鍋爐吹管臨時管道施工工法

1、鍋爐吹管臨時管安裝工法編寫：曹青1 前言鍋爐蒸汽吹管是新建火電機組投產(chǎn)的一個重要調(diào)試工序，其目的是通過對鍋爐再熱器、過熱器等系統(tǒng)進行蒸汽吹掃工作，清除設備系統(tǒng)內(nèi)部的各種雜質(zhì)，以保障機組安全啟動運行。鍋爐吹管方式及參數(shù)由調(diào)試部門設計，我方負責吹管臨時管道的計算、選材、安裝、拆除以及更換靶板等工作。本工法通過對鄒縣電廠#7機1000MW機組鍋爐吹管臨時管道的設計選材到安裝等工作的實踐，總結的一套完整的系統(tǒng)施工方法。2. 工法特點2.1 通過理論公式計算管道的規(guī)格、材質(zhì)，支吊架的間距、形式等。2.2 管線圖采用CAD繪圖軟件，按比例制圖。3. 適用范圍 本工法適用于各種類型的火電機組。4. 工法原理

2、4.1 根據(jù)吹管方式、吹管范圍、吹管參數(shù)、管道壓降等條件，通過理論計算得出吹管臨時管的規(guī)格及材質(zhì)以及靶板的規(guī)格。4.2 綜合考慮機組布置方式、汽機房結構、四大管道布置因素，通過現(xiàn)場實地查看、測量，確定臨時管道布置線路以及消音器布置位置；4.3 通過理論計算得出支吊架的載荷、間距、結構形式等；4.4 通過繪制的管道施工圖紙指導施工。5. 施工工藝流程及要點5.1 工藝流程 臨時管道及管件選材臨時管道管線走向策劃管道支吊架設計管道及支吊架等材料采購管道安裝配合吹管臨時管道拆除5.2 操作要點5.2.1 臨時管道及管件選材管道選材根據(jù)調(diào)試所確定的以下原則：沖管方式：蓄熱降壓法沖管流程：分兩個階段：第

3、一階段沖洗過熱器及主汽，第二階段沖洗再熱器及冷段、熱段。每階段沖洗時過熱系統(tǒng)及再熱系統(tǒng)汽水分離器壓力；熱力系統(tǒng)設備及管道壓降；過熱器及再熱器出口溫度；根據(jù)以上要求，將臨時管道分為3個壓力等級進行選材：沖管臨時門前管道壓力：10MPa沖管臨時門后至再熱冷段管道臨時管壓力:6MPa（第二階段）；中壓聯(lián)合汽門出口至消音器管道壓力：2MPa；（第二階段）另外，所選取的臨時管內(nèi)徑大于或等于原正式管道內(nèi)徑，支管匯流后的母管通流面積應大于或等于上游分支管的通流面積之和。由以上條件可進行臨時管的選材計算，計算如下。5.2.2.1臨時沖管門前母管道選擇 管道設計壓力10MPa，設計溫度450，管道外徑取426m

4、m,材質(zhì)為15CrMo。管道最小壁厚計算：Sm=PD0/(2t+2YP）+a其中，t=123MPa，=1，Y=0.4,a=0Sm=10426/(21231+20.410)+0=16.77mm 最小壁厚選17mm,管道規(guī)格為42617臨時管道流量校核:主汽半容量管內(nèi)徑381mm,則通流面積為A1=3.14(381/2)2=113951mm2所選管道內(nèi)徑為392mm，A2=3.14(392/2)2=120626mm2流量滿足要求。5.2.2.2主汽門出口管道的選擇管道設計壓力10MPa，設計溫度450，管道外徑取377mm,材質(zhì)為15CrMo的無縫鋼管。管道最小壁厚計算：Sm =PD0/(2t+2

5、YP）+a其中，t=123MPa，=1，Y=0.4,a=0Sm=10377/(21231+20.410)+0=14.84mm 最小壁厚選15mm,管道規(guī)格為37715選擇壁厚流量校核:主汽半容量管內(nèi)徑381mm, 則通流面積為A1=3.14(381/2)2=113951mm2所選管道內(nèi)徑為329mm，A2=23.14(347/2)2=189042mm2流量滿足要求。5.2.2.3沖管控制門旁路門前后管道的選擇管道設計壓力10MPa，設計溫度450，管道外徑取76mm,材質(zhì)為15CrMo的無縫鋼管。管道最小壁厚計算：Sm =PD0/（2t+2YP）+a其中，t=123MPa，=1，Y=0.4,a

