TCVN 60041995
Lời nói đầu
TCVN 6004 1995 thay thế các chương I, II, III, IV, VI, VII của QPVN 23
81 .
TCVN 6004 1995 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC 11 Thiết bị áp
lực biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị và được
Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường ban hành.
NỒI HƠI
YÊU CẦU KỸ THUẬT AN TOÀN
VỀ THIẾT KẾ, KẾT CẤU, CHẾ TẠO
1. Phạm vi áp dụng
1.1.Tiêu chuẩn này áp dụng cho tất cả các loại nồi hơi có áp suất làm việc
định mức của hơi từ 0,7kg/cm 2 và các nồi đun nước nóng có nhiệt độ trên
115oC.
Nồi hơi nêu trong tiêu chuẩn này là thiết bị dùng để sản xuất hơi từ nước
mà nguồn nhiệt cung cấp cho nó là do sự đốt nhiên liệu hữu cơ, do nhiệt của
các khí thải, và bao gồm tất cả các bộ phận liên quan đến sản xuất hơi của
nồi hơi.
1.2.Tiêu chuẩn này không áp dụng cho
a) nồi hơi có áp suất trên 0,7 kg/cm 2 nhưng dung tích chứa hơi và nước
không quá 25 lít và tích số giữa dung tích (tính bằng lít) và áp suất (tính bằng
kg/cm2) không quá 200;
b) nồi hơi sử dụng năng lượng hạt nhân;
c) nồi hơi dụng môi chất khác không phải là nước;
d) bình bốc hơi mà nguồn nhiệt là hơi nước từ nơi khác đưa tới;
c) nồi hơi dùng năng lượng mặt trời;
h) nồi hơi dùng năng lượng điện .
2.Thuật ngữ
2.1.Thuật ngữ về thiết bị và thông số
2.1.1. Nồi hơi thuộc hiệu lực của tiêu chuẩn này có thể gồm nhiều bộ
căn cứ để thiết kế chế tạo các bộ phận nồi hơi.
2.2.3.áp suất cực đại cho phép là áp suất lớn nhất mà nồi hơi được phép
làm việc trong một khoảng thời gian, do nhà chế tạo quy định.
2.2.4. Các trị số áp suất trên là áp suất của môi chất (không tính đến áp
suất thủy tĩnh) khi ra khỏi:
Đối với nồi hơi nói chung là áp suất ở phần hơi ra,
Đối với bộ hâm nước và bộ quá nhiệt là áp suất khi ra khỏi các bộ
phận này.
2.2.5.áp suất để tính sức bền cho các bộ phận chịu áp lực của nồi hơi
phải kể thêm áp suất thủy tĩnh tại điểm tính toán.
2
Việc chọn áp suất tính toán là áp suất thiết kế hay áp suất cực đại cho
phép là do nhà thiết kế hay nhà chế tạo quy định .
2.3.Thông số danh định của hơi được quy định là thông số của hơi
ra khỏi nồi hơi:
Đối với những nồi hơi chỉ sản xuất hơi bão hòa là áp suất của hơi ra
khỏi nồi hơi;
Đối với những nồi hơi sản xuất hơi quá nhiệt là áp suất và nhiệt độ hơi
ra khỏi bộ quá nhiệt. áp suất danh định tương ứng với các điều 2.2.1; 2.2.2;
2.2.3.
2.4.Thuật ngữ về thiết kế, chế tạo và sử dụng nồi hơi
2.4.1.Người thiết kế là người (viện, trường, công ty, nhà máy, xí
nghiệp...) có tư cách pháp nhân, được phép của cấp có thẩm quyền theo qui
định, trong việc thiết kế chế tạo, lắp đặt hay sửa chữa nồi hơi.
