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1、第三章设计 一、本章结构及主要变化本章共计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锅筒（锅壳）、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扳边元件直段长度”、“3. 11加装套管”、“3. 12定期排污管”、“3. 13紧急放水装置”、“3 14水汽取样器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”、“3.19再热器的保护”、“3. 20吹
2、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：增加了设计文件鉴定的要求； 修改了扳边元件直段长度的要求； 主要受压元件的连接中增加了电站锅炉的主要受压元件； 增加了定期排污管、水汽取样器和反冲洗系统的设置规定； 增加了尾部烟道疏水装置设置要求； 增加了锅炉钢结构要求； 增加了直流电站锅炉特殊规定。 二、条款说明与解释31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其制造的锅炉产品设计质量负责。条款说明：修改条款。原条款：蒸规第7条水规第6条蒸
3、规第7条 锅炉的设计必须符合安全、可靠的要求。锅炉的结构应符合本规程第四章的要求。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水规第6条 锅炉的设计必须符合安全、可靠的要求。钢制锅炉受压元件的强度应按GB 9222水管锅炉受压元件强度计算或JB 3622锅壳式锅炉受压元件强度计算进行计算和校核。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
4、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。条款说明：新增条款条款解释：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（TSG G1001-2004）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。
5、3.3强度计算3.31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nb2.7ns1.5nd1.5nn1.0高合金钢nb2.7ns1.5nd1.5nn1.0 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-
6、2：RDt指1.0105h持久强度极限值。条款说明：新增条款条款解释：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/T 9222水管锅炉受压元件强度计算或者GB/T
7、16508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/T 5054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GB 50316工业金属管道设计规范进行计算。条款说明：修改条款原条款：蒸规第7条；水规第6条蒸规第7条 锅炉的设计必须符合安全、可靠的要求。锅炉的结构应符合本规程第四章的要求。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。水规第6条 锅炉的设计必须符合安全、可靠的要求。钢制锅炉受压元件的强度应按GB
8、 9222水管锅炉受压元件强度计算或JB 3622锅壳式锅炉受压元件强度计算进行计算和校核。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
9、：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。34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
10、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。条款说明：修改条款原条款：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.
11、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
12、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
13、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。(
14、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
15、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
