GB/T 21435-2008 相变加热炉

　　ICS 27 . 060 . 30 J 98

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 21435—2008

　　相 变 加 热 炉

　　phasechange heater

　　2008-01-31 发布 2008-07-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 21435—2008

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　引言 Ⅳ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 2

　　4 参数系列 4

　　5 型号编制方法 4

　　6 要求 6

　　7 检验和试验 14

　　8 油漆 、包装 、标志和随机技术文件 15

　　9 配套供货范围及质量责任 16

　　附录 A(资料性附录) 真空压力控制器的主要性能参数 18

　　附录 B(规范性附录) 相变加热炉选型及安装维修和运行维护 19

　　Ⅰ

　　GB/T 21435—2008

　　前 言

　　本标准的附录 A 为资料性附录，附录 B 为规范性附录 。

　　本标准由宁夏回族自治区质量技术监督局提出 。

　　本标准由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC 262)归 口 。

　　本标准由全国锅炉压力容器标准化技术委员会锅炉分技术委员会(SC 1)组织起草 。

　　本标准负责起草单位：宁夏三新实业(集团)有限公司热工技术研究所 、宁夏三新热超导技术有限公司 。

　　本标准参加起草单位：西安交通大学 、兰州石油机械研究所 、上海工业锅炉研究所 、宁夏回族自治区质量技术监督局 、宁夏三新真空锅炉制造有限公司 、上海发电设备成套设计研究院 、中国特种设备检测研究中心 。

　　本标准主 要 起 草 人：张 少 军 、屠 若 男 、车 得 福 、张 运 迪 、刘 陆 一 、冯 华 杰 、许 天 鹰 、杨 又 新 、王 治 远 、张瑞 、刘树华 。

　　本标准起草高级顾问：林宗虎 。

　　本标准为首次发布 。

　　Ⅲ

　　GB/T 21435—2008

　　Ⅳ

　　引

　　

　　言

　　我国石油天然气行业虽然已有一套完善的加热炉标准体系，但由于相变加热炉工作原理以及制造 、安装 、使用要求等，都与传统承压或常压加热炉有明显区别，现行加热炉技术标准和规程 、规范不完全适用于相变加热炉 。

　　本标准本着实用 、可行的原则，对相变加热炉设计 、制造提出了技术要求 。鉴于目前尚无相变加热炉安全使用管理方面的规程 、规范的特殊情况，本标准从安装维护的角度，对相变加热炉的运行管理提出了基本要求 。

　　本标准规定了相变加热炉的最低安全要求，对相变加热炉的使用性能和环保性能提出了基本要求 。

　　GB/T 21435—2008

　　相 变 加 热 炉

　　1 范围

　　本标准规定了相变加热炉的术语 、定义 、参数系列和型号编制方法，以及设计 、制造 、检验 、验收 、安全附件等方面有关安全和性能的基本要求 。

　　本标准适用于以相变换热方式工作的石油工业用间接加热炉，即真空相变加热炉 、微压相变加热炉和压力相变加热炉，以下简称加热炉 。

　　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 。

　　GB 150—1998 钢制压力容器

　　GB 151 管壳式换热器

　　GB 567 爆破片与爆破片装置

　　GB/T 700 碳素结构钢(GB/T 700—2006 , ISO 630:1995 , NEQ)

　　GB/T 985 气焊 、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸

　　GB/T 986 埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸

　　GB/T 2900 . 48 电工名词术语 固定式锅炉

　　GB 3087 低中压锅炉用无缝钢管(GB 3087—1999 , neq ISO 9329-1 :1989)

　　GB/T 8163 输送流体用无缝钢管(GB/T 8163—1999 , neq ISO 559:1991)

　　GB/T 9222 水管锅炉受压元件强度计算

　　GB/T 12459 钢制对焊无缝管件

　　GB 13271 锅炉大气污染物排放标准

　　GB/T 16507—1996 固定式锅炉建造规程(neq ISO 5730:1992)

　　GB/T 16508 锅壳锅炉受压元件强度计算(GB/T 16508—1996 , neq ISO 5370:1992)

　　GB/T 17410—1998 有机热载体炉

　　JB/T 1615 锅炉油漆和包装技术条件

　　JB/T 1616 管式空气预热器制造技术条件

　　JB/T 1620 锅炉钢结构技术条件

　　JB/T 1621 工业锅炉烟箱 、钢制烟囱技术条件

　　JB/T 1623 锅炉管孔中心距尺寸偏差

　　JB/T 1626 工业锅炉产品型号编制方法

　　JB/T 2190 锅炉人孔和头孔装置

　　JB/T 2191 锅炉手孔装置

　　JB/T 2192 方型铸铁省煤器技术条件

　　JB/T 3271 链条炉排技术条件

　　JB/T 3375 锅炉用材料入厂验收规则

　　JB/T 4730 承压设备无损检测

　　JB/T 4735 钢制焊接常压容器

　　1

　　GB/T 21435—2008

　　JB/T 7985—2002 小型锅炉和常压热水锅炉技术条件

　　JB/T 9620 往复炉排技术条件

　　JB/T 10094—2002 工业锅炉通用技术条件

　　JB/T 10355 锅炉用抛煤机技术条件

　　JB/T 10356 流化床燃烧设备技术条件

　　JB/T 10393—2002 电加热锅炉技术条件

　　SY 0031 石油工业用加热炉安全规程

　　SY/T 0510 钢制对焊管件

　　SY/T 0599 天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求

　　SY/T 5262—2000 火筒式加热炉规范

　　SY/T 6381 加热炉热工测定

　　锅炉设计文件鉴定管理规则(TSG G1001—2004)