6、=0Sm=1076/(21231+20.410)+0=2.99mm 最小壁厚選4mm,管道規(guī)格為7645.2.2.4沖管控制門前疏水管道及母管的選擇由于在暖管時疏水控制門關閉時蒸汽壓降變化不大，按管道設計壓力10MPa，設計溫度450考慮，主汽疏水管道外徑取89mm,材質(zhì)為15CrMo的無縫鋼管。管道最小壁厚計算：Sm =PD0/(2t+2YP）+a其中，t=123MPa，=1，Y=0.4,a=0Sm=1089/(21231+20.410)+0=3.5mm 最小壁厚選5mm,管道規(guī)格為895。主汽疏水母管道外徑取108mm,材質(zhì)為15CrMo的無縫鋼管。管道最小壁厚計算：Sm =PD0/(2t

7、+2YP）+a其中，t=123MPa，=1，Y=0.4,a=0Sm=10108/(21231+20.410)+0=4.25mm 最小壁厚選6mm,管道規(guī)格為10865.2.2.5臨時沖管門后管道選擇管道設計壓力6MPa，設計溫度450，管道外徑取530mm,材質(zhì)為15CrMo的無縫鋼管。管道最小壁厚計算：Sm =PD0/(2t+2YP）+a其中，t=123MPa，=1，Y=0.4,a=0Sm=6530/(21231+20.46)+0=12.67mm 最小壁厚選13mm,管道規(guī)格為53013選擇壁厚流量校核:沖管臨時控制門前后壓力變化與通流面積之比:P1V1/T1=P2V2/T2則P1A1=P2

8、A2A2=P1A1/P2=10113951/6=189918mm2D2=(A2/3.14)1/22=(189918/3.14)1/22=492 mm所選管道內(nèi)徑為500mm,流量滿足要求。5.2.2.6臨時沖管門后母管選擇管道設計壓力6MPa，設計溫度450，管道外徑取820mm,材質(zhì)為15CrMo的無縫鋼管。管道最小壁厚計算：Sm =PD0/(2t+2YP）+a其中，t=123MPa，=1，Y=0.4,a=0Sm=6820/(21231+20.46)+0=19.6mm 最小壁厚選20mm,管道規(guī)格為82020選擇壁厚流量校核:沖管臨時控制門前后壓力變化與通流面積之比:2P1V1/T1=P2V

9、2/T2則P1A1=P2A2A2=2P1A1/P2=210113951/6=379837mm2D2=(A2/3.14)1/22=(379837/3.14)1/22=696 mm所選管道內(nèi)徑為780mm,流量滿足要求。5.2.2.7臨時沖管門后臨時管疏水管道選擇管道設計壓力6MPa，設計溫度450，管道外徑取76mm,材質(zhì)為15CrMo的無縫鋼管。管道最小壁厚計算：Sm =PD0/(2t+2YP）+a其中，t=123MPa，=1，Y=0.4,a=0Sm=676/(21231+20.46)+0=1.8mm 最小壁厚選3mm,管道規(guī)格為7635.2.2.8沖管沖管門后疏水管道及母管的選擇管道設計壓力

10、6MPa，設計溫度450，熱段疏水管道外徑取89mm,材質(zhì)為15CrMo的無縫鋼管。管道最小壁厚計算：Sm =PD0/(2t+2YP）+a其中，t=123MPa，=1，Y=0.4,a=0Sm=689/(21231+20.46)+0=2.12mm 最小壁厚選3.5mm,管道規(guī)格為893.5 冷段疏水管道外徑取133mm,材質(zhì)為15CrMo的無縫鋼管。管道最小壁厚計算：Sm =PD0/(2t+2YP）+a其中，t=123MPa，=1，Y=0.4,a=0Sm=6133/(21231+20.46)+0=3.18mm 最小壁厚選4.5mm,管道規(guī)格為1334.5冷段與熱段疏水母管道外徑取219mm,材質(zhì)

11、為15CrMo的無縫鋼管。管道最小壁厚計算：Sm =PD0/(2t+2YP）+a其中，t=123MPa，=1，Y=0.4,a=0Sm=6219/(21231+20.46)+0=5.24mm 最小壁厚選6mm,管道規(guī)格為21965.2.2.9 中聯(lián)門后臨時管道選擇a. 中聯(lián)門出口支管的選擇 管道設計壓力2MPa，設計溫度500，管道外徑取820mm,材質(zhì)為15CrMo。管道最小壁厚計算：Sm=PD0/(2t+2YP）+a其中，t=96MPa，=1，Y=0.4,a=0Sm=2820/(2961+20.42)+0=8.47mm 最小壁厚選10mm,管道規(guī)格為82010選擇壁厚流量校核:再熱熱段蒸汽半

