液相有機(jī)熱載體爐及系統(tǒng)在監(jiān)督檢驗中的問題探討

錢 進(jìn)

（江陰市三杰實業(yè)有限公司 無錫 214444）

隨著有機(jī)熱載體爐參數(shù)的不斷提高，有機(jī)熱載體爐的安全保障工作顯得越來越重要，而鍋爐的制造質(zhì)量，又是安全保障的核心環(huán)節(jié)，因此有機(jī)熱載體爐制造過程中的規(guī)范選擇及監(jiān)督檢驗的作用也顯得尤其重要。

1 有機(jī)熱載體介質(zhì)的選擇和建議

有機(jī)熱載體為碳?xì)浠衔铮^水或水蒸汽屬可燃物質(zhì)，不同廠家生產(chǎn)的有機(jī)熱載體的物理化學(xué)性質(zhì)也存在差異。常見的有機(jī)熱載體供熱系統(tǒng)有開式和閉式兩種系統(tǒng)，兩種系統(tǒng)對介質(zhì)的要求也是有區(qū)別的：GB 24747—2009《有機(jī)熱載體安全技術(shù)條件》中指出L-QB類有機(jī)熱載體（最高允許使用溫度300℃）可在開式或者閉式系統(tǒng)中使用，但若用在開式系統(tǒng)中，則膨脹罐內(nèi)的有機(jī)熱載體溫度應(yīng)低于100℃；L-QC和L-QD類有機(jī)熱載體（最高允許使用溫度高于300℃）應(yīng)在閉式循環(huán)系統(tǒng)中使用，TSG G0001—2012《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（以下簡稱《鍋規(guī)》）釋義“第11.4.2條”也同樣說明了此條規(guī)定，換而言之，最高允許使用溫度為300℃以上的有機(jī)熱載體，不應(yīng)當(dāng)在開式循環(huán)系統(tǒng)中使用。事實上這一規(guī)定對有機(jī)熱載體介質(zhì)乃至爐體的使用壽命都起著非常重要的作用，但是目前的市場狀況是有機(jī)熱載體的選用和采購一般并非由有機(jī)熱載體爐制造單位負(fù)責(zé)，而是由使用單位自理，很多使用單位對此規(guī)定知之甚少，故經(jīng)常出現(xiàn)這一規(guī)定不被重視的現(xiàn)象。

因此，筆者建議有機(jī)熱載體爐制造單位在技術(shù)文件（圖紙或出廠資料）中明確給出與爐體相匹配的有機(jī)熱載體的類型，使用單位應(yīng)采購合適的有機(jī)熱載體，鍋爐安裝時監(jiān)檢人員應(yīng)對有機(jī)熱載體與有機(jī)熱載體爐匹配情況進(jìn)行檢查確認(rèn)；另外，還建議在開式系統(tǒng)中增加溫度測量及溫度控制裝置，膨脹罐溫度超過設(shè)定值時溫度控制裝置報警并用儲油罐中低溫有機(jī)熱載體去置換膨脹罐中高溫有機(jī)熱載體，減少空氣與高溫有機(jī)熱載體的接觸，確保有機(jī)熱載體的使用安全及使用壽命。

2 兩類膨脹罐的設(shè)計依據(jù)和監(jiān)督檢驗的區(qū)別

膨脹罐屬單獨工作的容器，應(yīng)按照特種設(shè)備目錄的相關(guān)規(guī)定判定其是否屬于壓力容器范疇，儲油罐與膨脹罐類似，本文僅以膨脹罐為例進(jìn)行闡述。根據(jù)有機(jī)熱載體爐系統(tǒng)的不同，膨脹罐的工況也不相同。

2.1 非承壓膨脹罐

開式系統(tǒng)中工作壓力為常壓的膨脹罐、閉式系統(tǒng)中工作壓力小于0.1MPa或者工作壓力大于等于0.1MPa但氮封工作壓力與氮封氣體容積的乘積小于1.0MPa·L的膨脹罐，不屬于特種設(shè)備目錄內(nèi)的壓力容器范疇，稱其為非承壓膨脹罐，故鍋爐制造單位可以自行設(shè)計、制造和檢驗，產(chǎn)品質(zhì)量由制造企業(yè)負(fù)責(zé)，并不需要進(jìn)行法定監(jiān)督檢驗。

