豆永飛
(甘肅省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院,甘肅 蘭州 730050)
工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)文件鑒定及節(jié)能審查工作是保證鍋爐安全運(yùn)行和節(jié)能環(huán)保的一個(gè)重要環(huán)節(jié),《中華人民共和國(guó)特種設(shè)備安全法》《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和《鍋爐設(shè)計(jì)文件鑒定管理規(guī)則》均規(guī)定鍋爐的設(shè)計(jì)文件必須經(jīng)核準(zhǔn)的機(jī)構(gòu)鑒定合格,方可用于鍋爐制造。2011 年3 月8 日,《鍋爐設(shè)計(jì)文件節(jié)能審查辦法(試行)》(國(guó)質(zhì)檢特函[2011]135 號(hào))的通知規(guī)定,為了加強(qiáng)鍋爐設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的節(jié)能監(jiān)督管理工作,鍋爐節(jié)能審查工作應(yīng)當(dāng)結(jié)合鍋爐設(shè)計(jì)文件鑒定工作進(jìn)行,未經(jīng)節(jié)能審查的鍋爐設(shè)計(jì)文件,不得用于制造。工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)文件鑒定及節(jié)能審查工作在鍋爐安全運(yùn)行及節(jié)能環(huán)保這一環(huán)節(jié)中起著至關(guān)重要的作用,不容忽視。
2018 年11 月30 日,市場(chǎng)監(jiān)管總局、國(guó)家發(fā)展改革委、生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)鍋爐節(jié)能環(huán)保工作的通知》(國(guó)質(zhì)檢特函[2018]227 號(hào)),要求鍋爐設(shè)計(jì)文件未標(biāo)明設(shè)計(jì)熱效率、初始排放濃度等信息或不符合強(qiáng)制性指標(biāo)要求的,設(shè)計(jì)文件鑒定機(jī)構(gòu)不予通過(guò)設(shè)計(jì)文件鑒定,該文件的發(fā)布從而進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)文件對(duì)鍋爐節(jié)能環(huán)保的重要性。
《鍋爐設(shè)計(jì)文件鑒定管理規(guī)則》和《鍋爐設(shè)計(jì)文件節(jié)能審查辦法(試行)》規(guī)定,申請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)文件鑒定及節(jié)能審查的制造單位,必須持有與相應(yīng)級(jí)別的鍋爐制造許可證方可申請(qǐng)。鑒定及審查人員特別注意的是有些單位取得的鍋爐制造許可證限A 級(jí)鍋爐部件或盤(pán)管鍋爐,以及制造許可證有限期等,以防止出現(xiàn)紕漏。
鍋爐設(shè)計(jì)文件包括鍋爐設(shè)計(jì)說(shuō)明性文件、計(jì)算性文件和鍋爐設(shè)計(jì)圖樣,《鍋爐設(shè)計(jì)文件鑒定管理規(guī)則》規(guī)定,設(shè)計(jì)文件鑒定范圍包括鍋爐本體受壓部件、安全附件、鍋爐本體煙道以及平臺(tái)、步道、扶梯等涉及安全性能的內(nèi)容[1]?!跺仩t設(shè)計(jì)文件節(jié)能審查辦法(試行)》規(guī)定,節(jié)能審查內(nèi)容包括鍋爐及其輔機(jī)、監(jiān)測(cè)計(jì)量?jī)x表等涉及鍋爐經(jīng)濟(jì)性能的內(nèi)容以及文件資料完整性,同時(shí)需符合《鍋爐節(jié)能技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)程》第二章和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
《關(guān)于開(kāi)展電站鍋爐范圍內(nèi)管道隱患專項(xiàng)排查整治的通知》(市監(jiān)特函[2018]515 號(hào))要求,由鍋爐制造單位設(shè)計(jì)的電站鍋爐范圍內(nèi)管道,其設(shè)計(jì)文件應(yīng)當(dāng)納入鍋爐設(shè)計(jì)文件進(jìn)行鑒定,并加蓋設(shè)計(jì)文件鑒定專用章。
