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连载一:锅炉安全技术监察规程(节选)—第十一章 有机热载体锅炉及系统
作者: 发布于:2013/10/12 14:42:11 点击量:

                           特种设备安全技术规范          tsg g0001-2012

 

 

 

 

 

 

 

 

锅炉安全技术监察规程

boiler safety technical supervision administration regulation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布

2012年 10 月 23 日

 

 

 

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前    言

 

      2007年5月,国家质量监督检验检疫总局(以下简称国家质检总局)特种设备安全监察局(以下简称特种设备局)下达制(修)订《锅炉安全技术监察规程》(以下简称《锅规》)的立项计划。2007年9月,中国特种设备检测研究院(以下简称中国特检院)牵头组织有关专家成立了制(修)订工作组并且在北京召开第一次工作组会议,讨论了《锅规》制(修)订的原则、重点内容及主要问题、结构(章节)框架,并且就起草工作进行了具体分工,制定了起草工作时间表。2007年10月至2008年3月期间,召开各分小组讨论会议。2008年4月,工作组在杭州召开了第二次全体会议,经过讨论,形成了《锅规》第一次征求意见稿,特种没备局以质检特函[2008]67号文征求基层部门、有关单位和专家及公民的意见。2009年12月,工作组召开了第三次工作会议,对第一次征求意见进行研究讨论,形成第二次征求意见稿,特种设备局以质检特函[2010]lo号文第二次面向全社会征求意见。2010年5月,工作组召开第四次会议,根据征求的意见,研究处理形成送审稿。在制(修)订过程中,还多次邀请锅炉厂和电力部门专家召开材料等专题讨论会议。2011年3月,特种设备局将送审稿提交给国家质检总局特种设备安全技术委员会审议,工作组根据审议意见修改后形成了报批稿。2012年2月,《锅规》的报批稿由国家质检总局向wto/tbt进行了通报。2012年10月23日,《锅规》由国家质检总局批准颁布。

      本次修订工作的基本原则,是将原劳动人事部颁布的《蒸汽锅炉安全技术监察规程》(1996年颁发)、《热水锅炉安全技术监察规程》(1991年颁发,1997年修订)、《有机热载体炉安全技术监察规程》(1993年颁发),以及原国家质量技术监督局2000年颁布的《小型和常压热水锅炉安全监察规定》等进行整合;充分体现法规是安全基本要求的思想,在设计、制造、安装、改造、修理、使用、检验等方面提出基本安全要求,基本保留原来行之有效的主体内容,使之成为我国锅炉相关法规和技术标准的基础和出发点;从锅炉发展现有情况和安全监察分类、分级管理的实际需要出发,进行了锅炉设备分级;结合当前节能减排降耗的基本国策,吸纳成熟的科技进步和科学管理成果,提出有关的基本要求;适应当前锅炉技术发展的需要,充分吸纳我国电力、机械、钢铁系统的成熟技术和管理经验,重点增加大型发电锅炉的有关内容,同时着力调整小型锅炉的安全技术要求;借鉴国外经验,与国际惯例接轨,形成一套与国际通行做法基本一致又适合我国国情的锅炉安全监察工作的基本制度;在保证安全的前提下进一步落实企业的主体责任,减少行政审批和简化审批程序,促进经济发展;为持续推进技术进步,与时俱进,实时吸收先进科技成果,给新材料、新工艺、新技术、新方法的应用以及特殊问题留有出路和渠道。

 

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      参加《锅规》制(修)订工作的主要单位和人员如下:

