鍋爐制造業標準化發展現狀
1、基本情況,截止到2003年底標準化工作主要成就,統計數據按具體專業分列。(標準綜合):
--標準數量和構成;
共制定105項鍋爐及其輔機標準。其中:
按級別分:國家標準19項、行業標準86項。
按類別分:基礎標準10項、產品標準8項、材料標準5項、方法標準21項、零部件標準22項、通用工藝標準7項、輔機附件標準20項、技術管理標準12項。
--采標情況,包括對口國際標準化工作;
鍋爐專業標準化工作對口于國際標準化組織鍋爐壓力容器技術委員會(ISO/TC11)。
1997年前,ISO/TC11項下僅有ISO/R831-1968《固定式鍋爐建造規程》、ISO 5730-1992《固定式焊接結構鍋殼鍋爐》,1997年此兩項標準均已撤消。現ISO/TC11項下無產品標準。
我國鍋爐主體標準GB/T 16507-1996非等效采用了ISO5730-1992和美國ASME 《動力鍋爐》,既給出了質量特性的技術要求、又給出了對質量過程的管理要求,同時適用于水管鍋爐和鍋殼鍋爐。
--正在制修訂國家標準和行業標準情況;
正在修訂的國家標準共有7項,情況見下表:
序
項目名稱
進展情況
替代標準
主要起草單位
1
煙道式余熱鍋爐熱工試驗方法
征求
意見稿
GB/T 10863-1988
杭州余熱鍋爐所、杭州鍋爐集團有限公司
2
電站鍋爐性能試驗規程
征求
意見稿
GB/T 10184-1988
上海發電設備成套設計研究所、西安熱工院
3
水管鍋爐受壓元件強度計算
征求
意見稿
GB/T 9222-1988
上海發電設備成套設計研究所
4
電工名詞術語 固定式鍋爐
討論稿
GB/T 2900.48-1983
上海發電設備成套設計研究所、北京巴威公司、中國電力企業聯合會標準化中心
5
電站減溫減壓閥技術條件
征求意見完畢
GB/T 10868-1989
上海動力設備有限公司
6
電站調節閥技術條件
完成草稿
GB/T 10869-1989
哈爾濱鍋爐有限責任公司
7
鍋爐制圖
征求
意見稿
GB/T 11943-1989
北京巴威公司
正在制定的國家標準共有2項,情況見下表:
序
項目名稱
進展情況
主要起草單位
1
真空鍋爐技術規范
待形成征求意見稿
寧夏三新實業(集團)有限公司
2
真空加熱爐技術規范
待形成征求意見稿
寧夏三新實業(集團)有限公司,寧夏三新熱超導技術有限公司
已立項的行業標準修訂項目均已完成。正在制定的行業標準共有4項,情況見下表:
序
項目名稱
進展情況
主要起草單位
1
一體式燃油和燃氣燃燒器技術條件
待復核、報批
上海工業鍋爐研究所、深圳凱明科技公司等
2
電站閥門鑄鋼件技術條件
待審查
上海發電設備成套設計研究所、青島電站閥門公司等
3
電子稱重式給煤機
待形成征求意見稿
上海發電設備成套設計研究所等
4
往復爐排技術條件
已征求意見
上海工業鍋爐研究所等
--標委會情況,具備的優勢和特點等。
全國鍋爐標準化技術委員會成立于1986年,秘書處由上海發電設備成套設計研究所承擔,共歷經三屆。在上海發電設備成套設計研究所、上海工業鍋爐研究所等歸口研究所工作基礎上,全國鍋爐標準化技術委員會共制修訂標準105項,其中國家標準19項、行業標準86項。
