石油工业用加热炉安全规程 SY0031.docx
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石油工业用加热炉安全规程SY0031
【发布单位】油气田及管道建设设计专业标准化委员会
【标准号】SY0031-2004
【发布日期】2004-11-01
【实施日期】2004-11-01
【标 题】石油工业用加热炉安全规程
目次
前言
1范围
2规范性引用文件
3术语和定义
4总则
5一般规定
5.1设计
5.2制造
5.3安装
5.4修理和改造
6材料
7结构
8焊接、检验和试验
8.1一般要求
8.2焊接和焊后热处理
8.3外观检查
8.4无损检测
8.5试板（试件）与试样
8.6金相检验
8.7水压试验
9一般要求
9.1一般要求
9.2安全阀
9.3压力表
9.4液面计
9.5测量仪表
9.6报警装置
9.7燃烧系统安全设施
10使用管理
11定期检验
前言
本标准的第7.5条、第7.8条、第8.2.10条、第9.2.2条、第9.6.2条为推荐性的，其余为强制性的。
本标准是对SY0031-95《石油工业用加热炉安全规程》的修订。
为满足石油工业用加热炉安全的需要，结合国内多年实践经验，对SY0031-95的内容、格式等进行了补充和修订，使其更具有先进性、适用性、指导性及协调性。
其主要修订内容如下：
a）增加了“前言”、“范围”、安全附件的“一般要求”、“燃烧系统安全设施”等。
b）将“引用标准”单列为第2章“规范性引用文件”。
c）对SY0031-95的内容进行了修订：
——5.1.1中增加了对加热炉设计人员的从业资格要求；
——5.2.1和5.3.1中对加热炉的制造和安装单位资质等级的要求做了相应调整；
——在5.1.5和5.2.3中增加了“燃烧器等主要配件型式及参数”的内容；
——6.2对直接受辐射热的主要受压元件用钢板材料做了修订；
——6.4中对管式加热炉安全保障措施的要求、对烟囱挡板设置的要求、对管式加热炉灭火管的设置要求以及立式圆筒管式加热炉底部支柱的防火要求；
——增加了8.4.1对有延迟裂纹倾向材料的无损检测要求；
——8.4.2中增加了常压水套炉壳体对接接头的无损检测要求；
——表2中增加了对常压火筒、常压壳体的试验压力内容；
——增加了9.3.3、9.4.6对压力表、液面计等的定期检验要求；
——增加了9.5.1对加热炉介质进出口、对流段传热面尾部、管式加热炉炉膛和燃料进燃烧器处装设测温仪表的规定等。
d）由于相关标准的更新，本标准对加热炉的设计、制造、安装、检验、修理和改造的内容进行了相应补充和修订。
e）取消了SY0031-95的第10章“报废”、附录A“安全阀泄放面积的计算”、附录B“本规程的用词说明”。
本标准由油气及管道建设设计专业标准化委员会提出并归口。
本标准由大庆油田工程设计技术开发有限公司负责解释。
本标准起草单位：
大庆油田工程设计技术开发有限公司（原大庆油田建设设计研究院）。
本标准主要起草人：
罗星环、韦振光、刘文霞、景深、王小林、杜树彬、周宗宝、靳国辉、管风阶。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为：
——SY0031-95。
1范围
本标准规定了石油工业用加热炉（以下简称加热炉）的设计、制造、安装、使用、检验、修理和改造的安全要求。
本标准适用于陆上石油工业用火筒式加热炉和管式加热炉。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB150-1998钢制压力容器（包括第1号、第2号修改单）
GB713锅炉用钢板
GB3087低中压锅炉用无缝钢管
