高級熱工設(shè)備操作知識及試題熱工設(shè)備作為能源轉(zhuǎn)換與利用的核心載體，廣泛應(yīng)用于電力、化工、冶金、暖通等領(lǐng)域。其安全、高效的操作不僅關(guān)系到生產(chǎn)效率，更直接影響作業(yè)安全與能源消耗。掌握高級熱工設(shè)備的操作原理、規(guī)范及故障處置能力，是熱工崗位從業(yè)者的核心技能要求。本文將系統(tǒng)梳理熱工設(shè)備操作的核心知識，并配套針對性試題，助力從業(yè)者提升專業(yè)素養(yǎng)與實(shí)操能力。一、熱工設(shè)備分類與核心組件認(rèn)知熱工設(shè)備按功能可分為熱能生產(chǎn)設(shè)備（如鍋爐、工業(yè)爐）、熱能轉(zhuǎn)換設(shè)備（如換熱器、制冷機(jī)組）、熱能利用設(shè)備（如熱處理爐、干燥機(jī)）三類。不同設(shè)備雖功能各異，但核心組件的設(shè)計(jì)邏輯與作用具有共通性，需重點(diǎn)掌握：1.燃燒系統(tǒng)組件（以鍋爐、工業(yè)爐為例）燃燒器：負(fù)責(zé)燃料（燃?xì)?、燃油、煤粉等）的霧化、混合與點(diǎn)火，其類型（擴(kuò)散式、預(yù)混式、半預(yù)混式）決定燃燒效率與污染物排放。燃?xì)馊紵餍桕P(guān)注燃?xì)鈮毫?、空燃比調(diào)節(jié)；燃油燃燒器需定期清理噴嘴避免堵塞。爐膛/燃燒室：燃料燃燒的空間，設(shè)計(jì)需兼顧熱輻射效率與煙氣流動阻力，內(nèi)襯耐火材料（如高鋁磚、陶瓷纖維）需定期檢查燒損與脫落情況。2.換熱與能量傳遞組件換熱器：實(shí)現(xiàn)冷熱流體間的熱量交換，管殼式換熱器需關(guān)注管束結(jié)垢（可通過溫差變化判斷）、管板泄漏；板式換熱器則需檢查密封墊老化與板片堵塞。熱交換介質(zhì)：如蒸汽、導(dǎo)熱油、載冷劑（如乙二醇溶液），需監(jiān)控其壓力、溫度、純度（如導(dǎo)熱油的殘?zhí)肌⑺嶂担?，避免介質(zhì)劣化影響換熱效率。3.控制與監(jiān)測系統(tǒng)傳感器：熱電偶（K型、S型）、熱電阻（PT100）用于溫度監(jiān)測，壓力變送器、流量計(jì)（渦街、電磁）反饋工藝參數(shù)，需定期校準(zhǔn)以確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確?？刂破鳎篜LC或DCS系統(tǒng)通過PID算法調(diào)節(jié)執(zhí)行器（如調(diào)節(jié)閥、變頻器），操作時(shí)需熟悉參數(shù)設(shè)定邏輯（如溫度設(shè)定值與加熱功率的關(guān)聯(lián)）。二、操作原理與標(biāo)準(zhǔn)化流程不同熱工設(shè)備的工作原理基于熱力學(xué)定律（能量守恒、熵增原理）與傳熱學(xué)（傳導(dǎo)、對流、輻射），操作流程需遵循“預(yù)檢查—啟動—監(jiān)控—停機(jī)”的邏輯：1.典型設(shè)備操作原理鍋爐：通過燃料燃燒加熱工質(zhì)（水），經(jīng)汽水循環(huán)（自然循環(huán)、強(qiáng)制循環(huán)）產(chǎn)生蒸汽，需平衡燃燒放熱與工質(zhì)吸熱，避免汽水共騰（因水位或壓力波動導(dǎo)致蒸汽帶水）。