12、容量管內(nèi)徑749.3mm,所選管道內(nèi)徑為800mm，流量滿足要求。b 中聯(lián)門出口母管的選擇在第一階段沖管時,主汽門后的管道直接通過此管道排入消音器,這樣此時臨時管道的壓力應考慮為:第一階段沖管時分離器壓力為8MPa，吹管門開啟過程中分離器壓力下降值為1.5MPa，過熱器壓降為2.46MPa，主汽管壓降為1.25MPa，則沖管過程中控制門后臨時管的壓力為8-1.5-2.46-1.25=2.79MPa，對管道選擇時按3MPa，設計溫度500進行計算：管道外徑取1120mm的直縫管,材質(zhì)為15CrMo的直縫管管道最小壁厚計算：Sm=PD0/(2t+2YP）+a其中，t=96MPa，=85，Y=0.5

13、,a=0Sm=31120/(2960.85+20.53)+0=20.21mm 最小壁厚選21mm,管道規(guī)格為112021選擇壁厚流量校核:再熱熱段主管道內(nèi)徑為749.3mm,則通流面積為A1=23.14(749.3/2)2=881477mm2,所選管道內(nèi)徑為1078mm，A2=3.14(1078/2)2=912235mm2流量滿足要求。5.2.2 臨時管道走向策劃臨時管道布置應注意以下問題：管道布置應不妨礙正式管道的走向；管道布置應考慮管道的熱態(tài)位移，不應有妨礙管道膨脹的地方；管道布置盡量簡潔，盡量少使用彎管等以減小排汽阻力。5.2.3 支吊架設計5.2.3.1 支吊架間距計算確定支吊架間距時

14、，應考慮管道荷載的合理分布，并滿足管道強度、剛度、防止振動和疏放水的要求。水平管道上的支架應滿足支架的剛度條件和強度條件。剛度條件：均布荷載水平直管道的支吊架允許最大間距用下式計算：式中 Lmax支吊架的最大允許間距，m； Et鋼材在設計溫度下的彈性模數(shù)，kN/mm2； I管子截面慣性矩，cm4； q管道單位長度自重，kN/m。按照強度條件，均布荷載水平直管道的最大支吊架間距按下式計算：式中 W管子截面抗彎矩，cm3。水平90彎管兩端支吊架間的管道展開長度，不應大于水平直管道上允許支吊架的最大間距的0.73倍。管道的最大允許間距取兩者之間最小值。5.2.4 管道安裝（具體管道布置見附圖）5.2

15、.4.1 主蒸汽管道臨時管安裝主蒸汽主管道安裝完畢，高壓旁路蒸汽管道安裝完畢，支吊架調(diào)整完畢。主汽至軸封蒸汽管道安裝完畢。四個主汽門門芯拆除，加裝臨時堵板。在四個主汽門出口分別加裝沖管臨時組件（廠家提供），由該組件接口分別引出四路臨時管道（規(guī)格37715），之后相鄰兩路合并為兩路管道（規(guī)格42617），在此兩路管道上分別加裝沖管臨時門，沖管臨時門安裝時要求閥桿垂直安裝，在臨時門兩側加裝兩個旁路手動門，型號為PN20，DN50，12Cr1MoV。因本次沖管分為兩個階段沖洗，在第一階段沖管臨時門后管道經(jīng)過Y型三通合并為一路管道（規(guī)格82020），之后變徑為規(guī)格112021的管道排入消音器。第二階段

16、在沖管臨時門后管道經(jīng)Y型三通合并為一路管道（規(guī)格82020）后接至冷段逆止閥后。5.2.4.2 再熱熱段蒸汽管道臨時管安裝 再熱熱段蒸汽主管道安裝完畢，支吊架調(diào)整完畢，兩個中聯(lián)門門芯拆除,加裝臨時堵板。在兩個中聯(lián)門出口分別加裝沖管臨時組件（廠家提供），由該組件接口分別引出兩路臨時管道（規(guī)格82010）。在第一階段沖管時將該兩路臨時管暫不與排汽母管接通，在其端口處用堵板封死，在沖管第二階段時將該兩路管道接至排汽母管上（規(guī)格112021），通過排汽母管至消音器。另外，在中聯(lián)門臨時管接入該母管之后的汽機房內(nèi)水平管段上安裝靶板架，靶板架應垂直安裝。5.2.4.3 再熱冷段蒸汽管道臨時管安裝 再熱冷段蒸

