【国家标准(GB)】 相变锅炉

ICS 27.060.30
中华人民共和国国家标准
GB/T 21434--2008
相变锅炉
Phase change boiler
2008-01-31发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局效码防性，
中国国家标准化管理委员会
2008-07-01实施
GB/T21434—2008
规范性引用文件
术语和定义
参数系列
型号编制方法
检验和试验
润漆、包装、标志和随机技术文件9配套供货范围及质量资任
真空压力控制器的主要性能参数附录A(资料性附录）
相变炉的安装维修及运行维护
附录B(规范性录）：
本标推的附录A为资料性附录，附录B为规范性附录。本标推由宁更回族自治区质盘技术监督局提出。本标推由全国锯炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC262)归口。GB/T21434~-2008
本标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（SC1)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、上海工业锅炉研究所、宁夏回族自治区质技术监督局，宁复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、居若男、车得福、张运迪、叶勉、杨沛背、邹峰、杨又新、杨国忠、张瑞、刘树华。
本标推起葬商级顾问：林宗虎。本标准为首次发布。
GB/T21434—2008
相变锅炉的工作原理以及设计、制造、安装，使用要求等，帮与常规承压锅炉和常压锅炉有明显区别，现行锅炉技术标准和规程、规范不完金适用于相变钢炉，本标推本着实用、可行的原则、对变锅炉设计，制适提出了技术要求。同时，鉴于目前尚无相变锅炉安全使用管理规程、规范的情况，本标维从安装维护的角度，对相变锅炉运行管理也提出了技术要求。本标准规定了相变锅炉的圾低安全要求，对租变锅炉的使用性能和环保性能提出了基本要求。1范国
相变锅
GB/T 21434--2008
本标准规定了相变锅炉的术语、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工业锅炉，即额定工作压力不大于2.5MPa的相变热水锅炉和相变蒸汽锅炉，包括真空相变锅炉、微压相变锅炉和压力相变锅炉，以下简称锅炉。2规范性引用文件
，下列文件中的条款道过本标推的引用而成为本标准的条款。凡是注吕期的引用文件，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，鼓动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。GB150--199名钢制压力容器
GB151管壳式换热器
GB567爆破片与爆破片装置
GB/T700碳素结构钢(GB/T700—2006,1SO630：1995.NEQ)GB/T 985
气焊、手工电孤焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸GB/T986埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸GB1576—2001工业锅炉水质
GB/T1921工业蒸汽锅炉参数系列GB/T2900.48电工名词术语固定式锅炉GB3087
低中压锅炉用无缝钢管（GB3087—1999，neqIS09329-1：1989）GB/T3166热水锅炉参数系列
GB/T8163输送流体用无缝钢管（GB/T8163-1999,neqISO559：1991)GB/T9222水管锅炉受压元件强度计算GB/T10180工业锅炉热工性能试验规程GB/T12459钢制对焊无缝管件
GB13271锅炉大气污染物排放标准GB/T16507—1996固定式锅炉建造规程（negISO5730：1992）GB/T16508锅壳锅炉受压元件强度计算（GB/T16508-1996，ncqISO5370：1992）GB/T17410—1998有机热载体炉
锅炉油漆和包装技术条件
JB/T1615
管式空气预热器制造技术条件
JB/T 1616
JB/T1620
JB/T1621
锅炉钢结构技术条件
工业锅炉烟箱、钢制烟固技术条件锅炉管孔中心距尺寸偏差
JB/T1623
工业锅炉产品型号编制方法
JB/T 1626
JB/T2190
锅炉人孔和头孔装置
GB/T 21434—2008
JB/T 2191
JB/T2192
JB/T 3271
JB/T 3375
JB/T 4730
JB/T4735
JB/T7985
JB/T9620
锅炉手孔装蜓
方型铸铁背燃器技术条件
链条炉排技术条件
锅炉用材料人厂验收规则
承压设备无损检测
钢制焊接带压容馨
