热力发电厂的管道.doc

热力发电厂的管道热力发电厂的管道，是指电厂热力系统范围内的汽水输送线路。它的任务是把汽、水从一个设备输送到另一个设备，或把它们排放至大气、地沟里去。发电厂的管道除管子本身外还包括管子的连接件（大小头、弯头、三通、法兰、堵头、及焊缝等），附件（各种阀门），远距离操纵机构，管内介质的测量装量，管子的支吊架、保温及热补偿装置等。一、管道的类别发电厂的管道按管道内介质工作压力划分为六类：序 号介质工作压力MPa类 别122.5MPa以上超临界214.122.5MPa亚临界310.114.0MPa超高压46.110.0MPa高压52.66.0MPa中压62.5MPa以下低压发电厂的管道按管道内介质温度划分为四类：序 号介质温度0类 别1-400以下低温2-401200常温31214500中温44500以上高温二、 管道材料在热力发电厂中，由于系统中各处管内的工作压力、温度的不同，则所管子的材料也就不同。管子所用材料应按国家有关钢材现行标准的规定来选择。常用管材钢号及其推荐使用温度钢 种钢 号推荐使用温度0允许的上限温度0普通碳到钢A3F0200250A3、A3g-20300350优质碳素钢10-2044045020-20450450普通低合金钢16Mn-4045047015MnV-20450500耐热合金钢15CrMo51054012Cr1MoV54055557012Cr2MoWVTiB（钢102）54055560012Cr3MoVSiTiB（11）540555600三、 管道的规范管道的规范在工程上是用公称压力PN和公称直径DN两个技术术语来表示的。公称压力和公秒直径是国家标准中规定的压力等级计算直径。有了这种规范，就可根据它来选用管道的标准元件和对管道进行计算。1 公称压力PN管道所能承受的最大工作压力，随管道的材料和管内介质温度的不同而不同。同一材料的管子最大允许工作压力，是随着介质温度的升高而降低的。这一特性，对管道的选用和计算带来不便。因此，在国家标准中，用公称压力PN来表示管道的压力等级范围。对于各种钢材做成的管子、管件及附件等，国家标准中将管道压力分为若干个公称压力等级，压力等级随钢材而异。如碳素钢在0.150.0MPa间，分为16个压力等级。管内介质温度由00C至材料允许使用最高温度4500间分成个温度等级。在第一个温度等级(02000)内允许的最大工作压力与管道的公称压力相等。因此可以说碳素钢公称压力系指钢管及其附件管在介质温度为2000及以下时的工作压力。在耐热合金钢中对含钼不少于0.4%的钼铜和钼铬钢管，在05300间规定了九个温度等级，0.1100.0MPa之间分成了十九个压力等级，第一个温度等级（03500）内的最大允许压力值为合金钢的公称压力。2 公称直径DN管道的公称直径用DN表示，单位是mm。它是一种名义上的计算内径，并不是管道的实际内径。由于一定外径的管子，随着公称压力的不同，就有不同的管壁厚度，则内径也就有各种不同的尺寸，这样就给管道的设计、制造和选用带来许多不便。在允许的介质流速和压降损失下，管道的通流能力是由内径决定的。因此，为了管子计算时用公称直径作为基本运算直径。我国管道的公称直径标准等级范围是在14000mm之间,其分54级。公称直径公称直径公称直径公称直径公称直径公称直径公称直径公称直径16401755001200240038001.57502006001300260040002865225700140028002.510802508001500300031510030090018003200420125400100020003400532150450110022003600四管子的制造管子采用热轧（挤、扩）或冷拔（轧）无缝方法制造。