TIÊu chuẩn quốc gia tcvn 7704 : 2007

Bề mặt tiếp xúc của nắp đậy với lỗ phải được gia công kín khít, chiều rộng tối thiểu của tấm đệm là 15 mm.

Các nắp đậy có khối lượng lớn hơn 20 kg phải có phương tiện thích hợp để nâng lên, trừ trường hợp các nắp đặt thẳng đứng có thể có kết cấu bản lề.

5.8. Mức nước

5.8.1. Mức nước thấp nhất cho phép đối với các loại nồi hơi do nhà thiết kế quy định nhưng phải đảm bảo các trị số nhỏ nhất sau:

5.8.1.1. Đối với những nồi hơi có bao hơi bị đốt nóng trực tiếp: phải cao hơn đường lửa đốt 100 mm.

5.8.1.2. Đối với nồi hơi ống lò, ống lửa nằm ngang: phải cao hơn thành ống cao nhất 100 mm.

5.8.1.3. Đối với các nồi hơi ống lò, ống lửa đứng: phải cao hơn 2/3 chiều cao ống lửa tính từ dưới lên.

5.8.1.4. Đối với nồi hơi kiểu ống nước nằm nghiêng hay đứng tuần hoàn tự nhiên: mức nước thấp nhất do người thiết kế quy định dựa theo tính toán đảm bảo tuần hoàn ổn định của dòng môi chất trong hệ thống tuần hoàn.

5.8.1.5. Đối với những loại nồi hơi chưa được quy định trong 5.8.1.1 đến 5.8.1.4 thì mức nước thấp nhất do nhà thiết kế quy định, nhưng phải đảm bảo sao cho các thành của nồi hơi không bị đốt nóng quá nhiệt độ cho phép của vật liệu chế tạo các thành đó.

5.8.2. Mức nước cao nhất cho phép trong các nồi hơi do nhà thiết kế quy định nhưng phải tính toán sao cho đảm bảo đủ mặt thoáng bốc hơi và độ khô của hơi đi vào bộ quá nhiệt, ống dẫn hơi và các máy dùng nhiệt khác.

5.8.3. Mức nước trung bình do nhà thiết kế chọn để làm cơ sở tính toán thủy động, tính toán nhiệt của nồi hơi. Mức nước này nằm ở giữa hai mức nước thấp nhất và cao nhất cho phép và là mức làm việc thường xuyên của nồi hơi.

5.9. Nắp phòng nổ

5.9.1. 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 lớp 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.

5.9.2. Các nắp phòng nổ phải đặt ở phía mặt trên đường khói và ở vị trí tránh gây nguy hiểm cho người phục vụ.

5.9.3. Số lượng, kích thước nắm phòng nổ do người thiết kế quy định.

5.9.4. Các nồi hơi dùng nhiệt của khói thải phải trang bị thiết bị ngắt nhanh đường khói vào nồi hơi.

5.10. Bộ hâm nước

5.10.1. Bộ hâm nước bằng gang

5.10.11. Bộ hâm nước bằng gang được dùng để gia nhiệt nước cấp cho nồi hơi, chủ yếu bởi khói của nồi hơi, được sử dụng khi áp suất nước cấp tại đầu ra của bộ hâm nước ≤ 2,2 MPa.

5.10.1.2. Bộ hâm nước bằng gang phải là loại ngắt được với nồi hơi, nước ra khỏi bộ hâm nước phải có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sôi trong nồi hơi ít nhất 40 ⁰C.

5.10.1.3. Tại đầu vào và đầu ra của bộ hâm nước bằng gang phải đặt các phương tiện đo kiểm sau:

- Van an toàn;

- Áp kế;

- Nhiệt kế.

Hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt phải bảo đảm phối hợp nhịp nhàng việc điều chỉnh khi sử dụng đồng thời các biện pháp này.

