.40%（Mo）<1.2%；（S）0.006%~0.110%（P）0.004%~0.170%表115CrMoR鋼板化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)CMnSiMoCrSP標(biāo)準(zhǔn)0.12~0.180.40~0.700.15~0.400.45~0.600.80~1.20≤0.020≤0.030由表1中可以看出15CrMoR鋼的化學(xué)成分，根據(jù)國際焊接學(xué)會(IIW)推薦的反映低合金鋼淬硬和冷裂傾向的公式[．]：CE（IIW）=(C+Mn／6+(Cr+Mo+V)／5(Ni++Cu)／15計(jì)算出15CrMoR鋼碳當(dāng)量值Pcm在0.437～0.657之間。根據(jù)有關(guān)資料得知：當(dāng)Pcm≤0．4時(shí)．焊接時(shí)基本無淬硬順向，焊接性良好．不須采用預(yù)熱和嚴(yán)格控制焊接線能量等措施；但是當(dāng)0.4≤Pcm≤0．5時(shí)，淬硬順向還很不明顯．焊接性尚可，隨著板厚的增加，焊接往往需要預(yù)熱；；當(dāng)Pcm>0．5時(shí)，淬硬頗向顯著．冷裂傾向隨之增加．為避免冷裂紋．應(yīng)嚴(yán)格控制焊接工藝。根據(jù)JB/T4709-2000《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》常用鋼號推薦的預(yù)熱溫度和施焊環(huán)境等因素綜合考慮，15CrMoR的焊接預(yù)熱溫度設(shè)定為≥150℃，選擇2001.2耐熱鋼的焊接性為保證耐熱鋼焊接接頭在高溫、高壓和各種腐蝕介質(zhì)條件下長期安全的運(yùn)行，其焊接接頭性能應(yīng)滿足下列幾點(diǎn)要求。①接頭的等強(qiáng)性耐熱鋼接頭不僅應(yīng)具有與母材基本相等的室溫和高溫短時(shí)強(qiáng)度，而且更重要的是應(yīng)具有與母材相近的高溫持久強(qiáng)度。②接頭的抗氫性和抗氧化性耐熱鋼接頭應(yīng)具有與母材基本相同的抗氫性和高溫抗氧化性。為此，焊縫金屬的合金成分和含量應(yīng)與母材基本一致。③接頭的組織穩(wěn)定性耐熱鋼焊接接頭在制造過程中，特別是厚壁接頭將經(jīng)受長時(shí)間多次熱處理，在運(yùn)行過程中將長期受高溫高壓的作用，接頭各區(qū)不應(yīng)產(chǎn)生明顯的組織變化及由此引起的脆變或軟化。④接頭的抗脆斷性雖然耐熱鋼壓力容器大多數(shù)是在高溫下工作，但當(dāng)壓力容器和管道制造完工后將在常溫下進(jìn)行設(shè)計(jì)壓力1.25倍壓力的水壓試驗(yàn)。在安裝檢修完后，要經(jīng)歷水壓試驗(yàn)及冷啟動過程。因此，耐熱鋼焊接接頭亦應(yīng)具有一定的抗脆斷性。⑤接頭的物理均一性耐熱鋼焊接接頭應(yīng)具有與母材基本相同的物理性能。焊縫金屬的熱膨脹系數(shù)和熱導(dǎo)率應(yīng)基本一致，這樣就可避免接頭在高溫運(yùn)行過程中的熱應(yīng)力。低合金耐熱鋼含有一定量的合金元素，因此它與低合金高強(qiáng)鋼都具有一些相同的焊接特點(diǎn)，而又由于其含有一些特殊的微量元素及其不同的介質(zhì)工作環(huán)境，所以也有其獨(dú)特的焊接特點(diǎn)。（1）淬硬性低合金耐熱鋼中的主要合金元素Cr和Mo等都能顯著提高鋼的淬硬性。其中Mo的作用比Cr大50倍。這些合金元素推遲了鋼在冷卻過程中的轉(zhuǎn)變，提高了過冷奧氏體的穩(wěn)定性，從而在較高的冷卻速度下可能形成全馬氏體組織，比如12Cr2Mo1R焊接時(shí)，如果焊接線能量較小，鋼板厚度較大且不預(yù)熱焊接時(shí)就有可能發(fā)生100％的馬氏體轉(zhuǎn)變。（2）冷裂紋由于Cr-Mo鋼極易產(chǎn)生淬硬的顯微組織，再加上焊縫區(qū)足夠高的擴(kuò)散氫濃度和一定的焊接殘余應(yīng)力共同作用，焊接接頭易產(chǎn)生氫致延遲裂紋。