锅炉安全技术规程(TSG 11-2020)释义.pdf

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  • 有关单位采用新材料、新技术、新工艺,与本规程不一致,或者本规程未作要求, 可能对安全性能有重大影响的,应当向国家市场监督管理总局申报,由国家市场监督管 理总局委托特种设备安全与节能技术委员会进行技术评审,评审结果经国家市场监督管 理总局批准后投入生产、使用。

    ·条款说明:修改条款。

    本规程规定了锅炉的基本安全要求,锅炉生产、使用、检验、检测采用的技术标 准、管理制度等不得低于本规程的要求。

    ·条款说明:修改条款。 ·原《锅规》:1.8与技术标准、管理制度的关系 本规程规定了锅炉的基本安全要求,有关锅炉的技术标准、管理制度等不得低于本规程 的要求。 ·条款解释:本条款明确了本规程与有关技术标准、管理制度的相互关系。 “不得低于本规程的要求”表明本规程是最基本的安全要求,是政府颁布的,具有强制 性;当生产、使用、检验、检测采用的技术标准、管理制度等的要求与本规程不一致时,不 能低于本规程的规定,只能比本规程的要求更高。一般来说,专业技术标准要求应高于锅炉 规程的规定,企业标准要求应高于专业技术标准的要求。

    关热水锅炉、有机热载体锅炉、铸铁锅炉、铸铝锅炉和D级锅炉的专项要求, 程第10章的要求执行螺丝标准,并且优先采用

    ·条款说明:修改条款。 ·原《锅规》:1.9章节关系说明 有关热水锅炉、有机热载体锅炉、铸铁锅炉和D级锅炉的专项要求,分别按照本规程 第10章至第13章执行,并且优先采用。 ·条款解释:本条款是对第十章中四种锅炉专项产品的规定。 这次修订将锅炉专项产品要求合并为第十章,分别作为第十章的4个小节。同时随着铸 铝锅炉技术的逐步成熟,在铸铁锅炉基础上增加了铸铝锅炉的内容。 本条重点是介绍了第十章专项要求的内容和其他章节的关系,当专项要求与通用要求不 致时,优先执行专项要求的内容。

    (1)锅炉的节能环保应当满足法律、法规、安全技术规范及相关标准的要求; (2)锅炉销售单位应当建立并执行锅炉检查验收和销售记录制度,销售的锅炉应当 符合安全技术规范及相关标准的要求,其设计文件、产品质量合格证明等相关技术资料 和文件应当齐全; (3)锅炉的制造、安装、改造、修理、使用单位和检验机构应当按照特种设备信息 化要求及时填报信息。

    炉受压元件金属材料、承载构件材料及其焊接材料在使用条件下应当具有足 塑性、韧性以及良好的抗疲劳性能和抗腐蚀性能,

    ·条款说明:修改条款。 ·原《锅规》:2.1基本要求 锅炉受压元件金属材料、承载构件材料及其焊接材料应当符合相应国家标准和行业标准 的要求,受压元件金属材料及其焊接材料在使用条件下应当具有足够的强度、塑性、韧性以 及良好的抗疲劳性能和抗腐蚀性能。 ·条款解释:本条款明确了锅炉用材料的基本要求。 1.删除了....·应当符合相应国家标准和行业标准的要求” 锅炉受压元件金属材料、承载构件材料及其焊接材料的选用要求,已在本规程附件A 中进行了明确的规定,包括采用的材料标准以及适用范围等。材料标准中对材料的技术要 求、试验方法、检验规则以及包装、标志和质量证明书等方面均进行了明确的规定,故本次 修订,删除了“应当符合相应国家标准和行业标准的要求”的原则要求。 2.关于承载构件材料要求 本次修订将原《锅规》“受压元件金届材料及其焊接材料在使用条件下应当具有足够的 强度、塑性、韧性以及良好的抗疲劳性能和抗腐蚀性能”修改成“锅炉受压元件金属材料、 承载构件材料及其焊接材料在使用条件下应当具有足够的强度、塑性、韧性以及良好的抗疲 劳性能和抗腐蚀性能”,对承载构件及其焊接材料提高了基本要求。 一般由梁、柱、支撑系统以及连接系统等承载构件组成钢结构,支撑、悬吊锅炉本 体各部件,维持它们之间的相对位置,并承受介质、风、雪载荷和地震载荷等。按照锅 炉本体部件的固定方式,可分为支撑式与悬吊式结构。支撑式结构常用于中小容量的锅

    炉,其特点是锅炉本体部件的绝大部分荷载都支撑在锅炉钢结构上。悬吊式结构常用于 大中容量锅炉,其特点是锅炉本体主要部件通过吊杆悬吊在炉顶梁格上。这些承载构件 的质量性能与锅炉的运行安全息息相关,在锅炉的安装现场也发生过此类质量事故,故 要求锅炉承载构件材料在使用条件下也应当具有足够的强度、塑性、韧性以及良好的抗 疲劳性能和抗肩蚀性能。 3.关于锅炉用材料强度、塑性、韧性、抗疲劳性能和抗腐蚀性能的原则要求 (1)强度是指金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力,是衡量材料承载能力 (或抵抗失效能力)的重要指标。评价金属材料强度的指标有很多,如室温抗拉强度、室温 屈服强度、高温抗拉强度、高温屈服强度、持久强度、变极限等。 (2)塑性是指材料在外力作用下产生永久变形而不破坏的能力。评价金属材料塑性的常 用指标有断后伸长率和断面收缩率等。 (3)韧性是指金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。评价金属材料韧性的常用指标有 室温夏比冲击吸收能量等。 (4)疲劳是指工件在交变载荷作用下经长时间工作而发生断裂的现象。金属材料的疲劳 现象,按发生条件不同,一般分为下列几种: ①高周疲劳。高周疲劳是指在低应力(工作应力远低于材料的屈服极限,甚至远低于 弹性极限)条件下,应力循环周数在100000以上的疲劳,是最常见的一种疲劳破坏。 ②低周疲劳。低周疲劳是指在高应力(工作应力接近材料的屈服极限)或高应变条件 下,应力循环周数在10000~100000的疲劳。由交变应力导致的疲劳一般称为应力疲劳,由 交变塑性变形导致的疲劳一般称为塑性疲劳或应变疲劳。 ③热疲劳。热疲劳是指由于温度变化所产生热应力的反复作用,所造成的疲劳破坏。 ④腐蚀疲劳。腐蚀疲劳是指部件在交变栽荷和腐蚀介质(如酸、碱、海水、活性气体 等)的共同作用下所产生的破坏。 ③接触疲劳。接触疲劳是指工件的接触表面在接触应力的反复作用下,出现麻点剥落 或表面压碎剥落,从而造成的工件失效破坏。 (5)腐蚀是指金属材料受周圈介质的作用而损坏的现象。腐蚀过程一般通过两种途径进 行:化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是指金属表面与周围介质直接发生化学反应而引起的 腐蚀。电化学腐蚀是指金属材料(合金或不纯的金属)与电解质溶液接触,通过电极反应而 产生的腐蚀。