　　有机热载体安全技术监察规程(原劳动部 1993 年颁布)

　　蒸汽锅炉安全技术监察规程(原劳动部 1996 年颁布)

　　热水锅炉安全技术监察规程(原劳动部 1997 年颁布)

　　压力容器安全技术监察规程(原国家质量技术监督局 1999 年颁布)

　　3 术语和定义

　　GB/T 2900 . 48 确立的以及下列术语和定义适用于本标准 。

　　3 . 1

　　相变加热炉 phasechange heater

　　相变换热加热炉 phasechange heatexchange heater

　　在加热炉本体内没有不凝结气体或不凝结气体分压力(绝对压力)接近于零的状态下，锅内介质通过不断蒸发 、冷凝的气液两相循环，连续将吸收的热量传递给换热管内工质的加热炉 。

　　相变加热炉属于特种锅炉，是一种给工质加热升温的特殊相变锅炉 。 主要用于油气田和长输管道油气集输等生产过程中，加热原油 、天然气 、生产用水或其混合物等工质 。

　　3 . 2

　　被加热工质 working fluid with hotsupply

　　工质 working medium

　　流经相变加热炉换热管并被加热后输出的石油 、天然气 、生产用水或其混合物 。

　　3 . 3

　　中间介质 intermediatemedium

　　锅内介质 medium insideheater

　　介质 medium

　　充装在相变加热炉本体内，将吸收的热量传递给换热管内工质的物质 。

　　3 . 4

　　锅内介质额定蒸汽压力(表压力) rated vaporpressure(gauge)ofmedium insideheater

　　相变加热炉额定工作压力 rated working pressure(gauge)ofheater

　　相变加热炉正常工作时，锅内介质蒸汽空间可能达到的最高工作压力 。

　　3 . 5

　　换热管 heatexchanging tube

　　冷凝管 condensing tube

　　吸收相变加热炉锅内介质蒸汽的冷凝热，并将热量传递给管内工质的管式冷凝换热面 。

　　2

　　GB/T 21435—2008

　　3 . 6

　　真空相变加热炉 vacuum phasechange heater

　　负压相变加热炉 subatmosphericpressurephasechange heater

　　锅内介质蒸汽额定压力低于当地大气压力的相变加热炉 。

　　3 . 7

　　微压相变加热炉 micropressurephasechange heater

　　锅内介质蒸汽额定表压力不大于 0 . 1 MPa 的相变加热炉 。

　　3 . 8

　　压力相变加热炉 pressurizedphasechange heater

　　锅内介质蒸汽额定表压力大于 0 . 1 MPa 的相变加热炉 。

　　3 . 9

　　水介质相变加热炉 watermedium phasechange heater

　　锅内中间介质为水的相变加热炉 。

　　3 . 10

　　有机介质相变加热炉 organicliquidmedium phasechange heater

　　锅内中间介质为有机液体(或其水溶液 、乳化液 、混合液)、有机物和无机物的混合液(或其水溶液 、乳化液)的相变加热炉 。

　　3 . 1 1

　　无机介质相变加热炉 inorganicliquidmedium phasechange heater

　　锅内中间介质为无机液体(或其水溶液 、混合液)的相变加热炉 。

　　3 . 12

　　相变原油加热炉 phasechange crudeoilheater

　　被加热工质为原油的相变加热炉 。

　　3 . 13

　　相变天然气加热炉 phasechange naturalgasheater

　　被加热工质为天然气的相变加热炉 。

　　3 . 14

　　相变生产用水加热炉 phasechange processing waterheater

　　被加热工质为油田生产用水的相变加热炉 。

　　3 . 15

　　相变混合物加热炉 phasechangemixtureheater

　　被加热工质为气液混合物的相变加热炉 。

　　3 . 16

　　真空加热炉 vacuum heater

　　真空相变加热炉的简称 。一般特指水介质真空相变原油加热炉 。

　　3 . 17

　　内置快装式相变加热炉 built-in phasechange heater

　　换热管布置在加热炉锅筒(锅壳)内，与加热炉本体为一体的相变加热炉 。

　　3 . 18

　　外置分体式相变加热炉 separatephasechange heater

　　换热管布置在加热炉锅筒(锅壳)外专门的换热器壳体内的相变加热炉 。

　　3

　　GB/T 21435—2008

　　3 . 19

　　真空压力控制器 vacuum andmicropressureprotectivedevice

　　安装在真空相变加热炉或微压相变加热炉上，用于排出锅内不凝结气体，防止空气进入锅内，并能保护加热炉不超压运行的一种专用安全保护装置 。

　　3 . 20

　　设计海拔 design heightabovesea level

　　相变加热炉设计时，为确定锅内介质在额定压力下的饱和温度而给定的海拔高度值 。

　　4 参数系列

　　相变加热炉的主要参数系列见表 1 。

　　表 1 相变加热炉参数系列

　　参数名称

　　参 数 系 列

　　额定工作压力/MPa

　　-0 . 02 , -0 . 01 , 0 , 0 . 1 , 0 . 2 , 0 . 4 , 0 . 7 , 1 . 0 , 1 . 25 , 1 . 6 , 2 . 5

