特种设备基础知识

第一章 特种设备基础知识（李国才编著）

第一节 特种设备的分类及特点 一、特种设备的概念

特种设备，是指对人身和财产安全有较大危险性的锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）内专用机动车辆，以及法律、行政法规规定适用《中华人民共和国特种设备安全法》的其它特种设备。

特种设备是我国的一个专有名词，是在制定《特种设备安全监察条例》时明确的。国际上虽然对锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场（厂）内专用机动车辆等设备进行安全监察，但是还没有形成特种设备的统一概念。

根据《中华人民共和国特种设备安全法》的第五条规定，国家对特种设备的生产、经营、使用，实施分类的、全过程的安全管理、许可和检验制度。

按照设备的特点，可将特种设备划分为承压类特种设备和机电类特种设备。承压类特种设备包括锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道；机电类特种设备包括电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场（厂）内专用机动车辆。

特种设备是一个国家经济水平的代表，是国民经济的重要基础装备。我国现有特种设备生产企业5万多家，已经形成从设计、制造、检测到安装、改造、修理等完整的产业链，年产值达2万亿元。特种设备具有在高温、高压、高空、高速条件下运行的特点，世界各国对这类设备、设施均实行特殊监管，以保障安全。

特种设备是经济发展的重要基础设备。每年消耗掉70%的煤产量的锅炉，已经成为工业生产的心脏。石化装置中，压力容器和压力管道比重高达40%以上。长输管道是继公路运输、铁路运输、水运和航空运输之后的第五大运输系统。起重机械作为现代生产物料的搬运设备，是支撑工业、交通业、建筑业等主要产业的骨干。

特种设备分布广泛、数量巨大、增长较快，直接关系到人民生活和社会发展，特种设备已成为与人民群众生活密切相关的重要基础设施。如电梯已经成为不可或缺的代步工具，气瓶作为最常见的压力容器已经进入千家万户，燃气压力管道成为城市的生命线，客运索道、游乐设施则成为人们享受现代生活的重要载体。随着我国工业化进程的不断加快，特种设备对国民经济和社会发展的支撑作用将日益明显。

承压类特种设备可能会发生爆炸事故，当设备发生破坏或爆炸时，设备内的介质迅速膨胀、释放出巨大的内能。这些能量不仅会使设备本身遭到破坏，有时甚至产生冲击波，使周围的设施和建筑物遭到破坏，危及人员生命安全。如果设备内盛装的是易燃或有毒介质，一旦突然发生爆炸，还会造成恶性的燃烧或中毒等连锁反应，后果不堪设想。所以，对承压类特种设备比一般机械设备有更高的安全要求。

为保证安全，特种设备在设计、制造、安装、使用、检验、修理和改造等各个环节由国家专门机构实施安全监察。国家制定了一整套法规作为安全监察工作的依据，其中《中华人

民共和国特种设备安全法》是中国特种设备法规体系中的最高法律。已由中华人民共和国第十二届全国人民代表大会常务委员会第三次会议于2013年6月29日通过，自2014年1月1日起施行。《特种设备安全监察条例》是目前执行的中国特种设备法规体系中的最高法规。特种设备法规体系和有关特种设备主要法规见本书第十四章。 二、特种设备的分类

根据《中华人民共和国特种设备安全法》的规定，国家对特种设备实行目录管理。特种设备目录由国务院负责特种设备安全监督管理的部门制定，报国务院批准后执行。

经国务院批准，国家质量监督检验检疫总局于2004年1月19日制定并公布了首批《特种设备目录》，《中华人民共和国特种设备安全法》颁布后，质检总局组织于2013年对《特种设备目录》进行了部分修订。分为锅炉、压力容器、压力管道、压力管道元件、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）内专用机动车辆等共九大类，50个类别，138个品种。 1．锅炉的分类