    (1)锅炉受压元件和与受压元件焊接的承载构件钢材应当是镇静钢; (2)锅炉受压元件用钢材(铸钢件除外)室温夏比冲击吸收能量(KV2)应当不低 于27J; (3)锅炉受压元件用钢材(铸钢件除外)的纵向室温断后伸长率(A)应当不小 于18%。

    锅炉受压元件和与受压元件焊接的承载构件钢材应当是镇静钢; 锅炉受压元件用钢材(铸钢件除外)室温夏比冲击吸收能量(KV)应当不低 )锅炉受压元件用钢材(铸钢件除外)的纵向室温断后伸长率(A)应当不小

    ·条款说明:修改条款。 ·原《锅规》:2.2性能要求 (1)锅炉受压元件和与受压元件焊接的承载构件钢材应当是镇静钢; (2)锅炉受压元件用钢材室温夏比冲击吸收能量(KV)不低于27J:

    (3)锅炉受压元件用钢板的室温断后伸长率(A)应当不小于18%。 ·条款解释:此条款是对钢的许用类别和常温力学性能的要求。 1.锅炉受压元件和与受压元件焊接的承载构件钢材应当是镇静钢 目前,锅炉受压元件和与受压元件焊接的承载构件材料主要是钢材。根据冶炼时脱氧程 度的不同,钢可分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。沸腾钢是指炼钢时仅加入锰铁进行脱氧, 脱氧不完全的钢。沸腾钢钢液铸锭时,有大量的一氧化碳气体逸出,钢液呈沸腾状。镇静钢 是指钢在精炼过程中采用锰铁、硅铁和铝锭等作为脱氧剂进行脱氧,脱氧完全的钢。镇静钢 在凝固过程中没有一氧化碳气体产生。相对于沸腾钢,镇静钢冶炼成本较高,其组织致密, 成分均匀,含硫量较少,性能稳定。半镇静钢是指冶炼时脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间 的钢。除此以外,还有一种特殊镇静钢,特殊镇静钢是指比镇静钢脱氧程度更充分彻底的 钢。镇静钢的质量优于沸腾钢和半镇静钢。 本次修订仍然保留了锅炉受压元件和与受压元件焊接的承载构件钢材应当是镇静钢的 要求。 2.对室温夏比冲击吸收能量和室温断后伸长率的要求 韧性是指钢材在断裂前吸收变形能量的能力,表征钢材发生脆性破坏的敏感程度,室温 夏比冲击吸收能量是评价钢材韧性的重要指标,室温夏比冲击吸收能量越高,则钢材韧性越 高,裂纹发生、发展速度越慢,对于脆性破坏的敏感程度就越低。室温夏比冲击吸收能量作 为保证锅炉安全运行的重要材料性能指标,在规程中有所要求。 塑性是指钢材在外力作用下产生永久变形而不破坏的能力,室温断后伸长率是评价 钢材塑性的重要指标,室温断后伸长率越大,钢材塑性变形能力越强,发生脆性破坏的 可能性越小。室温断后伸长率作为保证锅炉安全运行的重要材料性能指标,在规程中有 所要求。 铸钢件是指用铸钢制作的零部件,与铸铁性能相似,但比铸铁强度高,在锅炉中广泛使 用。由于工艺原因,铸钢件存在以下缺点: (1)组织不均匀。液态金属注入铸模后与模壁首先接触的一层液态金属因温度下降最 快,因此最先凝固成为较细晶粒。随着与模壁距离的增加,模壁影响逐渐减弱,晶体沿与模 壁相垂直的方向生长成彼此平行的柱状晶体。在铸钢件的中心部位,散热已无显著的方向 性,且可自由地朝各个方向生长直至彼此接触,故形成等轴晶区。由此可见,铸件内的组织 是不均匀的。一般说来,铸钢件品粒比较粗大。 (2)组织不致密。液态金属的结晶以树枝生长方式进行,树枝间的液态金属最后凝固 但树枝间很难由金属液体全部填满,会造成铸钢件存在组织不致密的情况。此外,注入铸模 中的液态金属在冷却及固过程中如果体积收缩而未获足够的补充,也可能形成疏松甚至缩 孔,导致组织不致密。 如前所述,由于铸钢件的铸造工艺,其组织不可避免地会存在组织不均匀和组织不致密 情况,导致其韧性、塑性相对较差,故本次修订将原来的“锅炉受压元件用钢材室温夏比冲 击吸收能量(KV)不低于27J”修订为“锅炉受压元件用钢材(铸钢件除外)室温夏比冲 击吸收能量(KV)应当不低于27J”,同时将原来的“锅炉受压元件用钢板的室温断后伸 长率(A)应当不小于18%”修订为“锅炉受压元件用钢材(铸钢件除外)的纵向室温断 后伸长率(A)应当不小于18%”,对锅炉受压元件用铸钢件的室温夏比冲击吸收能量以及 室温断后伸长率按相应的标准来进行要求,符合目前的实际情况。

    件除外),大部分采用轧制、锻造、拨制等工艺进行制造,受压元件不可避免地会存在各向 异性。为此,将原来的“锅炉受压元件用钢板的室温断后伸长率(A)应当不小于18%” 修订为“锅炉受压元件用钢材(铸钢件除外)的纵向室温断后伸长率(A)应当不小于 18%”,更加符合实际情况。 96版《蒸规》修订时关于室温夏比冲击能量的选取参考了德国TRD规程的要求,定为 27J,在这些年的实际应用中没有发生问题,本次修订也保持此数值未变。 随着我国钢材制造水平的不断提高,低合金钢、高合金钢以及不锈钢的性能稳定性也大 幅提升。根据目前锅炉用钢材的实际情况,本次修订将室温断后仲长率的要求由原来的“锅 炉受压元件用钢板”调整为“锅炉受压元件用钢材(铸钢件除外)”,数值与原规定保持 一致。