　　设计海拔高度/m

　　0 , 1 000 , 2 000 , 3 000

　　额定热功率/kW

　　40 , 50 , 60 , 80 , 100 , 120 , 150 , 175 , 200 , 250 , 300 , 350 , 400 , 500 , 600 , 700 , 800 , 1 000 , 1 200 , 1 500 , 1 750 , 2 000 , 2 500 , 3 000 , 3 500 , 4 000 , 5 000 , 6 000 , 7 000 , 8 000 , 10 000 , 12 000

　　工质额定入口压力/MPa

　　0 . 4 , 0 . 7 , 1 . 0 , 1 . 25 , 1 . 6 , 2 . 5 , 4 . 0 , 6 . 3 , 10 . 0 , 16 . 0 , 20 . 0 , 25 . 0 , 32 . 0 , 40 . 0

　　5 型号编制方法

　　5 . 1 相变加热炉的产品型号，宜采用本章规定的方法编制 。

　　5 . 2 相变加热炉产品型号由五部分组成，各部分之间用连字符(-)相连 。见图 1 。

　　图 1 相变加热炉型号编制方法

　　4

　　GB/T 21435—2008

　　5 . 3 型号的第一部分表示加热炉各组换热管工质的种类及其特性，见表 2 。编写方法如下：

　　a) 单组换热管或各组换热管工质特性相同时，由 1 ~ 3 段组成，各段之间用斜杠(/)分开：

　　1) 第一段由一个大写汉语拼音字母和一组阿拉伯数字(或一个小写拼音字母)组成，表示被加热工质种类及其主要特性 。工质特性未知时，表示特性的数字(或拼音字母)省略 。

　　2) 被加热工质为单相流体(如原油)时，无第二段和第三段;工质为多相流体(如混合物)时，第二段和第三段分别用一组阿拉伯数字表示工质其余特性，且第二段和第三段可省略 。

　　b) 多组换热管且各组换热管工质种类特性不同时，由两段以上组成，各段之间用斜杠(/)分开：

　　1) 每一段由一个大写汉语拼音字母和一组阿拉伯数字(或一个小写拼音字母)组成，表示 一组换热管工 质 种 类 及 其 主 要 特 性 。 工 质 特 性 未 知 时，表 示 特 性 的 数 字(或 拼 音 字 母)省略 。

　　2) 表示各组换热管工质其余特性的第二段和第三段阿拉伯数字均省略 。

　　5 . 4 型号的第二部分表示加热炉相变换热方面的特性，共分四段，各段连续书写 。编写方法如下：

　　a) 第一段用一个大写汉语拼音字母表示相变加热炉的种类，见表 2 。

　　b) 第二段用一个大写汉语拼音字母(和一个阿拉伯数字)表示换热管布置 方 式 和 组 数，见 表 2 。换热管多于一组时，应在该字母前加阿拉伯数字表示换热管组数 。换热管内置且只有一组时，该段可省略 。

　　c) 第三段用一个大写汉语拼音字母表示锅内介质的种类，见表 2 。锅内介质为水时该段可省略 。

　　d) 第四段用一组 1 ~ 2 位小数的阿拉伯数字表示压力相变加热炉锅内介质蒸汽额定压力，单位为兆帕( MPa) 。真空和微压相变加热炉无此段 。

　　5 . 5 型号的第三部分表示加热炉本体型式 、燃烧设备型式(或燃烧方式)以及加热炉额定容量，共分三段，各段连续书写 。各段的编写方法应符合 JB/T 1626 的规定，其中第三段 “额定容量 ”用数字表示加热炉额定热功率，单位为千瓦(kW) 。

　　注：相变加热炉额定热功率，是指加热炉安装地点的海 拔 高 度 不 超 过 设 计 海 拔 、锅 内 介 质 蒸 汽 在 额 定 工 作 压 力 下，加热炉以额定出口温度和进口温度 、额定工质流量运行时的热功率 。

　　对于电加热相变加热炉，型号的第三部分第一段 “本体型式代号 ”用大写汉语拼音字母 W 表示卧式，L表示立式;第二段 “燃烧设备型式或燃烧方式代号 ”用大写汉语拼音字母 DR表示电加热 。

　　表 2 型号中字母代号表

　　项 目

　　代号

　　含 义

　　备 注

　　被加热工质种类及其主要特性

　　H狓/狓1 / 狓2

　　混合物(原 油 黏 度 ≤ 狓、含水率 ≤狓1 %、油气比 ≤狓2 )

