Nồi hơi cố định ống lò ống lửa cấu tạo hàn (trừ nồi hơi ống nước) - phần 3

3. Thiết kế các bộ phận chịu áp lực

3.1. Yêu cầu chung

3.1.1. Nồi hơi

Các yêu cầu trong tiêu chuẩn này áp dụng cho nồi hơi được chế tạo trong các điều kiện được qui định ở tiêu chuẩn này và được vận hành trong các điều kiện làm việc bình thường với nước cấp và nước nồi hơi có chất lượng tốt theo Phụ lục D, và dưới sự giám sát thích hợp. Khi có rủi ro do các điều kiện làm việc không bình thường như làm việc với chu kỳ khắc nghiệt được thấy trước thì khi thiết kế phải đặc biệt chú ý và phải thông báo cho cơ quan kiểm tra biết.

3.1.2. Nồi đun nước nóng

Đối với các nồi đun nước và nước quá nhiệt thì sự chênh lệch giữa nhiệt độ nước (đầu ra) và nhiệt độ nước quay lại (đầu vào) không được vượt quá 30 ^oC. Nếu sự khác nhau giữa nhiệt độ dòng ra và nhiệt độ quay lại lớn hơn 30 ^oC thì phải dùng hoặc thiết bị trộn trong hoặc thiết bị trộn ngoài để giới hạn sự chênh lệch nhiệt độ trong nồi hơi đến 30 ^oC.

Sự khác nhau giữa nhiệt độ bão hòa ứng với áp suất và nhiệt độ nước cấp ở đầu vào không được vượt quá 80 ^oC. Khi chênh lệch quá 60 ^oC thì không gian giãn nở nêu trong 3.14.1 sẽ làm tăng thêm 50 % và nhiệt dòng vào lớn nhất phải giảm ít nhất là 20 % để cho phép giảm các điều kiện làm nguội nước lạnh và tăng dần nhiệt đầu vào nhờ có chênh lệch nhiệt độ lớn, trừ những cách bố trí khác được sử dụng cho cùng một mục đích.

3.1.3. Thiết kế các mối hàn cơ bản

3.1.3.1. Kiểu hàn được sử dụng trong thiết kế nồi hơi phải theo 5.3.2.5. Các mối hàn phải được thử không phá hủy theo các yêu cầu của tiêu chuẩn này phải được thiết kế sao cho các phép thử yêu cầu có thể thực hiện được một cách thích hợp.

3.1.3.2. Giá trị của hệ số hàn g được dùng trong tính toán chiều dầy thân nồi hơi hoặc là 0,8 hay 1 tùy thuộc vào phạm vi của phép thử sẽ được tiến hành (xem 3.7.1, 5.5.5.1 và 5.8.17.1).

3.2. Áp suất thiết kế

Áp suất thiết kế là áp suất đặt cực đại cho phép của các van an toàn.

3.3. Áp suất tính toán

Áp suất tính toán phải là áp suất thiết kế cộng với cột áp thủy tĩnh có giá trị vượt quá 3 % áp suất thiết kế.

3.4. Nhiệt độ tính toán

Nhiệt độ tính toán là nhiệt độ trung bình của kim loại và được xác định theo qui định trong a) đến e) dưới đây. Trong tất cả các trường hợp nó phải lớn hơn 150 ^oC.

a) Đối với thân, ba lông và các phần tử khác không được thiết kế vì mục đích truyền nhiệt, nhiệt độ tính toán không được nhỏ hơn nhiệt độ bão hòa ứng với áp suất thiết kế.

b) Đối với các ống lửa, nhiệt độ tính toán được xác định theo các phương trình sau:

t = (t_s + 2e)                    ……(3.1)

hoặc

t = (t_s + 25)                    ……(3.2)

tùy theo cái nào lớn hơn, và nhỏ nhất là 250 ^oC.

c) Nhiệt độ tính toán đối với phần thẳng của tấm không bị ngọn lửa quét qua hoặc đối với ống ở vùng kín nơi mà nhiệt độ của khói vào không lớn hơn 800 ^oC, sẽ được xác định bằng phương trình:

t = (t_s + 50)                    ……(3.3)

hoặc phương trình (3.1):

t = (t_s + 2e)

tùy theo cái nào lớn hơn, và nhỏ nhất là 250 ^oC. Sự cháy phải được kết thúc trong ống lò.

d) Đối với ống có nhiệt độ khói vào vượt quá 800 ^oC trong các nồi hơi được đốt bằng các nhiên liệu khoáng, kể cả khí thiên nhiên, nhiệt độ tính toán sẽ được xác định theo Phụ lục C, dùng nhiệt độ thực của khói vào t_G được xác định từ phương trình sau đây với điều kiện nhỏ nhất là 250 ^o

           ……(3.4)

Đối với các nhiên liệu mà nhiệt độ thực của khói vào cao hơn nhiệt độ nhận được với khí thiên nhiên và đối với nồi hơi nhiệt thải, nhiệt độ tính toán được xác định theo Phụ lục C.

Nhiệt độ lớn nhất của kim loại được xác định theo Phụ lục C không được vượt quá 420 ^oC.

Các yêu cầu này được dựa trên cơ sở tiếp xúc tốt giữa các ống lửa và mặt sàng ống. Khi điều đó không được đảm bảo thì áp dụng các giới hạn sau đây (xem Hình 32f).

1) độ sâu của mối hàn nồi giữa các ống lửa và mặt sàng ống lớn hơn hoặc bằng chiều dầy của ống lửa cộng với 2 mm.

