CBWA

中國鍋爐與鍋爐水處理協(xié)會

團體標準

T/CBWAXXXXX—202X

超臨界二氧化碳鍋爐設計導則

SupercriticalCO2BoilerDesignGuidance

2022-××-××發(fā)布2022-××-××實施

中國鍋爐及鍋爐水處理協(xié)會發(fā)布

前言

本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》

的規(guī)定起草。

本文件由中國鍋爐與鍋爐水處理協(xié)會提出并歸口。

本文件起草單位：中國特種設備檢測研究院、哈爾濱鍋爐廠有限責任公司、中國東方電

氣集團有限公司、西安熱工研究院有限公司、哈爾濱工業(yè)大學、哈電發(fā)電設備國家工程研究

中心有限公司、西安交通大學。

本文件主要起草人：劉光奎、黃鶯、蘇宏亮、王永杰、張彥軍、陳新中、錢林峰、閆凱、

白文剛、李紅智、張一帆、劉輝、張宇、康達、張春偉、趙欽新、楊冬。

本文件為首次發(fā)布。

超臨界二氧化碳鍋爐設計導則

1范圍

本文件規(guī)定了超臨界二氧化碳鍋爐的術語和定義、型號的表示方法、通用要求、材料

選用、結構設計、安全附件及儀器儀表、設計輸入和輸出等基本原則。

本文件適用于采用超臨界態(tài)二氧化碳作為輸出工質的鍋爐設計。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日

