（正式版）SHT 3158-2024 石油化工管壳式余热锅炉

中华人民共和国石油化工行业标准代替SH/T3158-20092024-03-29发布2024-10-01实施中华人民共和国工业和信息化部发布SH/T3158-2024 V 12规范性引用文件 13术语和定义 24一般规定 25设计基础 35.1设计压力 35.2设计温度 35.3载荷 35.4厚度附加量 45.5许用应力和许用拉脱力 46材料 56.1选材原则 56.2钢板 66.3钢管 66.4锻件 76.5保护套管 76.6中心管 76.7炉衬材料 77设计计算 77.1基本规定 77.2符号说明 77.3许用应力 87.4管板计算 107.5换热管计算 127.6换热管与管板连接的拉脱力计算 137.7管箱炉衬厚度的计算 138结构设计 138.1主要元件及名称 138.2筒体及封头 148.3接管及开孔补强 148.4人孔 158.5管板 158.6换热管与管板的连接 168.7中心管与管板的连接 17SH/T3158-20248.8管板及管箱筒体与壳程筒体的连接 178.9高温侧管板及管头的热防护 188.10支持板 198.11炉衬 208.12中心管衬里 8.13支座 8.14超压泄放装置 8.15安全保护装置 9制造、检验与验收 9.1材料复验 9.2管板 229.3换热管 239.4换热管与管板的强度焊接 239.5换热管与管板的胀接 239.6余热锅炉的组装 239.7无损检测 249.8焊后热处理 249.9耐压试验 249.10炉衬的施工与检验 259.11其他 25附录A（资料性附录）刚玉瓷保护套管理化性能指标 附录B（资料性附录）换热管管间距、管孔坡口尺寸及连接接头形式 附录C（资料性附录）管板表面高强度耐火浇注料理化性能指标 本标准用词说明 29 SH/T3158-2024ContentsForeword 1Scope 2Normativereferences 3Termsanddefinitions 24Generalprovisions 25Designbasis 35.1Designpressure 35.2Designtemperature 35.3Loads 35.4Additionalthickness 45.5Allowablestressandallowablepulling-outforce 46Materials 56.1Materialsselectionprinciple 56.2Steelplate 66.3Tube 66.4Forging 76.5Protectivecasingtubes 76.6Centertubes 76.7Furnaceliningmaterials 77Designcalculation 77.1Elementaryrequirements 77.2Symbolicdescription 77.3Allowablestresse 87.4Tubesheetscalculation 7.5Heatexchangetubescalculation 7.6Heatexchangetubeswithtubesheetsjointpull-outloadcalculation 7.7Thicknessofchannelliningcalculation 8Structuredesign 8.1Maincomponentsandnames 8.2Shellandheads 8.3Nozzleandreinforcement 8.4Manhole 8.5Tubesheet 8.6Heatexchangetubeswithtubesheetjoint 8.7Centertubewithtubesheetjoint 8.8Tubesheetandchannelwithshelljoint SH/T3158-20248.9Hightemperaturetubesheetandheatexchangetubesheadthermalsafeguard 8.10Supportplate 8.11Furnacelining 208.12Centertubelining 218.13Supports 218.14Safetydischargeappliance 218.15Safeguardappliance 219Fabrication,testingandinspection 219.1Materialsrepeatedlytesting 219.2Tubesheet 229.3Heatexchangetubes 239.4Heatexchangetubeswithtubesheetstrengthweld 239.5Heatexchangetubeswithtubesheetlightexpansion 239.6Tubularwasteheatboilerassembling 239.7Non-Destructiveexamination 249.8Heattreatment 249.9Staticpressuretest 249.10Constructionandtestingforfurnacelining 259.11Other 25AnnexA（Informative）Performanceindicatorsofcorundumprotectivecasingtubes 26AnnexB（Informative）Intervalofheatexchangetube,groovesizeoftubeholeandjointtype 27AnnexC（Informative）Performanceindicatorsoftubesheetsurfacehighstrengthrefractoryconcrete 28Explanationofwordinginthisstandard 29Add：Explanationofarticle 30VSH/T3158-2024根据中华人民共和国工业和信息化部《2015年第三批行业标准制修订计划》（工信厅科[115]号）的要求，标准编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，修订本标准。本标准共分9章和3个附录。本标准主要技术内容是：石油化工管壳式余热锅炉的材料、设计计算、结构设计、制造、检验和验本标准是在SH/T3158-2009《石油化工管壳式余热锅炉》的基础上修订而成，修订的主要技术内容———修订了标准的适用范围；———修订了规范性引用文件；———修订了材料的基本许用应力；———修订了材料的复验要求；———修订了管板、换热管的设计计算；———修订了换热管的尺寸偏差及管孔的尺寸偏差；———修订了管板的结构形式；———修订了管板与壳体的连接结构；———增加了附录A“刚玉瓷保护套管理化性能指标”；———增加了附录B“换热管管间距、管孔坡口尺寸及连接接头形式”。———增加了附录C“管板表面高强度耐火浇注料理化性能指标”。请注意本标准的某些内容可能直接或间接涉及专利。