    锅炉受压元件用钢板、钢管、锻件、铸钢件、铸铁件、紧固件以及拉撑件和焊接材 料应当按照本规程附件A的要求选用。 附件A

    炉受压元件用钢板、钢管、锻件、铸钢件、铸铁件、紧固件以及拉撑件和焊接材 按照本规程附件A的要求选用。

    炉拉撑板应当选用锅炉用钢板材料。锅炉拉撑杆材料的选用应当符合YB/T 件用碳紫钢热轧圆钢及盘条》和GB/T699《优质碳紫结构钢》的要求。

    (1)各类管件(三通、弯头、变径接头等)以及集箱封头等元件可以采用相应的锅 炉用钢管材料热加工制作; (2)除各种形式的法兰外,碳素钢空心圆简形管件外径不大于160mm,合金钢空心 圆简形管件或者管帽类管件外径不大于114mm,如果加工后的管件同时满足无损检测合 格、管件纵轴线与圆钢的轴线平行的相应规定,可以采用轧制或者锻制圆钢加工; (3)灰铸铁不应当用于制造排污阀和排污弯管; (4)额定工作压力小于或者等于1.6MPa的锅炉以及蒸汽温度小于或者等于300℃ 的过热器,其放水阀和排污阀的阀体可以用本规程附件A中的可锻铸铁或者球墨铸铁 制造; (5)额定工作压力小于或者等于2.5MPa的锅炉的方形铸铁省煤器和弯头,可以采 用牌号不低于HT200的灰铸铁制造;额定工作压力小于或者等于1.6MPa的锅炉的方 形铸铁省煤器和弯头,可以采用牌号不低于HT150的灰铸铁制造,

    件的情况下(额定工作压力低于或者等于1.6MPa的锅炉以及蒸汽温度小于或者等于300℃ 的过热器)允许制造放水阀和排污阀的阀体。 (4)对于灰铸铁,由于其中的碳主要以片状石墨形态存在,对基体的割裂严重,在石圣 尖角处易造成应力集中,使灰铸铁的抗拉强度较低,故对于方形铸铁省煤器和弯头,限制条 件使用(额定工作压力低于或者等于2.5MPa的锅炉的方形铸铁省煤器和弯头,允许采用牌 号不低于HT200的灰铸铁;额定工作压力低于或者等于1.6MPa的锅炉的方形铸铁省煤器 和弯头,允许采用牌号不低于HT150的灰铸铁)。 (5)“用于承压部位的铸铁件不准补焊”的规定,已移至本规程 4. 1 进行要求,

    锅炉的代用材料应当符合本 料代用应当满足强度、结构和工 艺的要求,并且经过材料代用单位技术部门(包括设计和工艺部门)的同意。

    研制锅炉用新材料时,研制单位应当进行系统的试验研究工作,并且按照本规程 1.6的规定通过技术评审和批准。评审应当包括材料的化学成分、物理性能、力学性能、 组织稳定性、高温性能、抗腐蚀性能、工艺性能等内容。

    ·条款说明:修改条款。 ·原《锅规》:2.5新材料的研制 采用没有列入本规程的新材料时,试制前材料的研制单位应当进行系统的试验研究工 作,并且应当按照本规程1.6的规定通过技术评审和核准。评审应当包括材料的化学成分 物理性能、力学性能、组织稳定性、高温性能、抗腐蚀性能、工艺性能等内容。 ·条款解释:此条款是对新材料进行技术评审的要求。 本规程规定,用于锅炉制造的材料必须符合本规程的要求。采用没有列入本规程的新材 料时,应当按照本规程1.6的规定通过技术评审。技术评审由国家特种设备安全监督管理部 门委托特种设备安全与节能技术委员会进行。评审内容应根据材料的使用工况,至少包括以 下方面:化学成分、物理性能、力学性能、组织稳定性、高温性能、抗蚀性能、工艺性能 等。本规程对新材料的研制仅进行了原则规定,具体的评审方式应由特种设备安全与节能技 术委员会确定。

    (1)材料制造单位应当向材料使用单位提供质量证明书,质量证明书的内容应当齐 全,并且印制可以追溯的信息化标识,加盖材料制造单位质量检验章,同时在材料的明 显部位做出清晰、牢固的钢印标志或者其他标志; (2)锅炉材料采购单位从非材料制造单位取得锅炉用材料时,应当取得材料制造单 位提供的质量证明书原件或者加盖了材料经营单位公章和经办负责人签字(章)的复 印件; (3)材料使用单位应当对所取得的锅炉用材料及材料质盘证明书的真实性和一致性 负责。

    ·条款说明:修改条款。 ·原《锅规》:2.7材料质量证明 (1)材料制造单位应当按照相应材料标准和订货合同的规定,向用户提供质量证明书原 件,并且在材料的明显部位作出清晰、牢固的标志或者其他标志,材料质量证明书的内容应 当齐全、清晰,并且加盖材料制造单位质量检验章。 (2)锅炉用材料不是由材料制造单位直接提供时,供货单位应当提供材料质量证明书原 件或者材料质量证明书复印件并且加盖供货单位公章和经办人签章。 (3)锅炉材料使用单位应当对所取得的锅炉用材料及材料质量证明书的真实性和一致性 负责。 ·条款解释:此条款是对锅炉用材料质量证明文件的要求。 (1)根据总局加强特种设备信息化管理的相关要求,增加印制可以追溯的信息化标识的 要求。 (2)锅炉制造单位或安装单位从材料制造单位直接采购材料时,材料制造单位应当向用 户提供质量证明书原件。实际生产中,存在锅炉用原材料采购量较少,锅炉用材料不是由材 料制造单位直接提供的情况,因此直接提供质量证明书原件往往有困难。考虑到这些实际情 兄,本规程规定。锅炉材料采购单位从非材料制造单位取得锅炉用材料时,应当取得材料制 造单位提供的质量证明书原件或者加盖了材料经营单位公章和经办负责人签字(章)的复印 牛,在保证质量证明真实传递的前提下,满足实际生产需要。

