SH/T 3158-2024 石油化工管殼式余熱鍋爐（正式版）

中華人民共和國石油化工行業(yè)標準代替SH/T3158-20092024-03-29發(fā)布2024-10-01實施中華人民共和國工業(yè)和信息化部發(fā)布SH/T3158-2024 V 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 24一般規(guī)定 25設計基礎 35.1設計壓力 35.2設計溫度 35.3載荷 35.4厚度附加量 45.5許用應力和許用拉脫力 46材料 56.1選材原則 56.2鋼板 66.3鋼管 66.4鍛件 76.5保護套管 76.6中心管 76.7爐襯材料 77設計計算 77.1基本規(guī)定 77.2符號說明 77.3許用應力 87.4管板計算 107.5換熱管計算 127.6換熱管與管板連接的拉脫力計算 137.7管箱爐襯厚度的計算 138結構設計 138.1主要元件及名稱 138.2筒體及封頭 148.3接管及開孔補強 148.4人孔 158.5管板 158.6換熱管與管板的連接 168.7中心管與管板的連接 17SH/T3158-20248.8管板及管箱筒體與殼程筒體的連接 178.9高溫側(cè)管板及管頭的熱防護 188.10支持板 198.11爐襯 208.12中心管襯里 8.13支座 8.14超壓泄放裝置 8.15安全保護裝置 9制造、檢驗與驗收 9.1材料復驗 9.2管板 229.3換熱管 239.4換熱管與管板的強度焊接 239.5換熱管與管板的脹接 239.6余熱鍋爐的組裝 239.7無損檢測 249.8焊后熱處理 249.9耐壓試驗 249.10爐襯的施工與檢驗 259.11其他 25附錄A（資料性附錄）剛玉瓷保護套管理化性能指標 附錄B（資料性附錄）換熱管管間距、管孔坡口尺寸及連接接頭形式 附錄C（資料性附錄）管板表面高強度耐火澆注料理化性能指標 本標準用詞說明 29 SH/T3158-2024ContentsForeword 1Scope 2Normativereferences 3Termsanddefinitions 24Generalprovisions 25Designbasis 35.1Designpressure 35.2Designtemperature 35.3Loads 35.4Additionalthickness 45.5Allowablestressandallowablepulling-outforce 46Materials 56.1Materialsselectionprinciple 56.2Steelplate 66.3Tube 66.4Forging 76.5Protectivecasingtubes 76.6Centertubes 76.7Furnaceliningmaterials 77Designcalculation 77.1Elementaryrequirements 77.2Symbolicdescription 77.3Allowablestresse 87.4Tubesheetscalculation 7.5Heatexchangetubescalculation 7.6Heatexchangetubeswithtubesheetsjointpull-outloadcalculation 7.7Thicknessofchannelliningcalculation 8Structuredesign 8.1Maincomponentsandnames 8.2Shellandheads 8.3Nozzleandreinforcement 8.4Manhole 8.5Tubesheet 8.6Heatexchangetubeswithtubesheetjoint 8.7Centertubewithtubesheetjoint 8.8Tubesheetandchannelwithshelljoint SH/T3158-20248.9Hightemperaturetubesheetandheatexchangetubesheadthermalsafeguard 8.10Supportplate 8.11Furnacelining 208.12Centertubelining 218.13Supports 218.14Safetydischargeappliance 218.15Safeguardappliance 219Fabrication,testingandinspection 219.1Materialsrepeatedlytesting 219.2Tubesheet 229.3Heatexchangetubes 239.4Heatexchangetubeswithtubesheetstrengthweld 239.5Heatexchangetubeswithtubesheetlightexpansion 239.6Tubularwasteheatboilerassembling 239.7Non-Destructiveexamination 249.8Heattreatment 249.9Staticpressuretest 249.10Constructionandtestingforfurnacelining 259.11Other 25AnnexA（Informative）Performanceindicatorsofcorundumprotectivecasingtubes 26AnnexB（Informative）Intervalofheatexchangetube,groovesizeoftubeholeandjointtype 27AnnexC（Informative）Performanceindicatorsoftubesheetsurfacehighstrengthrefractoryconcrete 28Explanationofwordinginthisstandard 29Add：Explanationofarticle 30VSH/T3158-2024根據(jù)中華人民共和國工業(yè)和信息化部《2015年第三批行業(yè)標準制修訂計劃》（工信廳科[115]號）的要求，標準編制組經(jīng)廣泛調(diào)查研究，認真總結實踐經(jīng)驗，參考有關國際標準和國外先進標準，并在廣泛征求意見的基礎上，修訂本標準。本標準共分9章和3個附錄。本標準主要技術內(nèi)容是：石油化工管殼式余熱鍋爐的材料、設計計算、結構設計、制造、檢驗和驗本標準是在SH/T3158-2009《石油化工管殼式余熱鍋爐》的基礎上修訂而成，修訂的主要技術內(nèi)容———修訂了標準的適用范圍；———修訂了規(guī)范性引用文件；———修訂了材料的基本許用應力；———修訂了材料的復驗要求；———修訂了管板、換熱管的設計計算；———修訂了換熱管的尺寸偏差及管孔的尺寸偏差；———修訂了管板的結構形式；———修訂了管板與殼體的連接結構；———增加了附錄A“剛玉瓷保護套管理化性能指標”；———增加了附錄B“換熱管管間距、管孔坡口尺寸及連接接頭形式”?！黾恿烁戒汣“管板表面高強度耐火澆注料理化性能指標”。請注意本標準的某些內(nèi)容可能直接或間接涉及專利。本標準的發(fā)布和管理機構不承擔識別這些專利的責任。本標準由中國石油化工集團公司負責管理，由中國石油化工集團公司設備設計技術中心站負責日常管理，由山東三維石化工程股份有限公司負責具體內(nèi)容的解釋。執(zhí)行過程中如有意見和建議，請寄送管理單位和主編單位。