燃煤電廠超超臨界機(jī)組四大管道的設(shè)計(jì)選用解讀

1、燃煤電廠超超臨界機(jī)組四大管道的設(shè)計(jì)選用中國水利電力物資有限公司目錄前言錯(cuò)誤！未定義書簽。1范圍錯(cuò)誤！未定義書簽。2規(guī)范性引用文件23定義與術(shù)語24符號(hào)、代號(hào)和縮略語35設(shè)計(jì)參數(shù)36管道材質(zhì)規(guī)格選型3附錄 A（資料性附錄）四大管道特性數(shù)據(jù)7附錄 B（規(guī)范性附錄）火力發(fā)電廠推薦四大管道材質(zhì)和規(guī)格系列10IQ/CPI 122014 火力發(fā)電廠四大管道設(shè)計(jì)選用導(dǎo)則燃煤電廠超超臨界機(jī)組四大管道的設(shè)計(jì)選用1 規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。（ 1） ASTMA335 高

2、溫用鐵素體無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程（ Standard SpecificationforSeamless FerriticAlloy-SteelPipe forHigh Temperature Service）（2）ASTM/ASMEA672中溫高壓條件下使用的電熔焊管技術(shù)規(guī)范（ SpecificationforElectric-Fusion-WeldedSteelPipeforHigh pressureServiceat Moderate Temperature ）（3）ASTM/ASMEA691高溫高壓條件下電熔碳鋼和合金鋼技術(shù)規(guī)范（SpecificationforCarbon and Alloy

3、SteelPipe ,Electric-Fusion-WeldedforHigh-pressureServiceat High Temperature ）（ 4） EN10216-2承壓用無縫鋼管（ Seamless SteelTubes forPressurePurposes TechnicalDeliveryCondition.Part2:Non-alloyand alloysteeltubeswithspecifiedelevatedtemperatureproperties）（ 5） ASTMA999/ A999M合金和不銹鋼管道通用規(guī)范（ Standard Specification

4、forGeneral Requirements forAlloyand StainlessSteelPipe）（ 6） ASMEB31.1 Power Piping (AN AMERICANNATIONALSTANDARD)（ 7） DL/T5366 火力發(fā)電廠汽水管道應(yīng)力計(jì)算技術(shù)規(guī)程（ 8） GB50764-2012 電廠動(dòng)力管道設(shè)計(jì)規(guī)范2 定義與術(shù)語2.1管道 piping由管道組成件和管道支吊裝置等組成，用以輸送、分配、混合、分離、排放、計(jì)量或控制流體流動(dòng)。2.2管道系統(tǒng) pipingsystem按流體與設(shè)計(jì)條件劃分的多根管道連接成的一組管道，簡稱管系。2Q/CPI 122014 火力發(fā)

5、電廠四大管道設(shè)計(jì)選用導(dǎo)則2.3內(nèi)徑管 insidediametercontrolledpipe以控制內(nèi)徑尺寸為標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的管道2.4外徑管 outsidediametercontrolledpipe以控制外徑尺寸為標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的管道2.5電熔焊管 Electric-Fusion-WeldedPipe縱向?qū)雍缚p采用人工或自動(dòng)電弧焊熔接而成的管道。2.6最小壁厚 minimum wallthickness考慮承壓強(qiáng)度和腐蝕余量等的計(jì)算厚度。2.7公稱壁厚 normal wallthickness在最小壁厚的基礎(chǔ)上 , 按照管子標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格取用的壁厚，又稱名義壁厚3 符號(hào)、代號(hào)和縮略語ID管子內(nèi)徑，標(biāo)識(shí)以內(nèi)

6、徑為基準(zhǔn)的鋼管OD 管子外徑，標(biāo)識(shí)以外徑為基準(zhǔn)的鋼管Sm 為直管的最小壁厚。AWT為直管的平均壁厚4 設(shè)計(jì)參數(shù)4.1 主蒸汽管道的設(shè)計(jì)壓力可取用主汽門進(jìn)口處設(shè)計(jì)壓力的105%（主汽門進(jìn)口處設(shè)計(jì)壓力為汽輪機(jī)額定進(jìn)汽壓力的105%），或取用主汽門進(jìn)口處設(shè)計(jì)壓力加鍋爐過熱器出口至主汽門的管道壓降，二者取大值。4.2主蒸汽管道的設(shè)計(jì)溫度和其它管道的設(shè)計(jì)參數(shù)按火力發(fā)電廠汽水管道應(yīng)力計(jì)算技術(shù)規(guī)程（DL T 53662006）執(zhí)行。5 管道材質(zhì)規(guī)格選型5.1 600MW、660MW、1000MW超超臨界機(jī)組管道材料的選擇主蒸汽管道和再熱熱段蒸汽管道采用 ASTMA335 P92材料；當(dāng)熱段蒸汽管道采用A33