2.4.2 Người chế tạo là người (viện, trường, nhà máy, xí nghiệp, công
ty,...) có tư cách pháp nhân, được phép của cấp có thẩm quyền theo quy định ,
trong việc thiết kế và chế tạo nồi hơi.
các qui định trong thiết kế và các qui định của tiêu chuẩn này. Các tài liệu
kiểm tra này phải được lưu giữ trong 5 năm tại nơi chế tạo;
d)Kèm theo nồi hơi phải cung cấp các hồ sơ xuất xưởng (mỗi thứ 2 bản):
Lý lịch nồi hơi;
Bản vẽ cấu tạo nồi hơi và các bộ phận của nó;
Các chứng chỉ kiểm tra chất lượng và biên bản khám nghiệm xuất
xưởng;
Bản hướng dẫn lắp đặt và sử dụng
3.3.Người bán nồi hơi
Người bán nồi hơi là người chịu trách nhiệm về chất lượng của nồi
hơi bán ra ở áp suất làm việc của nồi hơi đã công bố và phải bảo hành về chất
lượng nồi hơi theo quy định của pháp lệnh chất lượng hàng hóa.
Người bán nồi hơi phải cung cấp cho người mua các tài liệu kỹ thuật
liên quan như quy định ở điều 3.2.d
Khi bán không có đủ các tài liệu kỹ thuật theo quy định ở điều 3.2.d thì
có thể thuê các cá nhân hay đơn vị khác lập hồ sơ kỹ thuật, nhưng người bán
phải chịu trách nhiệm về sự đúng đắn của các hồ sơ này.
3.4.Người chủ sở hữu nồi hơi
Người chủ sở hữu nồi hơi là người chịu trách nhiệm pháp lý trong việc
sử dụng nồi hơi và chịu trách nhiệm vật chất trong việc bồi hoàn thiệt hại do
sự cố nồi hơi gây ra.
Người chủ sở hữu nồi hơi phải ban hành các quy định trách nhiệm cho
các đương sự liên quan việc sử dụng nồi hơi.
Người chủ sở hữu nồi hơi phải đăng kiểm sử dụng nồi hơi tại cơ quan
có thẩm quyền.
3.5.Người sử dụng nồi hơi
hơi.
Người sử dụng nồi hơi là người chịu trách nhiệm về sử dụng an toàn nồi
thấp hơn vật liệu chế tạo ban đầu.
4.2.Chọn vật liệu để chế tạo các bộ phận của nồi hơi tuỳ thuộc vào
thông số làm việc của nó. 4.3. Cho phép chế tạo các bộ phận của nồi hơi
bằng vật liệu từ nhiều nước khác nhau, nhưng phải có đặc tính chất lượng
tương đương nhau.
4.4. Không cho phép dùng gang để chế tạo các bộ phận chịu áp lực của
nồi hơi trừ bộ hâm nước bằng gang như quy định ở điều 5.8.
4.5.Cho phép dùng gang để chế tạo các loại van nhưng áp suất làm việc
của môi chất qua van phải không quá 22 kg/cm2 và nhiệt độ không quá 250 oC.
5
Người chế tạo van phải ghi rõ áp suất cho phép làm việc của môi chất
trên thành van.
4.6. Đồng và các hợp kim đồng chỉ dùng để chế tạo các bộ phận chịu áp
lực của nồi hơi có áp suất từ 16 kg/ cm 2 trở xuống và để chế tạo các loại van,
các dụng cụ đo nhưng nhiệt độ thành không quá 250oC.
5.Yêu cầu an toàn về kết cấu nồi hơi
5.1.yêu cầu chung
5.1.1. Kết cấu nồi hơi phải bảo đảm an toàn khi vận hành và phải thỏa
mãn các yêu cầu về kiểm tra xem xét, làm sạch và sửa chữa các bộ phận của
nồi hơi, phải bảo đảm sự đốt nóng đồng đều và sự dằn nở tự do giữa các chi
tiết.
5.1.2 Bộ quá nhiệt và bộ hâm nước phải có kết cấu sao cho chúng không
bị đốt nóng quá mức khi không có dòng môi chất đi qua.
5.1.3. Những nồi hơi có nhiệt độ hơi quá nhiệt lớn hơn 350o C phải trang
bị bộ phận đều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt.
5.1.4.Việc đưa nước cấp vào nồi phải tránh làm nguội đột ngột từng
vùng.
khẩn cấp ở tốc độ tối đa thì điểm cao nhất của đỉnh hộp lửa tại thời điểm đó
phải nằm sâu trong nước với chiều cao không nhỏ hơn 65mm.
