《燃煤电厂四大管道设计选用导则》.docx
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《燃煤电厂四大管道设计选用导则》
《燃煤电厂四大管道设计选用导则》
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前言
随着火力发电技术的不断发展，中国电力投资集团公司（以下简称集团公司）新建火力发电机组已经从300MW、600MW管道发展机组亚临界参数发展到600MW超临界、600MW超超临界、1000MW超超临界参数，四大管道材质和规格系列也随着不断变化，新的材料、新的管道规格设计选型不断出现。
通过对四大管道的材质和规格系列进行统一，可以充分发挥集团公司集中打捆招标采购的优势，并为项目间四大管道调剂使用创造条件，也可使前期项目剩余的管道能够在后期的电厂建设中得到利用，从而有利于减低项目工程造价和节省建设成本。
集团公司曾于2004年4月、2007年3月、2008年3月和2009年5月四次主持召开了在建工程四大管道设计协调会，形成并不断完善了集团公司四大管道材质和规格系列。
并在上述四次会议成果的基础上编制了《中国电力投资集团公司火力发电机组四大管道设计选用指导意见》。
随着新的机型和设计参数不断出现，新材料的运用和使用经验的不断积累，各种类型机组四大管道材质和规格系列将根据需要进一步完善。
本导则由集团公司火电部组织编制，是集团公司企业技术标准系列之一
本导则由集团火电部提出。
本导则由集团火电部起草。
本导则由集团火电部归口。
本导则主要起草人：
×××。
本导则所代替标准的历次版本发布情况：
火力发电厂四大管道设计选用导则
1范围
本导则适用于指导集团公司各单位承担的火力发电厂四大管道设计参数、规格及材料的选用。
如用户因参数有特殊要求，可按更高标准执行或有关各方协商解决。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
（1）ASTMA335高温用铁素体无缝钢管标准规程（StandardSpecificationforSeamlessFerriticAlloy-SteelPipeforHighTemperatureService）
（2）ASTM/ASMEA672中温高压条件下使用的电熔焊管技术规范（SpecificationforElectric-Fusion-WeldedSteelPipeforHighpressureServiceatModerateTemperature）
（3）ASTM/ASMEA691高温高压条件下电熔碳钢和合金钢技术规范（SpecificationforCarbonandAlloySteelPipe,Electric-Fusion-WeldedforHigh-pressureServiceatHighTemperature）
（4）EN10216-2承压用无缝钢管（SeamlessSteelTubesforPressurePurposesTechnicalDeliveryCondition.Part2:
Non-alloyandalloysteeltubeswithspecifiedelevatedtemperatureproperties）
（5）ASTMA999/A999M合金和不锈钢管道通用规范（StandardSpecificationforGeneralRequirementsforAlloyandStainlessSteelPipe）
（6）ASMEB31.1PowerPiping（ANAMERICANNATIONALSTANDARD）
（7）DL/T5366火力发电厂汽水管道应力计算技术规程
（8）GB50764-2012电厂动力管道设计规范
（9）电顾发电［2006］22号《关于印发超临界和超超临界机组四大管道规格设计研讨专题会议纪要的通知》中国电力工程顾问集团公司文件
（10）电顾发电［2008］1033号关于印发《火力发电厂超（超）临界机组四大管道设计专题研讨会纪要》的通知，中国电力工程顾问集团公司文件
（11）工程综合［2008］17号关于印发《集团公司部分在建工程四大管道设计协调会会议纪要》的通知中国电力投资集团公司部门文件
（12）工程综合［2008］17号关于印发《贵溪等5个工程四大管道设计协调会意见》的通知中国电力投资集团公司部门文件
（13）《中国电力投资集团公司火力发电机组四大管道设计选用指导意见》
3定义与术语
3.1管道piping
由管道组成件和管道支吊装置等组成，用以输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动。
3.2管道系统pipingsystem
按流体与设计条件划分的多根管道连接成的一组管道，简称管系。
3.3内径管insidediametercontrolledpipe
以控制内径尺寸为标准生产的管道
3.4外径管outsidediametercontrolledpipe
以控制外径尺寸为标准生产的管道
3.5电熔焊管Electric-Fusion-WeldedPipe
纵向对接焊缝采用人工或自动电弧焊熔接而成的管道。
3.6最小壁厚minimumwallthickness