锅炉，是指利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，通过对外输出介质的形式提供热能的设备。它通过煤、油、天然气等燃料的燃烧释放出化学能，并通过传热过程将能量传递给水，以产生热水或蒸汽；蒸汽直接供给生产中所需的热能，或通过蒸汽动力机械转换为机械能，或通过汽轮发电机转换为电能。所以锅炉也称为蒸汽发生器。或将燃料的化学能传递给其他工质，如导热油等，以产生其他高温的工质，如高温导热油。

《特种设备目录》将锅炉分为承压蒸汽锅炉、承压热水锅炉、有机热载体、锅炉部件锅炉4个类别。其中，承压蒸汽锅炉分为电站锅炉、工业锅炉、生活锅炉3个品种；有机热载体锅炉分为有机热载体气相炉、有机热载体液相炉2个品种。其范围规定为容积大于或者等于30L的承压蒸汽锅炉；出口水压大于或者等于0.1MPa（表压），且额定功率大于或者等于0.1MW的承压热水锅炉；额定热功率大于等于0.1MW的有机热载体锅炉。

锅炉用途广泛，形式众多，除了依据《中华人民共和国特种设备安全法》制定的《特种设备目录》的锅炉分类外，还有以下常见的分类方法： （1）按用途分类

1） 电站锅炉 用于火力发电厂，一般为大容量、高参数锅炉。燃料主要在炉膛空间悬浮燃烧(称为火室燃烧)，热效率高，出口工质为过热蒸汽。

2） 工业锅炉 生产和采暖，大多为低压低温、小容量锅炉。燃料主要在炉排上燃烧(称为火床燃烧)居多，热效率较低，出口工质为热水的称为热水锅炉，出口工质为蒸汽的称为蒸汽锅炉。

3） 船用、机车用锅炉 用作船舶和机车动力，一般为低、中参数，大多燃油，体积小，重量轻。

（2） 按锅炉出口工质压力分类

1）低压锅炉 P≤2.45MPa(25kgf/ cm2) 2）中压锅炉 P=3.82MPa(39kgf/cm2)

3）次高压锅炉 3.82MPa＜P＜9.81MPa(39kgf/ cm2＜P＜l00kgf/cm2) 4）高压锅炉 P≥9.81MPa(l00kgf/cm2) 5）超高压锅炉 P＞13.73MPa(140kgf/cm2)

6）亚临界锅炉 P=15.7~17.66MPa(160～180kgf/cm2) 7）超临界锅炉 P=23.5~26.5MPa(240～270kgf/cm2) （3） 按燃烧方式分类

1) 火床燃烧锅炉 主要用于工业锅炉，燃料主要在炉排上燃烧。 2) 火室燃烧锅炉 主要用于电站锅炉，燃料主要在炉膛空间悬浮燃烧。

3) 流化床燃烧锅炉 可以稳定、高效率的燃烧各种燃料，特别是低质和高硫煤，并可以在燃烧过程中控制SOx及NOx的排放，是一种新型清洁煤燃烧技术。 （4） 按排渣方式分类

1）固态排渣锅炉 燃料燃烧后生成的灰渣以固态排出，是燃煤锅炉的主要排渣方式。 2）液态排渣锅炉 燃料燃烧后生成的灰渣以液态从渣口流出，在裂化箱的冷却水中裂化成小颗粒后排入水沟中冲走。 （5） 按燃料或能源分类

按燃料或能源分为固体燃料锅炉，液体燃料锅炉，气体燃料锅炉，余热锅炉，核能锅炉。

a蒸汽锅炉 b 热水锅炉 c 有机热载体锅炉

1-1 锅炉图

2.压力容器的分类

压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备。《特种设备目录》将压力容器分为固定式压力容器、移动式压力容器、气瓶、氧舱4个类别。其中，固定式压力容器分为超高压容器、第三类压力容器、第二类压力容器、第一类压力容器4个品种。移动式压力容器分为铁路罐车、汽车罐车、长管拖车、罐式集装箱、管束集装箱5个品种。气瓶分为无缝气瓶、焊接气瓶、特种气瓶（含车用气瓶、缠绕气瓶、非重复充装气瓶、焊接绝热气瓶）3个品种。氧舱分为医用氧舱、高气压舱2个品种。其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L的气体、液化气体

