四大管道設(shè)計(jì)中彎管或彎頭的選用分析

于穎　蔣建軍

【摘 要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，為我國(guó)的火力發(fā)電廠提供了良好的發(fā)展空間，特別是計(jì)算機(jī)的普及使得我國(guó)用電的需求量不斷加大，更是推動(dòng)了火力發(fā)電廠的發(fā)展。四大管道一直是火力發(fā)電廠的重要組成，其彎管或彎頭的選用往往關(guān)系著系統(tǒng)的降壓情況以及系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，因此本文通過(guò)研究四大管道設(shè)計(jì)中彎管或彎頭的各自優(yōu)勢(shì)，在降壓優(yōu)化系統(tǒng)的同時(shí)，降低成本，節(jié)約標(biāo)煤耗，實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠的可持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】四大管道；設(shè)計(jì)；彎管；彎頭；選用

一、前言

四大管道設(shè)計(jì)中彎管或彎頭的選用往往會(huì)涉及到配管工藝、工程造價(jià)、相關(guān)阻力計(jì)算以及管線的布置等，由于設(shè)計(jì)方面較廣，因此在選擇彎管或彎頭的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該綜合考慮其各方面的性能，擇優(yōu)選擇。本文以超臨界燃煤空冷供熱機(jī)組（2x350MW）作為研究案例，闡述彎管技術(shù)的具體應(yīng)用以及合理選用彎管或彎頭對(duì)系統(tǒng)降壓的影響，以期提高四大管道運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

二、彎管與彎頭的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

彎管和彎頭相比，最大的不同是彎管比彎頭長(zhǎng)，通常R是1～2倍的為彎頭，超過(guò)2倍的是彎管。從制作的工藝上來(lái)看，利用彎管機(jī)直接將直管彎制即可得到冷彎管，而且得到的冷彎管可以直接投入使用，不需要進(jìn)行防腐處理，而彎頭則必須要在廠家中定做，還要進(jìn)行防腐處理，訂貨的時(shí)間較長(zhǎng)，因此，彎頭的價(jià)格比彎管要高。但是在性價(jià)比上，彎頭比彎管高，因?yàn)槔鋸澒懿恍枰M(jìn)行防腐處理，所以在使用時(shí)容易出現(xiàn)損壞的情況，對(duì)于要求不高的工程中經(jīng)常使用彎管。

彎頭在使用時(shí)能有效減少管線展開(kāi)的長(zhǎng)度，提高管系的強(qiáng)度以及剛度，彎曲的半徑可以減緩流體對(duì)管系的影響，將管道震動(dòng)幅度將至最低，保證整個(gè)管系的穩(wěn)定性。90°彎管的阻力系數(shù)是0.2，90°彎頭的阻力系數(shù)是0.25，由此可見(jiàn)，應(yīng)用彎管可以降低管道阻力，且彎管里的流體對(duì)彎管外弧的內(nèi)壁沖刷力度比彎頭的沖刷力度低，選擇彎管技術(shù)還可以有效減少管系的焊口數(shù)量。因?yàn)閺濐^在直管段中會(huì)受到成型的限制，通常長(zhǎng)度是50～80mm，且彎頭的起弧點(diǎn)與焊口之間距離較近，使得起弧點(diǎn)與厚壁管焊口的熱影響區(qū)相互重合，影響彎頭的性能和管道的安全性，而彎管則不會(huì)出現(xiàn)上述問(wèn)題，其焊口與彎曲的部分相距較遠(yuǎn)，有利于保證管道的安全。

三、彎頭或彎管的應(yīng)用影響

高壓給水的關(guān)系阻力主要來(lái)源于彎頭、閥門、管道沿程、高壓加熱器和其他管件的局部阻力，在這幾個(gè)阻力中，管道沿程的阻力、設(shè)備的局部阻力以及閥門的局部阻力在總阻力里占據(jù)著較大一部分，而彎頭的局部阻力在水泵揚(yáng)程里只占據(jù)著0.3%，由于使用彎管后，阻力降低對(duì)水泵的選型影響不大，所以在高壓的給水管道里不需考慮彎管，以下探討主再熱系統(tǒng)。

在布置上，四大管道主要應(yīng)用PDMS三維的集成設(shè)計(jì)，在主再熱系統(tǒng)布置中，選擇使用了彎管。為了進(jìn)一步的節(jié)省投資和空間，在彎頭改用彎管的設(shè)計(jì)中皆選擇使用R/d=3彎管來(lái)替代原先的彎頭，表1為優(yōu)化前后的彎管、彎頭數(shù)量。

通過(guò)管系的科學(xué)阻力計(jì)算，工程上在選擇管道的布置上以及管徑上盡可能的使用彎管，令主蒸汽管道設(shè)計(jì)的阻力在1.21MPa以下，并比從過(guò)熱器出口到汽機(jī)入口壓損的5%小，特別是再熱系統(tǒng)總降壓應(yīng)該低于高壓缸的排氣壓力，并比常規(guī)設(shè)計(jì)的壓損減少2%左右。

表2和表3皆依據(jù)BMCR工況來(lái)計(jì)算，從表格可知，主蒸汽系統(tǒng)以及再熱系統(tǒng)在選擇應(yīng)用彎管時(shí)，可以有效降低其壓降，提高機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，加上彎管是直管加工而成，遠(yuǎn)比彎頭成本低，因此選擇使用彎管能有效節(jié)省工程成本。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，四大管道在設(shè)計(jì)中盡可能的選用彎管，有利于對(duì)主蒸汽系統(tǒng)以及再熱系統(tǒng)進(jìn)行降壓，減少工程的成本，優(yōu)化系統(tǒng)，其中再熱系統(tǒng)的降壓優(yōu)化到8%時(shí)有利于降低熱耗，從而節(jié)約標(biāo)煤耗.節(jié)能減排，推動(dòng)火力發(fā)電廠的可持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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