f162iic2-j04-06
國電雙遼發電****二期擴建工程（1×660mw超臨界機組）
優化初步設計
專題7 四大管道系統優化
2023年6月長春
國電雙遼發電****二期擴建工程（1×660mw超臨界機組）
優化初步設計
專題7 四大管道系統優化
批准： 安立群
審核： 王志寬
校核： 裴育峰
編制： 程永霞
2023年6月長春
優化專題報告目錄
專題7 四大管道系統優化
目錄1概述 1
2 四大管道材料選擇 3
2.1 材料和規格選擇的前提 3
2.2 國內600mw等級超臨界機組四大管道的材質選用情況 3
2.3 本工程取用的基本引數 4
2.4 管材和規格的選擇 7
2.5 優化結論 10
1.1 電廠概況
國電雙遼發電****（雙遼發電廠）規劃容量2400mw，一期工程**機1200mw，安裝4×300mw國產燃煤機組，其中#1、#2機組分別於1994、2023年投產，#3和#4機組於2023年投產，電廠以500kv和220kv線路分別接入500kv梨樹開閉所和220kv長春城網，對東北電網，特別是吉林省負荷中心起著重要支撐作用。
1.2 工程建設規模
國電雙遼發電****一期工程**機1200mw。按照委託方的要求，本期工程擬建設1×660mw超臨界機組，同步建設煙氣脫硫裝置，並預留再擴建的條件。建設規模及機組選型最終以國家發展和改革委員會的核准意見為準。
1.3 設計依據
1.4 初步設計設計範圍
根據《火力發電廠初步設計報告內容深度規定》，以及國電雙遼發電廠二期2×660mw機組擴建工程程勘察設計合同（合同編號：409-2009nepdi01-24）；在可行性研究報告的基礎上，結合本工程的特點優化總體規劃及總平面布置方案，同時根據業主提供的主機資料和對本工程提出的設計原則意見，參考國內外同型別機組先進設計理念以及與城市的環境和諧開展本工程的優化初步設計。
1）廠區總體規劃及總平面設計，包括廠區道路、豎向、地下設施規劃，廠區內各種溝道、管線、電纜以及各附屬建築的布置規劃。
2）機組的主、輔系統和布置設計，包括熱力、燃燒等工藝系統，主廠房布置設計等。脫硝系統按照預留考慮。
3）化學水處理系統和布置設計。
4）輸煤系統和布置設計。
5）除灰、渣系統和布置設計，包括脫硫系統。
6）發電機引出線、配電裝置及廠用電設計，包括電氣
一、二次系統和布置設計，廠內照明、通訊設計。
7）供熱機組主、輔系統的熱工控制設計，包括廠級監控系統設計。
8）供水、給排水、消防系統和布置設計，包括灰場和備用水源、汙水處理。
9）汙水處理系統的設計。
10）電廠管理資訊系統設計。
11）土建建築、結構設計。
12）採暖通風設計。
13）施工組織設計。
14）環境保護、勞動衛生安全。
15）電力系統部分設計。
16）概算編制及投資分析。
1）電廠鐵路專用線；
2）電廠接入電力系統設計；
3）生活福利建築等的設計；
4）老廠各工藝系統改造；
1）電廠出線：以配電裝置出線門型構為界；
2） 電廠排水管等外部管道：以電廠圍牆外1公尺為界。
1.5主機機型
現階段暫定主機機型如下：鍋爐為煤粉爐，引數為超臨界；汽輪機為600mw超臨界抽凝式濕冷汽輪發電機組；發電機冷卻方式為水、氫、氫。
主機為哈爾濱三大動力廠生產的660mw超臨界鍋爐、汽輪機、發電機機組。
600mw等級機組四大管道系統為常規的系統，包括主汽系統、再熱系統、旁路系統、給水系統。由於旁路系統，給水系統裝置的選擇有專題的報告論述，因此本報告著重論述四大管道材料及規格的優化選擇。
600mw超臨界機組的在國內已經有了比較成熟的經驗，四大管道所應用的材料也是比較成熟的，並沒有用到新的材料，所以，其它600mw超臨界的四大管道材料是可以參考和借鑑的。
中國電力顧問集團公司於2023年10月20日發行了《關於印發火力發電廠超（超）臨界機組四大管道設計專題研討會紀要的通知》，此通知已對超臨界600mw機組的四大管道規格和材料做了詳細的規定。
本報告將重點論述採用的四大管道的規格、引數、管徑選擇計算及優化結論。
技術發展至今，國產引進型機組已經是優化機組，四大管道的鋼管材料已經出現成熟的新鋼種，如美國的a335p91、a335p92，德國的x10crmovnb91、15nicumonb5-6-4鋼等等，這些都要求我們重新進行主要汽水管道的優化工作。
按《管規》要求和同型別電廠設計執行經驗，主汽管道材料一般採用美國astm a335p91，流速控制在45m/s到60m/s左右；熱段管道材料通常採用美國astm a335p22，流速控制在65 m/s左右；冷段由於口徑過大，無縫鋼管已經難以選到，只能採用許用應力修正係數為1的電熔焊焊接鋼管，材料astm a672b70cl32，流速一般控制在30 m/s到35 m/s 左右；而給水管道按照《管規》，流速可以提高到6m/s左右。材質則採用美國管材a106b或者德國管材15nicumonb5-6-4鋼。
近幾年來，在超臨界引數及以上範圍內，主蒸汽管道國內從試用到廣泛採用t91/p91（美國的a335p91，德國的x10crmovnb91）材料，已經形成成功的經驗；同時，多數電廠在熱段管道上也採用了a335p91的材料。
現將國內最近設計的600mw等級超臨界機組，四大管道採用a335p91材料的電廠選擇列表如下：
表1. 管材採用情況表
可見，600mw等級超臨界機組電廠中採用a335p91管材已經不再是試用階段，而是廣泛採用了。
同時，管道計算所選用的經濟流速也仍然在《火力發電廠汽水管道設計技術規定（dl/t 5054-1996）》所限定的範圍之內。
本期工程鍋爐、汽輪機、發電機採用哈爾濱三大動力廠的產品。經初步配合，按以下引數進行計算。
2.3.1 鍋爐出口b-mcr工況四大管道的工作引數如下：
a) 主蒸汽管道
b) 熱段管道
c) 冷段管道：
d) 給水管道
相應鍋爐出口額定工況（trl）的四大管道工作引數如下：
e) 主汽管道
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