為了強強聯合以協調鍋爐和壓力容器無損檢測、焊接和材料等共性問題,更好地服務于鍋爐壓力容器企業和產業,統一應對國際標準化組織,根據國家有關部門提議,國家標準化管理委員會2002年11月5日決定撤消全國鍋爐標準化技術委員會和全國壓力容器標準化技術委員會,合并成立了全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會(簡稱鍋容標委)。鍋容標委于2003年12月召開了成立大會。
鍋容標委下設鍋爐、固定容器、壓力管道、移動容器和換熱設備等五個分技術委員會,其中鍋爐分技術委員會秘書處由上海發電設備成套設計研究所承擔。
2、存在的主要問題及原因分析(各標委會):
1)標準水平分析:
國際標準中現無正式鍋爐壓力容器產品標準,僅有經歐美協調后由ISO技術管理局發布的技術規范ISO/TS 16528-2002《鍋爐和壓力容器――規程和標準的注冊以促進國際公認》。ISO/TC11/WG10正試圖重新制定鍋爐壓力容器國際產品標準,上海發電設備成套設計研究所于2003年4月派員參加了該標準工作組草案提綱的討論,2004年7月鍋容標委將組團參加該標準工作組草案最終版本的討論。
--與本專業技術水平對比,包括新技術、科技成果的轉化,滿足產業結構調整的需求程度。(各標委會)
亞臨界及以下鍋爐技術:現有鍋爐及其輔機國家及行業標準完全覆蓋,并隨著鍋爐技術更新和發展進行了一系列的修訂和制定,尤其是及時轉化了一些新技術和科技成果,如:轉化可靠性評定技術成果制定了JB/T 50087-1997《電站鍋爐可靠性評定規范》;在總結五大鍋爐制造公司設計經驗并結合引進技術,轉化中國動力用煤--鍋爐設計型譜研究成果,制定了JB/T 10440-2004《大型煤粉鍋爐爐膛及燃燒器性能設計規范》,該標準尤其考慮了新引進開發的W火焰鍋爐設計技術;總結一體化鍋爐除氧器設計和制造研制技術,制定了JB/T 10325-2002《鍋爐除氧器技術條件》;在流化床燃燒設備方面,將國外先進技術和我國各制造企業取得的經驗相結合,加以系統化和規范化,制定了JB/T 10356-2002《流化床燃燒設備技術條件》等等。
此外,鍋爐標準化工作也及時服務于鍋爐產業結構的調整,如:鍋爐水冷壁原用進口整體軋制的鰭片管,后因進口量有限且價格昂貴無法滿足鍋爐制造需要,國內開發了焊制鰭片管并大量用于鍋爐膜式水冷壁的制造,期間,及時制定了JB/T 5255-1991《焊制鰭片管(屏)技術條件》并為鍋爐安全技術法規《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》所引用。
超臨界、超超臨界鍋爐技術及大型循環流化床鍋爐技術:國內鍋爐制造業尚處于技術引進、消化吸收階段,并以沁北電廠(超臨界)、玉環電廠(超超臨界)、白馬電廠(300MWCFB)等作為依托工程推廣百萬千瓦級鍋爐技術和300MW、600MW級循環流化床鍋爐技術,這些技術轉化為標準或者是將原有鍋爐標準的適用范圍擴大到超臨界甚至超超臨界,將是以后鍋爐標準化工作的技術難點和重點。
2)標準化工作分析(各標委會)
--與行業發展和企業需求結合情況。
我國鍋爐標準化工作伴隨我國鍋爐產業發展階段而開展的:
第一階段:1949年至1960年,我國鍋爐制造業通過學習前蘇聯、捷克斯洛伐克、波蘭等國技術,已能生產蒸發量130t/h、蒸汽壓力3.8MPa、過熱蒸汽溫度450℃及以下容量和介質參數的中壓和低壓鍋爐。