7、5 P91 材料時(shí)，應(yīng)在運(yùn)行中3Q/CPI 122014 火力發(fā)電廠四大管道設(shè)計(jì)選用導(dǎo)則加強(qiáng)金屬監(jiān)督。再熱冷段蒸汽管道當(dāng)設(shè)計(jì)溫度 415時(shí)，采用 ASTMA672 B70 CL32材料，當(dāng)設(shè)計(jì)溫度 >415時(shí)，采用 ASTMA691 1? Cr CL22材料（或性能相當(dāng)?shù)钠渌懿模?。高壓給水管道高壓給水管道采用EN 10216-2 標(biāo)準(zhǔn)的 15NiCuMoNb5-6-4材料。四大管道材料特性數(shù)據(jù)見附表1。5.2 許用應(yīng)力材料的許用應(yīng)力推薦采用附表 1 中的數(shù)據(jù)，附表 1 的數(shù)值是根據(jù)EN10216-2： 2002+A2:2007 標(biāo)準(zhǔn)中 X10CrMoVNb9-2規(guī)定的強(qiáng)度數(shù)值（該強(qiáng)度值

8、與ECCC-2005中的數(shù)值相同）及火力發(fā)電廠汽水管道應(yīng)力計(jì)算技術(shù)規(guī)程中的安全系數(shù)確定。除 A335P92材料以外，采用美國管材時(shí)，許用應(yīng)力取用ASMEB31.1-2007 附錄A 的許用應(yīng)力值；德國管材按EN10216-2的強(qiáng)度指標(biāo)和火力發(fā)電廠汽水管道應(yīng)力計(jì)算技術(shù)規(guī)程中規(guī)定的安全系數(shù)確定許用應(yīng)力。A672 B70 CL32、A691 1? Cr CL22、 A335P91、A335P22材料的許用應(yīng)力采用ASMEB31.1-2007 規(guī)定的數(shù)值（見附表1）。5.3管道尺寸和重量公差表 1內(nèi)徑管內(nèi)徑偏差 (mm)壁厚偏差重量偏差圓度 (%)直度 (mm)(mm)(kg)152.4ID距管道兩端

9、頭150mm主 蒸汽管 道 3048mm304.8： 2.362/0+6%/-6%以外的圓度：毫米范圍內(nèi)直度不大304.8ID給定重量OD/AWT15： 1.5%于 3.2mm，整管不大美國558.8： 3.175/0保證最小壁（也可按15OD/AWT18：于 6.35 mm；WG管558.8ID厚不小于公照2%再熱熱段管道道762： 3.962/0稱壁厚+16%/0%OD/AWT 18： 2.5%3048mm毫 米 范 圍 內(nèi)ID 762：公 稱 重距管道兩端頭150mm直度不大于4.750/0量）以內(nèi)的圓度： 1.5%6.35mm，整管不大于12.7 mm；法國瓦3048mm毫 米 范 圍

10、 內(nèi)盧瑞克同上+3/-0/1%直度不大于 3.2mm，管道整管不大于 6.35 mm4Q/CPI 122014 火力發(fā)電廠四大管道設(shè)計(jì)選用導(dǎo)則說明：管道支吊架應(yīng)考慮管道內(nèi)徑和壁厚的正偏差，一般情況下應(yīng)根據(jù)管道的實(shí)際外徑調(diào)整管道支吊架的管部尺寸。表 2外徑管直徑范圍外徑偏差不同壁厚 / 外徑條件下壁厚偏差0.0250.025 0.050.05 0.1 0.1219.1±1%或±±12.5%或± 0.4mm（( 取大值 )219.1 355.60.5mm(取大±20%±15%±12.5%±10%355.6值 )

11、7;20%±15%±12.5%+15%/-10%表 3 電熔焊管外徑偏差 (mm)壁厚偏差 (mm)圓度 (%)直度 (mm)所有廠+標(biāo)準(zhǔn) /-0.33048mm毫米范圍內(nèi)直度1%不大 于 3.2mm，整 管不±0.5%OD商大于 6.35 mm說明：電熔焊管的壁厚正偏差應(yīng)不大于外徑管對(duì)應(yīng)的壁厚正偏差。5.4 四大管道（直管）規(guī)格四大管道（非彎管用直管）推薦規(guī)格根據(jù)上述原則，四大管道（非彎管用直管）推薦規(guī)格見附錄B。對(duì)于彎管材料，應(yīng)按照火力發(fā)電廠汽水管道應(yīng)力計(jì)算技術(shù)規(guī)程的要求加厚管道壁厚，即：表 4彎管推薦壁厚表彎曲半徑推薦的彎管最小壁厚6倍管子外徑1.06Sm5

