熱能與動力工程專業畢業設計-資料下載頁

　　

【正文】 978778685741160200160156140125108916620025020019517515613611482250313250243219195170142103320400320312280250217182132400500400390350312272228165500625500487438390340285207國家標準中將管道壓力分為若干個公稱壓力等級，管內介質溫度由0℃至材料允許的最高溫度間又分為若干個溫度等級，每一個溫度等級下的壓力值溫度等級下的允許最大工作壓力。在第一個溫度等級內允許最大工作壓力就是管道的公稱壓力。在同一公稱壓力下，隨著介質工作溫度的升高，管道的最大允許工作壓力降低。因此公稱壓力下，隨著介質工作溫度的升高，管道的最大允許工作壓力降低。因此公稱壓力與管道的工作溫度和允許工作壓力有關，它是管道工作溫度與允許工作壓力的組合參數，表示了管道的承壓等級。其表示方法如下：PN100:(100kgf/cm2).P40:表示管道工作溫度為400℃時的允許工作壓力。P40140：表示管道工作溫度為400℃(140kgf/cm2)。② 公稱直徑為滿足強度要求，一定外徑（D0）的管子隨著管內介質工作壓力的不同，就應有不同的管壁厚度（S），使得內徑尺寸（Di）各不相同，這給管道設計、制造和選用帶來許多不便，且在允許的介質流速和壓損下，管道的通流能力是由管道內徑所決定的。因此，國家標準規定管道內徑等級作為公稱直徑，公稱直徑只是名義上的計算內徑，一般并不等于管道的實際內徑。對于同一材料、同一公稱直徑的管道，隨著公稱壓力的升高、壁厚的增大，管道的實際內徑與公稱直徑差距也越來越大。在進行管道設計、制造及管件連接時，都采用公稱直徑作為管道的基本尺寸。管道的公稱直徑等級范圍在1～4000mm之間，共分54級。如表所示，其表示方法為DN，其中為公稱直徑，單位為mm，如DN100表示管道公稱直徑為100mm。表64 管道的公稱直徑公稱直徑DN公稱直徑DN公稱直徑DN公稱直徑DN公稱直徑DN公稱直徑DN公稱直徑DN175022570015003000865250800160032002108030090018003400151003501000200036003201254001100220038004251504501200240040005321755001300260064020060014002800（三）管道的熱膨脹及其補償發電廠的許多管道經常工作在較高的溫度下，如主蒸汽管道、再熱蒸汽管道和主給水管道等，這些管道在投運或停運過程中，即受熱或冷卻過程中，都要產生熱脹冷縮，引起管道的伸長或縮短。如果管道的布置和支吊架的選擇配置不當，則會由于熱脹冷縮使管道產生很大的熱應力，致使管道和與管道相連的熱力設備等的安全受到嚴重威脅，甚至遭到破壞。因此要保證熱力管道及設備的安全運行，就必須考慮汽水管道的熱膨脹問題，即管道的補償。補償是指吸收管道熱膨脹、減少管道熱應力及作用力的措施，常用的補償方法有熱補償和冷補償兩種。 閥門（一）閥門的分類及材料閥門的種類很多，可以按不同的分來表轉來劃分。