本標準日常管理單位：中國石油化工集團公司設備設計技術中心站通信地址：北京市朝陽區(qū)安慧北里安園21號郵政編碼：100101電話：010—84877513郵箱：zengxj.sei@主編單位：山東三維化學集團股份有限公司通信地址：山東省淄博市臨淄區(qū)煉廠中路22號郵政編碼：255434主編單位：中國石化工程建設有限公司通信地址：北京市朝陽區(qū)安慧北里安園21號郵政編碼：100101主要起草人：劉福張迎愷劉漢寶張仲王春江何智靈韓玉梅主要審查人：張國信葛春玉曾小軍段瑞李艷明薛玉生丁天才徐儒庸韓玉梅楊盛啟朱勝國周文鵬錢飛舟齊克禮黃曉霞SH/T3158-2024本標準2009年首次發(fā)布，本次為第1次修訂。1SH/T3158-2024石油化工管殼式余熱鍋爐1.1本標準規(guī)定了石油化工管殼式余熱鍋爐的材料、設計計算、結構設計、制造、檢驗和驗收的要求。1.2本標準適用于石油化工裝置中設計壓力不大于6.4MPa的臥置撓性固定薄管板管殼式余熱鍋爐（簡稱余熱鍋爐）的設計、制造、檢驗和驗收。1.3殼程內(nèi)設有蒸發(fā)空間、管板上布滿換熱管的撓性固定薄管板式蒸汽發(fā)生器，可按本標準進行設計計算。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本標準的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本標準。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標準。GB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/T150.1-2011150.2-2011150.3-2011150.4-2011699713.2-20232997299930013002304430775072531357775988690073228923.199481214530583壓力容器第1部分：通用要求壓力容器第2部分：材料壓力容器第3部分：設計壓力容器第4部分：制造、檢驗和驗收熱交換器優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼承壓設備用鋼板和鋼帶第2部分：規(guī)定溫度性能的非合金鋼和合金鋼工業(yè)鍋爐水質(zhì)一般公差未注公差的線性和角度尺寸的公差致密定形耐火制品體積密度、顯氣孔率和真氣孔率試驗方法耐火材料耐火材料耐火材料顆粒體積密度試驗方法常溫抗折強度試驗方法高溫抗折強度試驗方法白剛玉、鉻剛玉化學分析方法合金結構鋼耐火材料常溫耐壓強度試驗方法厚度方向性能鋼板無縫鋼管超聲波探傷檢驗方法耐火材料加熱永久線變化試驗方法鋁硅系耐火材料化學分析方法耐火材料耐火度試驗方法涂覆涂料前鋼材表面處理表面清潔度的目視評定第1部分：未涂覆過的鋼材表面和全面清除原有涂層后的鋼材表面的銹蝕等級和處理等級石油裂化用無縫鋼管火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質(zhì)量承壓設備焊后熱處理規(guī)程2SH/T3158-2024GB/T30873HG/T20525HG/T20582-2020NB/T10558NB/T47008NB/T47013NB/T47014-2011NB/T47015NB/T47018NB/T47019.1NB/T47019.2NB/T47019.3NB/T47042NB/T47065.1SH/T3074SH/T3075SH/T3115SH/T3179SH/T3534YB/T2208YB/T4130TSG21-2016APIRP941耐火材料抗熱震性試驗方法化學工業(yè)管式爐傳熱計算設計規(guī)定鋼制化工容器強度計算規(guī)范壓力容器涂敷與運輸包裝承壓設備用碳素鋼和合金鋼鍛件承壓設備無損檢測承壓設備焊接工藝評定壓力容器焊接規(guī)程承壓設備用焊接材料訂貨技術條件鍋爐、熱交換器用管訂貨技術條件鍋爐、熱交換器用管訂貨技術條件非合金鋼和合金鋼鍋爐、熱交換器用管訂貨技術條件非合金鋼和合金鋼臥式容器容器支座第1部分：鞍式支座石油化工鋼制壓力容器第1部分：通則第2部分：規(guī)定室溫性能的第3部分：規(guī)定高溫性能的石油化工鋼制壓力容器材料選用規(guī)范石油化工管式爐輕質(zhì)澆注料襯里工程技術條件石油化工管式爐爐襯設計規(guī)范石油化工筑爐工程施工及驗收規(guī)范耐火澆注料高溫耐壓強度試驗方法耐火材料導熱系數(shù)試驗方法（水流量平板法）固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程SteelsforHydrogenServiceatElevatedTemperaturesandPressuresinPetroleumRefineriesandPetrochemicalPlants3術語和定義現(xiàn)行國家標準GB/T150.1、GB/T151界定的以及下列術語和定義適用于本標準。3.1呼吸空位componentspace是指管板上壁溫不同的相鄰元件之間的空間，以防止產(chǎn)生過大的溫差應力。3.2還原性氣氛reducingatmosphere是指含氧量很低，且顯著含有還原性氣體（CH4、CO、H2等）使某些已形成的氧化物還原成原物質(zhì)的氣體（或煙氣）介質(zhì)。3.3保護套管protectivecasing是指在換熱管的進口端插入一段金屬或非金屬管子，將管程高溫氣體直接導至換熱管浸泡在汽水混合段部位，以降低管板及其與換熱管連接接頭的溫度，且保護其免受高溫、高速氣流的腐蝕、沖蝕。4一般規(guī)定4.1余熱鍋爐的設計、制造、檢驗和驗收除執(zhí)行本標準外，還應符合現(xiàn)行國家標準GB/T150.1～150.4、GB/T151和《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》TSG21的規(guī)定。4.2本標準未包括的特殊要求，均應在設計文件中明確。3SH/T3158-20245設計基礎5.1設計壓力5.1.1余熱鍋爐設計壓力的確定應符合現(xiàn)行國家標準GB/T150.1、GB/T151和現(xiàn)行行業(yè)標準SH/T3074的規(guī)定。當工程項目另有規(guī)定時，其設計壓力應符合有關規(guī)定。5.1.2余熱鍋爐殼程的工作壓力為飽和水蒸汽壓力。必要時，工作壓力還應考慮系統(tǒng)管網(wǎng)、過熱器等的壓力降。余熱鍋爐殼程的設計壓力應以工作壓力為基準，考慮安全閥整定壓力；設計壓力值應大于等于安全閥的整定壓力。殼程設計壓力范圍為0.1MPa～6.4MPa。5.1.3管程設計壓力小于等于3.0MPa，且任何時候管程壓力應小于等于殼程壓力。5.2設計溫度5.2.1余熱鍋爐無爐襯的管箱殼體及法蘭、接管、與余熱鍋爐殼程筒體相連的環(huán)形件等受壓元件，其設計溫度按表5.2.1確定。表5.2.1設計溫度單位：℃操作溫度tw設計溫度Ttw≤350T=tw+20tw＞350T=tw+（15～5）5.2.2對帶有爐襯的管箱殼體、接管、法蘭、與余熱鍋爐殼程筒體相連的環(huán)形件，應進行傳熱計算，依據(jù)傳熱計算結果確定元件的設計溫度。當各元件的傳熱計算溫度小于等于350℃時，設計溫度不宜低于350℃。5.2.3余熱鍋爐殼程筒體、接管及法蘭等受壓元件，其設計溫度按表5.2.1確定，且應大于等于設計壓力下的飽和水蒸汽溫度。5.2.4管板、換熱管及中心管的設計溫度應通過傳熱計算確定。當余熱鍋爐給水和鍋水品質(zhì)符合現(xiàn)行國家標準GB/T1576或GB/T12145的要求，管板有可靠的隔熱防護時，管板、換熱管及中心管的設計溫度可按表5.2.4確定。