电厂四大汽水管道材料选择_工程管理

1、电厂四大汽水管道材料选择四大汽水管道是电厂系统的重要组成部分，管道材料的机械特性和高温性能将直接影响电厂机组的 经济 性及今后运行的牢靠性。本文以杨凌发电厂为例，通过分析论证，结合四大汽水管道材料 进展 和应用的现状，提出该工程推举的四大汽水管道材料并进行规格优化选择。1. 前言近年来, 由于电力体制改革的不断深化, 促使火力发电厂必需大力降低发电成本才能在激烈的市场竞争中占有一席之地, 随着 科学 技术的进步, 越来越多的新材料新工艺不断涌现, 也给发电厂进一步降低发电成本供应了客观条件。为此, 在火力发电厂的设计中,四大汽水管道管材的优化设计,使火力发电厂的经济指标更加先进、完善、牢靠,

2、从而削减工程造价, 有效地降低发电成本, 为电厂竞价上网制造有利条件。材料的进展水平打算了不同时期火电机组的运行参数。在上一世纪20年月由于使用碳钢，蒸汽压力和温度分别为4MPa和370，随后Mo钢的消失使参数提高到了10MPa和480，到了50年月，CrMo钢的应用进一步将蒸汽参数提高到了17MPa和566的最高水平。直到1965年，主机的主流运行参数保持在17MPa和525，到70年月中期进展到超临界参数24MPa/538/566。可以说，电力技术的进展在很大程度上取决于材料技术的进展本文将针对杨凌发电厂热电联产2X330MW亚临界供热直接空冷机组四大汽水管道设计参数的确定及材料选择进行分

3、析论证。2. 工程主机设备状况三大主机设备分别根据东方锅炉(集团)股份有限公司、哈尔滨汽轮机厂有限责任公司和哈尔滨电机厂有限责任公司产品设计。锅炉和汽轮机主要技术参数2.1 锅炉过热蒸汽：最大连续蒸发量：1155t/h出口蒸汽压力： 17.5 MPa.g出口蒸汽温度： 541再热蒸汽：蒸汽流量：2469.16t/h进/出口蒸汽压力：3.927/3.613 MPa.g进/出口蒸汽温度：327/5412.2 汽轮机额定功率(TRL工况)： 330MW最大功率(VWO工况)： 370.591MWVWO工况参数：主蒸汽压力： 16.7MPa.a主蒸汽温度： 538主蒸汽流量： 1155t/h再热蒸汽压

4、力： 3.613MPa.a再热蒸汽温度： 5383. 四大汽水管道设计参数4. 四大汽水管道材料选择4.1 主蒸汽管道材料选择。原电力部有关部门曾于1994年召开了“九?五”期间火电站管道管件规格化会议，提出了“九?五”期间火电站主要汽水管道规格，其中300 MW机组主蒸汽系统主管推举采纳A335一P22管材。此后国内300 Mw机组工程大多照此选用，有关厂家也按A335一P22钢材管道规格研制开发了配套管件。已投运的300 MW机组，如井冈山华能电厂、丰城电厂的主蒸汽管道、再热蒸汽热段管道均使用了A335一P22管材。A335一P91钢属改良型9Cr一1Mo高强度马氏体耐热钢。由于P91钢材

5、具有高温强度高、高的抗氧化性能和抗高温蒸汽腐蚀性能等特点，80年月开头已被英、美、德等国广泛应用在电站设备上。在1994年电力部火电站管道会议上，西安热工所和国电公司电力建设讨论所曾对P91钢材性能进行了介绍，会议纪要中也建议有关部门加快进行P91钢材管道和管件的国产化工作，并建议尽快在300 MW600 MW机组上进行试点，以积累阅历。我国从九十年月初开头，逐步使用A335-P91作为电站主蒸汽管道、再热蒸汽热段管道的材料，如珞璜电厂、鸭河口电厂、西固热电厂、杨柳青电厂、邯峰电厂、准格尔电厂等。P91钢材比P22强度高，且其强度随温度上升下降较少，在20 时，P91钢材抗拉强度比P22钢材高

6、41.6% ;在538时，P91钢材的许用应力却比P22钢材高83.3% 。正是由于P91钢材在高温下具有比P22钢材高得多的许用应力。 使得其用作主蒸汽管道时壁厚比采纳P22钢材薄得多。这是P91钢材在大机组上应用越来越广泛的主要缘由 主蒸汽管道采纳P91与采纳P22钢材的初步比较,主蒸汽管道采纳P22材质时，主管规格为ID368×82，支管规格为ID273×62.23;采纳P91材质时，主管规格为ID368.3×40，支管规格为ID273×30。对比可知，主管道壁厚减薄了42mm，减薄率为51.2% ;支管道壁厚减薄了32.23mm，减薄率为51.8

7、%。管道总重大大削减，管道总重比P91/P22=1/2.18。目前，随市场价格的波动，两种管材单位重量价格比P91/P22约为1.41.95，由于管道总重削减的数量超出了价格增长的影响，因此，主蒸汽管道采纳P91是 经济 的。根据2022年火电工程限额设计中价格，P91钢材单价为49 000元/t，P22钢材单价为3 4808元/t，本工程主蒸汽管道约为180 m，采纳P91钢材后钢管总重削减约90 t，费用削减约204.7万元。另外，因管道壁厚较薄，管道对设备接口的推力和力矩可以减小。同时，由于减轻了管道重量，支吊架荷重相应减小。不但节约支吊架造价，相应的管道安装费用、土建费用也会节约。4.

8、2 再热蒸汽热段管道管材选择。再热热段管道属于大管径薄壁管，假如采纳P91管材，本就较薄的壁厚就会更薄。由于 计算 管壁太薄，从平安角度动身，壁厚的实际取值比计算值要大很多，这样一来，与P22进行综合比较，采纳P91管材经济性较差。再热热段管道采纳P22材质时，主管规格为ID635×31，支管规格为ID508×)24.8;采纳P91材质时，主管规格为OD727.96×21.03， 支管规格为OD632.97×17.98。对比可知，主管道壁厚减薄了10 mm，支管道壁厚减薄了6.8 mm，管道总重变化不大，管道总重比P91/P22=1/1.39，远大于价格

9、比，因此仍推举采纳P22管材。4.3 再热蒸汽冷段管道管材选择。原电力部有关部门“九?五”期间火电站管道管件规格化会议提出，依据300 MW机组使用的阅历，再热蒸汽冷段采纳A672B70CL32电熔焊钢管替代A106B无缝钢管，同样可满意技术要求。冷段主管采纳A672B70CL32有缝钢替代A106B无缝钢管。有缝焊接钢管比A106B无缝钢管廉价许多，为无缝钢管的1/3左右。有缝焊接钢管的壁厚偏差小于无缝钢管，其质量不亚于无缝钢管。因此，再热器冷段采纳A672B70CL32电熔焊钢管是经济的4.4 高压给水管道管材选择。高压给水管道通常使用St4518/11I管材，本工程优化为15NiCuMoNb5。主管道规格由406.4×50改为 355.6×25，支管道规格由298.6×36改为244.5×20。15NiCuMoNb5与St4518/ 的弹性模数及线膨胀系数非常相近, 但15NiCuMoNb5 的许用应力远大于St4518/, 因此, 高压给水管道采纳15NiCuMoNb5时, 管道壁厚可以减薄50 % , 管道本身金属及支吊架材料用量可大为节省, 经济上更合理, 可以有效的降低工程造价。因此高压给水管道管材采纳15NiCuMoNb5。湖南益阳电厂一