考虑承压强度和腐蚀余量等的计算厚度。
3.7公称壁厚normalwallthickness
在最小壁厚的基础上,按照管子标准规格取用的壁厚，又称名义壁厚
4符号、代号和缩略语
ID管子内径，标识以内径为基准的钢管
OD管子外径，标识以外径为基准的钢管
Sm为直管的最小壁厚。
AWT为直管的平均壁厚
5设计参数
5.1亚临界、超临界机组
a）主蒸汽管道的设计压力可取用锅炉最大连续蒸发量下过热器出口的工作压力。
b）主蒸汽管道的设计温度和其它管道的设计参数按《火力发电厂汽水管道应力计算技术规程》（DL／T5366－2006）执行。
5.2超超临界机组
a）主蒸汽管道的设计压力可取用主汽门进口处设计压力的105%（主汽门进口处设计压力为汽轮机额定进汽压力的105%），或取用主汽门进口处设计压力加锅炉过热器出口至主汽门的管道压降，二者取大值。
b）主蒸汽管道的设计温度和其它管道的设计参数按《火力发电厂汽水管道应力计算技术规程》（DL／T5366－2006）执行。
6管道材质规格选型
6.1管道材料
6.1.1300MW、330MW（350MW）、600MW亚临界机组
a）主蒸汽管道
采用ASTMA335P91材料。
b）再热热段蒸汽管道
采用ASTMA335P22材料。
c）再热冷段蒸汽管道
当设计温度≤415℃时，采用ASTMA672B70CL32材料，当设计温度>415℃时，采用ASTMA6911¼CrCL22材料（或性能相当的其他管材）。
d）高压给水管道
高压给水管道采用EN10216-2标准的15NiCuMoNb5-6-4材料。
6.1.2350MW、600MW、660MW超临界机组或超临界空冷机组
a）主蒸汽管道和再热热段蒸汽管道
采用ASTMA335P91材料。
b）再热冷段蒸汽管道
当设计温度≤415℃时，采用ASTMA672B70CL32材料，当设计温度>415℃时，采用ASTMA6911¼CrCL22材料（或性能相当的其他管材）。
c）高压给水管道
高压给水管道采用EN10216-2标准的15NiCuMoNb5-6-4材料。
6.1.3600MW、660MW、1000MW超超临界机组
a）主蒸汽管道和再热热段蒸汽管道
采用ASTMA335P92材料。
b）再热冷段蒸汽管道
当设计温度≤415℃时，采用ASTMA672B70CL32材料，当设计温度>415℃时，采用ASTMA6911¼CrCL22材料（或性能相当的其他管材）。
c）高压给水管道
高压给水管道采用EN10216-2标准的15NiCuMoNb5-6-4材料。
6.1.4四大管道材料特性数据见附表1。
6.2许用应力
a）A335P92材料的许用应力推荐采用附表1中的数据，附表1的数值是根据EN10216-2：
2002+A2:
2007标准中X10CrMoVNb9-2规定的强度数值（该强度值与ECCC-2005中的数值相同）及《火力发电厂汽水管道应力计算技术规程》中的安全系数确定。
b）除A335P92材料以外，采用美国管材时，许用应力取用ASMEB31.1-2007附录A的许用应力值；德国管材按EN10216-2的强度指标和《火力发电厂汽水管道应力计算技术规程》中规定的安全系数确定许用应力。
c）A672B70CL32、A6911¼CrCL22、A335P91、A335P22材料的许用应力采用ASMEB31.1-2007规定的数值（见附表1）。
6.3管道尺寸和重量公差
表1内径管
内径偏差（mm）
壁厚偏差（mm）
重量偏差（kg）
圆度（%）
直度（mm）
美国WG管道
152.4＜ID≤304.8：
2.362/0
304.8＜ID≤558.8：
3.175/0
558.8＜ID≤762：
3.962/0
ID＞762：
4.750/0
保证最小壁厚不小于公称壁厚
+6%/-6%给定重量（也可按照+16%/0%公称重量）
距管道两端头150mm以外的圆度：
OD/AWT≤15：
≤1.5%
15＜OD/AWT≤18：
≤2%
OD/AWT＞18：
≤2.5%
距管道两端头150mm以内的圆度：
≤1.5%
主蒸汽管道3048mm毫米范围内直度不大于3.2mm，整管不大于6.35mm；
再热热段管道3048mm毫米范围内直度不大于6.35mm，整管不大于12.7mm；
法国瓦卢瑞克管道
同上
+3/-0
/
≤1%
3048mm毫米范围内直度不大于3.2mm，整管不大于6.35mm
说明：
管道支吊架应考虑管道内径和壁厚的正偏差，一般情况下应根据管道的实际外径调整管道支吊架的管部尺寸。
表2外径管
直径范围
外径偏差
不同壁厚/外径条件下壁厚偏差
≤0.025
0.025～0.05
0.05～0.1
＞0.1
≤219.1
±1%或±0.5mm（取大值）
±12.5%或±0.4mm（（取大值）
219.1～355.6
±20%
±15%
±12.5%
±10%
≥355.6
±20%
±15%
±12.5%
+15%/-10%
表3电熔焊管
外径偏差（mm）
壁厚偏差（mm）
圆度（%）
直度（mm）
所有厂商
±0.5%OD
+标准/-0.3
≤1%
3048mm毫米范围内直度不大于3.2mm，整管不大于6.35mm
说明：
电熔焊管的壁厚正偏差应不大于外径管对应的壁厚正偏差。
6.4四大管道（直管）规格
