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主蒸汽管道设计压力取值分析.doc

主蒸汽管道设计压力取值分析

老虎和大象的恋爱
2019-05-23 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《主蒸汽管道设计压力取值分析doc》,可适用于工程科技领域

主蒸汽管道设计压力取值分析摘 要:为了对单元机组超临界和超超临界机组主蒸汽压力设计有更清晰的认识分析了主蒸汽管道设计压力取值以及国家标准,电力标准与ASMEB的区别,得出了单元机组超临界和超超临界机组主蒸汽压力取值不同主要原因对于机组的设计具有指导意义。结论是主汽门前设计压力就是最大运行工况下(VWO)的热平衡上的运行压力GB同时参照ASME和IEC的规定得出的设计压力偏于保守。关键词:单元机组主蒸汽压力主汽门进口处设计压力最大持续运行压力安全系数国标ASMEWenPeng(BlackVeatchEngineeringCo,Ltd,Beijing,China)MainSteamPipeDesignPressureAnalysisAbstract:Aimingatunitsupercriticalandultrasupercriticalunitmainsteamdesignpressuretohaveaclearerunderstanding,analyzethemainsteamdesignpressureselectionandthedifferencebetweenGB,DLcodeandASMEBEducethemainreasonthatthemainsteamdesignpressureisdifferentforultrasupercriticalandsupercriticalConcludedthedesignthrottlepressureisthemaxoperatingpressure(VWOcase),soGBisconservativeforthedesignthrottlepressuretocomplywithIECcodeandASMEKeywords:unitmainsteampressuredesignpressureatthethrottleinletmaximumsustainedoperatingpressuresafetyfactorGBASME 引言主蒸汽压力取值是电厂设计的关键由于各个国际以及各个标准的不统一造成了国内工程师对于主蒸汽压力取值的不同认识以至于各个设计院在设计压力的取值上经常出现不一致的情况本文分析了主蒸汽管道设计压力取值以及国家标准,电力标准与ASMEB的区别,得出了单元机组超临界和超超临界机组主蒸汽压力取值不同主要原因。国家标准与国外标准对比 主汽门进口处设计压力关于主蒸汽压力取值文献~等标准都有比较详细的论述。文献的设计压力规定如下:超临界及以下机组主蒸汽管道设计压力应取用锅炉最大连续蒸发量时过热器出口的额定压力超超临界参数机组主蒸汽管道压力应取用下列两项的较大值a)汽轮机主汽门进口处设计压力的b)汽轮机主汽门进口处设计压力加主蒸汽管道压降。文献中规定:对于单元机组上装设能控制集箱蒸汽压力的自控燃烧设备的锅炉蒸汽管道的设计压力应至少等于主汽门进口处的设计压力的或不小于任何锅筒安全阀整定压力值下限值的不小于管道系统任何部位预期的最大持续运行压力取以上三者中的最大值。而所采用的材料的许用应力值不应大于过热器出口预期的蒸汽温度下的许用值。对于没有固定汽水分界线的强制流动蒸汽发生器设计压力也不应小于预期的最大持续运行压力。在文献,的规定中都提到了“主汽门进口处设计压力”但是两个标准关于这个设计压力的理解是不同的,文献对于单元机组设计要求是一致的而文献关于超超临界机组是在文献设计压力的基础上又增加了的裕量。文献~实际上是脱胎于文献。文献主蒸汽管道设计压力取值同时又结合了文献的设计要求文献条文说明指出按照文献“汽轮机主汽门进口处的设计压力等于汽轮机主汽门前额定进汽压力的%”。文献指出为了维持平均压力主汽门进口压力不能超过的额定压力这就是文献条文说明中增加设计压力的理论依据。按照文献汽轮机允许有的超压运行工况而超压工况仅偶尔适用于电网高尖峰负荷时期。