有些制造單位常將非承壓膨脹罐當(dāng)成常壓容器去設(shè)計制造。但《鍋規(guī)》明確規(guī)定：有機(jī)熱載體系統(tǒng)中的非承壓容器的最小設(shè)計計算壓力應(yīng)當(dāng)為0.2MPa。由于NB/T 47003.1—2009《鋼制焊接常壓容器》適用范圍為設(shè)計壓力大于-0.02MPa，小于0.1MPa，而GB 150.1～150.4—2011《壓力容器》適用范圍為鋼制容器設(shè)計壓力不大于35MPa，故非承壓膨脹罐不可以按照NB/T 47003.1—2009進(jìn)行設(shè)計，而應(yīng)參照GB 150.1～150.4—2011進(jìn)行設(shè)計。

2.2 承壓膨脹罐

閉式系統(tǒng)中工作壓力大于等于0.1MPa且氮封工作壓力與氮封氣體容積的乘積不小于1.0MPa·L的膨脹罐，屬于特種設(shè)備目錄內(nèi)的壓力容器范疇，稱其為承壓膨脹罐。

《鍋規(guī)》規(guī)定：有機(jī)熱載體系統(tǒng)中的承壓容器的設(shè)計計算壓力至少為其額定工作壓力加0.2MPa。由于壓力容器設(shè)計主要基于第一強度理論，采用彈性失效準(zhǔn)則，該失效準(zhǔn)則認(rèn)為承受外載荷作用的構(gòu)件，只要有一點進(jìn)入屈服狀態(tài)，或稱該點受力作用使材料產(chǎn)生塑性流動，即認(rèn)為該結(jié)構(gòu)失去繼續(xù)承載的能力而失效；而鍋爐設(shè)計主要基于第三強度理論，采用塑性失效準(zhǔn)則，該準(zhǔn)則認(rèn)為承受外載荷作用的構(gòu)件整個截面進(jìn)入塑性狀態(tài)，產(chǎn)生了使整體結(jié)構(gòu)發(fā)生不可控變形的塑性鉸結(jié)構(gòu)，達(dá)到了結(jié)構(gòu)的極限承載狀態(tài)，二者的設(shè)計理論基礎(chǔ)是有區(qū)別的。因此，具有壓力容器設(shè)計和制造資質(zhì)的單位可以按照TSG 21—2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（以下簡稱《固容規(guī)》）及GB 150.1～150.4—2011設(shè)計、制造承壓膨脹罐，在制造過程中實施法定監(jiān)督檢驗，且其安裝和使用均需按照壓力容器要求辦理相關(guān)手續(xù)；此外，有機(jī)熱載體爐制造單位也可以設(shè)計、制造與其鍋爐配套的承壓膨脹罐，若鍋爐制造單位無壓力容器制造資質(zhì)且相關(guān)質(zhì)量保證體系文件及控制方式都是按照鍋爐進(jìn)行控制的，承壓膨脹罐的設(shè)計、制造和檢驗不應(yīng)按照《固容規(guī)》及GB 150.1～150.4—2011，而應(yīng)當(dāng)按照 《鍋規(guī)》及GB/T 16507—2013《水管鍋爐》的關(guān)于鍋筒的相關(guān)規(guī)定，且在制造過程中應(yīng)當(dāng)與其配套的有機(jī)熱載體爐一并實施法定監(jiān)督檢驗，這時建議在膨脹罐部件證書中注明該部件僅可以用在本單位制造的有機(jī)熱載體系統(tǒng)中，其安裝和使用隨鍋爐一起辦理相關(guān)手續(xù)。

需注意的是，鍋爐制造單位經(jīng)常遇到同一臺承壓膨脹罐適用于不同型號的有機(jī)熱載體爐的情況，為便于鍋爐制造單位管理，建議每種類型的承壓膨脹罐單獨設(shè)計，作為部件由鍋爐圖紙鑒定部門審圖、備案，以后用到相同的膨脹罐圖紙時只要將其所在系統(tǒng)圖（能夠說明有機(jī)熱載體爐與承壓膨脹罐配套情況）和配套的有機(jī)熱載體爐圖紙一并審圖、備案，即可方便地追蹤到膨脹罐的信息，這樣也方便現(xiàn)場安裝時將有機(jī)熱載體爐與承壓膨脹罐進(jìn)行配套登記使用。此時有機(jī)熱載體爐出具產(chǎn)品監(jiān)督檢驗證書、承壓膨脹罐出具部件監(jiān)督檢驗證書。