這種裂紋在熱影響區(qū)和焊縫金屬中都易發(fā)生。在熱影響區(qū)大多是表面裂紋，在焊縫金屬中通常表現(xiàn)為垂直于焊縫的的橫向裂紋，也可能發(fā)生在多層焊的焊道下或焊根部位。冷裂紋是Cr-Mo鋼焊接中存在的主要危險(xiǎn)。（3）消除應(yīng)力裂紋因?yàn)檫@類裂紋是在消除應(yīng)力熱處理時(shí)，接頭再次處于高溫下所產(chǎn)生的裂紋，故又稱為再熱裂紋。Cr-Mo鋼是再熱裂紋敏感性鋼種，敏感的溫度范圍一般在500~700℃大量試驗(yàn)結(jié)果表明，鋼中Cr、Mo、V、Nb、Ti等強(qiáng)碳化物形成元素對再熱裂紋形成有很大影響。通常以裂紋指數(shù)PSR粗略地評價(jià)鋼的消除應(yīng)力裂紋敏感性。PSR按下式計(jì)算：PSR=Cr％+Cu％+2Mo％+10V％+7Nb％+5Ti％-2當(dāng)PSR≥0時(shí)，就有可能產(chǎn)生消除應(yīng)力裂紋。但對于碳含量低于0.1％的鋼種，上式不適用。（4）熱裂紋對低合金耐熱鋼，人們往往注重冷裂紋的防止。實(shí)際上，當(dāng)焊道的成形系數(shù)（熔寬與熔深比）小于1.2~1.3時(shí)，焊道中心易形成熱裂紋。這是因?yàn)檎畹睦嫘魏傅溃腿埸c(diǎn)共晶聚集于焊道中心，在焊接應(yīng)力作用下，導(dǎo)致焊道中心出現(xiàn)熱裂紋。一切影響焊道成形系數(shù)的因素都會影響熱裂紋的發(fā)生。（5）回火脆性Cr-Mo鋼及其焊接接頭在350~500℃溫度區(qū)間長期運(yùn)行過程中發(fā)生脆變的現(xiàn)象稱為回火脆性。例如某廠一臺2.25Cr-1Mo鋼制壓力容器在332~432℃運(yùn)行30000h后，鋼的40J脆性轉(zhuǎn)變溫度從-37℃提高到了Cr-Mo鋼及其焊接接頭的回火脆性敏感性有兩種評價(jià)方式：①X系數(shù)和J系數(shù)X=（10P+5Sb+4Sn+As）×10-2（式中元素以ppm含量代入，如0.01％應(yīng)以100ppm代入）J=（Si+Mn）（P+Sn）×104（式中元素以百分?jǐn)?shù)含量代入，如0.15％應(yīng)以0.15代入）這兩個(gè)系數(shù)的界定是隨著工業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步一步步提高的，最早要求X≤25ppm，J≤200，后來達(dá)到X≤20ppm，J≤150，直至目前又提高了要求，要求X≤15ppm，J≤100。②分步冷卻試驗(yàn)法(步冷)分步冷卻試驗(yàn)法是將試件加熱到規(guī)定的最高溫度后分步冷卻，溫度每降一級，保溫更長時(shí)間，如圖10-2。步冷處理目的是在200~300h內(nèi)使鋼產(chǎn)生最大的回火脆性，與350~500℃溫度區(qū)間設(shè)備經(jīng)過2000~5000h圖10-2測定回火脆性敏感性的步冷處理程序圖10-3回火脆化程度的曲線按圖10-2曲線加熱，使鋼材發(fā)生快速回火脆化。分別對步冷試驗(yàn)前后的鋼材進(jìn)行系列沖擊，繪制出步冷試驗(yàn)前、后回火脆化程度的曲線(圖10-3)，確定延脆性轉(zhuǎn)變溫度VTr54(試樣經(jīng)Min.PWHT處理后的夏比沖擊功為54J時(shí)相應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度)的變量ΔVTr54(試樣經(jīng)Min.PWHT+步冷處理后的夏比沖擊功為54J時(shí)相應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度增量)。1.3壓力容器用耐熱鋼焊接要點(diǎn)（1）預(yù)熱與層間溫度在Cr-Mo鋼的焊接特點(diǎn)中提到的冷裂紋、熱裂紋及消除應(yīng)力裂紋，都與預(yù)熱及層間溫度相關(guān)。