中压汽轮机本体保温设计说明书南汽.docx
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中压汽轮机本体保温设计说明书南汽
中压汽轮机本体保温设计说明书
南京汽轮电机厂
中压汽轮机本体保温设计说明书
编制
校核
审核
会签
标准审查
审定
批准
1说明
2保温原则与设计技术指标确定
3汽机本体各部分保温层材料及厚度的确定
4汽机本体各部分保温结构图
5技术要求及施工注意事项
6抹面层材料配合比及牲能
7常用保温材料及其牲能，生产单位
一说明
本设计仅适用于本厂生产的中压、次中压和次高压等背压式工业汽轮机及中压冷凝式机组。
保温对象是主汽门、主蒸汽管、室内抽汽管路、蒸汽室和前、后汽缸等。
保温目的主要是为了节约能源，也是保障技术安全和改善劳动条件的必要措施。
第11页有本厂部分供热中压机组的保温厚度计算表格。
可供施工参考。
二、保温原则与设计技术指标确定
1．保温层表面的温度
限制保温层表面温度（tn）作为保温设计的技术指标，有三种处理方法。
A．保温层表面温度为常数，此时不考虑汽缸壁温度的高低和环境温度的变化，在设计的环境温度下，限制保温层表面温度tn=常数，环境温度tr=常数。
B．保温层表面温度不是常数，在环境温度规定不变时，保温层表面温度限制与汽缸壁温度范围有关。
东北电力设计院保温设计均采用这种规定（如表）。
我厂也按此规定设计。
tr=25℃（环境温度）
汽缸壁温度t0℃
表面温度t2℃
无量纲温度Qn=
100～250
35
0.133～0.045
250～400
40
0.0666～0.04
400～510
45
0.053～0.041
510～570
48
0.0475～0.0422
C．保温层表面无量纲温度Qn，限制无量纲温度Qn，是考虑了环境温度和汽缸壁温度的变化，有利于不同机组保温效果的技术比较，Qn由下式决定：
平板Qn=
=
【其中Bi=
】
管道Qn=
=
上述两式的结果可以看出，当保温材料的厚度增加到一定值时的，Qn随δ增加而减少甚微，这提示我们在保温设计时，不能盲目增加保温厚度，不然厚度增加很多，而收效甚微并带来其他不良的后果。
通常Qn=0.05～0.1汽缸壁温度较高时取小值，较低时取大值，同时Qn的选择还与热损失的限制有关．
2．保温表面的最大热损失，热损失由下决定
平板：
（大卡／米2·时）
管道：
（大卡／米2·时）
保温管道的无量纲热损失
；通常保温材料表面的放热系数dr=10（大卡／米2·时·度），故限制最大热损失与限制表面温度是一致的，当温差（t0-tr）较大时知应选择小值，以防止热损失偏大。
—般平板绝热最大损失限制200～250（大卡／米2·时）东北电力设计院规定热损失还与介质温度和环境温度有关，当热介质温度540℃时
（大卡／米2·时）
3．保温效率：
保温效率由下式决定：
—裸面热损失
—保温表面热损失
平板
管道：
E=90～95%但从式中得知α0随着温差（t0-tr）增加而增加，如t0-tr=400℃时，α0=35.5，这样
如取Qn=0.05～0.10，则Es=97～99%
三汽机本体保温厚度的确定
对于直径为2米以下的管道厚度
双层保温（内、外层采用不同的保温材料时）按下式先求出保温结构外层直径D2
再按下式求出保温结构内层保温直径D1
单层保温
我厂中压机组蒸汽室、汽缸、主汽门、主蒸汽管道等采用单层保温。
式中：
D1、D2、d—内层与外层保温直径，保温管道直径（米），
λ1、λ2—内层与外层保温材料各在其平均温度tcp1、tcp2时的导热系数，大卡/米·时·度
t0、t1.2—被保温管道内的介质温度及内、外层之间温度℃
t2、tr—保温层表面、及周围环境温度取tr=25℃
α—保温层表面向周围空气的放热系数，大卡/米2·时·度；室内取α=10大卡/米2·时·度；
例1主汽门，取t0=435℃,tr=25℃,t2=45℃（保温层表面限制温度，查前表）
计算外径d=0.384米
则保温层内壁与外表面平均温度
℃
保温层导热系数
℃
查后表1插直，试取保温层厚度δ=0.135米，∴D2=d+2δ=0.654米
故取保温层厚度δ=0.135米即可
例2，主蒸汽管，取t0=435℃,tr=25℃,t2=45℃（同前）计算外径d=0.159米
则保温层内壁与外表面平均温度
℃
保温层导热系数
℃
查后表1插直，试取保温层厚度δ=0.115米，∴D2=d+2δ=0.389米
故取保温层厚度δ=0.115米即可
例3蒸汽室，取t0=435℃,tr=25℃,t2=45℃（同前）计算外径d=0.220米
则
℃，
℃
查后表1插直，试取保温层厚度δ=0.12米，∴D2=d+2δ=0.46米
故取保温层厚度δ=0.12米即可
例4，前汽缸，取t0=360℃,tr=25℃,t2=40℃（查前表）计算外径d=1.4米
则
℃，
℃
查后表1插直，试取保温层厚度δ=0.155米，∴D2=d+2δ=1.71米
故取保温层厚度δ上=0.155米即可
下汽缸保温层厚度δ下=1.2δ上=0.186≈0.19米即可
