工業鍋爐設計文件鑒定及節能審查中存在的問題及對策

豆永飛

（甘肅省特種設備檢驗檢測研究院，甘肅 蘭州 730050）

工業鍋爐設計文件鑒定及節能審查工作是保證鍋爐安全運行和節能環保的一個重要環節，《中華人民共和國特種設備安全法》《特種設備安全監察條例》《鍋爐安全技術監察規程》和《鍋爐設計文件鑒定管理規則》均規定鍋爐的設計文件必須經核準的機構鑒定合格，方可用于鍋爐制造。2011 年3 月8 日，《鍋爐設計文件節能審查辦法（試行）》（國質檢特函[2011]135 號）的通知規定，為了加強鍋爐設計環節的節能監督管理工作，鍋爐節能審查工作應當結合鍋爐設計文件鑒定工作進行，未經節能審查的鍋爐設計文件，不得用于制造。工業鍋爐設計文件鑒定及節能審查工作在鍋爐安全運行及節能環保這一環節中起著至關重要的作用，不容忽視。

2018 年11 月30 日，市場監管總局、國家發展改革委、生態環境部聯合發布《關于加強鍋爐節能環保工作的通知》（國質檢特函[2018]227 號），要求鍋爐設計文件未標明設計熱效率、初始排放濃度等信息或不符合強制性指標要求的，設計文件鑒定機構不予通過設計文件鑒定，該文件的發布從而進一步加強了設計文件對鍋爐節能環保的重要性。

1 設計單位的資格及審查范圍

1.1 設計單位的資格

《鍋爐設計文件鑒定管理規則》和《鍋爐設計文件節能審查辦法（試行）》規定，申請設計文件鑒定及節能審查的制造單位，必須持有與相應級別的鍋爐制造許可證方可申請。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 級鍋爐部件或盤管鍋爐，以及制造許可證有限期等，以防止出現紕漏。

1.2 鑒定及審查的范圍

鍋爐設計文件包括鍋爐設計說明性文件、計算性文件和鍋爐設計圖樣，《鍋爐設計文件鑒定管理規則》規定，設計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、步道、扶梯等涉及安全性能的內容[1]。《鍋爐設計文件節能審查辦法（試行）》規定，節能審查內容包括鍋爐及其輔機、監測計量儀表等涉及鍋爐經濟性能的內容以及文件資料完整性，同時需符合《鍋爐節能技術監督管理規程》第二章和相關標準的規定。

《關于開展電站鍋爐范圍內管道隱患專項排查整治的通知》（市監特函[2018]515 號）要求，由鍋爐制造單位設計的電站鍋爐范圍內管道，其設計文件應當納入鍋爐設計文件進行鑒定，并加蓋設計文件鑒定專用章。

2 鑒定及審查過程中存在的主要問題

2.1 鑒定及審查資料的齊全性問題

從最近幾年的工業鍋爐設計文件鑒定及節能審查工作中發現，鍋爐申請單位送審的資料主要存在缺少爐墻保溫圖、介質流程圖、管道儀表圖及扶梯平臺圖紙等問題。爐墻保溫圖對于相應部件在強度計算時是一個重要的條件，主要目的是選擇修正系數與附加溫度，管道儀表圖主要是為了審查相應的安全附件配置是否符合安全技術規范的規定，送審資料上邊不按體系要求填字蓋章，對于鍋爐本體及范圍內管道的某些受壓部件缺少強度計算書（如冷凝器、主蒸汽管等）、爐墻保溫計算書、大氣污染物初始排放濃度計算書，對于有機熱載體鍋爐，缺少最小限制流速及最高液膜溫度計算書。

2.2 圖紙上的問題

（1）鍋爐總圖上的產品型號未按照《工業鍋爐產品型號編制方法》標準編制，鍋爐設計參數不符合《工業蒸汽鍋爐參數系列》和《熱水鍋爐參數系列》標準的要求，出現10.5 t/h、7.35 MW 等參數的鍋爐型號，對于生物質鍋爐，燃料代號未按照《生物質成型燃料鍋爐》標準的要求編寫，直接用生物質的第一個大寫字母S 代表。圖紙技術要求中仍使用已經廢棄的標準，不能及時更新，未按要求標注大氣污染物初始排放濃度。