GB5310高压锅炉用无缝钢管
GB6479高压化肥设备用无缝钢管
GB/T8163输送流体用无缝钢管
GB9948石油裂化用无缝钢管
GB/T14976流体输送用不锈钢无缝钢管
GB50058爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范
JB4708钢制压力容器焊接工艺评定
JB/T4709钢制压力容器焊接规程
JB4730压力容器无损检测
JB/T4735-1997钢制焊接常压容器
JB/T4744钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验
SY/T0538-2004管式加热炉规范
SY/T0599天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求
SY/T5262-2000火筒式加热炉规范
特种设备安全监管条例（国发〔2003〕373号）
蒸汽锅炉安全技术监察规程（劳部发〔1996〕276号）
压力容器安全技术监察规程（质技监局锅发〔1999〕154号）
在用压力容器检验规程（劳锅〔1990〕3号）
锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则（国质检锅〔2002〕109号）
锅炉压力容器无损检测人员资格考核规则（劳部发〔1993〕441号）
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准
3.1
石油工业用加热炉heaterforpetroleumindustry
油气田和长输管道用火焰加热原油、天然气、水及其混合物等介质的专用设备。
一般按结构型式分为火筒式加热和管式加热炉。
3.2
火筒式加热炉firedtubeheater
石油工业生产中，在金属圆筒壳体内设置火筒传递热量的一种专用设备。
分为火筒式直接加热炉和火筒式间接加热炉。
3.3
火筒式直接加热炉directfiredtubeheater
被加热介质在壳体内由火筒直接加热的火筒式加热炉称为火筒式直接加热炉，筒称火筒炉（包括具有加热和其他功能的合一装置，下同）。
3.4
火筒式间接加热炉indirectfiredheater
被加热介质在壳体内的盘管（由钢管和管件组焊制成的传热元件）中，由中间载热体加热，而中间载热体由火筒直接加热的火筒式加热炉称为火筒式间接加热炉。
中间载热介质为水的火筒式间接加热炉简称水套炉。
按壳程承压的高低，将水套炉分为：
承压水套炉——壳程最高工作压力大于或等于0.1MPa（表压，不含液体静压力，下同）；常压水套炉——壳程最高工作压力小于0.1MPa。
3.5
管式加热炉tubularheater
石油工业生产中，用火焰通过炉管直接加热炉管中的原油、天然气、水及其混合物等介质的专用设备。
3.6
主要受压元件mainpressurepart
火筒式加热炉主要受压元件指筒体、封头、火筒、烟管管板、盘管、开孔补强板、设备法兰、M36以上的设备主螺栓、人孔盖、人孔法兰、人孔接管及公称直径大于或等于250mm的接管和管法兰；管式加热炉主要受压元件指炉管、急弯弯管、管汇、转油线和炉管法兰。
4总则
4.1石油工业用加热炉是油、气生产和输送中广泛使用的专用设备。
根据《特种设备安全监察条例》（国发〔2003〕373号）的有关规定，为确保其安全经济运行，保障人身和国家财产安全，便于有关部门监督检查，特制定本标准。
4.2加热炉的设计、制造、安装、使用、检验、修理和改造应遵循本标准。
各级主管部门负责本标准的贯彻执行，各级安全监察部门负责监督检查。