    锅炉材料使用单位应当建立材料验收制度。锅炉制造单位应当按照JB/T3375《锅 炉用材料人厂验收规则》对锅炉用材料进行入厂验收(其他锅炉材料使用单位可参照执 行),合格后才能使用。 符合下列情况之一的材料可以不进行理化和相应的无损检测复验: (1)材料使用单位验收人员按照采购技术要求在材料制造单位进行验收,并且在检 验报告或者相关质量证明文件上进行见证签字确认的; (2)B级及以下锅炉用碳素钢和碳锰钢材料,实物标识清晰、齐全,具有满足本规 程2.8要求的质量证明书,质过证明书与实物相符的。

    ·条款说明:修改条款。

    ·原《锅规》:2.8材料验收 锅炉制造、安装、改造、修理单位应当对锅炉用材料按照有关规定进行入厂验收,合格 后才能使用。符合下列情形之一的材料可以不进行理化和相应的无损检测复验: (1)材料使用单位验收人员按照采购技术要求在材料制造单位进行验收,并且在检验报 告上进行见证签字确认的; (2)用于B级及以下锅炉的碳素钢钢板、碳素钢钢管以及碳素钢焊材,实物标识清晰 齐全,具有满足本规程2.7要求的质量证明书,并且质量证明书与实物相符的。 ·条款解释:此条款是对材料验收的要求。 (1)锅炉用材料在使用前必须进行验收,合格后才能用于制造锅炉元件。这种做法是根 据我国国情而做出的规定。国外工业发达的国家,一般是由技术检验机构在材料制造单位进 行监督检验。供需双方以合同为法律依据,双方严守合同的规定,一旦发生材料质量问题, 由供方全权负责,因而无需用户在使用前进行复验。目前,我国的锅炉用材料很少按照国际 惯例进行材料制造单位驻厂监检。因此,我国多年来的做法一直是由锅炉材料使用单位进行 入厂验收。 (2)随着我国钢材制造水平的不断提高,锅炉用材料的性能稳定性也大幅提升,为了提 高生产效率,在保证安全的前提下,对符合两种情况之一的材料可以免于理化和相应的无损 检测复验,即材料使用单位验收人员按照采购技术要求在材料制造单位进行验收,并且在检 验报告或者相关质童证明文件上进行见证签字确认的;或者B级及以下锅炉用碳素钢和碳 锰钢材料,实物标识清晰、齐全,具有满足本规程2.8要求的质量证明书,质量证明书与实 物相符的。 (3)对于材料制造地验收,即由材料使用单位验收人员在制造单位进行制造地验收,并 在检验报告或者相关质量证明文件上签证确认,这也是国标上通用的做法。 (4)对于碳锰钢材料,由于我国的钢材冶炼技术、制造水平、焊接水平大幅提高,近些 年在原材料复验方面,除碳素钢外,碳锰钢也很少出现问题,故本次修订,对B级及以下 锅炉用材料免于理化和相应的无损检测复验的范围由碳素钢钢板、碳素钢钢管以及碳素钢埠 材放宽至B级及以下锅炉用碳素钢和碳锰钢材料,在实物标记与质量证明书都满足要求的 前提下,可不进行理化检验。这样可有效减少锅炉制造单位的成本,缩短制造工期,符合目 前国内锅炉材料制造的实际情况。

    (1)锅炉材料使用单位应当建立材料保管和使用的管理制度,锅炉受压元件用的材 料应当有标记,切割下料前,应当作标记移植,并且使于识别; (2)焊接材料使用单位应当建立焊接材料的存放、烘干、发放、回收和回用管理 制度。

    ·条款说明:修改条款。 ·原《锅规》:2.9材料管理 (1)锅炉制造、安装、改造、修理单位应当建立材料保管和使用的管理制度、锅炉受压 元件用的材料应当有标记,切割下料前,应当作标记移植,并且便于识别; (2)焊接材料使用单位应当建立焊接材料的存放、烘干、发放、回收和回用管理制度。 ·条款解释:此条款是对材料管理的要求。 (1)锅炉材料使用单位(包括制造、安装、改造、修理单位等)应当建立材料保管和使

    用的管理制度,以防质量不合格的材料、未经验收的材料或非锅炉允许使用的材料用于 锅炉。 (2)锅炉受压元件用的材料应当有标记,切割下料前,应当作标记移植,并且便于识 别。这一要求是为了防止用错钢材,也是材料管理一个重要内容。 (3)焊接材料管理水平直接影响焊接接头的质量,必须重视焊接材料的管理。不但要有 严格的焊接材料的存放、烘干、发放、回收和回用管理制度,而且还必须严格执行,有了制 度而不认真执行,也不能保证焊接接头的质量。

    用的管理制度,以防质量不合格的材料、未经验收的材料或非锅炉充许使用的材料用于 锅炉。 (2)锅炉受压元件用的材料应当有标记,切割下料前,应当作标记移植,并且便于识 别。这一要求是为了防止用错钢材,也是材料管理一个重要内容。 (3)焊接材料管理水平直接影响焊接接头的质量,必须重视焊接材料的管理。不但要有 严格的焊接材料的存放、烘干、发放、回收和回用管理制度,而且还必须严格执行,有了制 度而不认真执行,也不能保证焊接接头的质量。

    本章共计25节,由“3.1基本要求”"3.2设计文件鉴定”“3.3强度计算”“3.4锅炉结构 的基本要求”“3.5锅简(壳)、炉胆等壁厚及长度”“3.6安全水位”“3.7主要受压元件的连 接”"3.8管孔布置”"3.9焊缝布置”“3.10板边元件直段长度”“3.11套管”“3.12定期排污 管”"3.13紧急放水装置”“3.14水(介质)要求、取样装置和反冲洗系统的设置”“3.15膨胀 指示器”“3.16与管子焊接的扁钢”3.17喷水减温器”“3.18锅炉启动时省煤器的保护列 "3.19再热器的保护”3.20吹灰及灭火装置”“3.21尾部烟道疏水装置”“3.22防爆门” *3.23门孔”3.24锅炉钢结构”"3.25直流电站锅炉特殊规定”组成。本章主要变化为: >在基本要求中增加了环保要求,同时还增加了对燃烧器安全、节能和环保的要求; >进一步明确和肯定了也可以采用试验或者其他计算方法确定锅炉受压元件强度,不 再要求按照本规程“1.6特殊情况的处理”的规定执行; >在炉腔和燃烧设备的结构以及布置、燃烧方式的要求中,增加了防止火焰直接冲刷 受热面的要求; >在T型接头的连接有关规定和要求中,增加了锅壳式余热锅炉。明确指出除受烟气 直接冲刷的部位的连接之外,在满足一定要求的情况下,可以采用T型接头的连接; >增加了对水(介)质的质量要求; >对于原条款中一些不够规范、不够严谨的用词用语作了修改。