制冷機(jī)組（熱泵）：利用制冷劑的相變（壓縮→冷凝→膨脹→蒸發(fā)）實(shí)現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)移，蒸發(fā)側(cè)吸收熱量（制冷），冷凝側(cè)釋放熱量（制熱），操作時(shí)需關(guān)注制冷劑壓力與溫度的匹配。工業(yè)爐（如退火爐）：通過輻射與對流傳遞熱量，使工件達(dá)到工藝溫度（如退火需控制升溫速率、保溫時(shí)間、降溫曲線），溫度均勻性由爐內(nèi)氣流組織（如風(fēng)機(jī)、導(dǎo)流板）決定。2.標(biāo)準(zhǔn)化操作流程（1）啟動前檢查設(shè)備外觀：無變形、泄漏，保溫層完好；管路閥門：介質(zhì)進(jìn)出口、放空閥、排污閥處于正確狀態(tài)（如鍋爐上水時(shí)關(guān)閉排污，打開放空）；儀表參數(shù)：壓力表、溫度計(jì)、液位計(jì)顯示正常，控制回路通電且無報(bào)警。（2）啟動操作（以燃?xì)忮仩t為例）1.啟動輔機(jī)：開啟循環(huán)水泵，確認(rèn)水流指示正常；2.吹掃爐膛：風(fēng)機(jī)運(yùn)行5分鐘以上，置換殘留燃?xì)猓?.點(diǎn)火與升溫：按程序啟動燃燒器，小火→大火過渡，監(jiān)控排煙溫度與氧含量（氧含量過高說明風(fēng)量過大，過低則燃燒不充分）；4.參數(shù)調(diào)整：根據(jù)蒸汽需求調(diào)節(jié)燃燒負(fù)荷，維持汽壓、汽溫穩(wěn)定。（3）運(yùn)行監(jiān)控核心參數(shù)：溫度（爐膛溫度、介質(zhì)溫度）、壓力（工作壓力、系統(tǒng)壓力）、流量（燃料流量、介質(zhì)流量）；異常預(yù)警：當(dāng)參數(shù)偏離設(shè)定值±5%時(shí)，需分析原因（如燃料壓力波動、換熱器結(jié)垢），及時(shí)調(diào)整。（4）停機(jī)操作降負(fù)荷：逐步減少燃燒負(fù)荷，避免熱沖擊；吹掃與冷卻：燃?xì)庠O(shè)備需吹掃爐膛（3-5分鐘），余熱鍋爐需繼續(xù)水循環(huán)至溫度≤50℃；切斷能源：關(guān)閉燃料閥、電源，確認(rèn)系統(tǒng)泄壓、卸壓完成。三、安全操作與應(yīng)急處置規(guī)范熱工設(shè)備操作涉及高溫、高壓、易燃易爆介質(zhì)，安全規(guī)范是作業(yè)底線：1.作業(yè)前安全準(zhǔn)備資質(zhì)與培訓(xùn)：操作人員需持《特種設(shè)備作業(yè)證》（如鍋爐G1/G2），每年參加安全培訓(xùn)；防護(hù)用具：耐高溫手套、防燙服、護(hù)目鏡（應(yīng)對熱輻射或介質(zhì)泄漏），燃?xì)庠O(shè)備需配備可燃?xì)怏w檢測儀；環(huán)境檢查：作業(yè)區(qū)無易燃易爆物，通道暢通，消防器材（滅火器、消火栓）完好可用。2.運(yùn)行中禁忌行為嚴(yán)禁超參數(shù)運(yùn)行：鍋爐超壓（超過額定壓力1.1倍）、工業(yè)爐超溫（超過工藝溫度上限）會導(dǎo)致設(shè)備損壞甚至爆炸；禁止違規(guī)調(diào)整：未經(jīng)授權(quán)修改控制參數(shù)（如PID值）、擅自關(guān)閉安全聯(lián)鎖（如低水位保護(hù)）；避免單人值守：關(guān)鍵設(shè)備需雙人監(jiān)護(hù)，防止突發(fā)故障時(shí)處置不及時(shí)。3.