表5.2.4設計溫度單位：℃工作溫度受壓元件受壓元件的設計溫度管程介質(zhì)溫度＞1450℃~1600℃應通過傳熱計算后確定，且不低于tj+90管程介質(zhì)溫度＞1100℃~1450℃tj+90管程介質(zhì)溫度＞900℃~1100℃tj+70管程介質(zhì)溫度＞600℃~900℃tj+50管程介質(zhì)溫度600℃以下tj+25tj+25注：tj----殼程設計溫度。5.2.5當各受壓元件在工作狀態(tài)下的金屬溫度不同時，可分別設定每一受壓元件的設計溫度。5.3載荷5.3.1設計時應考慮下列載荷：a）內(nèi)壓、外壓或最大壓差；b）液柱靜壓力，當液柱靜壓力小于設計壓力5%時，可忽略不計。5.3.2需要時，還應考慮下列載荷：a）余熱鍋爐及其支撐的汽包自重（包括內(nèi)構件及正常工作條件下或試壓狀態(tài)下內(nèi)裝介質(zhì)的重力載荷；b）附屬設備及隔熱材料、襯里、管道、扶梯、平臺等的重力載荷；4SH/T3158-2024c）風載荷、地震載荷、雪載荷；d）支座及其他支撐形式支撐件的作用力；e）連接管道和其他部件的作用力；f）溫度梯度和熱膨脹引起的作用力；g）沖擊載荷，包括壓力急劇波動引起的沖擊載荷，流體沖擊引起的作用力等；h）運輸或吊裝時的作用力。5.4厚度附加量5.4.1厚度附加量按式(5.4.1)確定C=C1+C2………(5.4.1)式中：C——厚度附加量，(mm)；C2——腐蝕裕量，(mm)。5.4.2板材或管材的厚度負偏差按相應材料標準的規(guī)定。5.4.3為防止受壓元件由于腐蝕、機械磨損而導致厚度削弱減薄，應考慮腐蝕裕量。對有均勻腐蝕或磨損的元件，應根據(jù)預期的設計使用年限和介質(zhì)對金屬材料的腐蝕速率（及磨蝕速率）確定腐蝕裕量。余熱鍋爐主要元件腐蝕裕量可按表5.4.3選取，但最大腐蝕裕量不宜超過6mm，否則應采取工藝防腐措施或選用其他耐腐蝕材料。當工程項目另有規(guī)定或已有實際經(jīng)驗時，可根據(jù)具體的工程規(guī)定或工程經(jīng)驗確定腐蝕裕量。表5.4.3腐蝕裕量的選取元件類型腐蝕裕量C2mm鍋爐殼程殼體不小于1.0有爐襯管箱殼體不小于2.0無爐襯管箱殼體腐蝕速率amm/a≤0.1>0.1～0.23.0>0.2～0.34.5管板取管程側(cè)與殼程側(cè)腐蝕裕量之和換熱管不小于1.0接管法蘭(包括人、手孔等)可取所在殼體的腐蝕裕量殼程內(nèi)部固定件b取殼程殼體腐蝕裕量的兩倍殼程內(nèi)部可拆件b取殼程殼體腐蝕裕量的1/2～1/4注：a.腐蝕速率可根據(jù)工程設計實踐或查取有關腐蝕手冊確定。b.內(nèi)部構件的腐蝕裕量均指兩側(cè)腐蝕裕量之和。5.5許用應力和許用拉脫力5.5.1余熱鍋爐筒體、封頭、法蘭、螺栓、接管、人（手）孔、管箱殼體與余熱鍋爐殼程筒體相連的環(huán)形件等受壓元件在不同設計溫度下材料的許用應力按現(xiàn)行國家標準GB/T150.2的規(guī)定選取。5.5.2管板、換熱管、中心管在不同設計溫度下材料的許用應力應按本標準第7.3條的規(guī)定。5.5.3換熱管與管板連接接頭在不同設計溫度下材料的許用拉脫力應按本標準第7.6條的規(guī)定。5SH/T3158-20246材料6.1選材原則6.1.1受壓元件用鋼的鋼材標準、冶煉方法、使用狀態(tài)、許用應力（管板、換熱管、中心管除外）、無損檢測標準及檢測項目等均應符合現(xiàn)行國家標準GB/T150.2、GB/T151及相應材料標準中對材料的有關規(guī)定。6.1.2受壓元件材料的選用應考慮余熱鍋爐的使用條件（設計溫度、設計壓力、介質(zhì)特性和操作特點等）、材料的力學性能、工藝性能、物理性能和介質(zhì)的相容性、制造工藝以及經(jīng)濟合理性。6.1.3臨氫設備的受壓元件用鋼，應根據(jù)介質(zhì)中的最高操作氫分壓和操作溫度，按APIRP941相關曲線確定，并應在設計文件中提出相應的附加技術條件。6.1.4受壓元件常用材料最高使用溫度鋼板最高使用溫度見表6.1.4-1，鋼管最高使用溫度見表6.1.4-2，鍛件最高使用溫度見表6.1.4-3，緊固件使用的溫度范圍見表6.1.4-4。表6.1.4-1鋼板最高使用溫度單位：℃鋼種鋼號材料標準最高使用溫度碳素鋼Q245RGB/T713.2425低合金鋼Q345RGB/T713.242515CrMoRGB/T713.2520表6.1.4-2鋼管最高使用溫度單位：℃鋼種鋼號材料標準最高使用溫度碳素鋼20接管GB/T994842520換熱管GB/T9948425低合金鋼15CrMo接管GB/T994852015CrMo換熱管GB/T9948475表6.1.4-3鍛件最高使用溫度單位：℃鋼種鋼號材料標準最高使用溫度碳素鋼NB/T47008425低合金鋼NB/T4700842515CrMoNB/T47008520表6.1.4-4緊固件使用的溫度范圍單位：℃匹配的螺母材料材料標準使用狀態(tài)材料材料標準使用狀態(tài)使用的溫度范圍GB/T699正火20，25GB/T699正火0～35040MnB，40MnVB，40CrGB/T3077調(diào)質(zhì)40Mn，45GB/T699正火0～40030CrMoAGB/T3077調(diào)質(zhì)40Mn，45GB/T699正火-10～40030CrMoAGB/T3077調(diào)質(zhì)-100～50035CrMoAGB/T3077調(diào)質(zhì)40Mn，45GB/T699正火-10～4006SH/T3158-2024GB/T3077調(diào)質(zhì)-70～50035CrMoVAGB/T3077調(diào)質(zhì)GB/T3077調(diào)質(zhì)-20～42525Cr2MoVAGB/T3077調(diào)質(zhì)GB/T3077調(diào)質(zhì)-20～50025Cr2MoVAGB/T3077調(diào)質(zhì)-20～550對碳素鋼換熱管與Q245R管板或與Q345R管板間的連接接頭，當與含硫、硫化氫介質(zhì)接觸時，宜控制管頭最高溫度小于等于370℃。6.2鋼板6.2.1余熱鍋爐殼程殼體宜選用Q245R或Q345R鋼板，其它受壓元件用鋼板應根據(jù)使用條件選用Q245R、Q345R、15CrMoR等。6.2.2同時符合下列條件的主要受壓元件用鋼板，應按批進行設計溫度下的高溫拉伸試驗，其屈服強度值見GB/T150.2-2011附錄B。a）設計溫度大于等于300℃;b）設計壓力大于等于2.5MPa；c）鋼板厚度大于等于20mm。6.2.3用于鍋爐殼體的下列鋼板，應逐張按現(xiàn)行行業(yè)標準NB/T47013.3進行超聲檢測：a）厚度大于30mm且小于等于36mm的Q245R、Q345R鋼板，質(zhì)量等級不低于Ⅲ級；b）厚度大于36mm的Q245R、Q345R鋼板，質(zhì)量等級不低于Ⅱ級；c）厚度大于25mm的其他低合金鋼板，質(zhì)量等級不低于中Ⅱ級。6.2.4用于管板的碳素鋼及低合金鋼的任意厚度鋼板，應逐張按現(xiàn)行行業(yè)標準NB/T47013.3進行超聲檢測，掃查方式為100%掃查，探頭重疊部分不得小于15%，質(zhì)量等級為Ⅰ級。6.2.5用于管板厚度大于等于20mm的Q245R、Q345R鋼板以及用于余熱鍋爐殼體厚度大于等于30mm的Q245R、Q345R鋼板，應正火狀態(tài)下使用。6.2.6用于管板的碳素鋼及低合金鋼鋼板，當鋼板厚度大于20mm時，應按爐進行化學成分分析，應逐張進行力學性能、彎曲性能試驗，沖擊試驗取樣在鋼板厚度1/2處。Q245R、Q345R沖擊試驗溫度為-20℃,15CrMoR沖擊試驗溫度為-10℃,符合GB/T713.2-2023表2的規(guī)定。