第二階段:1960年至1980年,我國鍋爐制造業通過自力更生,自主開發的鍋爐品種、容量和參數都有較大發展,從燃料分有:燃煤、燃油鍋爐,燃燒黑液、廢氣及生物質燃料的特種鍋爐、旋風爐,從水汽循環方式分有:自然循環汽包爐、直流鍋爐,蒸發量已發展到220t/h、400t/h、670t/h、1000t/h,介質參數發展到高溫高壓(540℃、9.8MPa)、超高壓(13.7MPa)和中間再熱亞臨界(555℃/555℃、15.7~17.7MPa)。
以上兩個階段,鍋爐標準工作從起步到跟隨鍋爐技術發展,基本滿足了鍋爐企業需求。
第三階段:1980年至1995年,我國鍋爐制造業通過引進和消化吸收美國CE公司的亞臨界300MW、600MW控制循環鍋爐設計制造技術,并自主開發了亞臨界壓力300MW自然循環鍋爐,又分別與福斯特惠勒、蘇爾壽、B&W、三菱等世界著名鍋爐制造公司合作生產,高參數、大容量鍋爐設計水平、制造能力逐步接近國際先進水平。
第四階段:1995年至今,我國鍋爐制造業在引進技術的基礎上,優化鍋爐管圈型式、燃燒方式,推廣低污染排放技術,開發了低NOX煤粉燃燒器、尾部煙氣脫硫脫硝技術、燃氣-蒸汽聯合循環技術等。對于大型鍋爐,自主開發了300MW、600MW等級的亞臨界壓力鍋爐和600MW等級的超臨界壓力鍋爐,也自主開發了100MW、200MW等級的循環流化床鍋爐。對于小型鍋爐,燃油燃氣鍋爐得到長足發展、已占15%以上,燃燒生物質燃料的鍋爐、電熱鍋爐和相變換熱鍋爐已開始興起。
自第三階段起,亞臨界及以上的大型鍋爐尤其是引進技術鍋爐,根據原機械工業部的安排及引進技術的關系,我國鍋爐制造業均按各自在引進中轉化的鍋爐技術標準實施設計和制造,沒有形成統一的國家或行業標準,因此,現有鍋爐標準體系中的鍋爐標準制修訂雖持續不斷,但始終沒有成系列地覆蓋亞臨界以上的大型鍋爐。小型鍋爐,其標準制修訂持續不斷,尤其是在第四階段,世行貸款的高效工業鍋爐(GEF)項目不僅推廣了低污染排放鍋爐技術,而且也推動了小型鍋爐技術標準的制修訂,已針對性制定了燃油燃燒器、循環流化床燃燒設備、電熱鍋爐等產品標準,相變換熱鍋爐產品標準也已立項制定,因此,現有鍋爐標準體系中的鍋爐標準基本覆蓋了小型鍋爐。
3、標準對本專業發展的影響和作用,包括出口、產業安全、結構調整和規范市場秩序、新型工業化目標的實現等方面的影響和作用。(各標委會)
鍋爐標準正經歷制造屬性向貿易屬性的轉變,其對鍋爐產業的作用也由原來的滿足制造需求、作為制造依據,演變為滿足產品貿易的需要、作為國內國際貿易的產品技術依據,促進了計劃經濟和市場經濟時代鍋爐產業的發展。如:1974年制定完畢的JB1609、JB1610、JB1611、JB1612、JB1613、JB1614等行業標準,解決了當時鍋爐企業高壓、超高壓鍋爐無標生產的問題;1993年后,修訂了這些行業標準并使之適用范圍擴大到亞臨界并形成了英文版標準,并以80年代初期對進口鍋爐技術談判要求為基礎,結合美國CE公司提供的引進鍋爐產品標準,針對50~300MW鍋爐制定了標準水平較高的JB/T 6696《電站鍋爐技術條件》,有力地促進了改革開發以來的亞臨界以下鍋爐產品的國際國內貿易。
鍋爐標準如GB/T 9222《水管鍋爐受壓元件強度計算》、GB/T 16508《鍋殼鍋爐受壓元件強度計算》、JB/T3375 《鍋爐用材料驗收規則》等始終為我國鍋爐安全技術法規《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》和《熱水鍋爐安全技術監察規程》等引用并作為其基礎技術標準,為確保我國鍋爐產品安全起到了技術保障作用。
三、2005-2007年鍋爐制造業標準化面臨的形勢(各標委會)