從最近幾年的工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)文件鑒定及節(jié)能審查工作中發(fā)現(xiàn),鍋爐申請(qǐng)單位送審的資料主要存在缺少爐墻保溫圖、介質(zhì)流程圖、管道儀表圖及扶梯平臺(tái)圖紙等問(wèn)題。爐墻保溫圖對(duì)于相應(yīng)部件在強(qiáng)度計(jì)算時(shí)是一個(gè)重要的條件,主要目的是選擇修正系數(shù)與附加溫度,管道儀表圖主要是為了審查相應(yīng)的安全附件配置是否符合安全技術(shù)規(guī)范的規(guī)定,送審資料上邊不按體系要求填字蓋章,對(duì)于鍋爐本體及范圍內(nèi)管道的某些受壓部件缺少?gòu)?qiáng)度計(jì)算書(shū)(如冷凝器、主蒸汽管等)、爐墻保溫計(jì)算書(shū)、大氣污染物初始排放濃度計(jì)算書(shū),對(duì)于有機(jī)熱載體鍋爐,缺少最小限制流速及最高液膜溫度計(jì)算書(shū)。
(1)鍋爐總圖上的產(chǎn)品型號(hào)未按照《工業(yè)鍋爐產(chǎn)品型號(hào)編制方法》標(biāo)準(zhǔn)編制,鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)不符合《工業(yè)蒸汽鍋爐參數(shù)系列》和《熱水鍋爐參數(shù)系列》標(biāo)準(zhǔn)的要求,出現(xiàn)10.5 t/h、7.35 MW 等參數(shù)的鍋爐型號(hào),對(duì)于生物質(zhì)鍋爐,燃料代號(hào)未按照《生物質(zhì)成型燃料鍋爐》標(biāo)準(zhǔn)的要求編寫(xiě),直接用生物質(zhì)的第一個(gè)大寫(xiě)字母S 代表。圖紙技術(shù)要求中仍使用已經(jīng)廢棄的標(biāo)準(zhǔn),不能及時(shí)更新,未按要求標(biāo)注大氣污染物初始排放濃度。
(2)《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》明確規(guī)定鍋爐的最低及最高安全水位應(yīng)當(dāng)在圖樣上標(biāo)明,但是在實(shí)際圖紙?jiān)u審的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)申請(qǐng)單位提供的圖紙并沒(méi)有按規(guī)程的要求來(lái)做。
(1)對(duì)于以部件形式出廠的鍋筒,水壓試驗(yàn)壓力應(yīng)該以鍋筒的工作壓力單獨(dú)確定,而不是等同于鍋爐本體整體的水壓試驗(yàn)壓力。
(2)對(duì)于角管鍋爐介質(zhì)出口不在鍋筒的以及有過(guò)熱器的鍋爐,整體水壓試驗(yàn)壓力應(yīng)以鍋筒工作壓力確定,而不是單純地按鍋爐的額定壓力確定。
舉例:型號(hào)為SZS 20-1.6/250-Q,整體水壓試驗(yàn)時(shí),不是單純用1.6×1.25=2 Mpa,因?yàn)?.6 Mpa 指的是過(guò)熱器出口的額定壓力,而不是鍋筒的工作壓力。通過(guò)查閱資料確定鍋筒的工作壓力為1.75 Mpa,故實(shí)際整體水壓試驗(yàn)壓力應(yīng)為1.75×1.25=2.18 Mpa 。
(1)給水管、減溫水管等連接管未按要求加裝套管:按照規(guī)定,B 級(jí)及以上蒸汽鍋爐,凡能引起鍋筒壁或者集箱壁局部熱疲勞的,在穿過(guò)筒壁或者集箱壁處都應(yīng)加裝套管。
(2)未按要求配置鍋水取樣器、蒸汽取樣器:按照規(guī)定,B、C 級(jí)鍋爐需要配置鍋水取樣器,對(duì)蒸汽品質(zhì)有要求時(shí),應(yīng)設(shè)置蒸汽取樣器。
(3)熱水鍋爐未按要求設(shè)置排氣閥:按照規(guī)定,對(duì)于熱水鍋爐,每一個(gè)循環(huán)回路的最高處都應(yīng)裝設(shè)排氣閥,且公稱通徑不小于20 mm。
(4)鍋爐與蒸汽母管之間未按要求設(shè)置切斷閥:按照規(guī)定,多臺(tái)鍋爐并聯(lián)運(yùn)行時(shí),鍋爐與蒸汽母管連接的每根蒸汽管道上,應(yīng)當(dāng)裝設(shè)兩個(gè)切斷閥,切斷閥門(mén)之間應(yīng)當(dāng)裝有疏水管和閥門(mén)。
(5)最高火界距離不滿足要求,規(guī)定中對(duì)鍋殼鍋爐的最低安全水位和最高火界做了具體的要求,但是在圖紙審查過(guò)程中,仍存在明顯的錯(cuò)誤,有些設(shè)計(jì)人員甚至連最高火界的概念都不清楚。
(6)對(duì)于臥式鍋殼鍋爐,設(shè)計(jì)單位在前后煙箱部位,沒(méi)有設(shè)置煙氣中冷凝水的疏水管或者疏水管通徑太小,在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常堵塞,起不到疏水的功能。
