火力发电厂汽水管道设计技术规定Word文件下载.docx
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许用应力修正系数
DN
mm
公称通径
Do
管子外径
Di
管子内径
sm
直管最小壁厚
sc
直管计算壁厚
s
直管壁厚
A
管子壁厚负偏差系数
G
t/h
介质质量流量
Gmax
介质最大质量流量
Gmin
介质最小质量流量
Q
m3/h
介质容积流量
v
m3/kg
介质比容
v0
管道始端滞止比容
v1
管道始端介质比容
v2
管道终端介质比容
vc
介质临界比容
β
管道终端与始端的介质比容之比
βc
介质临界比容与管道始端介质比容之比
ρ
kg/m3
介质密度
ρ1
管道始端介质密度
ρ2
管道终端介质密度
w
m/s
介质流速
kg/（m2·
s）
介质质量流速
wc
介质临界流速
c
介质临界质量流速
L
m
管道总展开长度
λ
管道摩擦系数
Re
雷诺数
ξ
管道阻力系数
Σξl
管道总局部阻力系数
ε
管子等值粗糙度
g
m/s2
重力加速度
k
蒸汽绝热指数
a
管道局部变换后与变换前的介质质量流速之比
H1
管道始端的标高
H2
管道终端的标高
pat
Pa
大气压力
Pop
N
弹簧的工作荷载
Per
弹簧的安装荷载
Pmax
弹簧最大允许荷载
λmax
弹簧最大允许变形量
Hop
弹簧的工作高度
Her
弹簧的安装高度
H0
弹簧的自由高度
ΔＺt
管道支吊点垂直方向热位移值
K
mm/N
弹簧系数
μ
摩擦系数
Lmax
支吊架的最大允许间距
I
cm4
管子截面惯性矩
q
kN/m
管道单位长度自重
E20
kN/mm2
钢材在20℃时的弹性模量
Et
钢材在设计温度下的弹性模量
αt
10-6/℃
钢材在工作温度下的线膨胀系数
τ
剪应力
hf
焊缝高度
hu
焊缝有效厚度
X
补偿器吸收的轴向位移量
Y
补偿器吸收的横向位移量
X0
补偿器最大轴向补偿量
Y0
补偿器最大横向补偿量
1
总
则
1.0.1
本规定制定的目的是为了指导火力发电厂汽水管道的设计，以保证火力发电厂安全、满发、经济运行。
1.0.2
本规定适用于火力发电厂范围内主蒸汽参数为27MPa、550℃（高温再热蒸汽可达565℃）及以下机组的汽水管道设计。
机、炉本体范围内的汽水管道设计，除应符合本规定外，还应与制造厂共同协商确定。
发电厂内的热网管道和输送油、空气等介质管道的设计，可参照本规定执行。
本规定不适用于燃油管道、燃气管道、氢气管道和地下直埋管道的设计。
1.0.3
本规定所引用的相关标准
管道元件的公称通径
（GB1047）
管道元件的公称压力
（GB1048）
高压锅炉用无缝钢管
（GB5310）
低中压锅炉用无缝钢管
（GB3087）
碳素结构钢
（GB700）
螺旋焊缝钢管
（SY5036～5039）
低压流体输送用焊接钢管
（GB3092）
钢制压力容器
（GB150）
碳钢焊条
（GB5117）
低合金钢焊条
（GB5118）
火力发电厂汽水管道应力计算技术规定
（SDGJ6）
电力建设施工及验收技术规范（管道篇）
（DJ56）
电力建设施工及验收技术规范
（火力发电厂焊接篇）
（DL5007）
（钢制承压管道对接焊缝射线检验篇）
（SDJ143）
火力发电厂金属技术监督规程
（DL438）
电力工业锅炉监察规程
（SD167）
2
一
般
规
定
2.0.1
设计要求
管道设计应根据热力系统和布置条件进行，做到选材正确、布置合理、补偿良好、疏水通畅、流阻较小、造价低廉、支吊合理、安装维修方便、扩建灵活、整齐美观，并应避免水击、共振和降低噪声。
管道设计应符合国家和部颁有关标准、规范。
2.0.2
设计参数
2.0.2.1
设计压力
管道设计压力（表压）系指管道运行中内部介质最大工作压力。
对于水管道，设计压力的取用，应包括水柱静压的影响，当其低于额定压力的3%时，可不考虑。
主要管道的设计压力，应按下列规定选用：
（1）主蒸汽管道
取用锅炉过热器出口的额定工作压力或锅炉最大连续蒸发量下的工作压力。
当锅炉和汽轮机允许超压5%（简称5%OP）运行时，应加上5%的超压值。
（2）再热蒸汽管道
取用汽轮机最大计算出力工况（见注）下高压缸排汽压力的1.15倍。
