（中国能源建设集团东北电力第一工程有限公司 辽宁省铁岭市 112000）
摘要：通过对稳压吹管和蓄能降压吹管两种方法进行比较，从临时管道应力计算、对管道材质、管径、壁厚进行合理选择；介绍支吊架、集粒器和消音器选择，提出临时管道的布置原则。力求简单并在经济性上实现材料和人工工日消耗的节约。
关键词：锅炉蒸汽吹管；临时管道；布置
锅炉蒸汽吹管是新建机组启动运行前必须进行的一项十分重要的工序。它是在锅炉向汽轮机供汽之前以蒸汽为动力，吹洗锅炉过热器、再热器及其相关蒸汽管道在制造、运输、存放及安装过程中积存其内的沙石、焊渣、锈垢及氧化皮等杂物，使合格的蒸汽进入汽轮机，保证机组的安全运行，增加汽轮机组的经济性和使用寿命。
各新建机组无论采用稳压吹管还是蓄能降压吹管方法，作为安装单位；从经济性和安全性出发选择合理布置及核算临时管道显得尤为重要。 通过对稳压吹管与蓄能降压吹管方法的比较。对临时系统进行管道及支吊架进行设计。在满足安全性的前提，力求在在经济性上实现材料和人工工日消耗的节约。
1、稳压吹管与降压吹管比较
蒸汽吹管方式一般为稳压吹管和蓄能降压吹管两种方法，无论采用何种方法，吹管范围及吹管质量标准是一致的
1.1吹管范围：
吹管的主要范围包括：锅炉过热器、再热器及其系统；主蒸汽管、再热蒸汽冷段热段以及锅炉蒸汽吹灰系统等
1.2吹管的质量标准：
靶板采用铝板或铜板。其宽度为管道内径的8%；长度不小于吹管临时管的内径，连续2次更换靶板，第二次靶板斑点应小于第一次；靶板冲击瘢痕不大于0.5mm；且瘢痕不多余5点为合格。
1.3稳压吹管是在保持锅炉气温气压不变的 情况下进行吹管，每次吹管有效时间长，吹管效果佳
1.3.1 660MW机组稳压吹管时主要参数
主给水流量 810t/h 主汽温度: 421℃ 启动分离器温度295℃ 启动分离器压力5.37MPa
过热器出口压力 3.45MPa 再热器入口压力 1.18 MPa 再热器出口压力 0.87MPa
1.3.2稳压吹管对临时管道的要求
由于稳压吹管汽温较难控制；并且每次吹管时间较长，蒸汽流量大；对临时系统要求高。对系统的材质、强度、支吊架强度需进行核算，以满足吹管时的参数要求。靶板要求采用易于操作的窜轴式靶板架。锅炉补水量大。需增加临时补给水系统，补水量不小于900t/h。
1.4降压法利用锅炉蓄热短时间释放进行吹管的方法。其特点是，操作简单每次吹管时间短，耗水量小，锅炉各部分参数变化大，有利于管壁上的金属氧化物及焊渣的剥落。
1.4.1 660MW机组降压吹管时主要参数
主给水流量 480-550t/h 主汽温度: 350-430℃ 启动分离器压力6.5-7.2MPa
过热器出口压力 6.0MPa 再热器入口压力<1.3 MPa
1.4.2降压吹管对临时管道的要求
排汽管道能承受足够的反推力，排汽反方向需增加临时膨胀死点，管道支撑具有足够的强度，固定支架与滑动支架应能保证临时管道左右不摆动和前后具有足够的膨胀量。采用一次吹管，应增加集粒器。
1.5 通过两种吹管方法的参数和临时管的要求进行比较，吹管范围相同，吹管流程相同，因此以降压吹管法参数作为临时管道及支架的设计能满足稳压吹管要求。尤其在新建机组多采用稳压和降压相结合吹管方式。因此在保证安全、质量的前提下，管道、阀门、支架选取力求经济可靠，设计吹管临时系统要简单，临时工作量少，节省工期等综合因素考虑。临时控制门前采用合金管，临时控制门后管道可采用优质碳素钢。
2、临时管道的选择
2．1吹管的临时管道，应安装牢固可靠的支（座）架，并考虑管道的热膨胀和吹管的气流反推力，能够承受7.2MPa，450℃参数下的承力要求；并保证支撑强度及膨胀距离。
2.2管道的膨胀计算：
12Cr1MoV从20℃升至450℃的平均线膨胀系数为14.35×10-6m/℃，
则12Cr1MoV钢材在450℃时的单位线膨胀量为：
L=14.35×10-6 m/℃×（450℃-20℃）＝6.1705×10-3mm/m≈6.17mm/m；
20#、20G钢材从20℃升至450℃的平均线膨胀系数为13.88×10-6m/℃，
则20#、20G钢材在450℃时的单位线膨胀量为：
L=13.88×10-6 m/℃×（450℃-20℃）＝5.9684×10-3mm/m≈5.97mm/m；
2.3蒸汽流量的计算；公式为G＝F×ω/ν；
ω－排气管道出口端流速（m/s）；根据《火力发电厂汽水管道设计技术规定》（DL/T 5054—1996）主蒸汽流速为40~60 m/s。
ν－过热蒸汽比容；
过热蒸汽在400℃、3.5MPa时为0.08472；
G－蒸汽流量；
F－排气管道出口端管子截面积；