2) khoảng cách giữa hai chân mối hàn trong ngoài phải nhỏ hơn hoặc bằng bốn lần chiều dầy của ống lửa.

e) Nhiệt độ tính toán đối với thân lò được xác định bằng phương trình sau:

t = t_s + 4e + 15              ……(3.5)

với giá trị nhỏ nhất là 250 ^oC.

Phương trình (3.5) cho nhiệt độ tính toán với mục đích để xác định áp suất thiết kế danh nghĩa và không đại diện cho nhiệt độ lớn nhất của kim loại.

3.5. Ống lò

Để đảm bảo kết hợp an toàn vòi đốt / nồi hơi, lượng nhiệt tinh đầu vào đối với một ống lò có đường kính trong cho trước không được vượt quá giá trị nêu trong Hình 6. Vòi đốt loại đóng - ngắt (100 % đến 0%) không được sử dụng đối với lượng nhiệt vào vượt quá 1 MW cho một lò.

Sự sai lệch khỏi các giá trị nêu trong Hình 6 và các giá trị nhiệt ròng vào lớn hơn 11,5 MW, được phép khi có thỏa thuận giữa các bên liên quan: chủ yếu là người chế tạo nồi hơi, người chế tạo vòi đốt và cơ quan kiểm tra.

Thỏa thuận và tất cả các điều kiện của thỏa thuận phải được nêu trong chứng chỉ nồi hơi và phải báo cho người sử dụng biết.

Khi nồi hơi được thiết kế với lượng nhiệt vào lớn hơn 11,5 MW thì phải đặc biệt chú ý khi xác định nhiệt độ tính toán, dòng nhiệt cực đại, không gian quạt gió và giá đỡ ống dẫn khói có thể.

Chiều dài của vật liệu chịu lửa không được lớn hơn 400 mm đo từ cuối của vòi phun.

3.6. Ứng suất thiết kế định mức

Ứng suất thiết kế định mức f phải nhỏ hơn các giá trị nhận được từ các tỷ số sau:

và

CHÚ THÍCH 3 - Thuật ngữ "ứng suất thiết kế định mức" được ký hiệu là f là ứng suất được sử dụng trong các phương trình để thiết kế các phần chịu áp lực. Các qui tắc thiết kế chi tiết trong phần 3 sẽ giữ lại các ứng suất thực tế cao nhất trong các giới hạn chấp nhận được đối với loại tải trọng được xem xét.

3.7. Thân hình trụ chịu áp lực trong

3.7.1. Chiều dầy tối thiểu khi chỉ có tải trọng áp lực

Với các điều kiện qui định trong 3.7.2, độ dầy tối thiểu e khi chỉ có tải trọng áp lực được tính bằng các phương trình sau:

e = e_CS + c                    ……(3.6)

trong đó

c = 0,75 mm (bổ sung do ăn mòn)

e_CS =              ……(3.7)

Khi tính e, mọi dung sai âm của chiều dầy cũng phải tính vào.

Đối với các nồi hơi có đường kính ngoài của thân lớn hơn 1000 mm thì chiều dầy của thân không được nhỏ hơn 6 mm.

Đối với các nồi hơi có đường kính ngoài của thân bằng hoặc nhỏ hơn 1000 mm thì chiều dầy của thân không được nhỏ hơn 4 mm hay (e_CS + c) mm tùy theo cái nào lớn hơn.

Giá trị của hệ số hàn g phụ thuộc vào qui mô (phạm vi) của phép thử không phá hủy mối hàn dọc theo 3.1.3.2 và 5.5.5.1.

3.7.2. Các điều kiện để áp dụng công thức (3.6) và (3.7)

Công thức (3.6) và (3.7) (xem 3.7.1) chỉ được áp dụng khi các điều kiện sau đây được thỏa mãn.

a) Tỷ lệ giữa bán kính ngoài và bán kính trong không vượt quá 1,5.

b) Trong các mối hàn các đường giữa chiều dầy được mở rộng so với nhau trong giới hạn dung sai đã được qui định trong 5.8.10.

c) Thân lò hình trụ phải tuân thủ dung sai qui định trong 4.3.2.

3.8. Các đáy lồi không được tăng cứng không có khoét lỗ

3.8.1. Các đáy lồi không được tăng cứng chịu áp lực trong

Chiều dầy nhỏ nhất của các đáy lồi không có lỗ phải tuân theo phương trình (3.6)

e = e_CS + c

trong đó c = 0,75 mm (bổ sung do ăn mòn) và phương trình sau:

e_CS =                 ……(3.8)

Hơn nữa, chiều dầy của các đáy chỏm cầu không được nhỏ hơn chiều dầy tính theo phương trình (3.6).

e = e_CS + c

trong đó c = 0,75 mm (bổ sung do ăn mòn) và phương trình sau:

e_CS =                       ……(3.9)

Hệ số hình dạng C đối với các đáy không lồi không được tăng cứng không có lỗ được nêu trong Hình 7. Tuy nhiên, các điều kiện giới hạn nêu trong 3.8.2 sẽ được áp dụng.

2) Điều kiện của từng ví dụ, bao gồm tất cả các yêu cầu trong hợp đồng hoặc qui định có liên quan sẽ xác định bên nào (xác định trong phần 1) trong các bên liên quan trong thỏa thuận được nêu trong phần 2.

Xem tiếp: Nồi hơi cố định ống lò ống lửa cấu tạo hàn (trừ nồi hơi ống nước) - phần 4

Xem lại: Nồi hơi cố định ống lò ống lửa cấu tạo hàn (trừ nồi hơi ống nước) - phần 2

Sưu tầm và biên soạn bởi: https://honto.vn