國電織金發電廠高壓給水管道設計總結

陳靜（中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司，湖北 武漢430000）

國電織金發電廠高壓給水管道設計總結

陳靜（中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司，湖北 武漢430000）

本文主要介紹了介紹國電織金發電廠新建工程高壓給水管道設計及布置特點，利用PDMS進行三維協同設計，CAESARII進行模擬應力計算。首先簡要介紹了工程概況，然后根據實際情況從不同的方面對高壓給水管道進行了分析。國電織金發電廠作為一項重要的工程，完成其中的高壓給水管道的設計有著很重要的作用。

發電廠；高壓；給水管道；水泵

1 引言

在改革開放以來，國家的經濟實現了跨越式的發展，人們的生活水平不斷提高，各種各樣的家電設備也是日趨齊全，這對我國的用電量也是逐漸增加，為了解決這一問題，國內不斷加大對各個地區發電廠的建設，從而使該狀況得到了明顯的改善。發電廠的建設涉及到很多方面的問題，其中對于高壓給水管道的設計是非常重要的一方面，所以說做好高壓給水管道的設計對建設一座發電廠有著重要的意義。國電織金發電廠作為一項重要的發電設施，為保障用電企業和用戶的用電情況，保障工作和生活不受打擾的進行下去，做好其中的高壓給水管道的設計對完成該項工程是非常重要的。

2 工程概況

國電織金發電廠新建工程建設規模為2×600MW超臨界燃煤機組，主廠房采用大汽機房（無除氧間）、前煤倉、鍋爐三列式布置方案，集中控制樓布置在兩爐中間的型式。

汽輪機為東方電氣集團東方汽輪機有限公司生產的超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、凝汽式汽輪機。鍋爐為東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司的超臨界參數、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風、固態排渣、露天布置、全鋼架結構、“W”型火焰燃燒、低質量流速垂直管圈水冷壁、Π型變壓直流鍋爐。

3 高壓給水管道設計特點

本工程每臺機組配置1臺100%BMCR容量汽動給水泵，前置泵與主泵同軸布置，兩機公用1臺30%BMCR容量電動啟動給水泵。3臺高壓加熱器采用大旁路保護系統，當任何1臺高加故障切除時，3臺高加同時從系統中退出運行，此時機組仍能帶額定負荷，大旁路較小旁路可減少閥門數量，節省投資，同時經實際運行，安全可靠性較高。

本工程采用無除氧間大汽機房、內煤倉布置方案，汽動給水泵主給水泵及前置泵安裝于汽機房內13.7m標高運行層，汽動給水泵出口關斷閥和止回閥均靠近汽泵布置于運行層，因廠家供貨閥門較長故此處布置較為緊湊.電動給水泵安裝于汽機房0m層，電動給水泵為兩機公用，故電泵給水管道布置較長，聯絡兩臺機組，電泵給水管道關斷閥及止回閥均布置于中間層。2號高加布置于汽機房6.9m標高中間層，13號高加及外置蒸汽冷卻器均布置于13.7m標高運行層，給水操作平臺布置于鍋爐構架內，此管道布置縮短了管道長度，降低管道耗費。

4 高壓給水管道設計參數及管道規格

根據《電廠動力管道設計規范》，調速給水泵出口管道，從給水泵出口至第一個關斷閥的管道，設計壓力應取用泵在額定轉速特性曲線最高點對應的壓力與進水側壓力之和；從泵出口第一個關斷閥至鍋爐省煤器進口區段，應取用泵在額定轉速及設計流量下泵提升壓力的1.1倍與泵進水側壓力之和。[2]高壓給水管道設計溫度應取用高壓加熱器后高壓給水的最高工作溫度，故汽泵關斷閥后至3號高加之間管道設計溫度為197.1℃，3號高加至2號高加給水管道設計溫度為222.8℃，2號高加至1號高加給水管道設計溫度為260.5℃，1號高加至省煤器進口管道設計溫度為291.3℃。

本機組高壓給水管道設計參數如表1。

表1

高壓管件：

鑒于國內尚無制造600MW超臨界機組高壓給水管件的業績，且在設計、材料采購、供貨周期等方面難以滿足工程進度要求，經與臺塑商定，后石工程高壓給水管道的高壓管件均從國外采購。具體操作方式為：由設計院提出高壓管件的技術要求和外形尺寸，高壓管件的設計由國外供貨商負責。技術要求主要包括下列各項：