　　狓—用整数表示原油 50℃时的动力黏度，mPa · s ;狓1 —用整数表示含水质量百分率，% ;

　　狓2 —用 0 . 1 的整倍数表示的油气比，m3(气)/t(油);狓、狓1 、狓2 均可省略

　　Y狓

　　原 油(黏 度≤ 狓、含 水 率≤5%、油气比 ≤0 . 1)

　　狓—用整数表示原油 50℃的动力黏度，mPa · s 。可省略

　　SΔ

　　生产用水(水的种类为 Δ、含油率<5%、不含气)

　　Δ—小写汉语拼音字母，可省略 。

　　r代表软化水;

　　s 代表生水(未经软化但不含固形物和有机物); y代表含油污水(含油率不小于 1%但小于 5%) ; w代表无油污水(含油率小于 1%)

　　Q狓/狓1 / 狓2

　　天 然 气( 相 对 密 度≤ 狓/1 000 、油 气 比 > 狓1 、凝析油黏度 ≤狓2 )

　　狓—用整数表示天然气 20℃时相对密度的 1 000 倍;狓1 —用整数表示的油气比，m3(气)/t(油);

　　狓2 —用整数表示的凝析油 50℃的动力黏度，mPa · s 。狓、狓1 、狓2 均可省略

　　5

　　GB/T 21435—2008

　　表 2(续)

　　项 目

　　代号

　　含 义

　　备 注

　　相变加热炉种类

　　Z

　　真空相变

　　W

　　微压相变

　　Y

　　压力相变

　　换热管布置方式

　　K

　　内置快装式

　　换热管布置在锅筒(锅壳)内 。 只有一组换热管时，可省略

　　F

　　外置分体式

　　换热管布置在锅筒(锅壳)外专门的换热器壳体内

　　锅内介质种类

　　S

　　水介质

　　可省略

　　Y

　　有机介质

　　W

　　无机介质

　　注：“狓”和“Δ”代表被加热工质的主要特性，“狓1 ”和“狓2 ”代表被加热工质的其余特性 。

　　5 . 6 型号的第四部分表示被加热工质额定入口压力和额定出口温度，共分三段，各段之间用斜杠(/)分开 。编写方法如下：

　　a) 第一段用一组 1 ~ 2 位小数的阿拉伯数字表示入口压力最高一组换热管工质的额定入口压力，单位为兆帕( MPa) 。

　　b) 第二段用一组阿拉伯数字整数表示工质黏度最高一组换热管的工质额定出 口温度，单位为摄氏度( ℃) 。

　　5 . 7 型号的第五部分表示燃料种类，编写方法应符合 JB/T 1626 的规定 。

　　对于电加热相变加热炉，无第五部分 。

　　示例 1 : Y30-Y0 . 2-SZL3000-2 . 5/60-AII：表示被加热工质为黏度 μ50 = 30 MPa · s(含水率 ≤5%、油气比 ≤0 . 1 省略)的原油;压力相变加热炉，单组换热管(组数 1 省略)，内置快装式(代号 K 省略)，锅内介质为水(代号 S 省略)，蒸汽额定压力 0 . 2 MPa;双锅筒纵置 水 管 式，链 条 炉 排，额 定 热 功 率 3 000 kW;换 热 管 额 定 入 口 压 力 2 . 5 MPa, 额 定 出 口 温 度60 ℃;燃用二类烟煤 。

　　示例 2: Y20/H30/Sy-W3F-WNS2500-1 . 6/80-Y：表示被加热工质分别为黏度 μ50 = 20 MPa · s(含水率 ≤5%、油气比≤0 . 1 省略)的原油 、原油黏度 μ50 = 30 MPa · s(含 水 率 、油 气 比 省 略)的 混 合 液 、含 油 污 水;微 压 相 变 加 热 炉，三 组 换 热管，外置分体式，锅内中间介质为水(代号 S省略)，蒸汽额定压力 0 . 1 MPa(省略);卧式内燃锅壳式室燃 炉，额 定 热 功 率2 500 kW;压力最高一组换热管额定入口压力 1 . 6 MPa,黏度最高一组换热管额定出口温度 80 ℃;燃油 。

　　示例 3: Y/H/S-Z3F-WNS2000-1 . 6/70-Q：表示被加 热 工 质 分 别 为 原 油(黏 度 、含 水 率 、油 气 比 未 知，省 略)、混 合 液(原油黏度 、含水率 、油气比未知，省略)、水(水的种类未知，省略);真空相变加热 炉，三 组 换 热 管，外 置 分 体 式，锅 内中 间介质为水(代号 S省略)，蒸汽额定压力省略;卧式内燃锅壳式 室 燃 炉，额 定 热 功 率 2 000 kW;压 力 最 高 一 组 换 热 管 额 定入口压力 1 . 6 MPa,黏度最高一组换热管额定出口温度 70 ℃;燃气 。

