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|垃圾焚烧发电厂主蒸汽管道管径怎么选？( 二 )


|垃圾焚烧发电厂主蒸汽管道管径怎么选？
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|垃圾焚烧发电厂主蒸汽管道管径怎么选？
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按照《火力发电厂汽水管道设计技术规定》中的有关规定 ， 蒸汽管道的压降可按达西公式计算：
其中 ， λ为管道摩擦系数 ， L为管道总展开长度 ， Σξ1为管道总局部阻力系数 。
可见 ， 在蒸汽流速和管径相同的情况下 ， 管道的总长度越长 ， 蒸汽管道的压降就越大 。所以 ， 在进行垃圾焚烧电厂主蒸汽管道设计时 ， 若仍然采用常规的按推荐流速的方法来计算管径 ， 就可能造成主蒸汽管道压降过大 ， 汽机进气压力不足的情况发生 。
3 工程实例
那么 ， 在垃圾焚烧电厂设计中怎样避免主蒸汽管道压降过大的情况发生呢?理想的方法是根据运行中蒸汽的最大流量和允许的最大压降来反推管道的管径 ， 然而 ， 这种方法计算过程复杂 ， 并不实用 。比较简单的方法就是先跟据推荐流速初选管径 ， 然后进行压降核算或者直接选择比计算管径大一至二级的管道 。下面以浙江某垃圾焚烧发电扩建工程为例 ， 简要介绍其主蒸汽管道管径的计算过程 。
3.1 工程概况
浙江某垃圾焚烧发电厂一期工程安装了2台400t/d垃圾焚烧炉和2台7.5MW纯凝式汽轮发电机组 。其中 ， 垃圾焚烧炉额定连续蒸发量为30t/h ， 过热蒸汽出口压力为3.92MPa ， 出口温度为400℃;汽轮机额定进汽量为38.9t/h ， 主汽门前进汽压力为3.82MPa ， 进气温度为395℃ 。一期建设时在主厂房内预留了一条垃圾焚烧线的安装位置 ， 本扩建工程在预留空位上新增一台200t/d的垃圾焚烧炉 。新增锅炉的额定蒸发量为16t/h ， 过热蒸汽出口压力为4.0MPa ， 出口温度为400℃ 。现有主蒸汽管道采用单母管制系统 ， 各锅炉产生的蒸汽先汇到一根蒸汽母管 ， 再由该母管引往各汽轮机 。本次新增锅炉的主蒸汽管道接至汇汽母管的预留接口 ， 同原有锅炉蒸汽汇合后 ， 被送往汽轮机 。主厂房布置情况如图4所示 ， 可以看出 ， 本次新增锅炉距离汽轮机较远 。
3.2 主蒸汽管道管径选择
本扩建工程主蒸汽管道的设计范围为从新增锅炉过热器汇汽集箱出口至主蒸汽母管预留接口 ， 全厂约110m 。若按推荐流速的方法 ， 选取主蒸汽流速为40m/s ， 由已知蒸汽流量G =16t/h及上面公式(1)可以算出管子内径Di约为100mm 。若流速再选大些 ， 则管径可以更小 。所以 ， 此时主蒸汽管道可选用DN100或DN125的管子 。为验证管径选择是否合理 ， 对管道的压力损失进行了计算 ， 计算结果见表3-1 。可以看出 ， 当选用DN100或DN125的管子的时候 ， 此段主蒸汽管道的压降均大于0.1MPa ， 再加上蒸汽母管至汽轮机段的压降 ， 全段主蒸汽管道的压降将会更大 。为防止发生汽轮机进汽压力不足的情况 ， 设计中选用DN150的管子 ， 此时管道的压降比较小 ， 见表3-1 。
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图4 浙江某垃圾焚烧发电厂主厂房布置图
综上所述 ， 在进行垃圾发电厂主蒸汽管道设计时 ， 单纯按照推荐流速来确定管径有时并不合适 ， 尤其是在主蒸汽管道较长的情况下 。简单而有效的方法是：先按推荐流速计算管径 ， 然后选择比该计算结果大一至二级的管径作为最终的管道管径 。
当然 ， 在管道长度不变的情况下 ， 增大管径会造成垃圾电厂初始投资的增大 。但是 ， 合理增大管径能够减少介质输送过程中的能量损失 ， 降低电厂运行费用 。目前 ， 我国能源价格高居不下 ， 且不断攀升 ， 而钢材价格却比较低 ， 在这种情况下 ， 设计时适当增加管径的大小 ， 不但能够避免管道压降过大 ， 而且能减少运行费用 ， 使全厂的经济效益得到提高 。


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