例5后汽缸，取t0=230℃（排汽温度）,tr=25℃,t2=35℃（查前表）计算外径d=1.84米
则
℃，
查后表1插直，试取保温层厚度δ=0.120米，∴D2=d+2δ=2.08米
故取上后汽缸保温层厚度δ上=0.12米即可
下后汽缸保温层厚度δ下=1.2δ上=0.144≈0.14米即可
保温层厚度的计算由于各厂出的保温材料传热系数不同，而有所差别，放热系数也是近似选取，所以计算较近似。
保温管道的计算可用试凑法。
编表1，可做参考。
如果用户选取的保温材料λ，比上述计算值
小，则第11页表格中所提供的保温厚度，按计算可减薄。
不同管径及保温层厚度的
表1
管路外径dmm
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
108
0.4313
0.6879
0.965
1.262
1.57
1.91
2.25
2.62
2.99
3.37
3.77
4.18
4.59
5.02
5.47
5.92
133
0.342
0.540
0.754
0.982
1.223
1.476
1.740
2.014
2.298
2.590
2.892
3.200
3.518
3.843
4.174
4.572
159
0.2843
0.4405
0.608
0.798
0.987
1.19
1.39
1.61
1.84
2.07
2.31
2.55
2.87
3.06
3.32
3.59
194
0.226
0.353
0.487
0.630
0.780
0.935
1.097
1.265
1.439
1.618
1.801
1.989
2.182
2.380
2.581
2.787
2.996
219
0.2011
0.3097
0.428
0.548
0.679
0.811
0.951
1.09
1.25
1.4
1.56
1.72
1.88
2.05
2.24
2.57
2.76
273
0.1534
0.2425
0.319
0.428
0.525
0.625
0.734
0.84
0.951
1.07
1.19
1.31
1.43
1.56
1.69
1.82
1.95
2.09
2.24
2.37
325
0.1303
0.2011
0.273
0.351
0.429
0.513
0.597
0.685
0.774
0.867
0.961
1.06
1.16
1.26
1.35
1.46
1.57
1.68
1.79
1.9
377
0.114
0.172
0.234
0.298
0.365
0.434
0.506
0.579
0.654
0.73
0.81
0.889
0.972
1.06
1.14
1.23
1.314
1.40
1.496
1.58
426
0.0982
01505
0.203
0.259
0.317
0.378
0.44
0.5
0.568
0.634
0.701
0.768
0.841
0.912
0.99
1.06
1.13
1.211
1.29
1.35
1.45
529
0.078
0.119
0.162
0.206
0.25
0.297
0.343
0.392
0.442
0.493
0.544
0.597
0.689
0.704
0.759
0.816
0.873
0.93
0.99
1.05
1.1
630
0.065
0.099
0.152
0.169
0.212
0.244
0.283
0.322
0.363
0.404
0.444
0.487
0.53
0.573
0.618
0.663
0.71
0.755
0.802
0.859
0.902
720
0.056
0.086
0.117
0.149
0.181
0.212
0.245
0.279
0.312
0.349
0.383
0.421
0.457
0.495
0.538
0.569
0.611
0.648
0.689
0.73
0.769
820
0.0492
0.075
0.102
0.129
0.157
0.184
0.213
0.243
0.27
0.303
0.332
0.364
0.394
0.426
0.459
0.491
0.525
0.559
0.592
0.626
0.661
920
0.0439
0.067
0.092
0.115
0.139
0.163
0.187
0.212
0.239
0.266
0.293
0.319
0.347
0.375
0.395
0.431
0.46
0.481
0.518
0.549
0.579
1020
0.0398
0.059
0.081
0.103
0.124
0.146
0.168
0.191
0.214
0.236
0.261
0.285
0.309
0.332
0.357
0.389
0.408
0.431
0.46
0.487
0.511
1420
0.028
0.043
0.063
0.074
0.086
0.109
0.119
0.135
0.149
0.166
0.182
0.198
0.214
0.231
0.248
0.265