按閥門的結構分為截止閥、閘閥、旋塞閥、旋啟閥和蝶閥等；按用途分為關斷用閥門、調節用閥門和保護用閥門；按驅動方式分為手動閥、電動閥、液動閥和氣動閥。發電廠閥門的主要材料有鑄鐵、鋼、鑄鋼、青銅、合金鋼及特種合金鋼，閥，門的材料不同，使用范圍也不一樣。閥門材料根據介質的工作參數來選擇，用青銅材料制造的閥門使用溫度范圍不大于250℃；低壓閥的殼體用鑄鐵制成，、溫度不超過300℃的管道上；中壓閥門可用碳素鋼制成；，應采用標號為125及35的優質鋼和特殊鋼制造；高溫高壓閥門則用合金鋼制成。（二）發電廠常用閥門發電廠各種不同類型的閥門都是由閥體、閥蓋、閥桿、閥瓣、填料層、驅動裝置等部件組成。發電廠中應根據系統的要求，按公稱壓力、公稱直徑、設計參數、介質種類、泄露等級、啟閉時間來選擇閥門，以滿足汽水系統關閉、調節、保護等不同的要求和布置設計的需要。對閥門的基本要求是：有足夠的強度，關閉嚴密性好，流動阻力小，閥門結構簡單，質輕體小，部件的互換性好，便于操作維修。① 關斷用閥門關斷用閥門用于切斷或接通管道與設備之間的介質通路，包括截止閥、閘閥、蝶閥、球閥、旋塞閥、隔膜閥等。關斷用閥門在電廠用得最多的是截止閥和閘閥。閘閥和截止閥只作為關斷用，不作為流量或壓力調節閥，否則閥門會迅速磨損導致泄露，失去嚴密性。閘閥的特點是流動阻力小，啟閉扭矩小，介質可兩個方向流動，但閥體較高，密封面多，制造要求高。閘板閘閥可裝于任意位置的管道上，雙閘板閥宜裝于水平管道上，閥桿垂直向上，截止閥的特點是結構簡單，密封性好，便于維修，但流動阻力較大，啟閉扭矩大，啟閉時間較長，可裝于任意位置的管道上。為便于開啟大直徑的閘閥或閥瓣承受壓力很大的截止閥，需裝尺寸小的旁路閥。運行時，閘閥、截止閥要全開，停運時要全關。球閥可作為調節或關斷用，用于要求迅速關斷或開啟的時候。球閥密封面小，不易磨損，可裝于任意位置管道上。在大直徑的循環水管道上、給水泵汽輪機排氣管道及鍋爐的風煙管道上常使用蝶閥，它是利用圓盤形的閥瓣繞著閥體內一固定軸旋轉，從而開啟或關閉介質通路。快速關斷閥是用以瞬間關斷或接通管內介質的閥門。快速關斷閥有球形液壓止回閥、撲板式液壓止回閥、電磁式啟閉閥。前兩種用于回熱抽汽管道上，后一種用于控制水管道上。② 調節用閥門調節用閥門用于調節介質的流量和壓力，包括調節閥、疏水閥、節流閥、減壓閥等，應根據介質種類、管系布置、使用目的、調節方式和調節范圍的不同選用調節閥，一般不宜作關斷閥使用。當調節幅度小且不需要經常調節時，，可用截止閥或閘閥兼做關斷或調節用。調節閥在運行中需要經常開關，為防止介質泄露，一般在調節閥之前要串聯關斷閥，開啟時，要先全開關斷閥而后再開調節閥，關閉時，先關調節閥然后再關關斷閥。③ 保護用閥門保護用閥門用于保護設備或管系安全運行，包括止回閥、安全閥和快速關斷閥等。 管道和閥門的選型管道設計應根據熱力系統和主廠房布置進行，做到選材正確、布置合理、補償良好、疏水通暢、流阻較小、造價低廉、支吊合理、安裝維護方便、擴建靈 活、整齊美觀，并應避免水擊和共振，降低噪聲。 管道設計應符合國家和部頒有關標準、規范。本次管道設計所用的參數有：G—介質的流量（t/h）， t/h；v—介質的比容（m3/kg）， m3/kg；w—介質的流速（m/s），；P—管道的設計壓力（kgf/cm2）, kgf/cm2 ；—鋼材在設計溫度t下的基本許用應力（kgf/cm2）；η—基本許用應力修正系數。