某1000MW級一次再熱機組保溫設計優化

劉偉峰

摘 要：文章對某1000MW級一次再熱機組主要管道的保溫設計提出了優化措施，并進行了經濟比較，結論為采用經濟厚度和較低外表面溫度控制相結合的方法，選用優質保溫材料，適當增加高溫管道保溫厚度，降低散熱損失，可以提高機組運行的熱經濟性。

關鍵詞：火力發電廠；1000MW級一次再熱機組；保溫；散熱損失；經濟厚度法

1 概述

火力發電廠的保溫設計的好壞直接關系到保溫工程的優劣，進而影響到全廠的熱效率，本文就全廠的保溫設計相關問題進行探討。

2 保溫規程基本規定

《火力發電廠保溫油漆設計規程》（DL/T5072-2007），以下簡稱規程）規定，對以下情況必須按不同要求予以保溫：（1）外表面溫度高于50℃且需要減少散熱損失者；（2）要求防凍、防凝露或延遲介質凝結者；（3）工藝生產中不需保溫、其外表面溫度超過60℃，而又無法采取其他措施防止燙傷人員的部位。

3 保溫材料數據

某1000MW級一次再熱機組為華能集團所屬工程，根據《華能火電工程設計導則（2016版）》的要求，介質溫度在300℃及以上，且管徑大于Ф300mm及以上的汽水管道采用硅酸鋁保溫。硅酸鋁推薦使用溫度800℃。

硅酸鋁導熱率參考方程如下：（1）tm≤400℃時，λL=λ0+0.0002（tm-70）；（2）tm≥400℃時，λH=λL+0.00036（tm-400）；其中λ0（70℃）W/（m·K）=0.056，（2）式中λL取tm=400℃時計算結果，tm是指保溫

層內外表面溫度平均值。

4 保溫方案設計優化論證

以本工程有代表性的主蒸汽、高溫再熱蒸汽、低溫再熱蒸汽和高壓給水為例，四大管道保溫設計的基礎數據如下（管道外徑均為mm，長度為兩臺機總長）：（1）主蒸汽：溫度610℃，主管Ф579.3，長度592m，支管Ф410.5，長度88m。（2）高溫再熱：溫度627℃，主管Ф759.1，長度760m，支管Ф544.6，長度206m。（3）低溫再熱：溫度395.8℃，主管Ф1067，長度346m，支管Ф762，長度286m。（4）高壓給水：溫度315.2℃，主管Ф660，長度662m。

下面將采用經濟厚度計算法，分別將保溫結構外表面溫度限值確定為45℃（方法1）和50℃（方法2），對這兩種方法的散熱損失和保溫初投資進行比較計算。以高溫再熱蒸汽管道，采用單層硅酸鋁保溫為例，計算分析的過程如下表所示：高溫再熱蒸汽主管比較給出過程表，其余管道按表1參考計算。

方法1因增加保溫厚度的初投資可通過降低散熱損失（減少年標煤費用損失）收回，說明方法1從電廠長期運行的經濟性出發有利。

將主蒸汽管道、高溫再熱蒸汽管道支管也按照上表進行計算，可知使用硅酸鋁單層保溫時，采用保溫設計優化（方法1）較保溫常規設計方法（方法2），雖然保溫結構初投資稍有增加，但是增加的初投資在兩年之內即可收回；主蒸汽管道、高溫再熱蒸汽管道兩臺機組全壽命期（按20年計）綜合收益約為209.1萬元。

5 結束語

綜上所述，本工程主蒸汽管道、高溫再熱蒸汽管道采用經濟厚度和較低外表面溫度控制相結合的方法計算，采用單層硅酸鋁保溫時，保溫結構外表面溫度限值確定為45℃與50℃時相比，增加的初投資可在兩年內收回，全壽命周期（按20年計）綜合收益約為209.1萬元。