一、管系計算所需參數(shù)設計
1、管道設計壓力:主蒸汽管道設計壓力應取鍋爐過熱器出口的額定工作壓力或鍋爐大連續(xù)蒸發(fā)量下的工作壓力,當鍋爐和汽輪機允許超壓5%運行時,應加上5%的超壓值。
2、管道設計溫度:主蒸汽管道的設計溫度應取鍋爐過熱器出口蒸汽額定工作溫度加上鍋爐正常運行時允許的溫度偏差,溫度偏差值可取用5℃。
3、管道材料:根據(jù)工程詳情,查詢《火力發(fā)電廠汽水管道零件及部件典型設計》、《高壓鍋爐用無縫鋼管》等規(guī)范并結合類似機組設計經(jīng)驗,選擇主蒸汽管道材料。
4、管道管徑選擇:根據(jù)DL/T5054-1996《火力發(fā)電廠汽水管道設計技術規(guī)定》,主蒸汽管道等主要管道的管徑尺寸,宜通過優(yōu)化計算確定。
5、管道支吊架設置:作為管道系統(tǒng)中的一個重要組成部分,介質(zhì)反力、限制位移和防止振動等。所以,管道支吊架對管道的作用有承受重量、平衡在電廠管道設計時支吊架的合理布置和結構的正確選擇,能改進管道的應力分布,管道運行并延長管道的使用壽命。
(1)支吊架間距
剛度條件:管道的一階固有頻率應大于1.5HZ,即單跨管道按照簡支梁計算,其撓度值不應大于工程計算。
(2)管道元件結構特征參數(shù)
管道元件結構特征參數(shù)主要是指管系中各管道不銹鋼管件的形狀,結構特征以及是否為剛性件、膨脹節(jié)等。這些參數(shù)確定了管道系統(tǒng)的空間方向和相應的管道元件的尺寸和特性。
直管輸入長度、直徑以及壁厚。
彎管(Bend)對于彎管,輸入直徑、壁厚以及彎曲半徑。
異徑管(Reducer)分成若干直徑遞減的直管段輸入。
三通(SIF&Tees)對于不銹鋼三通,主要是確定平面內(nèi)應力加強系數(shù)和平面外應力加強系數(shù)。
閥門和法蘭(Rigid)閥門和法蘭的輸入項相同,需輸入長度和重量。閥門和法蘭通常被認為是剛性元件。
膨脹節(jié)(ExpansionJoint)按條件輸入軸向剛度、彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度等。(彎曲剛度、橫向剛度由于兩者之間有確定關系只能選擇一種輸入。)
6、管道應力分析的內(nèi)容
管道應力分析有靜力分析、動力分析兩種:
其中靜力分析包括:
(1)在壓力和持續(xù)性荷載作用下進行一次應力計算一一避免塑性變形破壞;
(2)在管子熱脹冷縮和端點附加位移等位移荷載作用下進行二次應力計算一一避免疲勞破壞;
(3)管子對設備作用力的計算一一避免作用力太大,設備正常運行;
(4)管道支吊架的受力計算一一為支吊架設計提供依據(jù);
(5)管道上法蘭的受力計算一一避免法蘭泄露。
動力分析包括:
(1)對管道自振頻率進行分析一一避免管道系統(tǒng)共振;
(2)對管道強迫振動響應進行分析一一控制管道振動及應力;
(3)對往復壓縮機(泵)氣(液)柱頻率進行分析一一避免氣柱共振;
(4)對往復壓縮機(泵)壓力脈動進行分析一一控制壓力脈動值。
在分析相關應力情況后,包括管道的應力分類及管道校核的評判準則,根據(jù)電廠汽水管道設計規(guī)范確定主蒸汽管道計算所需要的參數(shù),,在材料的許用應力范圍內(nèi),同時應力大點一般在不銹鋼彎頭、三通及固定支架的地方,在管道設計時需關注,位移校核后也需達到規(guī)范標準,滿足管道本身應力設計的要求,對于防止運行中的管道對與之相連設備造成破壞有重要作用。
在熱電工程設計中,根據(jù)設計手冊與規(guī)范,從運行性、靈活性、經(jīng)濟性、維修方便的角度考慮確定采用集中母管制系統(tǒng)并對主蒸汽系統(tǒng)進行設計,結合項目的主廠房設備布置及建筑結構情況,在遵循技術、經(jīng)濟性合理、維護方便的原則上,依據(jù)電廠管道設計行業(yè)標準對主蒸汽管道進行詳細布置。