6.4.1四大管道（非弯管用直管）推荐规格
根据上述原则，四大管道（非弯管用直管）推荐规格见附录B。
对于弯管材料，应按照《火力发电厂汽水管道应力计算技术规程》的要求加厚管道壁厚，即：
表4弯管推荐壁厚表
弯曲半径
推荐的弯管最小壁厚
≥6倍管子外径
1.06Sm
5倍管子外径
1.08Sm
4倍管子外径
1.14Sm
3倍管子外径
1.25Sm
6.4.2使用附录B的说明
a）应注意核对具体工程四大管道的设计参数，以及所采用的材料标准、管径和壁厚偏差进行核算。
b）对于设计温度在600℃及以上的主蒸汽、再热热段管道壁厚计算可适当考虑氧化腐蚀裕度。
建议取1.6mm。
c）对于内径控制无缝管（主汽、再热热段），考虑焊接C值的对口裕量，壁厚按：
最小壁厚＋0.5×（内径偏差＋0.25）。
d）对于外径无缝管（给水），按《火力发电厂汽水管道设计技术规定》（DL／T5054－1996）求取计算壁厚，焊接对口裕量通过计算壁厚向上靠标准壁厚系列考虑，一般为2.5mm左右，安装时应保证对口处管道壁厚不小于最小壁厚。
e）对于电熔焊管（再热冷段），口径较大，增加壁厚有利于增加管道刚度，对口裕量较外径无缝管适当加大。
f）高压旁路入口管道建议尽可能选用与主蒸汽管道支管相同的材质和规格。
g）低压旁路入口管道建议尽可能选用与再热热段管道支管相同的材质和规格。
h）高压旁路出口管道建议尽可能选用与再热冷段管道支管相同的材质和规格。
附录A
（资料性附录）
四大管道材料特性数据
表A.1A335P22（ASMEB31.1）
温度℃
许用应力
温度℃
弹性模量
温度℃
平均线胀系数
（Mpa）
（kN/mm2）
（10-6/oC）
20
117.9
20
211
20
11.6
343
114.5
50
210
50
11.8
371
114.5
100
207
100
12.1
399
114.5
150
203
150
12.4
427
114.5
200
199
200
12.7
482
93.8
250
195
250
13.0
510
74.5
300
191
300
13.3
538
55.2
350
187
350
13.6
566
39.3
400
182
400
13.8
593
26.2
450
175
450
14.1
-
-
500
165
500
14.3
-
-
550
153
550
14.6
-
-
600
137
600
14.8
表A.2A335P91（ASMEB31.1）
温度℃
许用应力
温度℃
弹性模量
温度℃
平均线胀系数
（Mpa）
（kN/mm2）
（10-6/℃）
20
167.5
20
213
20
10.4
260
166.2
50
212
50
10.6
316
163.4
100
209
100
10.8
343
161.3
150
205
150
11.1
371
157.9
200
201
200
11.3
399
153.1
250
197
250
11.5
427
146.9
300
193
300
11.7
454
140.0
350
189
350
11.8
482
131.7
400
185
400
12.0
510
122.7
450
181
450
12.2
538
112.4
500
176
500
12.3
566
96.5（S≤3”）
88.9（S＞3”）
550
171
550
12.5
593
71.0（S≤3”）
66.2（S＞3”）
600
164
600
12.6
621
48.3
650
156
650
12.8
649
29.6
-
-
-
-
表A.3A335P92（EN10216-2：
2002+A2:
2007）
温度℃
许用应力
温度℃
弹性模量
温度℃
平均线胀系数
（Mpa）
（kN/mm2）
（10-6/℃）
20
206.7
20
217
50
10.6
510
206.7
100
214
100
10.7
520
156.7
150
211
150
10.9
530
145.3
200
207
200
11.1
540
134.7
250
204
250
11.2
550
124.7
300
200
300
11.4
560
114.7
350
198
350
11.5
570
104.7
400
191
400
11.7
580
94.7
450
187
450
11.9
590
84.7
500
182
500
12.0
600
75.3
550
176
550
12.2
610
66.7
600
170
600
12.3
620
58.0
650
164
650
12.5
630
50.0
-
-
-
-
表A.4A672B70CL32（ASMEB31.1）
温度℃
许用应力
温度℃
弹性模量
温度℃
平均线胀系数
（Mpa）
（kN/mm2）
（10-6/oC）
20
137.9
20
202
20
11.6
260
137.9
50
200
50
11.8
316
133.8
100
197
100
12.1
343
129.6
150
194
150
12.4
371
124.8
200
190
200
12.7
399
102.0
250
188
250
13.0
427
82.7
300
