动力管道培训20111205

GD管道高振宝2012.05目录1.0概述2.0电厂管道设计常用标准3.0管道材料4.0设计参数5.0管道的选择6.0管道附件的选择7.0管道及附件的布置8.0管道的应力分析9.0管道支吊架的设计10.0汽轮机防进水导则介绍11.0保温油漆目录1.0概述2.0电厂管道设计常用标准3.0管道材料4.0设计参数5.0管道的选择6.0管道附件的选择7.0管道及附件的布置8.0管道的应力分析9.0管道支吊架的设计10.0汽轮机防进水导则介绍11.0保温油漆1.0概述1.1动力管道按国家质检局发布的《压力容器压力管道设计许可规则》（TSGR1001-2008）中的规定，压力管道类别中分有GD类（动力管道）：火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道，划分为GD1级、GD2级。GD1级：设计压力≥6.3MPa，或者设计温度≥400℃的管道。GD2级：设计压力＜6.3MPa，且设计温度＜400℃的管道。1.0概述1.2火力发电厂常规机组参数临界参数：在工程热力学中，水在临界状态点的参数是压力22.115MPa，温度374.15℃。名称压力（Mpa）温度（℃）对应机组容量(MW)中温中压3.4343525及以下次高温次高压4.947025及以下高温高压8.8353525及以上超高压13.24535/5351351.0概述名称压力（Mpa）温度（℃）对应机组容量(MW)超高压12.75535/535200亚临界16.7537/537300,600超临界24.2566/566350,600超超临界26.25600/600660,10001.0概述1.3火力发电厂主要汽水管道火力发电厂主要汽水管道有：主蒸汽管道、再热热段、再热冷段、高压给水、凝结水等管道。目录1.0概述2.0电厂管道设计常用标准3.0管道材料4.0设计参数5.0管道的选择6.0管道附件的选择7.0管道及附件的布置8.0管道的应力分析9.0管道支吊架的设计10.0汽轮机防进水导则介绍11.0保温油漆2.0电厂管道设计常用标准GB50049－2011《小型火力发电厂设计规范》DL50660－2011《大中型火力发电厂设计技术规范》DL/T5054－1996《火力发电厂汽水管道设计技术规定》DL/T5366－2006《火力发电厂汽水管道应力计算技术规程》GB50229－2006《火力发电厂与变电站设计防火规范》DL/T715－2000《火力发电厂金属材料选用导则》DL438－2000《火力发电厂金属技术监督规程》DL/T441－2004《火力发电厂高温高压蒸汽管道蠕变监督规程》2.0电厂管道设计常用标准DL/T834－2003《火力发电厂汽轮机防进水和冷蒸汽导则》DL/T869－2004《火力发电厂焊接技术规程》DL/T5204－2005《火力发电厂油气管道设计规程》GB50016－2006《建筑设计防火规范》GB50028－2006《城镇燃气设计规范》DL/T5072－2007《火力发电厂保温油漆设计规程》GB50029－2003《压缩空气站设计规范》GB/T17116－1997《管道支吊架》ASMEB31.1POWERPIPING目录1.0概述2.0电厂管道设计常用标准3.0管道材料4.0设计参数5.0管道的选择6.0管道附件的选择7.0管道及附件的布置8.0管道的应力分析9.0管道支吊架的设计10.0汽轮机防进水导则介绍11.0保温油漆3.0管道材料3.1钢铁基本知识Fe的晶格形式：体心、面心立方排列：α铁、γ铁、δ铁碳的存在形式：固溶体、铁素体、奥氏体、渗碳体、石墨。铁碳合金相图热处理：淬火、回火、退火及化学热处理3.0管道材料3.1钢铁基本知识金属材料的基本性能:机械性能、耐腐蚀性能、物理性能、制造工艺性能和经济性。温度对金属材料性能的影晌：高温：材料的蠕变及应力松弛、球化和石墨化、高温氧化低温：脆性转变温度。