      中国特种设备检测研究院                              郭元亮    童有武   张秉昌

                                                                     马殿忠    钱  公    陈新中

                                                                     窦文宁    李林录   廖晓炜

                                                                     王兴胜    刘树华  

       国家质捡总局特种设备安全监察局                 王晓雷    李  军    冷  浩

       中国锅炉水处理协会                                   鹿道智    郭  华    王骄凌

       浙江省质量技术监督局                                冯维君    赵欣刚

       北京巴布科克·威尔科克斯有限公司                孔伯汉

       哈尔滨锅炉厂有限责任公司                          李文健

       东方锅炉股份有限公司                                姚本荣

       上海锅炉厂有限公司                                   杨佩良

       武汉锅炉股份有限公司                                郭国顺

       杭卅锅炉集团股份有限公司                          薛以泰

       泰山集团股份有限公司                                宫献平

       中国大唐集团新能源股份有限公司                 张勋奎

       中国华电集团公司                                      郭召松

       华电国际电力股份有限公司                          郭爱国

       西安热工研究院有限公司                             贾建民

       广东省特种设备检验研究院东莞分院              何泾渭

       北京电力建设公司                                      邢士运

       苏州首诺导热油有限公司                             陈南岭

       江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院  宗黎新

       广州市特种承压设备检测研究院                    杨  麟

       国家电网华东电网有限公司                          程黎明

       中国纺织工业设计院                                   陈雅芬

       北京航天动力研究所加热炉事业部                 俞维根

       中国特种设备检测研究院、中国锅炉水处理协会、哈尔滨锅炉厂有限责任公司、上海锅炉厂有限公司、东方锅炉股份有限公司、武汉锅炉股份有限公司、北京巴布科克·威尔科克斯有限公司、杭州锅炉集团股份有限公司、大连锅炉厂、泰山集团股份有限公司、浙江力聚热水机有限公司等单位为本次《锅规》制(修)订提供了大力支持和帮助。

 

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目    录

 

1  总  则…………………………………………………………………………………(1)

2  材  料…………………………………………………………………………………(3)

3  设  计………………………………………………………………………………  (10)

4  制  造………………………………………………………………………………  (17)

5  安装、改造、修理 …………………………………………………………………(31)

6  安全附件和仪表…………………………………………………………………… (34)

7  燃烧设备、辅助设备及系统……………………………………………………… (46)

8  使用管理…………………………………………………………………………… (48)

9  检  验………………………………………………………………………………   (52)

10  热水锅炉及系统……………………………………………………………………(56) 

11  有机热载体锅炉及系统……………………………………………………………(57)

12  铸铁锅炉……………………………………………………………………………(64)

13  d级锅炉…………………………………………………………………………… (66)

14  附  则……………………………………………………………………………… (68)

 

附件a  锅炉产品合格证……………………………………………………………… (69)

        附表a  锅炉产品数据表………………………………………………………   (70)

附件b 特种设备代码编号方法…………………………………………………………(71)

相关规章和规范历次制(修)订情况…………………………………………………(73)

 

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      有机热载体锅炉及系统

    11.1  有机热载体

    11.1.1  最高允许使用温度和产品型式试验

    有机热载体产品的最高允许使用温度应当依据其热稳定性确定,其热稳定性应当按照gb/t 23800《有机热载体热稳定性测定法》规定的方法测定。

    有机热载体产品质量应当符合gb 23971《有机热载体》的规定,并且通过产品型式试验,型式试验按照《锅炉水(介)质处理监督管理规则》(tsg g5001)的要求进行。

    11.1.2  选择和使用条件

    有机热载体产品的选择和使用应当符合gb 24747《有机热载体安全技术条件》的规定,未采取有效和可靠的防泄漏安全措施时,有机热载体不应当直接用于加热或者冷却具有氧化作用的化学品。在用有机热载体每年至少取样检验一次。

    11.1.3  不同有机热载体的混合使用

    不同化学组成的气相有机热载体不应当混合使用,气相有机热载体不应当与液相有机热载体混合使用,合成型液相有机热载体不宜与矿物型有机热载体混合使用。

    11.1.4  最高工作温度

    有机热载体的最高工作温度不应当高于其自燃点温度,并且至少低于其最高允许使用温度10℃,燃煤锅炉或者炉膛辐射受热面平均热流密度大于0.05mw/m2的锅炉,有机热载体的最高工作温度应当低于其最高允许使用温度20℃。

    11.1.5  最高允许液膜温度

    有机热载体的最高允许使用温度小于或者等于320℃时,其最高允许液膜温度应当不高于最高允许使用温度加20℃。有机热载体的最高允许使用温度高于320℃时,其最高允许液膜温度应当不高于最高允许使用温度加30℃。

    11.2  锅炉

    11.2.1  锅炉及其附属容器的设计压力

    (1)锅炉的设计计算压力取锅炉的额定工作压力加0.3mpa,并且对于火焰加热的锅炉,其设计计算压力应当不低于1.0mpa;对于电加热及余(废)热锅炉,其设计计算压力应当不低于0.6mpa;