期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包

括所有的修改單）適用于本文件

GB1886.228-2016食品安全國家標準食品添加劑二氧化碳

GB13223火電廠大氣污染物排放標準

GB/T2900.48電工名詞術語鍋爐

GB/T16507.4水管鍋爐第4部分：受壓元件強度計算

GB/T22395鍋爐鋼結構設計規(guī)范

GB/T34348-2017電站鍋爐技術條件

GBZ1工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準

GBZ2.1工作場所有害因素職業(yè)接觸限值第1部分：化學因素

GBZ223工作場所有毒氣體檢測報警裝置設置規(guī)范

TSG11鍋爐安全技術規(guī)程

JB/T3315鍋爐用材料入廠驗收規(guī)則

NB/T47043鍋爐鋼結構制造技術規(guī)范

NB/T47049管式空氣預熱器制造技術條件

NB/T47060回轉式空氣預熱器

3術語和定義

GB/T2900.48界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

超臨界二氧化碳鍋爐supercriticalcarbondioxideboiler

利用燃料燃燒釋放的熱能或其他熱能加熱壓力大于7.38MPa、溫度大于30.98℃的超臨

界態(tài)二氧化碳，以生產規(guī)定參數(shù)和品質的二氧化碳的設備。

3.2

給氣feedgas

符合一定質量要求而被輸入鍋爐的二氧化碳氣體。。

3.3

二次氣secondarygas

將高壓透平排氣經鍋爐再次加熱進入低壓透平做功的工質。

1

3.4

氣冷壁gas-cooledwall

敷設在鍋爐爐膛四周由一組或多組并聯(lián)管子組成的二氧化碳在管子內部流動進行冷卻

的受熱面，主要吸收爐膛中高溫燃燒產物的輻射熱量。

3.5

分流省煤器partialstreameconomizer

利用從給氣中分流出的部分二氧化碳吸收爐膛排出的煙氣的熱量以降低排煙溫度的對

流受熱面。

3.5

主給氣管道m(xù)ainfeedgaspipe

高溫回熱器冷側出口至鍋爐入口分配集箱之間的管道。

3.6

一次氣出口管道primaryoutletpipe

一次氣受熱面的出口集箱至高壓透平入口的主氣閥之間的管道。

3.7

二次氣入口管道secondaryinletpipe

高壓透平排氣至二次氣受熱面的入口集箱之間的管道。

3.8

二次氣出口管道secondaryoutletpipe

二次氣受熱面的出口集箱至低壓透平入口的主氣閥之間的管道。

4型號表示方法

4.1超臨界二氧化碳鍋爐的型號由多個字節(jié)組成，應能表達出制造單位、工質名稱、能量

來源、額定參數(shù)、燃料種類等，如圖1。

圖1產品型號組成示意圖

2

4.2制造單位一般由能夠代表制造單位名稱的兩個大寫字母組成，見表1。

表1制造廠代號

制造廠名稱代號

哈爾濱鍋爐廠有限責任公司HG

上海鍋爐廠有限公司SG

東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司DG

其他鍋爐廠自定（兩個大寫字母）

4.3工質名稱為超臨界二氧化碳，由其化學分子式CO2表示。

4.4能量來源有燃料化學燃燒產生和余熱物理回收，見表2。

表2按燃燒方式分類

燃燒方式名稱代號

室燃燃燒室燃式超臨界二氧化碳鍋爐S

流化床燃燒流化床式超臨界二氧化碳鍋爐L

其他燃燒其他超臨界二氧化碳鍋爐Q

4.5額定參數(shù)由額定循環(huán)量（t/h）、額定出口壓力（MPa）、額定出口溫度（℃）、再熱氣溫

（℃）組成。

4.6燃料種類代號如表3。

表3按燃料種類分類

燃料種類名稱代號

煤燃煤超臨界二氧化碳鍋爐M

液體燃料燃油超臨界二氧化碳鍋爐Y

氣體燃料燃氣超臨界二氧化碳鍋爐Q

生物質生物質超臨界二氧化碳鍋爐SW

其他燃料其他燃料超臨界二氧化碳鍋爐QT

5通用要求

5.1超臨界二氧化碳鍋爐的設計、制造、燃燒設備及系統(tǒng)配置應符合TSG11規(guī)定。

5.2鍋爐應配備必要的環(huán)保設施，污染物排放設計滿足GB13223的要求。

