1国核电力规划设计研究院有限公司；2华能北京热电有限责任公司
摘要：为减少散热损失，提高经济效益，本文通过对锅炉、汽轮机及四大管道的特点、对其保温材料及保温结构进行分析。
关键词：锅炉；汽轮机；四大管道
1 概述
为减少火力发电厂设备和管道的散热损失，满足生产工艺的要求，改善生产环境，提高经济效益，故对设备和管道进行保温。按《设备及管道绝热技术通则》GB/T 4272-2008的要求，当外表面温度高于50℃且需要减少散热损失的设备和管道必须进行保温。在保温材料性能满足工艺要求的前提下，应选用导热系数低、密度小、经济合理、施工方便、便于维护的保温材料。保温材料及其制品的允许使用温度应高于介质的最高温度。
为减少保温结构散热损失，保温层厚度应按“经济厚度法”计算。当环境温度不高于27℃时，设备和管道保温结构外表面温度不应超过50℃。而且外表面散热损失满足《设备及管道绝热技术通则》GB/T 4272-2008的要求。
2 锅炉、汽轮机及四大管道的保温
2.1 锅炉保温
锅炉保温分为耐火层和保温层，耐火层一般选用耐火浇注料和耐火可塑料等，起到保护保温材料或金属密封板的作用；保温层以选用轻质保温材料为主，以减少散热损失。材料性能见下表：
具有外护板的炉膛四周、炉膛前墙、两侧墙、冷灰斗区、水平烟道、大风箱及后竖井：采用硅酸铝耐火纤维毯＋高温玻璃棉板+压型板。b）炉顶保温结构分为有密封装置区域和无密封装置区域两部分。无密封装置区域：在顶棚管管间填硅酸铝耐火纤维散棉＋高温粘结剂，上面涂抹高温耐火胶泥＋无石棉硅酸钙＋硅酸钙专用抹面。有密封装置区域：在金属密封盒内敷设高温微膨胀耐火可塑料，上面涂抹一层高温耐火胶泥，其余填塞硅酸铝耐火纤维散棉。c）炉顶大包：硅酸铝耐火纤维毯＋高温玻璃棉板+金属平板。d）大包内管束及包内集箱：硅酸铝耐火纤维毯+金属平板。e）烟道内的集箱外表面：耐火浇注料。
2.2 汽轮机保温
目前汽轮机的保温形式主要有传统保温、可拆卸式保温、喷涂式保温、混合式保温，四种保温形式的对比表，见表2.2-1。
表2.2-1：可拆卸式保温、喷涂式保温、混合式保温和传统保温对比表
注：tm是指保温层内外表面温度平均值。
根据《火力发电厂保温油漆设计规程》，介质温度小于350℃时，采用单层保温；介质温度高于350℃时，采用耐高温材料或复合保温。适用于高温段的保温材料有硅酸铝制品和硅酸钙制品等，可以单独使用，也可以在经济技术比较合理时，选择硅酸铝复合保温。
保温层厚度的计算方法可分为经济厚度法、表面温度法和热平衡法。保温层厚度的计算，对于单层保温，保温层厚度按经济厚度法计算；对于复合保温，内层厚度按表面温度法计算，外层厚度按经济厚度法计算。
3 案例分析
某660MW超超临界火电机组的主机参数如下：
1）锅炉：超超临界参数变压运行直流炉、一次中间再热、单炉膛、前后墙对冲（或四角切圆）燃烧、Π型、固态排渣、全钢构架、紧身封闭、直流煤粉锅炉。最大连续蒸汽流量1934t/h；过热器出口蒸汽压力29.4MPa.a；过热器出口蒸汽温度605℃；再热器出口蒸汽温度623℃；锅炉不投油最低稳燃负荷30%BMCR.
2）汽机：超超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、表凝式间接空冷凝汽式汽轮机。额定功率（TMCR） 660MW；主蒸汽流量1868.5t/h（THA工况）；高压主汽阀前蒸汽参数28MPa.a/600℃；中压主汽阀前蒸汽参数4.272MPa.a /620℃；凝汽器背压10kPa（a）；给水泵配置1×100%汽泵；8级回热。
四大管道的管径及介质温度：主蒸汽管道Φ406×116，605℃；再热热段Φ813×66，623℃；再热冷锻Φ813×31.75，383.3℃；高压给水Φ559×60，298.3℃。
本案例汽轮机传统保温投资约为60万元，可拆卸保温投资约为180万元，混合式保温投资约为250万元。可拆卸式保温材料和混合式保温中的可拆卸的保温材料，在大修时，可循环利用，按节省一天时间计算，可增加发电效益：
660000×24×0.21=3326400元，即332.64万元。
在满足规程前提下，主蒸汽管道和再热热段管道，采用单层保温和复合保温时，保温厚度基本一致。由于硅酸铝纤维毡的价格比岩棉毡的价格高，考虑节省电厂的初投资费用，推荐高压给水管道的保温材料采用岩棉毡单层保温，主蒸汽管道、再热热段管道和再热冷段管道采用硅酸铝纤维毡和岩棉毡的复合保温。
3.4 结论
本案例锅炉的保温，采用分区域保温，主保温材料采用硅酸铝耐火纤维毯和高温玻璃棉板。汽轮机采用可拆卸式保温。高温的四大管道采用硅酸铝纤维毡与岩棉毡的复合保温，低温的四大管道采用岩棉毡单层保温。
参考文献：
[1]《火力发电厂保温油漆设计规程》DL/T 5072-2007.中国电力出版社
论文作者:王晓璐1,吴国瑞2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/6/20
标签：管道论文; 可拆卸论文; 保温材料论文; 厚度论文; 蒸汽论文; 锅炉论文; 耐火论文; 《基层建设》2019年第9期论文;