任衛(wèi)國(guó)，尚 勇（山東電力建設(shè)第一工程公司，濟(jì)南 250131）

鍋爐吹管集粒器臨時(shí)管道壁厚計(jì)算

任衛(wèi)國(guó)，尚 勇
（山東電力建設(shè)第一工程公司，濟(jì)南 250131）

以某電廠600MW機(jī)組為實(shí)例，介紹了鍋爐吹管集粒器臨時(shí)管道壁厚的計(jì)算，供安裝施工單位在鍋爐吹管施工時(shí)參考。

鍋爐；吹管；臨時(shí)管道；壁厚

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.046

1　概述

根據(jù)火電機(jī)組的啟動(dòng)要求，新建機(jī)組的過(guò)熱器系統(tǒng)、再熱器系統(tǒng)、主蒸汽系統(tǒng)、再熱蒸汽系統(tǒng)、高低壓旁路系統(tǒng)等均應(yīng)進(jìn)行蒸汽吹掃，其目的在于清除在制造、運(yùn)輸、保管、安裝過(guò)程中留在過(guò)熱器或再熱器內(nèi)部的各種雜物（如沙粒、石塊鐵屑、氧化皮等），同時(shí)提高機(jī)組安全性和經(jīng)濟(jì)性，并改善運(yùn)行期間汽水品質(zhì)。

一般情況下，安裝單位負(fù)責(zé)吹管工作所要求的臨時(shí)設(shè)施安裝、集粒器的清理，并負(fù)責(zé)設(shè)備維護(hù)、現(xiàn)場(chǎng)檢查。但是，電力設(shè)計(jì)單位一般不進(jìn)行吹管系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，臨時(shí)管道的設(shè)計(jì)、計(jì)算一般均由安裝單位負(fù)責(zé)。由于電廠設(shè)計(jì)對(duì)專業(yè)技術(shù)水平要求極高，這對(duì)于安裝單位來(lái)說(shuō)，因分工不同，存在一定困難。本文按照相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，根據(jù)實(shí)例進(jìn)行對(duì)臨時(shí)管道壁厚進(jìn)行簡(jiǎn)化選擇計(jì)算，達(dá)到了簡(jiǎn)單實(shí)用的目的。

2　計(jì)算參數(shù)

鍋爐沖管冷段集粒器圖如圖1所示。

（1）已知參數(shù)：再熱器進(jìn)口溫度328.89℃，壓力＜2.5MPa，集粒器外徑916mm，鋼管材質(zhì)為20#。

（2）計(jì)算依據(jù)：《水管鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算》（GB/T 9222-2008）（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》）。

圖1　

3　計(jì)算步驟

3.1確定計(jì)算壓力

根據(jù)《規(guī)范》8.3條：對(duì)再熱蒸汽聯(lián)箱，計(jì)算壓力p取鍋爐額定負(fù)荷時(shí)再熱蒸汽聯(lián)箱中介質(zhì)壓力的1.15倍；此處p=2.5 MPa。

3.2確定計(jì)算壁溫

由于再熱器進(jìn)口溫度tb=328.89℃，根據(jù)《規(guī)范》表6：管子和管道計(jì)算壁溫tbj，屬于沸騰管，其計(jì)算壁溫 tbj= tb+60=328.89℃+60= 388.89℃。

3.3確定許用應(yīng)力

由《規(guī)范》表1，查得tbj= 388.89℃時(shí)，材質(zhì)20#鋼管的基本許應(yīng)力為［σ］j=90 MPa；由《規(guī)范》表3，查得鋼管的基本許用應(yīng)力修正系數(shù)為η=1.00，因此，根據(jù)《規(guī)范》式（1）：［σ］= η×［σ］j=1×90=90 MPa。

3.4確定壁厚

式中：δL—管子理論計(jì)算壁厚，mm；p—計(jì)算壓力，MPa；DW—管子外徑，mm；—焊縫減弱系數(shù)；

（2）根據(jù)《規(guī)范》8.5.4：直管或直管道，考慮鋼管厚度的負(fù)偏差的附加厚度C3按式（65）計(jì)算：

根據(jù)《規(guī)范》8.5.2條規(guī)定，考慮腐蝕減薄的附加厚度C1按7.5.2原則選取，即：考慮腐蝕減薄的附加厚度C1一般取為0.5mm，m為偏差與取用厚度的百分比值。取下偏差（為負(fù)值時(shí)）與壁厚的百分比值m=10，因此：

（3）根據(jù)式《規(guī)范》8.5.1條，直管或直管道的附加壁厚C按式（59）計(jì)算：C= C1+ C3=0.5+1.91=2.41mm。

（4）根據(jù)式《規(guī)范》8.2.1條，直管或直管道的設(shè)計(jì)厚度，按式（53）計(jì)算：δn=δL+C=16.65+2.41=19.06≈20mm。

結(jié)論：管道的設(shè)計(jì)厚度最小需要20mm。

4　結(jié)語(yǔ)

盡管鍋爐的設(shè)計(jì)計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范眾多，但是在GB/T 9222-2008中，單純對(duì)關(guān)于集粒器臨時(shí)管道壁厚計(jì)算的內(nèi)容不多。且極為詳盡，公式全面具體，根據(jù)上述簡(jiǎn)單步驟，不需要通過(guò)專業(yè)設(shè)計(jì)人員，即可進(jìn)行快速簡(jiǎn)單計(jì)算，如果再進(jìn)一步結(jié)合計(jì)算軟件，例如Mathcad、Excel等，就能達(dá)到高效簡(jiǎn)捷計(jì)算出集粒器臨時(shí)管道的壁厚。

［1］DL/T5910.2—2012.電力建設(shè)施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范鍋爐機(jī)組篇［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版杜，2012.

［2］DL5031—1994.電力建設(shè)施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范 管道篇［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版杜，1994.

［3］李之光.鍋爐強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)［M］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版杜，1999.

［4］GB/T 9222-2008.水管鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版杜，2008.