6.2.7用于余熱鍋爐殼體鋼板，當厚度大于等于30mm時，應按爐進行化學成分分析，按批進行力學性能、彎曲性能試驗，沖擊試驗取樣在鋼板厚度1/2處，Q245R、Q345R沖擊試驗溫度為-20℃,15CrMoR沖擊試驗溫度為-10℃,符合GB/T713.2-2023表2的規(guī)定。6.2.8用于余熱鍋爐殼體的鋼板，當厚度大于等于60mm時，應按爐進行化學成分分析，應逐張進行力學性能、彎曲性能試驗，沖擊試驗取樣在鋼板厚度1/2處。Q245R、Q345R沖擊試驗溫度為-20℃,15CrMoR沖擊試驗溫度為-10℃,符合GB/T713.2-2023表2的規(guī)定。6.2.9用于余熱鍋爐殼體、管板的鋼板，當厚度大于等于100mm時，除符合以上各條規(guī)定外，還應符合現(xiàn)行國家標準GB/T5313中Z35的要求。6.2.10當設計文件要求余熱鍋爐進行焊后消除應力熱處理時，應從經(jīng)過模擬焊后消除應力熱處理的樣坯上取樣，檢驗鋼板的力學性能。6.3鋼管6.3.1殼體上的開口接管宜采用現(xiàn)行國家標準GB/T9948中的20、15CrMo等無縫鋼管。6.3.2換熱管應采用現(xiàn)行國家標準GB/T9948中的20、15CrMo等冷拔（軋）無縫鋼管。且換熱管還應符合以下要求：a）現(xiàn)行國家標準GB/T9948中的20、15CrMo換熱管設計溫度大于等于250℃時，應按批進行設計溫度下的高溫拉伸試驗，其屈服強度值應符合GB/T150.2-2011附錄B要求。b）換熱管應按批進行拉伸、擴口、壓扁、顯微組織檢驗。7SH/T3158-2024c）換熱管應逐根進行水壓試驗，試驗壓力應符合相應鋼管標準的要求。d）換熱管應逐根進行渦流檢測和超聲檢測。渦流檢測和超聲檢測應符合現(xiàn)行國家標準GB/T9948和現(xiàn)行行業(yè)標準NB/T47019.1、NB/T47019.2、NB/T47019.3的規(guī)定。e）換熱管訂貨時，應保證無縫鋼管訂貨長度滿足換熱管兩端有足夠切頭余量。f）換熱管應采用光管，整根制作，不允許拼接。g）換熱管的公稱外徑和公稱厚度允許偏差見表6.3.2。h）設計溫度小于250℃的換熱管還應符合現(xiàn)行行業(yè)標準NB/T47019.1、NB/T47019.2的規(guī)定。i）設計溫度大于等于250℃的換熱管還應符合現(xiàn)行行業(yè)標準NB/T47019.1、NB/T47019.3的規(guī)表6.3.2換熱管的公稱外徑和公稱厚度允許偏差單位：mm制造方式鋼管尺寸允許偏差冷拔（軋）無縫鋼管公稱外徑（dw）>25～38>38～50>50～60>60±0.5％D公稱厚度（S）±7.5%S6.4鍛件6.4.1受壓元件用碳素鋼、低合金鋼鍛件，其級別應不低于現(xiàn)行行業(yè)標準NB/T47008規(guī)定的Ⅱ級，當殼程設計壓力大于等于2.5MPa時，其級別應不低于現(xiàn)行行業(yè)標準NB/T47008規(guī)定的Ⅲ級。6.4.2用于管板及環(huán)形過渡段的鍛件，級別應不低于現(xiàn)行行業(yè)標準NB/T47008規(guī)定的Ⅲ級。6.5保護套管6.5.1當管程進口介質(zhì)溫度大于等于900℃時，應選用剛玉瓷保護套管。6.5.2當管程介質(zhì)溫度小于900℃時，宜選用剛玉瓷保護套管，也可選用高鉻鎳奧氏體鋼保護套管。6.6中心管6.6.1中心管材料應符合6.3.2條關于換熱管的規(guī)定。6.6.2中心管外徑及厚度允許偏差應在設計文件中規(guī)定。6.7爐襯材料6.7.1在還原性氣氛中，當氣體溫度大于等于900℃時，管箱迎火層、管板熱防護層的高強度耐火澆注料理化性能指標見附錄C。6.7.2剛玉瓷保護套管理化性能指標見附錄A。7設計計算7.1基本規(guī)定7.1.1余熱鍋爐的殼體、中心管、法蘭及開孔補強等按現(xiàn)行國家標準GB/T150.3的規(guī)定進行設計計7.1.2由上升管支撐汽包時，上升管和殼體連接部位的局部應力，按HG/T20582-2020中第21章“外載荷通過開孔接管對圓筒引起的局部應力計算”進行計算和校核。7.1.3管板、換熱管、換熱管與管板連接焊縫按本章的規(guī)定進行計算。7.1.4對于不能按照本標準及相應標準進行設計計算的余熱鍋爐或受壓元件可按GB/T150.1-2011中的4.1.6條規(guī)定的方法進行設計。7.2符號說明A——換熱管、換熱管與管板連接焊縫強度計算時，單根換熱管所支撐的面積，mm2；8SH/T3158-2024b——換熱管管間距，mm；C——厚度附加量，mm；di——換熱管內(nèi)徑，mm；de——當量圓直徑，mm；dW——換熱管外徑，mm；LH——換熱管與管板連接的焊縫高度，mm；k——系數(shù)；ps——殼程設計壓力（表壓MPa；pt——管程設計壓力（表壓MPa；q——換熱管與管板連接焊縫的拉脫力，MPa；[q]——換熱管與管板連接焊縫的許用拉脫力，MPa；Rm——材料標準抗拉強度的下限值，MPa；RL——材料在設計溫度下的屈服強度，MPa；R——材料在設計溫度下經(jīng)10萬小時斷裂的持久強度的平均值，MPa；R——材料在設計溫度下經(jīng)10萬小時蠕變率為1%的蠕變極限平均值，MPa；S——換熱管(中心管)名義厚度，mm；tJ——殼程設計溫度，(℃)；δ——管板管束區(qū)外管板厚度，mm；δc——換熱管計算厚度，mm；δe——當管板直邊與管束區(qū)外管板厚度不同時，確定管板折邊內(nèi)半徑用的管板當量厚度，mm；δi——余熱鍋爐殼程筒體名義厚度，mm；δmin——管板最小需要厚度，mm；η——基本許用應力修正系數(shù)；[σ]——許用應力，MPa；J——基本許用應力，MPa；φ——焊接接頭系數(shù)。7.3許用應力7.3.1材料的許用應力按式（7.3.1）確定：J……………（7.3.1）7.3.2常用鋼材的基本許用應力[σ]J取表7.3.1相應設計溫度下所列值；對表7.3.1未列出的鋼材，基本許用應力[σ]J按式（7.3.2-1）、式（7.3.2-2）、式(7.3.2-3)、式(7.3.2-4)計算，取其中的較小值。J≤Rm/2.7………………（7.3.2-1）J≤RL/1.5………………（7.3.2-2）J≤RDt/1.5………………（7.3.2-3）J≤Rnt/1.0………………（7.3.2-4）計算時，Rm、RL、RDt、Rnt取現(xiàn)行國家標準GB/T150.2中相應鋼號的最小值。廠廠SH/T3158-2024廠SH/T3158-2024廠)iJ鋼號材料標準使用狀態(tài)厚度mm室溫強度在下列溫度(℃)下的許用應力,MPaMPaMPa200250300350400425450475500525Q245RGB/T713.2熱軋、控軋、正火6～16400245989185>16～36400235938684>36～6040022598898280>60～100390205989082>100～150380185908067Q345RGB/T713.2正火+回火6～1651034593>16～3650032593>36～6049031593>60～10049030593>100gt;150～2004702659315CrMoRGB/T713.2正火+回火6～6045029588>60～10045027588>100B/T9948正火、41024598888315CrMo正火+回火4402359593919088NB/T47008正火、正火+回火≤100410235938684正火、正火+回火，調(diào)質(zhì)≤1004803059315CrMo正火+回火，調(diào)質(zhì)≤30048028088SH/T3158-20247.3.3基本許用應力修正系數(shù)η按表7.3.3確定。