1热轧（挤、扩）钢管的外径和壁厚公称外径mm：22 25 28 32 38 42 48 51 57 60 76 83 89 102 108 114 121 133 146 159 168 194 219 245 273 299 325 351 377 426 450 480 500 530公称壁厚mm：2.0 2.5 2.8 3.0 3.2 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 9.0 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22 24 25 26 28 30 32 34 36 38 40 42 48 50 56 60 63 65 702冷拔(轧)钢管的外径和壁厚公称外径mm：10 12 16 22 25 28 32 38 42 48 51 57 60 63 70 76 83 89 102 108 114公称壁厚mm：2.0 2.2 2.5 2.8 3.0 3.2 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 9.0 10 11 12 13五、管子配制前的检查通常检查的项目有：管子材质鉴定、管子外表宏观检查、管子几何尺寸的检验。1 管子材质鉴定领用管子时必须检查生产厂家填写的管子材质和化学成分检验单，并用光谱仪进行验证，甚至采样化验其成分，以免错用管材，造成爆管。2 管子外表宏观检查利用肉眼、灯光及放大镜可直接对管子内、外壁进行宏观检查，管子表面应光滑，无毛刺、刻痕、裂缝、锈坑、折皱和斑疤等外伤。用直径为管内径的80%85%的钢球做通球试验，以检查管径局部内陷、弯头椭圆、焊口处焊瘤情况及管内有无杂物、垢块等。钢管内外表面不允许有裂纹、折叠、轧折、结疤和离层,这些缺陷应完全清除掉。清除深度不得超过公称壁厚的负偏差,其清理处的实际壁厚不得小于壁厚偏差所允放的最小值。在钢管内外表面上，直道允许的深度如下：冷拔（轧）管：不大于壁厚的4%，且最大深度不大于0.2mm；热轧（挤）管：不大于壁厚的5%，且最大深度不大于0.4mm；热扩管：最大深度不大于0.5mm3 管子几何尺寸的检验检查管壁厚度：在管子两端面互相垂直的两个直径上，分别量出外径和内径，其两数之差除以2即为管壁厚度。可沿管端选取34个点来测量。测时计算后的四个壁厚的平均值和管子公称厚度的差值即厚度公差，其值不能大于公称厚度的1/51/6。检查管子的外径：从管子的全长中选择34个位置测量管外径，将测得的四个外径的平均值与公称外径相比，其差值不得大于表列数值。钢 种外径mm正公差%负公差%合金钢管245426+1.5-1114219+1.25-151108+1-1碳钢管159以上+1.5-1.5114159+1-151108+1-151以下+0.5-0.5检查管子椭圆度：量取管子的四个断面相互垂直的两个直径，其平均差值即为管子椭圆度，其值的允许范围为：直径为160mm以下的管不大于3mm，直径为160mm以上的管子不大于5mm。检查管子的弯曲度：管子弯曲度允许值管壁厚度mm每米管子长允许弯曲mm20以下1.52030330以上5六、管子的弯制常用的弯管方法有冷弯、热弯和中频加热弯管三种。1冷弯管工艺管子的冷弯即是在平常温度下，管子不装砂子和加热，利用弯管工具进行弯制。这样弯制的弯管有弹性，故应预先弯过头350管子冷弯时，弯曲半径不小于管子外径的4倍。用弯管机进行弯制，其弯曲半径不小于管子外径的2倍。管子的外半径应准确地配合工作扇轮槽和滚轮槽的半径，这样可预防管子在弯制中较大的椭圆弯形。在设计滚轮时，使其弯管槽两边与管子外径紧密配合，而中间比管子半径深12mm，一般允许管子的椭圆度不超过管子直径的12%。2热弯管工艺管子的热弯管即是预先在管子里装好干砂，然后把管子放到加热炉上，加热到95010000，再送到弯管台上进行弯制。由于热弯管在冷却时会产生伸直的变化，故热弯时要多弯350。管子热弯时，弯曲半径不小于管子外径的3.5倍。弯管的工序为砂粒准备、灌砂振实、均匀加热、弯管、除砂及质量检查。管径小于150mm的管子，选用3/4的23mm砂粒与1/4的1.5mm细砂混合；管径大于150mm的管子，选用23mm和45mm的砂粒各占一半。椭圆度可用“mm”表示（最大直径最小直径），也可用百分数表示（最大直径最小直径）/原有直径100%。汽水管道弯头椭圆度一般不超过6%9%。