4.3本标准是加热炉质量监督和安全监察的基本要求，有关加热炉的技术标准、部门规章、企事业单位规定等，如果与本标准的规定不符时，应以要求高者为准。
4.4加热炉由于采用新技术、新产品、新材料、新工艺而与本标准不符时，应进行必要的科学试验，经有关行业主管部门审查同意，经至少一年试用，证明安全可靠并鉴定合格后，方可推广使用。
4.5加热炉的设计、制造、安装、使用、检验、修理和改造除遵循本标准外，还应符合国家有关法规和强制性标准的规定。
5一般规定
5.1设计
5.1.1加热炉的设计，应由取得国家质量监督检验检疫总局（以下简称国家质检总局）和省级质量技术监督部门颁发的“中华人民共和国特种设备设计许可证”压力容器D2级以上（含D2级）的单位承担。
加热炉的设计人员应具有相应的从业资格。
5.1.2加热炉的设计应符合安全可靠、技术先进、结构合理、经济效益好等要求。
5.1.3火筒式加热炉的设计，应符合SY/T5262-2000的规定；管式加热炉的设计应符合SY/T0538-2004的规定。
5.1.4设计单位及其设计人员应对加热炉设计文件的正确性和完整性负责。
5.1.5加热炉的设计文件应包括下列资料：
a）设计基础数据；
b）强度计算书；
c）热力、流体动力及安全阀等工艺计算书；
d）总图及零部件图；
e）燃烧器等主要配件型式及参数；
f）安装使用技术说明书。
5.2制造
5.2.1加热炉的制造，应由取得国家质检总局和省级质量技术监督部门颁发的“中华人民共和国特种设备制造许可证”压力容器D2级以上（含D2级）的单位承担；管式加热炉和常压水套炉的制造，也可由具有锅炉C级以上（含C级）制造资质的单位承担。
5.2.2火筒式加热炉的制造应符合SY/T5262-2000的规定，管式加热炉的制造应符合SY/T0538-2004的规定，同时还应符合设计文件的要求。
5.2.3加热炉出厂时，应符有下列技术资料：
a）加热炉竣工图；
b）安全质量监督检验证书；
c）产品质量证明文件；
d）安装和使用说明书；
e）燃烧器等主要配件型式及参数。
5.2.4加热炉应在明显位置装设金属铭牌，铭牌上应标明下列内容：
a）加热炉的型号、名称；
b）制造厂名称和制造许可证号；
c）产品编号；
d）额定热负荷，kW；
e）加热介质；
f）设计热效率，％；
g）工作压力（壳程、管程），MPa；
h）工作温度，℃；
i）设备总质量，kg；
j）设备外形尺寸，mm；
k）制造年月；
l）出厂检验单位及检验标志。
5.3安装
5.3.1加热炉的安装，应由取得国家质检总局和省级质量技术监督部门颁发的“中华人民共和国特种设备制造许可证”相应制造资质的单位或经安装单位所在地的省级特种设备安全监督管理部门批准的安装单位承担。
5.3.2加热炉安装前，安装单位应对加热炉进行质量检查，如发现有质量不合格或不能保证安装质量的，有权拒绝安装，并报告安全主管部门。
5.3.3加热炉安装前，安装单位应根据加热炉基础的施工验收规范，对加热炉的基础（包括其他预制构件）进行交接验收。
基础施工单位应将质量检查结果、测量记录及其他施工技术资料移交安装单位。
5.3.4加热炉安装后应进行下列工作，并做好记录。
a）检查加热炉安装是否符合设计文件要求；
b）全面检查加热炉的安装质量；
c）按第9章的规定检查全部安全附件；
d）按规定进行系统试压，并对各连接部位进行渗漏检查；
e）进行试运行和管式加热炉的烘炉。
5.3.5加热炉安装结束，使用单位应组织有关部门按5.3.4的要求对安装质量进行全面验收。
验收合格的加热炉方可投入使用。
5.3.6加热炉的基础施工和安装技术资料，在验收合格后应移交使用单位，由使用单位存入加热炉技术档案。
5.4修理和改造
5.4.1不能保证安全运行的加热炉应停止使用。