Ống sinh hơi là ống nước chịu áp suất bên trong. Các ống sinh hơi được chế tạo từ ống thép không hàn. Không cho phép dùng gang, đồng làm vật liệu chế tạo ống sinh hơi. Các ống sinh hơi được chế tạo thành dàn có hàn màng nối dọc theo ống phải bảo đảm giãn nở đều tự do cho tất cả các ống trong dàn.

Mặt trong ống sinh hơi có thể là trơn hay có rãnh xoắn. Chiều dày tối thiểu của ống sinh hơi phải theo đúng trị số ghi trong Bảng 1.

Trọng lượng của các ống và các vật liệu khác trên dàn ống phải được treo đỡ lên khung sườn lò, không được đặt trực tiếp vào các đầu nối với bao hơi, ống góp.

- Phương tiện đo áp suất (áp kế);

- Phương tiện đo mức nước (ống thủy, đồng hồ đo mức nước …);

- Phương tiện khống chế áp suất (van an toàn);

- Phương tiện đo nhiệt độ (nhiệt kế) dùng cho nồi hơi có sản xuất hơi quá nhiệt và khi có sử dụng bộ hâm nước bằng gang.

5.13.2. Áp kế

5.13.2.1. Mỗi nồi hơi phải có ít nhất một áp kế với phần chứa hơi của nồi hơi.

Đối với nồi hơi trực lưu thì áp kế phải đặt trước van khoá đường hơi đến nơi tiêu thụ.

Các nồi hơi có bộ quá nhiệt ngoài áp kế ở bao hơi còn phải đặt thêm ít nhất một áp kế tại ống góp ra của bộ quá nhiệt. Khi nồi hơi có thêm bộ tái quá nhiệt thì còn phải đặt thêm áp kế tại ống góp ra của bộ tái quá nhiệt.

5.13.2.2. Phải đặt áp kế trên đường nước vào và ra khỏi bộ hâm nước loại ngắt được.

Trên đường nước cấp vào nồi hơi dùng bơm li tâm hay pitton cũng phải đặt áp kế tại đầu đẩy của bơm.

Trên mặt áp kế phải có vạch đỏ chỉ áp suất làm việc lớn nhất cho phép của nồi hơi.

Đường kính của mặt áp kế nên chọn như sau:

a) Không nhỏ hơn 150 mm khi đặt cao đến 3m so với sàn phục vụ;

b) Không nhỏ hơn 200 mm khi đặt cao 3m đến 4m so với sàn phục vụ;

c) Không nhỏ hơn 250 mm khi đặt cao trên 4m đến 5m so với sàn phục vụ.

Không nên đặt áp kế cao quá 5m so với sàn phục vụ.

a) Chưa được kiểm định, mất niêm chì hoặc dấu niêm phong của đơn vị kiểm định; hoặc niêm chì, niêm phong không hợp lệ;

b) Quá hạn kiểm định;

c) Áp kế làm việc không chính xác;

d) Kính vỡ hoặc các hư hỏng khác có ảnh hưởng đến độ làm việc chính xác của áp kế.

5.13.3. Đo mức nước

5.13.3.1. Thiết bị đo mức nước quy định trong tiêu chuẩn này là thiết bị để đo trực tiếp mức nước trong bao hơi hay nồi hơi và là thiết bị hiển thị.

Các thiết bị đo mức nước có thể là:

a) Ống thủy để đo trực tiếp mức nước theo nguyên lý bình thông nhau có vật liệu bằng thủy tinh trong suốt hay vật liệu trong suốt khác chịu được nhiệt độ và áp suất của nồi hơi;

b) Các đồng hồ đo mức nước là thiết bị đo mức nước gián tiếp nhờ sự biến đổi điện từ hay các dạng vật lý khác, lấy tín hiệu trực tiếp từ mức nước trong bao hơi hay nồi hơi.

Mỗi nồi hơi phải có ít nhất hai thiết bị chỉ mức nước độc lập, một trong số đó là ống thủy được nối trực tiếp vào thân bao hơi hay thân nồi hơi; cái thứ hai có thể là thiết bị đo mức nước gián tiếp.

