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、中國水利電力物資有限公司ChlriQNgtlonallWaterRfiwurcfisftElectricPowerMgttrloli|lEquiprnflunlCd-Aid.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 12 2014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于本文件的應(yīng)用是

2、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高溫用鐵素體無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程(StandardSpecificationforSeamlessFerriticAlloy-SteelPipeforHighTemperatureService)(2) ASTM/ASMA672中溫高壓條件下使用的電熔焊管技術(shù)規(guī)范(SpecificationforElectric-Fusion-WeldedSteelPipeforHighpressureServiceatModerateTemperature)(3

3、) )ASTM/ASMEA691高溫高壓條件下電熔碳鋼和合金鋼技術(shù)規(guī)范(SpecificationforCarbonandAlloySteelPipe,Electric-Fusion-WeldedforHigh-pressureServiceatHighTemperature)(4) EN10216-2承壓用無縫鋼管(SeamlessSteelTubesforPressurePurposesTechnicalDeliveryCondition.Part2:Non-a110yandalloysteeltubeswithspecifiedelevatedtemperatureproperties)

4、(5) ASTMA999/A999M合金和不銹鋼管道通用規(guī)范(StandardSpecificationforGeneralRequirementsforAlloyandStainlessSteelPipe)(6) ASMEB31.1PowerPiping(ANAMERICANNATIONALSTANDARD)(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8.1 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)。8.2 管道系統(tǒng)pipingsystem按流體與設(shè)計(jì)條

5、件劃分的多根管道連接成的一組管道，簡稱管系。8.3 內(nèi)徑管insidediametercontrolledpipe以控制內(nèi)徑尺寸為標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的管道8.4 外徑管outsidediametercontrolledpipe以控制外徑尺寸為標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的管道8.5 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。8.6 最小壁厚minimumwallthickness考慮承壓強(qiáng)度和腐蝕余量等的計(jì)算厚度。8.7 公稱壁厚normalwallthickness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

6、，標(biāo)識(shí)以內(nèi)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/T53662006)執(zhí)行。5管道材質(zhì)規(guī)格選型5.1 600MW660MW1000MWE超臨界機(jī)組管道材料的選擇5.1.1 主蒸汽管道和再熱熱段蒸汽管道采用ASTMA335P92M料；當(dāng)熱段蒸汽管道采用A

7、335P91材料時(shí)，應(yīng)在運(yùn)行中加強(qiáng)金屬監(jiān)督。5.1.2 再熱冷段蒸汽管道當(dāng)設(shè)計(jì)溫度0415c時(shí)，采用ASTMA672B70CL32H料，當(dāng)設(shè)計(jì)溫度415C時(shí),采用ASTMA6911?CrCL22材料（或性能相當(dāng)?shù)钠渌懿模?.1.3 高壓給水管道高壓給水管道采用EN10216-2標(biāo)準(zhǔn)的15NiCuMoNb5-6-4材料。5.1.4 四大管道材料特性數(shù)據(jù)見附表1。5.2 許用應(yīng)力5.2.1 A335P92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)度值與ECCC-2005的數(shù)值相同）及火

8、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。5.2.2 除A335P92材料以外，采用美國管材時(shí)，許用應(yīng)力取用ASM出31.1-2007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。5.2.3 A672B70CL32、A6911?CrCL22、A335P91A335P22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（mm）重量偏差（kg）圓度（）直度（mm）美國WG管道152.4VIDW304.8:2.362/0304.8ID

9、762:4.750/0保證最小壁厚/、小于公稱壁厚+6%/-6%給定重量（也可按昭八、+16%/0%公稱重量）距管道兩端頭150mm以外的圓度：OD/AWK15:18:02.5%距管道兩廂頭150mm以內(nèi)的圓度：1.5%主烝汽管道3048mm毫米范圍內(nèi)直度小大于3.2mm,整管不大于6.35mm;再熱熱段管道3048mm毫米氾圍內(nèi)直度小大于6.35mm,整管不大于12.7mm法國瓦盧瑞克管道同上+3/-0/01%3048mm量米氾圍內(nèi)直度小大于3.2mm,整管不大丁6.35mm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

10、圍外徑偏差不同壁厚/外徑條件下壁厚偏差0.1355.6值）20%士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）所有廠商士0.5%OD+標(biāo)準(zhǔn)/-0.301%3048mm是米范圍內(nèi)直度不大于3.2mm,整管不大于6.35mm說明：電熔焊管的壁厚正偏差應(yīng)不大于外徑管對應(yīng)的壁厚正偏差。5.4 四大管道（直管）規(guī)格5.4.1 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1.0

11、6Sm5倍管子外徑1.08Sm4倍管子外徑1.14Sm3倍管子外徑1.25Sm5.4.2使用附錄B的說明a）應(yīng)注意核對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）對于設(shè)計(jì)溫度在600c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1.6mmc）對于內(nèi)徑控制無縫管（主汽、再熱熱段），考慮焊接C值的對口裕量，壁厚按:最小壁厚+0.5X（內(nèi)徑偏差+0.25）。d）對于外徑無縫管（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，為滿足焊接對口要求，取用壁厚在計(jì)算壁厚基礎(chǔ)上加2.5Smm左右后靠標(biāo)準(zhǔn)壁厚系

12、，安裝時(shí)應(yīng)保證對口處管道壁厚不小于最小壁厚。e）對于電熔焊管（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)對于600M帔660MWB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，空間占用相對來說少一些；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

