火力發(fā)電廠小口徑管道設(shè)計(jì)優(yōu)化分析

孟勝利+齊玄

摘 要：本文對(duì)國(guó)內(nèi)在DN80以下汽水小管道常規(guī)設(shè)計(jì)及安裝習(xí)慣等方面存在的問(wèn)題進(jìn)行了歸納總結(jié)，并提出在設(shè)計(jì)上的改進(jìn)措施，即對(duì)DN20及以上小口徑汽水管道也采用三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行模型設(shè)計(jì)，必要情況下進(jìn)行應(yīng)力分析，從而使小口徑管道布置合理、走線短捷、膨脹受控，達(dá)到節(jié)省材料量、節(jié)省初投資的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：小口徑管道；DN80；火力發(fā)電

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.149

1 小口徑汽水管道設(shè)計(jì)狀況概述

按照國(guó)內(nèi)電力設(shè)計(jì)的慣例，DN80是火力發(fā)電廠大、小口徑管道的分界線，公稱(chēng)通徑在DN80及以上的汽水管道由設(shè)計(jì)院進(jìn)行詳細(xì)的布置和安裝設(shè)計(jì)，并對(duì)溫度在150℃以上的管道進(jìn)行應(yīng)力分析；公稱(chēng)通徑DN80以下的小口徑汽水管道由設(shè)計(jì)院進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并估列材料，而不進(jìn)行管道布置和支吊架設(shè)計(jì)，由安裝單位根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行施工。

在火力發(fā)電廠汽水系統(tǒng)當(dāng)中，疏水、放水和放氣等小口徑管道數(shù)量很多，連接系統(tǒng)繁雜，如果對(duì)該部分管道也進(jìn)行詳細(xì)的布置設(shè)計(jì)，將大大增加設(shè)計(jì)工作量。如果設(shè)計(jì)院沒(méi)有考慮小管道的安裝位置，現(xiàn)場(chǎng)往往缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，安裝較為零亂，影響整體外觀和工藝效果，而且隨著機(jī)組容量的不斷加大，高溫高壓的小管道越來(lái)越多，其運(yùn)行安全性亦應(yīng)當(dāng)引起足夠重視。

隨著電力設(shè)計(jì)水平的提高，近年來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量方面的管理標(biāo)準(zhǔn)日臻完善，在設(shè)計(jì)精細(xì)化方面的要求也在不斷提高。所以，在工程設(shè)計(jì)中對(duì)小口徑汽水管道進(jìn)行整體詳細(xì)設(shè)計(jì)很有必要。

2 小口徑汽水管道安裝存在的問(wèn)題

目前國(guó)內(nèi)火電廠中口徑DN80以下的汽水管道的設(shè)計(jì)和安裝基本上都是由施工單位根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況完成。由于施工單位水平的參差不齊，小口徑汽水管道往往存在布置隨意性大、影響主廠房整體美觀的情況，甚至?xí)绊懴到y(tǒng)運(yùn)行安全。歸納起來(lái)，主要存在以下幾種常見(jiàn)問(wèn)題：

2.1 整體布置不美觀

主要原因是施工設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮整體布局效果。有時(shí)施工單位為節(jié)省管道材料，布置就近走直線，管道走向凌亂，和主廠房整體風(fēng)格不符合；疏水?dāng)U容器集管連接處的小口徑管道間布置間距過(guò)小，相鄰的同排管道整體保溫，閥門(mén)錯(cuò)開(kāi)布置后，顯得雜亂。

2.2 檢修和操作不方便

管道布置時(shí)沒(méi)有考慮閥門(mén)的操作和檢修空間，造成運(yùn)行人員檢修和操作非常困難；放水管道不經(jīng)過(guò)漏斗直接排進(jìn)就進(jìn)的放水母管，運(yùn)行人員無(wú)法觀測(cè)管道放水是否排放完畢，另外也無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)閥門(mén)內(nèi)漏。

2.3 存在安全隱患

一些高溫小口徑管道沒(méi)有經(jīng)過(guò)應(yīng)力計(jì)算，現(xiàn)場(chǎng)隨意安裝，支吊架普遍以剛性為主，補(bǔ)償考慮不周，造成管系熱態(tài)膨脹不暢，從而使管道在熱態(tài)下扭曲變形嚴(yán)重，影響安全。

2.4 設(shè)計(jì)單位所開(kāi)列材料量和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝量存在較大偏差

