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1、发电厂大口径供热蒸汽管道设计吴海泉;贺启利;史建涛;胡颢;许成交【摘 要】针对电厂供热改造工程,从设计角度对大口径供热蒸汽管道的布置方案、 管径选择、支吊架设计和保温设计进行了分析.作为压力管道的一种,蒸汽管道具有 高流速、高温、高压等特点.为保证蒸汽管道安全、高效、稳定运行,在满足条文规 范的前提下,需做好相关设计,特别是大口径蒸汽管道的设计工作.因此,以安徽某600MW机组供热改造方案为例，对大口径供热蒸汽管道的设计过程和注意要点进行了阐述.【期刊名称】通信电源技术【年(卷),期】2018(035)010【总页数】2页(P134-135) 【关键词】 供热改造;大口径;管径选择;管道布置;
2、支吊架【作 者】 吴海泉;贺启利;史建涛;胡颢;许成交【作者单位】 中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司,安徽合肥 230601;中 国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司,安徽合肥 230601;中国能源建设集团 安徽省电力设计院有限公司,安徽合肥 230601;中国能源建设集团安徽省电力设计 院有限公司,安徽合肥 230601;中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司,安徽 合肥 230601正文语种】 中 文0引言近年来，很多电厂都在进行供热改造，以集中供热方式取缔周边小锅炉，从而实现 区域清洁取暖的要求。因此，优化电厂供热改造技术，确保发电机组和热网安全、 经济、高效运行，显得尤为
3、重要。供热管网是缔结供热、用热双方的纽带。随着热用户的增加和热网半径的不断延伸， 供热蒸汽管道的规格和距离都不断提升。大口径蒸汽管道与常规小管径蒸汽管道相 比，具有以下特点。（1）压降温降要求高。供热蒸汽管道往往距离较长，输送必然带来管道压降和温 降较大。为满足热用户需求，应合理设计，降低管道压降温降。（2）空间占用大。大口径蒸汽管道弯头弯曲半径较大，采用常规的自然补偿方式 占用空间太大。（3）管道荷载较大。支吊架设计需谨慎。 1供热改造蒸汽管道的设计1.1 管道管径的选择 确定管网管道规格是供热改造工程设计至关重要的环节。对于大口径供热蒸汽管道， 由于输送蒸汽量大、管线布置长，控制管道压损温
4、损、选择合适的管网流速是设计 过程中的关键工作。电厂动力管道设计规范（GB50764-2012 ）1、火力发电厂汽水管道设计规范（DL/T 5054-2016）2给出了汽水介质的流速推荐值，对于大口径供热蒸汽管道具有较强的参考意义。管径的计算可参照上述规范规定， 计算公式为：其中，G为介质质量流量，单位是t/h，v为介质比容，单位是m3/kg，w为介质流速，单位是m/s。安徽某电厂燃煤机组供热改造中，管道的流速按汽水规程推荐流速选取，中低压联 通管改造抽汽推荐流速为30 - 50 m/s。设计过程中建议按最小值选取，对于某些 进入设备较长的管道，保证蒸汽参数管径放大一级。实际设计时，还应综合考
5、虑管 网起点至用户侧的压降温损并进行相应计算，在满足用户侧需求的情况下，选择合 理的管道规格，如表1所示。当管道采用0720x15或0820x16尺寸时，末端压力低于0.65 MPa，无法满足 热用户的压力参数要求；当0920x17管道时，末端压力高于0.65 MPa，可以满 足用户要求。此时，在额定供汽量下管内介质流速约30 m/s。1.2 管道补偿的选择 在供热管道设计中，为避免管道因热膨胀产生变形或破裂，必须对管道的热膨胀进 行补偿。管道的补偿方式有自然补偿和补偿器补偿两种形式。对于以往的供热改造 工程，特别是厂房内的管道布置，往往采用自然补偿形式。然而，对于大口径供热 蒸汽管道，由于管
