简介:关于本文可作为蒸汽管道方面的大学硕士与本科毕业论文蒸汽管道论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
（中信重工机械股份有限公司,河南 洛阳 471039）
摘 要：文章介绍了干熄焦余热发电的主蒸汽管道的选取方法,探讨了干熄焦余热锅炉蒸汽参数的选择方法,并以某干熄焦余热发电蒸汽管道设计为例,进行了选型计算,为同类型余热发电主蒸汽管道的选取提供参考.
关键词：干熄焦余热发电；蒸汽管道；管道压降；管道温降；保温层
中图分类号：TM617 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）22-0125-03
1. 某干熄焦余热发电主蒸汽管道的选取
干熄焦余热发电是利用惰性气体冷却红焦,吸收红焦的显然,惰性气体在锅炉内与水进行换热产生蒸汽,蒸汽推动汽轮机,拖动汽轮发电机进行发电.在常规的火力发电厂,锅炉房和汽机间相邻布置,锅炉到汽轮机的主蒸汽管道长度较短,锅炉和汽轮机的蒸汽参数都是固定的,在长期的实践过程中,已经探索出了技术经济合理的管道流速,并作为设计的依据,工程设计时,技术人员只要根据规范推荐的流速选择管径,然后对相应的温降和压降进行校核即可.干熄焦发电,由于受现场位置的限制,锅炉与汽机间的距离变化较大,既有相距数十米的,也有相距数百米的,如果按照《火力发电厂汽水管道技术规定》推荐的流速（40～60m/s）选择管径,则锅炉到汽轮机的蒸汽管道的压降、温降可能超过限值要求,不能满足汽轮机进口主蒸汽的压力和温度,不仅影响汽轮机的效率,而且可能影响汽轮机的安全运行.因此,需根据具体的压降、温降情况选取管道,必要时可对余热锅炉的蒸汽参数进行相应调整.
现以某干熄焦余热发电的蒸汽管道为例,来分析主蒸汽管道选取方法.
根据焦炉情况,建设两套干熄焦系统,每套干熄焦系统配套建设一台高温高压余热锅炉,从两台锅炉出来的蒸汽进入一台汽轮发电机.按照常规火电厂锅炉选择蒸汽参数,额定压力9.81MPa,额定温度540℃,额定流量63t/h；汽轮机进口蒸汽参数：额定压力8.83MPa,额定温度535℃,锅炉和汽轮机的允许压降为0.97MPa,允许温降5℃.
根据现场布置,1#锅炉到汽机房的直线距离120m,设计蒸汽管道长度L1等于200m,2#锅炉距汽机房的直线距离500m,设计蒸汽管道长度L2等于800m.
2. 1#锅炉到汽轮机的主蒸汽管道的压降和温降计算
2.1 管径选取
考虑到干熄焦的锅炉到汽轮机的蒸汽管道比常规火电机组的锅炉到汽轮机的蒸汽管道长,取《火力发电厂汽水管道技术规定》推荐主蒸汽管道流速的下限值40m/s,根据管径计算公式计算内径：
式中：
Di—管道内径,mm
G—蒸汽流量,t/h；63t/h
γ—蒸汽比容,m3/kg；0.03585m3/kg
ω—蒸汽流速,m/s；40m/s
计算得Di等于141.3mm.
按照《火力发电厂汽水管道零件及部件设计》（2000版）,选取D194×18,内径Dn等于194-2×18等于158mm.
2.2 压降计算
蒸汽管道的实际流速：
主蒸汽管道的损失包括沿程损失和局部阻力损失,其中：
沿程损失：
式中：
R—沿程损失,Pa
L1—m,取200m
k—管壁的当量绝对粗糙度,取0.1mm
计算R等于0.32MPa.
局部阻力：局部阻力与沿程阻力之比值ld等于0.8,则总压降Rz1等于0.32×（1+0.8）等于0.576MPa.满足锅炉到汽轮机的蒸汽压降要求.
2.3 温降计算
2.3.1 在允许温降条件下计算保温层厚度.
蒸汽管道采用硅酸铝保温材料敷设,按如下公式计算：
式中：
D1—保温层外径,mm
D0—蒸汽管道外径,mm
λ—硅酸铝保温材料导热系数,mm,λ等于0.101w/m·k
Kr—管道通过支吊架处散热附加系数,取1.1
ti—管道始端蒸汽温度,540℃
tn—管道终端蒸汽温度,535℃
tα—环境温度,常年运行的管道,取当地全年平均温度,℃,取14℃
hi—管道始端蒸汽压力和温度下比焓,kJ/kg,在保证汽轮机参数的情况下,查焓熵表3483.04kJ/kg（9.406MPa,540℃）
hn—管道终端蒸汽压力和温度下比焓,kJ/kg,3476.64kJ/kg（8.83MPa,535℃）
qm—蒸汽流量,kg/s,63t/h等于17.5kg/s
α—蒸汽管道保温层外表面与周围空气换热系数,w/m2·k,按照《火力发电厂保温油漆设计规程》计算,得α等于13.28w/m2·k
经多次试算,得保温层最小厚度为90mm.