13、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)論對某個(gè)具體項(xiàng)目也并不是絕對的。對于參數(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)。11附錄A（資料性附錄）四大管道材料特性數(shù)據(jù)表A.1A335P22（ASMEB31.1溫度c許用應(yīng)力溫度c彈性模量溫度C平均線脹系數(shù)(Mpa)(kN/mm2)(10-6/oC

14、):20117.9202112011.6343114.5502105011.8371114.510020710012.1399114.515020315012.4427114.520019920012.748293.825019525013.051074.530019130013.353855.235018735013.656639.340018240013.859326.245017545014.1-50016550014.3-55015355014.6-60013760014.8表A.2A335P91(ASMEB31.1)溫度C許用應(yīng)力溫度c彈性模量溫度c平均線脹系數(shù)(Mpa)(kN/mm

15、2)(10-6/C)20167.5202132010.4260166.2502125010.6316163.410020910010.8343161.315020515011.1371157.920020120011.3399153.125019725011.5427146.930019330011.7454140.035018935011.8482131.740018540012.0510122.745018145012.2538112.450017650012.356696.5(SW3)88.9(S3)55017155012.559371.0(SW3)66.2(S3)60016460012

16、.662148.365015665012.864929.6-表A.3A335P92(EN10216-22002+A2:2007)溫度c許用應(yīng)力溫度c彈性模量溫度c平均線脹系數(shù)(Mpa)(kN/mm2)(10-6/C)20206.7202175010.6510206.710021410010.7520156.715021115010.9530145.320020720011.1540134.725020425011.2550124.730020030011.4560114.735019835011.5570104.740019140011.758094.745018745011.959084.7

17、50018250012.060075.355017655012.261066.760017060012.362058.065016465012.563050.0-表A.4A672B70CL32(ASMEB31.1溫度C許用應(yīng)力溫度C彈性模量溫度C平均線脹系數(shù)(Mpa)(kN/mm2)(10-6/oC)20137.9202022011.6260137.9502005011.8316133.810019710012.1343129.615019415012.4371124.820019020012.7399102.025018825013.042782.730018430013.3-3501783

18、5013.6-40017140013.8-45016145014.1表A.5A6911?CrCL22(ASMEB31.1(A387Class1)溫度C許用應(yīng)力溫度C彈性模量溫度C平均線脹系數(shù)(10-6/oC)(Mpa)(kN/mm2)20117.9202052011.6343117.9502045011.8371117.910020110012.1399117.915019715012.4427115.820019320012.7溫度C許用應(yīng)力溫度C彈性模量溫度C平均線脹系數(shù)(10-6/oC)(Mpa)(kN/mm2)454113.125019025013.048294.53001863001

19、3.351064.135018135013.653843.440017640013.856629.045017045014.1-50016050014.3-55014855014.6表A.615NiCuMoNb5-6-4(WB36)壁厚小于80mm(EN102162)溫度C許用應(yīng)力溫度C彈性模量溫度c平均線脹系數(shù)(Mpa)(kN/mm2)(10-6/C)20203.32021110012.2200203.310020620012.9250203.320020030013.4300203.330019240014.0350203.340018450014.3400203.3500175-4102

20、03.3-420203.3-430200.0-440182.0-450163.3-460140.0-470116.7-48092.7-49069.3-50046.0-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)格系列表B.1660MW超超臨界機(jī)組（主蒸汽管道設(shè)計(jì)溫度610C,壓力27.46MPa;再熱熱段管道設(shè)計(jì)溫度608C,壓力5.773MPa;)廳P名稱規(guī)格材質(zhì)一主蒸汽管道系統(tǒng)1主蒸汽主管ID425X103A335P922主蒸汽支管ID292X73A335P92二再熱熱段管道系統(tǒng)1再熱熱段主管ID908X44A335P922再熱熱段支管ID641X32A335P92三再熱冷段管道系統(tǒng)

21、1再熱冷段主管（閥前）OD101638A672B70CL322再熱冷段支管（閥前）OD71X28A672B70CL323再熱冷段主管（閥后）1016X35A691Gr.11/4CrCL224再熱冷段支管（閥后）711X25A691Gr.11/4CrCL22四高壓給水管道系統(tǒng)1給水主管OD50855115NiCuMoNb5-6-412給水汽泵出口管OD355.6X40115NiCuMoNb5643給水電泵出口管OD2732815NiCuMoNb5-6-4表B.21000MW超超臨界機(jī)組（上海電氣）（主蒸汽管道設(shè)計(jì)溫度610C,再熱熱段管道設(shè)計(jì)溫度608C）廳p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）ID356X94A335P922主蒸汽支管（1/4）ID254X68A335P92二再熱熱段管道系統(tǒng)1再熱熱段主管（1/2）HD699X43A335P922再熱熱段支管（1/4）ID495X31A335P92三再熱冷段管道系統(tǒng)1再熱冷段主管OD116842A6911?CrCL222再熱冷段支管IOD81330A6911?CrCL22四高壓給水管道系統(tǒng)1給水主管OD6106515NiCuMoNb5-6-42給水支管（閥后）OD4575015NiCuMoNb5-6-43給水支管（閥前）：OD4576015NiCuMoNb5-6-4表B.31000MW超超臨界機(jī)組（東方、哈爾濱）