一般來說，在條件許可下應(yīng)適當(dāng)提高預(yù)熱及層間溫度來避免冷裂紋和再熱裂紋的產(chǎn)生。表10-2為對各種低合金耐熱鋼推薦選用的預(yù)熱溫度和層間溫度，但在設(shè)備制造過程中還要結(jié)合實(shí)際選用。表10-2推薦選用的低合金耐熱鋼預(yù)熱及層間溫度鋼種預(yù)熱溫度/℃層間溫度/℃15CrMoR≥150150~25012Cr1MoV≥200250左右12Cr2Mo1R200~250200~300在Cr-Mo鋼上堆焊不銹鋼≥100對于預(yù)熱和層間溫度，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①整個(gè)焊接過程中的層間溫度不應(yīng)低于預(yù)熱溫度。②要保證焊件內(nèi)外表面均達(dá)到規(guī)定的預(yù)熱溫度。③對于厚壁容器，必須注意焊前、焊接過程和焊接結(jié)束時(shí)的預(yù)熱溫度基本保持一致并將實(shí)測預(yù)熱溫度做好記錄。④若容器焊前進(jìn)行整體預(yù)熱不僅費(fèi)時(shí)而且耗能。實(shí)際上，作局部預(yù)熱可以取得與整體預(yù)熱相近的效果，但必須保證預(yù)熱區(qū)寬度大于所焊厚度的4倍，且至少不小于150mm。⑤預(yù)熱與層間溫度必須低于母材的Mf點(diǎn)(馬氏體轉(zhuǎn)變結(jié)束點(diǎn))，否則當(dāng)焊件經(jīng)SR處理后，殘留奧氏體可能發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，其中過飽和的氫逸出會促使鋼材開裂，如對12Cr2Mo1R的預(yù)熱和最高層間溫度應(yīng)低于300℃⑥鋼材下料進(jìn)行熱切割時(shí)，類似焊接熱影響區(qū)的熱循環(huán)，切割邊緣的淬硬層可能成為鋼材卷制或沖壓時(shí)的裂源。因此，也應(yīng)適當(dāng)預(yù)熱。（2）焊后熱處理對于低合金耐熱鋼，焊后熱處理的目的不僅是消除焊接殘余應(yīng)力，而且更重要的是改善組織提高接頭的綜合力學(xué)性能，包括提高接頭的高溫蠕變強(qiáng)度和組織穩(wěn)定性，降低焊縫及熱影響區(qū)硬度，還有就是使氫進(jìn)一步逸出以避免產(chǎn)生冷裂紋。因此，在擬定低合金耐熱鋼焊接接頭的焊后熱處理規(guī)范時(shí)，應(yīng)綜合考慮下列冶金和工藝特點(diǎn)。①焊后熱處理應(yīng)保證近縫區(qū)組織的改善。②加熱溫度應(yīng)保證焊接接頭的焊接應(yīng)力降到盡可能低的水平。③焊后熱處理不應(yīng)使母材及焊接接頭各項(xiàng)力學(xué)性能降低到設(shè)計(jì)規(guī)定的最低限度以下。這一點(diǎn)往往要通過對母材及焊接接頭進(jìn)行最大和最小模擬焊后熱處理(Max.PWHT及Min.PWHT)后的各項(xiàng)力學(xué)性能檢測來確定。④由于耐熱鋼的回火脆性及再熱裂紋傾向，焊后熱處理應(yīng)盡量避免在所處理鋼材回火脆性敏感區(qū)及再熱裂紋傾向敏感區(qū)的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。應(yīng)規(guī)定在危險(xiǎn)溫度范圍內(nèi)要有較快的加熱速度。第二章筒體的焊接工藝2.1筒體焊縫接頭形式的設(shè)計(jì)壓力容器中，常用的焊接接頭的形式有對接接頭、角接接頭和搭接接頭三大類，在不銹鋼襯里容器中還有塞接接頭。通體和封頭部位由于承載壓力大，所以需要使用應(yīng)力和殘余變形都比較小的對接接頭，這種接頭的強(qiáng)度高，受力均勻，適宜重要零件的焊接接頭。而角接接頭多適用于板板相接和管板相接，但是要雙面焊接。搭接接頭強(qiáng)度相對較低，適于非重要零件及附件的焊接，如支座、殼體的連接。