5.4.2加热炉的修理和改造，应由具有相应制造资质的单位或是经省级特种设备安全监督管理部门审查批准的单位承担，并按规定取得批准文件。
5.4.3加热炉的重大修理和改造的设计，应由使用单位委托原设计单位或具有相应资质的设计单位承担。
注：
加热炉的重大修理是指主要受压元件的更换、矫形、挖补及承压壳体、火筒、盘管、炉管的所有对接接头的焊接；加热炉的重大改造是指改变主要受压元件的结构或改变加热炉运行参数、盛装介质、用途或燃料种类等。
5.4.4加热炉的重大修理和改造应有设计图纸、材质质量证明文件、施工质量证明文件等技术资料。
竣工验收合格后，使用单位应将上述资料存入加热炉技术档案。
5.4.5加热炉修理时应符合下列规定：
a）不应在有压力或介质温度较高的情况下，对受压元件进行任何修理。
b）动火时，应遵守动火规定。
c）进入炉内修理前，应采取防毒、防火、防爆等措施，并经安全部门审查批准后方可进入。
当炉内有人工作时，炉外应有专人监护。
5.4.6加热炉修理和改造前后，应按本标准有关条款进行检验，检验工作应由具有相应资质的单位承担。
修理和改造后的加热炉，经检验合格后方可投入使用。
6材料
6.1加热炉受压元件用金属材料和焊接材料应符合相应国家标准和行业标准的规定。
受压元件用金属材料应为镇静钢。
6.2火筒炉和承压水套炉直接受辐射热的主要受压元件用钢板应符合GB150-1998或GB713的规定，如采用GB150-1998相应标准的钢板，应按GB713的规定补做时效冲击试验，且试验应合格；如果采用GB713中规定的钢板，其磷含量（熔炼分析，下同）不应大于0.030％，硫含量不应大于0.020％。
其他加热炉直接受辐射热的受压元件用钢板应符合GB713的规定。
非受辐射热的受压元件用钢板应符合GB150-1998的规定。
6.3 火筒式加热炉火筒用钢管材料，不应低于GB3087中20无缝钢管的要求；非受辐射热的壳体承压接管和设计压力小于6.3MPa的水套护盘管材料，不应低于GB/T8163中20无缝钢管的要求；设计压力大于或等于6.3MPa的水套炉盘管材料，不应低于GB6479中20较高级无缝钢管的要求或选用GB5310中无缝钢管，且应符合GB150-1998附录A中A3.3的规定。
6.4 管式加热炉炉管材料应根据管壁设计温度、设计压力和工作介质确定，并应考虑所选材料蠕变温度的影响。
常用炉管材料及最高使用温度应符合表1的规定。
表1 管式加热炉常用炉管材料及最高使用温度
6.5当被加热介质属于SY/T0599规定的酸性环境时，管式加热炉管和水套炉盘管材料的选择除符合本标准外，还应符合SY/T0599的规定。
7结构
7.1加热炉的结构应方便操作、维护、清理和检查，并保证无损检测的实施。
应按规定设置必要的检查孔（包括人孔、手孔和洗炉孔等）。
7.2未采用全自动燃烧装置的加热炉应设置泄爆装置。
泄爆装置排泄口不应正对着操作人员的操作方位和通道，且不应危及其他设备安全。
当炉膛人为几个隔室时，每个隔室均应设置泄爆装置。
对于烟气由独立烟囱直接排放的纯辐射立式圆筒管式加热炉，可不设置泄爆装置。
7.3加热炉受热、主要受压元件在运行时应能自由膨胀。
7.4加热炉应有具体的安全保障措施，且燃烧器应与炉型相匹配。
7.5加热炉烟囱挡板的设置应方便调节，挡板的操作位置宜设在地面。
7.6加热炉梯子平台的设置应符合相关标准的规定。
7.7火筒式加热炉壳程应设置可靠的安全泄放装置。
7.8水套炉管程设计压力大于6.3MPa时，盘管宜采用抽出结构。
7.9管式加热炉应在辐射段设置蒸汽或氮气灭火管，其公称直径不应小于50mm。
7.10立式圆筒管式加热炉底部支柱应采取必要的防火措施。