1、國外本專業標準化發展趨勢;
最應引起重視的國外鍋爐標準發展方向當屬歐洲標準(EN標準)。歐洲標準是由歐洲標準化委員會(CEN)制定的、為滿足歐盟新方法指令規定的基本要求而制定的技術標準。每項歐洲標準的前言中都有類似的規定,即:CEN成員國應在某某時間內通過相同的出版物或聲明使該歐洲標準獲得國家標準的地位,且與其抵觸的國家標準應予以撤消。
不僅如此,歐洲標準化委員會(CEN)還與國際標準化組織(ISO)簽訂了維也納協議,協議規定,對由ISO或CEN承擔的標準化項目,交由兩機構進行平行審批,通過的則作為國際標準和歐洲標準同時發布實施。因此,某些專業內的國際標準在時機成熟時將直接采用歐洲標準,也即與歐洲標準趨同。
1997年,歐盟頒布了承壓設備指令(97/23/EC指令)。迄今為止,歐洲標準化委員會已制定了30余項與鍋爐壓力容器直接相關的歐洲標準,其中鍋爐主要產品標準有2項:(1)EN12952《水管鍋爐及輔助設備》;(2)EN12953《鍋殼式鍋爐》。其中EN12952《水管鍋爐及輔助設備》共包括16項分標準,涵蓋了材料、設計、壽命估算、制造工藝和結構、施工檢驗及文件和標記、附件和輔助設備、燃燒系統、超壓保護裝置、限制裝置、給水和爐水品質、煙氣凈化系統、煙氣脫硝系統、驗收試驗等多方面、成系列的鍋爐技術要求,適用于燃用固體、液體和氣體燃料所有鍋爐,包括流化床鍋爐。而EN12953《鍋殼式鍋爐》前八項分標準,2003年則已提交ISO/TC11秘書處及成員國審閱。
為了滿足歐洲PED-EN法規和標準體系要求,不失去歐洲市場,美國ASME規范也不得不拾遺補缺或改寫有關規范卷。
2、國內本專業發展對標準化工作的要求,即標準化需求分析。
(1)國產的、適用于亞臨界及以上的鍋爐用鋼(包括鋼管和鋼板)缺乏或其許用應力計算數據缺乏,或蠕變、疲勞數據缺乏,亟待與鋼鐵行業合作開發研制并建立可用于鍋爐設計和壽命估算的力學性能數據庫,亟待制定鍋爐用鋼系列采購規范(國家或行業標準)。
(2)往鍋爐安全標準GB/T 16507-1996《固定式鍋爐建造規范》因其發布后又恰逢鍋爐安全技術規范修訂造成的矛盾而未獲得實際應用,鍋爐行業迫切需要修訂此標準,以建立我國鍋爐的主體技術標準,同時覆蓋亞臨界、超臨界甚至超超臨界鍋爐產品安全技術要求。
(3)為適應鍋爐往超臨界、超超臨界技術發展,制修訂現有鍋爐部件技術標準、鍋爐輔機附件技術標準、電站閥門技術標準,制定電站鍋爐燃燒系統、超壓保護裝置、鍋爐和附件限制裝置、給水和爐水品質、煙氣凈化系統、煙氣脫硝系統技術標準已成為行業當務之急。
(4)為體現鍋爐產品技術的提高和促進我國國內產品的國際貿易,修訂JB/T 6696-1993《電站鍋爐技術條件》,提升鍋爐性能(包括熱工性能和環保性能)指標。
四、2005-2007年鍋爐制造業標準化發展的指導思想和主要目標(各標委會)
1、標準水平目標:主要體現在促進產業改造提升和產品更新換代、增強裝備制造業及其主要產業的競爭力方面;
(1)發展超臨界壓力鍋爐:提高電廠效率、降低CO2、粉塵污染排放,就目前實用技術而言,可采用整體煤氣化燃氣──蒸汽聯合循環(IGCC)、增壓循環流化床燃氣──蒸汽聯合循環(PFBC)、燃氣──蒸汽聯合循環(GTCC)、超臨界壓力機組,但從技術難度和國內所具備的條件看,超臨界壓力鍋爐容易實現。
(2)發展大容量循環流化床鍋爐(CFB):國內高硫煤、低熱值煤產量較多,為滿足環保SO2、NOX排放要求及市場需求,宜開發或引進大容量循環流化床鍋爐技術。
