大口徑球墨鑄鐵管應用于火力發(fā)電廠(chǎng)循環(huán)水系統技術(shù)初探

大口徑球墨鑄鐵管應用于火力發(fā)電廠(chǎng)循環(huán)水系統技術(shù)初探.1史俊龍2祁虎生(1中新聯(lián)進(jìn)出口有限公司) (2 新興鑄管股份有限公司)摘要:火力發(fā)電廠(chǎng)蒸汽機組循環(huán)水管道安全性能要求高，維修及改造困難，且費用高昂。因此循環(huán)水管道的選材問(wèn)題會(huì )直接影響到電廠(chǎng)機組本身供水系統的安全可靠性及工程的整體投資。本文從大口徑球墨鑄鐵管的工作原理、機械性能、設計、應用等幾個(gè)方面較全面地論證了大口徑球墨鑄鐵管在火力發(fā)電廠(chǎng)蒸汽機組循環(huán)水管道中實(shí)際優(yōu)勢并提出在此領(lǐng)域應用的重要意義。關(guān)鍵詞:大口徑循環(huán)水管道安裝 經(jīng)濟技術(shù)引言火力發(fā)電廠(chǎng)蒸汽機組循環(huán)水管道安全性能要求高，維修及改造困難，且費用高昂。因此循環(huán)水管道的選材問(wèn)題會(huì )直接影響到電廠(chǎng)機組本身供水系統的安全可靠性及工程的整體投資。近幾年來(lái)，各大、中型火力發(fā)電廠(chǎng)600MW以下機組的循環(huán)水管道一般選用鋼套筒混凝土管(PCCP) 做為最佳的輸水管材。規格為DN1800---3000。鋼套筒混凝土管主要具備以下特點(diǎn):承壓能力較高，具備較強的抵抗外部荷載能力。2、柔性接口連接，能滿(mǎn)足不同地質(zhì)條件的要求。3、造價(jià)低廉，材料各地易購，并具有較長(cháng)的使用壽命。行業(yè)內部技術(shù)成熟，施工工藝簡(jiǎn)單。但是，隨著(zhù)當前人類(lèi)水資源的嚴重匱乏和對環(huán)保的重視,凈水將不再應用于電廠(chǎng)的循環(huán)水系統,絕大多數的工程中已逐步推廣使用污水處理廠(chǎng)的中水，中水在電廠(chǎng)內經(jīng)加酸、緩蝕劑及阻垢劑后補充至循環(huán)水系統，循環(huán)水的經(jīng)電廠(chǎng)內的加工處理，水質(zhì)指標發(fā)生了明顯的變化，具體指標如下:硫酸根: 680- 1620mg/L氯離子: 221-500mg/L溶解固形物: 1295-2420mg/LPH:7.2- -7.8-一、大口徑球墨鑄鐵管的主要工作原理DN1600以上的大口徑球墨鑄鐵管的連接方式推薦采用K型接口，這種接口是由球墨鑄鐵管、壓蘭、膠圈及螺栓組成的機械接口，具有-定的柔性，能偏轉.一定的角度。 當壓蘭的前部將膠圈壓緊時(shí)，膠圈受到擠壓變形。這種變形在膠圈上引起初始應力(Po)。 當施加內壓時(shí)，膠圈的應力也隨之增加，與內壓的關(guān)系.成正比。由于膠圈總應力(P=Ps+P0) 總是大于內部壓力(P;)， 因此在管子爆裂之前在接口處不會(huì )發(fā)生泄漏現象。該膠圈由角形尾部和圓形頭部組成，硬度不同，該膠圈形式在日本被認為是最好的膠圈之-?！?”型膠圈 由于受壓后橢圓長(cháng)軸兩中國煤化工的狀YHCNMHG況，而在實(shí)際使用過(guò)程中增加了滲漏的可能性。保證在內外壓力條件下，即使在最不利的鑄造公差即最小插口與最大承口連接和接頭運動(dòng)條件下，如偏角1. 5°接頭受大于30倍公稱(chēng)直徑的剪切力的條件下，保證接頭密封良好。具有偏轉的特性使管線(xiàn)能吸收因地基沉降而產(chǎn)生的應力，避免管道事故，因此也能滿(mǎn)足地質(zhì)條件不良的工程施工。( 見(jiàn)圖1、2)K型摟口型式(圖1)二、大口徑球墨鑄鐵管的機械性能1、機械性能IS02531中規定的球鐵管的機械性能直徑DN抗拉強度Rm屈服強度Rp0. 