（2）《鍋爐安全技術監察規程》明確規定鍋爐的最低及最高安全水位應當在圖樣上標明，但是在實際圖紙評審的過程中，發現申請單位提供的圖紙并沒有按規程的要求來做。

2.3 水壓試驗壓力確定的問題

（1）對于以部件形式出廠的鍋筒，水壓試驗壓力應該以鍋筒的工作壓力單獨確定，而不是等同于鍋爐本體整體的水壓試驗壓力。

（2）對于角管鍋爐介質出口不在鍋筒的以及有過熱器的鍋爐，整體水壓試驗壓力應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：型號為SZS 20-1.6/250-Q，整體水壓試驗時，不是單純用1.6×1.25=2 Mpa，因為1.6 Mpa 指的是過熱器出口的額定壓力，而不是鍋筒的工作壓力。通過查閱資料確定鍋筒的工作壓力為1.75 Mpa，故實際整體水壓試驗壓力應為1.75×1.25=2.18 Mpa 。

2.4 鍋爐本體結構設計問題

（1）給水管、減溫水管等連接管未按要求加裝套管：按照規定，B 級及以上蒸汽鍋爐，凡能引起鍋筒壁或者集箱壁局部熱疲勞的，在穿過筒壁或者集箱壁處都應加裝套管。

（2）未按要求配置鍋水取樣器、蒸汽取樣器：按照規定，B、C 級鍋爐需要配置鍋水取樣器，對蒸汽品質有要求時，應設置蒸汽取樣器。

（3）熱水鍋爐未按要求設置排氣閥：按照規定，對于熱水鍋爐，每一個循環回路的最高處都應裝設排氣閥，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置切斷閥：按照規定，多臺鍋爐并聯運行時，鍋爐與蒸汽母管連接的每根蒸汽管道上，應當裝設兩個切斷閥，切斷閥門之間應當裝有疏水管和閥門。

（5）最高火界距離不滿足要求，規定中對鍋殼鍋爐的最低安全水位和最高火界做了具體的要求，但是在圖紙審查過程中，仍存在明顯的錯誤，有些設計人員甚至連最高火界的概念都不清楚。

（6）對于臥式鍋殼鍋爐，設計單位在前后煙箱部位，沒有設置煙氣中冷凝水的疏水管或者疏水管通徑太小，在實際運行過程中經常堵塞，起不到疏水的功能。

2.5 設計文件中存在的問題

（1）強度計算書。GB/T 16507.4 規定，對于鍋筒和集箱筒體等的修正系數，當修正系數取0.95 的時候，要求是煙溫≤600 ℃、透過管束的低輻射熱流且壁面無煙氣強烈沖刷，這里透過管束的低輻射熱流且壁面無煙氣強烈沖刷如何理解，GB/T 16508.3 規定，鍋殼筒體和集箱筒體不受熱（在煙道外或可靠絕熱），修正系數取1。對于不受熱是不是等同于絕熱、可靠絕熱依據的標準都沒有給出明確的說明，這樣就會導致設計人員只能靠主觀理解。

有些單位在強度計算中考慮計算壓力時一直忽略液柱靜壓，而GB/T 16507.4 規定是當元件底部的液柱靜壓值≤3%（額定壓力+附加壓力+流動阻力）時，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就必須考慮。對于有機熱載體鍋爐安全閥排放量計算，法規標準始終沒有明確的計算方法和公式，基本都是參考常規進行計算，希望相關部門能夠出臺相應的標準，解決這一問題。