5.2.2.Đối với những loại nồi hơi chưa được quy định trong điều 5.2.1, của
tiêu chuẩn này thì mức nước thấp nhất cho phép do cơ quan thiết kế quy định.
Nhưng trong mọi trường hợp, mức nước ấy cũng phải bảo đảm cho các thành
nồi hơi không bị đốt nóng quá nhiệt độ cho phép của vật liệu chế tạo.
5.2.3.Mức nước cao nhất cho phép trong các nồi hơi do cơ quan thiết kế
quy định: mức nước đó phải bảo đảm mặt thoáng bốc hơi và ngăn ngừa không
cho nước vào bộ quá nhiệt, vào ống dẫn hơi và các máy nhiệt khác.
5.3.Các cửa và lỗ quan sát
5.3.1.Các cửa người chui trên ba lông hay thân nồi hơi có thể là hình bầu
dục (nếu đậy từ bên trong hay hình tròn (nếu đậy từ bên ngoài). Đường kính
nhỏ nhất của cửa người chui hình tròn không nhỏ hơn 400mm, kích thước của
cửa người chui hình bầu dục không nhỏ hơn 300 x 400mm.
5.3.2.Kích thước của các cửa để làm vệ sinh và để sửa chữa là do yêu cầu
của công việc vệ sinh hay sửa chữa, và do người thiết kế quy định , trong
rường hợp là cửa thò tay phải có đường kính không nhỏ hơn 80mm đối với
cửa tròn, không nhỏ hơn 60 x 80mm đối với cửa hình bầu dục.
Cho phép trổ các cửa hay các lỗ đậy bằng bích, nắp ren hay nút ren với
kích thước nhỏ hơn nếu vẫn bảo đảm điều kiện để vệ sinh hay sửa chữa.
5.3.3.Những nắp cửa có khối lượng trên 20kg phải làm bản lề hay các kết
cấu khác cho phép giữ được cửa khi đóng mở.
5.4.Nắp phòng nổ
5.4.1.Những nồi hơi đốt nhiên liệu lỏng, khí, than bột, than bùn, mùn cưa
và các sản phẩm thực vật, nồi hơi có buồng đốt kiểu tầng sôi phải đặt nắp
phòng nổ ở các vị trí sau:
a)Trên buồng đốt, tại đầu cuối đường khói của nồi hơi;
b)Trên đường khói của bộ hâm nước, bộ khử tro, trước và sau quạt khói.
7
e)Cho phép ghép theo kiểu vòng tròn đồng tâm đối với đáy chỏm dạng
bán cầu.
5.6.4.Các mặt sàng ống được phép chế tạo theo dạng bất kỳ (trừ dạng
bán cầu) và có thể là một tấm liền hay ghép bởi hai tấm như quy định ở điều
5.6.3.
5.6.5.Không cho phép khoan lỗ trên mối hàn ghép đáy, chỏm hay mặt sàng.
8
5.6.6.Cho phép dùng các biện pháp gia cường cho đáy, chỏm, mặt sàng
bằng gân, thanh giằng v.v...
Được phép hàn bổ sung các tấm gia cường cho mặt sàng ống.
5.7.Các ống tiếp nhiệt
5.7.1.Tùy theo cấu tạo nồi hơi ống tiếp nhiệt có thể nối với các bộ phận
nồi hơi bằng hàn trực tiếp hay qua các ống nối trung gian. Cho phép nối bằng
núc khi đường kính ngoài của ống không quá 102mm và nhiệt độ thành ống
không quá 400oC.
5.7.2.Các ống sinh hơi nằm ngang có môi chất chuyển động bên trong ống
ở dạng tuần hoàn tự nhiên phải có độ nghiêng không nhỏ hơn 10oc.