但是自年以后国内取消了引进机组超压运行工况引进型锅炉的BMCR设计压力由超压改为额定压力。所以此处国标引用文献是不准确的。没有超压运行工况主蒸汽压力当然不必在额定压力下增加。最大持续运行压力文献里面还有一个概念“最大持续运行压力”管道内部设计压力不能低于最大持续运行压力。最大持续运行压力在ASME中没有明确的说明也造成了国内工程师对于这个理解的偏差。根据国内火力发电厂运行经验锅炉最大连续蒸发量BMCR工况下的工作压力可以作为最大持续运行压力。由于目前大锅炉都具有压力调节的自动燃烧控制系统国内运行也表明超压运行工况针对不同的压力工况不可能保持h和h可以认为BMCR工况下的锅炉出口运行压力就是单元机组持续运行最大压力。文献指出:锅炉过热器出口至汽轮机进口的压降宜为汽轮机额定进汽压力的%。实际项目中单元机组“主汽门进口处设计压力”(按的解释为VWO工况主汽门进口处运行压力)的和最大持续运行压力往往也是一致的。见下表BMCR锅炉出口运行压力与VWO工况主汽门压力比值除了上海外高桥第三电厂外均为所以一般情况下“主汽门进口处设计压力”×=“最大持续运行压力”。也可从反面来论证假设文献中的主汽门进口处设计压力为文献的主汽门进口设计压力,数值均为文献中的“VWO工况主汽门前压力×”则主汽门前设计压力的倍应该为“VWO工况主汽门前压力××”必然大于最大持续运行压力(BMCR工况过热器的出口压力)则单元机组按照文献中的第(A)条无法选取三者中的最大值。表国内机组(MW)参数项目VWO工况主汽门压力MPaBMCR锅炉出口运行压力MPaBMCRVWO主蒸汽压力取值MPa设计院华能玉环电厂华东电力设计院上海外高桥第三发电厂华东电力设计院浙江国华宁海电厂二期西南电力设计院天津北疆电厂华北电力设计院      许用应力关于许用应力文献强制性附录和文献的相关规定的区别是文献对于抗拉强度对应的安全系数上采用而文献采用其他两项屈服强度和持续强度的定义几乎是一致的。对于四大管道材料的许用应力选取文献的选取是不一致的典型体现在XCrWMOVNb(AP)和NiCuMoNb国内一般选择AP(AP和XCrWMoVNb是同一材料的ASME和EN不同标准的写法)作为超超临界机组的主蒸汽管道材料。P许用应力国内是完全照搬的文献而P采用的数值是根据文献标准中XCrWMoVNb规定的强度数值(该强度值为欧洲蠕变委员会(ECCC)年月公布了经过评估的P材料小时的持久强度数据)及文献中的安全系数确定。该材料已经收录在文献和文献,ASME中的P材料与文献中的许用应力对比见下表,AP的许用应力是文献中的Case的数据下一行材料XCrWMoVNb的许用应力是文献里面的数据同样的材料应用不同的标准许用应力区别很大尤其是在低温阶段但AP一般都是应用在超超临界机组也就是至少℃以上的机组中大约以℃为界限以上的时候国标比文献推荐用的许用应力要小。综上所述超超临界机组主蒸汽设计压力文献比文献至少提高了的设计裕量再加上许用应力比文献更小则使超超临界机组在设计压力和许用应力两方面国标都比ASME偏于保守。而文献本身就是一个很保守的标准。这样只会使国内设计院在设计超超临界机组中增加更多昂贵的AP材料使业主承担更多的投资。给水管道一般采用NiCuMoNb文献中的CodeCaseAP,是吸收了欧标NiCuMoNb之后成分上稍作改动文献也是按照文献的材料特性与文献的安全系数确定许用应力而文献的管道壁厚公式是来自文献采用不同的标准得出了给水管道的壁厚值例如印尼万丹xMW超临界项目给水主管道按照文献管径壁厚×按照文献则为×。长期的运行经验表明×是完全可以接受的也为国家节省了大量的投资那么引出一个问题同样的AP等材料是不是也可以采用的安全系数。ASME也是不断修订的安全系数曾经从年代的修订为如果我们国内标准也能像给水管道一样在保证安全的前提下将AP等材料修订出自己的许用应力则意义重大,当然这需要大量的专家和专业机构才能做出这样的判断。表在下列温度(℃)下的AP许用应力值(MPa)运行温度(°C)     项目        许用应力MPa                          表在下列温度(℃)下的XCrWMoVNb许用应力值(MPa)运行温度(°C)     项目~许用应力MPa                  

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