　　示例 4: H20/40/2-Z-WNS800-1 . 6/70-YQ：表示被加热工质 为 原 油 黏 度 μ50 = 20 MPa · s、含 水 率 =40%、油 气 比 = 2 m3(气)/t(油)的混合液;真空相变加 热 炉，单 组 换 热 管(组 数 1 省 略)，内 置 快 装 式(代 号 K 省 略)，锅 内中 间 介 质 为 水(代号 S省略)，蒸汽额定压力省略;卧式内燃锅壳式室燃炉，额定热功率 800 kW;换热管额定入口压力 1 . 6 MPa,额定出口温度 70 ℃;燃油燃气两用，且以燃油为主 。

　　示例 5 : H-Z-WNS600-2 . 5/80-Q：表 示 被 加 热 工 质 为 混 合 液(原 油 黏 度 、含 水 率 、油 气 比 未 知，省 略);真 空 相 变 加 热炉，单组换热管(组数 1 省略)，内置快装式(代号 K 省略)，锅内中间介质为水(代号 S 省略)，蒸汽额定压力省略;卧式内燃锅壳式室燃炉，额定热功率 600 kW;换热管额定入口压力 2 . 5 MPa,额定出口温度 80 ℃;燃气 。

　　6 要求

　　6 . 1 符号

　　下列符号适用于本章 。

　　Aa — 真空压力控制装置(或安全阀)的排放通道的最小截面积，单位为平方米(m2 ) 。

　　6

　　GB/T 21435—2008

　　Ab — 爆破片爆破后排放通道的最小截面积，单位为平方米(m2 ) 。

　　Ag — 管径最大的换热管(包括位于锅内的汇管)单根管的内截面积，单位为平方米(m2 ) 。

　　Q— 加热炉的额定热功率，单位为千瓦(kW) 。

　　k— 工质中原油及天然气体积流量占总流量的百分率，0≤k≤1 。工质为水时 k≈0 , 工质为原油时 k≈1 , 工质为混合物时 0

　　p— 加热炉本体的强度计算表压力，单位为兆帕( MPa) 。

　　pc — 压力相变加热炉上安装的安全阀的起跳压力，单位为兆帕( MPa) 。

　　pg — 换热管内工质的额定入口表压力，单位为兆帕( MPa) 。

　　r— 真空相变加热炉在 0 . 05 MPa,微压相变加热炉在 0 . 15 MPa,压力相变加热炉在额定工作压力加上 0 . 05 MPa 的真空压力控制装置(或安全阀)最高起跳压力下，有机或无机介质相变加热炉锅内介质的汽化潜热，单位为千焦每千克(kJ/kg) 。

　　ρ— 真空相变加热炉在 0 . 05 MPa,微压相变加热炉在 0 . 15 MPa,压力相变加热炉在额定工作压力加上 0 . 05 MPa 的真空压力控制装置(或安全阀)最高起跳压力下，有机或无机介质相变加热炉锅内介质的蒸汽密度，单位为千克每立方米(kg/m3 ) 。

　　6 . 2 额定工况下的性能要求

　　6 . 2 . 1 加热炉制造单位应保证加热炉额定状态下被加热工质的额定出口温度 。

　　6 . 2 . 2 加热炉运行地海拔高度 、使用条件 、燃料和配套设施满足加热炉设计要求和本标准规定，且加热炉及其辅机附件状况良好并按要求正确操作时，额定工况下的热效率应符合下列规定：

　　a) 水介质相变加热炉：

　　1) 燃油或燃气时，应不低于 SY/T 5262—2000 规定热效率加上 10 个百分点;

　　2) 燃煤时，应不低于 JB/T 10094—2002 规定热效率 。

　　b) 有机和无机介质相变加热炉：

　　1) 燃油或燃气时，应不低于 SY/T 5262—2000 规定热效率加上 5 个百分点;

　　2) 燃煤时，应不低于 GB/T 17410—1998 规定热效率 。

　　c) 电加热相变加热炉应不低于 JB/T 10393—2002 规定热效率 。

　　d) 其他相变加热炉应不低于 SY/T 5262—2000 规定热效率 。

　　6 . 2 . 3 加热炉以额定工作压力 、额定进口及出口温度和额定工质流量运行时，若安装运行地海拔不高于设计海拔，加热炉能达到的最大热功率应不低于额定热功率的 95%;若安装运行地海拔高于设计海拔，在海拔 3 000 m 以下范围内，加热炉能达到的最大热功率应不低于额定热功率的 90% 。

　　6 . 2 . 4 层状燃烧及抛煤机链条炉排燃煤加热炉排烟处的过量空气系数，应不大于 1 . 75;流化床燃煤加热炉排烟处的过量空气系数，应不大于 1 . 5;燃油或燃气加热炉排烟处的过量空气系数，负压燃烧时应不大于 1 . 3 ,正压燃烧时应不大于 1 . 2 。

　　6 . 2 . 5 加热炉的排烟温度，在带尾部受热面时，应不大于 170 ℃ 。在不带尾部受热面时，额定热功率大于 1 200 kW 的加热炉，应不大于 200 ℃;额定热功率不大于 1 200 kW 加热炉，不应大于 250 ℃ 。

