一、管系計(jì)算所需參數(shù)設(shè)計(jì)
1、管道設(shè)計(jì)壓力:主蒸汽管道設(shè)計(jì)壓力應(yīng)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(dāng)鍋爐和汽輪機(jī)允許超壓5%運(yùn)行時(shí),應(yīng)加上5%的超壓值。
2、管道設(shè)計(jì)溫度:主蒸汽管道的設(shè)計(jì)溫度應(yīng)取鍋爐過熱器出口蒸汽額定工作溫度加上鍋爐正常運(yùn)行時(shí)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(shè)計(jì)》、《高壓鍋爐用無縫鋼管》等規(guī)范并結(jié)合類似機(jī)組設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),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(shè)計(jì)技術(shù)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(jì)算確定。
5、管道支吊架設(shè)置:作為管道系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分,介質(zhì)反力、限制位移和防止振動(dòng)等。所以,管道支吊架對(duì)管道的作用有承受重量、平衡在電廠管道設(shè)計(jì)時(shí)支吊架的合理布置和結(jié)構(gòu)的正確選擇,能改進(jìn)管道的應(yīng)力分布,管道運(yùn)行并延長(zhǎng)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(yīng)大于1.5HZ,即單跨管道按照簡(jiǎn)支梁計(jì)算,其撓度值不應(yīng)大于工程計(jì)算。
(2)管道元件結(jié)構(gòu)特征參數(shù)
管道元件結(jié)構(gòu)特征參數(shù)主要是指管系中各管道不銹鋼管件的形狀,結(jié)構(gòu)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(yīng)的管道元件的尺寸和特性。
直管輸入長(zhǎng)度、直徑以及壁厚。
彎管(Bend)對(duì)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(duì)于不銹鋼三通,主要是確定平面內(nèi)應(yīng)力加強(qiáng)系數(shù)和平面外應(yīng)力加強(qiáng)系數(shù)。
閥門和法蘭(Rigid)閥門和法蘭的輸入項(xiàng)相同,需輸入長(zhǎng)度和重量。閥門和法蘭通常被認(rèn)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(guān)系只能選擇一種輸入。)
6、管道應(yīng)力分析的內(nèi)容
管道應(yīng)力分析有靜力分析、動(dòng)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(jìn)行一次應(yīng)力計(jì)算一一避免塑性變形破壞;
(2)在管子熱脹冷縮和端點(diǎn)附加位移等位移荷載作用下進(jìn)行二次應(yīng)力計(jì)算一一避免疲勞破壞;
(3)管子對(duì)設(shè)備作用力的計(jì)算一一避免作用力太大,設(shè)備正常運(yùn)行;
(4)管道支吊架的受力計(jì)算一一為支吊架設(shè)計(jì)提供依據(jù);
(5)管道上法蘭的受力計(jì)算一一避免法蘭泄露。
動(dòng)力分析包括:
(1)對(duì)管道自振頻率進(jìn)行分析一一避免管道系統(tǒng)共振;
(2)對(duì)管道強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行分析一一控制管道振動(dòng)及應(yīng)力;
(3)對(duì)往復(fù)壓縮機(jī)(泵)氣(液)柱頻率進(jìn)行分析一一避免氣柱共振;
(4)對(duì)往復(fù)壓縮機(jī)(泵)壓力脈動(dòng)進(jìn)行分析一一控制壓力脈動(dòng)值。
在分析相關(guān)應(yīng)力情況后,包括管道的應(yīng)力分類及管道校核的評(píng)判準(zhǔn)則,根據(jù)電廠汽水管道設(shè)計(jì)規(guī)范確定主蒸汽管道計(jì)算所需要的參數(shù),,在材料的許用應(yīng)力范圍內(nèi),同時(shí)應(yīng)力大點(diǎn)一般在不銹鋼彎頭、三通及固定支架的地方,在管道設(shè)計(jì)時(shí)需關(guān)注,位移校核后也需達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),滿足管道本身應(yīng)力設(shè)計(jì)的要求,對(duì)于防止運(yùn)行中的管道對(duì)與之相連設(shè)備造成破壞有重要作用。
在熱電工程設(shè)計(jì)中,根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)與規(guī)范,從運(yùn)行性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性、維修方便的角度考慮確定采用集中母管制系統(tǒng)并對(duì)主蒸汽系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),結(jié)合項(xiàng)目的主廠房設(shè)備布置及建筑結(jié)構(gòu)情況,在遵循技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性合理、維護(hù)方便的原則上,依據(jù)電廠管道設(shè)計(jì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)主蒸汽管道進(jìn)行詳細(xì)布置。