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电厂循环水系统中水管材质的选择

来源:原创论文网 添加时间:2018-12-13

摘要

  Abstract:Circulating water pipe is an important part of water supply system in power plant, to ensure the operation is reliable and economical reasonable, in this paper, several commonly used circulating water pipe materials in power plant are compared comprehensively in terms of pipe manufacture and transportation, construction period, operational life, pipeline layout and total cost, DN3 000 mm steel pipe is recommended.

  Keyword:coal-fired power plant;circulating water pipe;material comparison and selection;

  1、工程概况

  本工程机组规划容量为2×660 MW+2×1 000MW, 本期项目拟通过“上大压小”异地建设2×660MW国产超超临界燃煤发电机组, 同期建设石灰石-石膏湿法烟气脱硫和SCR液氨脱硝设施, 预留扩建场地。年利用小时数5 500 h[1]。

电厂循环水系统中水管材质的选择

  2、循环水系统概述

  2.1、供水方式

  本期工程装机容量为2×660 MW级机组, 冷却水为淡水, 1台机组配2台循环水泵。据厂址自然条件, 并结合电厂总平面布置, 循环水系统采用带有自然通风冷却塔的二次循环扩大单元制供水系统。2.1.1供水系统流程

  本工程采用带自然通风冷却塔的扩大单元制循环供水系统, 供水系统流程为:冷却塔集水池→自流回水沟→循环水泵房→压力供水管→凝汽器/开式冷却水→压力回水管→冷却塔→冷却塔集水池。

  1台机组配2台循环水泵及1座淋水面积为7 926 m2的双曲线自然通风冷却塔。2.1.2电厂循环冷却水量

  本工程机组循环冷却水采用二次循环供水系统, 单台汽机凝汽量为1 099.7 t/h, 夏季循环水冷却倍率按55倍考虑, 冬季循环水冷却倍率按33倍考虑[2], 电厂循环冷却水量见表1。

表1 循环水量
表1 循环水量

  2.2、供水系统主要建 (构) 筑物

  2.2.1、自然通风冷却塔

  本工程2×660 MW共配置2座逆流式自然通风冷却塔, 每座塔淋水面积为7 926 m2, 塔体高度约170 m, 零米直径107.47 m, 外形瘦高。进水管直径DN3 000 mm, 一直引至塔的水池外侧, 通过水池内的进水管进入中央竖井。

  2.2.2、循环水泵房

  每台机组配置2台循环水泵, 扩大单元制供水, 2台机组共用1座循环水泵站。循环水泵房为无上部结构露天布置, 循环水泵站进水设4个流道, 流道净宽5 m, 泵站下部内墙尺寸23.1 m×21.25 m×9.3m (长×宽×深) 。

  2.2.3、循环水压力管 (沟)

  循环水的供排水母管为一机一管, 每条管径DN3 000 mm。冷却塔至循环水泵房前池采用混凝土箱涵回水沟, 截面尺寸为B×H=3.5 m×3.5 m。

  3、循环水水管材质的选择

  3.1、循环水水管材质选择的必要性

  电厂循环冷却水进、排水管在整个循环水系统中占有相当重要的地位, 其循环水管线布置及管径、材质选用将直接影响工程投资造价及电厂长期运行的安全及经济性。为此对管材选择需进行必要的技术、经济比较, 以求得工程造价合理, 施工周期短, 有利于电厂长期处于安全、经济运行状态下的管材[3]。

  为了保证循环水管沟在供水系统中具有经济性, 对已选定的DN3 000 mm循环水干管 (循环水泵房外的出水母管和主厂房A排外至冷却塔的回水母管) 拟采用的各种管材进行分析比较, 以取得相对较好且经济的管材。

  3.2、循环水水管材技术比较

  3.2.1、电厂大口径循环水管使用现状

  根据我国工程技术的发展和实践运行的经验, 对本工程循环水水管材质可选用的有钢管、预应力钢筒混凝土管 (PCCP) 、预应力钢筋混凝土管、现浇钢筋混凝土管及玻璃钢管等。

