火力发电厂四大管道材料的选择及配管

火力发电厂四大管道材料的选择及配管

胥 ,志 ,超

山东电力建设第三工程有限公司       山东 青岛  266100

摘 要：随着我国经济的发展和完善，城市对电力的需求日益增长，同时也相应地提高了对火力发电机组的规格与质量水平的要求。四大管道系统，是运输和能源的载体，要加强其材料质量和配管设计，保证其在一定程度上维护火力发电厂的稳定运行。因此，如何合理地选用管材，做好相应的配管设计工作，必须引起有关部门的高度重视。

关键词：火力发电厂；管道材料；材料选择；配管设计

引 言

随着经济发展和社会主义市场经济体制的逐步健全，电力市场的市场化改革使发电企业的盈利空间受到了一定程度的挤压。在激烈的市场竞争中，火力发电厂的生产效率是一个亟待解决的问题。四大管道作为一种重要的高温高压管道，其材料的选用与配管设计质量将直接影响到发电机组的工作效率以及电厂的安全。需要根据管道材质的特性，根据火力发电厂的实际使用状况，对四种主要管道的材料的选用和配管设计进行探讨。

1 配管设计主要内容分析

维护火力发电厂的安全生产对于保障国家的能源安全非常重要，四大管道的稳定运行是保证火力发电厂的安全和稳定的前提，做好配管的合理设计，对于维护四大管道的安全运行是十分必要的。配管设计是根据设计院图纸、技术协议和管材长度，根据现场实际情况，对管道的焊口位置进行合理的布置和设计，并需要考虑到操作、维修、安全和经济等因素。配管的设计主要包括：配管总图和管段生产图纸的设计。配管总图的设计内容包括：管段设计、工厂设计、现场焊口位置设计、弯管设计、坡口设计。管段设计是按照管材的长度和运输尺寸的需要进行合理的分段，并标明尺寸、组段号、弯头角度、介质流向等。工厂、现场焊口位置设计是依据技术规范和现场安装要求合理设计。弯管的设计是依据钢管的长度和目前的弯管机的参数，对弯管结构尺寸进行合理的设计，并满足输送的需要。根据坡口设计原理，进行管道坡口设计图。在纵缝位置设计中，应对有缝管道的纵缝位置进行合理的布置，以保证其与邻近管道或管件的纵缝错开。

2 四大管道材料选择分析

2.1 主蒸汽管道

主蒸汽管道是一条位于锅炉和蒸汽轮机之间的蒸汽连通主管道，它是一种利用煤炭和其他能源燃烧提供热量的能源转换系统。考虑到主蒸汽管道中的蒸汽压力和蒸汽温度都很高，所以在建造管道时，对管道的整体强度和耐热性能都有很高的要求。从工业发展的角度来看，九十年代中期，我国钢铁产量很大，但在特殊行业，拥有制造能力的企业并不多。虽然为了满足电厂的生产需要，开发出了一些管材，但其使用性能和质量都不理想，不仅导致了火力发电厂的能源利用率低下，而且还会给城市的经济建设和发展带来一些障碍，难以保证大规模的电力供应。

比如，早期的A335P22管材在低温环境下的强度和硬度都能达到正常的要求，但随着蒸汽温度的升高，这种管材的强度会出现明显的下降。为了保证机组的稳定运行，必须要用更多的钢材进行加厚，才能保证稳定运行。但这不仅会造成大量的钢材资源浪费，而且会导致机组的建设与维修成本居高不下，同样其整体机组与管道系统重量也会对场地、空间带来较大的负担。根据市场调研，A335P91的重量和强度都要比A335P22高出一大截。而且在高温和高压力下，A335P91依然保持着稳定的结构，这就使A335P91的厚度减少到了36毫米。此外，随着国产A335P91管道的推广使用，A335P91在经济上更实惠，可以大大降低火力发电厂设备体系构建的成本。