　　6 . 2 . 6 加热炉大气污染物的排放应符合 GB 13271 的规定 。

　　6 . 3 设计要求

　　6 . 3 . 1 设计和计算要求

　　6 . 3 . 1 . 1 压力相变加热炉设计文件的鉴定，应符合《锅炉设计文件鉴定管理规则》的规定 。

　　6 . 3 . 1 . 2 对于真空或微压相变加热炉设计文件，在生产单位或用户提出鉴定要求时，可参照 6 . 3 . 1 . 1的规定进行 。

　　6 . 3 . 1 . 3 额定热功率不小于 600 kW 的加热炉，受热面的布置和烟风系统阻力应计算确定 。

　　6 . 3 . 1 . 4 外置分体式相变加热炉和水管式相变加热炉，锅内气液循环的可靠性应视必要进行核算 。

　　6 . 3 . 1 . 5 对于有机介质相变加热炉，辐射受热面管内流速应不低于 2 . 0 m/s,对流受热面管内的流速

　　7

　　GB/T 21435—2008

　　应不低于 1 . 5 m/s,水管式相变加热炉下降管与上升管的截面比应不小于 40% 。

　　6 . 3 . 1 . 6 加热炉的换热管布置，应在确定加热炉设计海拔和额定工作压力后，根据锅内介质的饱和温度计算确定 。

　　6 . 3 . 1 . 7 加热炉本体及外置换热器部件承受内压时的强度计算，根据结构布置形式，按 GB/T 16508或 GB/T 9222 进行;承受外压时的失稳计算，可参照 GB 150—1998 中第 6 章的规定进行 。

　　6 . 3 . 1 . 8 加热炉本体及换热器壳程的强度计算压力，应符合如下规定：

　　a) 水介质真空相变加热炉的真空压力控制装置入口处，取 0 . 1 MPa ;

　　b) 水介质微压相变加热炉的真空压力控制装置入口处，取 0 . 2 MPa ;

　　c) 水介质压力相变加热炉的安全阀入口处，取额定工作压力的 1 . 05 倍且不小于 0 . 3 MPa ;

　　d) 有机或无 机 介 质 相 变 加 热 炉 的 真 空 压 力 控 制 装 置 或 安 全 阀 入 口 处，取 额 定 工 作 压 力 加 上

　　0 . 3 MPa且不低于 0 . 6 MPa 。

　　6 . 3 . 1 . 9 加热炉本体及外置换热器部件的失稳计算压力，应按如下规定确定：

　　a) 锅筒(锅壳)、封头(管板)、换热器壳程等，取 0 . 1 MPa ;

　　b) 炉胆 、回燃室等，取锅壳的强度计算压力 。

　　6 . 3 . 1 . 10 水介质相变加热炉换热管或换热器管程的强度计算压力，取工质额定入口压力的 1 . 05 倍 。

　　6 . 3 . 1 . 1 1 有机或无机介质相变加热炉换热管的强度计算压力，取下述二者中较高者：

　　a) 工质额定入口压力的 1 . 05 倍;

　　b) 锅内介质在额定工作压力下的饱和温度，所对应的蒸汽饱和压力，再加上 0 . 2 MPa 。

　　6 . 3 . 1 . 12 加热炉吊耳 、拖拉钩等受力构件的设计计算，应符合 GB/T 16507—1996 中 5 . 11 的规定 。

　　6 . 3 . 1 . 13 加热炉本体受压元件的计算温度，应符合如下规定：

　　a) 炉膛或烟道外元件，取不低于与其接触的锅内介质最高温度 。

　　b) 炉膛或烟道内元件，按下列规定确定：

　　1) 锅内介质为水时，按 GB/T 9222 或 GB/T 16508 的规定选取;

　　2) 锅内 介 质 为 有 机 或 无 机 介 质 时，按 GB/T 9222 或 GB/T 16508 的 规 定 选 取 后，再 加上 50 ℃ 。

　　c) 任何情况下，受压元件的计算温度取值，均应不低于 250 ℃ 。

　　6 . 3 . 1 . 14 加热炉锅内介质应符合如下条件：

　　a) 无毒 、无害 、无腐蚀性，不导致接触材料的理化性能发生变化;

　　b) 工作条件下，稳定性好，不变质，无沉淀;

　　c) 有机介质应符合《有机热载体炉安全技术监察规程》的规定 。

　　6 . 3 . 1 . 15 加热炉最低安全液位应高于最高火界至少 75 mm,且能保证下降管可靠工作 。

　　注：最高火界位置为钢材接触的烟气温度不低于材料最高许用温度的部位 。材料最高许用温度指满足强度和失稳核算的最低基本许用应力对应的钢材许用温度 。

　　6 . 3 . 1 . 16 加热炉换热管内的工质流速，应能保证工质中杂质不析出沉淀在换热管及其汇管中 。

　　6 . 3 . 1 . 17 用电加热的相变加热炉应以水为锅内中间介质，并符合 JB/T 10393—2002 的规定 。

　　6 . 3 . 2 材料及结构要求

　　6 . 3 . 2 . 1 制造相变加热炉的材料应符合设计图样的要求，钢材和焊接材料应有质量证明书 。

　　6 . 3 . 2 . 2 除换热 管 及 管 程 部 件 外，制 造 真 空 或 微 压 相 变 加 热 炉 本 体 的 钢 板 应 不 低 于 GB/T 700 中Q235 的规定，钢管应不低于 GB/T 8163 中 10 号 、20 号钢的规定;制造压力相变加热炉本体的材料应符合 GB/T 9222 或 GB/T 16508 的规定 。