表7.3.3基本許用應力修正系數(shù)η元件名稱η管板0.85換熱管、中心管0.80其它受壓元件7.4管板計算7.4.1管束區(qū)以內(nèi)管板、管束區(qū)以外管板最小厚度按式（7.4.1）計算：δ=kde+C…………（7.4.1）7.4.2管束區(qū)以外通過三個支撐畫當量圓時，k值按表7.4.2確定；通過四個或四個以上支撐畫當量圓時，k值降低10%；通過兩個支撐畫當量圓時，k值增加10%。管束區(qū)以內(nèi)畫當量圓時，k值取0.47。表7.4.2系數(shù)k部位支撐形式k管束區(qū)以外支點線管板與余熱鍋爐筒體、中心管連接：0.35內(nèi)部無法封焊的單面坡口型角焊縫[圖7.4.4（c）]0.50支撐點換熱管0.45管束區(qū)以內(nèi)支撐點換熱管0.477.4.3如支撐形式不同時，則系數(shù)k取各支撐點（線）相應值的算術平均值。7.4.4支點線位置按圖7.4.4所示原則確定。SH/T3158-2024圖7.4.4支點線位置7.4.5換熱管與管板全部采用焊接連接，每根換熱管的中心點均視為支撐點。7.4.6當量圓直徑de如為經(jīng)過三個或三個以上支撐畫圓時，支撐不應都位于同一半圓周上。如為二個支撐畫圓時，支撐應位于當量圓直徑的兩端。當量圓的畫法如圖7.4.6所示。7.4.7管束區(qū)以外當量圓直徑de取管束區(qū)以外的最大當量圓。管束區(qū)以內(nèi)當量圓直徑de的計算：換熱管三角形排列時，de=1.155b；換熱管正方形排列時，de=2b。SH/T3158-2024圖7.4.6當量圓畫法7.5換熱管計算7.5.1承受內(nèi)壓力換熱管的計算厚度按式（7.5.1）計算：…………………（7.5.1）7.5.2承受外壓力換熱管的穩(wěn)定性計算按GB/T150.3-2011中第4章第4.3條進行。7.5.3管束區(qū)周邊換熱管及管束區(qū)內(nèi)換熱管起支撐作用所需計算厚度均按式（7.5.3）計算：…………………7.5.4單根換熱管所支撐的面積A應符合以下規(guī)定：a）管束區(qū)內(nèi)單根換熱管所支撐的面積A——三角形排列時，A=0.866b2-πd/4；正方形排列時，A=b2-πd/4。b）管束區(qū)周邊單根換熱管所支撐的面積A等于圍繞管束區(qū)周邊單根換熱管所畫的幾個當量圓中心點連線所包圍面積的最大值減去單根換熱管外徑所占面積。換熱管支撐面積畫法如圖7.5.4所示。SH/T3158-2024圖7.5.4換熱管支撐面積A的近似畫法7.5.5管束區(qū)周邊換熱管及管束區(qū)內(nèi)換熱管厚度均取7.5.1、7.5.2、7.5.3條計算結果中的最大值，加上換熱管厚度附加量，并圓整到標準規(guī)格。換熱管的最小名義厚度應不低于表7.5.5規(guī)定：表7.5.5換熱管的最小名義厚度單位：mm公稱外徑dw名義厚度S3>38～604>60～765>76～896注：本表名義厚度僅包括1mm腐蝕裕量。7.6換熱管與管板連接的拉脫力計算7.6.1換熱管與管板連接的拉脫力按式（7.6.1）計算，焊接接頭系數(shù)φ取0.8。q=…………………（7.6.1）7.6.2換熱管與管板連接的拉脫力按式（7.6.2）校核，式中許用拉脫力[q]取管板和換熱管設計溫度下許用應力中較小值的一半。q≤[q]………（7.6.2）7.7管箱爐襯厚度的計算7.7.1管箱爐襯層數(shù)及各層的厚度可按現(xiàn)行行業(yè)標準HG/T20525或現(xiàn)行行業(yè)標準SH/T3179的有關規(guī)定進行計算。7.7.2在確定爐襯厚度時，應使管箱金屬壁溫大于等于管程介質(zhì)的露點溫度加20℃~50℃。8結構設計8.1主要元件及名稱8.1.1余熱鍋爐主要元件及名稱見圖8.1.1。SH/T3158-2024圖8.1.1余熱鍋爐主要元件及名稱8.1.2自帶蒸發(fā)空間的余熱鍋爐主要元件及名稱見圖8.1.2。圖8.1.2自帶蒸發(fā)空間的余熱鍋爐主要元件及名稱8.2筒體及封頭8.2.1余熱鍋爐筒體及封頭結構應符合現(xiàn)行國家標準GB/T150.3的有關規(guī)定。8.2.2采用碳素鋼及低合金鋼制作的余熱鍋爐殼程筒體最小厚度見表8.2.2。表8.2.2碳素鋼及低合金鋼制余熱鍋爐殼程筒體最小厚度單位：mm公稱直徑>700～1000>1000～1500>1500～2000>2000～2600>2600～3200>3200最小厚度8注1.表中最小厚度未包括腐蝕裕量。注2.表中最小厚度未考慮余熱鍋爐殼程筒體對汽包的支撐載荷。8.3接管及開孔補強8.3.1接管的結構設計，除應符合現(xiàn)行國家標準GB/T150.3、現(xiàn)行行業(yè)標準SH/T3074有關規(guī)定以外，還應符合工藝、熱工及自控等專業(yè)的要求。8.3.2開孔補強結構除應符合現(xiàn)行國家標準GB/T150.3的規(guī)定外，宜選用整體補強，DN≤50mm的接管法蘭宜采用長高頸法蘭。8.3.3凡能引起余熱鍋爐器壁局部熱疲勞的接管（如給水管、加藥管等在穿過器壁處應加裝套管。SH/T3158-2024飽和水蒸汽壓力小于等于1.0MPa的余熱鍋爐，可不加裝套管。8.4人孔8.4.1根據(jù)操作、維修、制造及安裝的需要，宜在余熱鍋爐上開設人孔。人孔公稱直徑應大于等于400mm。對襯有爐襯的筒體或封頭，應開設帶有爐襯的帶芯人孔，見圖8.4.1。也可選用其他結構形式的帶芯人孔。（ab）圖8.4.1帶芯人孔8.4.2余熱鍋爐宜選用帶頸對焊法蘭人孔。人孔密封面形式，墊片及緊固件的選用，除按工程設計及相應人孔標準規(guī)定之外，可按現(xiàn)行行業(yè)標準SH/T3074的規(guī)定選用。8.4.3與標準人孔的公稱壓力級別對應的余熱鍋爐設計溫度下的最高無沖擊工作壓力，不應低于余熱鍋爐的設計壓力。8.5管板8.5.1管板結構按以下規(guī)定：a）管板結構分為管束區(qū)內(nèi)、管束區(qū)外和圓弧過渡段三部分。圓弧過渡段的結構見圖8.5.1。b）管板直邊長度L應大于等于2δ,且大于等于50mm。c）管板折邊內(nèi)半徑r應大于等于2.5δe，且大于等于38mm。d）管板直邊與相連接的余熱鍋爐筒體不等厚度相接時，應符合GB/T150.4-2011中第6.5.3條規(guī)（a）(δ=δi,δe=δ)（b）(δ>δi,δe=δ)（c）[δ<δi,δe=(δ+δi)/2］SH/T3158-2024（d）[δ<δi,δe=(δ+δi)/2e）(δ<δi,δe=δ)（f）(δ<δi,δe=δ)圖8.5.1管板圓弧過渡段結構8.5.2管孔布置及中心距按以下規(guī)定：a）管板管孔排列形式見現(xiàn)行國家標準GB/T151，可按正三角形或正方形排列；b）管孔中心距應大于等于1.25倍的換熱管外徑；且管板孔橋尺寸應使相鄰管頭坡口邊緣的凈距離大于等于10mm；c）布置管孔時，應留出足夠大的呼吸空位，以防止管板產(chǎn)生過大的溫差應力，具體要求如下：1）最外圈換熱管與管板焊接接頭的坡口邊緣至圓弧過渡段的圓弧起點(見圖8.5.1)的距離應大于等于20mm；2）換熱管外壁與中心管外壁之間的呼吸空位，應大于等于余熱鍋爐筒體內(nèi)直徑的5%和50mm中的較大值,如果余熱鍋爐筒體內(nèi)直徑的5%大于100mm，可取100mm。8.5.3管板管孔直徑及允許偏差見表8.5.3。