2.2 再热蒸汽管道

由于再热蒸汽管道对压力承载力的要求略低于主蒸汽管道，因此在管道体系建设中，为了减少管道系统的重量和经济费用，一般采用薄壁形式。但考虑到管道材料的选择，由于管道内部的温度和压力都比较低，如果采用A335P91，则必须将管道的厚度控制在很小的范围内，这不仅对制造厂商的技术要求很高，而且还会影响到后续的维修工作。因此，与A335P91相比，A335P22是一个很好的选择。

2.3 低温再热蒸汽管道

相比于再热蒸汽管道，低温再热蒸汽管道的工作压力和能量温度要低得多，即蒸汽的温度和压力也要低得多。因此，在选择管道时，无需考虑管道材质的受热、压力等因素，而确保管道系统的密封性、安全性、抗氧化性以及选材的经济性，就成为其设计的首要目的。根据以往的系统配置经验，一般采用20号无缝钢管。

2.4 高压给水管道

高压给水管道是向锅炉供水的重要通道，如果要将给水管道中的水注入到锅炉里，就必须要承受很大的压力。所以管材的受压比要大得多，如果管材使用不当，很容易导致管道受到巨大的压力发生损坏，从而对机组的正常运转产生不可挽回的影响。根据现有的材料市场数据，可以看出15NiCuMoNb5-6-4既满足了高压给水的要求，又具有较小的形状参数，可以在连续的高压下维持结构的稳定。而从经济上来说，15NiCuMoNb5-6-4与常规的高压给水材料相比，无论是在成本上，还是在管道的品质上，都要便宜一些，所以在当前的火力发电厂中，更为适合。

3 配管设计中应注意的问题分析

3.1 管段设计应注意的问题分析

管段的设计是根据管材的长度和尺寸来设计的，但也是根据设计院的设计图纸和资料来设计的。因此在设计图纸之前，必须要对图纸上的尺寸和资料进行确认，确认后再进行设计。同时，检查与管道连接的阀门和装置的长度，以免与设计中的不一致，如果不符合，应及时调整管段的长度，使整个管道的长度保持一致。

3.2 弯管设计分析

在弯管设计中，由于弯管管材与直管管材的管壁厚度存在差异。因此必须重视对弯管管材的合理使用，并根据目前的弯管机参数，尽可能地缩短工艺段焊接，以降低成本、提高效益。

3.3 坡口设计分析

除了设备接口之外的坡口，一般按下列原则进行：壁厚小于16毫米的管道坡口采用单 V型，而壁厚小于60毫米大于16毫米以上的管道采用双 V型，而壁厚大于60毫米的管道采用综合型。连接设备的管道坡口应根据设备的接口进行设计。与锅炉连接的管道坡口必须与电厂设计的管道坡口相符。此外，坡口角度的设计也是非常关键的，正确的坡口角度不仅可以确保焊接的质量，而且可以降低焊材的使用量，节约成本。

4 配管的建议

管道的设计是一个复杂的工作，设计的依据是设计院提供的图纸，为了防止施工中出现的偏差而导致的返工，设计院在进行管道设计时，应充分考虑到管道坡切后的实际安装位置、支吊点定位及形式、各三通（接管座）的定位及朝向等因素。

由于管道上的疏水和热控测点管座是在工厂生产中一次焊接而成。因此，管座数目和定位的确定是非常关键的，特别是温度和压力测点。既要保证机组正常工作，又要兼顾机组调试时的测量需求，尽量避免疏忽造成施工现场开孔的现象。此外，工厂化的焊接和热处理工艺要比现场效果更好，因此，在管道安装时，应尽可能地减少现场施工焊口。在支吊架的调节中，由于多种因素，容易导致支吊架卡块位置的定位误差过大，或者卡块无法全部落到支吊架管部，从而导致支架受力不均。因此，如果现场的焊接条件允许，可以考虑采用卡块现场焊接。

结束语

火力发电厂的建设与国家的发展息息相关，必须坚持科学、系统化的方针。四大管道的选材、配管设计要做到一切从实际出发，把火力发电厂的安全、经济性结合起来，把火力发电厂的建设工作做好。

参考文献

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[2] 赵亚楠.火力发电厂管道、阀门振动危害及处理[J].现代国企研究，2018，No.134（08）：109-110.