合金钢管的热弯有其特殊要求:加热时必须严格控制温度,不得超过10500;管子的加热段必须均匀升温;在弯管过程中严禁向管子浇水,否则会使金属组织发生变化和引起管子裂纹；当温度下降到7500以下时，应重新加热后再弯；对管子的弯曲部位应进行正火与回火热处理，还要做金相和硬度检查。正火热处理即把管子加热到约9300，管壁厚度每1mm要维持此温度0.75min，然后在静止空气中冷却到6500。回火处理即将管子在6500下每1mm厚保持2.5min，然后缓冷至3000，冷却速度每分钟不超过50。3。中频加热弯管是用中频电源和感应圈将钢管加热，而管内无需装砂的机械化热弯管方法，尤其适合弯制大口径钢管。七、对口技术1接头型式焊接接头的基本类型有三种，即对接接头、T形接头、和搭接接头。对接接头，根据工件厚薄和承受载荷的情况，分开口和不开口。厚度小又能双面焊的工件，可不开坡口，但要留一定间隙以利焊透；中等厚度和大厚度工件及那些只能单面焊的重要结构要开坡口，以保证焊透。T形接头，一般不开坡口。当承受动载荷时，则应有单面或双面开坡口成为对接型，保证接头焊透。搭接接头,变化较多的角焊缝,有单面的、双面的、侧面的、斜面的和混合的。特点是对口要求不严，装配方便，收缩量小，但应力集中，抗疲劳强度低。2 坡口型式常用的坡口有V形、U形、双V形、X形等。V形坡口，管端加工成300350。壁厚小于16mm时，用的较多。U形坡口，适用于壁厚大于16mm，要求严格的焊口，如主蒸汽管、给水管等，外壁部分为100150小坡口。双V形坡口，把管壁分成两层，靠内壁部分为10mm壁厚的V形坡口300350；外壁部分为100150小坡口；内外层用R（35）圆弧过渡。八管子的焊接1焊接前对口的要求管子对接焊缝位置应符合以下要求：焊缝位置距离弯管的弯曲起点不得小于管子外径或不小于100mm；支吊架位置不得与管子对接焊缝重合，焊缝距离支吊架边缘不得小于50mm；管子接口应避开疏、放水及仪表管等的开孔位置，距开孔边缘不应小于50mm，且不应小于孔径；两个对接焊缝的焊缝中线距离不得小于150mm，且不得小于管子直径；管道在穿过隔墙、楼板的管段不得有接口。除设计规定允许的冷拉焊口外，组合焊件时不得用强力对口，、加热管子、加偏垫或多层垫等方法来消除接口端面的空隙、偏斜、错口或不同心等缺陷。管子对口平面的偏斜值应小于1mm，最大不允许超过1.5mm。管子或管件的坡口及其内、外壁1015mm范围内的油漆、垢、铁锈等应清除干净，直至显出金属光泽。管子对口后，管子中心线的允许偏差。在距接口中心200mm处测量，管子直径小于100mm时，偏差值小于1mm；管子直径大于100mm时，偏差值小于2mm。3 管子焊接时注意事项管子的焊接工作必须由经过考试合格后取得资格证书的焊工进行施焊。两管的中心对好后，沿圆周等距离点焊34点，点焊的长度为壁厚的23倍，高度约为36mm（不超过管壁厚度的70%）。因点焊将作为管子焊缝中的一部分而存留，故点焊时的操作工艺、使用的焊条和焊工技术水平与正式焊接时相同。一般的焊口要求一次焊完，多层焊接时，焊完第一层后，要清除焊渣，然后再焊第二层。管子对口时用的对口工具必须在整个焊口焊完方可松掉。大管子在焊接时不要滚动、搬运、起吊、施加压力或敲打。施焊过程中不能遭水击，管内应无水或汽，以免焊口急速冷却；要根据管材成分、壁厚和环境温度，按有关规定对所焊管子进行预热。焊接预热温度表钢种允许焊接的最低温度管壁厚度mm6616162626低碳钢-20可不预热00以上00以下00以上00以下可不预热100300010020001003000低合金钢-1000以上00以下2004500可不预热1503000中、高合金钢（不包括奥氏体钢）02004500备注:低合钢指合金元素含量在5%以下者，中合金钢指合金元素含量在510%者，高合金钢指合金元素含量在10%以上者。4 管子的焊后热处理对于高合金钢管或壁厚大于36mm的低碳钢管的对接焊缝应进行焊后热处理，以改善焊口的质量，热处理的目的在于：消除焊口残余应力，防止产生裂纹；改善焊口和热影响区金属的机械性能，使金属增加韧性；改善焊口和热影响区管壁的金属组织。5 焊缝检查焊缝在热处理前应先进行外观检查及修整。