本标准的发布和管理机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国石油化工集团公司负责管理，由中国石油化工集团公司设备设计技术中心站负责日常管理，由山东三维石化工程股份有限公司负责具体内容的解释。执行过程中如有意见和建议，请寄送管理单位和主编单位。本标准日常管理单位：中国石油化工集团公司设备设计技术中心站通信地址：北京市朝阳区安慧北里安园21号邮政编码：100101电话：010—84877513邮箱：zengxj.sei@主编单位：山东三维化学集团股份有限公司通信地址：山东省淄博市临淄区炼厂中路22号邮政编码：255434主编单位：中国石化工程建设有限公司通信地址：北京市朝阳区安慧北里安园21号邮政编码：100101主要起草人：刘福张迎恺刘汉宝张仲王春江何智灵韩玉梅主要审查人：张国信葛春玉曾小军段瑞李艳明薛玉生丁天才徐儒庸韩玉梅杨盛启朱胜国周文鹏钱飞舟齐克礼黄晓霞SH/T3158-2024本标准2009年首次发布，本次为第1次修订。1SH/T3158-2024石油化工管壳式余热锅炉1.1本标准规定了石油化工管壳式余热锅炉的材料、设计计算、结构设计、制造、检验和验收的要求。1.2本标准适用于石油化工装置中设计压力不大于6.4MPa的卧置挠性固定薄管板管壳式余热锅炉（简称余热锅炉）的设计、制造、检验和验收。1.3壳程内设有蒸发空间、管板上布满换热管的挠性固定薄管板式蒸汽发生器，可按本标准进行设计计算。2规范性引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。GB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/T150.1-2011150.2-2011150.3-2011150.4-2011699713.2-20232997299930013002304430775072531357775988690073228923.199481214530583压力容器第1部分：通用要求压力容器第2部分：材料压力容器第3部分：设计压力容器第4部分：制造、检验和验收热交换器优质碳素结构钢承压设备用钢板和钢带第2部分：规定温度性能的非合金钢和合金钢工业锅炉水质一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差致密定形耐火制品体积密度、显气孔率和真气孔率试验方法耐火材料耐火材料耐火材料颗粒体积密度试验方法常温抗折强度试验方法高温抗折强度试验方法白刚玉、铬刚玉化学分析方法合金结构钢耐火材料常温耐压强度试验方法厚度方向性能钢板无缝钢管超声波探伤检验方法耐火材料加热永久线变化试验方法铝硅系耐火材料化学分析方法耐火材料耐火度试验方法涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分：未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级石油裂化用无缝钢管火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量承压设备焊后热处理规程2SH/T3158-2024GB/T30873HG/T20525HG/T20582-2020NB/T10558NB/T47008NB/T47013NB/T47014-2011NB/T47015NB/T47018NB/T47019.1NB/T47019.2NB/T47019.3NB/T47042NB/T47065.1SH/T3074SH/T3075SH/T3115SH/T3179SH/T3534YB/T2208YB/T4130TSG21-2016APIRP941耐火材料抗热震性试验方法化学工业管式炉传热计算设计规定钢制化工容器强度计算规范压力容器涂敷与运输包装承压设备用碳素钢和合金钢锻件承压设备无损检测承压设备焊接工艺评定压力容器焊接规程承压设备用焊接材料订货技术条件锅炉、热交换器用管订货技术条件锅炉、热交换器用管订货技术条件非合金钢和合金钢锅炉、热交换器用管订货技术条件非合金钢和合金钢卧式容器容器支座第1部分：鞍式支座石油化工钢制压力容器第1部分：通则第2部分：规定室温性能的第3部分：规定高温性能的石油化工钢制压力容器材料选用规范石油化工管式炉轻质浇注料衬里工程技术条件石油化工管式炉炉衬设计规范石油化工筑炉工程施工及验收规范耐火浇注料高温耐压强度试验方法耐火材料导热系数试验方法（水流量平板法）固定式压力容器安全技术监察规程SteelsforHydrogenServiceatElevatedTemperaturesandPressuresinPetroleumRefineriesandPetrochemicalPlants3术语和定义现行国家标准GB/T150.1、GB/T151界定的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1呼吸空位componentspace是指管板上壁温不同的相邻元件之间的空间，以防止产生过大的温差应力。3.2还原性气氛reducingatmosphere是指含氧量很低，且显著含有还原性气体（CH4、CO、H2等）使某些已形成的氧化物还原成原物质的气体（或烟气）介质。3.3保护套管protectivecasing是指在换热管的进口端插入一段金属或非金属管子，将管程高温气体直接导至换热管浸泡在汽水混合段部位，以降低管板及其与换热管连接接头的温度，且保护其免受高温、高速气流的腐蚀、冲蚀。4一般规定4.1余热锅炉的设计、制造、检验和验收除执行本标准外，还应符合现行国家标准GB/T150.1～150.4、GB/T151和《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG21的规定。4.2本标准未包括的特殊要求，均应在设计文件中明确。3SH/T3158-20245设计基础5.1设计压力5.1.1余热锅炉设计压力的确定应符合现行国家标准GB/T150.1、GB/T151和现行行业标准SH/T3074的规定。当工程项目另有规定时，其设计压力应符合有关规定。5.1.2余热锅炉壳程的工作压力为饱和水蒸汽压力。必要时，工作压力还应考虑系统管网、过热器等的压力降。余热锅炉壳程的设计压力应以工作压力为基准，考虑安全阀整定压力；设计压力值应大于等于安全阀的整定压力。壳程设计压力范围为0.1MPa～6.4MPa。5.1.3管程设计压力小于等于3.0MPa，且任何时候管程压力应小于等于壳程压力。5.2设计温度5.2.1余热锅炉无炉衬的管箱壳体及法兰、接管、与余热锅炉壳程筒体相连的环形件等受压元件，其设计温度按表5.2.1确定。表5.2.1设计温度单位：℃操作温度tw设计温度Ttw≤350T=tw+20tw＞350T=tw+（15～5）5.2.2对带有炉衬的管箱壳体、接管、法兰、与余热锅炉壳程筒体相连的环形件，应进行传热计算，依据传热计算结果确定元件的设计温度。当各元件的传热计算温度小于等于350℃时，设计温度不宜低于350℃。