（1）高外形尺寸；

（2）高壓管件的設計壓力和設計溫度；

（3）高壓管件材質；

（4）設計制造標準；

（5）與高壓管件相連管道的規格；

（6）焊接坡口型式及標準。

5 高壓給水管道應力分析

國電織金發電廠新建工程采用PDMS三維軟件設計，在優化主廠房容積時，避免了各項管道碰撞，更直觀的顯示出各設備布置，管道走向等。本工程高壓給水管道三維布置立體圖如圖1。

圖1

本工程兩臺機，每臺機組配置1臺100%BMCR容量汽動給水泵，電泵為兩機公用，高壓給水管道采用CAESARII進行應力計算，因電泵給水管道為兩機聯絡，在兩臺機組中間設置固定點，針對兩臺機分別進行應力分析。圖2為1號機組高壓給水管道與給水再循環管道連算CAESARII計算模型.本工程在汽泵出口附近設置限位裝置，使推力和力矩滿足廠家要求，同時減少振動。鍋爐側給水操作平臺，閥門組附近設置有限位裝置，避免閥門因管道膨脹而振動，連鍋爐省煤器進口，接口力和力矩也均滿足廠家要求。3號高加至2號高加給水管道及2號高加至1號高加給水管道均為滿足高加廠家力和力矩要求在管道合適的地方設置有水平限位裝置，同時防止管道振動。

圖2

6 限位支架應用

限位支吊架包括剛性吊架、滑動支架、導向支架和固定支架等，都對管系的自由度有一定的約束。從以前的設計情況來看，選用的支吊架除了固定支架外只能夠用作來限制水平管的角位移和相位移，對于直管只能是軸向位移和角位移。高壓給水由于其自身特點的限制一般來說水平管道都比較長，而且管端的受力值得限制都比較嚴格，又加上管系的分支和種類很多，綜合以上幾個方面應力值超標的可能性就比較大，所以說只依靠上面提到的幾種限位支吊形往往是不能滿足設計要求的，特別是對于限制水平管道軸向位移的支吊形式來說，這種結構形式對高壓水管道的設計會更加重要。

本工程高壓給水管道共有97個支吊架，因電動給水泵為兩機公用，電泵給水管道聯絡起兩臺機，故整個給水管道支吊架個數較多，通過CAESARII的應力分析計算，確定各支吊架形式，保證給水管道的穩定性，且滿足各廠家給接口推力和推力矩要求。由于高壓給水管道壓力很高，管材、管件都由專門廠家生產，并委托配管廠進行統一工廠化加工。所有支吊架管部均采用管夾式，立管上的支吊架管部卡塊也在配管廠里預焊，經焊后熱處理才出廠。這對保證高壓給水管道的強度也是一個強有力的保證。

7 結束語

在發電廠高壓給水管道設計中安全也是非常重要的一方面，因為項目施工在高壓發電廠內，工作環境比較危險。所以說在施工之前要制定相關的安全管理條例，管理施工人員在非工作時間內不到處亂跑，嚴格執行安全施工條例，避免觸電等危險事故發生，保障工程順利進行下去。總而言之，發電廠的設計工作涉及到很多方面，其中高壓給水管道的設計工作也與很多方面有著密切的聯系，以上只是簡要介紹了高壓給水管道的設計方案。包括其中所涉及到的規格、標準還有與其它方面的連接等等。有些施工問題只有在施工過程中才會出現，所以必須在施工過程中認真施工和解決可能出現的問題。高壓給水管道在這項工程中占據著重要的地位，所以說做好這一部分工作，對完成整個工程具有很重要的作用。

[1]劉 豐，王志勇.對高壓給水管道設計有關向題的討論[J].內蒙古電力勘測設計院，2012（4）：5.

[2]李彥萍.山西大唐運城電廠高壓給水管道的設計特點[J].科技情報開發與經濟，2007（36）：266.

TM621

A

2095-2066（2016）22-0091-02

2016-7-4

陳 靜（1987-），女，碩士，主要從事電力設計工作。