　　6 . 3 . 2 . 3 制造加热炉鳍片管的管子材料应为 10 号或 20 号钢，并且对于真空或微压相变加热炉应不低于 GB/T 8163 的规定，对于压力相变加热炉应不低于 GB 3087 的规定 。

　　6 . 3 . 2 . 4 制造 加 热 炉 换 热 管 、管 箱 等 管 程 部 件 的 材 料 及 结 构，应 符 合 GB 150—1998 和 GB 151 的

　　8

　　GB/T 21435—2008

　　规定 。

　　6 . 3 . 2 . 5 制造外置分体式相变加热炉换热器壳程的材料及其结构，压力相变加热炉应符合 GB 150 — 1998 和 GB 151 的规定，真空或微压相变加热炉应符合 JB/T 4735 的规定 。

　　6 . 3 . 2 . 6 加热炉的结构应有足够的强度 、刚度和稳定性，受热面应能得到可靠冷却 。

　　6 . 3 . 2 . 7 加热炉锅筒(锅壳)、各受热面 、换热管及换热器壳体，在运行时应能自由膨胀 。

　　6 . 3 . 2 . 8 加热炉的结构应便于制造 、检查 、操作和维护，并能保证必要的无损检测的实施 。

　　6 . 3 . 2 . 9 加热炉应设置必要的热工及环保检测测点 。工质进出口管路上应设置温度测点和压力测点，烟道上应设置必要的温度测点 、压力测点和烟尘浓度测点 。

　　6 . 3 . 2 . 10 加热炉应便于运输安装 、操作检修，便于排放锅内介质及换热管内工质，便于内外部清洗 。

　　6 . 3 . 2 . 1 1 为保证加热炉性能，不应将锅内介质引出炉体直接用于供热或供应蒸汽 。

　　6 . 3 . 2 . 12 燃油和燃气加热炉炉膛和其他容易发生爆燃的部位，应设置与炉膛直接连通的防爆门 。 防爆门排泄口不应正对可能通过或滞留人员的位置，也不能危及其他设备的安全 。

　　6 . 3 . 2 . 13 锅内介质蒸汽额定压力不超过 0 . 4 MPa 的加热炉，锅筒(锅壳)、炉胆 、回燃室筒体 、换热器筒体与封头(管板)的连接，可采用插入式 T形接头对接连接 。

　　6 . 3 . 2 . 14 加热炉焊接接头型式 、坡口型式和尺寸，应符合 GB/T 985 、GB/T 986 的规定和设计图样 。

　　6 . 3 . 2 . 15 加热炉炉胆或烟管 、拉杆端部伸出管板焊缝的长度，受火焰或 600℃以上烟气冲刷的一端，应不大于 1 . 5 mm;受 600℃以下烟气冲刷的一端，应不大于 5 mm 。

　　6 . 3 . 2 . 16 加热炉同时满足下列条件时，可采用两端不扳边的平直炉胆，锅壳(锅筒)、炉胆或换热器筒体与封头(管板)的连接也可采用插入式 T形对接接头结构：

　　a) 锅内介质蒸汽额定压力不超过 0 . 4 MPa 。

　　b) 锅内介质温度不超过 150 ℃ 。

　　c) 炉胆外壁与烟管外壁之间，炉胆外壁与锅壳筒体内壁之间的呼吸空位，应不小于炉胆长度的2%和 50 mm二者中的较大值 。但布置困难时可取 100 mm 。

　　d) 锅壳筒体内壁或回燃室筒体内壁与烟管外壁之间的呼吸空位，应不小于 40 mm 。

　　e) 角撑板端部或直拉杆边缘与烟管外壁之间的呼吸空位，应不小于 100 mm 。

　　f) 角撑板端部或直拉杆边缘与炉胆外壁之间的呼吸空位，一般应不小于 200 mm 。 当锅壳筒体内径大于 1 800 mm 和 炉 胆 长 度 大 于 6 000 mm 时，应 不 小 于 250 mm;当 锅 壳 筒 体 内 径 小 于1 400 mm和炉胆长度小于 3 000 mm 时，应不小于 150 mm 。

　　g) 湿背 式 回 燃 室 湿 背 的 拉 撑 件 端 部 或 边 缘 与 回 燃 室 筒 体 内 壁 之 间 的 呼 吸 空 位，应 不 小 于200 mm 。

　　h) 干背式回燃室外壁与低温区烟管外壁之间，回燃室外壁与锅壳筒体内壁之间的呼吸空位，应不小于 炉 胆 与 回 燃 室 长 度 之 和 的 2% 和 50 mm 二 者 中 的 较 大 值 。 但 布 置 困 难 时，可 取100 mm 。