(3)研制燃氣──蒸汽聯合循環(GTCC)余熱鍋爐:以適應西氣東輸、能源結構變化。
(4)穩固和發展特種鍋爐:穩固和發展立式旋風鍋爐、黑液鍋爐、堿回收鍋爐、生物質燃料鍋爐、垃圾焚燒鍋爐等,以滿足市場對鍋爐品種、特性的多樣要求。
2、采標目標:按專業實際采標情況,分類提出:
--總體目標;
采用ISO/TC 11標準比例100%,在ISO標準發布出版后1至2年內完成。
--階段目標。
2005年,ISO/TC 11標準采標率達到90%;2007年,ISO/TC 11標準采標率達到100%。
3、國際標準化工作目標:
--參與起草國際標準的目標;
參與制定ISO/TC11/WD 16528 "Boilers and pressure vessels Performance requirements and Standards(鍋爐和壓力容器特性要求與規范)"。
--為主起草國際標準的目標;
無。
--參加國際標準項目工作組目標。
參加ISO/TC11/WG10,以參與制定ISO/TC11/WD 16528 "Boilers and pressure vessels Performance requirements and Standards(鍋爐和壓力容器特性要求與規范)"。
五、2005-2007年鍋爐制造業標準化發展重點(各標委會)
1、本專業國家標準和行業標準制修訂工作的主要任務;
(1)等同或修改采用ISO標準1項:待ISO/TC11/WD 16528 "Boilers and pressure vessels Performance requirements and Standards(鍋爐和壓力容器特性要求與規范)"形成正式標準時,等同或修改采用為國家標準。
(2)制定國家標準1項、行業標準1項,修訂國家標準1項、行業標準2項,詳見表1和表2。
2、本專業標準化發展的重點方向、重點領域(依據"技術發展指南" )。
(1)亞臨界機組:提高600 MW鍋爐的穩定性,減少爆管,降低煤消耗量。
(2)超臨界機組:超臨界鍋爐設計技術研究;600℃汽溫用合金鋼材料的性能;焊接工藝研究及評定;高溫高壓閥門的研制;穩定運行的研究。
(3)超超臨界機組:超超臨界鍋爐設計技術研究;鍋爐的爐膛、熱交換器等技術研究;600℃汽溫用合金鋼材料的性能;焊接工藝研究及評定;高溫高壓閥門的研制;穩定運行的研究。
(4)大型循環流化床鍋爐(CFB):大型循環流化床鍋爐設計技術研究;鍋爐的爐膛、旋風分離器和外置床熱交換器等及循環流化床大型化的技術研究。
3、提出:
--需要以標準為載體,推廣應用的、能夠推動行業技術進步的高新技術和先進適用技術
(1)亞臨界、超臨界鍋爐技術;
(2)大型流化床鍋爐技術。
--需要以修訂、廢止標準的方式,淘汰處于壽命衰退期、安全性能和技術水平落后、浪費資源和嚴重污染環境的產品通過修訂JB/T 6696-1993《電站鍋爐技術條件》,提高電站鍋爐熱工性能指標(如煤耗、熱效率等)和環保性能指標(如煙氣排放、粉塵排放指標等),自然淘汰單機容量5萬千瓦及以下的凝汽火電機組鍋爐和以發電為主的燃油鍋爐產品,并達到限制10萬千瓦及以下常規燃煤火力發電機組鍋爐產品的目的。
4、提出本專業標準化發展的重點項目
--國家標準重點項目(包括采用國際標準項目);
共3項,分別見表1、表2和表3。
--行業標準重點項目(新技術、具有潛在優勢,或在行業中形成事實標準);