2002小型锅驴和常压热水锅炉技术条件往复炉排技术条件
JB/T10094--2002工业锅炉通转来条件JB/T10355锅炉用抛煤机热味条件JB/T10356流化床燃烧设备技术条样电加技术条件
JB/T10393--2002
锅炉设计文件鉴定管通盘
TSG G1001---2004)
有机热载体炉安全接无底素规程（蒸汽锅炉安全技监察规程（原
热水锅炉安全技
压力容器安全技术
术请和定义
GB/T 2900. 48
规程（原
泰规程（原
的以及下列
相变锅炉ph
CHange boiler
相变换热锅炉
phatfe change he
在锅炉本体内漫有
凝结气体或
过不断蒸发、冷凝的4
夜路相循环，连
输出工质output
工质workingmedi
相变锅炉生产出的蒸
中间介质
intermediate medim
锅内介质
medium inside boiler
介质medium
深监督局
本的分压力
接近于零的状态下，锅内介质通新出工质的锅炉
充装在相变锅炉本体内，将吸收的热盘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）ratedwaporpressure（gauge）ofmedium insideboiler相变锅炉额定工作压力ratedworkingpressure（gauge）ofboiler相变锅炉正常工作时，锅内介质燕汽空间可能达到的最高工作压力。3.5
换热管heal exchangingtuhe
冷凝管condensinglube
吸收相变锅炉锅内介质蒸汽的冷凝热，并将热传递给管内工质的管式冷凝换热面。2
真空相变锅炉yacuumphasechangeboiler负压租变锅炉subalmosphcric pressure phasc change Boiler锅内介质额定蒸汽压力低于当地大气压的相变锅炉，微压相变锅炉micropressure phasechange boiler锅内介质额定蒸汽压力不大于0.1MPa的相变锅炉。pressurized phase change boiler压力相变锅炉
锅内介质额定蒸汽压力大于0.1MPa的相变锅炉。水介质相变锅炉watermediumphasechangeboiler锅内介质为水的相变锅炉。
有机介质相变锅炉organic liquid mediumphase change boilerGB/T 21434—2008
锅内介质为有机液体（或其水溶液、乳化液、混合液）、有机物和无机物的泥合液（或其水溶液、乳化液)的相变锅炉。
无机介质相变锅炉inorganteliquidmediunphasechangeboiler锅内介质为无机液体（或其水溶液、混合液）的相变锅炉。3.12
相变热水锅炉phase change hol-water boller辅出工质为热水的相变锅炉。
相变蒸汽锅炉phase change steam holler摘出工质为水蒸气的相变锅炉。3.14
真空锅炉yacuum boiler
真空相变锅炉的简称。一般特指水介质真空相变热水锅炉。3.15
内置快装式相变锅炉built-inphase changeboiler相变换热管布置在锯简（锅壳)内，与锅炉本体为一体的相变锅炉。3. 16
外置分体式相变锅炉separatephasechangeboiler相变换热管布置在锅简(锅壳)外专门的换热器壳体内的相变锅炉。3.17
vacuum and micropressure protective device真空压力控制器
安装在真空相变锅炉或微压相变锅炉上，用于排出锅内不疑结气体，防止空气进人锅内，并能保护锅炉不超压运行的一种专用安全保护装置。3.18
设计海拔design height above sea level相变锅炉设计时，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，3
GB/T 21434-2008
4参数系列
4.1相变炉额定工作压力系列-
相变锅炉锅内介质额定燕汽压力取-0.02MPa，—0.01MPa，0MPa，0.1MPa.0.2MPa0.4 MPa,0.7 MPa,1. 0 MPa.1.25 MPa,1. 6 MPa.2. 5 MPa.4.2相变锅炉设计海拔高度系列
相变锅驴设计海投高度取0m,1000m，2000m.3.000m。4.3相变热水锅炉梦数系列
相变热水锅炉的额定参数应符合GB*5166的规定。除GB/T3166的规定外，在相变热水锅炉额定热功率不超过7.0V时，出水温度/进水温度还可采用 55℃/45 ℃.85℃/60 C和,98℃/65 ~额定参数。4.4相变蒸汽锅炉参数系列
相变蒸汽蜗炉参数以拟器参数为准，且额定参数应符合GB/1921离规定。除GB/T1921的规研
0.2MPa的额定参数。
5型号编制方法bZxz.net
相变锅炉的产
5.2相变锅炉产品
原定蒸发