5.2.3余热锅炉壳程筒体、接管及法兰等受压元件，其设计温度按表5.2.1确定，且应大于等于设计压力下的饱和水蒸汽温度。5.2.4管板、换热管及中心管的设计温度应通过传热计算确定。当余热锅炉给水和锅水品质符合现行国家标准GB/T1576或GB/T12145的要求，管板有可靠的隔热防护时，管板、换热管及中心管的设计温度可按表5.2.4确定。表5.2.4设计温度单位：℃工作温度受压元件受压元件的设计温度管程介质温度＞1450℃~1600℃应通过传热计算后确定，且不低于tj+90管程介质温度＞1100℃~1450℃tj+90管程介质温度＞900℃~1100℃tj+70管程介质温度＞600℃~900℃tj+50管程介质温度600℃以下tj+25tj+25注：tj----壳程设计温度。5.2.5当各受压元件在工作状态下的金属温度不同时，可分别设定每一受压元件的设计温度。5.3载荷5.3.1设计时应考虑下列载荷：a）内压、外压或最大压差；b）液柱静压力，当液柱静压力小于设计压力5%时，可忽略不计。5.3.2需要时，还应考虑下列载荷：a）余热锅炉及其支撑的汽包自重（包括内构件及正常工作条件下或试压状态下内装介质的重力载荷；b）附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；4SH/T3158-2024c）风载荷、地震载荷、雪载荷；d）支座及其他支撑形式支撑件的作用力；e）连接管道和其他部件的作用力；f）温度梯度和热膨胀引起的作用力；g）冲击载荷，包括压力急剧波动引起的冲击载荷，流体冲击引起的作用力等；h）运输或吊装时的作用力。5.4厚度附加量5.4.1厚度附加量按式(5.4.1)确定C=C1+C2………(5.4.1)式中：C——厚度附加量，(mm)；C2——腐蚀裕量，(mm)。5.4.2板材或管材的厚度负偏差按相应材料标准的规定。5.4.3为防止受压元件由于腐蚀、机械磨损而导致厚度削弱减薄，应考虑腐蚀裕量。对有均匀腐蚀或磨损的元件，应根据预期的设计使用年限和介质对金属材料的腐蚀速率（及磨蚀速率）确定腐蚀裕量。余热锅炉主要元件腐蚀裕量可按表5.4.3选取，但最大腐蚀裕量不宜超过6mm，否则应采取工艺防腐措施或选用其他耐腐蚀材料。当工程项目另有规定或已有实际经验时，可根据具体的工程规定或工程经验确定腐蚀裕量。表5.4.3腐蚀裕量的选取元件类型腐蚀裕量C2mm锅炉壳程壳体不小于1.0有炉衬管箱壳体不小于2.0无炉衬管箱壳体腐蚀速率amm/a≤0.1>0.1～0.23.0>0.2～0.34.5管板取管程侧与壳程侧腐蚀裕量之和换热管不小于1.0接管法兰(包括人、手孔等)可取所在壳体的腐蚀裕量壳程内部固定件b取壳程壳体腐蚀裕量的两倍壳程内部可拆件b取壳程壳体腐蚀裕量的1/2～1/4注：a.腐蚀速率可根据工程设计实践或查取有关腐蚀手册确定。b.内部构件的腐蚀裕量均指两侧腐蚀裕量之和。5.5许用应力和许用拉脱力5.5.1余热锅炉筒体、封头、法兰、螺栓、接管、人（手）孔、管箱壳体与余热锅炉壳程筒体相连的环形件等受压元件在不同设计温度下材料的许用应力按现行国家标准GB/T150.2的规定选取。5.5.2管板、换热管、中心管在不同设计温度下材料的许用应力应按本标准第7.3条的规定。5.5.3换热管与管板连接接头在不同设计温度下材料的许用拉脱力应按本标准第7.6条的规定。5SH/T3158-20246材料6.1选材原则6.1.1受压元件用钢的钢材标准、冶炼方法、使用状态、许用应力（管板、换热管、中心管除外）、无损检测标准及检测项目等均应符合现行国家标准GB/T150.2、GB/T151及相应材料标准中对材料的有关规定。6.1.2受压元件材料的选用应考虑余热锅炉的使用条件（设计温度、设计压力、介质特性和操作特点等）、材料的力学性能、工艺性能、物理性能和介质的相容性、制造工艺以及经济合理性。6.1.3临氢设备的受压元件用钢，应根据介质中的最高操作氢分压和操作温度，按APIRP941相关曲线确定，并应在设计文件中提出相应的附加技术条件。6.1.4受压元件常用材料最高使用温度钢板最高使用温度见表6.1.4-1，钢管最高使用温度见表6.1.4-2，锻件最高使用温度见表6.1.4-3，紧固件使用的温度范围见表6.1.4-4。表6.1.4-1钢板最高使用温度单位：℃钢种钢号材料标准最高使用温度碳素钢Q245RGB/T713.2425低合金钢Q345RGB/T713.242515CrMoRGB/T713.2520表6.1.4-2钢管最高使用温度单位：℃钢种钢号材料标准最高使用温度碳素钢20接管GB/T994842520换热管GB/T9948425低合金钢15CrMo接管GB/T994852015CrMo换热管GB/T9948475表6.1.4-3锻件最高使用温度单位：℃钢种钢号材料标准最高使用温度碳素钢NB/T47008425低合金钢NB/T4700842515CrMoNB/T47008520表6.1.4-4紧固件使用的温度范围单位：℃匹配的螺母材料材料标准使用状态材料材料标准使用状态使用的温度范围GB/T699正火20，25GB/T699正火0～35040MnB，40MnVB，40CrGB/T3077调质40Mn，45GB/T699正火0～40030CrMoAGB/T3077调质40Mn，45GB/T699正火-10～40030CrMoAGB/T3077调质-100～50035CrMoAGB/T3077调质40Mn，45GB/T699正火-10～4006SH/T3158-2024GB/T3077调质-70～50035CrMoVAGB/T3077调质GB/T3077调质-20～42525Cr2MoVAGB/T3077调质GB/T3077调质-20～50025Cr2MoVAGB/T3077调质-20～550对碳素钢换热管与Q245R管板或与Q345R管板间的连接接头，当与含硫、硫化氢介质接触时，宜控制管头最高温度小于等于370℃。6.2钢板6.2.1余热锅炉壳程壳体宜选用Q245R或Q345R钢板，其它受压元件用钢板应根据使用条件选用Q245R、Q345R、15CrMoR等。6.2.2同时符合下列条件的主要受压元件用钢板，应按批进行设计温度下的高温拉伸试验，其屈服强度值见GB/T150.2-2011附录B。a）设计温度大于等于300℃;b）设计压力大于等于2.5MPa；c）钢板厚度大于等于20mm。6.2.3用于锅炉壳体的下列钢板，应逐张按现行行业标准NB/T47013.3进行超声检测：a）厚度大于30mm且小于等于36mm的Q245R、Q345R钢板，质量等级不低于Ⅲ级；b）厚度大于36mm的Q245R、Q345R钢板，质量等级不低于Ⅱ级；c）厚度大于25mm的其他低合金钢板，质量等级不低于中Ⅱ级。6.2.4用于管板的碳素钢及低合金钢的任意厚度钢板，应逐张按现行行业标准NB/T47013.3进行超声检测，扫查方式为100%扫查，探头重叠部分不得小于15%，质量等级为Ⅰ级。6.2.5用于管板厚度大于等于20mm的Q245R、Q345R钢板以及用于余热锅炉壳体厚度大于等于30mm的Q245R、Q345R钢板，应正火状态下使用。