5.3平臺和構架的設計應符合GB/T22395要求。

5.4鍋爐配套回轉式預熱器材料、設計等要求按照NB/T47060要求，管式預熱器材料、設

計等要求按照NB/T47049要求。

5.5鍋爐本體宜采用露天布置，并有防腐、防凍、防雷擊、防風等措施，如因環(huán)境制約等

條件限制采用廠房內布置或緊身封閉，宜保持良好通風。

5.6鍋爐的燃燒、煙風系統(tǒng)的設計與設備的配置應滿足鍋爐運行的要求，依照GB/T

34348-2017中8、10、11執(zhí)行。

5.7鍋爐內充裝的二氧化碳工質質量一般需要符合GB1886.228-2016要求。

5.8鍋爐受熱面、管道和集箱應全部進行壁溫核算，受壓元件強度應按GB/T16507.4規(guī)定

3

計算。

5.9鍋爐受壓元件、部件的連接應采用焊接連接，且采用全焊透焊接結構。

5.10各級受熱面最高點處應設有排放空氣的管路和閥門，低點設置疏水管路和閥門；管

路的引出處應采用加厚的管座（管接頭），管路應至少設置串聯(lián)的兩個閥門，其中一個閥門

應靠近管路引出處的管接頭。

6材料選用

6.1超臨界二氧化碳鍋爐用材料（包括焊接材料）應是納入國家標準或行業(yè)標準中的鍋爐用

材料。受壓元件用的鋼板、鋼管和鍛件的鋼材應是鎮(zhèn)靜鋼。

6.2選用材料時既考慮鍋爐受壓元件的運行條件（壓力、溫度以及其他環(huán)境因素），也要考

慮制造單位的加工工藝和裝備條件。

6.3用于受壓元件和非受壓元件的金屬材料應具有足夠的強度、良好的組織穩(wěn)定性和抗腐蝕

（二氧化碳和煙氣）性能，受冷熱交替作用的部件應考慮材料的抗疲勞性能，承載構件材料

應具有足夠的強度和剛度，焊接材料應與被焊材料的性能相匹配。

6.4鍋爐制造單位和安裝單位應按JB/T3375規(guī)定的項目對鍋爐用材料進行驗收，合格后才

能使用。

7結構設計

7.1集箱與管道

7.1.1管道的材料、規(guī)格應根據(jù)系統(tǒng)流量、壓力、溫度參數(shù)經過技術經濟性比較確定。

7.1.2集箱和管道最高工作溫度不應高于材料允許溫度，煙道外的集箱和管道強度計算壁溫

的取值宜在額定工況工質平均溫度基礎上加上偏離設計工況可能導致的溫度偏差，如表4。

表4集箱和管道強度校核計算溫度附加值（℃）

位置偏差值

主給氣管道+20

氣冷壁集箱+20

氣冷壁進出口連接管道+20

一次氣出口管道+10

二次氣入口管道+20

二次氣出口管道+10

7.1.3分流省煤器入口管道宜設置調節(jié)閥，出口管道的設計溫度應能滿足分流省煤器在運行

中可能出現(xiàn)的最惡劣工況。

7.1.4一次氣出口集箱和管道的元件計算壓力宜取額定工況工作壓力的1.05倍，二次氣進口

集箱和管道的元件計算壓力宜取額定工況工作壓力的1.15倍，其他部件的元件計算壓力宜

在此基礎上考慮額定工況下工質的流動壓降。

7.1.5受熱面進、出口集箱規(guī)格和其連接管引入引出方式宜合理匹配，控制各受熱面管子最

大流量與平均流量偏差不超過5%。

7.1.6管道系統(tǒng)應進行各工況應力分析，保證管道熱膨脹得到有效補償。

7.1.7凡與一次氣出口管道、二次氣出口管道、主給氣管道等鍋爐管道直接連接的聯(lián)箱、集

氣箱等，均應能夠承受一定的管道熱膨脹所給予的推力及力矩。

4

7.1.8存在溫差二氧化碳輸送管道三通結構應設計合適結構減少溫差應力，可以考慮在支管

處采用套筒結構。

7.1.9管道的設計應以流動阻力最小為目標合理選擇管道彎曲半徑和管件連接方式。管道彎

頭在空間結構條件允許情況下管道彎曲半徑宜采用不小于3倍管道外徑。所用的三通、異徑

管和彎頭宜采用鍛造件或擠壓成型件，其內壁應打磨光滑，圓滑過渡。

7.1.10對容易出現(xiàn)雜物的集箱應合理設置檢查手孔，手孔內徑不宜小于100mm。

7.2氣冷壁

7.2.1當采用室燃爐時，應保證任何工況下火焰不沖刷氣冷壁壁面及氣冷壁內其他受熱面部

件。燃煤鍋爐氣冷壁的斷面大小宜根據(jù)輸入熱功率參照同等條件下的蒸汽鍋爐斷面熱負荷進

行選型，并根據(jù)氣冷壁壁面冷卻條件酌情調整。燃油、燃氣鍋爐的斷面大小應滿足燃燒器火

焰擴展所需空間。

7.2.2當鍋爐過熱氣與再熱氣吸熱量比例接近時，宜在爐膛內同時布置過熱氣與再熱氣受熱