高温再热蒸汽管道，可减至再热器出口安全阀动作的最低整定压力。
注：
汽轮机最大计算出力工况，系指调节汽门全开（简称VWO）工况或调节汽门全开加5%超压（简称VWO+5%OP）工况。
（3）汽轮机抽汽管道
非调整抽汽管道，取用汽轮机最大计算出力工况下该抽汽压力的1.1倍，且不小于0.1MPa；
调整抽汽管道，取其最高工作压力。
（4）背压汽轮机排汽管道
取其最高工作压力。
（5）减压装置后的蒸汽管道
（6）与直流锅炉启动分离器连接的汽水管道
取用分离器各种运行工况中可能出现的最高工作压力。
（7）高压给水管道
非调速给水泵出口管道，从前置泵到主给水泵或从主给水泵至锅炉省煤器进口区段，分别取用前置泵或主给水泵特性曲线最高点对应的压力与该泵进水侧压力之和；
调速给水泵出口管道，从给水泵出口至关断阀的管道，设计压力取用泵在额定转速特性曲线最高点对应的压力与进水侧压力之和；
从泵出口关断阀至锅炉省煤器进口区段，取用泵在额定转速及设计流量下泵提升压力的1.1倍与泵进水侧压力之和。
以上高压给水管道压力，应考虑水泵进水温度对压力的修正。
（8）低压给水管道
对于定压除氧系统，取用除氧器额定压力与最高水位时水柱静压之和；
对于滑压除氧系统，取用汽轮机最大计算出力工况下除氧器加热抽汽压力的1.1倍与除氧器最高水位时水柱静压之和。
（9）凝结水管道
凝结水泵进口侧管道，取用泵吸入口中心线至汽轮机排汽缸接口平面处的水柱静压（此时凝汽器内按大气压力），且不小于0.35MPa；
单级泵系统泵出口侧管道，取用泵出口阀关断情况下泵的扬程与进水侧压力（上述水柱静压）之和；
两级泵系统的凝结水泵出口侧管道，取用原则同单级泵系统泵出口侧管道；
两级泵系统的凝结水升压泵出口侧管道，取用两台泵（凝结水泵和凝结水升压泵）出口阀关闭情况下泵的扬程之和。
（10）加热器疏水管道
取用汽轮机最大计算出力工况下抽汽压力的1.1倍，且不小于0.1MPa。
当管道中疏水静压引起压力升高值大于抽汽压力的3%时，尚应计及静压的影响。
（11）锅炉排污管道
锅炉排污阀前或者当排污阀后管道装有阀门或堵板等可能引起管内压力升高时，对于定期排污管道，设计压力应不小于汽包上所有安全阀中的最低整定压力与汽包最高水位至管道联结点水柱静压之和；
对于连续排污管道，设计压力应不小于汽包上所有安全阀的最低整定压力。
当锅炉排污阀后不会引起管内压力升高时，排污管道（定期排污或连续排污）的设计压力按表2.0.2-1选取。
表2.0.2-1
锅炉排污阀后管道设计压力［MPa（g）］
锅炉压力
1.750～4.150
4.151～6.200
6.201～10.300
≥10.301
管道设计压力
1.750
2.750
4.150
6.200
（12）给水再循环管道
当采用单元制系统时，进除氧器的最后一道关断阀及其以前的管道，取用相应的高压给水管道的设计压力；
其后的管道，对于定压除氧系统，取用除氧器额定压力；
对于滑压除氧系统，取用汽轮机最大计算出力工况下除氧器加热抽汽压力的1.1倍。
当采用母管制系统时，节流孔板及其以前的管道，取用相应的高压给水管道的设计压力；
节流孔板后的管道，当未装设阀门或介质双出路上的阀门不可能同时关断时，取用除氧器的额定压力。
（13）安全阀后排汽管道
应根据排汽管道的水力计算结果确定。
2.0.2.2
设计温度
系指管道运行中内部介质的最高工作温度。
主要管道的设计温度，应按下列规定选用：
取用锅炉过热器出口蒸汽额定工作温度加上锅炉正常运行时允许的温度偏差。
温度偏差值，可取用5℃。
高温再热蒸汽管道，取用锅炉再热器出口蒸汽额定工作温度加上锅炉正常运行时允许的温度偏差。
温度偏差值可取用5℃；
低温再热蒸汽管道，取用汽轮机最大计算出力工况下高压缸排汽参数，等熵求取在管道设计压力下的相应温度。
如制造厂有特殊要求时，该设计温度应取用可能出现的最高工作温度。
非调整抽汽管道，取用汽轮机最大计算出力工况下抽汽参数，等熵求取管道在设计压力下的相应温度；
调整抽汽管道，取用抽汽的最高工作温度。
取用排汽的最高工作温度。
（5）减温装置后的蒸汽管道
取用减温装置出口蒸汽的最高工作温度。
取分离器各种运行工况中管道可能出现的汽水最高工作温度。
取用高压加热器后高压给水的最高工作温度。