  3.2.2、循环水管材初步比选

  钢管是传统产品, 材质轻、强度高、韧性好, 管材及管件易加工, 能够现场制作安装, 并且能适应地下设施复杂地段, 应用最广泛, 最受施工单位欢迎。

  PCCP管是一种复合压力管材, 它与钢管一样在国外输水管道中普遍采用。由于其采用了簿钢板筒体, 内外包覆混凝土, 并在外混凝土上用预应力钢丝缠绕和砂浆保护层, 在接口上又采用了钢承插口和O型橡胶止水带等新工艺, 大大克服了混凝土管渗水和接口密封性问题, 使其在强度和抗渗方面赶上了钢管[4]。

  预应力钢筋混凝土管和现浇钢筋混凝土管强度高、防腐性能好、使用寿命长, 可在现场加工, 运输方便。但是这2种管材的施工周期长、施工要求高, 质量难保证;转弯及三通承插连接处需设固定支墩, 弯头等配件连接结构复杂;对基础处理要求高, 不均匀沉降时容易漏水。与PCCP管相比, 预应力钢筋混凝土管和现浇钢筋混凝土管综合性能相对较差且价格相近, 本工程不考虑使用[5]。

  管径>3 000 mm的玻璃钢管加工工艺和质量保证尚存在问题, 且在国内电厂中尚未使用, 因此本工程不考虑使用玻璃钢管。

  综上所述, 本工程循环水进、水压力管的选材只对钢管和PCCP管进行技术经济比较。

  3.2.3、钢管与PCCP管技术经济比较

  2种管材具体方案技术对比详见表2, 经济对比详见表3。由表可以看出, 本工程在循环水支管段、异径管及三通均为钢管的情况下, 母管段采用DN3 000 mm的PCCP管道比母管段采用DN3 000 mm的钢管在投资方面多8万元。

表2 循环水管管材选择方案技术对比
表2 循环水管管材选择方案技术对比

表3 循环水管管材选择方案经济对比
表3 循环水管管材选择方案经济对比

  注:1) 综合造价中已考虑管道的运输、安装、防腐、施工机具及其它间接费用, 但未考虑地基处理、支护与回填费用。2) PCCP管按有关供货商报价进行估列, 不同供货商的报价可能略有不同。3) 管道长度仅考虑了采用不同材质的管段, 支管段、异径管及三通均为钢管。

  4、结论

  从造价方面看, 由于弯管段较多, 钢管比PCCP管经济性略优。

  从施工进度、便利及复杂程度方面而言, 钢管优于PCCP管。

  循环水管道采用PCCP管和钢管各有利弊, PCCP管承载能力强、耐腐蚀性能好, 但施工较复杂, 施工总工期较长。钢管在施工工艺、施工质量控制、施工进度保证以及运行费用等方面都优于PCCP管道。对于循环水管道材质的选用, 一般管线长度较长或防腐要求较高时PCCP管有较大的优越性, 而本工程水源为袁河淡水, 总图推荐方案中循环水泵站与汽机房相邻, 循环水管线很短, 2台机组循环水干管直线段总共才201.1 m, 且绝大部分是在汽机房A排外, 直管段较少, 导致PCCP管经济上亦不占优势。

  因此, 结合本工程的布置特点, 从多方面综合考虑, 设计推荐采用传统的Q235B焊接钢管。

  参考文献
  [1]国家住房和城乡建设部.大中型火力发电厂设计规范:GB50660—2011[S].北京:中国计划出版社, 2011.
  [2]国家发展和改革委员会.火力发电厂水工设计规范:DL/T5339—2006[S].北京:中国电力出版社, 2006.
  [3]李永海, 李永河.海滨电厂循环水管道材质的性能优选研究[J].电力建设, 1998 (5) :1-4.
  [4]赵诗乐, 周春灌.滨海核电厂厂区循环水管道的设计[J].给水排水, 2016 (S2) :13-16.
  [5]罗向斌.大口径预应力钢筋混凝土供水管道改造工程快速通水施工技术[J].给水排水, 2014 (12) :95-96.

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