電廠循環水管道的相關設計

摘 要：電廠循環水管用于向主廠房內的凝汽器輸送冷卻水，并將換熱后的排水輸送至冷卻設施。火電廠循環水管道的設計，包括管道在總平面中的定位、管徑及管材的確定、管道壁厚和加肋的設計及循環水管道附屬設施的設計。相對電廠內其他廠區管道而言，循環水管道管徑及埋深較大，應力求管線長度最短，水力損失最小，以減小循環水泵功率及降低運行費用.本文簡述了某電廠循環水管道的設計工藝，并通過經濟技術對比介紹了改性環氧漆在電廠循環水管道防腐中的應用。

關鍵字：循環水管 環氧煤瀝青漆 改性環氧漆 回填 水壓試驗

中圖分類號：TU27 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）01（a）-0000-00

電廠中凝汽器的低溫狀態是由冷卻水循環來保證的，冷卻水的冷卻過程是電力生產中十分重要的過程。循環水管承擔了電廠冷卻水載體的功能，至關重要，本文就某電廠循環冷卻水系統循環水管的相關設計做個介紹。

1 系統描述

某300MW電廠供水系統采用以自然通風冷卻塔為冷卻設備的擴大單元制循環供水系統。每臺機組配1座自然通風冷卻塔，2臺循環水泵。2臺機組在冷卻塔前合建1座循環水泵房，每座冷卻塔至循環水泵房段采用2條回水溝。考慮到運行及檢修的靈活性以及冷卻塔在冬季防凍的要求，在2臺機組循環水進水管上及回水管上設聯絡管，2座冷卻塔水池之間設聯絡溝。

每臺機組冷卻塔設1根旁路壓力回水管，管徑為DN1400。回水管入口處設置閥門。夏季運行時，旁路管上的閥門處于關閉狀態，冷卻水經淋水填料冷卻后，由回水溝回到循環水泵入口；冬季運行時，在熱泵未投入使用時，循環水正常上塔運行，在氣溫較低時，開啟DN1400旁路管閥門，關閉DN2400上塔管閥門，回水直接進入冷卻塔集水池，再由回水溝進入循環水泵入口。

循環冷卻水由設在循環水泵房內的循環水泵提升后經壓力管道送入凝汽器進行熱交換。夏季運行時，經熱交換后的循環冷卻水由循環水壓力管道送入冷卻塔進行冷卻；冬季運行熱泵投入使用時，冷卻塔進水閥門關閉，2臺機組循環水回水進入熱泵機組進行熱交換。剩余循環水回水通過冷卻塔旁通管進入冷卻塔水池，熱泵出水通過熱泵回水管排入冷卻塔回水溝。

輔機冷卻水，從循環水給水管上吸取，經過輔閉式冷卻系統，進行熱交換后，再由壓力管道送入冷卻塔進行冷卻。

循環水系統流程為：循環水泵房—壓力鋼管—凝汽器/開式水—排水管—自然通風冷卻塔—循環水回水溝—循環水泵房。

2 循環水進排水管溝布置

循環水鋼管采用Q235B材質，內外壁均采用防腐涂料保護，并考慮2mm腐蝕余量。

循環水進水管自循泵房至廠區內主廠房兩臺機組凝汽器進口壓力鋼管采用2根，管徑為DN2400，進出主廠房的管道為DN1800，排水管在A排前進入排水總管，循環水排水管將升溫后的水送至冷卻塔進行冷卻，排水管規格及管材與壓力鋼管同。冷卻塔到循環水泵房采用排水溝。

DN2400循環水鋼管壁厚均為14mm； DN1800鋼管鋼管壁厚均為12mm。D2440×14循環水壓力鋼管：剛性環采用[14a，剛性環間距為2000mm，過道路段剛性環間距為1000mm；D1840×12循環水壓力鋼管：剛性環采用[12.6，剛性環間距為2000mm，過道路段剛性環間距為1000mm。

為防止附著物生長和繁殖，循環水需加氯處理，在冷卻塔回水溝設加氯點。

3 循環水管設計地面荷載

道路段設計地面荷載按0.06MPa考慮。為此，現場需在施工重件過管、溝處采取路基箱等適當保護措施，嚴格控制施工荷載小于0.06MPa。非道路段設計地面荷載按0.02MPa考慮。

4 循環水管的焊接

循環水管的鋼材采用Q235B，采用的電焊條可選用E4303，焊絲可選用H08MnA，或其它與母材的金屬性能和化學成分相當，且工藝性能良好的型號，且同樣需有出廠檢驗合格證，若無此證或對其質量有懷疑時，應按批號抽查試驗，合格者方可使用。

5 循環水管防腐處理

涂料設計保護年限20年，具體防腐涂料型號及規格參見下表：

部 位品 種涂料名稱干膜厚（μm）道 數稀釋劑

埋地

鋼管

外壁底 漆Jotamastic 87

改性耐磨環氧漆300一 道Jotun thinner 17

面 漆Jotamastic 87

改性耐磨環氧漆300一 道Jotun thinner 17

Total： 600共二道

鋼管

內壁底 漆Jotamastic 87 Al

改性耐磨環氧鋁粉漆250一 道Thinner No.17

面 漆Jotamastic 87 Al

改性耐磨環氧鋁粉漆250一 道Thinner No.17

Total： 500共二道

改性環氧漆與傳統環氧煤瀝青漆相比具有以下優勢：

1）環氧煤瀝青漆含煤焦油，刺鼻、污染環境，有害。施工過程中，工人對瀝青漆特有的惡臭非常厭惡，人體短時間接觸瀝青成分的煙和蒸汽會導致鼻、眼、候不適，頭痛惡心等。長時間接觸高濃度蒸汽甚至還會導致內部器官損害，致癌等。

