发电厂的阀门和管道.ppt

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1、第一节 管道的技术规范,一、汽水管道对电厂安全可靠性的影响 发电厂高温高压汽水管道处在蠕变温度以上工作，在启停过程中经受着交替的大温差变化，受力和结构比较复杂，工作条件极差。管道运行的安全与否，不仅涉及管道本身，同时也影响到所连接的主、辅设备的安全。二、汽水管道对电厂经济性的影响 现代大型发电厂管道总长度可达数万米，总重量可达数百吨甚至上千吨，其中昂贵的高级耐热合金钢占有相当的比例，使管道费用在电厂投资中占有很大比重。汽水管道在运行中的散热、泄漏和压降损失都在不同程度上影响电厂运行的热经济性。,第一节 管道的技术规范,三、汽水管道的组成 发电厂汽水管道是由管子、管子连接件(弯头、三通、大小头、

2、堵头、法兰等)、阀门、管道支吊架、热补偿装置、测量装置、保温材料等组成。四、汽水管道的基本要求 对发电厂汽水管道组成的基本要求是：运行安全可靠，灵活方便，投资少，运行费用低。,管道类别,管道类别,按工作压力分（见教材）,按制造方法分：,公称压力,公称压力：对同一材料，不同的温度下管道允许的工作压力，都折算成某一温度下的允许工作压力，并以此表示管道的承压等级，称这一压力为公称压力，记PN。公称压力与管道的工作温度和允许工作压力有关，是二者的组合参数，表示了管道的承压等级。,设计压力,设计压力 设计压力一般是指管道运行时介质的最大工作压力。国产机组主蒸汽管道的设计压力，取用锅炉过热器出口的额定工作

3、压力。引进国产300MW、600MW机组及部分进口机组，允许超压5运行，故管道设计压力还应加上5的超压值。,设计温度,二、设计温度 设计温度一般是指管道运行时介质的最高温度。主蒸汽和高温再热蒸汽管道的设计温度，应分别取用锅炉额定蒸发量时过热器、再热器出口的额定工作温度，再加上锅炉正常运行时允许的温度偏差值。温度偏差值可取5。三、设计压力和设计温度的表示方法（见教材）,水压试验,水压试验用于检验管道的强度和检验管系的严密性。水压试验的压力要求水质要求主蒸汽和再热蒸汽管道的所有焊缝可以采用无损探伤代替水压试验进行严密性试验。,公称直径：国家标准规定管道的内径等级作为公称直径，是进行管子设计、制造及

4、管件连接时采用的基本尺寸。它是名义上的计算直径，一般并不等于管子的实际内径。对于同一材料、同一公称直径的管子，随着公称压力的升高、壁厚的增大，管子的实际内径与公称直径的差距也越来越大。,表示方法：DN XXX,2、管道材料,常用管材钢号及推荐使用温度表,选择依据：管内介质的最高工作温度,4、管道附件,第一节复习,知识点：设计压力 设计温度 设计压力和设计温度的表示方法 公称压力 公称直径 常用管材钢号及使用温度,第二节 管道的支吊架和管道的补偿,一、管道支吊架的作用是：1、承受管子、附件、保温结构、管内介质重量；2、固定管子，承受弹簧支吊架预压弹簧所产生的作用力，弹簧支吊架转移至刚性支吊架的转

5、移荷重，活动支吊架的摩擦作用力，管道热胀或冷缩所产生的作用力和力矩，管内介质所产生的作用力(排汽管和装有波型或套筒补偿器的管道)；3、合理的分配以上各种力，以满足管道热补偿及位移的要求，减少运行中管道振动。,二、管道支吊架包括支架和吊架，支吊架用包箍或焊接与管道相连。支吊架的种类有如下几种：(一)管道支架 管道支架有固定支架、活动支架和弹簧支架等。固定支架是固定管子用的。应用在管道受热膨胀时不允许发生任何方向位移和转动的支撑点，承受着管子、附件自重，保温层和管内介质重量以及作用力和力矩。活动支架不仅要承受管道的重量，同时还要在管道运行中温度变化时，限制管道位移的方向，使支持点能按规定的方向移动