5.8.Các mối nối
5.8.1.Tất cả các mối nối trừ mối nối ống với mặt sàng như quy định điều
5.7.1. của tiêu chuẩn này, trong nồi hơi đều thực hiện bằng hàn và phải tuân
thủ TCVN 6008 1995
5.8.2. Không nên sử dụng mối tán rivê khi chế tạo nồi hơi. Không nên sử
dụng những nồi hơi cũ có mối nối bằng tán rivê và đã có niên hạn sử dụng trên
30 năm.
5.9.Bộ hâm nước bằng gang
5.9.1.Bộ hâm nước bằng gang là bộ hâm nước ngắt được, nhiệt độ nước
ra khỏi bộ hãm nước bằng gang phải thấp hơn nhiệt độ bão hoà của nồi hơi ít
6.6.Thử thủy lực
6.6.1.Việc thử thủy lực nồi hơi ở áp suất thử là bắt buộc:
Sau khi chế tạo xong nồi hơi;
Sau khi lắp đặt xong nồi hơi tại nơi sử dụng nếu những nồi hơi này chưa
được chế tạo hoàn chỉnh tại nơi chế tạo;
Trong các đợt khám nghiệm định kỳ bình thường sáu năm một lần;
Sau khi sửa chữa lớn, liên quan đến việc phải núc, hàn lại các mối nối
của dàn ống, của mặt sàng ống, của thân nồi hơi;
Sau khi đã để nồi nghỉ không làm việc quá hai năm mà không có điều
kiện phòng mòn nào.
6.6.2.Những nồi hơi được chế tạo trọn bộ (lắp nhanh), đã được bọc bảo
ôn, trong quá trình vận chuyển bảo quản và lắp đặt không có biểu hiện bị va
đập ăn mòn và thời gian thử áp lực kể từ khi xuất xưởng chưa quá hai năm thì
không cần thiết phải thử thủy lực sau khi lắp đặt.
6.6.3.áp suất p để tính áp suất thử thủy lực được xác định như sau:
a)Là áp suất thiết kế khi thử xuất xưởng;
b)Là áp suất làm việc định mức khi thử tại nơi sử dụng;
c)Đối với nồi hơi có bộ quá nhiệt là áp suất ra khỏi bộ quá nhiệt (cho cả
nồi hơi bao hơi và nồi hơi trực lưu)
d)Đối và bộ hâm nước ngắt được lấy bằng 1,25 lần áp suất của nồi hơi.
6.6.4.áp suất thử thủy lực
a) Khi xuất xưởng được lấy bằng:
2p khi p 5kg/cm2 nhưng không nhỏ hơn 2kg/cm2
10
1,5p khi p>5kg/ cm2 nhưng không nhỏ hơn 10kg/ cm2
b) Khi khám nghiệm sau lắp đặt, khám nghiệm định kỳ và bất thường
được lấy bằng:
11
7.1.2Các trang bị đo kiểm, an toàn, các loại van phải được đặt ở những
nơi thuận tiện cho việc xem xét và thao tác.
Các trang bị đo kiểm, an toàn phải có độ chính xác theo quy định của
tiêu chuẩn này, phải bảo đảm làm việc tin cậy trong suốt quá trình vận hành
nồi hơi khi có khả năng làm giảm độ tin cậy thì phải có thêm trang bị dự
phòng.
7.2. Áp kế
hơi.
Mỗi nồi hơi phải có ít nhất một áp kế thông với phần chứa hơi của nồi
Đối với nồi hơi trực lưu thì áp kế này phải đặt trước van khóa trên đường
hơi ra.
Những nồi hơi có bộ quá nhiệt còn phải đặt thêm ít nhất một áp kế trước
van khóa đường hơi ra.
7.2.2.Cần đặt áp kế trên đường vào và ra khỏi bộ hâm nước ngắt được.
Trên đường nước cấp vào nồi hơi dùng bơm ly tâm hay pittông cũng
phải đặt áp kế tại đầu đẩy của bơm.
7.2.3.Cấp chính xác của áp kế đặt trên nồi hơi và bộ quá nhiệt phải không
thấp hơn 1,5 và đường kính mặt áp kế không dưới 150 mm. Cho phép dùng áp
kế có cấp chính xác 2,5 và đường kính áp kế dưới 150mm khi đặt áp kế cho
nồi hơi có áp suất không quá 22kg/cm2 và chiều cao tại điểm đặt áp kế so vớt
cốt phục vụ không quá 2m, cũng như khi định tại bộ hâm nước bằng gang.