表8.5.3管板管孔直徑及允許偏差單位：mm換熱管徑456089管孔直徑32.4538.5045.5551.7057.7060.7070.8076.8089.80允許偏差+0.10-0.15+0.10-0.20+0.15-0.25+0.30-0.10+0.30-0.05+0.30+0.058.5.4管板成形后的最小厚度見表8.5.4。表8.5.4管板成形后的最小厚度單位：mm強度焊+貼脹強度焊16+L110+L1注：L1-管頭焊接坡口深度（見圖8.6.1）8.5.5換熱管管間距、管孔坡口尺寸及連接接頭形式可參見附錄B。8.5.6管板加工完畢，布管區(qū)的平面度允許偏差應符合表8.5.6的規(guī)定。表8.5.6管板布管區(qū)平面度允許偏差單位：mm公稱直徑DNDN≤15001500＜DN≤2500DN＞2500平面度允許偏差2348.6換熱管與管板的連接8.6.1換熱管與管板的連接宜采用強度焊、強度焊加貼脹兩種形式（見圖8.6.1）。貼脹的管板孔宜采用開槽結構。（a）強度焊（b）強度焊加貼脹圖8.6.1換熱管與管板的連接8.6.2管頭焊接結構形式與尺寸，應符合下列規(guī)定：a）管板管孔的焊接接頭坡口，應采用U形坡口形式；b）焊縫高度LH應大于等于換熱管厚度加3mm；SH/T3158-****c）焊縫伸出管板長度L2宜取小于等于3mm；d）管端伸出焊縫長度L3宜取小于等于1.5mm。8.7中心管與管板的連接8.7.1管程介質(zhì)入口溫度大于等于600℃時，中心管與管板的連接宜選用圖8.7.1（a）所示的結構，其中折邊半徑r及直邊長度L應符合本標準8.5.1條的規(guī)定。管板厚度大于中心管厚度時，應按本標準8.5.1d）款及圖8.7.1（a）的規(guī)定削薄。8.7.2選用圖8.7.1（b）所示的結構時，焊縫伸出管板長度L2及管端伸出焊縫長度L3應符合以下要求：a）焊縫伸出管板長度L2宜取小于等于3mm；b）管端伸出焊縫長度L3宜取小于等于1.5mm。圖8.7.1中心管與管板的連接8.8管板及管箱筒體與殼程筒體的連接8.8.1管板與殼程筒體的連接，應為全焊透結構；列要求選擇：a）當管箱設計壓力小于等于1.0MPa，連接結構宜按圖8.8.2（a）或（bb）當管箱設計壓力大于1.0MPa小于1.6MPa時，連接結構宜按圖8.8.2（cc）當管箱設計壓力大于等于1.6MPa時，管箱筒體與殼程筒體之間，宜按圖8.8.2（d)增設環(huán)形鍛件。圖8.8.2管箱筒體與殼程筒體的連接結構SH/T3158-20248.9高溫側(cè)管板及管頭的熱防護8.9.1管板的熱防護結構管程介質(zhì)溫度大于等于600℃時，管板表面應澆注一層高強度耐火澆注料，管板及管頭熱防護結構見圖8.9.1-1，且應符合以下要求：a）管板表面高強度耐火澆注料理化性能指標見附錄C；b）耐火澆注料厚度應在50mm～100mm之間，宜取75mm；c）耐火澆注料宜采用柱形錨固釘固定，其結構見圖8.9.1-1；d）在管束區(qū)內(nèi)，錨固釘應均勻分布，且應位于相鄰管孔組成的三角形或正方形的形心上，其間距100mm～150mm，見圖8.9.1-2。管束區(qū)外，錨固釘應均勻交錯布置，間距約200mm。e）對需要整體消除應力熱處理的管板，在錨固釘與管板間宜焊接熱處理墊板。圖8.9.1-1管板及管頭熱防護結構圖8.9.1-2錨固釘?shù)呐挪脊艹探橘|(zhì)溫度小于600℃時，管板表面除可按本標準條的規(guī)定進行熱保護外，也可采用高鋁質(zhì)或輕質(zhì)澆注料耐熱襯里進行熱保護，耐熱襯里厚度與本標準條的規(guī)定相同；同時在襯里外表面鋪設一層鋼襯板，其結構見圖8.9.1-3。鋼襯板鋪設應符合以下要求：a）鋼襯板的厚度宜取3mm～5mm，材質(zhì)根據(jù)介質(zhì)溫度選用；b）鋼襯板與管箱耐熱襯里之間，應留出足夠大的膨脹間隙；c）鋼襯板可用耐高溫螺栓固定，螺栓間距約300mm，布置螺栓時，應考慮襯里錨固釘?shù)牟贾们闆r。SH/T3158-2024圖8.9.1-3帶鋼襯板的耐熱襯里結構8.9.2高溫管頭的熱保護結構管程介質(zhì)溫度大于等于600℃時，宜在換熱管高溫入口端安裝雙剛玉瓷套管，其結構見圖8.9.1-1。管程介質(zhì)溫度小于600℃時，宜在換熱管高溫入口端安裝單剛玉瓷套管，其結構見圖8.9.2-1。也可在換熱管高溫入口端安裝金屬保護套管，其結構見圖8.9.2-2。金屬套管也可根據(jù)設計經(jīng)驗采用其他結構形式。套管伸入管板內(nèi)側(cè)的深度Le取換熱管公稱直徑與50mm之間的較大值。套管與換熱管內(nèi)壁之間應留出1.5mm±0.5mm的間隙。套管厚度應大于等于3mm。套管制作單位應根據(jù)換熱管最小實測內(nèi)徑配作套管。圖8.9.2-1單剛玉瓷套管結構圖8.9.2-2金屬保護套管結構8.10支持板8.10.1換熱管在其材料使用溫度范圍內(nèi)最大無支撐跨距大于表8.10.1規(guī)定值時，應設置支持板。不同于表8.10-1中換熱管外徑的換熱管的最大無支撐跨距，可用內(nèi)插法求得。表8.10.1換熱管的最大無支撐跨距單位：mm換熱管外徑456089最大無支撐跨距220025002750295031508.10.2支持板的最小厚度見表8.10.2。表8.10.2支持板的最小厚度單位：mm公稱直徑DN換熱管無支撐跨距SH/T3158-2024>600～900>900～1200>1200～1500>1500>700～9008>900～1500>1500～2000>2000～2600>2600～3200>32008.10.3支持板管孔直徑及允許偏差，應符合表8.10.3的規(guī)定。表8.10.3支持板管孔直徑及允許偏差單位：mm換熱管外徑456089管孔直徑32.538.745.751.757.760.770.876.889.8允許偏差+0.408.10.4支持板的結構見圖8.10.4。圖8.10.4支持板的結構8.10.5支持板與余熱鍋爐筒體之間，宜采用焊接固定，見圖8.10.4中A—A視圖；也可采用螺栓連接，見圖8.10.4中的B—B視圖。8.10.6支持板底部及頂部在保證支撐強度的情況下應設置缺口。支持板不應與余熱鍋爐筒體直接焊接。8.11爐襯8.11.1管程介質(zhì)溫度大于等于900℃時，管箱爐襯宜設計成耐熱層和隔熱層組合結構，見圖8.11.1，且應符合以下要求：a）爐襯層數(shù)及各層厚度按本標準7.7條的規(guī)定計算確定；b）迎火面耐火層，應選用高強度耐火澆注料，理化性能指標見附錄C。c）各層爐襯均由錨固釘固定，錨固釘宜設計成V形或Y形，其結構見圖8.11.1。錨固釘應均勻交錯排布，間距小于等于200mm。8.11.2管程介質(zhì)溫度小于900℃時，爐襯可采用本標準8.11.1條的結構，爐襯可選用輕質(zhì)澆注料，厚度按本標準7.7條的規(guī)定計算確定；同時可在爐襯表面鋪設一層鋼襯筒，其結構見圖8.11.2。鋼襯筒的鋪設應符合以下要求：a）鋼襯筒的鋪設，應考慮鋼襯筒在高溫下徑向及軸向的熱膨脹；b）鋼襯筒的其它設計參數(shù)符合本標準條要求。8.11.3當余熱鍋爐出口側(cè)管箱溫度較低時，其爐襯的設置及結構可根據(jù)管程介質(zhì)溫度及介質(zhì)特性等要求確定。SH/T3158-2024圖8.11.1管箱爐襯結構圖8.11.2鋼襯筒結構8.12中心管襯里8.12.1中心管宜設置隔熱層。8.12.2當設置隔熱層時，宜在隔熱層表面鋪設一層鋼襯筒，襯筒的設置應考慮軸向熱膨脹，其結構見圖8.12.2，襯筒也可采用其他成熟的結構形式。圖8.12.2隔熱層及鋼襯筒結構8.13支座8.13.1余熱鍋爐的支座采用鞍式支座時，其中一個支座應能在基礎上滑動或滾動；宜將滾動支座設計成滾柱型，滑動支座設計成聚四氟乙烯摩擦副型支座；8.13.2應根據(jù)余熱鍋爐軸向膨脹量，確定滑動支座底板上長圓孔的長度或采取其他結構；8.13.3鞍座與余熱鍋爐筒體焊接的墊板，應與余熱鍋爐筒體的材料相同。