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管道设计参数的选择策略

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:管道的设计参数必须遵守DL/T5366—2006《火力发电厂汽水管道设计技术规定》,以下简称《管道设规》。(一)设计压力管道设计压力是指管道运行中介质的最大工作压力。无论是公称压力还是允许的工作压力,实际上都是对应管道介质压力和温度的一个组合参数,不是单纯考虑压力。同一材料、外径相同的管道,因为公称压力不同,管子的壁厚也就不同,公称压力增大,管子壁厚应增加。公称通径用来划分管道元件内径的等级,用DN表示,单位为mm。

管道设计参数的选择策略

管道的设计参数必须遵守DL/T5366—2006《火力发电厂汽水管道设计技术规定》,以下简称《管道设规》。

(一)设计压力

管道设计压力是指管道运行中介质的最大工作压力。对水管道,应考虑水柱静压头的影响,但当其低于额定压力的3%时,可不考虑。

《管道设规》对设计压力分为11种情况,如主蒸汽管道,取用锅炉额定蒸发量过热器出口的额定工作压力;高温和低温再热蒸汽管道,都取用汽轮机额定功率时高压缸排汽压力的1.15倍等。

(二)设计温度

设计温度是管道运行中介质的最高工作温度,《管道设规》对设计温度分为8种情况,如主蒸汽、高温再热蒸汽管道,分别取用锅炉额定蒸发量时过热器、再热器出口蒸汽的额定工作温度;低温再热蒸汽管道,取用汽轮机最大功率时高压缸的排汽温度等。

室内设计安装温度一般取20℃。

(三)技术规范

为使管道制造和使用上标准化,管道的技术规范在工程上用公称压力和公称通径两个技术术语表示,用于确定管子阀门以及管子的连接件等。

1.公称压力PN

为确保安全运行,规定了各类管子及其附件的允许承压等级,但管道能承受的最大工作压力既和管道的材料有关,也和管内流过介质的温度有关。对于同一种材料的管道,流过介质温度高,其基本许用应力小,允许的承压能力就低。管道的这种特性,对规定工作在不同温度下,汽水管道的承压等级很不方便,因此,对同一材料、不同温度下管道的允许工作压力都折算成固定温度下,用来表示管道的承压等级,称为公称压力。对于不同的管材折算的特定温度不一样,如碳素钢为200℃、耐热合金钢为350℃。

表9-1所示为20钢的公称压力表,分为7个温度等级,低于200℃以下的允许工作压力值,即公称压力。从表9-1可以看出,随着设计温度的提高,其允许工作压力相应降低,如PN=10MPa,工作在350℃时,其允许工作压力就降为7.8 MPa。

表9-1 20钢的公称压力(www.xing528.com)

温度t下的允许工作压力与公称压力的换算式为

式中 [σ]200——钢材在200℃下的基本许用应力,MPa;

[σ]t——钢材在t℃下的许用应力,MPa。

综上所述,在温度t下管道的最大允许工作压力要根据公称压力和介质温度在相应钢材公称压力表中查出。无论是公称压力还是允许的工作压力,实际上都是对应管道介质压力和温度的一个组合参数,不是单纯考虑压力。管道的参数可用标有压力和温度的符号来表示,例如:表示管道的设计温度为540℃,设计压力为17.0MPa。

管道的强度和管系的严密性通过水压试验来检验,水压试验的压力一般为设计压力的1.25或1.5倍,水压试验的水温在5~70℃之间。

2.公称通径DN

在允许的介质流速或压损条件下,管道的通流能力由管子的内径来确定。管道的公称通径只是名义上的计算内径,一般不等于实际内径。同一材料、外径相同的管道,因为公称压力不同,管子的壁厚也就不同,公称压力增大,管子壁厚应增加。因为在管材目录中标注的是管道外径,所以为标准化划分管道通流能力,就确定了公称通径这个技术术语。

公称通径用来划分管道元件内径的等级,用DN表示,单位为mm。我国管道公称通径的范围为1~4000mm,分为54个等级,见表9-2。

表9-2 我国管道的公称通径 mm

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