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第六章发电厂的阀门及管道一、汽水管道对电厂安全可靠性的影响发电厂高温高压汽水管道处在蠕变温度以上工作，在启停过程中经受着交替的大温差变化，受力和结构比较复杂，工作条件极差。管道运行的安全与否，不仅涉及管道本身，同时也影响到所连接的主、辅设备的安全。二、汽水管道对电厂经济性的影响现代大型发电厂管道总长度可达数万米，总重量可达数百吨甚至上千吨，其中昂贵的高级耐热合金钢占有相当的比例，使管道费用在电厂投资中占有很大比重。汽水管道在运行中的散热、泄漏和压降损失都在不同程度上影响电厂运行的热经济性。三、汽水管道的组成发电厂汽水管道是由管子、管子连接件(弯头、三通、大小头、堵头、法兰等)、阀门、管道支吊架、热补偿装置、测量装置、保温材料等组成。四、汽水管道的基本要求对发电厂汽水管道组成的基本要求是：运行安全可靠，灵活方便，投资少，运行费用低。发电厂管道系统主要内容如下：管道的规范与材料管道阀门管道膨胀、补偿、支持、保温及涂色管道的运行与维护第一节管道的技术规范掌握以下几个知识点：设计压力设计温度设计压力和设计温度的表示方法公称压力公称直径常用管材钢号及使用温度一、设计压力设计压力一般是指管道运行时介质的最大工作压力。国产机组主蒸汽管道的设计压力，取用锅炉过热器出口的额定工作压力。引进国产300MW、600MW机组及部分进口机组，允许超压5％运行，故管道设计压力还应加上5％的超压值。二、设计温度设计温度一般是指管道运行时介质的最高温度。主蒸汽和高温再热蒸汽管道的设计温度，应分别取用锅炉额定蒸发量时过热器、再热器出口的额定工作温度，再加上锅炉正常运行时允许的温度偏差值。温度偏差值可取5℃。三、设计压力和设计温度的表示方法管道的设计压力、设计温度也可用标注压力和温度的方法来表示。例如P54140，54表示设计温度为540℃，140表示设计压力为表压13.73MPa(140kgf／cm2)。四、公称压力1、定义公称压力是某种管材在一特定温度（碳素钢为200℃，耐热合金钢为350℃）下的允许工作压力，是国家标准中规定的管道的承压等级。对碳素钢管道和附件为在0～200℃等级及以下允许的工作压力。公称压力和允许工作压力都是对应管道介质压力和温度的一个组合参数。管道公称压力用符号PN表示，其单位为MPa。2、作用发电厂汽水管道采用的材料不同，承受的工作压力不同，即使是采用同一种材料，管道的最大允许工作压力也是随着管内介质温度的升高而降低的。汽水管道的这一特性，给汽水管道的制造、选用和计算带来了不便，为了实现管道制造和使用上的标准化为此，国家标准中将管道压力分为若干个公称压力等级，压力等级随钢材而异。如碳素钢由0.0981～49.033MPa分为16个压力等级，温度由0～450℃分7个温度等级，。合金钢由0.0981～98.0392MPa分为19个压力等级，温度由350～530℃分9个温度等级。每一个温度等级下的压力数值是介质相应的允许最大工作压力。20号钢的公称压力表公称压力MPa试验压力MPa设计工作温度(℃)≤200250300350400425450允许工作压力(MPa)P20P25P30P35P40P42.5P45O.09810.19610.09810.08830.07850.06860.05880.04900.03920.24520.30400.24520.23540.20590.18630.16670.13730.0981………………………6.27637.8456.27636.08015.49174.90334.21693.53042.54979.806712.2589.80679.51258.53187.64926.66855.58984.020715.69119.61315，69115.29813，72912.25810.5918.92416.4724………………………49.03361.29249.00347.75842.95338.24633.34327.94920.300说明：表中公称压力15.691的管子，随工作温度的增加，允许工作压力由15.691降至6.4724MPa，即同一公称压力的管道，适用于不同的介质参数。