12、 倍管子外徑1.08Sm4 倍管子外徑1.14Sm3 倍管子外徑1.25Sm使用附錄 B 的說明a）應(yīng)注意核對(duì)具體工程四大管道的設(shè)計(jì)參數(shù)，以及所采用的材料標(biāo)準(zhǔn)、管徑和壁厚偏差進(jìn)行核算。b）對(duì)于設(shè)計(jì)溫度在600及以上的主蒸汽、再熱熱段管道壁厚計(jì)算可適當(dāng)考慮氧化腐蝕裕度。建議取1.6mm。c）對(duì)于內(nèi)徑控制無縫管（主汽、再熱熱段） ，考慮焊接 C 值的對(duì)口裕量，壁厚按：最小壁厚 0.5 ×（內(nèi)徑偏差 0.25 ）。d）對(duì)于外徑無縫管（給水 ），按火力發(fā)電廠汽水管道應(yīng)力計(jì)算技術(shù)規(guī)程（DLITDL/5366-2006）求取計(jì)算壁厚 , 為滿足焊接對(duì)口要求，取用壁厚在計(jì)算壁厚基5Q/CPI 12

13、2014 火力發(fā)電廠四大管道設(shè)計(jì)選用導(dǎo)則礎(chǔ)上加 2.5Smm左右后靠標(biāo)準(zhǔn)壁厚系，安裝時(shí)應(yīng)保證對(duì)口處管道壁厚不小于最小壁厚。e）對(duì)于電熔焊管（再熱冷段） ，口徑較大，增加壁厚有利于增加管道剛度，對(duì)口裕量較外徑無縫管適當(dāng)加大。f ）高壓旁路入口管道建議盡可能選用與主蒸汽管道支管相同的材質(zhì)和規(guī)格。g）低壓旁路入口管道建議盡可能選用與再熱熱段管道支管相同的材質(zhì)和規(guī)格。h）高壓旁路出口管道建議盡可能選用與再熱冷段管道支管相同的材質(zhì)和規(guī)格。5.5 單管設(shè)計(jì)與雙管設(shè)計(jì)對(duì)于 600MW及 660MW超超臨界機(jī)組，根據(jù)我們近些年參與的項(xiàng)目，常規(guī)的大部分選用單管設(shè)計(jì)。一方面，單管設(shè)計(jì)在管道的布置上更靈活，空間占用

14、相對(duì)來說少一些；另一方面，大體上來說，采用單管設(shè)計(jì)較雙管設(shè)計(jì)，經(jīng)濟(jì)性要好一些。近幾年，我們參與的雙管設(shè)計(jì)的項(xiàng)目，以銀星兩臺(tái)機(jī)為例，內(nèi)徑管大約需要資金5300 萬元左右，而單管神華焦作、鶴壁鶴淇項(xiàng)目兩臺(tái)機(jī)的內(nèi)徑管資金大約在45004700萬元左右。當(dāng)然，上述結(jié)論對(duì)某個(gè)具體項(xiàng)目也并不是絕對(duì)的。對(duì)于參數(shù)較高的超超臨界機(jī)組，由于參數(shù)較高，若采用單管設(shè)計(jì)，則壁厚會(huì)接近甚至超過110MM，而現(xiàn)有的資料中，均查不到相應(yīng)壁厚的許用應(yīng)力值，并且，隨著壁厚的增加，推力變大，有可能計(jì)算不過去，等等，因而，這種情況下，建議采用雙管設(shè)計(jì)。6Q/CPI 122014 火力發(fā)電廠四大管道設(shè)計(jì)選用導(dǎo)則附錄 A( 資料性附錄

15、)四大管道材料特性數(shù)據(jù)表 A.1 A335P22（ASMEB31.1）溫度 許用應(yīng)力溫度彈性模量溫度平均線脹系數(shù)(Mpa)(kN/mm 2)(10 -6/oC)20117.9202112011.6343114.5502105011.8371114.510020710012.1399114.515020315012.4427114.520019920012.748293.825019525013.051074.530019130013.353855.235018735013.656639.340018240013.859326.245017545014.1-50016550014.3-55015

16、355014.6-60013760014.8表 A.2 A335P91（ASMEB31.1）溫度許用應(yīng)力溫度彈性模量溫度平均線脹系數(shù)(Mpa)(kN/mm2)(10 -6/ )20167.5202132010.4260166.2502125010.6316163.410020910010.8343161.315020515011.1371157.920020120011.3399153.125019725011.5427146.930019330011.7454140.035018935011.8482131.740018540012.0510122.745018145012.2538112.