由于小管道沒(méi)有進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，這部分管道材料往往靠設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估取，但現(xiàn)場(chǎng)由于各種設(shè)備，管道和建筑梁柱的復(fù)雜性，加之一些小管道需要集中布置，往往和實(shí)際安裝量存在較大的偏差。對(duì)于開(kāi)列少了的材料，在施工過(guò)程中由設(shè)計(jì)單位現(xiàn)場(chǎng)修改來(lái)解決；但對(duì)于開(kāi)列多了的材料，又造成浪費(fèi)，給業(yè)主單位增加了費(fèi)用。

3 小口徑汽水管道優(yōu)化設(shè)計(jì)措施

針對(duì)小口徑管道設(shè)計(jì)施工存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)單位需在施工圖階段及時(shí)和業(yè)主單位及施工單位進(jìn)行溝通，了解電廠運(yùn)行習(xí)慣，在開(kāi)展大口徑管道設(shè)計(jì)的同時(shí)開(kāi)展小口徑管道的設(shè)計(jì)，在三維模型中布置管道，使得大、小管道整體上布置最優(yōu)化，對(duì)重要的高溫管道進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，緊密結(jié)合主廠房?jī)?nèi)設(shè)備和通道實(shí)際情況，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，目的是小口徑管道在現(xiàn)場(chǎng)集中布置，工藝美觀，走線短捷，布局合理，膨脹自由。

3.1 保證通暢，避免碰撞

結(jié)合大管道設(shè)計(jì)情況，整體考慮合理布置小管道，避免出現(xiàn)蜘蛛網(wǎng)式的混亂布置狀況。小管道就近接出，靠墻或靠柱子布置的管道及閥門(mén)適當(dāng)加大間距，相鄰的同排管道分別保溫，閥門(mén)錯(cuò)開(kāi)有序布置，做到既節(jié)省空間、運(yùn)行操作方便而且整體美觀。管道布置不僅要注意冷態(tài)位置，熱態(tài)下也不得與大管道相碰，不得與設(shè)備相碰，不得與土建基礎(chǔ)相碰，不得與管道支架相碰，要保溫的管道要注意留出保溫層厚度，不得妨礙管道膨脹，要便于管道支吊架的安裝。此外管道布置還要考慮管到疏水坡度，保證疏放水通暢。

3.2 集中布置，方便運(yùn)行

小管道布置既要考慮節(jié)約管道材料量，又要考慮運(yùn)行和檢修空間?？稍阱仩t運(yùn)轉(zhuǎn)層，零米層和疏水?dāng)U容器附近設(shè)置集中的疏水閥門(mén)站，鍋爐頂部設(shè)置集中的放氣管道，小管道布置有序美觀，閥門(mén)便于操作。在放水、放氣小口徑管道布置集中的地方集中設(shè)置漏斗，放水、放氣管道就近接入，經(jīng)過(guò)漏斗匯總排入疏水母管，既便于運(yùn)行人員觀察，也避免了隨意排放而使地面積水的現(xiàn)象。

3.3 應(yīng)力計(jì)算、保證安全

小管道布置要考慮管道熱膨脹問(wèn)題，對(duì)于 150℃和DN20以上管道進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，150℃以下管道通過(guò)合理布置實(shí)現(xiàn)自然補(bǔ)償。通過(guò)應(yīng)力計(jì)算合理設(shè)置彈簧支吊架，避免熱態(tài)運(yùn)行時(shí)管道出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，保證管道安全運(yùn)行。

3.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理刪減

對(duì)于蒸汽和水管道上面的放氣小管道，由于只是在水壓試驗(yàn)時(shí)候用，為減少漏點(diǎn)，建議在完成水壓試驗(yàn)后，合理刪減閥門(mén)，加堵頭焊死，焊口進(jìn)行100%無(wú)損探傷，確保管道不發(fā)生跑、冒、滴、漏的現(xiàn)象。

4 結(jié)論

經(jīng)過(guò)對(duì)火力發(fā)電廠小口徑管道的設(shè)計(jì)優(yōu)化，通過(guò)轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)觀念，提升設(shè)計(jì)手段，小口徑管道設(shè)計(jì)可做到設(shè)計(jì)合理，工藝美觀，走線短捷，布局合理，膨脹自由，并且開(kāi)列的管道和支吊架材料量準(zhǔn)確無(wú)誤，避免了施工單位因隨意安裝而造成的工程量超標(biāo)，有效地控制小管道的安裝材料量，另外，對(duì)高溫管道的應(yīng)力分析，還能確保管道的安全運(yùn)行。endprint