筒體焊接接頭應(yīng)選用A類接頭（焊縫），這是各類接頭中要求最高的，也是應(yīng)力條件最苛刻的接頭。這類接頭的形式是對接接頭，不允許采用角接接頭，（包括多成包扎容器層板上的縱向接頭）；殼體，成型封頭、平封頭及矩形截面容器各側(cè)面板上的接頭；球型封頭與圓筒。圓錐殼體相焊的環(huán)形接頭。2.5-12.5-1+0.570O±5O3.2±0。82.2焊接方法的選擇目前,用于15CrMoR鋼的焊接方法主要有:手工焊、氣保焊、氬弧焊和埋弧焊。而其中手工焊僅限于工廠裝配和現(xiàn)場焊接;氣保焊包括實(shí)芯焊絲和藥芯焊絲,多用于打底焊、填充焊;氬弧焊主要用于探傷產(chǎn)品的打底焊,其特點(diǎn)是焊縫成形好,但生產(chǎn)效率低;埋弧焊生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好,應(yīng)用前景較好。①殼程筒體直徑較小，焊工無法鉆入筒體內(nèi)焊接，故殼程筒體縱、環(huán)縫只能從外側(cè)施焊。同樣，由于該設(shè)備結(jié)構(gòu)方面的原因，殼程、管程筒體與管板的環(huán)縫焊接也只能從外側(cè)進(jìn)行。至于接管與對接法蘭環(huán)縫，本設(shè)備中接管規(guī)格為φ273×12，亦無法從內(nèi)側(cè)施焊。以上焊縫需要單面焊，但又要保證質(zhì)量，選用TIG焊打底是保證焊縫質(zhì)量最有效的方法。對于殼程筒體環(huán)縫，也可采用GTAW打底，SMAW再焊兩道，然后SAW焊剩余層的方法。②盡管管程筒體直徑較小，但其長度很短，管程筒體縱縫、管程筒體與法蘭環(huán)縫具備內(nèi)側(cè)焊條電弧焊的條件，故采用埋弧焊進(jìn)行單面焊。2.3焊接材料的選擇2.3.1壓力容器用耐熱鋼焊材選用原則（1）與低合金高強(qiáng)鋼相同，焊縫金屬和母材等強(qiáng)度原則仍是低合金耐熱鋼焊材選用的基本原則，只不過此時(shí)不但要考慮焊縫金屬與母材的常溫強(qiáng)度等強(qiáng)，同時(shí)也要使其高溫強(qiáng)度不低于母材標(biāo)準(zhǔn)值的下限要求。（2）為使其焊縫金屬具有與母材同樣的使用性能，因此要求其焊縫金屬的鉻、鉬含量不得低于母材標(biāo)準(zhǔn)值的下限。（3）為保證焊縫金屬有同樣小的回火脆性，應(yīng)嚴(yán)格限制焊材中的氧、硅、磷、銻、錫、砷等微量元素的含量。（4）為提高焊縫金屬的抗裂性，應(yīng)控制焊材中的含碳量低于母材的碳含量，但應(yīng)注意，含碳量過低時(shí)，經(jīng)長時(shí)間的焊后熱處理會促使鐵素體形成，從而導(dǎo)致韌性下降，因此，對于低合金耐熱鋼的焊縫金屬含碳量最好控制在0.08％~0.12％范圍內(nèi)，這樣才會使焊縫金屬具有較高的沖擊韌性和與母材相當(dāng)?shù)母邷厝渥儚?qiáng)度。2.3.2埋弧焊焊絲與氬弧焊焊絲與焊劑的選擇焊接材料選擇原則應(yīng)是焊縫金屬的合金成分與強(qiáng)度性能基本上與母材相應(yīng)指標(biāo)一致。由15CrMoR鋼的焊接性分析和JB/T4709—2000《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》選用與之相匹配的國產(chǎn)焊絲H13CrMoA(符合GB/T14957—1994)和國產(chǎn)焊劑（GB/T5118—1995),其化學(xué)成分見表。