應(yīng)急處置流程（1）介質(zhì)泄漏（如導(dǎo)熱油泄漏、燃?xì)庑孤┤細(xì)庑孤毫⒓辞袛鄽庠矗_啟門窗通風(fēng)，禁止開關(guān)電器，撤離現(xiàn)場后報(bào)警；導(dǎo)熱油泄漏：關(guān)閉加熱源，用干粉滅火器覆蓋泄漏點(diǎn)（導(dǎo)熱油燃點(diǎn)高，避免用水撲救），待溫度降低后清理。（2）超溫超壓鍋爐超壓：打開安全閥（自動未動作時(shí)手動輔助），開啟向空排汽閥，降低燃燒負(fù)荷；工業(yè)爐超溫：立即切斷燃料，啟動冷卻風(fēng)機(jī)（如允許），打開爐門（需防工件氧化時(shí)慎用）。（3）火災(zāi)爆炸初期火災(zāi)：用對應(yīng)滅火器撲救（油類火災(zāi)用泡沫或干粉，電氣火災(zāi)用二氧化碳）；爆炸預(yù)警：當(dāng)設(shè)備異響、壓力驟升時(shí)，立即撤離至安全區(qū)，撥打119并上報(bào)。四、維護(hù)與故障排查技巧設(shè)備的可靠性源于日常維護(hù)與精準(zhǔn)排查，需建立“預(yù)防為主，檢修為輔”的管理思路：1.日常維護(hù)要點(diǎn)清潔：定期清理換熱器翅片、燃燒器噴嘴（燃?xì)怆s質(zhì)易堵塞）、過濾器（每班次排污或更換濾芯）；潤滑：風(fēng)機(jī)軸承、傳動鏈條每周加注潤滑油（如鋰基脂），記錄油位與顏色（變黑說明需換油）；緊固：每月檢查管路法蘭、電氣接線端子，防止松動導(dǎo)致泄漏或接觸不良。2.定期檢修項(xiàng)目季度檢修：檢查耐火材料厚度（工業(yè)爐）、閥門密封性能（泄漏量測試）、傳感器精度校準(zhǔn)；年度檢修：鍋爐進(jìn)行水壓試驗(yàn)（測試承壓部件強(qiáng)度）、換熱器化學(xué)清洗（去除結(jié)垢）、控制系統(tǒng)程序備份與升級。3.故障排查邏輯現(xiàn)象分析：如“換熱器出口溫度低”，需排查：①熱源側(cè)流量/溫度是否不足；②冷側(cè)流量是否過大；③換熱面是否結(jié)垢（溫差法：進(jìn)出口溫差變小說明結(jié)垢）；參數(shù)驗(yàn)證：通過DCS歷史曲線對比正常工況，判斷是漸變故障（如結(jié)垢）還是突變故障（如閥門誤動作）；部件替換：對疑似故障的傳感器、執(zhí)行器，采用“替換法”驗(yàn)證（如更換熱電偶看溫度顯示是否恢復(fù)）。五、高級熱工設(shè)備操作試題（一）選擇題（每題2分，共20分）1.燃?xì)忮仩t啟動前吹掃的主要目的是（）A.預(yù)熱爐膛B.置換殘留燃?xì)釩.檢查風(fēng)機(jī)D.清理煙道2.板式換熱器換熱效率下降，最可能的原因是（）A.板片結(jié)垢B.密封墊過厚C.介質(zhì)溫度高D.進(jìn)出口管徑小3.制冷機(jī)組中，制冷劑在（）環(huán)節(jié)吸收熱量A.壓縮B.冷凝C.膨脹D.蒸發(fā)4.工業(yè)爐熱傳遞的主要方式不包括（）A.傳導(dǎo)B.對流C.輻射D.滲透5.鍋爐低水位保護(hù)屬于（）A.操作規(guī)范B.安全聯(lián)鎖C.工藝參數(shù)D.維護(hù)項(xiàng)目6.導(dǎo)熱油泄漏引發(fā)火災(zāi)，應(yīng)使用（）撲救A.水B.泡沫滅火器C.干粉滅火器D.二氧化碳滅火器7.熱電偶屬于（）類型的傳感器A.壓力B.溫度C.流量D.液位8.熱工設(shè)備啟動時(shí)，應(yīng)遵循（）的順序A.先開主機(jī)后開輔機(jī)B.先開輔機(jī)后開主機(jī)C.主機(jī)輔機(jī)同時(shí)開D.無固定順序9.