17、450017650012.356696.5(S 3”)88.9(S 3”)55017155012.559371.0(S 3”)66.2(S 3”)60016460012.662148.365015665012.864929.6-7Q/CPI 122014 火力發(fā)電廠四大管道設(shè)計(jì)選用導(dǎo)則表 A.3 A335P92（EN10216-2：2002+A2:2007）溫度 許用應(yīng)力溫度 彈性模量溫度 平均線脹系數(shù)(Mpa)2-6(kN/mm )(10 / )20206.7202175010.6510206.710021410010.7520156.715021115010.9530145.3200207

18、20011.1540134.725020425011.2550124.730020030011.4560114.735019835011.5570104.740019140011.758094.745018745011.959084.750018250012.060075.355017655012.261066.760017060012.362058.065016465012.563050.0-表 A.4 A672B70CL32（ASMEB31.1）溫度 許用應(yīng)力溫度彈性模量溫度平均線脹系數(shù)(Mpa)(kN/mm 2 )(10 -6 /oC)20137.9202022011.6260137.9

19、502005011.8316133.810019710012.1343129.615019415012.4371124.820019020012.7399102.025018825013.042782.730018430013.3-35017835013.6-40017140013.8-45016145014.1表 A.5 A6911? CrCL22 （ASMEB31.1）(A387Class1)溫度 許用應(yīng)力溫度彈性模量溫度平均線脹系數(shù)(Mpa)(kN/mm 2)-6o(10/ C)20117.9202052011.6343117.9502045011.8371117.91002011001

20、2.1399117.915019715012.4427115.820019320012.78Q/CPI 122014 火力發(fā)電廠四大管道設(shè)計(jì)選用導(dǎo)則溫度 許用應(yīng)力溫度彈性模量溫度平均線脹系數(shù)(Mpa)(kN/mm 2)-6o(10/ C)454113.125019025013.048294.530018630013.351064.135018135013.653843.440017640013.856629.045017045014.1-50016050014.3-55014855014.6表 A.6 15NiCuMoNb5 -6-4(WB36) 壁厚小于 80mm （EN 10216 2）溫

21、度 許用應(yīng)力溫度 彈性模量溫度 平均線脹系數(shù)(Mpa)(kN/mm 2)(10 -6 /)20203.32021110012.2200203.310020620012.9250203.320020030013.4300203.330019240014.0350203.340018450014.3400203.3500175-410203.3-420203.3-430200.0-440182.0-450163.3-460140.0-470116.7-48092.7-49069.3-50046.0-9Q/CPI 122014 火力發(fā)電廠四大管道設(shè)計(jì)選用導(dǎo)則附錄 B（規(guī)范性附錄）火力發(fā)電廠推薦四大管

22、道材質(zhì)和規(guī)格系列表 B.1 660MW超超臨界機(jī)組( 主蒸汽管道設(shè)計(jì)溫度610，壓力 27.46MPa;再熱熱段管道設(shè)計(jì)溫度608, 壓力5.773MPa;)序號(hào)名稱規(guī)格材質(zhì)一主蒸汽管道系統(tǒng)1主蒸汽主管ID425×103A335P922主蒸汽支管ID292×73A335P92二再熱熱段管道系統(tǒng)1再熱熱段主管ID908×44A335P922再熱熱段支管ID641×32A335P92三再熱冷段管道系統(tǒng)1再熱冷段主管（閥前）OD1016×38A672B70CL322再熱冷段支管（閥前）OD711×28A672B70CL323再熱冷段主管 (

23、閥后 )1016× 351A691Gr.1 /4 CrCL224再熱冷段支管 (閥后 )711× 251A691Gr.1 /4 CrCL22四高壓給水管道系統(tǒng)1給水主管OD508×5515NiCuMoNb5-6-42給水汽泵出口管OD355.6×4015NiCuMoNb5-6-43給水電泵出口管OD273×2815NiCuMoNb5-6-4表 B.2 1000MW超超臨界機(jī)組（上海電氣）( 主蒸汽管道設(shè)計(jì)溫度 610，再熱熱段管道設(shè)計(jì)溫度 608)序號(hào)名稱規(guī)格材質(zhì)一主蒸汽管道系統(tǒng)1主蒸汽主管（ 1/2 ）ID356×94A335P92

24、2主蒸汽支管（ 1/4 ）ID254×68A335P92二再熱熱段管道系統(tǒng)1再熱熱段主管 (1/2)ID699×43A335P922再熱熱段支管 (1/4)ID495×31A335P92三再熱冷段管道系統(tǒng)1再熱冷段主管OD1168×42A691 1? Cr CL222再熱冷段支管OD813×30A691 1? Cr CL22四高壓給水管道系統(tǒng)1給水主管OD610×6515NiCuMoNb5-6-410Q/CPI 122014 火力發(fā)電廠四大管道設(shè)計(jì)選用導(dǎo)則2給水支管（閥后）OD457×5015NiCuMoNb5-6-43給水支管（閥前）OD457×6015NiCuMoNb5-6-4表 B.3