型，宜采用本
更四部分组，
设务：
压力相变锅驴额定
锅内介质代号。水介所代可省略h
努法编制。
燃料种类
最商的一组换
换热管布暨方式和组数代号。换热管内理基只打一组时，可省略相变锅炉种类化号
图1相变锅炉型号编制方法
扇蒸汽盛力还可采用0.04MPa和
见图1。
1换热管额定水/鞋水温虚，C
裘压力，M
率，MW
5.3型号的第一部分表示锅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锅炉的种类，见表1。b）第二段用一个大写汉语拼音字母（和一个阿拉拍数字）表示换热管布置方式和组数，见1。换热管多于一组时，应在该字母前加阿拉伯数字表示换热替组数。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皆字母表示锅内介质的种类，见表1。锅内介质为水时该段可省略。4
GB/T21434-2008
d）第四段用-组1～2位小数的阿拉伯数宇表示压力相变锅炉锅内介质蒸气额定压力，单位为兆帕（MPa）。真空和微压变锅炉无此段。5.4型号的第二部分表示锅炉本体型式，燃烧设备型式（或燃烧方式）以及锅炉额定容量，共分三段.各段连续书写。各段的编写方法应符合JB/T1626的规定。表1型号中字母代号表
相变锅炉的种类
换势性布理方式
锅内介压的种类
再空相变
微压相变
压力相变
内适快装式
外逻分体式
水介质
有机介质
无机介质
换热布置在锅简(锅兖)内。只有一组换热普时,可省略换热管布在弱简（锅)外专门的换热器壳体内可省路
对于用电加热的相变炉，第一段“本体型式代号用大写汉语排音字母W表示卧式，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表示用电加热。对于汽水两用锅炉，要在锅炉名称中注明“汽水两用”字样。当工质吸热量最大的一组换热管生产蒸汽时，第三段“额定容”表示锅炉生产的蒸汽和热水折算蒸发量（t/h）之和；工质吸热瑕大的一组换热管生产热水时，第三段“额定容量\表示锅炉生产的热水和蒸汽折算热功率b）第二段用一组阿拉伯数字整数表示热水锅炉出水温度最高一组换热管的额定出水温度，单位为氏度（℃）。对于饱和蒸汽锅炉，无第二段。第三段用一组阿拉伯数字整数表示热水锅炉出水温度最高一组换热管的颊定进水温度，单位为摄氏度(C)。对于饱和蒸汽锅炉，无第三段。注：热水钢炉额定出水温胶和进水退虚是指锅炉安装地点的海拔商度不超过设计海拔、锅内介质兹汽在额定工作压力下，锅炉以额定热功率、赖定循环水证运行时的出水温度和进水混度。5.6型号第四部分表示燃料种类，编写方法应符合JB/T1626的规定。对于用电加热的相变锅炉，无第四部分。示例1:ZY-WNS1.4-0.7/115/70-QY表示真空相变锅炉，单组换热符（组数1省略）内叠快装式（代号K省略），锅内为有机介质；卧式内燃式室燃炉，额定热功率1.4MW的热水锅炉，额定出水压力0.7MPa，额定出水温度115C，颜定回水温度70℃；糖气错油两用，且以燃气为主。示例2：W3FY-SZL]4-1.6/95/70-A表示缴压相变锅炉.三组换热管外置分体式，锅内为有机介质；双辆菌纵置水管式链条炉排，额定热功率14MW的热水锅炉，出口压力最高一组换热管的额定出水压力1.6MPa.出口温度最商一组换热箕的额定出水温度95℃，颜定回水温70℃，燃用二类烟煤。示例3：YO.4-DZL2-0.2-AⅡ表示压力相变锅炉，单组换热普（组数）省路）内置块装式<代号K省路），锅内介质为水，额定工作压力0.1MPa：单锅商纵暨水骨式链条炉排，额定蒸发造21/h的饱和燕汽锅炉；额定蒸压力0.2MPai燃用二类烟煤，
示例4:Z-WDR1.4-0.7/55/45表示耳空相变锅炉，单组换热管（组数1省略）内快装式（代号K省略），锅内介质为水（代号S省略）：卧式电加热，领定热功率1.4MW的热水锅炉；题定性水压力0.7MPa题定出水温55℃，额定回水温度45。
GB/T 21434—2008
6要求
6.1符号
下列符号适用于本章。
A。真空压力控制装暨（或安全阀）排放通道的最小截面积，单位为平方米（m\），A.--—爆破片爆破后的排效通道设小截面积.单位为平方米（m）。A，\一--管径最大的换热管（包括位于锅内的汇替）单根管的内截面积，单位为平方米（m）Q一一锅炉的额定热功率，单位为于瓦（kW）。对于蒸汽锅炉，为根据额定蒸发扭和汽化潜热计算的当量热功辛，