    (2)有机热载体系统中的非承压容器的最小设计计算压力应当为0.2mpa,承压容器的设计计算压力至少为其额定工作压力加0.2mpa。

    11.2.2  使用气相有机热载体的强制循环液相锅炉工作压力

    强制循环液相锅炉使用气相有机热载体时,其工作压力应当高于其最高工作温度加20℃条件下对应的有机热载体饱和压力。

    11.2.3  火焰加热锅炉的炉管布置

    火焰加热锅炉的炉管布置应当使锅炉内有机热载体受热均匀,不应当出现火焰直接与受热面接触的现象。

 

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    11.2.4  电加热锅炉的最大热流密度

    电加热器所用电热元件的金属护套表面最大热流密度一般不超过0.02mw/m2。对于管道式电加热器所用电热元件,在保证低温启动安全的条件下,其金属护套表面最大热流密度可以适当提高。

    11.2.5  锅炉的计算最高液膜温度

    锅炉的计算最高液膜温度不应当超过所选用的有机热载体的最高允许液膜温度。锅炉制造单位应当在锅炉出厂资料中提供锅炉最高液膜温度和最小限制流速的计算结果。

    11.2.6  自然循环气相锅炉的有机热载体容量

    自然循环气相系统中使用的锅炉,设计时应当保证锅筒最低液位以上可供蒸发的有机热载体容量能够满足该系统气相空间充满蒸气。

    11.2.7  耐压试验和气密性试验

    (1)整装出厂的锅炉、锅炉部件和现场组(安)装完成后的锅炉,应当按照1.5倍的工作压力进行液压(或者按照设计规定进行气压)试验;采用液压试验的气相锅炉还应当按照工作压力进行气密性试验;

    (2)锅炉的气压试验和气密性试验应当符合《固定式压力容器安全技术监察规程》的有关技术要求;

    (3)液压试验应当采用有机热载体或者水为试验介质,气压(密)试验所用气体应当为干燥、洁净的空气、氮气或者其他惰性气体;采用有机热载体为试验介质时,液压试验前应当先进行气密性试验;采用水为试验介质时,水压试验完成后应当将设备中的水排净,并且使用压缩空气将内部吹干。

    11.3   安全附件和仪表

    11.3.1  安全阀设置

    11.3.1.1  气相锅炉及系统

    (1)自然循环气相系统至少装设两个不带手柄的全启式弹簧式安全阀,一个安装在锅炉的气相空间上方,另一个安装在系统上部的用热设备上或者供气母管上;

    (2)液相强制循环节流减压蒸发气相系统的闪蒸罐和冷凝液罐上应当装设安全阀,额定热功率大于1.4mw的闪蒸罐上应当装设两个安全阀;

    (3)气相系统的安全阀与锅炉或者管线连接的短管上应当串连一只爆破片,安全阀和爆破片的排放能力应当不小于锅炉的额定蒸发量,爆破片与锅炉或者管线连接的短管上应当装设一个截止阀,在锅炉运行时截止阀应当处于锁开位置。

    11.3.1.2  液相锅炉及系统

    液相锅炉应当在锅炉进口和出口切断阀之间装设安全阀。当液相锅炉与膨胀罐相通,并且二者之间的联通管线上没有阀门时,锅炉本体上可以不装设安全阀。闭式膨胀罐上应当装设安全阀。

 

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    11.3.2  安全泄压装置

    闭式低位储罐上应当装设安全泄压装置。

    11.3.3  压力测量装置

    气相锅炉的锅筒和出口集箱、液相锅炉进出口管道上、循环泵及过滤器进出口、受压部件以及调节控制阀前后应当装设压力表。压力表存液弯管的上方应当安装截止阀或者针形阀。

    11.3.4  液位测量装置

    (1)锅筒、闪蒸罐、冷凝液罐和膨胀罐等有液面的部件上应当各自装设独立的一套直读式液位计和一套自动液位检测仪;

    (2)有机热载体储罐需要装设一套直读式液位计;

    (3)直读式液位计应当采用板式液位计,不应当采用玻璃管式液位计。

    11.3.5  温度测量装置

    锅炉进出口以及系统的闪蒸罐、冷凝液罐、膨胀罐和储罐上应当装设有机热载体温度测量装置。

    11.3.6  安全保护装置

    11.3.6.1  基本要求

    锅炉和系统的安全保护装置应当根据其供热能力、有机热载体种类、燃料种类和操作条件的不同,按照保证安全运行的原则设置。

    锅炉及系统内气相有机热载体总注入量大于1m3及液相有机热载体总注入量大于5m3时,应当按照本规程11.3.6.2 ~11.3.6.6要求装设安全保护装置。

    11.3.6.2  炉膛灭火系统

    火焰加热锅炉的炉膛应当配备惰性气体灭火系统。

    11.3.6.3  系统报警装置

    (1)自然循环气相锅炉出口处应当装设超压报警装置;