6.2.6用于管板的碳素钢及低合金钢钢板，当钢板厚度大于20mm时，应按炉进行化学成分分析，应逐张进行力学性能、弯曲性能试验，冲击试验取样在钢板厚度1/2处。Q245R、Q345R冲击试验温度为-20℃,15CrMoR冲击试验温度为-10℃,符合GB/T713.2-2023表2的规定。6.2.7用于余热锅炉壳体钢板，当厚度大于等于30mm时，应按炉进行化学成分分析，按批进行力学性能、弯曲性能试验，冲击试验取样在钢板厚度1/2处，Q245R、Q345R冲击试验温度为-20℃,15CrMoR冲击试验温度为-10℃,符合GB/T713.2-2023表2的规定。6.2.8用于余热锅炉壳体的钢板，当厚度大于等于60mm时，应按炉进行化学成分分析，应逐张进行力学性能、弯曲性能试验，冲击试验取样在钢板厚度1/2处。Q245R、Q345R冲击试验温度为-20℃,15CrMoR冲击试验温度为-10℃,符合GB/T713.2-2023表2的规定。6.2.9用于余热锅炉壳体、管板的钢板，当厚度大于等于100mm时，除符合以上各条规定外，还应符合现行国家标准GB/T5313中Z35的要求。6.2.10当设计文件要求余热锅炉进行焊后消除应力热处理时，应从经过模拟焊后消除应力热处理的样坯上取样，检验钢板的力学性能。6.3钢管6.3.1壳体上的开口接管宜采用现行国家标准GB/T9948中的20、15CrMo等无缝钢管。6.3.2换热管应采用现行国家标准GB/T9948中的20、15CrMo等冷拔（轧）无缝钢管。且换热管还应符合以下要求：a）现行国家标准GB/T9948中的20、15CrMo换热管设计温度大于等于250℃时，应按批进行设计温度下的高温拉伸试验，其屈服强度值应符合GB/T150.2-2011附录B要求。b）换热管应按批进行拉伸、扩口、压扁、显微组织检验。7SH/T3158-2024c）换热管应逐根进行水压试验，试验压力应符合相应钢管标准的要求。d）换热管应逐根进行涡流检测和超声检测。涡流检测和超声检测应符合现行国家标准GB/T9948和现行行业标准NB/T47019.1、NB/T47019.2、NB/T47019.3的规定。e）换热管订货时，应保证无缝钢管订货长度满足换热管两端有足够切头余量。f）换热管应采用光管，整根制作，不允许拼接。g）换热管的公称外径和公称厚度允许偏差见表6.3.2。h）设计温度小于250℃的换热管还应符合现行行业标准NB/T47019.1、NB/T47019.2的规定。i）设计温度大于等于250℃的换热管还应符合现行行业标准NB/T47019.1、NB/T47019.3的规表6.3.2换热管的公称外径和公称厚度允许偏差单位：mm制造方式钢管尺寸允许偏差冷拔（轧）无缝钢管公称外径（dw）>25～38>38～50>50～60>60±0.5％D公称厚度（S）±7.5%S6.4锻件6.4.1受压元件用碳素钢、低合金钢锻件，其级别应不低于现行行业标准NB/T47008规定的Ⅱ级，当壳程设计压力大于等于2.5MPa时，其级别应不低于现行行业标准NB/T47008规定的Ⅲ级。6.4.2用于管板及环形过渡段的锻件，级别应不低于现行行业标准NB/T47008规定的Ⅲ级。6.5保护套管6.5.1当管程进口介质温度大于等于900℃时，应选用刚玉瓷保护套管。6.5.2当管程介质温度小于900℃时，宜选用刚玉瓷保护套管，也可选用高铬镍奥氏体钢保护套管。6.6中心管6.6.1中心管材料应符合6.3.2条关于换热管的规定。6.6.2中心管外径及厚度允许偏差应在设计文件中规定。6.7炉衬材料6.7.1在还原性气氛中，当气体温度大于等于900℃时，管箱迎火层、管板热防护层的高强度耐火浇注料理化性能指标见附录C。6.7.2刚玉瓷保护套管理化性能指标见附录A。7设计计算7.1基本规定7.1.1余热锅炉的壳体、中心管、法兰及开孔补强等按现行国家标准GB/T150.3的规定进行设计计7.1.2由上升管支撑汽包时，上升管和壳体连接部位的局部应力，按HG/T20582-2020中第21章“外载荷通过开孔接管对圆筒引起的局部应力计算”进行计算和校核。7.1.3管板、换热管、换热管与管板连接焊缝按本章的规定进行计算。7.1.4对于不能按照本标准及相应标准进行设计计算的余热锅炉或受压元件可按GB/T150.1-2011中的4.1.6条规定的方法进行设计。7.2符号说明A——换热管、换热管与管板连接焊缝强度计算时，单根换热管所支撑的面积，mm2；8SH/T3158-2024b——换热管管间距，mm；C——厚度附加量，mm；di——换热管内径，mm；de——当量圆直径，mm；dW——换热管外径，mm；LH——换热管与管板连接的焊缝高度，mm；k——系数；ps——壳程设计压力（表压MPa；pt——管程设计压力（表压MPa；q——换热管与管板连接焊缝的拉脱力，MPa；[q]——换热管与管板连接焊缝的许用拉脱力，MPa；Rm——材料标准抗拉强度的下限值，MPa；RL——材料在设计温度下的屈服强度，MPa；R——材料在设计温度下经10万小时断裂的持久强度的平均值，MPa；R——材料在设计温度下经10万小时蠕变率为1%的蠕变极限平均值，MPa；S——换热管(中心管)名义厚度，mm；tJ——壳程设计温度，(℃)；δ——管板管束区外管板厚度，mm；δc——换热管计算厚度，mm；δe——当管板直边与管束区外管板厚度不同时，确定管板折边内半径用的管板当量厚度，mm；δi——余热锅炉壳程筒体名义厚度，mm；δmin——管板最小需要厚度，mm；η——基本许用应力修正系数；[σ]——许用应力，MPa；J——基本许用应力，MPa；φ——焊接接头系数。7.3许用应力7.3.1材料的许用应力按式（7.3.1）确定：J……………（7.3.1）7.3.2常用钢材的基本许用应力[σ]J取表7.3.1相应设计温度下所列值；对表7.3.1未列出的钢材，基本许用应力[σ]J按式（7.3.2-1）、式（7.3.2-2）、式(7.3.2-3)、式(7.3.2-4)计算，取其中的较小值。J≤Rm/2.7………………（7.3.2-1）J≤RL/1.5………………（7.3.2-2）J≤RDt/1.5………………（7.3.2-3）J≤Rnt/1.0………………（7.3.2-4）计算时，Rm、RL、RDt、Rnt取现行国家标准GB/T150.2中相应钢号的最小值。厂厂SH/T3158-2024厂SH/T3158-2024厂)iJ钢号材料标准使用状态厚度mm室温强度在下列温度(℃)下的许用应力,MPaMPaMPa200250300350400425450475500525Q245RGB/T713.2热轧、控轧、正火6～16400245989185>16～36400235938684>36～6040022598898280>60～100390205989082>100～150380185908067Q345RGB/T713.2正火+回火6～1651034593>16～3650032593>36～6049031593>60～10049030593>100gt;150～2004702659315CrMoRGB/T713.2正火+回火6～6045029588>60～10045027588>100B/T9948正火、41024598888315CrMo正火+回火4402359593919088NB/T47008正火、正火+回火≤100410235938684正火、正火+回火，调质≤1004803059315CrMo正火+回火，调质≤30048028088SH/T3158-20247.3.3基本许用应力修正系数η按表7.3.3确定。