5.13.3.2. Những nồi hơi có nhiều cấp bốc hơi và chia bao hơi thành các ngăn cho mỗi cấp bốc hơi thì tại mỗi ngăn phải đặt một ống thủy.

5.13.3.3. Những nồi hơi có nhiều bao hơi đặt trên cao thì ở bao hơi cần theo dõi mức nước phải đặt ít nhất hai thiết bị đo mức nước, các bao hơi còn lại khác phải đặt ít nhất một thiết bị đo. Những bao hơi chỉ chứa hơi, không chứa nước thì không cần đặt thiết bị đo mức nước.

5.13.3.4. Những nồi hơi có nhiều bao hơi đặt trên cao có liên thông nhau cả đường hơi và đường nước thì cho phép đặt 1 ống thủy cho mỗi bao hơi.

5.13.3.5. Các nồi hơi có công suất trên 2 tấn/giờ phải có thiết bị tự động báo hiệu mức nước và bảo vệ cạn nước.

Được thay thiết bị tự động báo hiệu mức nước và bảo vệ cạn nước bằng một đinh chì khi diện tích tiếp nhiệt của nồi hơi (phần sinh hơi) đến 17 m² và hai đinh chì khi diện tích tiếp nhiệt trên 17 m².

Kích thước và chất lượng đinh chì phải đảm bảo chảy được khi nồi hơi cạn nước và lượng môi chất thoát ra đủ để dập lửa trong buồng đốt.

5.13.3.6. Khi vị trí đặt thiết bị chỉ mức nước so với mặt sàn phục vụ chính cao hơn 6m thì phải đặt thêm đồng hồ chỉ mực nước ở phía dưới, ở chỗ mà ở sàn phục vụ có thể trông thấy được. Khi đó thì trên bao hơi cho phép đặt một ống thủy.

5.13.3.7. 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 và cần có thiết bị cân bằng để tránh tạo mức nước giả trong ống thủy khi có hiện tượng sôi bồng trong bao hơi.

Các ống thủy tinh tròn phải có bao che nhưng không được cản trở cho việc theo dõi mức nước.

Trong mọi trường hợp đường kính trong của các ống dẫn không được nhỏ hơn 25 mm. Khi các ống nối được dùng chung với thiết bị báo hiệu và an toàn tự động thì đường kính trong không được nhỏ hơn 40 mm; mặt trong ống dẫn phải trơn nhẵn để tránh làm tắc ống dẫn. Không cho phép đặt bích nối trung gian, van khóa hay trích hơi, nước cho mục đích khác trên ống dẫn này.

Mỗi bộ quá nhiệt phải có ít nhất một van an toàn đặt ở phía đầu ra của hơi quá nhiệt.

Khi một nồi hơi có một bộ quá nhiệt và nếu giữa nồi hơi và bộ quá nhiệt không có van khóa thì van an toàn đặt ở bộ quá nhiệt được coi là van an toàn thứ hai của nồi hơi.

Khi giữa bộ quá nhiệt và nồi hơi có đặt van khóa thì van an toàn của bộ quá nhiệt không được coi là van an toàn thứ hai của nồi hơi.

a) Kiểu đòn bẩy;

b) Kiểu lò so;

c) Kiểu xung lượng (là loại tác động gián tiếp);

Các nồi hơi có áp suất thấp thường dùng hai loại van tác động trực tiếp: đòn bẩy hoặc lò xo.

Trong các nồi hơi cao áp cần đặt van an toàn xung lượng.

Cấm đặt van an toàn kiểu đoàn bẩy trên các nồi hơi di động.

5.13.4.7. Các van an toàn phải được đặt trực tiếp với nồi hơi hay ống góp của bộ quá nhiệt hoặc dùng ống cụt với diện tích mặt cắt ngang của ống cụt ít nhất phải bằng tổng diện tích của các lỗ van lắp trên ống cụt.

5.13.4.8. Đường xả của van an toàn phải đủ lớn để tránh ảnh hưởng có hại của đối áp đến việc vận hành của van.

