《锅炉安全技术监察规程》第三章docWord文件下载.docx

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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签本国策，还要求尽可能地节能。

我国在锅炉制造许可证审查中包括了设计能力的评审内容，而且锅炉制造前要经过设计文件鉴定，不单独设立设计资质的评审和认定，因此取得锅炉制造许可证的单位应对锅炉产品设计质量负责。

将原条款中的强度计算内容放入本规程3.3条款中。

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。

新增条款

本条款是关于锅炉设计文件的规定。

设计质量对于锅炉的安全运行至关重要，对于设计质量的监督审查就显得很有必要。

根据国务院《特种设备安全监察条例》及《锅炉设计文件鉴定管理规则》（TSGG1001-2004）的规定，锅炉设计文件鉴定工作应当在锅炉制造前进行，锅炉制造单位不得将未经鉴定或鉴定未通过的锅炉设计文件用于制造。

只有设计文件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。

3.3强度计算

3.3．1安全系数的选取

强度计算时，确定锅炉承压件材料许用应力的最小安全系数，见表3-1规定。

其他设计方法和部件材料安全系数的确定应当符合相关产品标准的规定。

表3-1强度计算安全系数

材料

（板、锻件、管）

安全系数

室温下的抗拉

强度Rm

设计温度下的屈服

强度Relt（Rp0.2t）

（注3-1）

设计温度下持久强度

极限平均值RDt

（注3-2）

设计温度下蠕变极限平均值（每1000h蠕变率为0.01%的）Rnt

碳素钢和低合金钢

nb≥2.7

ns≥1.5

nd≥1.5

nn≥1.0

高合金钢

注3-1：

如果产品标准允许采用Rp1.0t，则可以选用该值计算其许用应力。

注3-2：

RDt指1.0×

105h持久强度极限值。

本条款是关于确定锅炉承压件材料许用应力时选取材料安全系数的规定。

锅炉承压件材料许用应力是锅炉承压件强度计算所依据的基础数据，而材料许用应力的确定又直接和所选用的材料安全系数有关。

《锅炉安全技术监察规程》作为政府法规，有必要对材料安全系数作出强制性规定，不允许随意选用。

《锅炉安全技术监察规程》作为锅炉受压元件强度计算标准的上位法，对材料安全系数作出规定，也为锅炉受压元件强度计算标准所规定的材料安全系数提供了出处和法律依据。

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级锅炉范围内管道强度可按照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。

修改条款

《蒸规》第7条；

《水规》第6条

锅炉受压元件的强度应按《水管锅炉受压元件强度计算》或《锅壳锅炉受压元件强度计算》进行计算和校核。

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，因此增加了关于锅炉管道强度计算的两个标准。

考虑到科技进步，近年来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，因此增加了试验方法或其他计算方法。

这些方法包括：

应力验证法、屈服验证法、爆破验证法、应力分析验证法等。

但是考虑到目前各种方法尚缺统一标准以及各单位实际技术水平的差异，因此当采用这些方法时，需要按照本规程第1.6条的规定执行，即提交国家质检总局特种设备安全技术委员会评审。

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，开孔和焊缝的布置应当尽量避免或者减少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；

（10）便于安装、运行操作、检修和清洗内外部。

《蒸规》第34、41条《水规》第24、29条.