对于定压除氧器系统，取用除氧器额定压力对应的饱和温度；
对于滑压除氧器系统，取用汽轮机最大计算出力工况下1.1倍除氧器加热抽汽压力对应的饱和温度。
取用低压加热器后凝结水的最高工作温度。
取用该加热器抽汽管道设计压力对应的饱和温度。
锅炉排污阀前或者当排污阀后管道装有阀门或堵板等可能引起管内压力升高时，排污管道（定期排污或连续排污）的设计温度，取用汽包上所有安全阀中的最低整定压力对应的饱和温度。
锅炉排污阀后不会引起管内压力升高时，排污管道（定期排污和连续排污）的设计温度按表2.0.2-2选取。
表2.0.2-2
锅炉排污阀后管道设计温度
锅炉压力（MPa）
管道设计温度（℃）
210
230
255
280
对于定压除氧系统，取用除氧器额定压力对应的饱和温度；
对于滑压除氧系统，取用汽轮机最大计算出力工况下1.1倍除氧器加热抽汽压力对应的饱和温度。
（13）安全阀排汽管道
排汽管道的设计温度，应根据排汽管道水力计算中相应数据选取。
2.0.2.3
设计安装温度
设计安装温度可取用20℃。
2.0.2.4
管道的公称压力和公称通径
管道参数等级用公称压力表示，符号为PN，压力等级应符合国家标准《管道元件公称压力》（GB1048）规定的系列。
管道参数等级也可用标注压力和温度的方法来表示，如p5414系指设计温度为540℃，压力为14MPa。
管道的公称通径用符号DN表示，通径等级应符合国家标准《管道元件的公称通径》（GB1047）规定的系列。
2.0.2.5
管道公称压力的换算
管子和管件的允许工作压力与公称压力可按下式换算：
（2.0.2-1）
式中
［p］——允许的工作压力，MPa；
［σ］t——钢材在设计温度下的许用应力，MPa；
［σ］s——公称压力对应的基准应力，系指钢材在指定的某一温度下的许用应力，MPa。
常用国产钢材的公称压力列于附录A.10～A.15。
2.0.3
水压试验
水压试验用于检验管子和附件的强度及检验管系的严密性。
2.0.3.1
强度试验
管子和附件强度试验压力（表压），按下式确定：
或1.5p
（2.0.3-1）
取两者中的较大者。
pT——试验压力，MPa；
p——设计压力，MPa；
［σ］T——试验温度下材料的许用应力，MPa。
水压试验下，试件内周向应力值，不得大于材料在试验温度下屈服极限的90%。
周向应力按下式计算：
（2.0.3-2）
σt——试验压力下管子或附件的周向应力，MPa；
Di——管子内径，mm；
s——管子壁厚，mm；
α——考虑腐蚀、磨损和机械强度要求的附加厚度，mm；
c——管子壁厚的负偏差值，mm；
η——许用应力修正系数，取值按表3.2.1。
2.0.3.2
严密性试验
管道安装完毕后，必须对管道系统进行严密性检验。
水压试验的压力（表压），应不小于1.5倍设计压力，且不得小于0.2MPa。
水压试验下管道的周向应力以及试压时的内压力、活荷载和恒荷载引起的轴向应力，都必须不大于试验温度下材料屈服极限的90%。
轴向应力按下式计算：
（2.0.3-3）
σL——试验压力、自重和其他持续外载所产生的轴向应力之和，MPa；
Do——管子外径，mm；
MＡ——由于自重和其他持续外载作用在管子横截面上的合成力矩，N·
mm；
W——管子截面抗弯矩，mm3。
水压试验用水温度，应不低于5℃，也不大于70℃。
试验环境温度不得低于5℃，否则，必须采用防止冻结和冷脆破裂的措施。
水压试验用水水质，必须清洁且对管道系统材料的腐蚀性要小。
对于奥氏体不锈钢管道，必须采用饮用水，且氯离子含量不超过25mg/L。
亚临界及以上参数机组的主蒸汽管道和再热蒸汽管道及其他大直径管道的所有焊缝，也可采用无损探伤代替水压试验进行严密性试验，探伤的具体要求应符合《电力建设施工及验收技术规范（钢制承压管道对接焊缝射线检验篇）》的规定；
通向大气的管道（如排汽管道或最后一道关断阀门后的疏水管道），不需要作严密性试验。
2.0.4
管子材料
管子所用钢材应符合国家或冶金工业部有关钢材现行标准的规定。
当需要采用新钢种时，应经有关部门鉴定后方可采用。
当需要采用国外钢材时，应根据可靠资料经分析确认适合使用条件时才能采用。
常用国产钢材及其推荐使用温度见表2.0.4。
表2.0.4
常用国产钢材及其推荐使用温度
钢
类
推荐使用温度
（℃）