3 分油缸、集油缸的設(shè)計依據(jù)和監(jiān)督檢驗的區(qū)別

液相有機(jī)熱載體系統(tǒng)中的分油缸、集油缸屬單獨設(shè)備，與鍋爐管道及用熱設(shè)備管道連接，由于供熱管網(wǎng)中循環(huán)泵的壓頭作用，故分油缸、集油缸一般都屬承壓部件。

分油缸作為單獨的設(shè)備應(yīng)對照特種設(shè)備目錄判定其是否屬于壓力容器：如屬于壓力容器規(guī)定范圍，應(yīng)按照壓力容器進(jìn)行設(shè)計、制造及檢驗，或者由其配套鍋爐制造廠按照鍋爐部件（符合集箱相關(guān)規(guī)定）進(jìn)行設(shè)計、制造及檢驗；由于《鍋規(guī)》第1.2.2條注1-2指出：分汽（水、油）缸應(yīng)當(dāng)符合本規(guī)程集箱的有關(guān)規(guī)定，故對于不屬于壓力容器范疇的分油缸，也不能像普通設(shè)備那樣按照非標(biāo)壓力容器進(jìn)行設(shè)計、制造及檢驗，而只能按照鍋爐部件（符合集箱相關(guān)規(guī)定）進(jìn)行設(shè)計、制造及檢驗。因此，用戶在采購過程中一定要考慮到規(guī)范對分油缸的特殊要求，按非標(biāo)壓力容器制造的分油缸不宜用于有機(jī)熱載體鍋爐系統(tǒng)中，同時實際安裝監(jiān)督檢驗過程中也應(yīng)對分油缸的證書情況給予更多關(guān)注。

對于不屬于壓力容器范疇的集油缸，由于其在鍋爐系統(tǒng)中是經(jīng)過用熱設(shè)備后的回油部分，此時不管是有機(jī)熱載體的壓力還是溫度都已經(jīng)下降較多，危害性較分油缸小了很多，故可以按照非標(biāo)壓力容器進(jìn)行管理；在條件允許的情況下，建議集油缸參照分油缸對待更為可靠、安全。

4 結(jié)束語

國家從簡政放權(quán)、減輕企業(yè)負(fù)擔(dān)等多方面考慮，給予了鍋爐持證企業(yè)制造自己配套壓力容器設(shè)備的許可，但是在實行過程中必須嚴(yán)格執(zhí)行法律、法規(guī)，確保產(chǎn)品的設(shè)計使用安全可靠。雖然有機(jī)熱載體系統(tǒng)中的承壓膨脹罐、分油缸和集油缸的設(shè)計、制造、檢驗和使用等既可以按照壓力容器執(zhí)行，也可以按照鍋爐部件執(zhí)行，但是不能出現(xiàn)按照壓力容器設(shè)計而按照鍋爐制造并出具鍋爐部件證書的情況，也不能出現(xiàn)按照鍋爐部件設(shè)計而按照壓力容器制造并出具監(jiān)檢證書的情況。另外，從使用單位角度考慮，如果一個供熱系統(tǒng)中既有鍋爐又有壓力容器，那么在安裝、使用及定期檢驗過程中就需要分別按照鍋爐和壓力容器的要求辦理相關(guān)手續(xù)，這勢必會很麻煩。因此，筆者建議使用單位在同一個供熱系統(tǒng)中，盡量都從鍋爐制造單位去采購系統(tǒng)內(nèi)的部件，這樣可以給日后的安裝和定期檢驗等帶來很大的方便。

[1] TSG G7001—2015 鍋爐監(jiān)督檢驗規(guī)則[S].

[2] GB 23971—2009 有機(jī)熱載體[S].

[3] GB/T 16507.1～16507.8—2013 水管鍋爐[S].