1、電廠四大汽水管道材料選擇四大汽水管道是電廠系統(tǒng)的重要組成部分，管道材料的機械特性和高溫性能將直接影響電廠機組的 經(jīng)濟 性及今后運行的牢靠性。本文以楊凌發(fā)電廠為例，通過分析論證，結合四大汽水管道材料 進展 和應用的現(xiàn)狀，提出該工程推舉的四大汽水管道材料并進行規(guī)格優(yōu)化選擇。1. 前言近年來, 由于電力體制改革的不斷深化, 促使火力發(fā)電廠必需大力降低發(fā)電成本才能在激烈的市場競爭中占有一席之地, 隨著 科學 技術的進步, 越來越多的新材料新工藝不斷涌現(xiàn), 也給發(fā)電廠進一步降低發(fā)電成本供應了客觀條件。為此, 在火力發(fā)電廠的設計中,四大汽水管道管材的優(yōu)化設計,使火力發(fā)電廠的經(jīng)濟指標更加先進、完善、牢靠,

2、從而削減工程造價, 有效地降低發(fā)電成本, 為電廠競價上網(wǎng)制造有利條件。材料的進展水平打算了不同時期火電機組的運行參數(shù)。在上一世紀20年月由于使用碳鋼，蒸汽壓力和溫度分別為4MPa和370，隨后Mo鋼的消失使參數(shù)提高到了10MPa和480，到了50年月，CrMo鋼的應用進一步將蒸汽參數(shù)提高到了17MPa和566的最高水平。直到1965年，主機的主流運行參數(shù)保持在17MPa和525，到70年月中期進展到超臨界參數(shù)24MPa/538/566。可以說，電力技術的進展在很大程度上取決于材料技術的進展本文將針對楊凌發(fā)電廠熱電聯(lián)產2X330MW亞臨界供熱直接空冷機組四大汽水管道設計參數(shù)的確定及材料選擇進行分

3、析論證。2. 工程主機設備狀況三大主機設備分別根據(jù)東方鍋爐(集團)股份有限公司、哈爾濱汽輪機廠有限責任公司和哈爾濱電機廠有限責任公司產品設計。鍋爐和汽輪機主要技術參數(shù)2.1 鍋爐過熱蒸汽：最大連續(xù)蒸發(fā)量：1155t/h出口蒸汽壓力： 17.5 MPa.g出口蒸汽溫度： 541再熱蒸汽：蒸汽流量：2469.16t/h進/出口蒸汽壓力：3.927/3.613 MPa.g進/出口蒸汽溫度：327/5412.2 汽輪機額定功率(TRL工況)： 330MW最大功率(VWO工況)： 370.591MWVWO工況參數(shù)：主蒸汽壓力： 16.7MPa.a主蒸汽溫度： 538主蒸汽流量： 1155t/h再熱蒸汽壓

4、力： 3.613MPa.a再熱蒸汽溫度： 5383. 四大汽水管道設計參數(shù)4. 四大汽水管道材料選擇4.1 主蒸汽管道材料選擇。原電力部有關部門曾于1994年召開了“九?五”期間火電站管道管件規(guī)格化會議，提出了“九?五”期間火電站主要汽水管道規(guī)格，其中300 MW機組主蒸汽系統(tǒng)主管推舉采納A335一P22管材。此后國內300 Mw機組工程大多照此選用，有關廠家也按A335一P22鋼材管道規(guī)格研制開發(fā)了配套管件。已投運的300 MW機組，如井岡山華能電廠、豐城電廠的主蒸汽管道、再熱蒸汽熱段管道均使用了A335一P22管材。A335一P91鋼屬改良型9Cr一1Mo高強度馬氏體耐熱鋼。由于P91鋼材

5、具有高溫強度高、高的抗氧化性能和抗高溫蒸汽腐蝕性能等特點，80年月開頭已被英、美、德等國廣泛應用在電站設備上。在1994年電力部火電站管道會議上，西安熱工所和國電公司電力建設討論所曾對P91鋼材性能進行了介紹，會議紀要中也建議有關部門加快進行P91鋼材管道和管件的國產化工作，并建議盡快在300 MW600 MW機組上進行試點，以積累閱歷。我國從九十年月初開頭，逐步使用A335-P91作為電站主蒸汽管道、再熱蒸汽熱段管道的材料，如珞璜電廠、鴨河口電廠、西固熱電廠、楊柳青電廠、邯峰電廠、準格爾電廠等。P91鋼材比P22強度高，且其強度隨溫度上升下降較少，在20 時，P91鋼材抗拉強度比P22鋼材高