改性環氧漆屬于環境友好型，甚至可以用于飲用水管道等。

2）環氧煤瀝青漆特加強級防腐施工為底漆-面漆-玻璃布-面漆-玻璃布-面漆-面漆，工序復雜繁瑣。改性環氧漆僅需兩道成膜，簡單快捷。由于施工場地的限制，涂料要易于施工，改性環氧漆施工道數少，施工周期短，無需外加玻璃布加強，使漆膜受氣候因素，施工因素等外部因素影響更少，更能保證漆膜質量。

3）環氧煤瀝青漆本身材料單價方面優于改性環氧漆，但綜合考慮施工時間，材料耗量等，改性環氧漆綜合單價卻優于環氧煤瀝青漆。

4）環氧煤瀝青漆在性能維護方面，修補復雜，而改性環氧漆修補簡單。

在火力發電廠的鋼質埋地循環水管壁防腐涂層中，從瀝青漆、環氧煤瀝青漆、改性環氧漆等涂料都有應用，但改性環氧漆以其優異的超長期防腐蝕耐久性能，在近年來國內的許多火力發電廠循環水管防腐中均有應用，有效控制了循環水管的腐蝕，取得了很好的應用效果。

6 管道回填

循環水管開挖敷設管道的溝底標高，必須符合設計要求。堆積在溝槽內的回填土應及時清除掉。準確地將地基整平至規定標準：凹凸度應小于±50mm，個別地方的超挖應用碎石和砂填補夯實。

管道基坑在開挖過程中，如發現人工土、淤泥、流砂現象，下沉性土壤和滑坡時，必須采取專門措施予以處理。

沿輸水管道應設有將地表水和滲水排出溝槽以外的排水措施，以防止沿管壁發生土壤淘刷和地表沖刷等現象。在任何情況下不允許溝槽長期積水，并應采取措施以防積水時發生浮管現象。

循環水直埋壓力鋼管下的砂墊層厚度為300 mm，200mm厚為砂和碎石墊層，材料為30 mm以下的細碎石與粗砂組成，其比例為碎石40%，粗砂60%。100mm厚為砂墊層。在砂墊層上安裝管子時，應防止碎石和粗砂往旁流動。

為了保證鋼管外壁與周圍土壤良好接觸，以確保管道安全運行，為此特別對回填土提出如下要求，請施工單位嚴格執行：

管頂上200mm以下開挖范圍內回填中粗砂，開挖范圍邊線距管道外壁凈距應大于0.3D，并應在兩側同時分層進行，并嚴格逐層夯實，每層厚度200～300mm，需取樣檢測保證其干容重≥1.65t/m3或容重≥1.90t/m3，以確保鋼管穩定。

回填夯實盡量避免在雨天進行，否則應采取有效措施確保雨天施工的回填質量。

管頂200mm以上回填土，原則上采用輕亞粘土或細砂石回填，不得采用淤泥、石塊、磚頭等物。

管道基坑開挖后，如遇基底為粉質粘土層，請將其全部挖除，采用砂石（1：2，砂：碎石）換填至管底標高以下300mm。

7 水壓試驗

全部循環水管道工程安裝完畢后、回填土前，應進行系統嚴密性水壓試驗，以檢查各連接部分（焊縫、異形管件、人孔、法蘭接口等）的嚴密性。水壓實驗應參照《水電水利工程壓力鋼管制造安裝及驗收規范（DL5017-2007）》、《電力建設施工技術規范 第5部分：管道及系統（DL5190.5-2012）》執行。

管道系統進行嚴密性水壓試驗前應：

1）結束焊接、聯接等安裝工作，并經檢驗合格。

2）試驗用壓力表，應預先校驗正確。

3）制訂有關嚴密性水壓試驗的技術，安全和組織措施。

4）管道系統進行嚴密性試驗時，應與運行中的管道用堵板隔絕。

8 工程驗收

焊接壓力管道工程檢驗，應分兩次進行，第一次是在施工過程中按工序分段進行。第二次是在整個系統的焊接安裝施工完畢后進行。

焊接壓力管道的檢查驗收，應由施工、監理、質檢及其他有關單位共同檢查，并作檢查簽證。

有關檢查驗收的項目及標準應參照《電力建設施工技術規范 第5部分：管道及系統》、《火力發電廠焊接技術規程》、涂料制造商技術要求、以及原電力工業部《火電施工質量檢驗及評定標準》焊接工程篇和管道篇中有關要求進行。

參考文獻

[1] 劉新. 火力發電廠循環水管防腐蝕涂料系統[J]. 涂料工業. 2006年10期

[2]連蕾.某火電廠循環水管道設計淺析[J].科技信息.2014年1期

[3]張祖明，潘炳旭，賁岳.電廠循環水管道設計中的施工組織探討[J].供水技術，2011年06期