发电厂蒸汽管道系统主蒸汽系统设计一般来说具有简单可靠的特点,其安装、维修、运行方便和组成灵活,一般留有管道系统的扩建余地。在发生事故需要进行管道切割时,留有施工空间和备用管路,使单个机组维护时对电厂的发电量及供热量的影响减至最小。因此在进行这类管道切割工程施工作业时,应当熟悉和了解火电厂常用的主蒸汽系统,才能更加有效地进行施工作业,一般情况下火电厂有以下几种类型:
1.单母管制系统(又称集中母管制系统)
单母管制系统的特点是发电厂所有锅炉的蒸汽经锅炉管道先引至一根蒸汽母管集中后,再由该母管引至汽轮机和各用汽处。
这种系统的供汽可相互支援,但当与母管相连的任一阀门发生故障时,全部锅炉和汽轮机必须停止运行,严重威胁全厂工作的可靠性。因此一般使用阀门将母管分成两个以上区段,分段阀门是两个串联的关断阀,以确保隔离,并便于分段阀门本身的检修。
正常运行时,分段阀门处于开启状态。集中母管分段后,发生事故后仍有一个区段不能运行。如母管分段检修,与该段相连的锅炉和汽轮机的仍要全部停止运行。所以只有在锅炉和汽轮机的台数不配合情况下,才采用这种系统。
2.切换母管制系统
在这种系统中,每台锅炉与其对应的汽轮机组成一个单元,而各单元之间仍装有母管,每一单元与母管出还装有三个切换阀门,这样机炉既可单元运行,也可切换到蒸汽母管上由邻炉取得蒸汽。该系统中的备用锅炉和减温减压器均与母管相连。这种系统的主要优点是既有足够的可靠性,又有一定的灵活性,能充分利用锅炉的富裕容量进行各炉间的最佳负荷分配。其主要缺点是系统较为复杂,阀门多,事故可能性较大,我国中压机组的电厂因主蒸汽管道投资比重不大而供热式机组的电厂机炉容量又不完全匹配,这时应采用切换母管制主蒸汽系统。
3.单元制机组
每台汽轮机和供应它蒸汽的一台或两台锅炉组成一个独立的单元,各单元之间无横向联系,需用新蒸汽的各辅助设备靠用汽支管与各单元的主蒸汽管道相连,称为单元制系统。该系统的优点是系统简单、管道短、管道附件少、投资省、压力损失和散热损失少。系统本身发生事故的可能性小,便于集中控制。其缺点是单元内与主蒸汽管道相连的任一设备或附件发生故障时,整个机组都要被迫停止运行,而相邻单元不能相互支援,机炉之间也不能切换运行,运行灵活性差;单元设备必须同时检修。我国单机容量100MW以上的凝汽式的发电厂,均采用单元制系统,超高参数或中间再热机组的发电厂。因新汽参数更高,其再热参数也各不一致,无例外的采用单元制机组。
火力发电厂的管道系统弄清之后,针对每个管道图纸进行分析和对照,对存在故障的管道进行切割和更换作业。进行管道切割作业应遵循以下原则:
1.管子、管件、管道附件及阀门在使用前,应进行外观检查,其表面要求为无裂纹、缩孔、夹渣、粘砂、折跌、漏焊、重皮等缺陷;表面应光滑,不允许有肖锐划痕;凹陷深度不得超过1.5mm,凹陷最大尺寸不应大于管子周长的5%,且不大于40mm。
2.法兰密封面、缠绕垫不得有径向划痕、松散、翘曲等缺陷,石棉垫表面应平整光滑,不得有气泡、分层、折皱等缺陷。
3.管道切割和管道预制应按单线图规定的数量、规格、材质选配管道组成件,预制过程中的每一道工序均应核对管子的标记,做到用料正确、尺寸准确、标识明显。
4.钢材的切割及管道坡口的加工应采用以下方法:
公称直径≤100的碳钢管采用机械切割;公称直径≥200的碳钢管采用液压切管机切割,既可以切割也同时可以打坡口,提高工作效率;管子切口表面应平整、无裂纹、重皮、毛次、凹凸、缩口、熔渣、氧化物、铁屑等,切口的端面倾斜偏差应不大于管子外径的1%,且不超过3mm。
5.坡口形式及加工要求:
碳钢管公称直径≤100的管道可用氧乙炔焰加工但必须用磨光机磨去影响焊接质量的表面层,并打磨平整。
公称直径≥200的碳钢管采用液压切管机进行切割和坡口的同时制备,提高工作效率。坡口完成后对管道表面的切屑进行清扫,露出光滑的金属表面。
坡口加工完毕,均要检查坡口表面质量,尤其是液压切管机的坡口制备质量好,就忽视了检查过程,重点检查旋螺钢管或碳钢管的焊缝过渡部分,以保证管道切割和坡口后的焊接质量。
6.管道组对的要求:
a.壁厚相同的管道组成件组对时,应使内壁平齐,其错边量:不超过壁厚10%,且不大于1mm。
b.壁厚不同的管道组成件组对时,管道的内壁差超过0.5mm或外壁差超过2mm时应该按图组对。
火力发电厂的区域热水锅炉房供热系统的热网是有一条供水管和一条回水管组成;在蒸汽供热系统中,蒸汽可采用单管式或多根蒸汽管(供热),凝结水可采用回收或不回收的方式进行。
蒸汽供热管网采用单管式供热时,在一般情况下多采用凝结水返回热源的双管制,及一根蒸汽管、一根凝结水管。根据需要,有时还采用三管制,如在有供暖、通风空调、生活热水和生产工艺系统的供热用户中,生产工艺与供暖所要求的蒸汽参数相差很大,或供暖热负荷所占比例较大,经技术经济比较认为合理的,可采用双管供汽。
其中一根管道供生产工艺和加热生活热水用汽,一根管道供应供暖通风用汽,而它们的回水则共同通过一根凝结水管道返回热源。这种按全年负荷变化分别设置供汽管的形式,实际上在非供暖季节仍为双管制运行。在一些工业企业内当生产工艺用热有特殊要求时,可单独设置蒸汽管和凝结水管,与其他用热分开。
下个章节将详细讲述电厂供热管道的构成与管道切割注意事项。