    (2)液相强制循环锅炉的出口处应当装设有机热载体的低流量、超温、超压和低压报警装置;

    (3)火焰加热锅炉应当装设出口烟气超温报警装置;

    (4)闪蒸罐、冷凝液罐和膨胀罐应当装设高液位和低液位报警装置,闪蒸罐、冷凝液罐和闭式膨胀罐还应当装设超压报警装置;

    (5)膨胀罐的快速排放阀和膨胀管的快速切断阀应当设置动作报警装置。

    11.3.6.4  加热装置联锁保护

系统内的联锁保护装置,应当在以下情况时能够切断加热装置,并且发出报警:

    (1)气相系统内的蒸发容器、冷凝液罐和液相系统内膨胀罐的液位下降到设定限制位置时;

 

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    (2)气相锅炉出口压力超过设定限制值时;

    (3)液相锅炉出口温度超过设定限制值时;

    (4)并联炉管数大于或者等于5根的液相锅炉,任一根炉管出口有机热载体温度超过设定限制值时;

    (5)液相强制循环锅炉有机热载体流量低于设定限制值时;

    (6)火焰加热锅炉出口烟温超过设定限制值时;

    (7)电加热元件金属表面温度超过设定限制值时;

    (8)膨胀罐的快速排放阀或膨胀管的快速切断阀动作时;

    (9)系统内出现导致安全阀动作的超压报警时;

    (10)运行系统主装置联锁停运时。

    11.3.6.5  系统联锁保护

    有机热载体系统的联锁保护装置,应当在以下情况时能够切断加热装置和循环泵,并且发出报警:

    (1)锅炉出口有机热载体温度超过设定限制值和烟温超过设定限制值二者同时发生时;

    (2)膨胀罐的低液位报警和快速排放阀或者膨胀管的快速切断阀动作报警二者同时发生时;

    (3)全系统紧急停运时。

    11.3.6.6  液相系统的流量控制阀

    液相有机热载体系统的供应母管和回流母管之间,应当装设一个自动流量控制阀或者压差释放阀。

    11.4  辅助设备及系统

    11.4.1  基本要求

    辅助设备及系统的设计、制造、安装和操作,应当避免和防止系统中有机热载体发生超温、氧化、污染和泄漏。

    11.4.2  系统的设计

    系统的设计型式应当根据所选用有机热载体的特性和最高工作温度及系统操作方式确定。符合下列条件之一的系统应当设计为闭式循环系统:

    (1)使用气相有机热载体的系统;

    (2)使用属危险化学品的有机热载体的系统;

    (3)最高工作温度高于所选用有机热载体的常压下初馏点,或者在最高工作温度下有机热载体的蒸气压高于0.01mpa的系统;

    (4)一次性注入有机热载体数量大于10m³的系统;

 

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    (5)供热负荷及工作温度频繁变化的系统。

    11.4.3  材料

    系统内的受压元件、管道及其附件所用材料应当满足最高工作温度的要求,并且不应当采用铸铁或者有色金属制造。

    11.4.4  管件和阀门

    (1)液相系统内管件和阀门的公称压力应当不小于1.6mpa,气相系统内管件和阀门的公称压力不小于2.5mpa,系统内宜使用波纹管密封的截止阀和控制阀;

    (2)系统内的管道、阀门和管件一般应当采用焊接连接,管道的焊接应当使用气体保护焊打底;采用法兰连接方式时,应当选用突面、凹凸面法兰或者榫槽面法兰,其垫片应当采用金属网加强的石墨垫片或者金属缠绕的石墨复合垫片;除仪器仪表用螺纹连接以外,系统内不应当采用螺纹连接。

    11.4.5  循环泵

    11.4.5.1  循环泵的选用

    (1)液相传热系统以及液相强制循环节流减压蒸发气相系统至少应当安装两台电动循环泵及冷凝液供给泵,在其中一台停止运行时,其余循环泵或者供给泵的总流量应当能够满足该系统最大负荷运行的要求;

    (2)循环泵的流量与扬程的选取应当保证通过锅炉的有机热载体最低流量不低于锅炉允许的最小体积流量;

    (3)有机热载体的最高工作温度低于其常压下初馏点的系统可以采用带有延伸冷却段的泵;