　　i) 其他情况的呼吸空位，应不小于锅壳内径的 3%和 50 mm二者中的较大值 。但布置困难时，可取 100 mm 。

　　6 . 3 . 2 . 17 加热炉锅筒(锅壳)和炉胆的壁厚，除满足 6 . 3 . 1 的规定外，还应满足如下要求：

　　a) 真空相变加热炉，最小壁厚应不小于 4 mm ;

　　b) 微压相变加热炉，最小壁厚应不小于 6 mm ;

　　c) 压力相变加热炉，最小壁厚应不小于 8 mm ;

　　d) 炉胆最大壁厚，一般不宜超过 22 mm 。

　　6 . 3 . 2 . 18 真空和微压相变加热炉宜设置人孔 、头孔或手孔等检查孔;压力相变加热炉的人孔 、头孔或手孔等检查孔应符合 GB/T 16507—1996 中 5 . 13 和 JB/T 2190 、JB/T 2191 的规定 。但锅内介质蒸汽额定压力不超过 0 . 4 MPa 时，人孔 、头孔或手孔可采用满足强度计算要求的法兰盲板结构 。

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　　6 . 3 . 2 . 19 外置分体式相变加热炉换热器壳程和加热炉本体之间，蒸汽连通管和凝结液回流管宜分别设置 。蒸汽连通管的体积流量，应不小于额定压力下蒸汽体积流量的 1 . 2 倍，阻力应不高于锅筒正常液位与最低一排换热管下表面之间凝结液的重位高差;回流管的流量及阻力，应能保证凝结液顺畅地自行流回到锅筒液体空间，且加热炉在额定状态运行时，尚未流回到锅筒的凝结液不会淹没最低一排换热管的下表面 。

　　6 . 3 . 2 . 20 加热炉对流或辐射受热面采用鳍片管或螺旋翅片管时，鳍顶或翅顶温度不应超过材料的抗氧化温度，鳍片或翅片与管子的温差应力不应超过管子工作温度下的许用应力 。

　　6 . 3 . 2 . 2 1 加热炉鳍片管为光管与鳍片焊接制成时，管子应无对接焊缝;鳍片对接时，最短一节的长度应不小于 100 mm 。

　　6 . 3 . 2 . 22 加热炉换热管的结构，应满足如下规定：

　　a) 采用相当于集箱的汇管结构时，汇管截面积应不小于各汇入换热管截面积之和 。

　　b) 换热管 180 °弯头的流通面积，应不小于直管段流通截面积的 90% 。

　　c) 换热管较长时，应采用厚度不小于 6 mm 的花板支撑 。 花板的数量和支撑位置应根据换热管重量和允许挠度 确 定，花 板 上 管 孔 尺 寸 应 符 合 JB/T 1623 的 规 定，花 板 与 换 热 管 之 间 不 宜焊接 。

　　d) 换热管较长时，每段直管段上允许拼接一段长度不小于 300 mm 的直段 。

　　e) 换热管宜采用蛇形盘管结构 。蛇形盘管换热管采用无直段压制弯头时，当输出工质额定出 口压力不大于 1 . 6 MPa 时，可用两个 90 °弯头对接，且两个弯头之间允许拼接一段不小于 50 mm的直段，但应采用氩弧焊打底 、单边 V形坡口焊缝 。

　　6 . 3 . 2 . 23 加热炉上采用的压制或推制弯头等管件，应符合 GB/T 12459 或 SY/T 0510 的规定 。

　　6 . 3 . 2 . 24 相变天然气加热炉 、相变混合物加热炉 、有机或无机介质相变加热炉的锅筒(锅壳)或换热器壳体顶部，应设置开 口 向上 、爆破后排放截面积足够的爆破片 。爆破片的设计爆破压力，取爆破片设置部位的强度计算压力加上 0 . 1 MPa 。

　　6 . 3 . 2 . 25 相变天然气加热炉爆破片爆破后的排放通道最小截面积，按式(1)计算 。

　　(Aa +Ab ) 2 /A ≥ 5p/p …………………………( 1 )

　　6 . 3 . 2 . 26 相变原油加热炉和相变混合物加热炉爆破片爆破后的排放通道最小截面积，按式(2)计算 。

　　(Aa +Ab )/Ag ≥ 1 . 7kp.5 /(p+ 0 . 1) 0 . 95 …………………………( 2 )

　　6 . 3 . 2 . 27 有机或无机介质相变加热炉爆破片爆破后的排放通道最小截面积，按式(3)计算 。

　　(Aa +Ab )/Ag ≥ 12(1 -k)p.47 /(pg + 0 . 1) 0 . 95 …………………( 3 )

　　6 . 3 . 2 . 28 对于锅内中间介质为有机或无机介质的相变原油加热炉 、相变混合物加热炉，爆破片爆破后的排放通道最小截面积，应同时满足式(2)和式(3) 。

　　6 . 3 . 2 . 29 对于安装有与锅内介质气空间直接相通的真空压力控制器(或安全阀)的加热炉，当爆破片的计算排放面积小于直径 20 mm 圆的面积时，爆破片可省略 。

　　6 . 3 . 2 . 30 加热炉爆破片及其夹持装置的结构，应符合 GB 567 的规定 。