例如：当设计工作温度为350℃，设计工作压力为4.9033MPa时，应选用公称压力为6.2763MPa。五、公称直径（公称通径）1、定义国家标准中规定的管道的内径等级，是管道名义上的计算内径，不是实际内径。管道的公称直径用符号DN表示，其单位以mm计。2、作用在允许的介质流速和压降损失下，管道中流过的工作介质数量由管道内径来决定。在国家标准中规定了管道内径等级，规定管道的内径等级，原因是管道内径的实际大小，通常不同于公称直径。例如无缝钢管，当外径和壁厚都为同样国家标准中所规定，公称压力不同，管壁厚度也不同。随公称压力的增大，壁厚也增大。我国管道的公称直径标准等级范围是1～4000mm，共分54级，如表3-2所示。用于中参数管道的公称直径，壁厚s和外径D。的钢管规范，如表3-3所示。表3-2我国管道的公称直径单位：mm公称直径公称直径公称直径公称直径公称直径公称直径公称直径公称直径DgDgDgDgDgDgDgDgl632150400lOOO180032001．574017545011002000340028502005001200220036002．51065225600130024003800315802507001400260040004201003008001500280052512535090016003000表3-320号钢管规范品种Pg2.5、4.OPg6.4PglO.ODg(mm)Do×s(mm)每米管重(kg／m)Do×s(mm)每米管重(k6／m)Do×s(mm)每米管重(kS／m)10----14×2.OO.5921518×2.O0.78918×2.O0.78918×2.OO.7892025×2.O1.1325×2.O1.1325×2.01.122532×2.51.8232×2.51.8232×2.51.823238×2.52.1938×2.52.1938×2.52.19(40)45×2.52.6245×2.52.6245×3.O3.115057×3.O4.OO87×3.O4.OO57×3.04.OO(65)73×3.O5.1873×3.O5.1873×3.56.O08088×3.57.3888×3.57.3889×4.59.38lOO106×4.O10.26108×4.OlO.26108×4.511.49125133×4.O12.73133×4.O12.73133×618.79150159×4.517.15159×4.517.15159×726.24(175)194×5.O22.31194×5.525.60194×836.70200219×6.O31.52219×6.O31.52219×946.61六、常用管材钢号及使用温度表3-4为常用管材的钢号及推荐使用温度。表3-4管材钢号及使用温度钢种钢号推荐使用温度(℃)允许的上限温度(℃)普通碳素钢A3FA3、A3g0-200一20～300250350优质碳素钢1020一20～440一20～450450450普通低合金钢16Mn15MnV一40～450475500耐热合金钢1SCrMO12CrMoV12MoVWBSiRe(无铬8号)12Cr2MoWVB(钢102)12Cr3MoVSiTiB(∏11)～510540～555540～555540～555540～555540570580600600六、管子的类别根据材料分为黑色金属管道和有色金属管道按成型制造工艺不同分为无缝钢管和有缝钢管第三节发电厂常用的阀门阀门型号阀门型号和名称编制方法阀门选择及使用电厂中常用的阀门有：截止阀、闸阀、旋塞阀，安全阀、逆止阀、快速关断阀、压力调节阀、节流阀、水位调节器、疏水器、蝶阀等。一、阀门的分类按结构分：截门形阀、闸阀、旋塞阀、碟阀、旋启阀和滑阀；按驱动方式分：手动阀、电动阀、液动阀和气动阀。