0.282
0.299
0.317
0.337
0.352
1820
0.023
0.034
0.045
0.056
0.069
0.081
0.093
0.105
0.118
0.129
0.140
0.154
0.165
0.177
0.192
0.205
0.219
0.231
0.243
0.257
0.269
汽轮机本体保温层厚度及体积（表一）
序号
岩棉保温带
岩棉缝板（或岩棉软板）
保温层厚度（㎜）
所需体积（㎥）
保温层厚度（㎜）
所需体积（㎥）
主汽门
主蒸汽管路
蒸汽室
前汽缸
后（中）汽缸
上缸
下缸
上缸
下缸
1
Z203（N6-35-2）
140
115（Ø159）
110（Ø133）
1.5
120
115
140
-
-
3.5
2
Z005（N12-35-1）
140
115（Ø159）
3.0
150
140
170
110
130
5.0
3
Z011（C12-35/10）
150
130（Ø325）
120（Ø219）
2.7
150
150
180
90
110
4.8
4
Z016（B3-35/5）
140
115（Ø159）
110（Ø133）
1.0
120
160
190
120
140
4.0
5
Z017（CB3-35/13-1）
140
115（Ø159）
110（Ø133）
1.0
120
160
190
120
140
4.0
6
Z018（B1.5-35/13-1）
Z118（B1.5-35/13-1）
140
115（Ø159）
110（Ø133）
1.0
120
160
190
140
170
3.6
7
Z019（B1.5-24/4）
150
125（Ø159）
120（Ø133）
1.2
140
160
190
110
130
3.9
8
Z020（N1.5-13）
125
100（Ø133）
100（Ø108）
1.0
110
125
150
-
-
1.0
9
Z023（B3-49-8）
150
120（Ø139）
120（Ø108）
1.0
140
160
190
110
130
3.9
10
Z024（CB3-49/17/6）
160
120（Ø139）
120（Ø108）
1.0
140
160
190
120
140
3.9
11
Z025（CB3-35/10/5）
140
115（Ø159）
110（Ø133）
1.0
120
160
180
120
140
4.0
12
Z026（B3-49/10）
160
140（Ø219）
125（Ø159）
2.0
140
160
190
120
140
3.6
13
Z027（B6-35/5）
150
115（Ø159）
110（Ø133）
2.3
140
160
190
120
140
4.2
14
Z028（B6-35/10）
150
130（Ø325）
120（Ø219）
2.8
140
160
190
120
140
4.2
15
Z029（B1.5-35/10）
140
115（Ø159）
110（Ø133）
1.0
120
160
190
120
140
3.4
16
Z030（B1.5-24/5）
150
125（Ø159）
120（Ø133）
1.2
140
140
170
100
120
3.0
17
Z031（C12-35/5）
150
130（Ø325）
120（Ø219）
2.7
140
155
185
90
110
5.0
18
Z032（B1.5-35/5）
140
115（Ø159）
110（Ø133）
1.0
120
160
190
110
130
3.9
19
Z036（B6-35/7）
150
130（Ø325）
120（Ø219）
2.8
140
160
190
120
140
4.2
20
Z041（C6-35/5）
150
115（Ø159）
3.0
140
150
180
100
120
4.0
汽轮机本体保温层厚度及体积（表二）
序号
岩棉保温带
岩棉缝板（或岩棉软板）
保温层厚度（㎜）
所需体积（㎥）
保温层厚度（㎜）
所需体积（㎥）
主汽门
主蒸汽管路
蒸汽室
前汽缸
后（中）汽缸
上缸
下缸
上缸
下缸
21
Z042（C12-50/52）
160
140（Ø159）
125（Ø168）
2.1
145
150
180
95
115
4.7
22
Z043（CB3-35/21/12）
150
115（Ø159）
1.5
130
150
180
130
155
3.7
23
Z046（C12-50/10）
160
135（Ø245）
130（Ø194）
2.7
150
150
180
120
140
6.1
24
Z047（C3-35/5）
140
115（Ø159）
110（Ø133）
1.3
120
140
170
100
120
2.6
25
Z049（B12-50/10）
165
145（Ø325）
135（Ø219）
3.1
150
170
200
110
130
4.3
26
Z051（B6-50/10）
160
135（Ø219）