神东店塔进汽管道规格为318.5×51.5，则其内径截面积为0.0432m2；
则G＝F×ω/ν＝60×0.0432/0.08472＝30.56Kg/s。合110.14 t/h
2.4对于直排大气的排气管道，当其出口端面与管子中心线垂直时，反作用力气流的计算：
P＝G×ω+（PO－Pb）×F×10-4；
P－排汽口出口端汽流反作用力（N）；
PO－排气管道出口端压力（Pa）；
Pb－排气管道出口端背压（Pa）；
F－排气管道出口端管子截面积（m2）；
PO－排气管道出口端压力取大气压力1.013×105（Pa）；
Pb－排气管道出口端背压取快速阀前的蒸汽压力7.2×106（Pa）；
则高压主蒸汽管道吹管在快速阀瞬间开启时的最大反作用力计算如下：
P＝G×ω+（PO－Pb）×F＝0.03056×60+【（1.013×105－7.2×106）×0.0432】×10-4＝-28.84吨力。18336
因此660MW超临界机组降压吹管反推力应按≮29吨考虑，稳压吹管按≮25吨考虑。
2.5吹管临时管管道外径及壁厚计算
2.5.1管道内径公式：
式中 Di——管子内径，mm；
G——介质质量流量，t/h；
v——介质比容，m3/kg；
w——介质流速，m/s；
2.5.2临时管道壁厚的确定：
按直管内径确定，公式为：
sm——直管的最小壁厚，mm；
Di—管子内径，取用最大内径，mm；
Y—温度对计算管子壁厚公式的修正系数，对于铁素体钢，482℃及以下时Y=0.4
η—许用应力的修正系数，对于无缝钢管η=1.0；
α—对于一般的蒸汽管道和水管道，可不考虑腐蚀和磨损的影响
2.5.3通过上述公式进行计算，得出660MW临界机组不同参数下临时管道的规格与型号
2.5.3.1 附表1：高压主汽阀至吹管临时阀管段的外径、壁厚材质的选择
3.2临时管道支吊架采用固定支架、限位支架、滑动支架和导向支架三种形式能够满足使用要求
3.2.1固定及限位支架必须与建筑物构件连接
3.2.2装于汽机房平台的滑动支架底部，在土建浇筑前需预埋钢板，无预埋钢板的使用M20以上的膨胀螺栓与混凝土楼板连接。
3.2.3装于主厂房外的土质地坪上的滑动支架底部铺设不小于4倍支架底部面积的钢板或做混凝土支墩。
3.2.4导向支架需要与建筑物构件连接。
4、临时管道系统布置
4.1临时系统布置的原则：
4.1.1根据厂方、设备布置的具体情况，临时管道设计尽可能短捷；设计标高尽可能力贴近底面。
4.2.2管道布置不妨碍急救车辆的通行
4.2.3通向厂方外侧的水平段应有0.2%向消音器方向倾斜的坡度。
4.2一次汽临时管道布置：高压主汽门临时吹管法兰经临时管和临时吹管阀门连接，门后加装集粒器，两侧高压主汽门出口的临时管道连接合成一根母管，与冷段管道预留口相连接。
4.3二次汽临时管道布置：中压主汽门临时吹管法兰经变径管和临时管路连接，两侧汽门出口的临时管道连接合成一根母管引到A排外与消音器连接。
4.4系统图按降压吹管分二次吹扫设计，一次吹管在临时管控制门后增加集粒器，此系统图同时适用于稳压吹扫。
4.5集粒器采用卧式设计；设计温度450℃，压力3.0MPa；阻力小于0.1MPa。开孔面积不小于5倍主蒸汽内径总截面积。开孔直径不大于18mm。
4.6消音器的选择：消音器各级节流筒开孔数量及孔径，必须与最小阻力满足蒸汽吹管动量比要求，同时满足降音效果，距消音器1米，高1,2米处，当蒸汽吹管最大动量时测得噪音小于120dB(A)；附近做业区域测得噪音小于90dB(A)。
4.6消音器设计参数温度450℃；压力0.4MPa，稳压吹管设计温度500℃。
5、结论
临时管道的设计与布置首先要考虑安全，同时要考虑经济性，无论采用稳压吹管还是降压吹管；尽可能使系统简单化，支吊架可使用现场常用型钢，垂直管道适当增加限位支架，避免使用恒力弹簧，恒力弹簧使用率极低，造成浪费。这样不仅节省支吊架采购费用。并且构成管架的钢材可以重复使用。
通过对两种不同的吹管方式进行比较，吹管临时管布置不变，稳压吹管只增加临时补给水系统。同时对临时管道的管径、壁厚进行计算，满足安全使用条件下尽可能选择较低标准，力求在经济上实现材料及人工费的节约。
参考文献
1、《火力发电厂汽水管道设计技术规范》电力工业部东北电力设计院 中国电力出版社1996
2、《火力发电厂汽水管道支吊架设计手册》水利电力部西北设计院 1983
论文作者:连雪东
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/28
标签：吹管论文; 管道论文; 蒸汽论文; 支架论文; 内径论文; 吊架论文; 压力论文; 《电力设备》2018年第2期论文;