锅炉安全技术规程(TSG 11-2020)释义.pdf

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锅炉安全技术规程(TSG 11-2020)释义.pdf简介:

"锅炉安全技术规程(TSG 11-2020)",全称为《特种设备安全技术规范 第1部分:锅炉》。这是一个由中国特种设备安全监察局发布的安全法规,旨在规范和指导锅炉的设计、制造、安装、使用、检验、维修和报废等全过程中的安全管理。TSG 11-2020是2020年对该规范的最新修订版,它涵盖了锅炉设备在运行中可能遇到的各种安全风险,并提出了详细的预防和控制措施。

该规范详细规定了锅炉的设计参数、材料要求、安装技术、运行操作、维护保养、检验检测以及事故应急处理等方面的要求,强调了锅炉的安全性能和使用中的消防安全。它不仅适用于工业锅炉,也涵盖了热水锅炉、蒸汽锅炉、有机热载体锅炉等多种类型的锅炉设备。

理解和遵守TSG 11-2020对于保证锅炉的正常运行,防止安全事故,保护人员和设备安全,以及维护公共安全具有重要意义。熟悉和执行该规程是所有锅炉相关企业和从业人员的法定责任。

锅炉安全技术规程(TSG 11-2020)释义.pdf部分内容预览:

·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JC∕T 829-2010 石膏空心条板,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

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