17、汽管道止回閥后管段暫不安裝，接臨時管。冷段至小機進汽管道與冷段至輔汽管道施工完畢，在正式吹管前將此兩路的電動門關閉并停電。5.2.4.4 疏水管道臨時管安裝在汽機房0m高壓側疏水擴容器處分別布置兩路臨時疏水母管至主廠房外排水井內(nèi)，其中一路母管（規(guī)格1086材質(zhì)15CrMo）與主蒸汽管道的4路疏水管道（規(guī)格895材質(zhì)15CrMo）相接；另一路母管（規(guī)格為2196材質(zhì)15CrMo）與熱段的3路疏水管道(規(guī)格893.5材質(zhì)15CrMo)、冷段管道的3路疏水管道(893.5材質(zhì)15CrMo)以及沖管臨時門至冷段的臨時管道疏水(規(guī)格763材質(zhì)15CrMo)相連接。疏水管道水平段布置時應由較大的坡度，保證

18、疏水能流暢排出。5.2.4.5 支吊架制作安裝 主管支吊架采用32a槽鋼制作，臨時疏水管支吊架采用18a槽鋼固定。對于水平管道支吊架，設計類型為固定導向支架，廠房內(nèi)部分生根在17m與8.6m平臺上,根部用M20膨脹螺栓固定,部分生根在鋼梁或鋼柱上；廠房外部分，地面需做臨時混凝土基礎并在上面布置埋件，支架可與其進行焊接；對于立管，設計類型為立管支架,生根于廠房內(nèi)的鋼梁或鋼柱上。制作焊接時應按正式支吊架焊接，焊縫高度要大于被焊件最薄處厚度。在安裝時應充分考慮管道的熱膨脹及蒸汽的反沖力，對于管線較長的直管段應預留較大的膨脹間隙。5.2.4.6 消音器位置選擇及安裝 消音器排汽口不得對著設備及建筑物，

19、將消音器布置在汽機房A排-柱之間，汽機房A排外50m處。消音器基礎（見附圖）由土建專業(yè)澆灌，在基礎之上布置埋件，上方放置軌道，將消音器放置在軌道上且在埋件上焊接壓板防止消音器向上竄動，使消音器在運行時能夠向前水平自由膨脹。5.3 勞動力組織技術人員：1人；安裝工：35人；電焊工：10人6.材料與設備序號名稱規(guī)格及型號單位數(shù)量備注1鏈條葫蘆5t個802鏈條葫蘆2t/1t個各303鋼絲繩若干4卸卡20t/10t個10405卷尺50m/5m把4106磁力線墜個207鐵水平尺300mm個108角尺12580個29火焊工具套1010水準儀臺211磨光機100/150臺各1012對口管夾各種規(guī)格套各813

20、扳手常規(guī)套67. 質(zhì)量控制標高偏差10mm立管鉛垂度1/1000且10mm交叉管間距偏差10mm水平管道彎曲度0.5/1000且15 mm(Dn100mm)，1/1000且15 mm(Dn100mm)對口平直度0.5 mm(Dn100mm)，1 mm(Dn100)靶板前的管道全部采用氬弧焊打底的焊接工藝，管道安裝之前全部噴砂處理。8.安全措施施工人員嚴格遵守安全規(guī)章制度，不得進行違章作業(yè)。在拆裝靶板時，電動臨時門必須嚴格執(zhí)行停電制度，所有電氣按鈕由專人操作，其它人不得隨意亂動，以免產(chǎn)生誤操作。更換靶板人員在作業(yè)時必須戴石棉手套，防治燙傷。在沖管期間，在沖洗管道上的裸露部分、排汽口以及排汽口兩側

21、緯四路處拉上警戒繩，并懸掛“高溫、請勿靠近”等警告牌，參與沖管的閥門全部進行標示。對警戒區(qū)域安排專人監(jiān)護，嚴禁人員進入?？赡軤C傷人的部位進行臨時保溫，橫跨臨時管道及靶板裝置處設置平臺通道。在沖管過程中如發(fā)現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，應及時向上級匯報或通知有關人員。 沖管時,施工現(xiàn)場必須徹底清理干凈,道路暢通。在沖管系統(tǒng)及臨時管路周圍2m以內(nèi)不得有易燃物存在，并備有足夠的消防器材。所有參加沖管人員由專人負責組織，各人分工明確，不得擅離崗位。施工人員應在沖管調(diào)試前熟悉沖管試運程序，了解沖管步驟。嚴格執(zhí)行送停電制度，電氣操作人員必須認真核對用電設備名稱。確認無誤后，方可進行操作。臨時管路安裝時，盡量避免靠近電纜、儀