(1)強(qiáng)度計(jì)算書(shū)。GB/T 16507.4 規(guī)定,對(duì)于鍋筒和集箱筒體等的修正系數(shù),當(dāng)修正系數(shù)取0.95 的時(shí)候,要求是煙溫≤600 ℃、透過(guò)管束的低輻射熱流且壁面無(wú)煙氣強(qiáng)烈沖刷,這里透過(guò)管束的低輻射熱流且壁面無(wú)煙氣強(qiáng)烈沖刷如何理解,GB/T 16508.3 規(guī)定,鍋殼筒體和集箱筒體不受熱(在煙道外或可靠絕熱),修正系數(shù)取1。對(duì)于不受熱是不是等同于絕熱、可靠絕熱依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)都沒(méi)有給出明確的說(shuō)明,這樣就會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員只能靠主觀理解。
有些單位在強(qiáng)度計(jì)算中考慮計(jì)算壓力時(shí)一直忽略液柱靜壓,而GB/T 16507.4 規(guī)定是當(dāng)元件底部的液柱靜壓值≤3%(額定壓力+附加壓力+流動(dòng)阻力)時(shí),才可以不考慮,但是有些鍋爐的鍋筒位置比較高,液柱靜壓值大于此要求時(shí)就必須考慮。對(duì)于有機(jī)熱載體鍋爐安全閥排放量計(jì)算,法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)始終沒(méi)有明確的計(jì)算方法和公式,基本都是參考常規(guī)進(jìn)行計(jì)算,希望相關(guān)部門(mén)能夠出臺(tái)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),解決這一問(wèn)題。
關(guān)于三通計(jì)算的問(wèn)題,GB/T 16507.4 及GB/T 16508.3 規(guī)定對(duì)于d/Di≥0.8 的集箱開(kāi)孔,集箱厚度按三通計(jì)算。但是在圖紙?jiān)u審過(guò)程中,有些單位往往忽略這一規(guī)定,強(qiáng)度計(jì)算書(shū)里邊并沒(méi)有按照三通計(jì)算,這樣是不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的。還有就是對(duì)于焊制三通厚度補(bǔ)強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的混用,有一家單位設(shè)計(jì)的水管鍋爐集箱按GB/T 16507.4 設(shè)計(jì)補(bǔ)強(qiáng),廠家在Φ325×12 mm 的集箱上邊焊制了一個(gè)Φ273×8 mm的管子,滿足d/Di≥0.8 的要求,β 計(jì)算值為1.08,不滿足厚度補(bǔ)強(qiáng)的條件,1.1>β≥1.05 且DO≤273 的要求,但是廠家查閱GB/T 16508.3 對(duì)于焊制三通補(bǔ)強(qiáng)減弱系數(shù)的要求,發(fā)現(xiàn)滿足條件,就按GB/T 16508.3的要求進(jìn)行計(jì)算,而產(chǎn)品實(shí)際為水管鍋爐,不應(yīng)該按照GB/T 16508 鍋殼鍋爐強(qiáng)度計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。以下為GB/T 16507.4 及GB/T 16508.3 對(duì)焊制三通厚度補(bǔ)強(qiáng)的要求,做簡(jiǎn)要對(duì)比(表1)。
表1 焊制三通厚度補(bǔ)強(qiáng)對(duì)比
由表1 可知對(duì)于低于由持久強(qiáng)度確定許用應(yīng)力的起始溫度所定義的厚度補(bǔ)強(qiáng),GB/T 16507.4 規(guī)定Pr≤2.5 Mpa、1.05≤β<1.10、Do≤273 mm,而GB/T 16508.3 的要求是1.05≤β<1.10 對(duì)于額定壓力不大于2.5 MPa 的鍋爐無(wú)縫鋼管焊制三通,當(dāng)主管外徑D0≤426 mm 時(shí),可用厚度補(bǔ)強(qiáng)形式,這樣一來(lái),兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就出現(xiàn)了矛盾的地方,后續(xù)出版的勘誤表也對(duì)這兩處地方?jīng)]有修改,這樣就要求設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格按照各自的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),不能混淆。