8.13.4余熱鍋爐支座設置的其它要求應符合現(xiàn)行行業(yè)標準NB/T47042的規(guī)定。8.14超壓泄放裝置8.14.1超壓泄放裝置宜采用安全閥。8.14.2安全閥的設置應符合現(xiàn)行國家標準GB/T150和《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》TSG21的有關規(guī)定。8.15安全保護裝置8.15.1余熱鍋爐應裝設高、低水位報警(高、低水位警報信號須能區(qū)分)、低水位連鎖等安全保護裝置。8.15.2低水位連鎖安全保護裝置最遲應在最低安全水位時動作。9制造、檢驗與驗收9.1材料復驗9.1.1余熱鍋爐制造單位的材料復驗應符合現(xiàn)行國家標準GB/T150.2和《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》TSG21及相關材料標準的規(guī)定。9.1.2當管板厚度大于等于20mm，余熱鍋爐殼體厚度大于等于30mm時，應按以下要求對鋼板進行復驗，復驗結果應符合本標準6.2條及現(xiàn)行國家標準GB/T713.2的規(guī)定：a）逐張檢查鋼板表面質(zhì)量和尺寸偏差；SH/T3158-2024b）按爐復驗化學成分；c）按批復驗鋼板室溫拉伸、沖擊及彎曲試驗；d）管板用鋼板應逐張進行超聲檢測，超聲檢測應符合6.2.4條的規(guī)定；e）設計文件規(guī)定進行復驗的項目。9.1.3換熱管應按下列要求進行復驗，復驗結果應符合本標準6.3條、現(xiàn)行國家標準GB/T9948的規(guī)a）逐根檢查鋼管表面質(zhì)量和尺寸偏差；b）按爐復驗化學成分；c）按批復驗鋼管室溫拉伸性能；d）鋼管應逐根進行水壓試驗,試驗壓力不應小于余熱鍋爐耐壓試驗壓力（管、殼程試驗壓力的最高值e）應逐根實測換熱管內(nèi)徑，并向用戶提供最小值；f）設計文件規(guī)定進行復驗的項目。9.1.4當管板及環(huán)形過渡段采用鍛件時，應按下列要求進行復驗，復驗結果應符合本標準6.4條及現(xiàn)行行業(yè)標準NB/T47008的規(guī)定：a）逐件檢查鍛件的表面質(zhì)量；b）按爐復驗化學成分；c）逐件復驗鍛件的室溫拉伸試驗；d）逐件按現(xiàn)行行業(yè)標準NB/T47013.3進行超聲檢測，質(zhì)量等級為Ⅰ級。9.1.5中心管復驗應符合9.1.3條關于換熱管的規(guī)定。9.2管板9.2.1管板宜采用整塊鋼板制造，如需拼接，應經(jīng)用戶同意且應符合下列拼焊要求：a）拼接接頭不應多于一條，且不應通過管板孔。管板拼接接頭應采用雙面全焊透對接結構，在管板成形前應將焊縫磨平；b）拼接接頭應與相鄰筒體縱向焊接接頭錯開，兩接頭中心線之間外圓弧長應大于等于鋼材厚度(管板直邊段鋼材厚度與余熱鍋爐筒體鋼材厚度兩者取較大值)的3倍，且大于等于100mm；c）拼接接頭應進行100%射線或超聲檢測，射線檢測不低于現(xiàn)行行業(yè)標準NB/T47013.2中Ⅱ級為合格，檢測等級為AB級；超聲檢測不低于現(xiàn)行行業(yè)標準NB/T47013.3中Ⅰ級為合格，檢測等級為B級；并進行100%磁粉檢測，不低于現(xiàn)行行業(yè)標準NB/T47013.4中Ⅰ級為合格。d）管板拼接后應進行消除應力熱處理。9.2.2管板加工成形應符合下列要求：a）管板的加工應根據(jù)加工工藝確定加工裕量，以確保成形后的實際厚度大于等于設計要求的相應部位最小成形厚度。b）中心管處折邊孔直段邊緣的厚度應大于等于管板設計厚度的70％,且大于等于中心管厚度。c）管孔直徑及允許偏差應符合本標準8.5.3條的規(guī)定。管孔表面粗糙度不應大于Ra12.5μm。d）管孔表面應清理干凈，不應有影響脹接或焊接連接質(zhì)量的毛刺、鐵屑、銹斑、油污等，脹接管孔表面不應有影響脹接質(zhì)量的縱向或螺旋狀刻跡等缺陷。e）管孔中心距及最小孔橋尺寸應符合本標準8.5.2條的規(guī)定。f）管板鉆孔前，應對折邊圓弧過渡區(qū)內(nèi)外表面進行滲透檢測，檢測靈敏度等級為C級，不低于現(xiàn)行行業(yè)標準NB/T47013.5中Ⅰ級合格。g）冷沖壓成形的管板，應進行消除應力熱處理。熱沖壓成形的管板，若熱成形改變了材料供貨熱處理狀態(tài)，應重新進行熱處理，恢復材料供貨熱處理狀態(tài)。SH/T3158-20249.3換熱管9.3.1換熱管管端外表面應除銹至呈現(xiàn)金屬光澤，管端清理長度應大于等于換熱管外徑，且大于等于50mm。9.3.2換熱管的最終下料長度，應充分考慮管板的加工變形，且在兩端切頭后，保證換熱管伸出管板的長度符合本標準8.6.2條的規(guī)定。為保留完整的換熱管管端，制造廠應根據(jù)換熱管外徑、厚度及焊接工藝適當增加管端伸出焊縫的長度。9.4換熱管與管板的強度焊接9.4.1焊接工藝評定除符合現(xiàn)行行業(yè)標準NB/T47014的規(guī)定外，還應符合下列規(guī)定要求：a）評定所用試件材質(zhì)、厚度、管間距、管子規(guī)格、坡口形式及尺寸均與實際產(chǎn)品一致。b）焊接接頭的滲透檢測，不低于現(xiàn)行行業(yè)標準NB/T47013.5中Ⅰ級合格，且不應存在任何裂紋及未熔合、未焊透等缺陷。c）金相檢測結果應符合NB/T47014-2011中附錄D第D.7.3條規(guī)定。d）所有焊接接頭根部應焊透，且不允許有裂紋、未熔合、未焊透。e）所有受檢測面的焊腳高度應大于等于設計文件規(guī)定的焊腳高度減0.5mm。9.4.2焊接工藝評定合格后，制訂焊接工藝指導書，且應采取合適的焊接順序，防止管板變形。9.4.3焊接應采用氬弧焊，宜采用自動氬弧焊。根部打底應保證焊透。9.4.4打底焊后，殼程應采用大于等于0.3MPa的壓縮空氣檢查管頭，合格后，應采取措施防止生銹。9.4.5多道焊層間的起弧與收弧位置應相互錯開。9.4.6焊接接頭的焊腳尺寸應符合設計文件的規(guī)定，焊縫成形美觀，焊肉飽滿，焊縫表面的焊渣及凸出于換熱管的焊瘤均應清除。9.5換熱管與管板的脹接9.5.1脹接前應進行脹接工藝試驗，確定合適的脹度。9.5.2脹接深度不應超過管板背面，換熱管脹接與非脹接部位應圓滑過渡，不應有急劇的棱角。9.5.3脹接宜采用柔性脹接方法。9.6余熱鍋爐的組裝9.6.1余熱鍋爐零部件，在組裝前應認真清理，不應留有焊疤、焊接飛濺物、浮銹及其他雜物。9.6.2余熱鍋爐組裝尺寸偏差見圖9.6.2。SH/T3158-2024圖9.6.2余熱鍋爐組裝尺寸允許偏差9.6.3余熱鍋爐零部件的自由尺寸偏差應符合下列規(guī)定：a）機加工面的自由尺寸允許偏差按現(xiàn)行國家標準GB/T1804中m級；b）非加工面的自由尺寸允許偏差按現(xiàn)行國家標準GB/T1804中c級。9.6.4當汽包與余熱鍋爐直接連接時，如圖9.6.2結構，制造廠應進行重疊預組裝，并標有預組裝永久標記，其預組裝情況應記入質(zhì)量證明文件。9.7無損檢測9.7.1余熱鍋爐焊接接頭無損檢測應符合現(xiàn)行國家標準GB/T150.4和《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》TSG21的規(guī)定、設計文件和本標準的相關規(guī)定。9.7.2換熱管與管板焊接完畢，焊接接頭表面應進行磁粉或滲透檢測符合現(xiàn)行行業(yè)標準NB/T47013.4或現(xiàn)行行業(yè)標準NB/T47013.5中I級為合格。