《蒸规》第34条锅炉结构应符合下列基本要求

1.各部分在运行时应能按设计预定方向自由膨胀；

2.保证各循环回路的水循环正常，所有受热面都应得到可靠的冷却；

3.各受压部件应有足够的强度；

4．受压元、部件结构的形式、开孔和焊缝的布置应尽量避免或减少复合应力和应力集中；

5．水冷壁炉膛的结构应有足够的承载能力；

6．炉墙应具有良好的密封性；

7．承重结构在承受设计载荷时应具有足够的强度、刚度、稳定性及防腐蚀性；

8．便于安装、运行操作、检修和清洗内外部；

9．燃煤粉的锅炉，其炉膛和燃烧器的结构及布置应与所设计的煤种相适应，并防止炉膛结渣或结焦。

《蒸规》第41条凡属非受热面的元件，如由于冷却不够，壁温可能超过该元件所用材料的许用温度时，应予绝热。

《水规》第24条钢制锅炉的结构应符合下列基本要求：

（1）设计时必须考虑结构各部分在运行时的热膨胀；

（2）锅炉各部分受热面应得到可靠的冷却并防止汽化、炉膛内各受热面管的外径应大于38mm；

（3）锅炉各受压部件应有足够的强度。

受压元、部件结构的形式、开孔和焊缝的布置应尽量避免或减少复合应力和应力集中；

（4）锅炉必须装有可靠的安全保护设施；

（5）锅炉的打破常规结构应利于排污；

（6）锅炉的炉膛结构应有足够的承压能力和可告的防爆措施，并应有良好的密封性；

（7）锅米承重结构在承受设计载茶时应具有足够的强度、刚度、稳定性及防腐蚀性；

（8）锅炉结构应便于安装、运行操作、检修和清洗内外部。

《水规》第29条一切不作为受热面的元件，由于冷却不够，壁温超过该元件所用材料的许用温度时，应予绝热。

◆条款解释：

本条款是对锅炉结构的基本要求。

本节主要修改内容。

（1）明确了在锅炉设计负荷变化范围内，水循环系统应当能够保证锅炉水循环的可靠性，若超出了设计负荷变化范围，锅炉水循环的可靠性就难以保证了。

（2）原规程只要求水冷壁炉膛要有足够的承载能力，对包墙及锅炉尾部烟道未作要求。

从保证锅炉运行安全考虑，包墙及锅炉尾部烟道应和水冷壁炉膛一样，也要具有足够的承载能力。

因此，新规程增加了对包墙及尾部烟道结构要有足够的承载能力的要求。

（3）将原规程单列的《蒸规》第41条、《水规》第29条（对于非受热面的元件的要求）内容改写后纳入本条款。

（4）将热水锅炉与蒸汽锅炉有共性的要求也在本条款统一要求，如热膨胀问题、强度问题、炉膛承压、承重结构、炉墙密封等。

（5）对热水锅炉中防止汽化、排污和安全保护等要求放在本规程第十章中。

下面按照本节中内容逐款进行解释。

（1）锅炉受压部件应有足够的强度。

锅炉是承受内压的特种设备，若锅炉设计、运行和使用不当，锅炉将具有爆炸的危险性。

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，必须按照现行的锅炉

强度计算国家标准和规范进行锅炉受压元件的强度计算，选取足够的受压元件材料厚度，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。

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不同，所选用的材料厚度很可能就不同。

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而言的。

（2）锅炉的结构形式应尽量减小复合应力或应力集中。

由于锅炉结构所需，锅炉受压元件出现应力的叠加（复合应力）和应力集中是不可避免的。

如常见的受压元件开孔，由于结构连续性遭到破坏，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）锅炉各受热面在锅炉运行时应得到可靠的冷却。

锅炉运行时各受热面必须得到可靠而有效的冷却，这是能够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工质有足够的流速，以使加强工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。

锅炉设计时还要选取适当的烟气流速，使其不能过高。

提高烟气流速虽然可以增残烟气时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超出其适用温度范围，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，甚至发生锅炉事故。

（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。

本条款主要是针对煤粉锅炉而言，提出了关于燃烧方式、炉膛及燃烧器结构和布置要与所用燃料相匹配的原则要求。

同时燃煤粉的锅炉还要防止结焦或结渣。

该条款的提出是基于1993年3月10日浙江宁波某电厂的锅炉爆炸事故。

1993年3月10日，浙江宁波某电厂600MW锅炉机组发生特大锅炉炉膛爆炸事故，造成23人死亡，8人重伤．直接经济损失780多万元，导致华东地区一段时期供电紧张。