面保證再熱氣溫能夠達到設計值。過熱氣與再熱氣受熱面相鄰布置時，其連接應有可靠的密

封和傳力結構。

7.2.3氣冷壁宜采用管子加鰭片形式的膜式壁或其他可靠密封形式，當采用膜式壁時管間扁

鋼材料與管子材料成分應相近。

7.2.4氣冷壁采用膜式壁結構時管子及鰭片應進行溫度與應力驗算，無論在鍋爐啟動、停爐

和各種負荷工況下，管壁和鰭片的溫度均應低于鋼材的最高允許使用溫度，應力也應低于許

用應力，管壁外表面溫度低于材料抗氧化溫度。

7.2.5氣冷壁的管子規(guī)格、材料對熱偏差偏差、流量偏差等因素造成的管壁溫度不均勻應進

行考慮，保證滿足強度并留有足夠的安全裕度。

7.2.6氣冷壁結構設計應能使氣冷壁按預設方向膨脹，并合理裝設膨脹指示器，真實顯示膨

脹狀態(tài)，便于現(xiàn)場檢查。

7.2.7氣冷壁宜采用全疏水結構，放水點裝在最低處，保證氣冷壁管及其集箱內的水能放空。

7.3高溫受熱面

7.3.1在保證任何工況受熱面均能夠得到充分冷卻基礎上，可沿煙氣流程將不同位置上受熱

面并聯(lián)連接作為同級受熱面，兩個并聯(lián)受熱面阻力、溫升應相近。

7.3.2受熱面的材料選擇，應綜合考慮煙溫偏差、流量偏差等因素，對不同的管段進行壁溫

核算，并留有足夠的安全裕度。

7.3.3設計中應保證各段受熱面在正常運行及啟動、停爐時金屬壁溫不超溫過熱，按預定方

向膨脹且不受阻礙。

7.3.4受熱面宜采用全疏水結構，當采用垂直吊掛結構時應考慮水壓試驗存留的積水清除措

施。

7.3.5不宜在三通渦流區(qū)引入引出受熱面管以避免三通效應。

7.3.6高溫受熱面管子應采用可靠的防振固定措施，保證在運行中不晃動，不亂排。管夾、

卡板等附件應采用耐高溫的材料制成，其壽命與相應管材匹配，保證管子按預設方向順利膨

脹。

7.4分流省煤器

5

7.4.1分流省煤器一般采用逆流布置，應保持其傳熱端差（進口煙溫與出口氣溫差值）不宜

小于50℃。

7.4.2分流省煤器的設計流量宜根據(jù)熱力系統(tǒng)優(yōu)化計算確定，但應能保證任何工況下受熱面

管子能得到充分冷卻。

7.4.3分流省煤器應能與并聯(lián)的換熱器溫升和壓降匹配，出口工質溫度應與匯入管路工質溫

度相近，出口壓力高于匯入點工質壓力，必要時可在分流省煤器入口設置逆止閥。

7.4.4受熱面管子和材料的壁溫核算應按照可能出現(xiàn)的最低流量、最高進口溫度中最惡劣工

況校核金屬壁面溫度。

8安全附件及儀器儀表

8.1安全閥及其排放管路

8.1.1每臺鍋爐一次氣和二次氣系統(tǒng)均應當裝設全啟式安全閥，宜至少設置1個控制式安全

閥（氣動式、液動式和電磁式）。

8.1.2一次氣或二次氣系統(tǒng)鍋爐安全閥全部開啟時排量之和應大于鍋爐設計循環(huán)流量，氣冷

壁、高溫受熱面裝設的安全閥排量應能保證受熱面足夠的冷卻。

8.1.3安全閥應可靠密封，安全閥動作時無二氧化碳氣體泄漏。閥門密封件應具有耐二氧化

碳氣體腐蝕的性能。

8.1.4安全閥排放管路應直通安全地點，并加裝消音器，其結構應當有足夠的流通截面積，

保證排氣暢通。二氧化碳氣體的排放應按照有關規(guī)范執(zhí)行，當其允許排放大氣時，排放口應

高于排放口為中心的15m半徑范圍內的地面、設備、操作平臺3m以上。

8.1.5安裝安全閥的管道及管座應能承受安全閥動作時的反作用力。

8.2溫度測量裝置

8.2.1鍋爐工質系統(tǒng)相應部位溫度測點按如下原則設計:

a)鍋爐入口給氣溫度；

b)分流省煤器進出口氣溫；

c)氣冷壁進出口氣溫；

d)每級受熱面進出口氣溫；

e)存在溫差匯合管道匯合前后氣溫。

8.2.2鍋爐煙風系統(tǒng)相應部位溫度測點按如下原則設計：

a)爐膛出口煙溫；

b)空氣預熱器進出口煙溫；

c)空氣預熱器進出口風溫；

d)每級受熱面出口煙溫；

e)油燃燒器的燃油（除輕油）進口油溫；

f)再循環(huán)煙氣溫度。

8.2.3鍋爐相應部位金屬溫度測點按如下原則設計：

a)高溫受熱面爐外金屬壁溫；

b)爐膛氣冷壁出口金屬壁溫；

c)爐膛氣冷壁燃燒器區(qū)背火側金屬壁溫。

8.3壓力測量裝置

6

8.3.1鍋爐工質系統(tǒng)相應部位壓力測點按如下原則設計:

a)鍋爐入口給氣壓力；

b)分流省煤器進出口壓力；

c)爐膛氣冷壁進出口壓力；

d)每級受熱面進出口壓力；

e)匯合管道匯合前后壓力。

8.3.2鍋爐煙風系統(tǒng)相應部位壓力測點按如下原則設計：

a)爐膛出口壓力；

b)空氣預熱器進出煙氣壓力；

c)空氣預熱器進出風壓力。

8.4安全連鎖與保護

8.4.1環(huán)境保護

8.4.1.1鍋爐本體周圍環(huán)境中應建立二氧化碳氣體傳感器報警系統(tǒng)，環(huán)境濃度超過GBZ2.1

規(guī)定的時間加權平均容許濃度前應報警，報警裝置設置符合GBZ/T223規(guī)定。

8.4.1.2在廠房內布置鍋爐設備時，應在鍋爐房內地面及低洼處等布置事故管道，并符合

GBZ1-2010中6.1.5.2要求。事故通風管道應與二氧化碳檢測報警裝置設置聯(lián)鎖。

8.4.1.3空氣預熱器前尾部煙道宜對煙氣中二氧化碳含量在線檢測，以監(jiān)測爐內二氧化碳受

熱面泄漏。

8.4.1.4鍋爐放氣閥、安全閥等放氣裝置打開時應有報警提示。

8.4.2鍋爐工質系統(tǒng)連鎖保護應當至少裝設以下保護裝置：

a)任何情況下，循環(huán)流量低于啟動流量時的報警裝置；

b)工質流程氣冷壁出口溫度超過規(guī)定值時的報警裝置；

c)給氣斷氣超過規(guī)定時間時，自動切斷鍋爐燃料供應裝置；

d)鍋爐出口一次氣或二次氣超壓報警裝置；

e)鍋爐出口一次氣或二次氣超溫報警裝置；

8.4.3鍋爐的爐膛安全應根據(jù)爐型不同設置相應保護聯(lián)鎖，其燃料供給、煙風系統(tǒng)運行、點

火控制與熄火保護滿足TSG115.6.4至5.6.7要求。

8.4.4鍋爐的燃燒系統(tǒng)應與鍋爐匹配，具有安全可靠、節(jié)能環(huán)保、方便檢修等特點，燃燒系

統(tǒng)的設計、聯(lián)鎖保護應滿足TSG116相關要求。

9設計輸入和輸出

9.1鍋爐的設計工作輸入一般應提供如下資料：

a)燃料化學成分

b)工質純度

c)工質參數(shù)

d)燃料制備系統(tǒng)

e)廠房布置

f)安裝條件、運行方式

g)技術協(xié)議

9.2鍋爐的設計工作輸出一般應提供如下資料：

a)鍋爐本體說明書

b)受壓元件強度計算書

7

c)壁溫計算匯總

d)氣冷壁工質流動計算匯總

e)煙風阻力計算匯總

f)工質流程阻力計算匯總

g)鍋爐總圖

h)工質系統(tǒng)流程圖

i)其他工程圖紙

8

目次

前言..................................................................................................................................................II

1范圍...........................................................................................................................................1

2規(guī)范性引用文件.......................................................................................................................1

3術語和定義...............................................................................................................................1

4型號表示方法...........................................................................................................................2

5通用要求...................................................................................................................................3

6材料選用...................................................................................................................................4

7結構設計...................................................................................................................................4

8安全附件及儀器儀表...............................................................................................................6

9設計輸入和輸出.......................................................................................................................7

超臨界二氧化碳鍋爐設計導則

1范圍

本文件規(guī)定了超臨界二氧化碳鍋爐的術語和定義、型號的表示方法、通用要求、材料

選用、結構設計、安全附件及儀器儀表、設計輸入和輸出等基本原則。

本文件適用于采用超臨界態(tài)二氧化碳作為輸出工質的鍋爐設計。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日