低温冲击韧性〈冲击功）3.0管道材料3.1钢铁基本知识3.1.1铸铁:灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁3.1.2碳素钢：普通碳素钢、优质碳素钢、高级优质碳素钢3.1.3合金钢：结构钢、工具钢、特种钢3.1.4常用金属材料技术条件标准3.0管道材料3.2电厂管道用钢要求电厂管道用钢均为专用钢，其冶炼方式、化学成分、尺寸公差、对S、P、非金属夹杂、力学性能指标、应变时效敏感性等都有特殊的要求。所用钢材应符合国家有关标准。电厂管道用钢的要求必须满足以下要求：使用温度下的高温强度；良好的高温组织稳定性；热疲劳性能和蠕变－疲劳性能；蒸汽侧抗氧化性能；优良的焊接性能3.0管道材料3.3常用钢材及其推荐使用温度：钢号与技术条件标准主要应用范围类似钢号20GGB5310壁温≤425℃St45.8/Ⅲ(DIN)10（20）GB3087壁温≤425℃Q235A/B/CGB30910～300℃Q345GB81630～400℃16Mn3.0管道材料钢号与技术条件标准主要应用范围类似钢号15CrMoGGB5310壁温≤510℃T12、P1212Cr1MoVGGB5310壁温≤555℃12Cr1MoV12Cr2MoGGB5310壁温≤570℃P22、10CrMo91015NiCuMoNb5-6-4EN10216-2壁温≤500℃WB3610Cr9Mo1VNbGB5310壁温≤579℃A335P913.0管道材料3.4管道用钢材的许用应力钢材的许用应力，应根据钢材的有关强度特性取下列三项中的最小值：σb20/3，σst/1.5或σst(0.2%)/1.5，σDt/1.5其中σb20——钢材在20℃时的抗拉强度最小值，MPa；σst——钢材在设计温度下的屈服极限最小值，MPa；σst(0.2%)——钢材在设计温度下残余变形为0.2%时的屈服极限最小值，MPa；σDt——钢材在设计温度下105h持久强度平均值，MPa。3.0管道材料3.5常用管道标准GB3087-2008低中压锅炉用无缝钢管GB5310-2008高压锅炉用无缝钢管GB8163-1999输送流体用无缝钢管GB/T3091-2008低压流体输送用焊接钢管GB/T17395-1998无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差DIN17175高温用无缝钢管;采购技术条款ASTM/ANSIB31.1动力管道目录1.0概述2.0电厂管道设计常用标准3.0管道材料4.0设计参数5.0管道的选择6.0管道附件的选择7.0管道及附件的布置8.0管道的应力分析9.0管道支吊架的设计10.0汽轮机防进水导则介绍11.0保温油漆4.0设计参数4.1设计压力的确定管道设计压力(表压)是指管道运行中内部介质最大工作压力。对于水管道，设计压力的取用，应包括水柱静压的影响，当其低于额定压力的3%时，可不考虑。根据工程实际情况按照合同、所在地及最新规程等确定。4.0设计参数4.1设计压力的确定主蒸汽管道2006年《应规》：“对于单元机组（即一台锅炉和一台汽轮机）上装设能控制集箱蒸汽压力的自动燃烧设备的锅炉，主蒸汽管道的设计压力至少等于主汽门进口处设计压力的105％，或不小于任何安全阀整定压力下限值的85％，或不小于管道系统任何部位预期的最大持续运行压力。取上述三者中的最大值。对于与过热器出口集箱相连接的主蒸汽管道，除上述规定外设计压力不应小于过热器安全阀整定压力的下限值或任何汽包安全阀整定压力下限值的85％，取两者中的较大值。”4.0设计参数4.1设计压力的确定美国ASMEB31.1－1999版（ASMEB31.1-2004）《动力管道》：“122.1.1(A)：设计压力和温度的选择，要足以超过任何预期的，并非一定为连续的运行工况，以允许在超压保护装置不动作时仍能可靠运行。