Các van an toàn phải xả vào trong không gian đảm bảo an toàn cho người qua lại. Ống xả phải đặt gần như theo chiều thẳng đứng và phải có kết cấu sao cho không tích tụ chất lắng đọng hoặc nước ngưng làm hạn chế dòng thoát của hơi nước.

a) Trong quá trình làm việc áp suất đã cân chỉnh không bị xê dịch;

b) Bảo đảm an toàn cho người vận hành khi van tác động;

c) Dễ dàng kiểm tra sự hoạt động của van khi nồi hơi đang làm việc.

a) Bơm ly tâm hay bơm pitton truyền động bằng điện, bằng hơi nước hay cơ khí;

b) Bơm injectơ;

c) Các phương tiện có áp suất cao hơn áp suất nồi hơi có đủ khả năng đẩy nước vào nồi hơi khi nồi hơi làm việc ở áp suất lớn nhất cho phép.

a) Đốt bằng nhiên liệu lỏng và khí làm việc không liên tục;

b) Có sản lượng nhỏ hơn 150 kg/h, áp suất nhỏ hơn 0,4 MPa. Công suất của một thiết bị cấp nước phải bằng 110% công suất định mức của nồi hơi.

5.14.3. Khi gian đặt bơm nằm cách xa bảng điều khiển mà nồi hơi phải hoạt động liên tục thì giữa bơm làm việc với bơm dự phòng cần phải trang bị hệ thống liên động để khởi động bơm nước cấp dự phòng khi bơm làm việc bị ngừng bất ngờ.

6. Các yêu cầu về thiết kế và tính độ bền các bộ phận chịu áp lực của nồi hơi

6.1. Thiết kế nồi hơi phải bảo đảm tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu về kết cấu nồi hơi và các bộ phận của nó, chọn đúng đắn vật liệu chế tạo, tính đảm bảo độ bền cho chúng cũng như thỏa mãn các yêu cầu khác đã nêu trong tiêu chuẩn này và các tiêu chuẩn liên quan để bảo đảm nồi hơi vận hành an toàn, đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đặt ra.

6.2. Yêu cầu chung về độ bền của bộ phận chịu áp lực của nồi hơi

6.2.1. Xác định nhiệt độ tính toán - Theo chỉ dẫn trong Phụ lục A

6.2.2. Xác định ứng suất cho phép

6.2.2.1. Ứng suất cho phép đối với vật liệu mới chế tạo được xác định dựa theo chủng loại vật liệu sử dụng và theo nhiệt độ tính toán của vật liệu, được xác định theo các bảng đặc tính các loại thép. Xem Phụ lục B.

6.2.2.2. Đối với vật liệu của các nồi hơi cũ, độ bền của thép đã giảm đi do kim loại đã bị đốt nóng, bị ăn mòn, mài mòn thì cần lấy mẫu để kiểm tra cơ tính, từ đó xác định ứng suất cho phép. Chỗ cắt lấy mẫu thép để kiểm tra cơ tính phải là nơi đã chịu các điều kiện làm việc nặng nề nhất.

Khi ấy ứng suất cho phép sẽ là trị số nhỏ trong hai trị số xác định sau:

Trong đó: n_B, n_C - hệ số dự trữ bền khi tính ứng suất cho phép theo độ bền kéo (σ_B) hoặc theo giới hạn chảy (σ_C) ở điều kiện nhiệt độ trong phòng (20 ⁰C):

n_B = 3,0

n_C = 1,65

khi tính ứng suất cho phép theo độ bền kéo hoặc giới hạn chảy ở nhiệt độ làm việc thì hệ số n_B và n_C do người thiết kế xác định.

6.2.2.3. Khi không có các nhãn hiệu của thép dùng để chế tạo các bộ phận chịu áp lực của nồi hơi tương ứng ở phụ lục thì ứng suất cho phép cũng được xác định tương tự như trong 6.2.2.2 khi ấy các trị số giới hạn bền σ_B²⁰, giới hạn chảy σ_C²⁰ được xác định từ thí nghiệm mẫu thép mới trước khi chế tạo.