允许的上限温度
备
注
碳素结构钢
Q235—A.F
Q235—B.F
0～200
250
GB700
Q235—A
Q235—B
Q235—C
0～300
350
Q235—D
-20～300
优质碳素结构钢
10
-20～425
430
GB3087
20
20G
-20～430
450
GB5310
普通低合金钢
16Mng
-40～400
400
GB713
合金钢
15CrMo
510
550
12Cr1MoV
540～555
570
12Cr2MoWVTiB
600
12Cr3MoVSiTiB
20G钢管道，若要求使用寿命不超过20年，使用温度可提高至450℃，但使用期间应加强金属监督。
2.0.5
许用应力
钢材的许用应力，应根据钢材的有关强度特性取下列三项中的最小值：
/3，/1.5或/1.5，/1.5
其中
——钢材在20℃时的抗拉强度最小值，MPa；
——钢材在设计温度下的屈服极限最小值，MPa；
——钢材在设计温度下残余变形为0.2%时的屈服极限最小值，MPa；
——钢材在设计温度下105h的持久强度平均值，MPa。
常用国产钢材的许用应力数据列于附录A.1。
常用国外钢材的许用应力数据列于附录A.4、A.7。
2.0.6
焊接
焊条、焊丝的选用，应根据母材的化学成分、力学性能和焊接接头的抗裂性、碳扩散、焊前预热、焊后热处理以及使用条件等综合考虑。
2.0.6.1
同种钢材焊接时，焊条（焊丝）的选用应符合下列要求：
（1）焊缝金属性能和化学成分与母材相当。
（2）工艺性能良好。
2.0.6.2
异种钢材焊接时，焊条（焊丝）的选用应符合下列要求：
（1）两侧钢材均非奥氏体不锈钢时，可选用成分介于两者之间或与合金含量低的一侧相配的焊条（焊丝）。
（2）两侧之一为奥氏体不锈钢时，可选用铬镍不锈钢或镍基合金焊条（焊丝）。
2.0.6.3
常用钢材焊条的型号及性能
（1）碳钢焊条的型号见附录A.16。
（2）低合金钢焊条的型号见附录A.17。
（3）常用焊丝的型号及化学成分见附录A.18。
（4）常用焊条熔敷金属的化学成分和常温力学性能见附录A.19。
（5）焊接异种钢的焊条（焊丝）及焊后热处理温度推荐值见附录A.20。
（6）常用国产钢材所适用的焊条和焊丝型号见附录A.21。
（7）常用国外钢材所适用的焊条和焊丝型号见附录A.22、附录A.23。
2.0.6.4
常用焊接接头基本形式及尺寸见附录A.24。
2.0.6.5
不同厚度对口时的处理方法见附录A.25。
3
管子的选择
3.1
管
径
选
择
3.1.1
主蒸汽管道、再热蒸汽管道和高压给水管道等主要管道的管径尺寸，宜通过优化计算确定。
单相流体的管道，根据推荐的介质流速，按下列公式计算：
（3.1.1-1）
或
（3.1.1-2）
G——介质质量流量，t/h；
v——介质比容，m3/kg；
w——介质流速，m/s；
Q——介质容积流量，m３/h。
对于汽水两相流体（如高压加热器疏水、锅炉排污等）的管道，应按6.4两相流体管道的计算方法，求取管径或核算管道的通流能力。
3.1.2
汽水管道的介质流速，按表3.1.2选取。
表3.1.2
推荐的管道介质流速（m/s）
介质类别
管
道
名
称
推荐流速
（m/s）
主蒸汽
主蒸汽管道
40～60
中间再热蒸汽
高温再热蒸汽管道
50～65
低温再热蒸汽管道
30～45
其他蒸汽
抽汽或辅助蒸汽管道：
过热汽
饱和汽
湿蒸汽
35～60
30～50
20～35
去减压减温器蒸汽管道
60～90
给
水
高压给水管道
2～6
低压给水管道
0.5～２.０
凝结水
凝结水泵出口侧管道
2.0～3.5
凝结水泵入口侧管道
0.5～1.０
加热器疏水
加热器疏水管道：
疏水泵出口侧
疏水泵入口侧
调节阀出口侧
调节阀入口侧
1.5～3.0
0.5～1.0
20～100
1～2
其他水
生水、化学水、工业水及其他水管道：
离心泵出口管道及其他压力管道
离心泵入口管道
自流、溢流等无压排水管道
2～3
0.5～1.5
＜1
在推荐的介质流速范围内选择具体流速时，应注意管径大小、参数高低的影响，对于直径小、介质参数低的管道，宜采用
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