6、。,管道支架选用原则：1、对由于摩擦产生的作用力，无严格要求时，采用滑动支架。2、要求减小管道轴向摩擦力时，采用滚柱支架。3、要求减小管道水平位移摩擦力时，采用滚珠支架。如果水平管道只有一个方向上的水平位移时，采用导向支架。4、管道有垂直位移支撑点时，可采用弹性支架。弹性支架如果还有水平位移时，可加柱滚或滚珠盘。,(二)管道吊架 管道吊架有普通吊架、弹簧吊架等。普通吊架可保证管道悬吊点所在水平面内自由位移。弹簧吊架通常用于自然补偿具有复杂位移的管道，可保证悬吊点在空间任意方向位移。当管道有垂直位移时，采用弹簧吊架。如还有水平位移时，可采用加滚柱或滚珠盘的弹簧吊架。,(三)恒力支吊架 恒力支吊架

7、适用于高温高压，冷热态温差变化大，热位移大的管道，在管道运行时承载能力不变或变化很小。通常应用在限制转移载荷或垂直上下位移各约60mm、90mm以上的支吊点上。,管道支吊架,支架,吊架,三、高压管道支吊架的工作特点：1、高压管道支吊架不但要承受很大的管道自重荷载，而且管道的热胀位移值很大，热位移受阻，则产生巨大的推力和力矩，不论是对支吊架的布置，或由此产生的管道应力都是计算复杂化。2、对于较长的高压管系必须采用部分固定支架和在适当的部位采用导向装置，为了稳定管线和控制热位移量，还得采用限位支架。,思考,为什么现场布置的热力管道明明可以直线布置而却总是上下弯曲布置？,管道的膨胀及补偿装置,1、管

8、道的热膨胀与热应力,管道的热伸长值：,管道两端固定时，由于膨胀产生的压缩应力：,热膨胀对两端固定点的推力：,其中，,管材的线膨胀系数，m/(m.),弹性模量，Pa,2、影响热应力的因素,温差的影响 管道弹性的影响 管道受到的约束（支吊架的影响）,增大管道弹性是降低热应力和推力的有效手段。管道弹性取决于管材的物理特性、管道的几何特性以及管系布置结构形状（可人为改变）。,3、管道的补偿,定义：吸收管道热膨胀、减小管道热应力及作用力的措施，常用方法有热补偿和冷补偿。,常用补偿器,6、管道的涂色,第二节复习,知识点：1、分别了解支架的类型、吊架的类型，以及各自的作用2、影响管道热应力的因素有哪些？3、

9、吸收管道热膨胀、减小管道热应力措施是什么？4、热力管道的补偿方法有哪些？,第三节 发电厂的阀门,主要内容1、阀门的分类及结构2、电厂关断用阀门3、电厂调节用阀门4、电厂保护用阀门5、汽轮机旁路系统控制阀6、阀门的运行维护,1、阀门的分类,分类：按结构分：截止阀、闸阀、旋塞阀；旋启阀、蝶阀 按用途分：关断用阀门、调节用阀门、保护用阀门 驱动方式：手动阀、电动阀、液动阀、气动阀,1、阀门的型号,按JB308-75标准，阀门型号编制方法为七个单元，用来表示阀门类别特点、选用的材料性质等。见教材,1、阀门的结构,结构：阀体、阀盖、阀杆、填料、阀瓣与密封面、驱动装置,1、关断用阀门：截止阀、闸阀,截止阀