焊缝在热处理后，要进行机械性能试验、金相检查、射线透视或超声波探伤。热处理后，焊缝与原材料的硬度差应在20%以内。九管道的连接件管道连接件包括异径管、三通、弯头、法兰和焊缝等，通常称为管件。1 异径管异径管俗称大小头，有同心和偏心两种。同心的用于直线连接两根直径不同的管子。偏心的用来连接同一管底标高的两个不同直径的管子。按制作方式可分为冲压和焊接异径管。2 三通三通又称丁弯，管道分支用。同径三通三个方向的管子直径相同；异径三通有异径直三通和斜三通，用于管道分支变径，直通管径大，分支管径小。按制作方式有焊接和冲压两种。3 弯头弯头又称肘管，是用来改变管道走向的，在管道安装中是一种常用的管件。弯头按制作方式可分为冷弯弯头、热弯弯头、折皱弯头、焊接弯头和热压弯头。4 法兰法兰连接是管道、容器最常用的连接方式。法兰的结构形式可分为整体法兰、松套式法兰和螺纹法兰。法兰通常用轧材、锻钢和铸钢制造。十管道的膨胀、补偿、支持和保温1管道的热膨胀管道在投运和停运过程中，即受热和冷却过程中，都要产生热胀冷缩，引起管道的伸长或缩短。如果管道的布置和支吊架的选择配置不当，则会由于热胀冷缩使管道产生很大的热应力。2管道的补偿一般常用的补偿方法有热补偿和冷补偿（冷紧）两种。热补偿是管道在热胀冷缩时，能允许有一定程度的自由弹性变形来吸收热伸长以补偿热应力，使热应力减少，不超过允许值。有自然补偿和补偿器两种。冷补偿是利用管道冷状态时，预加以相反的冷紧应力，使管道在运行初期热膨胀时，能减小其热应力和管道对设备的推力及力矩。3 管道的支吊架管道支吊架的作用一方面承受管道本身及流过介质的重量；另一方面固定管子，承受管子所有的作用力、力矩，并合理分配这些力，以满足管道热补偿及位移的要求，并减少管道的振动。支吊架包括支架和吊架。支吊架的型式有固定和活动的两种。支架有固定支架，活动支架。吊架有普通吊架和弹簧吊架。4 管道的保温大量高温介质从管道中流过，使管道表面具有很高的温度，若没有保温设施，一方面会使热经济性能降低；另一方面散出来的热量会使主厂房内气温过高，造成工作条件恶化。因此规定：发电厂中所有温度高于500的汽水管道及其上的法兰、阀门等附件均应保温，保温层表面温度在周围空气温度为200时，不应高于500。十一。管道的附件阀门用来开启、关闭或控制设备和管道中介质流动的机械装置称为阀门。1 阀门的分类阀门按用途分关断阀门：用来切断或接通管道介质。如闸阀，截止阀调节阀门：用来调节介质的压力和流量。如调节阀，减压阀保护阀门：用来排除多余介质，防止压力超过规定值。如安全阀，逆止阀按公称压力分低压阀门：PN1.6MPa中压阀门: PN=2.56.4MPa高压阀门：PN=10.080.0MPa超高压阀门: PN100.0MPa按介质工作温度分常温阀门:-4001200中温阀门:12004500高温阀门:4500以上2.阀门的基本参数阀门的公称直径:是阀门进出口通道的名义直径,用DN表示,单位mm.阀门的公称压力:是阀门名义的压力,用PN表示.阀门的工作压力:是阀门在工作状态下的压力,用P45表示.3.阀门的型号我国现使用原第一机械工业部标准,阀门型号编制方法(JB308-75);中国阀门行业标准,一般工业用阀门型号编制方法(CVA2.1-84);电力行业还使用,电站阀门型号编制方法(JB4018-85).阀门型号主要表明阀门的类别、作用、结构特点及所选用的材料性质等。一般用七个单元组成阀门型号，其排列顺序如下：1类别代号 2传动方式代号 3连接方式代号 4结构型式代号 5密封面或衬里材料代号 6公称压力 7阀体材料代号第一单元，阀门类别代号阀门类别闸阀截止阀逆止阀节流阀球阀碟阀隔膜阀安全阀调节阀旋塞减压阀疏水器代号ZJHLQDGATXYS第二单元，传动方式代号（手动，手柄，扳手等直接传动或自动阀门无代号）驱动方式蜗轮传动正齿轮传动伞齿轮传动气动传动液动传动电磁传动电动传动代号3456789第三单元，连接方式代号连接形式内螺纹外螺纹法兰1法兰法兰2焊接对夹式卡箍卡套代号1234567891用于双弹簧安全阀,2用于杠杆式安全阀,单弹簧安全阀第四单元，结构形式代号闸阀结构形式明杆楔式单闸板明