對于無縫鋼管，η=； 管材的選擇管子所用鋼材應符合國家或冶金工業部有關鋼材現行標準的規定。當需要采用新鋼種時，應經有關部門鑒定后，方可采用。當需要采用國外鋼材時，應根據可靠資料，經分析確認適合使用條件時，才能采用。 本設計為射水抽氣器系統，設計供水溫度為20℃。設計的工作水壓力為=，根據表52，本次管道的材質選擇為20號優質碳素鋼。 管徑的選擇（1）管子的內徑：對于單相流體的管道，按選定的允許介質流速計算管徑時應按下式計算： （61）式中Dn—管道的內徑 代入數值 Dn==96mm（2）管壁最小厚度 （62）式中S1—管子的理論計算最小壁厚（mm） η取1，代入數值S1=（35）247。765= 閥門的選擇閘閥和截止閥都可作為關斷用，閘閥的特點是流動阻力小，啟閉扭矩小，介質可兩個方向流動，但閥體較高，密封面多，制造要求高。閘板閘閥可裝于任意位置的管道上，雙閘板閥宜裝于水平管道上，閥桿垂直向上，截止閥的特點是結構簡單，密封性好，便于維修，但流動阻力較大，啟閉扭矩大，啟閉時間較長，可裝于任意位置的管道上。為便于開啟大直徑的閘閥或閥瓣承受壓力很大的截止閥，需裝尺寸小的旁路閥。運行時，閘閥、截止閥要全開，停運時要全關。本次設計的閥門采用截止閥較好。 管道和閥門的運行維護 管道的運行維護和防腐（1）管道的啟停注意事項水管道的投入要注意把管內的空氣排凈，緩慢向管內充水，并避免發生水擊現象，因為這種水沖擊的力量很大，往往能破壞閥門和設備。(2) 管道的正常運行和維護正常運行中，要注意蒸汽參數的變化，一般要求主蒸汽管道不能超溫、超壓運行，同時應避免溫度的頻繁變化。(3) 管道的防腐管道停止運行后，外界的空氣必然會進入管道系統。如果管道內金屬表面因受潮而附著一層水膜或管內還殘留一部分沒有排凈的水，則空氣中的氧就會溶解在水中，使金屬表面遭到氧腐蝕，如不采取措施，管道停用時的腐蝕速度遠遠大于運行時的腐蝕速度。汽水管道停運時常用防腐方法有干保護法和充滿水保護法。干保護法的原理是金屬表面不與水接觸，以達到防腐的目的。在管道停運后，立即放水，如果汽水管道介質溫度較高，可以帶壓放水，利用管道的余熱將金屬表面烘干，然后再管道內充以純度在99％以上的氮氣，以阻止空氣滲入。充氮時，要使管內氮氣壓力高于大氣壓力，并將汽水閥門關閉嚴密，以維持必要的氮氣壓力。要經常檢查氮氣壓力，如發現管道內壓力消失，應及時充氮，并查找原因，予以解決。充滿水保護法是利用保護性水溶液充滿停運后的管道內，以阻止空氣中氧氣進入管道。一般常用的藥劑為氨或聯氨。其濃度達到200～300mg/L，PH值大于10。在大氣溫度不低于0℃以下時，則必須采取干保護法。另外還有干燥劑法和氣相防腐蝕法。干燥劑法是采用吸濕能力很強的干燥劑吸收管內水分，保持管內干燥，從而防止腐蝕。凝結水和給水管道停運時的防腐工作，可以與加熱器同時進行，采用充滿水保護法，充以除過氧，含有聯氨并調整好PH值的凝結水或除鹽水。 閥門的運行和維護正確地運行于維護閥門，不僅能保護閥門的安全，而且能延長其使用壽命。必須按照規程和制造廠家的要求操作閥門。關斷用閥門不能作為調節閥使用，應處于全開位置，否則將損壞封面。