表3焊材化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)CMnSiMoCrSPSJ101焊劑0.05～0.12≤0.90≤0.60≤0.035≤0.0351.00～1.500.40～0.65SJ101焊劑0.05～0.12≤0.90≤0.60≤0.035≤0.0351.00～1.500.40～0.65H13CrMoA0.11～0.160.40～0.700.15～0.350.0300.0300.80～1.100.40～0.60根據(jù)耐熱鋼的選材要求埋弧焊焊絲選用H13CrMoA焊劑R307氬弧焊焊絲選用H13CrMoA（GB/T14957）氬氣純度大于99.7%2.4、焊接參數(shù)選擇1、氬弧焊及埋弧焊的參數(shù)選擇根據(jù)坡口高度確定焊接參數(shù)（焊接手冊三版180頁）板厚/mm接頭形式塢極直徑/mm氬氣流量/(L/min)焊接電流/A(直流正接)焊接速度/(cm/min)焊絲直徑/(mm)3.2對接2.46~10100~13510~122~3.22、埋弧焊焊接參數(shù)選擇由于焊接材料的厚度為30mm，所以選用破口尺寸a為70°，h為3/mm，g為3mm，焊絲直徑為6mm，焊接電流為900~1000/A,電弧電壓36~38/V，焊接速度33/(cm/min)3、焊接參數(shù)的規(guī)范焊前預(yù)熱溫度應(yīng)大于或等于200℃,層間溫度200~250℃,焊后后熱處理250~300℃。封頭對接焊采用氣保焊,選用H08CrMnSMioA,1.2mm的焊絲,80%Ar+20%CO2混合氣體。雙面焊時(shí),反面清根。筒體對接焊采用氣保焊打底、填充,埋弧蓋面焊,雙面焊時(shí),反面清根。氣保焊時(shí)選用H13CrMoA,2.5mm的焊絲,保護(hù)氣體為氬氣純度大于99.7%的氬氣。埋弧焊時(shí)選用H13CrMoA,6.0mm焊絲SJ101焊劑。封頭熱成形后應(yīng)重新進(jìn)行回火處理,筒體及插管被焊接后,應(yīng)進(jìn)行消應(yīng)力熱處理,在600~氬弧焊打底參數(shù)選擇：H13CrMoA，2.5mm的焊絲,純度大于99.7%氬氣。鎢棒直徑選用2.5mm，噴嘴孔徑8~10mm，焊絲直徑2.5mm，焊接電流110~125A，電弧電壓14~16v，氬氣流量12~14L/min，焊接速度為5~6(cm/min)。埋弧焊封蓋參數(shù)的選擇：埋弧焊時(shí)選用H13CrMoA,焊絲直徑6.0mm焊劑牌號：SJ101焊劑。所以選用破口尺寸a為70°，h為3/mm，g為3mm，焊絲直徑為6mm，焊接電流為900~1000/A,電弧電壓36~38/V，焊接速度33/(cm/min)。2.7準(zhǔn)備及防止缺陷的措施(1)焊絲要用砂紙進(jìn)行除銹、焊劑要在40℃～450℃烘焙，并保溫2～(2)焊前在接頭坡口邊緣兩側(cè)各20m(3)定位施焊前要進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱范圍在坡口兩側(cè)150～200mm，預(yù)熱溫度用數(shù)字式測量儀測量，定位焊采用鐘點(diǎn)式定位焊順序。(4)定位焊后立即清除熔渣；測量溫度符臺要求后，立即施焊，焊接時(shí)，若冷卻速度快，則極易形成淬硬組織，使接頭脆性增大，如果同時(shí)再有較大的拘束應(yīng)力就會導(dǎo)致裂紋，所以施焊過程中要始終保持不低于預(yù)熱溫度。(5)焊接最后連接封頭的環(huán)縫及法蘭與接管的環(huán)縫時(shí)，由于預(yù)熱溫度較高，殼體內(nèi)的熱氣流很大，所以焊接時(shí)在內(nèi)側(cè)加上墊板或墊圈(見圖4)。環(huán)縫先采用氳弧焊打底，再用手工焊填充，最后用手工焊填充蓋面。法蘭與接管完全用氬弧焊進(jìn)行焊接，以防出現(xiàn)夾渣、回弧等缺陷。6)該類鋼材由于二次硬化元素的影響．在焊后熱處理中有再熱裂紋傾向，因此，焊后應(yīng)立即加熱至350～400℃進(jìn)行后熱，同時(shí)，焊后要立即用石棉氈裹住焊縫，保溫緩冷1h(7)焊后要進(jìn)行消除應(yīng)力整體熱處理，由于熱處理的溫度與該Cr—Mo鋼的力學(xué)性能有關(guān)，由實(shí)踐得知，接頭的塑性隨回火時(shí)間的延長而增加，強(qiáng)度相應(yīng)下降，故在熱處理過程中，升溫速度要保持ｕ<100℃／h，保溫時(shí)間不小于1.5h，保溫?zé)崽幚頊囟忍釣?50±2.8焊前預(yù)熱及焊后熱處理由于該類鋼的淬硬頃向很大，焊接過程中往往難以避免形成粗大的馬氏悻，而采用較小的焊接線能量，同時(shí)又采取適當(dāng)?shù)念A(yù)熱、后熱措施，能有效地防止裂紋產(chǎn)生。