浅谈发电厂汽水管道相关设计

浅谈发电厂汽水管道相关设计

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摘要:汽水管道是连接发电厂设备的生命线,汽水管道的合理设计对于电厂的安全生产、经济运行具有重要意义。本文分析了发电厂管道系统及其配件设计的最主要、最基本的标准,是用于指导管道设计,特别是施工图设计的技术规范。它是发电厂汽水管道设计人员必备的设计规定之一,在管道设计方面起着重要的作用。

关键词:汽水管道;节流孔板;支吊架;水击

1发电厂汽水管道应用

1.1汽水管道中节流孔板的合理使用

节流孔板具有易于安装、方便维护、价格低廉等特点,在火电厂汽水管道中得到了广泛的应用。流体在通过装有节流孔板的管道时,由于节流孔板的局部阻力而产生的部分能量损耗使得通过孔板流体的压力降低;同时,节流孔板的使用也会改变相应流体驱动设备的出口管路特性,使得通过该管路的流体流量减小。正是通过以上这两种作用,节流孔板实现了其两个主要的使用目的:一是降低汽水压力;二是减小汽水流量。

由于节流孔板选用不当而带来的问题在新建火电机组运行的初期比较突出,其中最主要的表现形式就是相应汽水管路振动剧烈、噪音超标和参数达不到相应设备的运行要求,至于因节流孔板选用不当而造成的热力系统的经济性下降则会在火电厂的长期运行中逐渐暴露出来,因此,给汽水管道选择合适的节流孔板对火电厂安全经济运行有很大的现实意义。

1.2汽水管道支吊架问题与调整

发电厂汽水管道支吊架存在的问题

(1)支吊架在进行安装的过程中由于技术原因发生安装质量问题。

(2)汽水管道由于热膨胀而产生支吊架功能发挥受到阻碍。

(3)汽水管道支吊架的损坏容易造成其支吊架的能力丧失,影响支吊功能发挥。

(4)支吊架受到作用力影响其热位移与支吊架的功能发挥不符。

(5)支吊架锁定装置未去除。

(6)限位装置、导向装置冷热态间隙与设计不符。

1.3管道支吊架存在问题的解决办法

(1)严格按设计要求进行支吊架的安装是保证管道支吊架可靠运行的前提。

(2)加强在日常的维护工作中对支吊架状况的检查与维修是防止在其在工作中出现问题的主要方式,更是实现支吊架工作良好运行的关键所在。

(3)开展管道支吊架检查、维修和调整工作主要应依靠发电厂专业人员,但要做好此项工作,必须要了解管道支吊架设计、配制和安装相关知识,掌握管道支吊架检查、调整和维护方法,因此要重视管道支吊架相关知识的培训,提高发电厂专业人员对管道支吊架的认识。

(4)通常而言,在进行支吊架的功能常规调整过程中,遵循原设计进行调整不会影响到管道的应力变化。但是,随着管道及其相关的配套设施增加,管道在工作的过程中附件增多导致其运转的负荷增加。在此基础上进行的支吊架检查与调整将会发生性质上的彻底改变,因此对于支吊架的相关检查工作等就需要重新进行分析与调整,必要时还会对管道支吊架进行调整。

2发电厂汽水管道的安全性

2.1水击现象及其危害

当水或汽等液体在压力管道中流动时,当遇到突然关闭或开启阀门,水泵突然停机或启动,液体的流动速度会发生突然变化,由于流体的惯性和压缩性,引起管道中流动的液体压力发生反复的、急剧的周期性变化,这种现象称为水击(或水锤)。

发生水击现象时管道内压力会有一个急剧的升高,其数值可能达到正常工作压力的几十倍甚至几百倍,使管壁材料及管道上的设备及附件承受很大的压力,并伴随着管壁的扩张和收缩,发出强烈的振动和噪音,有如管道受到锤击的声音,同时,高频交变压力作用在管壁上,加之强烈的振动和流体的冲击,使金属表面打击出许多麻点。如果此时管道系统存在缺陷,则有可能对管系或设备造成破坏,导致事故的发生。所以水击不仅增加流体的流动阻力,而且也严重危及到管道系统及有关设备的安全运行。特别是大流量、高流速的长管中以及输送水温高、流量大的水泵中更为严重。

2.2发电厂防止汽水管道水击的措施

发生过多次水冲击的管道,常出现支吊架松脱焊口泄漏等故障,因此,在热力管道设计规程中明确规定,对于不经常流通的管道死端,以及管段的低位点,均应考虑设置疏水阀、疏水管。虽然从管道的设计安装时就充分考虑防范发生管道水击的可能,但实际运行中,因种种原因仍比较容易遇到前述的各种水击现象,所以在实际遇到时应采取相应的处理处理方法及防范措施:

(1)在管道投运时发生水击,可关小或关闭进汽阀以控制适当的暖管速度,并及时开启蒸汽管道疏水阀,若疏水管堵塞,手摸裸露处不烫手,则反复敲打,必要时更换。

(2)要避免汽轮机或锅炉快速的大幅度调节负荷,因特殊情况负荷频繁大幅度变动时,要注意锅炉汽包水位的调节,必要时撤除锅炉水位的自动调节,改为手动调节,若锅炉汽包水位过高,应关小给水或开启汽包放水阀,适当降低水位,同时要及时开启相应蒸汽管道疏水。另外,蒸汽负荷增加时,应及时调整燃烧,增加燃料量和风量,注意分辨虚假水位。

(3)对于汽水共腾现象,主要原因在于炉水含盐量过大,在汽包水面上出现大量泡沫。要改善给水品质,适当加强定期排污和连续排污以避免发生汽水共腾。

(4)停运后的蒸汽管道发生水击时,一要检查相关进汽阀门是否关闭严密,二要检查停运管道疏水是否开启,如未开启要及时缓慢开启,采用疏水母管系统时,还要避免疏水母管带压,其它管道的蒸汽通过疏水管道串入停运的蒸汽管道内,致使管道的水击现象加剧。

3结语

随着近年我国电力工业的持续快速发展,新建发电厂单元机组容量和参数不断提高。单元机组的热力系统也趋于庞大和复杂,加之高温高压管道对金属性能要求的提高,大量新型金属材质投入电厂使用。因此,发电厂汽水管道的设计要更加合理、补偿良好、安装维修方便,并避免水击、共振和降低噪声,以保证发电厂安全、满发、经济运行。由于个人水平所限,文中所提观点难免有不当之处,敬请大家谅解。

参考文献

[1]谷敬泽《汽水管道支吊架问题分析及调整措施》

[2]刘忠泽《火力发电厂汽水管道设计技术规定》

[3]张宝,胡能祥,徐熙瑾,沈全义《汽水管道中节流孔板的合理使用》

[4]郑勇《发电厂防止汽水管道水击的措施》

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