6、41.6% ;在538時，P91鋼材的許用應力卻比P22鋼材高83.3% 。正是由于P91鋼材在高溫下具有比P22鋼材高得多的許用應力。 使得其用作主蒸汽管道時壁厚比采納P22鋼材薄得多。這是P91鋼材在大機組上應用越來越廣泛的主要緣由 主蒸汽管道采納P91與采納P22鋼材的初步比較,主蒸汽管道采納P22材質時，主管規(guī)格為ID368×82，支管規(guī)格為ID273×62.23;采納P91材質時，主管規(guī)格為ID368.3×40，支管規(guī)格為ID273×30。對比可知，主管道壁厚減薄了42mm，減薄率為51.2% ;支管道壁厚減薄了32.23mm，減薄率為51.8

7、%。管道總重大大削減，管道總重比P91/P22=1/2.18。目前，隨市場價格的波動，兩種管材單位重量價格比P91/P22約為1.41.95，由于管道總重削減的數(shù)量超出了價格增長的影響，因此，主蒸汽管道采納P91是 經(jīng)濟 的。根據(jù)2022年火電工程限額設計中價格，P91鋼材單價為49 000元/t，P22鋼材單價為3 4808元/t，本工程主蒸汽管道約為180 m，采納P91鋼材后鋼管總重削減約90 t，費用削減約204.7萬元。另外，因管道壁厚較薄，管道對設備接口的推力和力矩可以減小。同時，由于減輕了管道重量，支吊架荷重相應減小。不但節(jié)約支吊架造價，相應的管道安裝費用、土建費用也會節(jié)約。4.

8、2 再熱蒸汽熱段管道管材選擇。再熱熱段管道屬于大管徑薄壁管，假如采納P91管材，本就較薄的壁厚就會更薄。由于 計算 管壁太薄，從平安角度動身，壁厚的實際取值比計算值要大很多，這樣一來，與P22進行綜合比較，采納P91管材經(jīng)濟性較差。再熱熱段管道采納P22材質時，主管規(guī)格為ID635×31，支管規(guī)格為ID508×)24.8;采納P91材質時，主管規(guī)格為OD727.96×21.03， 支管規(guī)格為OD632.97×17.98。對比可知，主管道壁厚減薄了10 mm，支管道壁厚減薄了6.8 mm，管道總重變化不大，管道總重比P91/P22=1/1.39，遠大于價格

9、比，因此仍推舉采納P22管材。4.3 再熱蒸汽冷段管道管材選擇。原電力部有關部門“九?五”期間火電站管道管件規(guī)格化會議提出，依據(jù)300 MW機組使用的閱歷，再熱蒸汽冷段采納A672B70CL32電熔焊鋼管替代A106B無縫鋼管，同樣可滿意技術要求。冷段主管采納A672B70CL32有縫鋼替代A106B無縫鋼管。有縫焊接鋼管比A106B無縫鋼管廉價許多，為無縫鋼管的1/3左右。有縫焊接鋼管的壁厚偏差小于無縫鋼管，其質量不亞于無縫鋼管。因此，再熱器冷段采納A672B70CL32電熔焊鋼管是經(jīng)濟的4.4 高壓給水管道管材選擇。高壓給水管道通常使用St4518/11I管材，本工程優(yōu)化為15NiCuMoNb5。主管道規(guī)格由406.4×50改為 355.6×25，支管道規(guī)格由298.6×36改為244.5×20。15NiCuMoNb5與St4518/ 的彈性模數(shù)及線膨脹系數(shù)非常相近, 但15NiCuMoNb5 的許用應力遠大于St4518/, 因此, 高壓給水管道采納15NiCuMoNb5時, 管道壁厚可以減薄50 % , 管道本身金屬及支吊架材料用量可大為節(jié)省, 經(jīng)濟上更合理, 可以有效的降低工程造價。因此高壓給水管道管材采納15NiCuMoNb5。湖南益陽電廠一