    ·条款说明:修改条款。 ·原《锅规》:3.1基本要求 锅炉的设计应当符合安全、可靠和节能的要求。取得锅炉制造许可证的单位对锅炉产品 设计质量负责。 ·条款解释:本条款是关于锅炉设计的原则要求。 锅炉设计首先要保证安全、可靠,同时结合当前节能减排降耗的基本国策,还要求尽可 能满足节能和环保的要求。 我国锅炉行业的锅炉设计工作,是由具有相应资质的锅炉制造单位负责完成的。因此 锅炉制造单位即锅炉设计者必须要对其锅炉产品设计质量负责。 锅炉及其系统设计时,应当综合能效和大气污染物排放要求进行系统优化,以求获取最 佳的设计效果。锅炉设计制造单位应当向使用单位提供大气污染物初始排放浓度等相关技术

    ·条款说明:修改条款。 ·原《锅规》:3.2设计文件鉴定 锅炉本体的设计文件应当经过国家质检总局核准的设计文件鉴定机构鉴定合格后方可投 入生产。 ·条款解释:本条款是关于锅炉设计文件的规定。 设计质量与锅炉的安全运行息息相关,因此,对于设计质量的监督审查就十分必要。 《特设法》第二十条规定,锅炉、气瓶、氧舱、客运索道、大型游乐设施的设计文件 应当经负责特种设备安全监督管理的部门核准的检验机构鉴定,方可用于制造。 因此,按照《特设法》的规定,本规程规定了锅炉的设计文件应当经过鉴定

    条款说明:修改条款。 原《锅规》:3.3.1安全系数的选取

    条款说明:修改条款。 原《锅规》:3.3.1安全系数的选取

    3.3.2许用应力 许用应力取室温下的抗拉强度Rm、设计温度下的屈服强度Rsl(R2)、设计温度下持 久强度极限平均值RP、设计温度下蛎变极限平均值R,除以相应安全系数后的最小值。 对奥氏体高合金钢,当设计温度低于蠕变温度范围并且允许有微量的永久变形时, R0.2 (此规定不适用于法兰或者其他有 微母永久变形就产生泄漏或者故障的场合)。

    ·款说明:新增条款。 ·条款解释:本条款是确定锅炉用材料许用应力的基本原则要求。原《锅规》只明确了 安全系数的选取原则。确定安全系数的目的是确定材料的许用应力,以便进行受压元件强度 计算,根据强度计算结采选取金属材料并确定受压元件壁厚。 一般情况下钢种的许用应力值,常温下由抗拉强度控制,中温下由屈服强度控制,高温下由 持久强度控制。常用的钢材为碳钢与低合金钢,屈强比都在0.5左右,即材料屈服强度值仅是抗 拉强度值的1/2。当用屈服强度除以安全系数1.5时,所得到的许用应力值则为抗拉强度的1/3。 对于碳素钢和一般合金钢,许用应力的取值为室温下的抗拉强度、设计温度下的屈服强 度、设计温度下持久强度极限平均值、设计温度下烤变极限平均值分别除以相应安全系数后 取其计算结果中的最小值。 对于奥氏体高合金钢,分为两种情况,设计温度位于烯变范图和设计温度低于变范 围,当设计温度低于烯变范围时,可以适当提高许用应力至0.9Rpo.2。 设计温度低于变温度范图,表明材料破坏是由抗拉强度或屈服强度所控制。通常情况 下,许用应力提高到0.9倍的屈服强度,不会导致材料发生塑性变形,因此是安全的。 奥氏体高合金钢的屈强比,相对于碳钢与低合金钢就小得多了,一般屈强比可小至 0.25,即材料的屈服强度仅是抗拉强度的1/4。当用屈服强度除以安全系数1.5时,所得到 的许用应力值则为抗拉强度的1/6。此时若用基于屈服强度所得到的许用应力进行强度计 算,金属材料的安全裕度明显偏大。 因此,本条款对于奥氏体高合全钢适当提高了其许用应力,规定“当设计温度低于变 范图时,可以适当提高许用应力至0.9Rp0.2”,有利于锅炉设计选材和用材更加科学合理。

    3.3.3强度计算标准 锅炉本体受压元件的强度可以按照GB/T16507《水管锅炉》或者GB/T16508《铝 壳锅炉》进行计算和校核,也可采用试验或者其他计算方法确定锅炉受压元件强度。 锅炉范围内管道强度可以按照国家或者行业相关标准进行计算和校核

    ·原《锅规》:3.3.2强度计算标准 锅炉本体受压元件的强度可以按照GB/T9222《水管锅炉受压元件强度计算》或者 GB/T16508《锅壳锅炉受压元件强度计算》进行计算和校核。当采用试验或者其他计算方 法确定锅炉受压元件强度时,应当按照本规程1.6的规定执行。 A级锅炉范图内管道强度可按照DL/T5054《火力发电厂汽水管道设计技术规定》进行计 算;B级及以下锅炉范围内管道强度可按照GB50316《工业金属管道设计规范》进行计算。 ·条款解释:本条款是关于设计所依据的强度计算标准的规定。 目前,我国的锅炉受压元件的强度计算标准分为水管锅炉和锅壳锅炉两种。两种强度计 算标准中,相同的受压元件的计算公式完全一样,仅仅是在一些系数的选取上有些差异。这 些差异也是技术政策的规定,而不是理论上的差异。 由于本规程的适用范围包括主给水管道、主蒸汽管道、再热蒸汽管道等,因此,本条款 规定了锅炉范图内管道强度可以按照国家或者行业相关标准进行计算和校核。 本条款所列强度计算时所用试验方法或其他计算方法,包括有限元计算、爆破验证法 等。随着锅炉技术水平的不断发展,各种强度计算的核定方法都有了较快的发展。许多强度 核定方法比传统的核定方法更加精准可靠,允许采用这些方法进行强度校核,并且不再要求