期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包

括所有的修改單）適用于本文件

GB1886.228-2016食品安全國家標準食品添加劑二氧化碳

GB13223火電廠大氣污染物排放標準

GB/T2900.48電工名詞術語鍋爐

GB/T16507.4水管鍋爐第4部分：受壓元件強度計算

GB/T22395鍋爐鋼結構設計規(guī)范

GB/T34348-2017電站鍋爐技術條件

GBZ1工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準

GBZ2.1工作場所有害因素職業(yè)接觸限值第1部分：化學因素

GBZ223工作場所有毒氣體檢測報警裝置設置規(guī)范

TSG11鍋爐安全技術規(guī)程

JB/T3315鍋爐用材料入廠驗收規(guī)則

NB/T47043鍋爐鋼結構制造技術規(guī)范

NB/T47049管式空氣預熱器制造技術條件

NB/T47060回轉式空氣預熱器

3術語和定義

GB/T2900.48界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

超臨界二氧化碳鍋爐supercriticalcarbondioxideboiler

利用燃料燃燒釋放的熱能或其他熱能加熱壓力大于7.38MPa、溫度大于30.98℃的超臨

界態(tài)二氧化碳，以生產規(guī)定參數(shù)和品質的二氧化碳的設備。

3.2

給氣feedgas

符合一定質量要求而被輸入鍋爐的二氧化碳氣體。。

3.3

二次氣secondarygas

將高壓透平排氣經鍋爐再次加熱進入低壓透平做功的工質。

1

3.4

氣冷壁gas-cooledwall

敷設在鍋爐爐膛四周由一組或多組并聯(lián)管子組成的二氧化碳在管子內部流動進行冷卻

的受熱面，主要吸收爐膛中高溫燃燒產物的輻射熱量。

3.5

分流省煤器partialstreameconomizer

利用從給氣中分流出的部分二氧化碳吸收爐膛排出的煙氣的熱量以降低排煙溫度的對

流受熱面。

3.5

主給氣管道m(xù)ainfeedgaspipe

高溫回熱器冷側出口至鍋爐入口分配集箱之間的管道。

3.6

一次氣出口管道primaryoutletpipe

一次氣受熱面的出口集箱至高壓透平入口的主氣閥之間的管道。

3.7

二次氣入口管道secondaryinletpipe

高壓透平排氣至二次氣受熱面的入口集箱之間的管道。

3.8

二次氣出口管道secondaryoutletpipe

二次氣受熱面的出口集箱至低壓透平入口的主氣閥之間的管道。

4型號表示方法

4.1超臨界二氧化碳鍋爐的型號由多個字節(jié)組成，應能表達出制造單位、工質名稱、能量

來源、額定參數(shù)、燃料種類等，如圖1。

圖1產品型號組成示意圖

2

4.2制造單位一般由能夠代表制造單位名稱的兩個大寫字母組成，見表1。

表1制造廠代號

制造廠名稱代號

哈爾濱鍋爐廠有限責任公司HG

上海鍋爐廠有限公司SG

東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司DG

其他鍋爐廠自定（兩個大寫字母）

4.3工質名稱為超臨界二氧化碳，由其化學分子式CO2表示。

4.4能量來源有燃料化學燃燒產生和余熱物理回收，見表2。

表2按燃燒方式分類

燃燒方式名稱代號

室燃燃燒室燃式超臨界二氧化碳鍋爐S

流化床燃燒流化床式超臨界二氧化碳鍋爐L

其他燃燒其他超臨界二氧化碳鍋爐Q

4.5額定參數(shù)由額定循環(huán)量（t/h）、額定出口壓力（MPa）、額定出口溫度（℃）、再熱氣溫

（℃）組成。

4.6燃料種類代號如表3。

表3按燃料種類分類

燃料種類名稱代號

煤燃煤超臨界二氧化碳鍋爐M

液體燃料燃油超臨界二氧化碳鍋爐Y