p-—锅炉本体的强度计算表压力，单位为兆帕(MPa)。p。一压力相变锅炉上安装的安全阀的起跳压力，单位为兆帕（MPa)。pu—换热管内工质的额定出口表压力，单位为兆帕6.2.1锅炉制造单位应保证锅炉颜定状态下的额定燕发量或额定热功率。6.2.2相变蒸汽锅炉的蒸汽漫度应不大于4%。6.2.3相变锅炉运行地海拔高度、钢炉使用条件、燃料和锅炉房配套设施满足锅炉设计要求和本标准规定，且锅炉及其辅机附件状况良好并按要求正确操作时，锅炉在额定工况下热效率应符合下列规定：a）水介质真空相变锅炉，应不低于JB/T10094—2002规定热效率加上2个百分点，b）有机或无机介质相变锅炉，应不低于GB/T17410—1998规定热效率；c）用电加热的相变锅炉，应不低于JB/T10393--2002规定热效率：d）其他相变锅炉，应不低于JB/T10094一2002规定热效率。6.2.4相变锅炉以额定压力、额定热功率，额定循环水量运行时，若安装运行地海拨不高于设计海投，输出工质能达到的最高出口温度应不低于额定出口温度减5C；若安装运行地海拔高于设计海拔，在海拨 3 000 m 以下范围内,输出工质能达到的最高出口泻度应不抵于额定出口温度减 10℃。6.2.5层状燃烧及抛煤机链条炉排锅炉，排烟处的过空气系数应不大于1.75；流化床燃烧锅炉，排烟处的过量空气系数应不大于1.5,燃油或燃气锅炉，在负压燃烧时排烟处的过量空气系数应不大于1.3.在正压燃烧时排烟处的过童空气系数应不大于1.2.6.2.6锅炉的排烟温度，在带尾部受热面时不应大于170℃，不带尾部受热面时不应大于250℃。6.2.7对于燃用城市天然气的水介质真空或微压相变锅炉，当额定热功率大于2.1MW或额定蒸发量大于3t/h时，排烟温度应不高于150℃。6.2.8锅炉大气污染物的排放应符合GB13271的规定。6.2.9锅炉及其配套出厂的附属设备，在本标准规定的质保期内，因设计和制造质量不良引起故降而造或被追停炉检修的次数，燃煤锅炉不应多于3次，其他燃料锅炉不应多于2次。6.3设计要求
6.3.1设计和计算要求
6.3.1.1压力相变锅炉设计文件的鉴定，应符合《锅炉设计文件鉴定管理规则》的规定。6.3.1.2对于其空或微压相变锅炉设计文件，在生产单位或用户提出鉴定要求时，可参照6.3.1.1的6
规定执行。
GB/T 21434--200B
6.3.1.3额定蒸发量不小于1t/h或额定热功率不小于0.7MW的锅炉，受热面的布置和烟风系统阻力应计算确定。
6.3.1.4外置分体式相变锅炉和水管式相变锅炉，锅内气液循环的可靠性应视必要进行核算。6.3.1.5对于有机介质相变锅炉，辐射受热面管内流速应不低于2.0m/s，对流受热面管内的流速应不低于1.5m/s，水管式锅炉下降管与上升管的截面比应不小于40%。6.3.1.6锅炉的换热管布置，应在确定锅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锅炉本体及外置换热器、蒸汽锅炉扩容蒸发器，部件承受内压时的强度计算.根据结构布置形式，按GB/T16508或GB/T9222的规定进行；部件承受外压时的失稳计算，可参照GB150--199B中第6章的规定进行。
6.3.1.8锅炉本体及换热器壳程的强度计算压力，应符合如下规定：a）水介质真空相变锅炉的真空压力控制装叠人口处，取0.1MPa：b）水介质微压相变锅炉的真空压力控制装人口处，取0.2MPa;c）水介质压力相变锅炉的安全阀入口处，取额定工作压力的1.05倍且不小于0.3MPa；d）有机或无机介质相变锅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0.3MPa且不低于0.6MPa。
6.3.1.9蒸汽锅炉的扩容蒸发器强度计算时，安全阅人口处的计算压力，取额定蒸汽压力的1.05倍且不小于 0. 3 MPa。
6.3.1.10炉本体及外罩换热器、蒸汽锅炉扩容蒸发器，部件的失稳计算压力应按如下规定确定：a）锅简（锅）、封头（管板）、换热器壳程等，取0.1MPa；b）炉胆、回燃室等，取锅的强度计算压力。6.3.1.11水介质相变锅炉换热管或换热器臂程的强度计算压力，应按如下规定确定：a）相变热水锅炉换热管或换热器管程，取工质额定出口压力的1.05倍加上0.2MPa；b）相变蒸汽锅炉换热管或换热器管程，取工质额定山口压力的1.05倍加上工质在额定流基下循环泵的扬程。
6.3.1.12有机或无机介质相变热水锅炉换热管的强度计算压力，取下述二者中较高者：a）工质额定出口压力的1.05倍，加上0.2MPa，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0.2MPa。6.3.1.13有机或无机介质相变蒸汽炉换热管或换热器管程的强度计算压力，取下述二者中较高者：a）输出工质出口额定工作压力的1.05倍，加上工质在额定流量下循环泵的扬程；b）锅内介质在额定工作压力下的饱和温度，所对应的水蒸气的饱和压力，再加上0.2MPa。6.3.1.14锅炉的吊耳、拖拉钩等受力构性的设计计算，应符合GB/T16507一1996中5.11的规定。6.3.1.15锅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）炉膜或烟道内元件，按下列规定确定：1）锅内介质为水时，按GB/T9222或GB/T16508的规定选取；2）锅内介质为有机或无机介质时，按GB/T9222或GB/T16508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℃。6.3.1.16锅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尘变化；b）工作条件下，稳定性好、不变质、无沉淀；CB/T 21434—2008