2.3.2 按以上保温层厚度计算实际温降.为保证蒸汽管道单位面积散热量不超过散热损失,先试取保温层厚度为150mm.蒸汽管道内层厚度δ1等于150mm；传热系数为λ等于0.101w/m·k,蒸汽管道与蒸汽换热系数h1等于5815w/m2·k,保温管壳外径d2等于194+2×150等于494mm,则蒸汽管道温降：
式中：
Δt—温降,℃
Q—散热量,kW,Q等于1.25qL1
c—平均定压比热,kJ/kg,2.48kJ/kg
ql—单位长度散热损失,w/m,
式中：
tw—蒸汽温度,℃；取540℃
tα—环境温度,常年运行的管道,取当地全年平均温度,℃,取14℃
h1—蒸汽管道管壁与蒸汽换热系数,w/m2·k,取5815w/m2·k
dω—管道外径,mm,取194mm
单位长度散热损失q等于346w/m,保温结构单位面积散热损失为223w/m2,小于允许散损失236w/m2,则计算温降为2.0℃,证明所选150mm保温层比较合适,满足温降要求.
3. 2#锅炉到汽轮机的主蒸汽管道的压降和温降计算
3.1 管径选取
2#锅炉蒸汽管道的设计长度为L2等于800m,若管径还选D194×8,则计算压降为4×0.576等于2.304MPa,远大于允许压降0.97MPa,不能满足汽轮机进口蒸汽参数的要求.为此,考虑将蒸汽管径提高一级,选取D219×20.
3.2 压降计算
根据选取的管径,并结合前述计算公式,计算压降为1.076MPa,仍大于允许压降.考虑到如果再增大管径,则势必增加管道和保温材料的投资,综合考虑,提高2#锅炉的额定压力更合适,因此,将锅炉出口蒸汽压力增加到10.1MPa.
3.3 温降计算
在允许温降条件下计算保温层最小厚度250mm,保温层厚度取280mm,其他参数与1#管线的计算参数相同,计算管道单位长度散热损失ql为264.12w/m,单位面积散热损失为108w/m,远远小于允许散热量,再计算实际温降△t等于7.1℃,因此必须提高2#锅炉的额定蒸发温度,其值取545℃.
4. 结语
由以上计算可以确定2#锅炉参数：额定蒸汽压力10.1MPa,额定蒸汽温度545℃,额定流量63t/h.根据锅炉与汽轮机之间的允许压降,选择管道的实际流速和管径；若管道长度小于200m时,保温层的厚度可根据允许散热量计算；若管道长度大于400m时,保温层的厚度必须根据在允许温降条件下公式来计算保温层的
厚度.
总之,对于干熄焦余热发电系统,由于熄焦炉温度较高,为提高发电效率,余热锅炉蒸汽参数一般选为中温中压或高温高压参数,蒸汽管道往往需要合金钢材质,又由于余热锅炉距离汽机房较远,管径选取小了,不能满足汽轮机进口蒸汽参数的要求,管径选取大了,虽然能够满足汽轮机进口蒸汽参数的要求,但会增加管路的热损失,大大增加工程投资,影响投资回收期.因此,蒸汽管道的选取既应满足设备安全运行的要求,又要兼顾投资和经济性.
参考文献
[1]章熙民、任泽霈．传热学[M]．北京：中国建筑工业出版社,2004．
[2]李德英．供热工程[M]．北京：中国建筑工业出版社,2003．
[3]火力发电厂保温油漆设计规程（DL/T5072-2007）[S]．中华人民共和国发展和改革委员会,2005．
[4]洪向道．中小型热电联产工程设计手册[M]．北京：中国电力出版社,2006．
[5]顾伟,翁一武,曹广益．低温热能发电的研究现状和发展趋势[J]．热能动力工程,2007,（2）．
蒸汽管道保温:现代牧业宝鸡牧场压片玉米厂蒸汽管道安装
[6]潘立慧、魏松波．干熄焦技术．北京：冶金工业出版社,2005．
[7]盛洁,公磊,李昌勇．LHWC水泥厂余热发电项目热工检测和效益评估[J]．新世纪水泥导报,2010,（3）．
作者简介：刘素婷（1970—）,河南渑池人,供职于中信重工机械股份有限公司,研究方向：工程设计.
总结：本文关于蒸汽管道论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
蒸汽管道保温引用文献:
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