按用途分：关断阀、调节阀和保护阀；二、阀门型号按JB308-75标准，阀门型号编制方法为七个单元，用来表示阀门类别特点、选用的材料性质等。1、第一单元是阀门类别代号，用汉语拼音字母表示，如表3-5所示。表3-5阀门类别代号类型代号类型代号类型代号闸阀截止阀节淹阀球阀ZJLQ蝉闽隔膜阀旋塞阀逆止阀、底阀DGXH安全阔破压阀疏水阀AYS其中低温(低于一40℃)、保温(带加热套)和带波纹管的阀门，在类型代号前分别加D、B和W汉语拼音字母。2、第二单元是传动方式代号，用阿拉伯数字表示，如表3-6所示。表3-6阀门传动方式代号传动方式代号传动方式代号传动方式代号电磁动电磁-液动电-液动蜗轮O123圆柱齿轮锥齿轮气动液动4567气-液动电动89对于手轮、手柄和扳手传动以及安全阀、减压阀、疏水阀省略本代号。对于气动或液动：常开式用6K、7K表示；常闭式用6B，7B表示，气动带手动用6S表示；防爆电动用9B表示。3、第三单元是连接形式代号，用阿拉伯数字表示，如表3-7所示。表3-7阀门连接形式代号连挂形式代号连接形式代号连接形式代号内螺纹外蝇纹法兰①123法兰法兰②焊接456对夹卡箍卡套789①用于双弹簧安全阀。②用于杠杆式安全阀、单弹簧安全阀．4、第四单元是结构形式代号，用阿拉伯数字表示，如表3-8所示。表3-8阀门结构形式代号名称结构形式代号名称结构形式代号闸阀明杆楔式弹性闸板0截止节流阀直流式5明杆楔式刚性单闸扳1子衡直通式6明杆楔式刚性双闸扳2平衡直角式7羽杆平行式刚性单闸板3无填料直通式8明杆平行式刚性双闸板4压力友计9暗杆楔式刚性单闸板5逆止阀、底阀升降直通式(铸造)1暗杆楔式刚性双闸板6／F降立式2截止节流阀无填料直流式0升降直通式(锻造)3直通式(铸造)1旋启单瓣式4直角式(铸造)2旋启事瓣式5直通式(吸造)3旋启双瓣式6直角式(锻造)4球阀浮动直通式1疏水阀浮肆式1浮动L形二通式4钟形浮于式5浮动T形三通式5脉冲式8固定直通式7热动力式9减压阀薄膜式1旋塞阀填料直通式3弹簧薄膜式2填料T形三角式4活塞式3蛾料四通式5波纹管式4蝶阀杠杆式0杠杆式5垂直式1甲板式35、第五单元是阀座密封面或衬里材料代号，用汉语拼音字母表示。如表3-9所示。表3-9阀座密封面或衬里材料代号阀座密封面或衬里剖料料代号阔座密封面或衬里材代号铜合金橡胶尼龙塑料氟塑料锝基轴承合金(巴氏台金)合金钢(不锈钢)TXNFBH溶氮钢硬质合金衬胶衬铅搪瓷渗硼钢DYJQCP其中由阀体直接加工的阀座密封面材料代号用w表示；当阀座和阀瓣(闸板)密封面材料不同时，用低硬度材料代号表示。6、第六单元是公称压力的数字可直接表示，用短线与前边第五单元分开。7、第七单元是阀体材料代号，用汉语拼音字母表示，如表3-10所示。表3-10阀体材料代号阀体材料代号阀体材料代号灰铸铁可锻铸铁璋墨铸铁铜合金铅合金钼合金ZKQTBL铬钼合金钢铬镍钍钢铬镍钼钍钢四铬钼钒钢碳钢酵铁IPRVCG对于Pno≤1.6MPa的灰铸铁阀体和Pno≥2．5MPa的碳素钢阀体，可省略本单元。二、阀门型号和名称编制方法阀门名称可按传动方式、连接形式、结构形式、衬里材料和类型命名。阀门型号和名称编制方法示例如下：1、Z942W一1型。表明：闸阀，电动机传动、法兰连接、明杆楔式双闸板、阀座密封面材料由阀体直接加工，公称压力0．1MPa，阀体材料为灰铸铁。名称为电动楔式双闸板闸。2、D741X一2．5型。表明：蝶阀，液动、法兰连接、垂直板式、阀座密封面材料为铸阀瓣密封面材料为橡胶，公称压力为o．25MPa，阀体材料为灰铸铁。名称为液动蝶阀。3、J961Y-P54170型。表明：截止阀、电动机传动、焊接连接、直通式、阀座密封面阀体材料为铬钼钒钢。名称为电动焊接截止。三、阀门选择及使用管道上的阀门是根据用途、介质种类、参数(温度、压力、流量)等因素来选择的。选出的阀门公称压力、公称直径、阀门允许的工作温度及使用范围等应与使用该阀门的管道系统中的公称压力、公称直径和