液相有機熱載體爐及系統在監督檢驗中的問題探討

錢 進

（江陰市三杰實業有限公司 無錫 214444）

隨著有機熱載體爐參數的不斷提高，有機熱載體爐的安全保障工作顯得越來越重要，而鍋爐的制造質量，又是安全保障的核心環節，因此有機熱載體爐制造過程中的規范選擇及監督檢驗的作用也顯得尤其重要。

1 有機熱載體介質的選擇和建議

有機熱載體為碳氫化合物，較水或水蒸汽屬可燃物質，不同廠家生產的有機熱載體的物理化學性質也存在差異。常見的有機熱載體供熱系統有開式和閉式兩種系統，兩種系統對介質的要求也是有區別的：GB 24747—2009《有機熱載體安全技術條件》中指出L-QB類有機熱載體（最高允許使用溫度300℃）可在開式或者閉式系統中使用，但若用在開式系統中，則膨脹罐內的有機熱載體溫度應低于100℃；L-QC和L-QD類有機熱載體（最高允許使用溫度高于300℃）應在閉式循環系統中使用，TSG G0001—2012《鍋爐安全技術監察規程》（以下簡稱《鍋規》）釋義“第11.4.2條”也同樣說明了此條規定，換而言之，最高允許使用溫度為300℃以上的有機熱載體，不應當在開式循環系統中使用。事實上這一規定對有機熱載體介質乃至爐體的使用壽命都起著非常重要的作用，但是目前的市場狀況是有機熱載體的選用和采購一般并非由有機熱載體爐制造單位負責，而是由使用單位自理，很多使用單位對此規定知之甚少，故經常出現這一規定不被重視的現象。

因此，筆者建議有機熱載體爐制造單位在技術文件（圖紙或出廠資料）中明確給出與爐體相匹配的有機熱載體的類型，使用單位應采購合適的有機熱載體，鍋爐安裝時監檢人員應對有機熱載體與有機熱載體爐匹配情況進行檢查確認；另外，還建議在開式系統中增加溫度測量及溫度控制裝置，膨脹罐溫度超過設定值時溫度控制裝置報警并用儲油罐中低溫有機熱載體去置換膨脹罐中高溫有機熱載體，減少空氣與高溫有機熱載體的接觸，確保有機熱載體的使用安全及使用壽命。

2 兩類膨脹罐的設計依據和監督檢驗的區別

膨脹罐屬單獨工作的容器，應按照特種設備目錄的相關規定判定其是否屬于壓力容器范疇，儲油罐與膨脹罐類似，本文僅以膨脹罐為例進行闡述。根據有機熱載體爐系統的不同，膨脹罐的工況也不相同。

2.1 非承壓膨脹罐

開式系統中工作壓力為常壓的膨脹罐、閉式系統中工作壓力小于0.1MPa或者工作壓力大于等于0.1MPa但氮封工作壓力與氮封氣體容積的乘積小于1.0MPa·L的膨脹罐，不屬于特種設備目錄內的壓力容器范疇，稱其為非承壓膨脹罐，故鍋爐制造單位可以自行設計、制造和檢驗，產品質量由制造企業負責，并不需要進行法定監督檢驗。

有些制造單位常將非承壓膨脹罐當成常壓容器去設計制造。但《鍋規》明確規定：有機熱載體系統中的非承壓容器的最小設計計算壓力應當為0.2MPa。由于NB/T 47003.1—2009《鋼制焊接常壓容器》適用范圍為設計壓力大于-0.02MPa，小于0.1MPa，而GB 150.1～150.4—2011《壓力容器》適用范圍為鋼制容器設計壓力不大于35MPa，故非承壓膨脹罐不可以按照NB/T 47003.1—2009進行設計，而應參照GB 150.1～150.4—2011進行設計。

