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摘要：本次研究对电厂厂区蒸汽管道设计的主要特点实行分析，对电厂厂区蒸汽管道设计主要思路加以研究，在此之后对电厂厂区蒸汽管道设计中存在的问题及处理对策进行探讨，旨在合理设计蒸汽系统管道、选择适合的管材、确定管道规格和支吊架选型，从而确保电厂厂区蒸汽管道设计的系统性、可行性，及早处理设计中存在的不足，从而为电厂厂区的生产提供坚实的保障。
关键词：电厂厂区；蒸汽管道；设计问题
一、电厂厂区蒸汽管道设计的主要特点分析
其一，电厂内蒸汽管道设计，和配合接口、专业厂区外管道设计的联系紧密，因此需做好原系统衔接、日后系统运行方面工作。
其二，蒸汽管道直接关系到工作人员的安全问题，对于蒸汽管道安全要求非常高。
其三，电厂内高温高压管线设计中存在一定的不足，推力需降到最低以便使用自然补偿，使设备、原管力及力矩减小，无法对电厂通道构成阻挡，如此利于达到原柱、梁上生根的需要。
其四，蒸汽管道系统对电厂内关于支吊架有着非常高的要求，对厂内支吊架设计、厂房设计加以了解后，可以明确支吊点的主要部位。
其五，电厂厂房管线布置空间比较高。
其六，电厂厂房管辖布置空间有所限制，究其原因和图纸版次非常多存在关联性，较多电厂布设管线多且复杂，所以不能及时找到原设计图纸，现场、图纸不相符。
二、电厂厂区蒸汽管道设计主要思路研究
蒸汽管道介质存在高温和高压特征蒸汽，所以选择管材时需达到强度、塑性、抗氧化等方面性能要求，而且应提高组织的稳定。管道布设时按照短、直要求，合理运用四周建筑、创设良好的支吊架搭设条件，同时为达到实际应用需求需将电厂主蒸汽系统作为单元结构，蒸汽管道具有短、阀门数量少的特点，因此可以防止发生蒸汽泄漏状况。电厂给水锅炉温度处于210°C，每小时产生的蒸汽量约为70t，主蒸汽管道设计压力属于运行最大工作压力，结合设计规范相关标准，锅炉、汽轮机超压运行为5%左右。针对于此，在实际设计的过程要求将锅炉过热器出口设计压力设置为9.82MPa，主蒸汽管道设计温度采取运行期间最高温度值，然后遵循相关标准将偏差控制在5°C以内、管道设计温度取540°C。
三、电厂厂区蒸汽管道设计中存在的问题及处理对策探讨
（一）支吊架设计中存在的问题、处理方法
蒸汽管道支吊架为承重构件要求达到强度要求，以此提高管道运用的稳定性、可靠性。除此之外，设计时需考虑到支吊架安装、维修方面情况，选择支吊架选型时以功能、用途方面出发，联系蒸汽管道布设状况确定支吊架的类型。在此之后，模拟软件获得最佳的蒸汽管道布设效果，支吊架的类型为支吊点，双杆弹簧吊架选择1号、5~7号，导向滑动支架选择2号、11号、14号，单杆刚性支架选择3号，单杆弹簧吊架选择4号、8~10号、12~13号。
（二）选择管道材料中存在的问题、处理方法
高温高压蒸汽经锅炉过热器进到蒸汽管道、汽轮机，如此可为驱动汽轮机做功提供良好支持，以此获得生产电能的效果。
而为有效延长蒸汽管道的应用时间，需保证选择管材具备抗氧化性能、高强度性能、塑性性能等，电厂蒸汽管道比较常用的为合金钢材类型，各种类型合金钢材允许上限温度比较有较大差异性，其中推荐温度15Cr1Mo为510°C、允许上限温度为550°C，12Cr2Mo WVTiB和Cr3Mo WVTiB推荐温度为540°C、允许上限温度为600°C。遵循蒸汽管道设计压力和温度，通过查阅电厂汽水管道设计手册，联系合同类型工程设计经验，按上述合金钢材推荐温度进行设计，蒸汽管道可选择12Cr1Mo WVTiB无缝钢管，究其原因和该类合金材料为珠光体热强钢有关，强度、抗氧化性，以及焊接性能均非常高，能够达到设计的实际需要。
（三）管道规格中存在的问题、处理方法
1、管壁、保温层厚度中存在的问题和处理对策
管壁可经直管内径，确定蒸汽管道壁厚度，以Sm、C、A表示直管的最小壁厚、直管壁厚负偏差附加值、负偏差系数。（1）允许负偏差（%）-5，负偏差系数A为0.052；（2）允许负偏差（%）-8，负偏差系数A为0.086；（3）允许负偏差（%）-9，负偏差系数A为0.098；（4）允许负偏差（%）-10，负偏差系数A为0.112；（5）允许负偏差（%）-11，负偏差系数A为0.122；（6）允许负偏差（%）-12.5，负偏差系数A为0.142；（7）允许负偏差（%）-15，负偏差系数A为0.175。带入后可获得蒸汽管道壁的厚度为13mm。保护层厚度温度设计期间妥善选择适合的材料，建议将硅酸铝棉作为保护层材料，以D1、D0分别表示保护层外径、蒸汽管道外径，多次计算后获得蒸汽管道保护层最低厚度120mm。
2、管径中存在的问题和处理对策
电厂锅炉系统、汽轮机组间距离设置比较远，为达到汽轮机进口蒸汽参数相关标准，需合理设置蒸汽管道管径，禁止过大/过小以防止发生增加成本、加大热损失的问题，要求合理计算、确定蒸汽管道管径。参照DL/T5054-2016相关标准，实行蒸汽管道内径上限计算、下限计算方面工作，通过D1、G、v、w分别表示：蒸汽管道内径、介质质量流量、介质比容、介质流速。蒸汽质量流量为每小时70t，比容、蒸汽流速和上限分别为0.03582m³/kg、40m/s、60m/s。数据带入后能够获得管道内径的下限值125mm，内径上限为150mm。如此一来，便于明确蒸汽管道的规格φ165*16mm、φ195*18mm。
（四）其他需要注意事项
其一，压力匹配器低压蒸汽进口管道以对称形式设置，接口设置2个弯头保证管道的柔性、接口的推力。业主方方面应该做好设计方、供货方协调工作，要求设计方设置压力匹配器、明确喷嘴数量、蒸汽参数流量；供货方除了实行匹配器尺寸设计外，还需要认真进行应力计算核算、管道布置相关工作。其二，对管道走向、支吊点布设部位加以现场复核，对于设备部位、管道、设计支吊点有无冲突，及梁和柱有无布设横梁进行核实，如果必要可通过针对性措施处理，保证现场疏水布置工作落实到位。图纸设计期间需要设计企业认证做好系统设计、平面布置设计，然后实行现场复核。
结束语：
电厂厂区蒸汽管道设计属于系统、复杂工作，因而需谨慎选择管材、明确管道的规格，确定支吊架类型，这个过程中应该考虑到电厂生产的实际需求、施工便捷性。除此之外，要求相关工作人员秉持严谨的工作态度，加强设计企业、业主方的沟通交流，从而使得蒸汽管道、设备、供电机组运行更加稳定，有效维护电厂厂区的经济效益。
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