關于三通計算的問題，GB/T 16507.4 及GB/T 16508.3 規定對于d/Di≥0.8 的集箱開孔，集箱厚度按三通計算。但是在圖紙評審過程中，有些單位往往忽略這一規定，強度計算書里邊并沒有按照三通計算，這樣是不符合標準要求的。還有就是對于焊制三通厚度補強標準的混用，有一家單位設計的水管鍋爐集箱按GB/T 16507.4 設計補強，廠家在Φ325×12 mm 的集箱上邊焊制了一個Φ273×8 mm的管子，滿足d/Di≥0.8 的要求，β 計算值為1.08，不滿足厚度補強的條件，1.1＞β≥1.05 且DO≤273 的要求，但是廠家查閱GB/T 16508.3 對于焊制三通補強減弱系數的要求，發現滿足條件，就按GB/T 16508.3的要求進行計算，而產品實際為水管鍋爐，不應該按照GB/T 16508 鍋殼鍋爐強度計算的標準計算。以下為GB/T 16507.4 及GB/T 16508.3 對焊制三通厚度補強的要求，做簡要對比（表1）。

表1 焊制三通厚度補強對比

由表1 可知對于低于由持久強度確定許用應力的起始溫度所定義的厚度補強，GB/T 16507.4 規定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 對于額定壓力不大于2.5 MPa 的鍋爐無縫鋼管焊制三通，當主管外徑D0≤426 mm 時，可用厚度補強形式，這樣一來，兩個標準就出現了矛盾的地方，后續出版的勘誤表也對這兩處地方沒有修改，這樣就要求設計人員嚴格按照各自的標準設計，不能混淆。

（2）熱力、煙風阻力計算。在熱力計算中，尤其是對于現在流行的冷凝鍋爐，有些設計單位誤認為只要排煙溫度低于100 ℃，煙氣中的水蒸氣就會放出汽化潛熱。理論上燃氣鍋爐水蒸氣體積分數為0.18 左右，對應的冷凝溫度只有58 ℃。燃氣鍋爐水蒸氣的體積分數越高，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，在冷凝鍋爐熱力計算過程中應該合理選擇冷凝器的冷凝效率，確保熱力計算的準確性。煙風阻力計算忽略煙囪的自生通風力，計算過程中只考慮沿程阻力而忽略局部阻力。

（3）說明書及儀表配置問題。鍋爐設計說明書中未注明設計所依據的法規標準，沒有注明鍋爐的熱效率、燃料消耗量等主要熱力參數，未注明鍋爐大氣污染物初始排放濃度，沒有節能相關要求。鍋爐安裝使用說明書沒有注明鍋爐安全閥的整定壓力，沒有說明水壓試驗的具體要求，沒有對系統經濟運行的操作提出要求，沒有指出安全連鎖保護裝置的整定值及具體操作要求，儀表配置圖對于節能運行儀表沒有做具體要求，不符合《鍋爐節能技術監督管理規程》對節能儀表配置的要求。

3 對策

（1）工業鍋爐設計文件鑒定及節能審查工作是保證鍋爐安全運行和節能環保的一個重要環節，因此鑒定及審查人員應當把好關，鍋爐設計單位應當嚴格按照法規標準的要求設計確保鍋爐安全經濟運行。

（2）鍋爐設計及鑒定審查人員應該注重理論知識的學習，及時掌握國家法規標準的動態并更新自己的知識。

（3）鍋爐設計圖紙及計算文件應該嚴謹，要養成相互校對的好習慣。

（4）對于設計中發現的問題或者對標準拿不準的地方應該及時溝通或者向國家相關部門反映，不能按照自己的理解盲目設計，以防引起鍋爐安全事故。

（5）對于已經鑒定通過的圖紙及文件，設計單位不得隨意更改，尤其是設計安全及節能環保的部分，如果確實需要修改，應該按照正常手續辦理。

（6）及時掌握國內外的新技術新方法，對鍋爐產品及時更新換代，爭取設計出更受歡迎的節能環保新產品，達到節能降耗減少環境污染的目的。

4 結論

本研究主要對工業鍋爐設計文件鑒定及節能審查中存在的問題做了相應的分析，對存在的問題提出了一些對策。設計文件鑒定及節能審查是一項牽扯面比較廣的工作，鑒定人員要與時俱進，用專業的知識武裝自己，不斷加強學習，同時設計人員也應該熟練掌握國家標準及國內外的新動態，確保生產的鍋爐能夠安全、節能環保地運行。