122.1.2A4中指出：对于单元机组并备有对应集箱蒸汽压力的自动燃烧控制设备的锅炉，蒸汽管道设计压力不应小于主汽门进口处设计压力加5%，或不小于任何汽包安全阀整定值下限的85%，或不小于管道系统任何部位预期的最小持续压力，取以上三者中的最大值。材料许用应力值不应大于预期的蒸汽温度下的允许值。对于直流炉，其设计压力也不应小于预期的最大持续运行压力。”4.0设计参数4.1设计压力的确定1996年《管规》：“（主蒸汽管道）取用锅炉过热器出口的额定工作压力或锅炉最大连续蒸发量下的工作压力。当锅炉和汽轮机允许超压5%(简称5%OP)运行时，应加上5%的超压值。”应根据工程所在国家或合同要求遵守的标准情况确定如何选择主蒸汽压力。对于中国国内超临界及以下参数的机组，建议按照96《管规》。其余管道的设计压力按照2006《应规》。4.0设计参数4.2设计温度的确定设计温度是指管道运行中内部介质的最高工作温度。《管规》和《应规》中对火电厂中的主要管道也规定了设计温度的选取原则，二者基本一致。具体规定见《应规》4.0设计参数4.3管道的公称压力和公称通径管道参数等级用公称压力表示，符号为PN，压力等级应符合国家标准《管道元件公称压力》(GB1048)规定的系列；管道参数等级也可用标注压力和温度的方法来表示，如P5414系指设计温度为540℃，压力为14MPa。管道的公称通径用符号DN表示，通径等级应符合国家标准《管道元件的公称通径》(GB1047)规定的系列。4.0设计参数管子和管件的允许工作压力与公称压力可按下式换算：［ｐ］＝ＰＮ——式中［ｐ］——允许的工作压力，MPa；——钢材在设计温度下的许用应力，MPa；——公称压力对应的基准应力，系指钢材在200℃下的许用应力，MPa；ＰＮ——公称压力。ttss4.0设计参数4.4水压试验管道安装完毕，必须对管道系统进行严密性检验。水压试验用于检验管子和附件的强度及检验管系的严密性。水压试验的压力（表压），应不小于1.5倍的设计压力，且不得小于0.2MPa。水压试验用水温度应不低于5℃，不大于70℃，环境温度不得低于5℃。水压试验用水水质，必须清洁且对管道系统材料的腐蚀性要小。对于奥氏体不锈钢管道必须采用饮用水，且氯离子含量不超过25mg/L。目录1.0概述2.0电厂管道设计常用标准3.0管道材料4.0设计参数5.0管道的选择6.0管道附件的选择7.0管道及附件的布置8.0管道的应力分析9.0管道支吊架的设计10.0汽轮机防进水导则介绍11.0保温油漆5.0管道的选择主要管子类别选择无缝钢管适用于各类参数的管道。低温再热蒸汽管道可采用高质量焊接钢管。PN2.5及以下参数的管道，也可选用电焊钢管。低压流体输送用焊接钢管，仅适用于PN1.6及以下，设计温度不大于200℃的介质5.0管道的选择计算步骤：根据流速计算内径薄壁管判断计算最小壁厚计算壁厚取用壁厚5.0管道的选择5.1管道管径的选择单相流体的管道，根据推荐的介质流速，按下列公式计算：Di=594.7或Di=18.81式中Di——管道内径，mm；G——介质质量流量，t/h；v——介质比容，m3/kg；w——介质流速，m/s；Q——介质容积流量，m3/h。wGvwQ介质流速电厂汽水管道推荐的管道介质流速管道名称推荐流速（m/s）主蒸汽管道40～60高温再热蒸汽管道50～65低温再热蒸汽管道30～45高压给水管道2～6低压给水管道0.5～2.0凝结水泵出口侧管道2.0～3.55.0管道的选择5.3壁厚计算对于的管子，在设计压力和设计温度下所需的最小厚度，按外径或内径公式（根据制造要求确定）计算：7.1ioDD5.0管道的选择5.3壁厚计算直管的最小壁厚按管子外径确定壁厚时：直管的最小壁厚sm为：sm＝式中sm——直管的最小壁厚，mm；Do——管子外径，取用公称外径，mm；η——许用应力的修正系数；Y——温度对计算管子壁厚公式的修正系数；α——考虑腐蚀、磨损和机械强度要求的附加厚度，mm。YppDot225.0管道的选择5.3壁厚计