每個象限可進行不少于10%射線檢測抽查，抽查應覆蓋所有焊工施焊的焊接接頭，合格標準符合相關企業(yè)標準的規(guī)定。9.8焊后熱處理9.8.1余熱鍋爐焊后熱處理應符合設計文件和現(xiàn)行國家標準GB/T150、GB/T30583的有關規(guī)定。9.8.2熱處理前應將保溫釘、墊板等與受壓元件相焊的所有構件焊接完成，熱處理后受壓元件不得再進行焊接。9.9耐壓試驗9.9.1余熱鍋爐耐壓試驗的種類和試驗壓力值應在設計文件上注明，其試驗要求應符合現(xiàn)行國家標準GB/T150.4的規(guī)定。9.9.2耐壓試驗應按下列步驟進行：a）余熱鍋爐殼程試壓，同時檢查換熱管與管板連接接頭；b）當設計文件規(guī)定余熱鍋爐管程試壓時，管程充壓時殼程應同步充壓，并保證整個過程殼程壓力不低于管程；c）當汽包由余熱鍋爐上升管支撐時，余熱鍋爐與汽包組裝后，余熱鍋爐與汽包應進行整體耐壓試驗，試驗壓力取二者耐壓試驗壓力中的較小值。SH/T3158-20249.10爐襯的施工與檢驗9.10.1爐襯應在余熱鍋爐耐壓試驗合格后進行施工。爐襯施工前應將設備內(nèi)壁吹干，并按現(xiàn)行國家標準GB/T8923.1中Sa2.5或St3級的要求進行除銹。9.10.2需整體熱處理的余熱鍋爐，爐襯保溫釘應在熱處理之前焊接。9.10.3余熱鍋爐爐襯采用輕質(zhì)耐熱澆注料時，可按現(xiàn)行行業(yè)標準SH/T3115進行施工與檢驗。9.10.4余熱鍋爐爐襯采用粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)及高強度耐火澆注料時，可按現(xiàn)行行業(yè)標準SH/T3534中不定形耐火材料爐襯進行施工與檢驗。9.10.5爐襯施工完成并按相應標準要求進行養(yǎng)護后，按爐襯材料廠家提供的烘烤曲線及要求進行烘烤。9.10.6爐襯烘烤時，余熱鍋爐殼程內(nèi)應充滿鍋爐用水，并進行水循環(huán)保護。在任何情況下，必須保證余熱鍋爐的水位在安全水位以上。9.11其他9.11.1余熱鍋爐運輸包裝，應符合現(xiàn)行行業(yè)標準NB/T10558的規(guī)定。9.11.2余熱鍋爐現(xiàn)場安裝后，應按設計文件的要求進行保溫。9.11.3余熱鍋爐使用過程中，應控制鍋爐的給水和鍋爐水品質(zhì)符合現(xiàn)行國家標準GB/T1576或GB/T12145的規(guī)定。9.11.4余熱鍋爐的其他現(xiàn)場安裝要求按現(xiàn)行國家標準GB/T150.4、GB/T151的規(guī)定。SH/T3158-2024附錄A（資料性附錄）剛玉瓷保護套管理化性能指標A.1剛玉瓷保護套管材料的理化性能指標見表A.1表A.1剛玉瓷保護套管理化性能指標理化性能指標檢驗檢測標準體積密度（kg/m3110℃×24h）≥3000GB/T2997耐壓強度（MPa110℃×24h）GB/T5072燒后線變化率（%1500℃×3h）GB/T5988化學成分（%）Al2O3GB/T3044Fe2O3≤0.4SiO2≤0.5導熱系數(shù)（W/m.K）(540℃)2.5YB/T4130導熱系數(shù)（W/m.K）(1300℃)≤1.5YB/T4130顯氣孔率（%）GB/T2997熱震穩(wěn)定性（1100℃~常溫）水冷12次或風冷30次GB/T30873耐火度(℃)GB/T7322A.2除熱震穩(wěn)定性指標為剛玉瓷套管成品外，其余性能指標均為標準試塊。SH/T3158-2024附錄B（資料性附錄）換熱管管間距、管孔坡口尺寸及連接接頭形式B.1余熱鍋爐換熱管間距及管孔坡口尺寸見表B.1表B.1余熱鍋爐換熱管間距及管孔坡口尺寸換熱管規(guī)格D×S（mm）排列方式換熱管間距（mm）管孔坡口尺寸(mm)D1D2RL1L2L3正方形按8.5.3條規(guī)定462三角形正方形47三角形正方形三角形正方形5三角形正方形8三角形正方形三角形正方形三角形正方形9三角形正方形三角形正方形6三角形B.2換熱管與管板連接結構及坡口型式見圖B.2-1，管孔坡口型式見圖B.2-2。注1：當δmin≤20mm時，取消脹接。圖B.2-1焊接接頭型式圖B.2-2管孔坡口型式SH/T3158-2024（資料性附錄）管板表面高強度耐火澆注料理化性能指標理化性能指標檢驗檢測標準體積密度（kg/m3110℃×24h）≥3000GB/T2999耐壓強度（MPa110℃×24h）GB/T5072耐壓強度（MPa1500℃×3h）YB/T2208抗折強度（MPa110℃×24h）GB/T3001抗折強度（MPa1500℃×3h）GB/T3002燒后線變化率（%1500℃×3h）GB/T5988化學成分（%）Al2O3GB/T6900Fe2O3≤0.4SiO2≤0.5導熱系數(shù)（W/m.K）(1300℃)≤1.5YB/T4130耐火度(℃)GB/T7322SH/T3158-2024本標準用詞說明1為便于在執(zhí)行本標準條文時區(qū)別對待，對要求嚴格程度不同的用詞說明如下：1）表示很嚴格，非這樣做不可的：正面詞采用“必須”，反面詞采用“嚴禁”；2）表示嚴格，在正常情況下均應這樣做的：正面詞采用“應”，反面詞采用“不應”或“不得”；3）表示允許稍有選擇，在條件許可時首先應這樣做的：正面詞采用“宜”，反面詞采用“不宜”；4）表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的，采用“可”。2條文中指明應按其他有關標準執(zhí)行的寫法為：“應符合……的規(guī)定”或“應按……執(zhí)行”。中華人民共和國石油化工行業(yè)標準條文說明SH/T3158-2024修訂說明《石油化工管殼式余熱鍋爐》（SH/T3158－2024經(jīng)工業(yè)和信息化部2024年03月29日以第01號公告批準發(fā)布。本標準是在《石油化工管殼式余熱鍋爐》（SH/T3158－2009）的基礎上修訂而成，上一版的主編單位是山東三維石化工程股份有限公司和中國石化工程建設有限公司，主要起草人員是何智靈、王春江、初宜軍、楊本智、伍志毅、張迎愷。因山東三維石化工程股份有限公司于2021年5月17日變更為山東三維化學集團股份有限公司，故本標準修訂后，主編單位名稱變更為山東三維化學集團股份有限公司和中國石化工程建設有限公司。本標準修訂過程中，編制組進行了深入細致的調(diào)查研究，總結了我國工程建設石油化工管殼式余熱鍋爐設計、制造、檢驗、驗收和安裝等方面的實踐經(jīng)驗，同時參考了國外先進技術法規(guī)、技術標準，取得了新的重要技術參數(shù)。為便于廣大設計、施工、科研、學校等單位有關人員在使用本標準時能正確理解和執(zhí)行條文規(guī)定，《石油化工管殼式余熱鍋爐》編制組按章、條順序編制了本標準的條文說明，對條文規(guī)定的目的、依據(jù)以及執(zhí)行中需注意的有關事項進行了說明。但是，本條文說明不具備與標準正文同等的法律效力，僅供使用者作為理解和把握標準規(guī)定的參考。SH/T3158-2024 5設計基礎 5.1設計壓力 5.2設計溫度 6材料 6.1選材原則 6.2鋼板 6.3鋼管 7設計計算 7.3許用應力 7.4管板計算 7.5換熱管計算 8結構設計 8.3接管及開孔補強 8.5管板 8.9高溫側(cè)管板及管頭的熱防護 359制造、檢驗與驗收 9.1材料復驗 9.4換熱管與管板的強度焊接 359.7無損檢測 9.8焊后熱處理 SH/T3158-2024石油化工管殼式余熱鍋爐本標準的管殼式余熱鍋爐是指：利用工業(yè)過程中的余熱產(chǎn)生蒸汽，臥置撓性固定薄管板管殼式余熱鍋爐。本次修訂