Việc thí nghiệm xác định giới hạn bền σ_B²⁰ và giới hạn chảy σ_C²⁰ được thực hiện cho tất cả các loại thép khi đặc tính của thép có những sai lệch so với đặc tính của các nhãn hiệu thép đã cho. (Xem các Bảng B.1 đến B.15, tại Phụ lục B) cũng như các loại thép không rõ hoặc nghi ngờ về nguồn gốc và nhãn hiệu.

- Áp suất cho phép của môi chất trong thân hình trụ:

Trong mọi trường hợp, chiều dày thân hình trụ của bao hơi, bao nước, thân nồi hơi có đường kính trong trên 600 mm không nhỏ hơn 6 mm, khi đường kính trong dưới 600 mm - không nhỏ hơn 5 mm; của ống góp - không nhỏ hơn 4 mm.

6.3.2. Hệ số làm yếu do hàn được xác định tùy theo phương pháp hàn

- Khi hàn bằng tay một phía, lấy  = 0,7;

- Khi hàn bằng tay hai phía, lấy  = 0,95;

- Khi hàn bằng tay một phía có miếng lót, lấy  = 0,9;

- Khi hàn tự động một phía, lấy  = 0,8;

- Khi hàn tự động hai phía, lấy  = 1,0.

- Theo phương dọc trục: lấy _d =

- Theo phương ngang trục: _n =

6.3.3.2. Khi dẫy lỗ đặt so le, cần tính thêm hệ số làm yếu theo phương chéo:



6.3.3.3. Khi các lỗ có đường kính khác nhau, hệ số làm yếu bởi khoét lỗ có thể xác định theo các chỉ dẫn sau:

a) Nếu các lỗ trong cùng một dãy có đường kính khác nhau nhưng là xen kẽ khác nhau đều đặn thì xác định kích thước khoảng cách của một nhóm lỗ xen kẽ khác nhau đều đặn, được coi là bước t, còn đường kính lỗ là tổng các đường kính lỗ trong nhóm.

b) Giữa 2 dẫy lỗ có đường kính khác nhau, do đó các lỗ không thể đặt song song mà là so le nên cần tính hệ số làm yếu theo phương chéo theo cả 2 kích thước đường chéo nếu các kích thước này là khác nhau;

c) Trên đây chỉ là những quy định tổng quát, trong thực tế các lỗ khoét có vị trí, kích thước có thể rất khác nhau tùy theo mỗi nồi hơi, người thiết kế cần có những tính toán hệ số làm yếu cho từng trường hợp cụ thể.

Hình 6 giới thiệu về một số dạng bố trí lỗ trên thân hình trụ của bao hơi, bao nước, ống góp…

6.3.3.4. Hệ số làm yếu do khoét lỗ được chọn là trị số nhỏ nhất trong các trị số được xác định từ , 2₁, k_c_c.

với k_c - hệ số hiệu chỉnh cho phương chéo, được xác định như sau:

C = 1 mm khi thép tấm dùng để chế tạo có chiều dày < 20 mm.

C = 0 khi thép tấm chế tạo có chiều dày ≥ 20 mm.

6.3.6. Chiều dày của thân hình trụ chịu áp suất ngoài, trừ ống lò của lò hơi ống lò, lấy tăng thêm 1,4 lần so với chiều dày tính được khi chịu áp suất trong.



Hình 6 - Một số dạng khoét lỗ

6.4. Tính độ bền đáy

6.4.1. Tính đáy elíp

6.4.1.1. Xác định chiều dày tối thiểu khi chịu áp suất trong:

trong đó

Hệ số hiệu chỉnh K được xác định theo đồ thị chỉ trên Hình 7.

Chiều dày tối thiểu của đáy elíp chịu áp suất ngoài lấy bằng 1,7 lần trị số tính được theo 6.4.1.1 khi chịu áp suất trong.