(2)熱力、煙風(fēng)阻力計(jì)算。在熱力計(jì)算中,尤其是對(duì)于現(xiàn)在流行的冷凝鍋爐,有些設(shè)計(jì)單位誤認(rèn)為只要排煙溫度低于100 ℃,煙氣中的水蒸氣就會(huì)放出汽化潛熱。理論上燃?xì)忮仩t水蒸氣體積分?jǐn)?shù)為0.18 左右,對(duì)應(yīng)的冷凝溫度只有58 ℃。燃?xì)忮仩t水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)越高,冷凝溫度也越高,尾部煙氣越容易冷凝放出汽化潛熱[2]。所以,在冷凝鍋爐熱力計(jì)算過(guò)程中應(yīng)該合理選擇冷凝器的冷凝效率,確保熱力計(jì)算的準(zhǔn)確性。煙風(fēng)阻力計(jì)算忽略煙囪的自生通風(fēng)力,計(jì)算過(guò)程中只考慮沿程阻力而忽略局部阻力。
(3)說(shuō)明書(shū)及儀表配置問(wèn)題。鍋爐設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中未注明設(shè)計(jì)所依據(jù)的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn),沒(méi)有注明鍋爐的熱效率、燃料消耗量等主要熱力參數(shù),未注明鍋爐大氣污染物初始排放濃度,沒(méi)有節(jié)能相關(guān)要求。鍋爐安裝使用說(shuō)明書(shū)沒(méi)有注明鍋爐安全閥的整定壓力,沒(méi)有說(shuō)明水壓試驗(yàn)的具體要求,沒(méi)有對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的操作提出要求,沒(méi)有指出安全連鎖保護(hù)裝置的整定值及具體操作要求,儀表配置圖對(duì)于節(jié)能運(yùn)行儀表沒(méi)有做具體要求,不符合《鍋爐節(jié)能技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)程》對(duì)節(jié)能儀表配置的要求。
(1)工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)文件鑒定及節(jié)能審查工作是保證鍋爐安全運(yùn)行和節(jié)能環(huán)保的一個(gè)重要環(huán)節(jié),因此鑒定及審查人員應(yīng)當(dāng)把好關(guān),鍋爐設(shè)計(jì)單位應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的要求設(shè)計(jì)確保鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
(2)鍋爐設(shè)計(jì)及鑒定審查人員應(yīng)該注重理論知識(shí)的學(xué)習(xí),及時(shí)掌握國(guó)家法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)并更新自己的知識(shí)。
(3)鍋爐設(shè)計(jì)圖紙及計(jì)算文件應(yīng)該嚴(yán)謹(jǐn),要養(yǎng)成相互校對(duì)的好習(xí)慣。
(4)對(duì)于設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題或者對(duì)標(biāo)準(zhǔn)拿不準(zhǔn)的地方應(yīng)該及時(shí)溝通或者向國(guó)家相關(guān)部門(mén)反映,不能按照自己的理解盲目設(shè)計(jì),以防引起鍋爐安全事故。
(5)對(duì)于已經(jīng)鑒定通過(guò)的圖紙及文件,設(shè)計(jì)單位不得隨意更改,尤其是設(shè)計(jì)安全及節(jié)能環(huán)保的部分,如果確實(shí)需要修改,應(yīng)該按照正常手續(xù)辦理。
(6)及時(shí)掌握國(guó)內(nèi)外的新技術(shù)新方法,對(duì)鍋爐產(chǎn)品及時(shí)更新?lián)Q代,爭(zhēng)取設(shè)計(jì)出更受歡迎的節(jié)能環(huán)保新產(chǎn)品,達(dá)到節(jié)能降耗減少環(huán)境污染的目的。
本研究主要對(duì)工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)文件鑒定及節(jié)能審查中存在的問(wèn)題做了相應(yīng)的分析,對(duì)存在的問(wèn)題提出了一些對(duì)策。設(shè)計(jì)文件鑒定及節(jié)能審查是一項(xiàng)牽扯面比較廣的工作,鑒定人員要與時(shí)俱進(jìn),用專業(yè)的知識(shí)武裝自己,不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí),同時(shí)設(shè)計(jì)人員也應(yīng)該熟練掌握國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)內(nèi)外的新動(dòng)態(tài),確保生產(chǎn)的鍋爐能夠安全、節(jié)能環(huán)保地運(yùn)行。