和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体，容积大于等于30L且内直径或截面内边界最大几何尺寸大于等于150mm的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa·L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶；氧舱。

a压力容器 b 气瓶 c 医用氧舱

1-2 压力容器示意图

除了《特种设备目录》制定的压力容器分类外，还有以下常见的分类： （1）一般分类

1）按照容器的壁厚分为薄壁容器、厚壁容器； 2）按承受压力方式分为内压容器、外压容器； 3）按工作温度分为高温容器、 低温容器、 常温容器；

4）按壳体的几何形状分为球形容器、圆筒形容器和其他特殊形状容器等；

5）按容器的制造方法分为焊接容器、锻造容器、铆接容器、铸造容器、有色金属容器和非金属容器；

6）按容器的安放形式分为立式容器和卧式容器等。

总之，各种不同的分类方法都是从各个不同需要的角度来考虑的。例如，按壁厚和承压方式分类便于容器的设计计算；按制造方法和制造材料分类，则对容器的制造管理比较方便。 （2）按使用特点分类

从压力容器的和安全管理方面考虑，压力容器一般分为固定式和移动式两大类。这两类容器由于使用方法不同，对它们的技术管理要求也不完全一样。我国和其他许多国家对这两类容器都分别制定了不同的管理规程和技术法规。

固定式压力容器是指安装在固定位置使用的压力容器。这类容器有固定的安装和使用地点，工艺条件和使用操作人员也比较固定，容器一般不是单独装设，而是用管道与其他设备相连接。

（1）固定式容器按它的压力和用途分类

1）按照压力等级分类

根据《容规》按压力容器的设计压力(P)分为低压、中压、高压、超高压四个压力等级，具体划分如下：

①低压(代号L) 0.1MPa≤P<1.6MPa ②中压(代号M) 1.6MPa≤P<10MPa

③高压(代号H) 10MPa≤P<100MPa ④超高压(代号U) P≥100MPa

2）按压力容器品种分类

压力容器按照在生产工艺过程中的作用原理，划分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器。具体划分如下：

①反应压力容器（代号R），主要是用于完成介质的物理、化学反应的压力容器，例如各种反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、变换炉、煤气发生炉等；

②换热压力容器（代号E），主要是用于完成介质的热量交换的压力容器，例如各种热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器等；

③分离压力容器（代号S），主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器，例如各种分离器、过滤器、集油器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等；

④储存压力容器（代号C，其中球罐代号B），主要是用于储存或者盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器，例如各种型式的储罐。

在一种压力容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应当按照工艺过程中的主要作用来划分品种。 （2）移动式容器

移动式压力容器是指由压力容器罐体或者大容积(≥1000L)钢制无缝气瓶与走行装置或者框架采用永久性连接组成运输装备。

《移动式压力容器安全技术监察规程》管辖的移动式压力容器包括：铁路罐车、汽车罐车、长管拖车、罐式集装箱和管束式集装箱等五大类。不包括罐船。

移动式压力容器以铁路罐车和汽车罐车较为常见。近年来罐式集装箱与长管拖车也日益增多。

（3）按安全的重要程度分类

压力容器的使用范围广、数量大，各种容器发生事故所产生的危害的严重程度也不一样。为了严格控制重要容器的产品质量，有区别地对安全要求不同的压力容器进行技术管理和监督检查，防止发生重大事故，有必要在压力容器的设计、制造和日常使用中的定期检验与上报等主要环节上实行分级(类)监督与管理。

《固定式压力容器安全技术监察规程》为了简化分类方法，并与欧盟承压设备分类方法的指导思想接轨，强化危险性原则，突出本质安全思想，按危险程度对压力容器进行分类监管。由设计压力、容积和介质危害性三个因素决定压力容器类别，不再考虑容器在生产过程中的作用、材料强度等级、结构形式等因素。

根据危险程度的不同，《固定式压力容器安全技术监察规程》适用范围内的压力容器划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类，利用PV值在不同介质分组坐标图上查取相应的类别，实行分类监督

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库特种设备基础知识在线全文阅读。