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。6.3.1.17相变热水炉换热普或换热器臀程的压降一般不宣超过0.1MPa，最高不应超过0.2MPa。6.3.1.18锅炉换热管工质流速，应不低于克服工质中杂质析出沉淀的最小流速。建议在管程压降许可的情况下,流速取不低于2. 0 m/s。6.3.1.19锅炉最低安全液位应高于最高火界至少75mm，且能保证下降管可靠工作。注：最商火界位置为钢材接融的烟气温度不低于材料最商许用温度的部位，材料最高许用温度指满足强度和失移核算的故低基本许用应力对应的钢材许用遏度。6,3.1.20用电加热的租变锅炉应以水为锅内介质，并符合JB/T10393一2002的设计要求。6.3.2材料及结构要求
6.3.2.1制造相变锅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除换热管及普程部件和蒸汽锅炉扩容燕发器外，制造真空或微压相变锅炉本体的钢板应不低于GB/T700中Q235的规定.钢管应不低于GB/T8163中10号钢、20号钢的规定：制造压力相变锅炉本体的材料应符合GB/T9222或GB/T16508的规定。6.3.2. 3制造锅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锅炉应不低于GB/T8163的规定，对于压力相变锅炉应不低于GB3087的规定。6.3.2.4制造锅炉换热管、管箱等管程部件以及蒸汽锅炉扩容获发器的材料及结构，应符合GB1501998和GB151的规定。
6.3.2.5制造外暨分体式相变锅炉换热器壳程的材料及其结构，压力变锅炉应符合GB150一1998和GB151的规定，真空或微压相变钢炉应符合JB/T4735的规定。6.3.2.6锅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锅炉锅简（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.B锅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锅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短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锅炉应便于运输安装、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。6.3.2.11为保证锅炉性能，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燃油和燃气锅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锅内介质蒸气额定压力不超过0.4MPa的锅炉，锅简（锅壳）、炉胆，回燃室简体、换热器简体与封买（管板）的连接，可采用插人式T形接头对接连接。6,3.2.14锅炉焊接接头型式,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锅炉炉胆或烟管、拉杆端部伸出管板焊缝的长度，受火焰或600℃以上烟气冲的一踏，应不大于1.5mml受600℃以下烟气冲刷的一端，应不大于5mm。6.3.2.16锅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（锅简），炉胆或换热器简体与封头（管板）的连接也可采用插人式T形对接接头结构：a）锅内介质蒸汽额定压力不超过0.4MPa。b)
锅内介质温度不超过150亡。
c）炉阻外壁与烟管外壁之间,炉胆外与锅壳简体内壁之间的呼吸空位，应不小于炉胆长度的2%和50mm二者中的较大值。但布置困难时可取100mm锅壳简体内壁或回燃室简体内壁与烟管外壁之间的呼吸空位，应不小于40mm。d)
c）角撑板端部或真拉杆边缘与烟管外壁之间的呼吸空位，应不小于100mm。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200mm。当锅尧简体内径大于1 800 mm和炉胆长度大于 6 000 mm时,应不小于 250 mm:当锅壳简体内径小于
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