鍋爐吹管集粒器臨時管道壁厚計算

任衛國，尚 勇（山東電力建設第一工程公司，濟南 250131）

鍋爐吹管集粒器臨時管道壁厚計算

任衛國，尚 勇
（山東電力建設第一工程公司，濟南 250131）

以某電廠600MW機組為實例，介紹了鍋爐吹管集粒器臨時管道壁厚的計算，供安裝施工單位在鍋爐吹管施工時參考。

鍋爐；吹管；臨時管道；壁厚

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

1　概述

根據火電機組的啟動要求，新建機組的過熱器系統、再熱器系統、主蒸汽系統、再熱蒸汽系統、高低壓旁路系統等均應進行蒸汽吹掃，其目的在于清除在制造、運輸、保管、安裝過程中留在過熱器或再熱器內部的各種雜物（如沙粒、石塊鐵屑、氧化皮等），同時提高機組安全性和經濟性，并改善運行期間汽水品質。

一般情況下，安裝單位負責吹管工作所要求的臨時設施安裝、集粒器的清理，并負責設備維護、現場檢查。但是，電力設計單位一般不進行吹管系統設計工作，臨時管道的設計、計算一般均由安裝單位負責。由于電廠設計對專業技術水平要求極高，這對于安裝單位來說，因分工不同，存在一定困難。本文按照相關國家標準和規范的要求，根據實例進行對臨時管道壁厚進行簡化選擇計算，達到了簡單實用的目的。

2　計算參數

鍋爐沖管冷段集粒器圖如圖1所示。

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

（2）計算依據：《水管鍋爐受壓元件強度計算》（GB/T 9222-2008）（以下簡稱《規范》）。

圖1　

3　計算步驟

3.1確定計算壓力

根據《規范》8.3條：對再熱蒸汽聯箱，計算壓力p取鍋爐額定負荷時再熱蒸汽聯箱中介質壓力的1.15倍；此處p=2.5 MPa。

3.2確定計算壁溫

由于再熱器進口溫度tb=328.89℃，根據《規范》表6：管子和管道計算壁溫tbj，屬于沸騰管，其計算壁溫 tbj= tb+60=328.89℃+60= 388.89℃。

3.3確定許用應力

由《規范》表1，查得tbj= 388.89℃時，材質20#鋼管的基本許應力為［σ］j=90 MPa；由《規范》表3，查得鋼管的基本許用應力修正系數為η=1.00，因此，根據《規范》式（1）：［σ］= η×［σ］j=1×90=90 MPa。

3.4確定壁厚

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

（2）根據《規范》8.5.4：直管或直管道，考慮鋼管厚度的負偏差的附加厚度C3按式（65）計算：

根據《規范》8.5.2條規定，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（為負值時）與壁厚的百分比值m=10，因此：

（3）根據式《規范》8.5.1條，直管或直管道的附加壁厚C按式（59）計算：C= C1+ C3=0.5+1.91=2.41mm。

（4）根據式《規范》8.2.1條，直管或直管道的設計厚度，按式（53）計算：δn=δL+C=16.65+2.41=19.06≈20mm。

結論：管道的設計厚度最小需要20mm。

4　結語

盡管鍋爐的設計計算相當復雜，標準和規范眾多，但是在GB/T 9222-2008中，單純對關于集粒器臨時管道壁厚計算的內容不多。且極為詳盡，公式全面具體，根據上述簡單步驟，不需要通過專業設計人員，即可進行快速簡單計算，如果再進一步結合計算軟件，例如Mathcad、Excel等，就能達到高效簡捷計算出集粒器臨時管道的壁厚。

［1］DL/T5910.2—2012.電力建設施工及驗收技術規范鍋爐機組篇［S］.北京：中國標準出版杜，2012.

［2］DL5031—1994.電力建設施工及驗收技術規范 管道篇［S］.北京：中國標準出版杜，1994.

［3］李之光.鍋爐強度計算標準應用手冊［M］.北京：中國標準出版杜，1999.

［4］GB/T 9222-2008.水管鍋爐受壓元件強度計算［S］.北京：中國標準出版杜，2008.