10、：利用装在阀杆下面的阀瓣与阀体上的阀座相互配合来开关阀门。优点：结构简单，密封性能好，开启高度小，制造维修方便。缺点是：流动阻力大，开关力大，使得其公称直径限制在200nun以下。在管子管径较小，且要求有较好的关闭严密性时，多采用截止阀。,闸阀：是在阀体内设置与介质流动方向垂直的平面圆盘闸板，靠闸板的升降来启闭介质。优点是：流动阻力小，开启、关闭省力，介质可以两个方向流动，外壳长度方向尺寸较小，对温度、压力及直径的使用范围较宽。缺点是：闸阀的制造与密封复杂，高度方向尺寸较大，密封面易磨损，检修工作量大等。,截止阀、闸阀的注意事项,闸阀和截止阀 闸阀和截止阀是用来切断或接通管道中的汽水通路，在较

11、小的管径通道中，要求有较好的关断密封性时(疏水阀、放泄阀)，多选用截止阀。在蒸汽管道和大直径给水管道中，由于阻力一般要求较小，应选用闸阀。为使大管径上的阀门容易开启，常常要装一个尺寸较小的旁路门。运行中闸阀和截止阀要处于全开状态，停止运行时，要处于全关状态。为保持闸阀和截止阀的严密性，绝不准许做调节流量和压力用。,33,34,2、调节阀门：节流阀,调节阀门节流阀用来调节介质流量和压力；减压阀可自动地将介质压力减到所需数值；调节阀用来调节介质流量的。这些阀门都属于调节用阀门，在运行中要经常开关，为防止漏泄不严密，在调节阀门之前要串联关闭阀。开启时，先全开关闭阀而后再开启调节阀，关闭时，先关闭调节

12、阀而后再关闭关闭阀。,3、电厂调节用阀门,38,2.3 止回阀止回阀的作用是只允许介质向一个方向流动，而且阻止方向流动。通常这种阀门是自动工作的，在一个方向流动的流体压力作用下，阀瓣打开；流体反方向流动时，由流体压力和阀瓣的自重合阀瓣作用于阀座，从而切断流动。包括旋启式止回阀和升降式止回阀。,39,40,41,2.4 蝶阀蝶阀的蝶板安装于管道的直径方向。在蝶阀阀体圆柱形通道内，圆盘形蝶板绕着轴线旋转，旋转角度为090之间，旋转到90时，阀门则是全开状态。蝶阀结构简单、体积小、重量轻，只由少数几个零件组成。而且只需旋转90即可快速启闭，操作简单。蝶阀处于完全开启位置时，蝶板厚度是介质流经阀体时唯

13、一的阻力，因此通过该阀门所产生的阻力很小，故具有较好的流量控制特性，可以作调节用。,42,43,44,2.5 球阀球阀是由旋塞阀演变而来。它具有相同的旋转90度的动作，不同的是旋塞体是球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。当球旋转90度时，在进、出口处应全部呈现球面，从而截断流动。,45,球阀只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。完全平等的阀体内腔为介质提供了阻力很小、直通的流道。球阀最适宜直接做开闭使用，但也能作节流和控制流量之用。球阀的主要特点是本身结构紧凑，易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷、乙烯、

14、树脂等。球阀阀体可以是整体的，也可以是组合式的。,46,47,2.6 隔膜阀隔膜阀是用一个弹性的膜片连接在压缩件上，压缩件由阀杆操作上下移动，当压缩件上升，膜片就高举，形成通路，当压缩件下降，膜片就压在阀体上，阀门关闭。此阀适用于开断、节流。隔膜阀特别适用于运送有腐蚀性、有粘性的流体，而且此阀的操作机构不暴露在运送流体中，故不会被污染，也不需要填料，阀杆填料部分也不会泄漏。,48,堰式隔膜阀,直通式隔膜阀,49,50,51,安全阀：,5、汽轮机旁路系统控制阀,6、阀门的运行维护,在每次开启蒸汽阀门之前，必须按升温要求预热阀门，升温速度不能过快，避免热冲击，同时开启疏水阀，将凝结水排出。在每次开