6、道直径较大，如果采用自然补偿，占用场地较大，现场情况往往 无法满足布置要求。近年来，旋转补偿器在供热管道应用中较为广泛，具有补偿量 大、布置灵活、补偿形式多样和密封性强等优点。它在大口径蒸汽管道中应用具有 较大优势，可以减少管系补偿点、减少固定支架的设置数量、降低工程投资，而且 在一定程度上减少了复杂地形供热管道的设计难度。安徽某600 MW机组供热改 造工程中，厂区管道规格为DN900,厂内跨道路区域在设计中充分利用地形和管 道走向，使用自然补偿形式。而在沿厂区围墙处，由于受到停车场地限制，采用自 然补偿占用空间太大，因此在靠围墙处采用大补偿量的旋转补偿器，以减少弯头数 量，降低阻力。此外，
7、根据场地要求采用平行布置或高地位布置。厂内整体布置和 补偿形式如图1所示。表1管径选择比较管径/mm供热机组抽汽压力/MPa厂内压降/MPa末端压力 /MPa抽汽温度/C厂内温降/C末端温度/C0720x15 #5机1.0 0.56 0.44 3605.94 354.06#6 机 1.0 0.60 0.40 350 6.59 343.410820x16 #5 机 1.0 0.39 0.61360 4.37 355.63#6 机 1.0 0.41 0.59 350 4.78 345.25 0920x17 #5 机 1.0 0.300.71 360 3.45 356.55#6机 1.0 0.31
8、0.70 350 3.78 346.22图1 旋转补偿器布置形式1.3 管道支吊架的设计根据火力发电厂汽水管道设计规范(DL/T 5054-2016 )规定，供热改造管道支吊架的间距设置根据管道强度条件和刚度条件来确定，即取两个条件确定的支吊 架间距的较小值。在实际布管设计中，管道支吊架位置的设置需根据现场实际情况确定。厂房外管道 支吊架间距设置按照确定的基本跨距设置。对于水平90弯管两端支吊架间的管道 展开长度，不应大于水平直管道上允许支吊架的基本跨距的0.73倍；对于管道有 抬高降低的两支吊架间平面展开长度，不应大于水平直管道上允许支吊架的基本跨 距的0.5倍。厂房内管道支吊架间距的设置在
9、考虑管道基本跨距的同时，还要考虑 对厂房的影响。对于大跨距大口径管道，需尽量根据厂房框架柱距设置支吊架，尽 可能利用框架梁、顶梁且应相应缩小，以减小对已建厂房主体结构的影响。对于600 MW机组，厂房框架柱柱距一般为812m,可利用柱侧生根等方式，降低 土建造价。此外，在采用旋转补偿器补偿的供热管道中，靠近旋转补偿器附近的支撑点往往热 位移很大。在支吊架设计中，应充分考虑热位移影响，设计足够大的支撑面供管道 支架滑动，同时明确偏装值。供热管道支架建议采用高效隔热滑动或导向管托，如 图2所示。而对于固定支架，为保证固定点的“卡死”效果，仍按照发电厂汽 水管道支吊架设计手册3中固定支架型式选型。图
10、2 加长型高效隔热管托2结论大口径供热蒸汽管道由于自身的特点，设计时往往难度较大。在满足国家相关规范 的前提下，还应注意以下几点事项：（1）应根据热用户需求确定合理的抽汽参数，选择管道材质；（2）管道管径的选择应综合分析管道流速和沿程压降温损，保证用户端在满足要 求的情况下，选择经济合理的管径；（3）管道应根据场地地形条件选择合理的补偿方式。旋转补偿器的合理使用可减 少大口径蒸汽管道的占地，减少固定支架数量，节约造价；（4）支吊架设置应根据实际场地地形合理布置。厂内管道尽量利用原有框架梁、 柱结构，厂外管道应根据热位移量合理设置支墩，明确偏装值，建议选用高效隔热 管托。【相关文献】1 中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家标准电厂动力管道设计规范M.北京: 中国计划出版社，2012.2 国家能源局火力发电厂汽水管道设计规范S.北京：中国计划出版社，2016.3 中国电力工程顾问集团华东电力设计院发电厂汽水管道支吊架设计手册M.上海：中西书局， 2011.