184
300
13.3
-
-
350
178
350
13.6
-
-
400
171
400
13.8
-
-
450
161
450
14.1
表A.5A6911¼CrCL22（ASMEB31.1）（A387Class1）
温度℃
许用应力
温度℃
弹性模量
温度℃
平均线胀系数（10-6/oC）
（Mpa）
（kN/mm2）
20
117.9
20
205
20
11.6
343
117.9
50
204
50
11.8
371
117.9
100
201
100
12.1
399
117.9
150
197
150
12.4
427
115.8
200
193
200
12.7
温度℃
许用应力
温度℃
弹性模量
温度℃
平均线胀系数（10-6/oC）
（Mpa）
（kN/mm2）
454
113.1
250
190
250
13.0
482
94.5
300
186
300
13.3
510
64.1
350
181
350
13.6
538
43.4
400
176
400
13.8
566
29.0
450
170
450
14.1
-
-
500
160
500
14.3
-
-
550
148
550
14.6
表A.615NiCuMoNb5-6-4（WB36）壁厚小于80mm（EN10216－2）
温度℃
许用应力
温度℃
弹性模量
温度℃
平均线胀系数
（Mpa）
（kN/mm2）
（10-6/℃）
20
203.3
20
211
100
12.2
200
203.3
100
206
200
12.9
250
203.3
200
200
300
13.4
300
203.3
300
192
400
14.0
350
203.3
400
184
500
14.3
400
203.3
500
175
-
-
410
203.3
-
-
-
-
420
203.3
-
-
-
-
430
200.0
-
-
-
-
440
182.0
-
-
-
-
450
163.3
-
-
-
-
460
140.0
-
-
-
-
470
116.7
-
-
-
-
480
92.7
-
-
-
-
490
69.3
-
-
-
-
500
46.0
-
-
-
-
附录B
（规范性附录）
火力发电厂推荐四大管道材质和规格系列
表B.1300MW亚临界机组
（主蒸汽管道设计温度546℃，再热热段管道设计温度546℃）
序号
名称
规格
材质
一
主蒸汽管道系统
1
主蒸汽主管
ID368.3×40
A335P91
2
主蒸汽支管
ID273×30
A335P91
二
再热热段管道系统
1
再热热段主管
ID699×33.5
A335P22
2
再热热段支管
ID508×24.8
A335P22
三
再热冷段管道系统
1
再热冷段主管
OD812.8×22.23
A672B70CL32
2
再热冷段支管
OD558.8×16
A672B70CL32
四
高压给水管道系统
1
给水主管
OD355.6×25.4
15NiCuMoNb5-6-4
2
给水支管
OD244.5×20
15NiCuMoNb5-6-4
表B.2330MW（350MW）亚临界机组
（主蒸汽管道设计温度546℃，再热热段管道设计温度546℃）
序号
名称
规格
材质
一
主蒸汽管道系统
1
主蒸汽主管
ID387×41
A335P91
2
主蒸汽支管
ID273×30
A335P91
二
再热热段管道系统
1
再热热段主管
ID737×41
A335P22
2
再热热段支管
ID521×29
A335P22
三
再热冷段管道系统
1
再热冷段主管
OD863.6×25
A672B70CL32
2
再热冷段支管
OD609.6×16
A672B70CL32
四
高压给水管道系统
1
给水主管
OD406.4×30
15NiCuMoNb5-6-4
2
给水支管
OD244.5×20
15NiCuMoNb5-6-4
表B.3350MW超临界空冷、供热、空冷供热机组
（主蒸汽管道设计温度576℃，再热热段管道设计温度574℃）
序号
名称
规格
材质
一
主蒸汽管道系统
1
主蒸汽主管
ID330×60
A335P91
2
主蒸汽支管
ID235×44
A335P91
二
再热热段管道系统
1
再热热段主管
ID679×28
A335P91
2
再热热段支管
ID470×20
A335P91
三
再热冷段管道系统
1
再热冷段主管
OD762×22
A672B70CL32
2
再热冷段支管
OD508×16
A672B70CL32
四
高压给水管道系统
1
给水主管
OD406.4×45
15NiCuMoNb5-6-4
2
给水支管
OD273×28
15NiCuMoNb5-6-4
表B.4600MW亚临界空冷机组
（主蒸汽管道设计温度546℃，再热热段管道设计温度546℃）
序号
名称
规格
材质
一
主蒸汽管道系统
1
主蒸汽主管
ID495×53
A335P91
2
主蒸汽支管
ID349×38
A335P91
二
再热热段管道系统
1
再热热段主管
ID953×50
A335P22
2
再热热段支管
ID737×4
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