15、启水阀门时，要防止水冲击现象发生。关断用阀门，不能作为调节阀使用，应处于全关或全开位置，否则将损坏密封面。在阀门关闭时，如果密封面处有缝隙，介质将从缝隙间高速流出，从而加速密封面的损坏。对于高温高压的阀门，要经常检查其保温状况，如果阀门本体保温脱落，要及时处理。没有保温的阀门，在运行中其外表面温度比阀门内表面温度低，会产生温差，出现热应力；当阀门关闭时，阀门外壳冷却得快，而阀杆与阀瓣冷却得慢，使得阀杆与阀瓣处于受压状态。如果压缩应力过大，会使阀杆弯曲，并产生永久变形。为了保证阀门经常处于良好状态，能够在必要时紧急开启或迅速关闭，须定期对阀门进行开关试验。在运行中做阀门开关试验时，一定要做好安全

16、措施，以免影响正常运行。,6、阀门操作注意事项,识别阀门的开关方向。一般手动阀，手轮顺时针旋转方向表示阀门关闭方向，逆时针方向表示阀门开启方向，有个别阀门方向与上述启闭相反，操作前应检查启闭标志后再操作，旋塞阀阀杆顶面的沟槽与通道平行，标明阀门在全开位置，当阀杆旋转90，沟槽与通道垂直，标明阀门在全关位置，有的旋塞阀以扳手与通道平行为开启，垂直为关闭。三通、四通的阀门操作应按开启、关闭换向的标记进行。用力要适当，操作阀门时，用力过大过猛容易损坏手柄，手轮，擦伤阀杆和密封面，甚至压坏密封面，切勿使用大扳手启闭小的阀门，防止用力过大，损坏阀门。,6、阀门操作注意事项,3、开启蒸汽阀门前，必须先将管

17、道预热，排除凝结水，开启时要缓慢开启，以免产生水锤现象，损坏阀门和设备。4、闸阀、截止阀类阀门开启到头，要回转1/41/2圈，有利于操作检查，以免拧得过紧，损坏阀件。5、人员操作阀门时，应站在阀门的一侧，尤其是操作高温高压阀门时，严禁将身体正对着阀门操作，以防阀门盘根汽水泄露烫伤或射伤工作人员。6、在操作两个串联的一、二次门时，如排污门、疏水 门等，应先开一次门后再逐渐全开二次门，特殊情况下需用二次门调节时，必须全开一次门，关闭时相反。7、电动阀门打不开，（经常还是偶尔）,第三节复习,知识点：1、电厂常用的阀门各自的特点？2、阀门操作注意事项？,第四节、管道的保温技术,管道保温,发电厂中外表面

18、温度高于50、需经常操作维修的设备和管道一般均应保温。保温的作用.对保温材料的要求.,第五节 管道的运行与维护,主要内容1、凝结水管道和给水管道清洗的流程和工序2、蒸汽管道的吹扫方法和流程3、管道在机组各种运行工况下的运行维护方法4、管道的防腐蚀方法,1、凝结水管道清洗的流程和工序,冲洗范围：凝汽器、凝结水泵、轴封加热器、低压加热器、除氧器等的冲洗。冲洗方式：先采用干净的工业水进行开路冲洗，后采用除盐水进行闭路循环冲洗。开路冲洗流程：冲洗水由凝汽器经凝结水泵、轴封加热器、低压加热器，进人除氧器，经放水管排走。闭路循环冲洗的流程：冲洗水由凝汽器经凝结水泵、轴封加热器、低压加热器，进人除氧器，再由

19、除氧器水箱的临时回水管返回凝汽器，构成闭式循环。,2、给水管道清洗的流程和工序,冲洗范围：除氧器、给水泵、高压加热器及高压加热器至省煤器人口阀前的管道。冲洗前，需在省煤器前接一临时管道，用于冲洗水的排放。为了进行给水管道的冲洗，应先试运给水泵。冲洗流程：首先采用水质符合要求的软化水进行冲洗，再用除盐水进行冲洗。把除氧器水箱作为冲洗水箱，注人合格的冲洗水，将给水泵投人运行，逐渐使其达到最大流量，对给水管道系统进行清洗。开始时，不包括高压加热器冲洗，先冲洗旁路，再投人高压加热器进行冲洗。当排水与人日水的水色和透明度目测一致时，即可停止冲洗。,3、凝结水和给水管道的化学清洗,一般化学清洗工序：水清洗