表7.3.3基本许用应力修正系数η元件名称η管板0.85换热管、中心管0.80其它受压元件7.4管板计算7.4.1管束区以内管板、管束区以外管板最小厚度按式（7.4.1）计算：δ=kde+C…………（7.4.1）7.4.2管束区以外通过三个支撑画当量圆时，k值按表7.4.2确定；通过四个或四个以上支撑画当量圆时，k值降低10%；通过两个支撑画当量圆时，k值增加10%。管束区以内画当量圆时，k值取0.47。表7.4.2系数k部位支撑形式k管束区以外支点线管板与余热锅炉筒体、中心管连接：0.35内部无法封焊的单面坡口型角焊缝[图7.4.4（c）]0.50支撑点换热管0.45管束区以内支撑点换热管0.477.4.3如支撑形式不同时，则系数k取各支撑点（线）相应值的算术平均值。7.4.4支点线位置按图7.4.4所示原则确定。SH/T3158-2024图7.4.4支点线位置7.4.5换热管与管板全部采用焊接连接，每根换热管的中心点均视为支撑点。7.4.6当量圆直径de如为经过三个或三个以上支撑画圆时，支撑不应都位于同一半圆周上。如为二个支撑画圆时，支撑应位于当量圆直径的两端。当量圆的画法如图7.4.6所示。7.4.7管束区以外当量圆直径de取管束区以外的最大当量圆。管束区以内当量圆直径de的计算：换热管三角形排列时，de=1.155b；换热管正方形排列时，de=2b。SH/T3158-2024图7.4.6当量圆画法7.5换热管计算7.5.1承受内压力换热管的计算厚度按式（7.5.1）计算：…………………（7.5.1）7.5.2承受外压力换热管的稳定性计算按GB/T150.3-2011中第4章第4.3条进行。7.5.3管束区周边换热管及管束区内换热管起支撑作用所需计算厚度均按式（7.5.3）计算：…………………7.5.4单根换热管所支撑的面积A应符合以下规定：a）管束区内单根换热管所支撑的面积A——三角形排列时，A=0.866b2-πd/4；正方形排列时，A=b2-πd/4。b）管束区周边单根换热管所支撑的面积A等于围绕管束区周边单根换热管所画的几个当量圆中心点连线所包围面积的最大值减去单根换热管外径所占面积。换热管支撑面积画法如图7.5.4所示。SH/T3158-2024图7.5.4换热管支撑面积A的近似画法7.5.5管束区周边换热管及管束区内换热管厚度均取7.5.1、7.5.2、7.5.3条计算结果中的最大值，加上换热管厚度附加量，并圆整到标准规格。换热管的最小名义厚度应不低于表7.5.5规定：表7.5.5换热管的最小名义厚度单位：mm公称外径dw名义厚度S3>38～604>60～765>76～896注：本表名义厚度仅包括1mm腐蚀裕量。7.6换热管与管板连接的拉脱力计算7.6.1换热管与管板连接的拉脱力按式（7.6.1）计算，焊接接头系数φ取0.8。q=…………………（7.6.1）7.6.2换热管与管板连接的拉脱力按式（7.6.2）校核，式中许用拉脱力[q]取管板和换热管设计温度下许用应力中较小值的一半。q≤[q]………（7.6.2）7.7管箱炉衬厚度的计算7.7.1管箱炉衬层数及各层的厚度可按现行行业标准HG/T20525或现行行业标准SH/T3179的有关规定进行计算。7.7.2在确定炉衬厚度时，应使管箱金属壁温大于等于管程介质的露点温度加20℃~50℃。8结构设计8.1主要元件及名称8.1.1余热锅炉主要元件及名称见图8.1.1。SH/T3158-2024图8.1.1余热锅炉主要元件及名称8.1.2自带蒸发空间的余热锅炉主要元件及名称见图8.1.2。图8.1.2自带蒸发空间的余热锅炉主要元件及名称8.2筒体及封头8.2.1余热锅炉筒体及封头结构应符合现行国家标准GB/T150.3的有关规定。8.2.2采用碳素钢及低合金钢制作的余热锅炉壳程筒体最小厚度见表8.2.2。表8.2.2碳素钢及低合金钢制余热锅炉壳程筒体最小厚度单位：mm公称直径>700～1000>1000～1500>1500～2000>2000～2600>2600～3200>3200最小厚度8注1.表中最小厚度未包括腐蚀裕量。注2.表中最小厚度未考虑余热锅炉壳程筒体对汽包的支撑载荷。8.3接管及开孔补强8.3.1接管的结构设计，除应符合现行国家标准GB/T150.3、现行行业标准SH/T3074有关规定以外，还应符合工艺、热工及自控等专业的要求。8.3.2开孔补强结构除应符合现行国家标准GB/T150.3的规定外，宜选用整体补强，DN≤50mm的接管法兰宜采用长高颈法兰。8.3.3凡能引起余热锅炉器壁局部热疲劳的接管（如给水管、加药管等在穿过器壁处应加装套管。SH/T3158-2024饱和水蒸汽压力小于等于1.0MPa的余热锅炉，可不加装套管。8.4人孔8.4.1根据操作、维修、制造及安装的需要，宜在余热锅炉上开设人孔。人孔公称直径应大于等于400mm。对衬有炉衬的筒体或封头，应开设带有炉衬的带芯人孔，见图8.4.1。也可选用其他结构形式的带芯人孔。（ab）图8.4.1带芯人孔8.4.2余热锅炉宜选用带颈对焊法兰人孔。人孔密封面形式，垫片及紧固件的选用，除按工程设计及相应人孔标准规定之外，可按现行行业标准SH/T3074的规定选用。8.4.3与标准人孔的公称压力级别对应的余热锅炉设计温度下的最高无冲击工作压力，不应低于余热锅炉的设计压力。8.5管板8.5.1管板结构按以下规定：a）管板结构分为管束区内、管束区外和圆弧过渡段三部分。圆弧过渡段的结构见图8.5.1。b）管板直边长度L应大于等于2δ,且大于等于50mm。c）管板折边内半径r应大于等于2.5δe，且大于等于38mm。d）管板直边与相连接的余热锅炉筒体不等厚度相接时，应符合GB/T150.4-2011中第6.5.3条规（a）(δ=δi,δe=δ)（b）(δ>δi,δe=δ)（c）[δ<δi,δe=(δ+δi)/2］SH/T3158-2024（d）[δ<δi,δe=(δ+δi)/2e）(δ<δi,δe=δ)（f）(δ<δi,δe=δ)图8.5.1管板圆弧过渡段结构8.5.2管孔布置及中心距按以下规定：a）管板管孔排列形式见现行国家标准GB/T151，可按正三角形或正方形排列；b）管孔中心距应大于等于1.25倍的换热管外径；且管板孔桥尺寸应使相邻管头坡口边缘的净距离大于等于10mm；c）布置管孔时，应留出足够大的呼吸空位，以防止管板产生过大的温差应力，具体要求如下：1）最外圈换热管与管板焊接接头的坡口边缘至圆弧过渡段的圆弧起点(见图8.5.1)的距离应大于等于20mm；2）换热管外壁与中心管外壁之间的呼吸空位，应大于等于余热锅炉筒体内直径的5%和50mm中的较大值,如果余热锅炉筒体内直径的5%大于100mm，可取100mm。