22、表及油管等易熱損或易燃物。機組控制臺要由專人進行操作。鍋爐應及時補充優(yōu)質(zhì)給水并通過加藥系統(tǒng)保證爐水品質(zhì)。所有臨時管道的管徑和壁厚均已進行詳細核算，施工時不得隨意代用。對零米汽機房外的電氣變壓器等設備與排汽管之間用腳手架與木板搭設隔離層。9. 環(huán)保措施 在吹管臨時管安裝過程中，沒有涉及到酸、堿、鹽、油及放射性元素等對環(huán)境有重大影響的因素，也沒有大的噪音及粉塵產(chǎn)生，故要求安裝時注意以下幾點：9.1通過對施工人員的環(huán)境保護教育,提高施工人員的環(huán)境保護意識,防止和降低因施工對現(xiàn)場及周圍環(huán)境的影響。廢棄物進行分類回收，組織人員制作固體廢棄物分類回收箱，將回收箱放置于工具房附近，并標識分類名稱。9.2合理

23、安排施工時間，盡量減少施工噪聲。9.3磨光機砂輪片等廢棄物，不得亂拋亂倒，應集中放置處理。9.4加強焊接作業(yè)場所的通風，特別是在施工密集區(qū)域施焊時要有具體可靠的通風措施，防止作業(yè)場所有毒氣體超過國家標準，危害職工健康。9.5調(diào)鉛粉用的油及時回收重復利用。9.6使用氣割時，常檢查氧氣、乙炔膠管的狀況，防止膠管漏氣污染空氣和引起火災。9.7施工中，要節(jié)能降耗，對可利用的邊角料要重復利用，減小不必要的資源浪費。9.8根據(jù)廢棄物分類，現(xiàn)場設置足夠的可利用、不可利用、有害廢棄物垃圾箱，施工廢料按分類放置。9.9加強現(xiàn)場文明施工，做到“工完、料盡、場地清”，創(chuàng)造良好的施工環(huán)境10.效益分析 四大管道臨時管

24、及管件的材質(zhì)全部為合金鋼，其材料采購成本在140萬左右。該部分材料能夠重復利用4-6次，考慮材料凈殘值后，每使用一次的費用在30萬元左右，基本符合定額含量中的攤銷費用。另外，該工程所需支吊架全部利用工程剩余及廢舊型材加工制作，強度完全滿足要求，節(jié)省材料費用67萬元。另外，該工程臨時管道的設計均通過理論計算所得，管道布置走向通過多次現(xiàn)場勘測、討論確定。另外，靶板安裝位置在規(guī)范范圍內(nèi)距離排汽口最遠的位置，靶板前的管道在安裝時全部采用氬弧焊打底。所以，不僅管道在吹管時的安全性有充分的保證，還將管道內(nèi)蒸汽流動的阻力減小到最小，使得吹管的效果有顯著提高，吹管次數(shù)有所降低，從而節(jié)省了一定的鍋爐用燃油。、1

25、1. 應用實例鄒四工程#7機組鍋爐吹管采用蓄熱降壓法吹管。設計及采購材料工期： 2006年8月10日2006年9月25日施工工期： 2006年10月9日2006年10月25日由于過熱器及再熱器出口溫度規(guī)定在沖管時不超過425，考慮到安全等因素，對于所有臨時管道的材質(zhì)我們選用材質(zhì)為15CrMo的合金鋼材料。根據(jù)選取各管段的管道內(nèi)徑要大于或等于其連接正式管道內(nèi)徑的原則首先選出合適的管道外徑，再根據(jù)各個壓力等級選取相應的管道壁厚，最后對所選的管道外徑及壁厚得出內(nèi)徑是否符合選材原則，如不符合則需選擇更高一級規(guī)格的管道。由于與消音器連接的排汽管管徑較大，且材質(zhì)為合金鋼，無縫管采購困難，我們選擇壁厚比無縫管大1mm的有縫管使用。管道最終選型規(guī)格見下表。序號名稱規(guī)格型號材質(zhì)單位數(shù)量1合金鋼管3771515CrMom352合金鋼管4261715CrMom153合金鋼管5301315CrMom154合金鋼管8202015CrMom1105直縫管11202115CrMom906合金鋼管8201015CrMom757合金鋼管 1594.515CrMom658合金鋼管108615CrMom659合金鋼管893.515CrMom2512合金鋼管76415CrMom813剛性支