7.2.4.áp kế phải nối vào ống xi phông, có van ba ngả để lắp với áp kế
kiểm tra.
7.2.5.Những nồi hơi có áp suất làm việc lớn hơn 39kg/cm2.có thể thay van
ba ngả bằng hai van khóa và ống nối để lắp được áp kế kiểm tra và thông
vật liệu trong suốt;
Các đồng hồ chỉ mức nước là thiết bị đo giảm tổng mức nước, nhờ
sự biến đổi địện từ hay các dạng vật lý khác;
Mỗi nồi hơi loại có ba lông chứa hơi và nước phải có ít nhất 2 thiết
bị đo mức nước, trong đó ít nhất phải có một cái là loại ống thủy trong suốt.
7.3.2.Khi vị trí đặt ống thủy so với mặt cốt phục vụ chính cao hơn 6m thì
phải đặt thêm ống thủy ở phía dưới để ở chỗ mà tại cốt phục vụ có thể quan
sát được. Khi ấy trên ba lông cho phép đặt một ống thủy.
7.3.3.Những nồi hơi bốc hơi theo cấp với việc chia bao hơi thành các ngăn
cho mỗi cấp bốc hơi thì tại mỗi ngăn phải đặt ít nhất một ống thủy.
7.3.4.Những nồi hơi có nhiều ba lông trên cao thì ở ba lông cần theo rõi
mức nước phải đặt ít nhất hai thiết bị đo mức nước, còn các ba lông khác ít
nhất một thiết bị đo. Những ba lông chỉ chứa hơi, không chứa nước thì có thể
không cần đặt thiết bị đo mức nước.
Những nồi hơi có nhiều ba lông đặt trên cao có liên thông đường hơi và
đường nước thì cho phép đặt một ống thủy cho mỗi ba lông.
7.3.5.Các nồi hơi có công suất trên 2T/h phải có thiết bị tự động báo hiệu
và bảo vệ cạn nước.
13
Cho phép thay thiết bị tự động báo hiệu và bảo vệ cạn nước bằng một
đinh chì khi diện tích tiếp nhiệt đến 17m2 và hai đinh chì khi diện tích tiếp
nhiệt trên 17m2.
Kích thước và chất lượng đinh chì phải bảo đảm chảy được khi nồi
hơi cạn nước và lượng môi chất thoát ra đủ để dập tắt lửa trong buồng đốt.
7.3.6.Các ống thủy phải có đủ van đóng mở và van xả, bảo đảm việc
thông rửa và thay thế kính thủy tinh khi nồi hơi còn đang làm việc.
Những ống thủy tròn phải có bao che nhưng không cản trở việc theo rõi
Những phương tiện có áp suất cao hơn áp suất trong nồi hơi và đủ sức
đưa nước cấp vào nồi hơi.
7.5.2.Mỗi nồi hơi phải được trang bị ít nhất hai thiết bị cấp nước.
Cho phép đặt một thiết bị cấp nước cho những nồi hơi có sản lượng
nhỏ hơn 150kg/h, áp suất nhỏ hơn 4kg/cm2. Công suất của thiết bị cấp nước
phải lớn .hơn ít nhất 10% so với công suất định mức của nồi hơi.