8.5.3管板管孔直径及允许偏差见表8.5.3。表8.5.3管板管孔直径及允许偏差单位：mm换热管径456089管孔直径32.4538.5045.5551.7057.7060.7070.8076.8089.80允许偏差+0.10-0.15+0.10-0.20+0.15-0.25+0.30-0.10+0.30-0.05+0.30+0.058.5.4管板成形后的最小厚度见表8.5.4。表8.5.4管板成形后的最小厚度单位：mm强度焊+贴胀强度焊16+L110+L1注：L1-管头焊接坡口深度（见图8.6.1）8.5.5换热管管间距、管孔坡口尺寸及连接接头形式可参见附录B。8.5.6管板加工完毕，布管区的平面度允许偏差应符合表8.5.6的规定。表8.5.6管板布管区平面度允许偏差单位：mm公称直径DNDN≤15001500＜DN≤2500DN＞2500平面度允许偏差2348.6换热管与管板的连接8.6.1换热管与管板的连接宜采用强度焊、强度焊加贴胀两种形式（见图8.6.1）。贴胀的管板孔宜采用开槽结构。（a）强度焊（b）强度焊加贴胀图8.6.1换热管与管板的连接8.6.2管头焊接结构形式与尺寸，应符合下列规定：a）管板管孔的焊接接头坡口，应采用U形坡口形式；b）焊缝高度LH应大于等于换热管厚度加3mm；SH/T3158-****c）焊缝伸出管板长度L2宜取小于等于3mm；d）管端伸出焊缝长度L3宜取小于等于1.5mm。8.7中心管与管板的连接8.7.1管程介质入口温度大于等于600℃时，中心管与管板的连接宜选用图8.7.1（a）所示的结构，其中折边半径r及直边长度L应符合本标准8.5.1条的规定。管板厚度大于中心管厚度时，应按本标准8.5.1d）款及图8.7.1（a）的规定削薄。8.7.2选用图8.7.1（b）所示的结构时，焊缝伸出管板长度L2及管端伸出焊缝长度L3应符合以下要求：a）焊缝伸出管板长度L2宜取小于等于3mm；b）管端伸出焊缝长度L3宜取小于等于1.5mm。图8.7.1中心管与管板的连接8.8管板及管箱筒体与壳程筒体的连接8.8.1管板与壳程筒体的连接，应为全焊透结构；列要求选择：a）当管箱设计压力小于等于1.0MPa，连接结构宜按图8.8.2（a）或（bb）当管箱设计压力大于1.0MPa小于1.6MPa时，连接结构宜按图8.8.2（cc）当管箱设计压力大于等于1.6MPa时，管箱筒体与壳程筒体之间，宜按图8.8.2（d)增设环形锻件。图8.8.2管箱筒体与壳程筒体的连接结构SH/T3158-20248.9高温侧管板及管头的热防护8.9.1管板的热防护结构管程介质温度大于等于600℃时，管板表面应浇注一层高强度耐火浇注料，管板及管头热防护结构见图8.9.1-1，且应符合以下要求：a）管板表面高强度耐火浇注料理化性能指标见附录C；b）耐火浇注料厚度应在50mm～100mm之间，宜取75mm；c）耐火浇注料宜采用柱形锚固钉固定，其结构见图8.9.1-1；d）在管束区内，锚固钉应均匀分布，且应位于相邻管孔组成的三角形或正方形的形心上，其间距100mm～150mm，见图8.9.1-2。管束区外，锚固钉应均匀交错布置，间距约200mm。e）对需要整体消除应力热处理的管板，在锚固钉与管板间宜焊接热处理垫板。图8.9.1-1管板及管头热防护结构图8.9.1-2锚固钉的排布管程介质温度小于600℃时，管板表面除可按本标准条的规定进行热保护外，也可采用高铝质或轻质浇注料耐热衬里进行热保护，耐热衬里厚度与本标准条的规定相同；同时在衬里外表面铺设一层钢衬板，其结构见图8.9.1-3。钢衬板铺设应符合以下要求：a）钢衬板的厚度宜取3mm～5mm，材质根据介质温度选用；b）钢衬板与管箱耐热衬里之间，应留出足够大的膨胀间隙；c）钢衬板可用耐高温螺栓固定，螺栓间距约300mm，布置螺栓时，应考虑衬里锚固钉的布置情况。SH/T3158-2024图8.9.1-3带钢衬板的耐热衬里结构8.9.2高温管头的热保护结构管程介质温度大于等于600℃时，宜在换热管高温入口端安装双刚玉瓷套管，其结构见图8.9.1-1。管程介质温度小于600℃时，宜在换热管高温入口端安装单刚玉瓷套管，其结构见图8.9.2-1。也可在换热管高温入口端安装金属保护套管，其结构见图8.9.2-2。金属套管也可根据设计经验采用其他结构形式。套管伸入管板内侧的深度Le取换热管公称直径与50mm之间的较大值。套管与换热管内壁之间应留出1.5mm±0.5mm的间隙。套管厚度应大于等于3mm。套管制作单位应根据换热管最小实测内径配作套管。图8.9.2-1单刚玉瓷套管结构图8.9.2-2金属保护套管结构8.10支持板8.10.1换热管在其材料使用温度范围内最大无支撑跨距大于表8.10.1规定值时，应设置支持板。不同于表8.10-1中换热管外径的换热管的最大无支撑跨距，可用内插法求得。表8.10.1换热管的最大无支撑跨距单位：mm换热管外径456089最大无支撑跨距220025002750295031508.10.2支持板的最小厚度见表8.10.2。表8.10.2支持板的最小厚度单位：mm公称直径DN换热管无支撑跨距SH/T3158-2024>600～900>900～1200>1200～1500>1500>700～9008>900～1500>1500～2000>2000～2600>2600～3200>32008.10.3支持板管孔直径及允许偏差，应符合表8.10.3的规定。表8.10.3支持板管孔直径及允许偏差单位：mm换热管外径456089管孔直径32.538.745.751.757.760.770.876.889.8允许偏差+0.408.10.4支持板的结构见图8.10.4。图8.10.4支持板的结构8.10.5支持板与余热锅炉筒体之间，宜采用焊接固定，见图8.10.4中A—A视图；也可采用螺栓连接，见图8.10.4中的B—B视图。8.10.6支持板底部及顶部在保证支撑强度的情况下应设置缺口。支持板不应与余热锅炉筒体直接焊接。8.11炉衬8.11.1管程介质温度大于等于900℃时，管箱炉衬宜设计成耐热层和隔热层组合结构，见图8.11.1，且应符合以下要求：a）炉衬层数及各层厚度按本标准7.7条的规定计算确定；b）迎火面耐火层，应选用高强度耐火浇注料，理化性能指标见附录C。c）各层炉衬均由锚固钉固定，锚固钉宜设计成V形或Y形，其结构见图8.11.1。锚固钉应均匀交错排布，间距小于等于200mm。8.11.2管程介质温度小于900℃时，炉衬可采用本标准8.11.1条的结构，炉衬可选用轻质浇注料，厚度按本标准7.7条的规定计算确定；同时可在炉衬表面铺设一层钢衬筒，其结构见图8.11.2。钢衬筒的铺设应符合以下要求：a）钢衬筒的铺设，应考虑钢衬筒在高温下径向及轴向的热膨胀；b）钢衬筒的其它设计参数符合本标准条要求。8.11.3当余热锅炉出口侧管箱温度较低时，其炉衬的设置及结构可根据管程介质温度及介质特性等要求确定。SH/T3158-2024图8.11.1管箱炉衬结构图8.11.2钢衬筒结构8.12中心管衬里8.12.1中心管宜设置隔热层。