究其原因，就是因为所用燃科与燃烧方式、炉膛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泄出，造成重大人身伤亡事故。

就在同一电厂，不同锅炉厂家设计制造的相同型号的锅炉，由于炉膛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，是多么的重要，也是非常必要的。

鉴于此事故，在96版《蒸规》修订时特意增加了此条款。

（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、吹灰器等，在锅炉运行时也将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果超过所用材料的适用温度，不仅将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受到锅炉工质的冷却，虽然也可对其采取其他冷却方式进行冷却．但是如果冷却效果不好，也将会使金属壁温超过材料的适用温度。

因此，对于这些受热的非受热面元件，应当尽可能采取绝热措施。

（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考虑各部件受热膨胀的问题，而且应当明确设定其膨胀方向。

当锅炉受压元件热膨胀受阻时，因其自由膨胀受到限制，受压元件中将会产生附加热应力，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小对其热膨胀的限制，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年版及以后规程才明确了按设计预定方向自由膨胀。

（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己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载能力。

炉膛，尤其是由水冷壁管组成的煤粉锅炉炉膛，必须有足够的承载能力，以防炉膛在非正常燃烧工况下一旦发生煤粉爆燃时，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，当炉膛出现爆燃事故时，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，将会给锅炉炉膛和烟道造成较大的负压，这一情况也要求炉膛、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，炉膛设计承压能力应大于等于5.8kPa，瞬间最大承压能力为士8.7kPa。

（9）炉墙应有良好的绝热和密封性。

炉墙具有及好的绝热性，可有效地减少锅炉散热损失，从而降低散热损失对锅炉热效率的影响。

炉墙具有良好的密封性，对于处于负压运行状态的锅炉尾部烟道，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。

对于处于正压运行状态下的炉膛和炉墙，因密封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，设置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梁、柱、平台等的布置不要妨碍各类门孔的正常使用。

3.5锅筒（锅壳）、炉胆等壁厚及长度

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

（1）锅壳内径大于1000mm时锅壳筒体的取用壁厚应当不小于6mm；

当锅壳内径不超过1000mm时，锅壳筒体的取用壁厚应当不小干4mm；

◆条款说明：

保留条款。

《蒸规》第36、37条（略）。

本条款是对锅炉锅筒（壳）筒体最小取用壁厚的规定。

最小壁厚的限制主要考虑筒体失稳的问题，同时也兼顾加工和腐蚀裕量的要求。

如果锅筒工作压力较低，筒体强度计算的结果可能是设计所需壁厚很薄，也可以确保锅炉运行安全。

但是，如果筒体壁厚太薄，将导致筒体整体稳定性不好，也会影响锅炉的安全正常运行。

因此，规程对筒体最小壁厚作出了限制。

当强度计算所得壁厚小于最小壁厚时，设计取用壁厚也不得小于规程规定的最小壁厚。

最小壁厚数值为经验数值，同时与国外规范基本一致。

原规程中第36条“当受热面管与锅筒采用胀接连接时，锅筒筒体的取用壁厚不得小于12mm”的要求经改写后，纳入到了新规程第3.5.3条。

（2）锅壳锅炉的炉胆内径应当不超过1800mm，其取用壁厚应当不小于8mm，并且不大于22mm；

当炉胆内径小于或者等于400mm时，其取用壁厚应当不小于6mm；

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;

（3）卧式锅壳锅炉平直炉胆的计算长度应当不超过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可以放大至3000mm。

《蒸规》第38条（略）。

此两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．将会不可避免地在筒壁上产生过大的温差应力，造成部件损坏。

本规程参考了英国标准BS2790、德国TRD和ISO5730的规定，给出了承受外压的炉胆其最大壁厚不应超过22mm,回燃室不超过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，强度计算其所需筒体厚度也就越大，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，参考ISO5730和我国GB/T16508-1996标准的有关规定，本规程规定炉胆的最大内径不超过1800mm。