換熱器化學(xué)清洗的主要目的是（）A.去除結(jié)垢B.潤滑部件C.檢查泄漏D.更換密封墊10.燃燒器空燃比過大，會導(dǎo)致（）A.燃燒充分B.排煙溫度高C.氧含量低D.火焰偏軟（二）簡答題（每題10分，共30分）1.簡述鍋爐汽水共騰的原因及處置措施。2.熱工設(shè)備日常維護(hù)的“三清、三潤、三緊”分別指什么？3.制冷機(jī)組運(yùn)行時(shí)，制冷劑壓力異常升高，分析可能的原因。（三）案例分析題（共50分）案例背景：某化工廠導(dǎo)熱油爐（額定溫度320℃）運(yùn)行中，操作人員發(fā)現(xiàn)出口油溫從315℃驟降至280℃，同時(shí)燃料耗量增加20%，排煙溫度升高15℃。1.請分析故障可能的原因（至少3點(diǎn)）。（20分）2.制定故障排查與處置的步驟。（30分）試題參考答案（供參考）（一）選擇題1.B2.A3.D4.D5.B6.C7.B8.B9.A10.B（二）簡答題1.汽水共騰原因：①鍋水含鹽量過高（未及時(shí)排污）；②水位波動劇烈（給水不均或負(fù)荷突變）；③鍋水含油污（未進(jìn)行除油處理）。處置措施：①降低鍋爐負(fù)荷，減少蒸發(fā)量；②開啟連續(xù)排污，必要時(shí)開啟定期排污（注意防止缺水）；③加強(qiáng)給水除鹽、除油處理，待水質(zhì)改善后恢復(fù)正常運(yùn)行。2.三清：①清潔換熱器（翅片、管束）；②清潔燃燒器（噴嘴、火道）；③清潔過濾器（濾芯、濾網(wǎng)）。三潤：①潤滑轉(zhuǎn)動部件（風(fēng)機(jī)軸承、鏈條）；②潤滑閥門（絲桿、閥芯）；③潤滑密封件（避免干摩擦泄漏）。三緊：①緊固管路法蘭（防止泄漏）；②緊固電氣端子（防止接觸不良）；③緊固設(shè)備地腳（防止振動移位）。3.制冷劑壓力升高原因：①冷凝器臟堵（換熱效率下降，制冷劑無法充分冷凝）；②冷卻水量不足（水溫高或流量?。?；③系統(tǒng)中有空氣（空氣不凝結(jié)，占據(jù)冷凝空間）；④膨脹閥開度?。ㄖ评鋭┕?jié)流后蒸發(fā)量不足，回流冷凝器的制冷劑過多）。（三）案例分析題1.故障原因分析：換熱器結(jié)垢：導(dǎo)熱油側(cè)或工藝介質(zhì)側(cè)結(jié)垢，導(dǎo)致?lián)Q熱效率下降，需更多燃料維持溫度，排煙溫度因燃燒不充分升高；工藝介質(zhì)流量驟增：冷側(cè)介質(zhì)流量突然變大，帶走更多熱量，迫使鍋爐加大燃料供給；燃燒器故障：如空燃比失調(diào)（風(fēng)量不足），燃料燃燒不充分，排煙溫度升高，有效熱量減少，油溫下降；導(dǎo)熱油泄漏：部分導(dǎo)熱油泄漏，系統(tǒng)油量減少，換熱面積不足，需更多燃料補(bǔ)償。2.排查與處置步驟：第一步：參數(shù)驗(yàn)證：查看DCS歷史曲線，確認(rèn)油溫下降、燃料量增加、排煙溫度升高的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，判斷是漸變（結(jié)垢）還是突變（流量/泄漏）故障；第二步：現(xiàn)場檢查：①檢查工藝介質(zhì)進(jìn)出口閥門狀態(tài)，確認(rèn)是否誤開導(dǎo)致流量增大；②檢查導(dǎo)熱油管路是否有泄漏痕跡（如油漬、壓力下降）；③檢查燃燒器火焰顏色（發(fā)紅說明風(fēng)量不足，發(fā)白說明風(fēng)量過大）；第三步：針對性排查：①若工藝流量正常、無泄漏，打開換熱器檢查孔（或