在閥門關閉時，如果密封面處有縫隙，介質將從縫隙間高速流出，從而加速密封面的損壞。用于高溫高壓工況的閥門，要經常檢查其保溫狀況，如果閥門本體保溫層脫落，要及時處理。沒有保溫層的閥門，在運行中其外表面溫度比閥門內表面溫度低，會產生溫差，出現熱應力；當閥門關閉時，閥門外殼冷卻得快，而閥桿與閥瓣冷卻得慢，使得閥桿與閥瓣處于受壓狀態。如果壓縮應力過大，會使閥桿彎曲，并產生永久變形。為保證閥門經常處于良好狀態，能夠在必要緊急開啟或迅速關閉，須定期對閥門進行開關試驗。在運行中做閥門開關試驗時，一定要做好安全措施，以免影響正常運行。 射水抽氣器布置方式抽氣設備是汽輪機的主要輔助設備之一。在機組啟動時，需要用它把汽、水管道和一些設備中的空氣、疏水抽走，并在凝汽器氣側建立一定真空，以加快啟動速度，避免汽水沖擊；正常運行中，需要用抽氣器及時地抽出凝汽器及真空系統中漏入的不凝結氣體，維持凝汽器的真空。一般的射水抽氣器系統的安裝分為兩種方式，分別是閉式系統和開式系統。閉式系統：閉式系統是傳統的布置方式,是將射水抽氣器設置置于射水箱上,以射水泵抽氣器水箱循環供水,并投入一定量的補水,從而控制夏季使用射水箱水溫。開式系統:開式循環就是射水泵進水來自循環水進水管,而排水管則直接接入地溝。開式系統的優點是: 4～8℃,將可提高真空 7～15mm汞柱；。,但開式系統的缺點是增加了循環水消耗量。 射水抽氣器的安裝與抽吸能力分析射水抽氣器的抽吸能力與安裝質量密切相關,主要的應注意如下幾個方面:（1） 抽氣器安裝應垂直,各段在組合時應嚴格對中,支撐支架應穩固。（2） 抽氣器安裝高度適當,。低耗高效抽氣器,由于出口余速相對小一些,故出口埋入水的深度不宜過深,否則會導致在水壓偏低或夏季水溫升高時,影響抽吸能力,其出口管入水深度以 250300mm為宜。抽氣器的補充冷卻水應加至水泵進口處,以發揮其冷卻效果。增加擴壓管出口截面到排水箱水面的高度,可相應地使這段液柱高度增加,在水面上為大氣壓的前提下,可使擴壓管出口截面壓力降低,所需的壓縮功減少,這樣在其他條件不變時,就可以獲得更低的吸入壓力。（3）對開式循環射水抽氣器,其出口管應盡量短,彎頭最好不多于一只,并采用大半徑彎頭,其水平管段應向外傾斜,其傾斜度3/1000mm。管道插入循環水出水管內應接有向出水方向中的彎頭一只,以利氣水混合物的排出。（4）對閉式循環的抽氣器,在夏季,其下置式的抽氣器不宜使用,射水箱的結構應有利于空氣的排出,上述措施均有助于水箱水溫的降低。在相同的抽氣量下,工作水溫升高,抽氣器混合室壓力也升高,這是因為混合室內絕對壓力低、工作水溫升高,水易汽化。由于汽的比容比水大得多,所以混合室壓力升高,抽氣能力下降。（5）,五分鐘不漏。（6）當每機僅安裝一臺抽氣器時,空氣管道不必過高。當安裝兩臺抽氣器時,為避免水經備用抽氣器逆止閥返入凝汽器,其空氣連通管高度應≥11m。（7）抽氣器空氣進管口口徑一般與凝汽器空氣出口管相同,長度應盡量縮短,以降低阻力。在管道上,除閥門及設備接口外,均不采用法蘭連接,以減少空氣漏入量。 管道的布置管道布置應結合主廠房土建結構及設備布置情況進行，管道走向 一般與廠房軸線一致。在水平管道交叉較多的地區，一般按管道的走向，劃定縱橫走向的標高范 圍 ，將管道分層布置。管道布置一般不應讓介質的主流在三通內變