15
Phụ lục A
(tham khảo)
Thép sử dụng cho nồi hơi của một số nước
Bảng A.1 .Thép các bon của Liên xô cũ
Hàm lượng các nguyên tố, %
Mác
Mn
BCt2kn
BCt2nc
BCt2cn
BCt3kn
BCt3nc
BCt3cn
BCt3 nc
BCt4kn
BCt4nc
BCt4cn
15k
0,35 0,65
0,35 0,65
0,70 0,90
0,80
Chú thích: Các thành phần khác tính theo %:
P 0,04; S 0,05 (riêng các loại thép K O,04);
Cr O,30; Ni O,30; Cu 0,30; As 0,08
Bảng A2 Thép hợp kim của Liên xô cũ
16
0 07
0,05 0,17
0,12 0,30
0,07
0,05 0,17
0,12 0,30
0,15
0 07
0,05 0,17
0,12 0,30
0,15 0,30
0, 15 0,65
0,17 0,37
0,15 0,30
Hàm lượng các nguyên tố, %
Mác
0,1 3 0,37
0,13 0,37
0,13 0,37
0,13 0,37
0,4 0,55
0,4 0,55
0,25 0,35
0,40 0,55
0,25 0,35
0,3
0,4 – 0,6
0,4 0,6
0,8 – 1,1
0,9 1,2
Ghi chú: Thành phần khác tính theo % S O,035 ; P 0,035
Bảng A.3 Phạm vi sử dụng thép tấm của Liên xô cũ cho các bộ phận nồi
hơi
Thông số làm việc giới hạn
Mác
GOST hay TY
Nhiệt độ
vách,
oC
17
GOST 380 71
(nhóm A)
GOST 5520 69
GOST 380 71
(nhóm B)
GOST 380 71
(nhóm.B)
GOST 552069
GOST 552069
150
6
10
150
150
6
6
10
10
200
8
12
Kbông gi ớ i h ạ n
Không gi ớ i h ạ n
115
160
160
160
160
454371
565
610
610
500
500
500
500
160
160
160
160
18
Bảng A4 ' Thép các bon của một số nước
Pháp
HIV
17 Mn 4
A48P1etFP
1
AST45
et TT St45
A442gr60
A516gr60
gr 30
A515gr 70
gr 30 LT 0
A 52 C 1
19 Mn 5
Hàm lượng các nguyên tố,%
Mỹ
A516gr70
A537C11
c max
0,17
0,16
0,90
0,90
0,40
0,40
0,81,1
0,60,9
0,50
0,50
0,50
0,90
0,50
0,45
0,91,5
0,81,1
0,60,9
0,60
0,60
0,91,2
0,91,5
0,9
0,60
0,45
0,91,5
0,851,2
si max
0,35
0,35
0,150,30
0,35
0,04
0,035
0,04
0,04
0,50
0,035
0,04
0,045
0,05
0,04
0,035
0,04
0,05
0,05
0,05
0,035
0,04
0,045
0,05
0,035
0,035
s max
0,04
0,05
0,04
0,04
0,04
0,045
0,05
gr 32 LT 0
A537C 11
0,20 0,22
0,23
0,23
O,28O,31
0,250,27
0,200,22
0,22
0,23
0,24
20
0,71,35
O,9
11,3
0,91,6
0,91,4
11,35
0,9.
Thành phần hoá học
Pháp
Đức
15D3
15
Mo3
18MD4.
05
15CD2.
05
Anh
Mỹ
C%
max
0,18
0,12
1501240
0,2
A204g 0,10
rA
0,2
0,7
0,45
0,8
0,90
0,15
0,3
0,15
0,35
0,10
0,35
0,15
0,3
0,03
5
0,04
00,0
50
0,03
5
0,25
0,35
0,25
0,35
0,40
0,70
0,45
0,15
0,03
0
0,03
21
0,40,6
0,450,75
0,50,8
0,81,2
0,71,0
0,71,0
0,81,15
2,02,5
2,02,5
Xử lý
nhiệt oC
N 900R 635
N 925
N 900950
N (e 38)
N 900R635
N (e 50)
N 900R660
0,40,6 N 940R640
150
25.5 52
4554
150
80
50
60
60
35
31
28
24
31
30
31
5262
52
65,5
4656
41
50,5
48,5
62
Chú
0,4
0,8
0,4
0,7
0,4
0,7
0,4
0,65
0,4
0,8
0,3
0,6
0,3
0,10
0,3
0,15
0,3
0,15
0,35
0,15
0,35
0,10
0,3
0,15
0,3
0,15
0,35
0,15
0,3
0,45
0,65
0,45
0,60
24
27,5
N925R735
N950R730
60
0,4
0,60
0,4
0,50
0,45
0,60
0,45
0,60
0,9
1,15
0,9
1,10
30
3l
4858