    ·原《锅规》:3.3.2强度计算标准 锅炉本体受压元件的强度可以按照GB/T9222《水管锅炉受压元件强度计算》或者 GB/T16508《锅壳锅炉受压元件强度计算》进行计算和校核。当采用试验或者其他计算方 法确定锅炉受压元件强度时,应当按照本规程1.6的规定执行。 A级锅炉范图内管道强度可按照DL/T5054《火力发电厂汽水管道设计技术规定》进行计 算;B级及以下锅炉范围内管道强度可按照GB50316《工业金属管道设计规范》进行计算。 ·条款解释:本条款是关于设计所依据的强度计算标准的规定。 目前,我国的锅炉受压元件的强度计算标准分为水管锅炉和锅壳锅炉两种。两种强度计 算标准中,相同的受压元件的计算公式完全一样,仅仅是在一些系数的选取上有些差异。这 些差异也是技术政策的规定,而不是理论上的差异。 由于本规程的适用范围包括主给水管道、主蒸汽管道、再热蒸汽管道等,因此,本条款 规定了锅炉范图内管道强度可以按照国家或者行业相关标准进行计算和校核。 本条款所列强度计算时所用试验方法或其他计算方法,包括有限元计算、爆破验证法 等。随着锅炉技术水平的不断发展,各种强度计算的核定方法都有了较快的发展。许多强度 核定方法比传统的核定方法更加精准可靠,允许采用这些方法进行强度校核,并且不再要求

    3.4锅炉结构的基本要求

    (1)各受压元件应当有足够的强度; (2)受压元件结构的形式、开孔和焊缝的布置应当尽量避免或者减少复合应力和应 力集中; (3)锅炉水(介)质循环系统应当能够保证锅炉在设计负荷变化范围内水(介)质 循环的可靠性,保证所有受热面得到可靠的冷却;受热面布置时,应当合理地分配介质 流盘,尽量减少热偏差; (4)锅炉制造单位应当选用满足安全、节能和环保要求的燃烧器;炉膛和燃烧设备 的结构以及布置、燃烧方式应当与所设计的燃料相适应,防止火焰直接冲刷受热面,并 且防止炉膛结渣或者结焦; (5)非受热面的元件,壁温可能超过该元件所用材料的许用温度时,应当采取冷却 或者绝热措施; (6)各部件在运行时应当能够按照设计预定方向自由膨胀; (7)承重结构在承受设计载荷时应当具有足够的强度、刚度、稳定性及防腐蚀性; (8)炉膛、包墙及烟道的结构应当有足够的承载能力; (9)炉墙应当具有良好的绝热和密封性; (1O)便干安装、运行操作、检修和清洗内外部

    ·原《锅规》:3.4锅炉结构的基本要求 (1)各受压部件应当有足够的强度; (2)受压元件结构的形式、开孔和焊缝的布暨应当尽量避免或者减小复合应力和应力集中; (3)锅炉水循环系统应当能够保证锅炉在设计负荷变化范围内水循环的可靠性,保证所 有受热面都得到可靠的冷却。受热面布置时,应当合理地分配介质流量,尽量减小热偏差; (4)炉膛和燃烧设备的结构以及布置、燃烧方式应当与所设计的燃料相适应,并且防止 炉结渣或者结焦; (5)非受热面的元件,当壁温可能超过该元件所用材料的许用温度时,应当采取冷却或 者绝热措施; (6)各部件在运行时应当能够按照设计预定方向自由膨胀; (7)承重结构在承受设计载荷时应当具有足够的强度、刚度、稳定性及防腐蚀性; (8)炉膛、包墙及烟道的结构应当有足够的承载能力; (9)炉墙应当具有良好的绝热和密封性; (10)便于安装、运行操作、检修和清洗内外部。 ·条款解释:本条款是对锅炉结构的基本要求。 本条款主要修改内容: 对原条款“(3)锅炉水循环….….”文字修改为“锅炉水(介质)循环..”,锅炉工质除水 之外,还有有机热载体等,仅仅说“水循环”,显然用词不够严谨,所以添加了“介质”两字; 对原条款(4)补充了“锅炉制造单位应当选用满足安全、节能和环保的燃烧器”以及 防止火焰直接冲刷受热面的要求。 其他内容和文字未作变化,下面按照本条款内容逐一进行解释:

    (1)锅炉受压部件应该有足够的强度。锅炉是承受内压的特种设备,若锅炉设计、运行 和使用不当,锅炉就可能发生事故。锅炉受压部件应有足够的强度,是保证锅炉安全运行和 使用的基本要求。所谓受压部件有足够的强度,就是在锅炉设计时,必须按照国家现行的锅 炉强度计算标准和规范进行锅炉受压元件的强度计算,选取合适的受压元件材料及其厚度, 确保锅炉在设计条件下安全运行和使用。目前,世界各国根据自己的国情,都制定有相应的 锅炉强度计算标准或方法。 同一锅炉受压元件,在相同的工作状态下,由于设计时使用的强度计算标准或方法不 同,尽管所选用的材质相同,但受压元件的厚度却有所不同。因此,所谓受压部件有足够的 强度,是相对于锅炉设计时所选用的强度计算标准或方法而言的,符合所选用的强度计算标 准或方法的规定和要求,即谓之受压部件有足够的强度。 (2)锅炉的结构形式应尽量减小复合应力或应力集中。由于锅炉结构的原因,锅炉受压 元件出现应力的叠加(复合应力)和应力集中是难以避免的。如常见的受压元件开孔,由于 结构连续性遗到破坏,在孔边必然要产生应力集中现象。因此,在锅炉设计和制造时,应采 取必要措施尽可能减小应力集中。为了防止开孔产生的附加应力与其他应力叠加,本规程和 有关标准都对锅炉受压元件的开孔位置作出了规定和限制。同样,为了防止焊接残余应力与 其他应力叠加,本规程和有关标准关于锅炉受压元件焊缝的布置也有相应的规定和限制。 (3)锅炉水(介质)循环系统应当能够保证锅炉在设计负荷变化范围内水(介质)循环 的可靠性,保证所有受热面得到可靠的冷却;受热面布置时,应当合理地分配介质流量,尽 量减小热偏差; 可靠的锅炉水(介质)循环系统,能够使锅炉运行时各受热面得到可靠而有效的冷却,这是 保证锅炉安全运行的前提。为了保证受热面得到可靠冷却,锅炉设计时要使各受热面内介质有足 够的流速,以便加强介质对受热面的冷却效果,从而将金属壁温控制在材料允许的适用温度之内。 锅炉运行时,同一受热面烟气侧、工质侧必然存在一定的热偏差,这是难以彻底避免 的。锅炉设计时应当合理分配介质流量,尽量减小热偏差,以利于锅炉安全运行。 锅炉设计时还要注意选取适当的烟气流速。提高烟气流速虽然可以增强烟气对受热面管 壁的对流传热效果,但也不宜过高。过高的烟气流速不仅增加了管壁的磨损,同时也会导致 管壁金属温度的升高,不利于锅炉安全运行。 对于一些小型水管锅炉和火管锅炉,设计时还要保证其最高火界低于最低安全水位,以 保证受热面始终得到可靠冷却。 如果受热面金属未能得到可靠的冷却,将会导致受热面金属管壁温超出其适用温度范 国,金属材料将会因壁温过热而导致材料金相组织发生变化,力学性能下降,从而影响锅炉 使用寿命,基至发生锅炉事故。 (4)锅炉制造单位应当选用满足安全、节能和环保的燃烧器;炉腔和燃烧设备的结构以 及布置、燃烧方式应当与所设计的燃料相适应,防止火焰直接冲刷受热面,并且防止炉膛结 渣或者结焦; 锅炉燃烧器性能与安全、节能和环保息息相关。电站锅炉燃烧器一般由锅炉制造单位根 据燃料及环保要求自行设计制造,应具有良好的安全、节能和环保性能。小型锅炉一般配五 外购燃烧器,应当注意一定要选用满足安全、节能和环保的燃烧器。 本条款主要是针对煤粉锅炉,提出的关于燃烧方式、炉膛及然烧器结构和布五要与所用 燃料相匹配的原则要求。同时燃用煤粉的锅炉还要防止炉膛结焦或结渣,而火焰直接冲刷受 热面,也是导致炉膛结焦或结渣的主要原因之一。因此,锅炉设计和运行时要注意防止火焰

    该条款是基于1993年3月10日,浙江宁波某电厂600MW锅炉机组发生特大锅炉爆炸 伤亡事故而制定的。该起事故造成23人死亡,8人重伤,直接经济损失780多万,导致华 东地区一段时期供电紧张。究其原因,就是因为所用燃料与燃烧方式、炉睦及燃烧器结构和 布置不相匹配,造成炉膛严重结焦,炉膛上部屏式过热器处结焦后巨大焦块坠落,将炉底冷 灰斗水冷壁管子砸破,大量高温高压水蒸气瞬间急速喷出,造成重大人身伤亡事故。就在同 一电厂,其他锅炉厂家设计制造的相同运行参数的锅炉,由于炉睦结构和燃烧器布置不同, 对燃煤煤种的适应性较强,锅炉运行状况正常,就没有严重的结渣和结焦问题发生。由此可 知,炉腔和燃烧设备的结构以及布置、燃烧方式应当与所设计的燃料相适应,是多么的重 要,锅炉设计时必须要给予充分重视。鉴于此事故,在1996版《蒸汽锅炉安全技术监察规 程》中特意增加了此项条款并一直保留至今。 (5)锅炉本体中除了受热面元件外,还有许多非受热面元件,如水冷壁的吊架,过热器 的吊架和梳形板、省煤器的支撑梁、燃油锅炉尾部吹灰器等,在锅炉运行时也会受到火焰或 高温烟气的加热。这些非受热面元件的壁温如采超过所用材料的适用温度,不仅会影响这些 元件的使用寿命,而且因这些非受热面元件的损坏也会导致受热面元件发生事故。锅炉运行 时,这些元件不可能直接得到锅炉工质的冷却,金属材料壁温也有可能会超过材料的适用温 度。因此,对于这些受热的非受热面元件,应当尽可能对其采取冷却或绝热措施。 (6)物体热胀冷缩,是其基本特性之一。锅炉运行时,炉内部件将会受到火焰、高温烟 气的加热:炉外部件虽然不会接触到火焰或者烟气,但是如炉外管道等部件仍然会受到管内 介质的加热而壁温升高。因此,在进行锅炉结构设计时必须要考虑各部件受热膨胀的问题 而且应当明确设定其胀方向。当锅炉受压元件热膨胀受阻时,因其自由膨胀受到制,受 压元件中将会产生一个附加热应力,从而改变了受压元件的工作状态。在锅炉受压元件强度 设计计算时,必须要考虑这一附加热应力。锅炉设计时,应当明确设定受压元件的膨胀方 向,尽可能使其受热后能够自由膨胀或者尽量减少对其热胀的限制,以便降低附加热应 力。锅炉受压元件受热时很难做到完全的自由膨胀,电站锅炉设计时一般还要进行受热面和 管道系统受热后的应力分析计算,以确保锅炉安全运行。1980年版及以前的锅炉规程均是 规定受热自由膨胀,显然是难以真正做到的。1987年版及以后的锅炉规程才明确了按设计 预定方向自由膨胀,此规定一直延续至今。 (7)锅炉承重结构,如钢结构是锅炉的重要组成部分,目前大型电站锅炉的钢结构已是 近百米之高的庞然大物,锅炉本体总重已达万吨,全部要悬吊于锅炉钢架之上,必须要具有 足够的强度、刚度、稳定性及防腐蚀性,其重要性不言而喻。 (8)炉膛、包墙及烟道结构应有足够的承栽能力。炉,尤其是由水冷壁管组成的煤粉锅炉 炉膛,必须要有足够的承载能力,以防炉膛在非正常燃烧工况下,一旦发生煤粉爆燃,可以减轻 对炉膛的破坏程度。由包墙过热器管所组成的锅炉侧墙及锅炉顶棚,当炉腔出现爆燃事故时,也 将受到巨大冲击力,当然也应具有足够的承载能力。随着锅炉环保要求的日益严格,电站锅炉尾 部还要加装脱硫和脱硝装置等设备。这些环保装置运行时,将会给锅炉炉腔和烟道形成较大的负 压,这一情况也要求炉、包墙和烟道具有足够的承载能力,承受因炉内负压而产生的炉外压 力。炉膛设计承压能力应按有关规程和技术标准确定。对于机组容量大于等于300MW的电站锅 炉,炉腔设计承压能力一般应高于等于5.8kPa,瞬间最大承压能力一般为土8.7kPa。 (9)炉墙应有良好的绝热和密封性。炉墙具有良好的绝热性,可有效地减少锅炉散热损