因此，一般采用的預(yù)熱溫度為200℃～250對于低合金耐熱鋼來說,焊后熱處理的目的不僅是消除焊接應(yīng)力,而且更重要的是改善金屬組織,降低焊縫及熱影響區(qū)硬度,提高接頭的高溫蠕變強(qiáng)度和組織穩(wěn)定性,達(dá)到提高接頭的綜合力學(xué)性能的目的。由于低合金耐熱鋼在370～565℃溫度區(qū)間長期運(yùn)行過程具有回火脆性，因此在選擇熱處理工藝時(shí)一定要避免在此溫度區(qū)間長時(shí)間停留。溫度的確定：各國制造法規(guī)對15CrMoR的焊后熱處理溫度要求不一，JB/T4709-2000推薦溫度為≥600℃,其它規(guī)范推薦溫度為640～680℃，為此分別做了（620±40)℃，(660±20)℃2.6焊接的生產(chǎn)過程1、焊前準(zhǔn)備15CrMoR鋼備料時(shí),應(yīng)將切割點(diǎn)在100mm，范圍內(nèi)并預(yù)熱到100度以上。不需要機(jī)械加工的切削邊緣,應(yīng)進(jìn)行表面磁粉探傷以檢查是否有裂紋。當(dāng)采用碳弧氣刨清根時(shí),應(yīng)預(yù)熱200以上,表面應(yīng)用砂輪打磨直至露出金屬光澤。（1）坡口的加工與制備（2）待焊工件的表面清理與裝配（3）焊接材料的清理（4）焊接設(shè)備的檢查與調(diào)試2、焊接過程筒體的焊接，上封頭和筒體與下封頭和筒體之間的連接。3、焊后熱處及質(zhì)量檢驗(yàn)焊縫外觀檢查,不得有裂紋、未熔合等焊接缺陷。焊后做100%超聲波檢查并做25%的射線復(fù)探。產(chǎn)品進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí),不得有泄漏現(xiàn)象,產(chǎn)品力學(xué)性能試板的各項(xiàng)參數(shù)應(yīng)符合15CrMoR鋼母材設(shè)計(jì)或圖紙技術(shù)要求。焊接工藝卡附錄一氬弧焊焊接工藝規(guī)程焊接工藝規(guī)程WeldingProcedureSpecificationWPS№版次Rev.№eq\o\ac(

,0)日期Date2001-05-02支持的焊接工藝評定號：A53-B-φ60x4－WVQ-1326SupportingPQR№焊接工藝：GTAWWeldingProcess(s)焊接方法：eq\o\ac(□,√)手工□自動□半自動□機(jī)械Type(s)ManualAutomaticSemi-AutoMachine接頭型式Joints接頭設(shè)計(jì)：V形坡口JointsDesign墊板（有/無）：無Backing(Yes/No)墊板材料：□金屬□非熔金屬BackingmaterialMetalNonfusingMetal□非金屬□其它NonmetalOther2.5-1+0.570O±5O3.22.5-1+0.570O±5O3.2±0。8母材BaseMetal材質(zhì)：15crmor與15crmrSpecificationtypeandgradetoSpecificationtypeandgrade類別號組別號與類別號組別號P-№Group№toP-№Group№壁厚范圍：10ThicknessRange管徑范圍：AllPipeDia.Range填充金屬FillerMetal牌號TrademarkH13CrMoAAWS號AWS№A5.18ER70S-6組別號F-№￡A-№規(guī)格Size2.4mm焊接位置Position對接焊縫位置：All角焊縫位置：—PositionofGroovePositionoffillet焊接方向：—WeldingProgression氣體保護(hù)Gas保護(hù)方式Type氣體類型Gas(es)氣體成份Mixure氣體流速FlowRate噴嘴ShieldingAr≥99.75%6～10L/Min電特性ElectricalCharacteristics電流類型和極性：GTAW直流正接CurrentType＆Polarity最大線能量：—8-15Max.HeatIntput拖罩Trailing———背面Backing———預(yù)熱Preheat最小預(yù)熱溫度：>150OMin.PreheatTemp.