根据经验数值，本规程规定：

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l0mm。

当炉胆的回燃室内径小于或等于400mm时，最小壁厚不应小于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伸长量也较大，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予以限制。

国外有关锅炉规范对平直炉胆的计算长度也有限制，但是具体规定不完全一样。

如：

英国标准BS2790和ISO5730规定．除了回燃式平直炉胆外，其计算长度不超过3000mm。

根据我国国情提出了平直炉胆的计算长度不超过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超过3000mm限制要求。

3.5.3胀接连接的锅筒（锅壳）的筒体、管板

胀接连接的锅筒（锅壳）的筒体、管板的取用壁厚应当侧不小于12mm。

外径大于89mm的管子不应采用胀接。

《蒸规》第124条

《蒸规》第124条胀接管子的锅筒（锅壳）和管板的厚度应不小于12mm。

胀接管孔间的距离不应小于19mm。

外径大于102mm的管子不宜采用胀接。

本条款是对胀管管径及筒体壁厚的规定。

（1）管子胀接时，管壁将会出现塑性变形，但管孔产生的却是弹性变形。

胀管结束后，发生弹性变形的管孔要恢复原位，而发生塑性变形的管壁则不能复位，致使管孔和管壁间存留了较大的径向残余应力，因此二者间也就产生了足够大的摩擦力，将管子牢牢固定在管孔中。

当然，摩擦力的大小与径向残余应力大小有关，同时也与管板的厚度有关。

在孔径相同的条件下，管板厚度越大，自然摩擦力也就越大，管子胀接也就更加牢固。

反之，管板太薄，所产生的摩擦力过小，将难以保证胀接质量。

所以，根据生产实际经验，规程规定，当管子与筒体或管板采用胀接连接时，筒体或管板的厚度不应小于12mm。

（2）《蒸规》第124条规定管子外径大于102mm时不宜采用胀接方法，这是参照前苏联1973年版锅炉规程规定而提出的。

管子外径越大，所需要的胀接力也就越大，不易保证胀接质量。

鉴于我国国情，采用胀接方法的低、中压锅炉罕见使用外径等于102mm的管子，也缺乏这一规格的管材，因此新规程在不改变原规程本意的前提下，以常见的外径89mm的管子划界，规定“外径大于89mm的管子不应当采用胀接。

”

（3）原条款“胀接管孔间的距离不应小于19mm”的规定并入新规程第3.8.1条之中。

3．6安全水位

（1）水管锅炉锅筒的最低安全水位，应当能够保证下降管可靠供水；

（2）锅壳锅炉的最低安全水位，应当高于最高火界100mm；

对于内径小于或者等于1500mm卧式锅壳锅炉的最低安全水位，应当高于最高火界75mm；

（3）锅炉的最低及最高安全水位应当在图样上标明；

（4）直读式水位计和水位示控装置开孔位置，应当保证该装置的示控范围包括最高、最低安全水位。

《蒸规》第40条。

《蒸规》第40条水管锅炉锅筒的最低安全水位，应能保证下降管可靠供水。

锅壳锅炉的最低安全水位，应高于最高火界100mm。

对于直径小于或等于150mm的卧式锅壳锅炉的最低安全水位，应高于最高火界75mm。

锅炉的最低安全水位应在图样上标明。

本条款是对安全水位的规定。

确定最低安全水位是为了保证锅炉受热面在锅炉运行时能够得到可靠冷却，避免由于冷却不足造成金属材料过热。

（1）对于水管锅炉，锅筒最低安全水位在下降管管口上方应保持有足够的高度。

主要是

考虑下降管管口的抽吸作用，可能导致蒸汽带入下降管中，降低循环压差，严重时，可导致水冷壁传热恶化，甚至发生水冷壁爆管事故。

根据锅炉设计规范，锅筒最低安全水位至下降管入口处的高度计算公式：

h≥1.5WO2/2g

式中h—最低安全水位至下降管入口处的高度，m;

WO—下降管中水的流速，m／s；

g—重力加速度