2延伸率A硬度MmN/mm2%HBDN80-1000≥420> 300≥10DN1200-2600≥300≥7≤230注:當延伸率大于或等于10%時(shí)，允許最小屈服強度值Rp0.2為270N/mm22、尺寸和重量尺寸: IS02531 只規定管和管件插口尺寸及公差，規定用環(huán)形卷尺測量:適用于所有壁厚等級管，也適用于盤(pán)插類(lèi)管件。負公差取決于管子接口類(lèi)型，在國家標準中有規定。管與管件插口橢圓度應為: DN>600， 不超過(guò)DE的2%。內徑:球墨鑄鐵管內徑標準值，單位mm，等于公稱(chēng)直徑DN;.壁厚:管與管件的標準壁厚是根據公稱(chēng)直徑DN的函數來(lái)計算的。公式如下:e=K (0.5+0. 001DN)式中: e-標準壁厚，mm;DN一公稱(chēng)直徑，mm中國煤化工K---壁厚級別系數:.MHCNMH G長(cháng)度見(jiàn)下表單位:米DN標準長(cháng)度Lμ80-- 26006或8.15注:不是所有的標準長(cháng)度在所有的國家都適用對壁厚等級為K9的DN2000的管，e=22. 5mm公差為: - (1. 3+0.001DN) =- 3.3mmDN1800以上大口徑球鐵管長(cháng)度一般為8. 15m在廠(chǎng)方提供的管總數中，短尺管比例不超過(guò)10%。管的平直度:管子應平直，其最大偏差為長(cháng)度的0. 125%。.三、大口徑球墨鑄鐵管設計及應用1、推力錨固(1)由水壓產(chǎn)生的推力:40N◆xf = 2pAsin號=2p"D-sin號4同樣的在三通處產(chǎn)生的推力為:.在三通處由水壓引起的推力f=pa=pndπd12在漸縮處產(chǎn)生的推力為:中國煤化工YHCNMH G在減縮處由水壓引起的推力二f= p(A-a)= p("01--門(mén))在管道末端產(chǎn)生的推力為:在管道末端由水壓引起的推力.-二三二三→f= pA= prDI1上式中:f為推力;p為內壓力;A為主管的截面積;a為支管的截面積;θ為彎頭的角度;在水壓為1Kgf/cm2時(shí)管件處的推力如下表: _公稱(chēng)直徑管線(xiàn)末端45°22.5°11.25°200034045260571328466742200408283124915930800424004745236318185159302260056579433082207611092注: (1)、要決定實(shí)際壓力條件下的推力，可用表中的推力數乘實(shí)際壓力在計算;(2)、. 上表中的數值由實(shí)際管子的外徑計算得來(lái)。2、使用混凝土塊固定中國煤化工在設計混凝土塊時(shí)，主要考慮敷設條件、地MHCNMHG寸和重量、回填在混凝士塊上的土壤的重量、混凝土塊的被動(dòng)土壤作用力和管子與周?chē)?土壤之間的摩擦力。a、用于水平彎頭的混凝土塊的設計用于水平彎頭的混凝士塊的設計°μWP:推力W1:填在混凝土塊上的土壤的重量W2:管子和混凝土塊中的水的重量W3:混凝土塊的重量W:混凝土塊底部的總重量μ:混凝土塊和土壤之間的摩擦系數E:混凝土塊后部的土抗力(被動(dòng)土壓力)E=1/2.C。. γ (h2?-h2)●LC。: 土抗力系數C。=tan2(45°+ φ/2)φ:土壤的內摩擦角度γ :土壤的單位重量L:混凝土塊的設計長(cháng)度對于一個(gè)水平的彎頭來(lái)說(shuō)，混凝土塊應該滿(mǎn)足下列條件:P<μ●W+E注:當混凝土塊在地下水位以下的地方使用的時(shí)候，在設計的時(shí)候應該考慮到浮力作用。b、用于向下的立式彎頭的混凝土塊的設計用于向下的立式彎頭的混凝土塊的設計-P2)P1:水平分力.P2:垂直分力中國煤化工MHCNMH Gμ (W-P2):混凝土塊底部對土壤的摩擦阻力E:混凝土塊后部的土抗力(被動(dòng)土壓力)F:在混凝土塊側面由主動(dòng)土壤壓力造成的阻力要滿(mǎn)足條件，請按照下列的公式來(lái)計算:相對于水平分力P=P●sinθ/2<μ (W-P2) +E相對于垂直分力P2=P●cos θ /2