最大層間溫度：150O~250OMax.InterpassTemp.焊后熱處理PostWeldHeatTreatment溫度范圍：—TemperatureRange處理時(shí)間：TimeRange操作技術(shù)Technique鎢極類型和尺寸：釷鎢極Φ2.5噴嘴孔徑：Φ8～10TungstenElectrodeSizeandTypeOrificeorGas運(yùn)條方式：擺動擺幅：—StringorWeaveBeadOscillatio內(nèi)部或?qū)娱g清理：砂輪機(jī)打磨背部清根：—InitialandInterpassCleaningMethodofBackGouging其它—Other焊接層次WeldLayers焊接方法Process填充金屬FillerMetal電特性Electrical焊接速度TravelSpeed備注Remarks牌號Trademark直徑Dia.電流Amp.Range電壓VoltRange1GTAWH13CrMoA2~3.2110~13514~1610~12附錄二埋弧焊焊接工藝規(guī)程焊接工藝規(guī)程WeldingProcedureSpecificationWPS№版次Rev.№eq\o\ac(

,0)日期Date2001-05-02支持的焊接工藝評定號：A53-B-φ60x4－WVQ-1326SupportingPQR№焊接工藝：SMAWWeldingProcess(s)焊接方法：□手工□自動eq\o\ac(□,√)半自動□機(jī)械Type(s)ManualAutomaticSemi-AutoMachine接頭型式Joints接頭設(shè)計(jì)：V形坡口JointsDesign墊板（有/無）：無Backing(Yes/No)墊板材料：□金屬□非熔金屬BackingmaterialMetalNonfusingMetal□非金屬□其它NonmetalOther2.5-1+0.570O±5O3.02.5-1+0.570O±5O3.0±0。8母材BaseMetal材質(zhì)：H15CRMOR與H15CRMORSpecificationtypeandgradetoSpecificationtypeandgrade類別號組別號與類別號組別號P-№Group№toP-№Group№壁厚范圍：30ThicknessRang管徑范圍：AllPipeDia.Range填充金屬FillerMetal牌號TrademarkH13CRMOAAWS號AWS№A5.18ER70S-6組別號F-№￡A-№規(guī)格Size6.0mm焊接位置Position對接焊縫位置：All角焊縫位置：—PositionofGroovePositionoffillet焊接方向：—WeldingProgression氣體保護(hù)Gas保護(hù)方式Type氣體類型Gas(es)氣體成份Mixure氣體流速FlowRate噴嘴Shielding______電特性ElectricalCharacteristics電流類型和極性：SMAW直流正接CurrentType＆Polarity最大線能量：—8-15Max.HeatIntput拖罩Trailing———背面Backing———預(yù)熱Preheat最小預(yù)熱溫度：Min.PreheatTemp.最大層間溫度：Max.InterpassTemp.焊后熱處理PostWeldHeatTreatment溫度范圍：—TemperatureRa