    (4)最高工作温度高于其常压下初馏点的系统,泵的轴承或者轴封应当具有独立的冷却装置,并且设置一个报警装置,当循环泵的冷却系统故障时,该报警装置能够动作;

    (5)使用气相有机热载体的系统应当使用屏蔽泵、电磁耦合泵等没有轴封的泵。

    11.4.5.2  循环泵的供电

    为防止突然停电导致的循环泵停止运转后锅炉内有机热载体过度温升,炉体蓄热量较大的锅炉宜采取双回路供电、配备备用电源或者采用其他措施。

    11.4.5.3  过滤器

    在循环泵的进口处应当装设可拆换滤网的过滤器。在液相传热系统内宜装设一个旁路精细过滤器。

    11.4.6  气相系统的排气

    气相系统的安全阀开启时的排气及真空装置的排气应当通过减温液化后排入单独的有机热载体收集罐。所收集的有机热载体未经过处理不应当再次使用。

    11.4.7  液相系统膨胀罐

    液相系统应当设置膨胀罐。膨胀罐的设计应当符合以下要求:

 

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    (1)当膨胀罐与锅炉之间没有有效隔离措施时,不设置在锅炉的正上方;

    (2)采用惰性气体保护的闭式膨胀罐需要设置定压装置,如果闭式膨胀罐中气体的最高压力不超过0.01mpa,可以采用液封的方式限制其超压;开式膨胀罐需要设置放空管,放空管的尺寸应当符合表11-1的规定;

    (3)膨胀罐的调节容积不小于系统中有机热载体从环境温度升至最高工作温度时因受热膨胀而增加容积的1.3倍;

    (4)采用高位膨胀罐和低位容器共同容纳整个系统有机热载体的膨胀量时,高位膨胀罐上设置液位自动控制装置和溢流管,溢流管上不装设阀门,其尺寸符合表11-1的规定;

    (5)与膨胀罐连接的膨胀管中,至少有一根膨胀管上不装设阀门,其管径不小于表11-1中规定的尺寸;

    (6)对于容积大于或者等于20m3的膨胀罐,设置一个独立的快速排放阀,或者在其内部气相和液相的空间分别设置膨胀管线,其中液相膨胀管线上设置一个快速切断阀。

 

表11-1  膨胀罐的膨胀管、溢流管、排放管和放空管尺寸

系统内锅炉装机总功率

(mw),≤

0.025

0.1

0.6

0.9

1.2

2.4

6.0

12

24

35

膨胀及溢流管线公称尺寸           dn(mm)

15

20

25

32

40

50

65

80

100

150

排放及放空管线公称尺寸           dn(mm)

20

25

32

40

50

65

80

100

150

200

    11.4.8  有机热载体储罐

    有机热载体容积超过1m3的系统应当设置储罐,用于系统内有机热载体的排放。储罐的容积应当能够容纳系统中最大被隔离部分的有机热载体量和系统所需要的适当补充储备量。

    11.4.9  取样冷却器

    系统至少应当设置一个有机热载体的取样冷却器。液相系统取样冷却器宜装设在循环泵进出口之间或者有机热载体供应母管和回流母管之间。气相系统取样冷却器宜装设在锅炉循环泵的进出口之间。

    11.4.10  静电保护

    有机热载体系统内的设备及管线应当采取静电保护措施。

    11.5  使用管理

    11.5.1  有机热载体脱气和脱水

    (1)锅炉冷态启动时,在系统循环升温过程中膨胀罐内的介质温度达到110℃~120℃的条件下,应当对有机热载体进行脱气和脱水操作。

 

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    (2)系统内在用有机热载体中低沸点物质聚积到5%以上时,应当采取适当措施进行脱气操作,并且将其冷凝物安全收集。

    11.5.2  系统的有机热载体补充

    锅炉正常运行过程中系统需要补充有机热载体时,应当将该冷态有机热载体首先注入膨胀罐,然后通过膨胀罐将有机热载体间接注入系统主循环回路。

    11.5.3  锅炉和系统的维护和修理

    (1)系统检修时,循环系统内组件的焊接应当在易燃气体和空气的混合物被惰性气体完全吹扫后进行;在整个焊接过程中,吹扫操作应当连续进行;

    (2)系统中被有机热载体浸润过的保温材料不应当继续使用,已经发生燃烧的保温层不应当立即打开,必须在保温层被充分冷却后再将其拆除更换。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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