20、碱洗水冲洗酸洗水冲洗中和钝化处理,4、蒸汽管道的吹扫,范围：过热器、再热器、主蒸汽管道和再热蒸汽管道,目的：（1）是利用蒸汽在管内高速流动对杂物产生的冲刷力，把管内的杂物冲走；（2）是利用金属与附着杂物热膨胀系数的差异，产生相对位移，使釉附在管壁上的焊渣、氧化铁皮脱落，随蒸汽带走。,方法：稳压吹管法、蓄能吹管法和稳压蓄能联合吹管法（1）稳压吹管法是在吹管时尽量保持压力、温度、流量近似不变，它适用于任何形式的锅炉。吹管时要加强炉膛的燃烧，吹管一般以锅炉主汽门为控制阀门，吹管时间为 1020min。,（2）蓄能吹管法是在吹管前将锅炉点火，并升压到一定的压力，在吹管时锅炉灭火，利用锅炉的蓄热短时释放

21、，提高吹管流量。吹管时尽快全开控制阀，当压力下降到一定值时关闭控制阀，重新点火升压，准备再一次吹管，经过多次吹管，直到合格为止。,（3）稳压蓄能联合吹管法是以蓄能吹管为主，在蓄能吹管之前增加一段时间的稳压吹管。,5、管道的运行维护,启停注意事项：（1）蒸汽管道在开始投人时，要避免温度的急剧升高；机组启动时，对于高温蒸汽管道要进行充分的暖管，同时严格控制其温升率，并加强疏水的排放，以防止过大的热应力和水击现象的发生。（2）在启动暖管过程中，应检查确认：管道的支吊架工作正常，管道膨胀良好，管道无晃动或振动，管道内没有冲击声，法兰和阀门等处无泄漏。（3）在停机过程中，也要注意控制蒸汽管道的温降率，使

22、之在规定值以内，并进行充分的疏放水，同时加强对管道的监视和检查。（4）水管道的投人要注意把管内的空气排净，缓慢向管内充水，并避免发生水锤现象，因为这种水冲击的力量很大，往往能破坏阀门和设备。,正常运行维护：正常运行中，要注意蒸汽参数的变化，一般要求主蒸汽管道不能超温超压运行，同时应避免温度的频繁变化。按规定：蒸汽压力允许在额定值土0.2MP。范围内变化，超过0.20.5MPa时，要采取措施降低压力。蒸汽温度允许在额定温度上 5范围内变化，超过10以上，或在这一温度下运行1030min后仍不能恢复正常时，要停止运行。而且这种情况全年累计数不应超过20h。运行人员应记录好蒸汽管道的年累计运行时间，

23、启停次数和超温、超压等情况。应定期检查汽水管道的运行情况，注意水击现象的发生。管道的保温应完整，不应有脱落或裸露现象。定期检查管道的支吊架、法兰、阀门及膨胀情况。在降雨期间应加强露天布置管道的检查，在冬季应做好管道的防冻工作。,6、管道的防腐,防腐蚀方法：干保护法、充满水保护法、干燥济法、气相防腐济法（1）在管道停运后，立即放水，如果汽水管道介质温度较高，可以带压放水，利用管道的余热将金属表面烘于，然后在管道内充以纯度在 99以上的氮气，以阻止空气渗人。（2）充满水保护法是利用保护性水溶液充满停用后的管道内，以杜绝空气中的氧气进人管道。一般常用的药剂为氨和联氨，其浓度达到 200300mgL，pH值10。在大气温度不低于0以下时，可以采用充满水保护法，若大气温度可能降至 0以下时，则必须采用干保护法。（3）干燥剂法是采用吸湿能力很强的干燥剂吸收管内水分，保持管内于燥，从而防止腐蚀。（4）气相防腐剂在常温下能缓慢地挥发，并扩散到金属表面而对金属起保护作用。,