氣體燃料燃氣超臨界二氧化碳鍋爐Q

生物質生物質超臨界二氧化碳鍋爐SW

其他燃料其他燃料超臨界二氧化碳鍋爐QT

5通用要求

5.1超臨界二氧化碳鍋爐的設計、制造、燃燒設備及系統(tǒng)配置應符合TSG11規(guī)定。

5.2鍋爐應配備必要的環(huán)保設施，污染物排放設計滿足GB13223的要求。

5.3平臺和構架的設計應符合GB/T22395要求。

5.4鍋爐配套回轉式預熱器材料、設計等要求按照NB/T47060要求，管式預熱器材料、設

計等要求按照NB/T47049要求。

5.5鍋爐本體宜采用露天布置，并有防腐、防凍、防雷擊、防風等措施，如因環(huán)境制約等

條件限制采用廠房內布置或緊身封閉，宜保持良好通風。

5.6鍋爐的燃燒、煙風系統(tǒng)的設計與設備的配置應滿足鍋爐運行的要求，依照GB/T

34348-2017中8、10、11執(zhí)行。

5.7鍋爐內充裝的二氧化碳工質質量一般需要符合GB1886.228-2016要求。

5.8鍋爐受熱面、管道和集箱應全部進行壁溫核算，受壓元件強度應按GB/T16507.4規(guī)定

3

計算。

5.9鍋爐受壓元件、部件的連接應采用焊接連接，且采用全焊透焊接結構。

5.10各級受熱面最高點處應設有排放空氣的管路和閥門，低點設置疏水管路和閥門；管

路的引出處應采用加厚的管座（管接頭），管路應至少設置串聯(lián)的兩個閥門，其中一個閥門

應靠近管路引出處的管接頭。

6材料選用

6.1超臨界二氧化碳鍋爐用材料（包括焊接材料）應是納入國家標準或行業(yè)標準中的鍋爐用

材料。受壓元件用的鋼板、鋼管和鍛件的鋼材應是鎮(zhèn)靜鋼。

6.2選用材料時既考慮鍋爐受壓元件的運行條件（壓力、溫度以及其他環(huán)境因素），也要考

慮制造單位的加工工藝和裝備條件。

6.3用于受壓元件和非受壓元件的金屬材料應具有足夠的強度、良好的組織穩(wěn)定性和抗腐蝕

（二氧化碳和煙氣）性能，受冷熱交替作用的部件應考慮材料的抗疲勞性能，承載構件材料

應具有足夠的強度和剛度，焊接材料應與被焊材料的性能相匹配。

6.4鍋爐制造單位和安裝單位應按JB/T3375規(guī)定的項目對鍋爐用材料進行驗收，合格后才

能使用。

7結構設計

7.1集箱與管道

7.1.1管道的材料、規(guī)格應根據(jù)系統(tǒng)流量、壓力、溫度參數(shù)經過技術經濟性比較確定。

7.1.2集箱和管道最高工作溫度不應高于材料允許溫度，煙道外的集箱和管道強度計算壁溫

的取值宜在額定工況工質平均溫度基礎上加上偏離設計工況可能導致的溫度偏差，如表4。

表4集箱和管道強度校核計算溫度附加值（℃）

位置偏差值

主給氣管道+20

氣冷壁集箱+20

氣冷壁進出口連接管道+20

一次氣出口管道+10

二次氣入口管道+20

二次氣出口管道+10

7.1.3分流省煤器入口管道宜設置調節(jié)閥，出口管道的設計溫度應能滿足分流省煤器在運行

中可能出現(xiàn)的最惡劣工況。

7.1.4一次氣出口集箱和管道的元件計算壓力宜取額定工況工作壓力的1.05倍，二次氣進口

集箱和管道的元件計算壓力宜取額定工況工作壓力的1.15倍，其他部件的元件計算壓力宜

在此基礎上考慮額定工況下工質的流動壓降。

7.1.5受熱面進、出口集箱規(guī)格和其連接管引入引出方式宜合理匹配，控制各受熱面管子最

大流量與平均流量偏差不超過5%。

7.1.6管道系統(tǒng)應進行各工況應力分析，保證管道熱膨脹得到有效補償。

7.1.7凡與一次氣出口管道、二次氣出口管道、主給氣管道等鍋爐管道直接連接的聯(lián)箱、集

氣箱等，均應能夠承受一定的管道熱膨脹所給予的推力及力矩。

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7.1.8存在溫差二氧化碳輸送管道三通結構應設計合適結構減少溫差應力，可以考慮在支管