8焊接、检验和试验
8.1一般要求
8.1.1加热炉的焊接应由考试各的焊工担任。
焊工考试应按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》进行。
取得资格证书的焊工方可承担考试合格范围内的焊接工作，并在主要受压元件焊接接头附近打上焊工代号钢印。
8.1.2加热炉的无损检测应由考试各的无损检测人员担任。
无损检测人员考试应按《锅炉压力容器无损检测人员资格考核规则》进行，取得资格证书的无损检测人员，方可承担与考试合格的种类和技术等级相应的无损检测工作。
8.1.3加热炉受压元件焊接接头的质量应从以下方面检查和试验：
a）外观检查；
b）无损检测；
c）力学性能试验；
d）金相试验；
e）水压试验。
8.1.4每台加热炉都应有焊接质量检查报告，除载明8.1.3规定的检验内容外，还应记录焊接接头焊后热处理方式、规范和焊接接头返修等内容。
8.1.5制造厂应将加热炉的焊接工艺评定报告、焊接质量检查报告（包括无损检测底片）及焊接和检验人员资格证书保存7年以上。
8.2焊接和焊后热处理
8.2.1加热炉受压元件的焊接应符合JB/T4709的规定。
8.2.2加热炉的制造单位应按照本单位经焊接工艺评定合格的焊接工艺施焊，并应符合设计文件要求。
8.2.3产品施焊前，施焊单位应对直接受辐射热的主要受压元件按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》的规定，对非直接受辐射热的主要受压元件按JB4708的规定，对下列焊接接头进行焊接工艺评定：
a）加热炉主要受压元件的对接接头；
b）加热炉主要受压元件之间或主要受压元件与非受压元件之间、要求全焊透的“T”形接头或角接接头。
8.2.4加热炉制造过程中，当焊接环境温度低于0℃时，焊前应在施焊处两侧100mm范围内预热到15℃左右。
如出现下列任何情况且无有效防护措施时，应停止施焊：
a）手工焊时风速大于10m/s；
b）气体保护焊时风速大于2m/s；
c）相对湿度大于90％；
d）雨雪环境。
8.2.5加热炉元件不应强力组装焊接。
8.2.6铬钼钢炉管之间、铬钼钢炉管与急弯管或回头之间的对接接头焊前应预热，预热温度应符合SY/T0538-2004的规定。
若采用火焰加热，火焰不应触及焊道坡口，并应防止局部应力过大。
预热范围距焊口两边不应小于1倍管径，且不应小于100mm。
8.2.7管式加热炉炉管的焊接应采用多层多道施焊方法。
铬钼钢炉管焊接不应中断，否则应采取后热措施，且再次焊接时应确认无裂纹等缺陷后方可按原焊接工艺施焊。
8.2.8水套炉盘管或管式炉炉管的焊接接头应全焊透。
8.2.9焊接接头的返修符合下列要求：
a）分析焊接接头中出现超标缺陷的原因，制定可行的返修方案，经焊接责任工程师批准后方可实施；
b）返修时，缺陷应彻底清除；返修后，返修焊区应按原方法做外观和无损检测；
c）焊后要求热处理的元件，应在热处理前返修；若在热处理后返修，返修后应重做热处理。
8.2.10同一部位的返修次数不宜超过两次。
超过两次以上的返修，应经制造单位技术总负责人批准，并应将返修次数、部位、返修后的无损检测结果和技术总负责人批准字样记入加热炉质量证明文件的产品制造变更报告中。
8.2.11合金钢炉管和可产生应力腐蚀的水套炉盘管应按有关规定进行焊接，并参照SY/T0599进行焊后热处理。
8.3外观检查
加热炉受压元件的全部焊接接头均应做外观检查，其表面质量应符合下列要求：
a）焊接接头外形尺寸应符合设计文件和有关标准的规定。
b）焊接接头表面无裂纹、气孔、弧坑和夹渣。
c）火筒的焊接接头、不锈钢和铬钼钢炉管的焊接接头及设计压力大于或等于9.8MPa的接接头不应咬边。