8.12.2当设置隔热层时，宜在隔热层表面铺设一层钢衬筒，衬筒的设置应考虑轴向热膨胀，其结构见图8.12.2，衬筒也可采用其他成熟的结构形式。图8.12.2隔热层及钢衬筒结构8.13支座8.13.1余热锅炉的支座采用鞍式支座时，其中一个支座应能在基础上滑动或滚动；宜将滚动支座设计成滚柱型，滑动支座设计成聚四氟乙烯摩擦副型支座；8.13.2应根据余热锅炉轴向膨胀量，确定滑动支座底板上长圆孔的长度或采取其他结构；8.13.3鞍座与余热锅炉筒体焊接的垫板，应与余热锅炉筒体的材料相同。8.13.4余热锅炉支座设置的其它要求应符合现行行业标准NB/T47042的规定。8.14超压泄放装置8.14.1超压泄放装置宜采用安全阀。8.14.2安全阀的设置应符合现行国家标准GB/T150和《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG21的有关规定。8.15安全保护装置8.15.1余热锅炉应装设高、低水位报警(高、低水位警报信号须能区分)、低水位连锁等安全保护装置。8.15.2低水位连锁安全保护装置最迟应在最低安全水位时动作。9制造、检验与验收9.1材料复验9.1.1余热锅炉制造单位的材料复验应符合现行国家标准GB/T150.2和《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG21及相关材料标准的规定。9.1.2当管板厚度大于等于20mm，余热锅炉壳体厚度大于等于30mm时，应按以下要求对钢板进行复验，复验结果应符合本标准6.2条及现行国家标准GB/T713.2的规定：a）逐张检查钢板表面质量和尺寸偏差；SH/T3158-2024b）按炉复验化学成分；c）按批复验钢板室温拉伸、冲击及弯曲试验；d）管板用钢板应逐张进行超声检测，超声检测应符合6.2.4条的规定；e）设计文件规定进行复验的项目。9.1.3换热管应按下列要求进行复验，复验结果应符合本标准6.3条、现行国家标准GB/T9948的规a）逐根检查钢管表面质量和尺寸偏差；b）按炉复验化学成分；c）按批复验钢管室温拉伸性能；d）钢管应逐根进行水压试验,试验压力不应小于余热锅炉耐压试验压力（管、壳程试验压力的最高值e）应逐根实测换热管内径，并向用户提供最小值；f）设计文件规定进行复验的项目。9.1.4当管板及环形过渡段采用锻件时，应按下列要求进行复验，复验结果应符合本标准6.4条及现行行业标准NB/T47008的规定：a）逐件检查锻件的表面质量；b）按炉复验化学成分；c）逐件复验锻件的室温拉伸试验；d）逐件按现行行业标准NB/T47013.3进行超声检测，质量等级为Ⅰ级。9.1.5中心管复验应符合9.1.3条关于换热管的规定。9.2管板9.2.1管板宜采用整块钢板制造，如需拼接，应经用户同意且应符合下列拼焊要求：a）拼接接头不应多于一条，且不应通过管板孔。管板拼接接头应采用双面全焊透对接结构，在管板成形前应将焊缝磨平；b）拼接接头应与相邻筒体纵向焊接接头错开，两接头中心线之间外圆弧长应大于等于钢材厚度(管板直边段钢材厚度与余热锅炉筒体钢材厚度两者取较大值)的3倍，且大于等于100mm；c）拼接接头应进行100%射线或超声检测，射线检测不低于现行行业标准NB/T47013.2中Ⅱ级为合格，检测等级为AB级；超声检测不低于现行行业标准NB/T47013.3中Ⅰ级为合格，检测等级为B级；并进行100%磁粉检测，不低于现行行业标准NB/T47013.4中Ⅰ级为合格。d）管板拼接后应进行消除应力热处理。9.2.2管板加工成形应符合下列要求：a）管板的加工应根据加工工艺确定加工裕量，以确保成形后的实际厚度大于等于设计要求的相应部位最小成形厚度。b）中心管处折边孔直段边缘的厚度应大于等于管板设计厚度的70％,且大于等于中心管厚度。c）管孔直径及允许偏差应符合本标准8.5.3条的规定。管孔表面粗糙度不应大于Ra12.5μm。d）管孔表面应清理干净，不应有影响胀接或焊接连接质量的毛刺、铁屑、锈斑、油污等，胀接管孔表面不应有影响胀接质量的纵向或螺旋状刻迹等缺陷。e）管孔中心距及最小孔桥尺寸应符合本标准8.5.2条的规定。f）管板钻孔前，应对折边圆弧过渡区内外表面进行渗透检测，检测灵敏度等级为C级，不低于现行行业标准NB/T47013.5中Ⅰ级合格。g）冷冲压成形的管板，应进行消除应力热处理。热冲压成形的管板，若热成形改变了材料供货热处理状态，应重新进行热处理，恢复材料供货热处理状态。SH/T3158-20249.3换热管9.3.1换热管管端外表面应除锈至呈现金属光泽，管端清理长度应大于等于换热管外径，且大于等于50mm。9.3.2换热管的最终下料长度，应充分考虑管板的加工变形，且在两端切头后，保证换热管伸出管板的长度符合本标准8.6.2条的规定。为保留完整的换热管管端，制造厂应根据换热管外径、厚度及焊接工艺适当增加管端伸出焊缝的长度。9.4换热管与管板的强度焊接9.4.1焊接工艺评定除符合现行行业标准NB/T47014的规定外，还应符合下列规定要求：a）评定所用试件材质、厚度、管间距、管子规格、坡口形式及尺寸均与实际产品一致。b）焊接接头的渗透检测，不低于现行行业标准NB/T47013.5中Ⅰ级合格，且不应存在任何裂纹及未熔合、未焊透等缺陷。c）金相检测结果应符合NB/T47014-2011中附录D第D.7.3条规定。d）所有焊接接头根部应焊透，且不允许有裂纹、未熔合、未焊透。e）所有受检测面的焊脚高度应大于等于设计文件规定的焊脚高度减0.5mm。9.4.2焊接工艺评定合格后，制订焊接工艺指导书，且应采取合适的焊接顺序，防止管板变形。9.4.3焊接应采用氩弧焊，宜采用自动氩弧焊。根部打底应保证焊透。9.4.4打底焊后，壳程应采用大于等于0.3MPa的压缩空气检查管头，合格后，应采取措施防止生锈。9.4.5多道焊层间的起弧与收弧位置应相互错开。9.4.6焊接接头的焊脚尺寸应符合设计文件的规定，焊缝成形美观，焊肉饱满，焊缝表面的焊渣及凸出于换热管的焊瘤均应清除。9.5换热管与管板的胀接9.5.1胀接前应进行胀接工艺试验，确定合适的胀度。9.5.2胀接深度不应超过管板背面，换热管胀接与非胀接部位应圆滑过渡，不应有急剧的棱角。9.5.3胀接宜采用柔性胀接方法。9.6余热锅炉的组装9.6.1余热锅炉零部件，在组装前应认真清理，不应留有焊疤、焊接飞溅物、浮锈及其他杂物。9.6.2余热锅炉组装尺寸偏差见图9.6.2。SH/T3158-2024图9.6.2余热锅炉组装尺寸允许偏差9.6.3余热锅炉零部件的自由尺寸偏差应符合下列规定：a）机加工面的自由尺寸允许偏差按现行国家标准GB/T1804中m级；b）非加工面的自由尺寸允许偏差按现行国家标准GB/T1804中c级。9.6.4当汽包与余热锅炉直接连接时，如图9.6.2结构，制造厂应进行重叠预组装，并标有预组装永久标记，其预组装情况应记入质量证明文件。9.7无损检测9.7.1余热锅炉焊接接头无损检测应符合现行国家标准GB/T150.4和《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG21的规定、设计文件和本标准的相关规定。