處采用套筒結構。

7.1.9管道的設計應以流動阻力最小為目標合理選擇管道彎曲半徑和管件連接方式。管道彎

頭在空間結構條件允許情況下管道彎曲半徑宜采用不小于3倍管道外徑。所用的三通、異徑

管和彎頭宜采用鍛造件或擠壓成型件，其內壁應打磨光滑，圓滑過渡。

7.1.10對容易出現(xiàn)雜物的集箱應合理設置檢查手孔，手孔內徑不宜小于100mm。

7.2氣冷壁

7.2.1當采用室燃爐時，應保證任何工況下火焰不沖刷氣冷壁壁面及氣冷壁內其他受熱面部

件。燃煤鍋爐氣冷壁的斷面大小宜根據(jù)輸入熱功率參照同等條件下的蒸汽鍋爐斷面熱負荷進

行選型，并根據(jù)氣冷壁壁面冷卻條件酌情調整。燃油、燃氣鍋爐的斷面大小應滿足燃燒器火

焰擴展所需空間。

7.2.2當鍋爐過熱氣與再熱氣吸熱量比例接近時，宜在爐膛內同時布置過熱氣與再熱氣受熱

面保證再熱氣溫能夠達到設計值。過熱氣與再熱氣受熱面相鄰布置時，其連接應有可靠的密

封和傳力結構。

7.2.3氣冷壁宜采用管子加鰭片形式的膜式壁或其他可靠密封形式，當采用膜式壁時管間扁

鋼材料與管子材料成分應相近。

7.2.4氣冷壁采用膜式壁結構時管子及鰭片應進行溫度與應力驗算，無論在鍋爐啟動、停爐

和各種負荷工況下，管壁和鰭片的溫度均應低于鋼材的最高允許使用溫度，應力也應低于許

用應力，管壁外表面溫度低于材料抗氧化溫度。

7.2.5氣冷壁的管子規(guī)格、材料對熱偏差偏差、流量偏差等因素造成的管壁溫度不均勻應進

行考慮，保證滿足強度并留有足夠的安全裕度。

7.2.6氣冷壁結構設計應能使氣冷壁按預設方向膨脹，并合理裝設膨脹指示器，真實顯示膨

脹狀態(tài)，便于現(xiàn)場檢查。

7.2.7氣冷壁宜采用全疏水結構，放水點裝在最低處，保證氣冷壁管及其集箱內的水能放空。

7.3高溫受熱面

7.3.1在保證任何工況受熱面均能夠得到充分冷卻基礎上，可沿煙氣流程將不同位置上受熱

面并聯(lián)連接作為同級受熱面，兩個并聯(lián)受熱面阻力、溫升應相近。

7.3.2受熱面的材料選擇，應綜合考慮煙溫偏差、流量偏差等因素，對不同的管段進行壁溫

核算，并留有足夠的安全裕度。

7.3.3設計中應保證各段受熱面在正常運行及啟動、停爐時金屬壁溫不超溫過熱，按預定方

向膨脹且不受阻礙。

7.3.4受熱面宜采用全疏水結構，當采用垂直吊掛結構時應考慮水壓試驗存留的積水清除措

施。

7.3.5不宜在三通渦流區(qū)引入引出受熱面管以避免三通效應。

7.3.6高溫受熱面管子應采用可靠的防振固定措施，保證在運行中不晃動，不亂排。管夾、

卡板等附件應采用耐高溫的材料制成，其壽命與相應管材匹配，保證管子按預設方向順利膨

脹。

7.4分流省煤器

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7.4.1分流省煤器一般采用逆流布置，應保持其傳熱端差（進口煙溫與出口氣溫差值）不宜

小于50℃。

7.4.2分流省煤器的設計流量宜根據(jù)熱力系統(tǒng)優(yōu)化計算確定，但應能保證任何工況下受熱面

管子能得到充分冷卻。

7.4.3分流省煤器應能與并聯(lián)的換熱器溫升和壓降匹配，出口工質溫度應與匯入管路工質溫

度相近，出口壓力高于匯入點工質壓力，必要時可在分流省煤器入口設置逆止閥。

7.4.4受熱面管子和材料的壁溫核算應按照可能出現(xiàn)的最低流量、最高進口溫度中最惡劣工

況校核金屬壁面溫度。

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