共3項,分別見表1和表2
表1 重點項目匯總表(制定項目)
序號
項目名稱
級別
立項依據
采用的技術
標準化作用
1
循環流化床鍋爐
國家標準
國內已開發200MW及以下循環流化床鍋爐技術,100MW以下已有許多產品
推廣新的潔凈煤發電技術
促進產業技術進步,利于環保
2
鍋爐用鋼采購規范系列標準(之一)──T91
行業標準
現有國家標準未包含鍋爐鋼管用鋼T91,而T91在亞超臨界、超臨界鍋爐上應用廣泛
亞超臨界、超臨界鍋爐材料新技術
促進鍋爐用鋼國產化,降低鍋爐原材料成本,提高國產鍋爐競爭優勢
表2 重點項目匯總表(修訂項目)
序號
項目名稱
級別
立項依據
采用的
技術
標準化作用
代替標準
1
固定式鍋爐建造規程
國家標準
與安全技術法規協調并擴大適用到超臨界
亞超臨界、超臨界鍋爐新技術
促進鍋爐技術進步和產業升級
GB/T16507-1996
2
電站鍋爐
技術條件
行業標準
轉向貿易屬性并促使產品更新換代
較高的熱工和環保性能指標
促進電站鍋爐更新換代
JB/T6696-
1993
3
鍋爐鋼結構設計規程
行業標準
1.鍋爐鋼結構整體布置和計算均發生了較大變化 ;2.鋼結構設計國家標準已修訂并實施。
鍋爐鋼結構整體布置新技術和計算新方法
促進鍋爐鋼結構制造業技術進步和產業升級
JB/T6736-
1993
JB/T5339-
1991
表3 采標項目匯總表
序號
項目名稱
級別
立項依據
采用國際國外標準
編號和名稱
1
鍋爐和壓力容器特性要求與規范
國家標準
WTO/TBT要求
ISO 16528:(預計2006)
鍋爐和壓力容器特性要求與規范
表1重點項目匯總表(制定項目)
六、推動鍋爐制造業標準化發展的外部環境、支撐體系和政策措施。(各標委會-標準化綜合-行業發展綜合)
(1)與國際標準化組織的聯絡密鑰,應設法使分技術委員會甚至與工作組也獲得,以加快國際標準化工作信息的溝通。
(2)應建立相關標委會對相關標準并行審查制度,以促進相關標準技術進步并成為真正意義上的貿易標準。例如:由全國鋼標準化技術委員會制修訂的GB 713《鍋爐用鋼板》、GB 3087《中低壓鍋爐無縫鋼管》、GB 5310《高壓鍋爐無縫鋼管》等標準,應由直接相關的全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會并行審查,以規避鍋爐用鋼要求沒有充分考慮的問題。
(4)網上申報的標準項目應轉給相應的標委會審查,以控制在標委會計劃的標準體系范圍內。
(5)在《特種設備安全監察條例》框架下,盡快給鍋爐安全技術法規定位,并界定其與鍋爐技術標準的關系,建立技術法規與技術標準同步修訂機制,促使技術法規和標準協調發展。
(6)在標準項目經費上,應對有大量驗證性試驗經費投入的項目予以核算并傾斜,以確保基礎性標準項目得以完成。
(7)建立標準版權、出版物收入對標委會所組織制修訂標準的回報機制,促進標準化工作良性循環。
七、鍋爐制造業標準化發展到2010年的設想。與"十一五"科研項目結合。(各標委會-標準化綜合-行業發展綜合)
(1)鍋爐及輔機標準成系列地覆蓋亞臨界、超臨界參數發電機組,并向超超臨界參數發電機組延伸。
(2)鍋爐用鋼采購規范系列標準已初具規模。
(3)制定燃氣──蒸汽聯合循環(GTCC)余熱鍋爐產品技術標準。
(4)制定電站鍋爐壽命估算及鍋爐燃燒系統、超壓保護裝置,鍋爐及附件限制裝置,鍋爐給水和爐水品質,鍋爐煙氣凈化系統、煙氣脫硝系統等技術標準。