其他焊接接头的咬边深度不应大于0.5mm。
壳体焊接接头咬边的连续长度不应大于100mm，两侧咬边的总长不应大于该焊接接头长度的10％；管子焊接接头两侧咬边总长度不应大于管子周长的20％，且不应大于40mm。
8.4无损检测
8.4.1加热炉受压元件的焊接接头，应先进行外观检查，合格后才能进行无损检测。
有延迟裂纹倾向的材料应在焊接完成24h后进行无损检测。
8.4.2加热炉主要受压元件焊接接头的无损检测比例应符合下列规定。
a）火筒式加热炉火筒的对接接头：
100％射线检测或100％超声检测附加至少20％射线检测复验。
b）水套炉盘管的对接接头：
100％射线检测或100％超声检测附加至少20％射线检测复验。
c）管式加热炉炉管的对接接头：
介质为水（包括含油污水）的应进行至少20％射线检测；介质为油、气或油气混合物的应进行100％射线检测或100％超声检测附加至少20％射线检测复验。
d）火筒式加热炉火筒穿封头处、烟管与火管连接处以及烟管与管板连接处的角接接头，应进行磁粉或渗透检测。
e）加热炉其他主要受压元件的对接接头：
局部射线检测，检测长度不应小于各条焊接接头长度的20％，且不应小于250mm。
制造单位对未检测部分的焊接接头质量仍应负责。
f）局部射线检测时，焊缝交叉部位及以下部位应全部检测，其检测长度可计入局部检测长度之内。
1）先拼板后成形凸形封头上的所有拼接接头；
2）凡被补强圈、支座、垫板、内件等覆盖的焊接接头；
3）以开孔中心为圆心，1.5倍开孔直径为半径的圆中所包容的焊接接头。
g）常压水套炉壳体对接接头的无损检测按JB/T4735-1997的规定执行。
8.4.3加热炉焊接接头的无损检测应符合JB4730的规定。
当采用射线检测时，其透照质量不应低于AB级。
全部射线检测的对接接头Ⅱ级合格；全部超声检测的对接接头Ⅰ级合格；局部射线检测的对接接头Ⅲ级合格，但不应有未焊透缺陷；磁粉渗透检测的焊接接头Ⅰ级合格。
超声检测应采用可记录式检测仪。
8.4.4经局部无损检测，若发现超标缺陷，应按下列规定执行。
a）除管子主要受压元件的对接接头外，应在缺陷两端的延伸部位增加检查的长度，增加的长度不应少于该条焊接接头长度的10％，且不小于250mm。
若仍有超标缺陷时，应对该条焊接接头进行全部检测。
b）对管子主要受压元件的对接接头，应做双倍数目的补充检测。
补充检测仍不合格时，应将该焊工焊接的全部对接接头做无损检测。
8.5试板（试件）与试样
8.5.1为检验产品焊接接头的力学性能，应制作产品焊接试板（试件），制取试样，加热焊接接头的力学性能试验应包括拉伸试验和弯曲试验。
8.5.2试板（试件）与试样的制备应符合下列规定：
a）火筒式加热炉火筒的纵向和环向焊接接头应各制备一块检验试板。
当环向焊接接头母材和焊接方法与纵向焊接接头相同时，可只制取纵向焊接接头检验试板。
b）对于批量生产的火筒式加热炉火筒，允许同批生产（同钢号、同焊接材料和焊接工艺）的每10个火筒（不足10个的按10个计）焊制一套检验试板。
c）对于主要受压管件的对接接头，当材料为碳素钢时（接触焊对接接头除外），可免做检查试件；当材料为合金钢时，在同钢号、同焊接材料、同焊接工艺、同热处理设备和规范的情况下，从每批产品上切取接头数的0.5％作为试件，但不应少于一套试样所需的试件数。
d）火筒式加热炉壳体焊接试板与试样的制备应符合SY/T5262-2000的规定。
e）加热炉主要受压元件的焊接试板（试件）应由焊接该加热炉主要受压元件的焊工采用与焊接该主要受压元件相同的条件
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