125（Ø168）
2.0
150
170
200
110
130
4.2
27
Z052（CB3-49/17/4）
150
120（Ø139）
120（Ø108）
1.0
140
160
190
120
140
4.1
28
Z053（C12-50/5）
160
135（Ø245）
130（Ø194）
2.7
150
150
180
120
140
5.6
29
Z054（B3-21/3）
150
110（Ø159）
2.3
140
160
190
120
140
4.2
30
Z057（C6-50/10）
160
125（Ø159）
3.3
150
150
180
95
115
4.0
31
Z058（C12-60/10）
150
125（Ø245）
120（Ø203）
2.5
140
150
180
95
115
5.7
32
Z109（N25-35-1）
Z078（N25-3.43-3）
Z087（C25-3.43/0.981-1）
Z095（C25-3.43/0.981-2）
150
125（Ø273）
120（Ø219）
2.9
150
140
170
110
130
6.4
33
Z060（C6-35/10）
140
125（Ø273）
120（Ø194）
2.8
140
150
180
100
120
4.0
34
Z062（C12-50/2）
140
125（Ø273）
120（Ø219）
2.5
140
155
185
90
110
5.0
35
Z063（CC12-35/10/2）
150
125（Ø273）
120（Ø219）
2.9
150
150
180
90
110
4.8
36
Z064（B6-50/5）
160
135（Ø219）
125（Ø168）
2.7
150
170
200
95
115
5.5
汽轮机本体保温层厚度及体积（表三）
序号
岩棉保温带
岩棉缝板（或岩棉软板）
保温层厚度（㎜）
所需体积（㎥）
保温层厚度（㎜）
所需体积（㎥）
主汽门
主蒸汽管路
蒸汽室
前汽缸
后（中）汽缸
上缸
下缸
上缸
下缸
37
Z065（CC12-50/10/2）
Z071（CC12-4.90/0.981/0.294）
Z074（CC12-4.90-0.981/0.490）
150
140（Ø273）
135（Ø219）
3.1
150
150
180
95
115
5.6
38
Z066（CB12-50/10/2）
Z072（CB12-4.90/0.981/0.294）
Z075（CB12-4.90/0.981/0.490）
150
125（Ø245）
120（Ø203）
2.5
150
150
180
95
115
5.7
39
Z067（C25-4.90/0.981-1）
150
150（Ø245）
130（Ø194）
2.7
150
150
180
120
145
7
40
Z068（C6-4.90/0.490）
140
125（Ø159）
3.4
150
150
180
100
120
4.3
41
Z076（N1.5-3.43）
Z086（C15-3.43/0.981-1）
Z090（C12-3.73/0.981-3）
同Z005
42
Z084（B12-3.43/0.490）
150
125（Ø273）
120（Ø219）
2.9
150
140
170
110
130
6.1
43
Z088（C25-4.90/0.981）
Z096（C25-35/10）
150
145（Ø325）
135（Ø245）
2.2
150
150
180
125
150
7.6
44
Z089（C15-4.90/0.981）
Z094（C12-50/13）
同Z046
45
Z091（C6-3.43/0.686-1）
同Z203
46
Z091（C25-3.43/0.490）
145
130（Ø325）
125（Ø245）
2.1
150
140
170
115
140
7.3
47
Z097（C15-35/10）
同Z011
（四）汽机本体各部分保温结构图
1、岩棉碎块（或无碱超细玻璃棉）
2、膨胀节
3、抹面层
4、保温层
5、铁丝网
6、低岩结构钢，钢丝3/15（用钢丝收紧铁丝网，每隔100毫米左右捆一圈）
1、扎紧钢带；2、钢带的螺栓；3、管道；4、法兰；5、法兰保温层；6、玻璃丝布；7、管道保温层；
五、技术要求及施工注意事项
⑴在汽缸壁面上焊上了圆螺母M8，（周边点焊几点，如果遇到钼铬钒钢，不得用点焊结构，改用攻丝M8深＜10＝备拧双头螺栓M8用的，见图。
⑵保温材料必须紧贴缸壁，特别是汽缸下缸，因保温材料下沉及螺杆在高温状态下将发生蠕胀伸长，就容易产生脱壳现象。
为此要求下缸保温层施工格外严格认真，每层都要用螺母、压板、铁丝网拧紧（或用钢丝收紧）。
并且在施工达设计厚度时再敷施一层15～20毫米厚保温材料，用铁丝网、压板、螺母等收紧至设计厚度。
使下缸保温层更密实而又富有弹性。
⑶每层接缝要错开敷
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