锅炉结构设计中常见问题分析

一、受压元件之间的焊接连接-5
• 1、适用范围 • （1）锅炉型式： • 卧式内燃锅炉、贯流式锅炉、锅壳式余热锅炉 • （2）压力等级： • 锅炉的额定工作压力超过2.5MPa时不能采用T形接头。 • 特殊用途的贯流式锅炉要求蒸汽压力比较高可能会超过2.5 MPa 。 • 压力较高的余热锅炉，也可能超2.5 Mpa。
下部由于空间限制就很难做到背部封焊（见图8），那就要采用 氩弧焊打底了。而前管板强度计算时，K值的取值与这条支点线 的型式及这条焊缝的探伤比例有关，从GB/T16508.3的表14“系数 K的取值”我们可查到，当支撑型式为坡口型角焊连接并有内部 封焊时取0.37，而当支撑型式为内部无法封焊的单面坡口型角焊 时取0.50（这种结构如氩弧焊打底且100%无损检测可取0.4）。
• a） 焊缝采用全焊透的接头型式，且坡口经机械加工； • b） 卧式内燃锅炉锅壳、炉胆的管板与筒体的连接应当采用插入式结构； • c） T形接头连接部位的焊缝厚度不小于管板（盖板）的壁厚，并且其焊
缝背部能够封焊的部位均应当封焊，不能够封焊的部位应当采用氩弧焊 打底，并且保证焊透； • d） T型接头连接部位焊缝应按NB/T 47013的有关要求进行超声检测。
一、受压元件之间的焊接连接-17
图8
一、受压元件之间的焊接连接-18
• 表14 系数K的取值
支撑型式
K
支点线
平板或管板与锅壳筒体、炉胆或冲天管连接：扳边 连接[图29（a）]
坡口型角焊连接并有内部封焊：图29（b）
0.35 0.37
内部无法封焊的单面坡口型角焊（图30）a
0.50
直拉杆、拉撑管、角撑板、斜拉杆
一、受压元件之间的焊接连接-4
• 《锅规》3.7.2条规定：对于额定工作压力不大于2.5MPa的卧式内燃锅炉、 贯流式锅炉和锅壳式余热锅炉，工作环境烟温大于600℃并且受烟气直接 冲刷的部位，不可以采用T形接头，其他部位在满足以下条件时，受压元 件的连接可以采用T形接头的对接连接但不应采用搭接连接：
0.43
带垫板的拉杆
0.38
来自百度文库
焊接烟管（包括螺纹管）；管头45°扳边的胀接管
0.45
a如氩弧焊打底，且100%无损检测，K可取0.4；如采用垫板，且100%无损检测，K可取0.45。
一、受压元件之间的焊接连接-19
• 在设计时经常碰到图纸上仅有单面坡口型角焊焊接接头详图，技 术要求上未注明氩弧焊打底及无损检测的比例，强度计算时选取 的K值是0.4，由于《锅规》规定此处的无损检测比例可以是50%， 工艺及无损检测人员在确定探伤比例时并不会去看强度计算，造 成UT的比例按50%时强度计算选取的K值是0.4的错误。
一、受压元件之间的焊接连接-6
• 2、采用的部位 • 《锅规》3.7.2条1号修改单“工作环境烟温大于600℃并且受烟气
直接冲刷”的部位不允许采用。 • WNS湿背式、干背式、回燃式锅炉高温且直接受烟气冲刷部位。 • WNS湿背式锅炉的回燃室筒体与回燃室前管板，特别是底部与炉
胆和回燃室前管板的连接处距离很近，烟温一般都大于600℃。 • WNS湿背式、干背式、回燃式锅炉不能采用T形接头的位置 • （见图3）。
应当采用插入式的结构”。
• T形接头的坡口应该开在管板上，而不能开在筒体上（见图4）。
• 贯流式锅炉不受此限制。
一、受压元件之间的焊接连接-10
图4
一、受压元件之间的焊接连接-11
• 4、焊缝厚度
• 《锅规》 3.7.2.（3）要求：“T形接头连接部位的焊缝厚度不小 于管板（盖板）的壁厚”。
• 贯流式锅炉采用非插入式结构即坡口开在筒体上时，就有可能不 能满足3.7.2.（3）条的规定
• 当筒体较薄而管板较厚时存在不满足的问题。
一、受压元件之间的焊接连接-12
• 例如下图5中：上下集箱外筒体6mm，上下盖板和管板12mm。 • 节点图（见图6）是上下盖板和管板与上下集箱外筒体的焊接节
点图。 • 这是T形接头对接和角接组合焊缝，焊缝厚度为筒体厚度加上角
焊缝的焊缝厚度（也称喉高，见图7），为了满足《锅规》第3条 的要求，需要角焊缝部分的喉高不小于6mm，加上筒体厚6mm才 能满足要求。
一、受压元件之间的焊接连接-13
图5
一、受压元件之间的焊接连接-14
图6
一、受压元件之间的焊接连接-15
图7
一、受压元件之间的焊接连接-16
• 5、T型接头背部封焊问题 • 《锅规》要求：“焊缝背部能够封焊的部位均应封焊，不能封焊
的部位应采用氩弧焊打底，并且保证焊透”。 • 例如在WNS湿背式锅炉结构中，炉胆与前管板采用T形接头时，
锅炉结构设计中 见问题分析
设计文件鉴定的属性
• TSG G1001-2004《锅炉设计文件鉴定管理规则》第三条： • 设计文件鉴定是指锅炉设计中的安全性能是否符合国家安全技术
规范有关规定的审查。 • 设计文件鉴定是一种符合性审查。
设计文件安全鉴定依据的主要法规标准
• 锅炉设计文件安全鉴定主要依据的法规或被法规引用而成为强制 性的标准如下：
一、受压元件之间的焊接连接-1
• （一）T形接头 • T形接头的连接主要用在卧式内燃锅壳式锅炉（见图1）和贯流式
锅炉中（见图2）：
图1 卧式内燃湿背式锅炉示意图
一、受压元件之间的焊接连接-2
• 图2 贯流式锅炉示意图
一、受压元件之间的焊接连接-3
• T形接头的对接连接在实际应用中存在的主要问题： • 1、适用范围； • 2、采用的部位； • 3、插入式的结构； • 4、焊缝厚度； • 5、T型接头背部封焊问题； • 6、检查孔圈。
• TSG G0001-2012《锅炉安全技术监察规程》 • GB/T16507.4-2013《水管锅炉 第4部分 受压元件强度计算》 • GB/T16508.3-2013《锅壳锅炉 第3部分：设计与强度计算》
执行《锅规》存在的主要问题
• 一、受压元件之间的焊接连接； • 二、锅筒（壳）、集箱上的管接头； • 三、检查孔； • 四、其他。
一、受压元件之间的焊接连接-7
图3
一、受压元件之间的焊接连接-8
• WNS湿背式、干背式、回燃式锅炉不能采用T形接头的位置 • 湿背式---炉胆和回燃室前管板的连接处 • 干背式---炉胆与后管板的连接处 • 回燃式---炉胆与前管板的连接处
一、受压元件之间的焊接连接-9
• 3、采用插入式的结构 • 《锅规》规定：“卧式内燃锅炉锅壳、炉胆的管板与筒体的连接