2.2 承壓膨脹罐

閉式系統中工作壓力大于等于0.1MPa且氮封工作壓力與氮封氣體容積的乘積不小于1.0MPa·L的膨脹罐，屬于特種設備目錄內的壓力容器范疇，稱其為承壓膨脹罐。

《鍋規》規定：有機熱載體系統中的承壓容器的設計計算壓力至少為其額定工作壓力加0.2MPa。由于壓力容器設計主要基于第一強度理論，采用彈性失效準則，該失效準則認為承受外載荷作用的構件，只要有一點進入屈服狀態，或稱該點受力作用使材料產生塑性流動，即認為該結構失去繼續承載的能力而失效；而鍋爐設計主要基于第三強度理論，采用塑性失效準則，該準則認為承受外載荷作用的構件整個截面進入塑性狀態，產生了使整體結構發生不可控變形的塑性鉸結構，達到了結構的極限承載狀態，二者的設計理論基礎是有區別的。因此，具有壓力容器設計和制造資質的單位可以按照TSG 21—2016《固定式壓力容器安全技術監察規程》（以下簡稱《固容規》）及GB 150.1～150.4—2011設計、制造承壓膨脹罐，在制造過程中實施法定監督檢驗，且其安裝和使用均需按照壓力容器要求辦理相關手續；此外，有機熱載體爐制造單位也可以設計、制造與其鍋爐配套的承壓膨脹罐，若鍋爐制造單位無壓力容器制造資質且相關質量保證體系文件及控制方式都是按照鍋爐進行控制的，承壓膨脹罐的設計、制造和檢驗不應按照《固容規》及GB 150.1～150.4—2011，而應當按照 《鍋規》及GB/T 16507—2013《水管鍋爐》的關于鍋筒的相關規定，且在制造過程中應當與其配套的有機熱載體爐一并實施法定監督檢驗，這時建議在膨脹罐部件證書中注明該部件僅可以用在本單位制造的有機熱載體系統中，其安裝和使用隨鍋爐一起辦理相關手續。

需注意的是，鍋爐制造單位經常遇到同一臺承壓膨脹罐適用于不同型號的有機熱載體爐的情況，為便于鍋爐制造單位管理，建議每種類型的承壓膨脹罐單獨設計，作為部件由鍋爐圖紙鑒定部門審圖、備案，以后用到相同的膨脹罐圖紙時只要將其所在系統圖（能夠說明有機熱載體爐與承壓膨脹罐配套情況）和配套的有機熱載體爐圖紙一并審圖、備案，即可方便地追蹤到膨脹罐的信息，這樣也方便現場安裝時將有機熱載體爐與承壓膨脹罐進行配套登記使用。此時有機熱載體爐出具產品監督檢驗證書、承壓膨脹罐出具部件監督檢驗證書。

3 分油缸、集油缸的設計依據和監督檢驗的區別

液相有機熱載體系統中的分油缸、集油缸屬單獨設備，與鍋爐管道及用熱設備管道連接，由于供熱管網中循環泵的壓頭作用，故分油缸、集油缸一般都屬承壓部件。

分油缸作為單獨的設備應對照特種設備目錄判定其是否屬于壓力容器：如屬于壓力容器規定范圍，應按照壓力容器進行設計、制造及檢驗，或者由其配套鍋爐制造廠按照鍋爐部件（符合集箱相關規定）進行設計、制造及檢驗；由于《鍋規》第1.2.2條注1-2指出：分汽（水、油）缸應當符合本規程集箱的有關規定，故對于不屬于壓力容器范疇的分油缸，也不能像普通設備那樣按照非標壓力容器進行設計、制造及檢驗，而只能按照鍋爐部件（符合集箱相關規定）進行設計、制造及檢驗。因此，用戶在采購過程中一定要考慮到規范對分油缸的特殊要求，按非標壓力容器制造的分油缸不宜用于有機熱載體鍋爐系統中，同時實際安裝監督檢驗過程中也應對分油缸的證書情況給予更多關注。

對于不屬于壓力容器范疇的集油缸，由于其在鍋爐系統中是經過用熱設備后的回油部分，此時不管是有機熱載體的壓力還是溫度都已經下降較多，危害性較分油缸小了很多，故可以按照非標壓力容器進行管理；在條件允許的情況下，建議集油缸參照分油缸對待更為可靠、安全。

4 結束語

國家從簡政放權、減輕企業負擔等多方面考慮，給予了鍋爐持證企業制造自己配套壓力容器設備的許可，但是在實行過程中必須嚴格執行法律、法規，確保產品的設計使用安全可靠。雖然有機熱載體系統中的承壓膨脹罐、分油缸和集油缸的設計、制造、檢驗和使用等既可以按照壓力容器執行，也可以按照鍋爐部件執行，但是不能出現按照壓力容器設計而按照鍋爐制造并出具鍋爐部件證書的情況，也不能出現按照鍋爐部件設計而按照壓力容器制造并出具監檢證書的情況。另外，從使用單位角度考慮，如果一個供熱系統中既有鍋爐又有壓力容器，那么在安裝、使用及定期檢驗過程中就需要分別按照鍋爐和壓力容器的要求辦理相關手續，這勢必會很麻煩。因此，筆者建議使用單位在同一個供熱系統中，盡量都從鍋爐制造單位去采購系統內的部件，這樣可以給日后的安裝和定期檢驗等帶來很大的方便。

[1] TSG G7001—2015 鍋爐監督檢驗規則[S].

[2] GB 23971—2009 有機熱載體[S].

[3] GB/T 16507.1～16507.8—2013 水管鍋爐[S].