    道,可有效防止炉外空气向炉内漏风,避免或降低炉内漏风对锅炉热效率的影响。对于正压 运行状态下的炉腔和炉墙,因密寸性能不好可能导致高温火焰或烟气向炉外泄漏,将会危及 锅炉运行人员的人身安全。因此,炉墙必须要具有良好的绝热和密封性。 (10)锅炉的结构应便于安装、运行操作、检修和清洗内外部。为此,需要设置尺寸规 格合适的、数量足够的各类门孔,设运行操作平台和扶梯。设计时尤其要注意锅炉管道和 锅炉钢架的渠、柱、平台等的布置不要妨碍各类门孔的正常使用。

    3.5.1水管锅炉锅筒壁厚 锅筒的取用壁厚应当不小于6mm。 3.5.2锅壳锅炉壁厚及炉胆长度

    锅壳内径大于1000mm时,锅壳筒体的取用壁厚应当不小于6mm;当锅壳内 于1000mm时 取样标准,锅壳筒体的取用壁厚应当不小于4mm

    ·条款说明:保留茶款。 ·原《锅规》:3.5锅简(锅壳)、炉胆等壁厚及长度(略) ·条款解释:本条款是对锅炉锅简(壳)简体最小取用壁厚的规定。 最小壁厚的限制主要考虑简体失稳的问题,同时也兼顾加工和腐蚀裕量的要求。如果锅简工 作压力较低,简体强度计算的结果得出设计所需壁厚可能很萍,虽然简体强度没有问题,但是 如果简体壁厚太游,将导致简体整体稳定性不好,也会影响锅炉的安全正常运行。因此,本条款 对简体最小壁厚作出了限制。当强度计算结果所得壁厚小于本条款规定时,设计取用壁厚也不得 小于本条款所规定的最小壁厚。最小壁厚数值为经验数值,同时与国外规范基本一致。 对原条款个别词语作了修改,使其更加规范,如:3.5标题中的锅简(锅壳)......" 修改为“锅简(壳)..….”;3.5.2(1)中的“当锅壳内径不超过...”修改为“当锅壳内

    (2)锅壳锅炉的炉胆内径应当不大于1800mm,其取用壁厚应当不小于8mm,并且 不大于22mm;炉胆内径不大于400mm时,其取用壁厚应当不小于6mm; (3)卧式内燃锅炉的回燃室筒体的取用壁厚应当不小于10mm,并且不大于35mm; (4)卧式锅壳锅炉平直炉胆的计算长度应当不大于2000mm,如果炉胆两端与管板 扳边对接连接,平直炉胆的计算长度可以放大至3000mm。

    ·条款说明:保留条款。

    ·原《锅规》:3.5.2(2)、(3)(路) ·条款解释:本条款是对锅壳锅炉高温区部件主要几何尺寸的规定。 本条款限制了高温区部件的最大、最小壁厚,关于限制最小壁厚的原因前面已经讲过,主要 考虑部件失稳的问题,而最大壁厚的限制,主要是考虑了高温区温差应力过大的问题。锅炉运行 时,炉胆内壁由于直接和火焰或高温烟气接触,壁温较高,而炉胆外壁由于介质的冷却作用,壁 温相对较低。随着炉胆壁厚的增大,这种存在于炉胆内外壁之间的壁温差也将随之增大,将会不 可避免地在简壁上产生过大的温差应力,造成部件损坏。本条款参考了英国标准BS2790、德国 TRD和IS05730,规定了承受外压的炉胆其最大壁厚应不大于22mm,回然室不大于35mm。 考虑到炉胆直径越大,其稳定性越差;同时,在相同的工作状态下,炉胆直径越大,强 度计算其所需简体厚度也就越大,其厚度有可能超过最大壁厚的限制。再考虑到保证燃烧稳

    定的需要,燃烧器与炉胆尺寸应相互匹配,本条款参考了英国标准BS2790、德国TRD和 IS05730,本条款规定炉胆的最大内径不大于1800mm。 根据经验数值,本条款规定:对于承受外压的炉胆、回燃室的最小壁厚分别应不小于 8mm和10mm。当炉胆内径不大于400mm时,最小壁厚应不小于6mm。 炉胆长度的有关规定主要是考虑热膨胀的问题,炉胆直接和火焰接触,相应的金属壁温 和受热仲长量也较大,将在炉胆与管板连接处产生附加热应力。为避免该附加热应力过大, 对炉胆的计算长度应当子以限制。 国外有关锅炉规范对平直炉胆的计算长度也有限制,具体规定也不完全一样。如:英国 标准BS2790和ISO5730规定,除了回燃式平直炉胆外,其计算长度不大于3000mm。根 据我国国情提出了平直炉胆的计算长度不大于2000mm,如果炉胆两端与管板扳边对接连接 时,平直炉胆的计算长度不大于3000mm的限制要求。 本条款对原条款个别词语作了修改,使其更加规范,如:“不超过”修改为“不大于”,“小 于或者等于”修改为“不大于”。同时,将原条款(2)中的“卧式内燃锅炉的回燃室简体的取用 壁厚应当不小于10mm,并且不大于35mm”单独列为现条款的(3),内容未作变化。

    3.5.3胀接连接 (1)胀接连接的锅简(壳)的筒体、管板的取用壁厚应当不小于12mm; (2)胀接连接的管子外径应当不大于89mm。

    1)水管锅炉锅筒的最低安全水位,应当保证下降管可靠供水; 2)锅壳锅炉的最低安全水位发电机标准规范范本,应当高于最高火界100mm;锅壳内径不大 nm的卧式锅壳锅炉,最低安全水位应当高于最高火界75mm;

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