9.7.2换热管与管板焊接完毕，焊接接头表面应进行磁粉或渗透检测符合现行行业标准NB/T47013.4或现行行业标准NB/T47013.5中I级为合格。每个象限可进行不少于10%射线检测抽查，抽查应覆盖所有焊工施焊的焊接接头，合格标准符合相关企业标准的规定。9.8焊后热处理9.8.1余热锅炉焊后热处理应符合设计文件和现行国家标准GB/T150、GB/T30583的有关规定。9.8.2热处理前应将保温钉、垫板等与受压元件相焊的所有构件焊接完成，热处理后受压元件不得再进行焊接。9.9耐压试验9.9.1余热锅炉耐压试验的种类和试验压力值应在设计文件上注明，其试验要求应符合现行国家标准GB/T150.4的规定。9.9.2耐压试验应按下列步骤进行：a）余热锅炉壳程试压，同时检查换热管与管板连接接头；b）当设计文件规定余热锅炉管程试压时，管程充压时壳程应同步充压，并保证整个过程壳程压力不低于管程；c）当汽包由余热锅炉上升管支撑时，余热锅炉与汽包组装后，余热锅炉与汽包应进行整体耐压试验，试验压力取二者耐压试验压力中的较小值。SH/T3158-20249.10炉衬的施工与检验9.10.1炉衬应在余热锅炉耐压试验合格后进行施工。炉衬施工前应将设备内壁吹干，并按现行国家标准GB/T8923.1中Sa2.5或St3级的要求进行除锈。9.10.2需整体热处理的余热锅炉，炉衬保温钉应在热处理之前焊接。9.10.3余热锅炉炉衬采用轻质耐热浇注料时，可按现行行业标准SH/T3115进行施工与检验。9.10.4余热锅炉炉衬采用粘土质、高铝质及高强度耐火浇注料时，可按现行行业标准SH/T3534中不定形耐火材料炉衬进行施工与检验。9.10.5炉衬施工完成并按相应标准要求进行养护后，按炉衬材料厂家提供的烘烤曲线及要求进行烘烤。9.10.6炉衬烘烤时，余热锅炉壳程内应充满锅炉用水，并进行水循环保护。在任何情况下，必须保证余热锅炉的水位在安全水位以上。9.11其他9.11.1余热锅炉运输包装，应符合现行行业标准NB/T10558的规定。9.11.2余热锅炉现场安装后，应按设计文件的要求进行保温。9.11.3余热锅炉使用过程中，应控制锅炉的给水和锅炉水品质符合现行国家标准GB/T1576或GB/T12145的规定。9.11.4余热锅炉的其他现场安装要求按现行国家标准GB/T150.4、GB/T151的规定。SH/T3158-2024附录A（资料性附录）刚玉瓷保护套管理化性能指标A.1刚玉瓷保护套管材料的理化性能指标见表A.1表A.1刚玉瓷保护套管理化性能指标理化性能指标检验检测标准体积密度（kg/m3110℃×24h）≥3000GB/T2997耐压强度（MPa110℃×24h）GB/T5072烧后线变化率（%1500℃×3h）GB/T5988化学成分（%）Al2O3GB/T3044Fe2O3≤0.4SiO2≤0.5导热系数（W/m.K）(540℃)2.5YB/T4130导热系数（W/m.K）(1300℃)≤1.5YB/T4130显气孔率（%）GB/T2997热震稳定性（1100℃~常温）水冷12次或风冷30次GB/T30873耐火度(℃)GB/T7322A.2除热震稳定性指标为刚玉瓷套管成品外，其余性能指标均为标准试块。SH/T3158-2024附录B（资料性附录）换热管管间距、管孔坡口尺寸及连接接头形式B.1余热锅炉换热管间距及管孔坡口尺寸见表B.1表B.1余热锅炉换热管间距及管孔坡口尺寸换热管规格D×S（mm）排列方式换热管间距（mm）管孔坡口尺寸(mm)D1D2RL1L2L3正方形按8.5.3条规定462三角形正方形47三角形正方形三角形正方形5三角形正方形8三角形正方形三角形正方形三角形正方形9三角形正方形三角形正方形6三角形B.2换热管与管板连接结构及坡口型式见图B.2-1，管孔坡口型式见图B.2-2。注1：当δmin≤20mm时，取消胀接。图B.2-1焊接接头型式图B.2-2管孔坡口型式SH/T3158-2024（资料性附录）管板表面高强度耐火浇注料理化性能指标理化性能指标检验检测标准体积密度（kg/m3110℃×24h）≥3000GB/T2999耐压强度（MPa110℃×24h）GB/T5072耐压强度（MPa1500℃×3h）YB/T2208抗折强度（MPa110℃×24h）GB/T3001抗折强度（MPa1500℃×3h）GB/T3002烧后线变化率（%1500℃×3h）GB/T5988化学成分（%）Al2O3GB/T6900Fe2O3≤0.4SiO2≤0.5导热系数（W/m.K）(1300℃)≤1.5YB/T4130耐火度(℃)GB/T7322SH/T3158-2024本标准用词说明1为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：1）表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；2）表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。中华人民共和国石油化工行业标准条文说明SH/T3158-2024修订说明《石油化工管壳式余热锅炉》（SH/T3158－2024经工业和信息化部2024年03月29日以第01号公告批准发布。本标准是在《石油化工管壳式余热锅炉》（SH/T3158－2009）的基础上修订而成，上一版的主编单位是山东三维石化工程股份有限公司和中国石化工程建设有限公司，主要起草人员是何智灵、王春江、初宜军、杨本智、伍志毅、张迎恺。因山东三维石化工程股份有限公司于2021年5月17日变更为山东三维化学集团股份有限公司，故本标准修订后，主编单位名称变更为山东三维化学集团股份有限公司和中国石化工程建设有限公司。本标准修订过程中，编制组进行了深入细致的调查研究，总结了我国工程建设石油化工管壳式余热锅炉设计、制造、检验、验收和安装等方面的实践经验，同时参考了国外先进技术法规、技术标准，取得了新的重要技术参数。为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定，《石油化工管壳式余热锅炉》编制组按章、条顺序编制了本标准的条文说明，对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是，本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。SH/T3158-2024 5设计基础 5.1设计压力 5.2设计温度 6材料 6.1选材原则 6.2钢板 6.3钢管 7设计计算 7.3许用应力 7.4管板计算 7.5换热管计算 8结构设计 8.3接管及开孔补强 8.5管板 8.9高温侧管板及管头的热防护 359制造、检验与验收 9.1材料复验 9.4换热管与管板的强度焊接 359.7无损检测 9.8焊后热处理 SH/T3158-2024石油化工管壳式余热锅炉本标准的管壳式余热锅炉是指：利用工业过程中的余热产生蒸汽，卧置挠性固定薄管板管壳式余热锅炉。本次修订