某1000MW級(jí)一次再熱機(jī)組保溫設(shè)計(jì)優(yōu)化

劉偉峰

摘 要：文章對(duì)某1000MW級(jí)一次再熱機(jī)組主要管道的保溫設(shè)計(jì)提出了優(yōu)化措施，并進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)論為采用經(jīng)濟(jì)厚度和較低外表面溫度控制相結(jié)合的方法，選用優(yōu)質(zhì)保溫材料，適當(dāng)增加高溫管道保溫厚度，降低散熱損失，可以提高機(jī)組運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；1000MW級(jí)一次再熱機(jī)組；保溫；散熱損失；經(jīng)濟(jì)厚度法

1 概述

火力發(fā)電廠的保溫設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到保溫工程的優(yōu)劣，進(jìn)而影響到全廠的熱效率，本文就全廠的保溫設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行探討。

2 保溫規(guī)程基本規(guī)定

《火力發(fā)電廠保溫油漆設(shè)計(jì)規(guī)程》（DL/T5072-2007），以下簡(jiǎn)稱規(guī)程）規(guī)定，對(duì)以下情況必須按不同要求予以保溫：（1）外表面溫度高于50℃且需要減少散熱損失者；（2）要求防凍、防凝露或延遲介質(zhì)凝結(jié)者；（3）工藝生產(chǎn)中不需保溫、其外表面溫度超過(guò)60℃，而又無(wú)法采取其他措施防止?fàn)C傷人員的部位。

3 保溫材料數(shù)據(jù)

某1000MW級(jí)一次再熱機(jī)組為華能集團(tuán)所屬工程，根據(jù)《華能火電工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則（2016版）》的要求，介質(zhì)溫度在300℃及以上，且管徑大于Ф300mm及以上的汽水管道采用硅酸鋁保溫。硅酸鋁推薦使用溫度800℃。

硅酸鋁導(dǎo)熱率參考方程如下：（1）tm≤400℃時(shí)，λL=λ0+0.0002（tm-70）；（2）tm≥400℃時(shí)，λH=λL+0.00036（tm-400）；其中λ0（70℃）W/（m·K）=0.056，（2）式中λL取tm=400℃時(shí)計(jì)算結(jié)果，tm是指保溫

層內(nèi)外表面溫度平均值。

4 保溫方案設(shè)計(jì)優(yōu)化論證

以本工程有代表性的主蒸汽、高溫再熱蒸汽、低溫再熱蒸汽和高壓給水為例，四大管道保溫設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下（管道外徑均為mm，長(zhǎng)度為兩臺(tái)機(jī)總長(zhǎng)）：（1）主蒸汽：溫度610℃，主管Ф579.3，長(zhǎng)度592m，支管Ф410.5，長(zhǎng)度88m。（2）高溫再熱：溫度627℃，主管Ф759.1，長(zhǎng)度760m，支管Ф544.6，長(zhǎng)度206m。（3）低溫再熱：溫度395.8℃，主管Ф1067，長(zhǎng)度346m，支管Ф762，長(zhǎng)度286m。（4）高壓給水：溫度315.2℃，主管Ф660，長(zhǎng)度662m。

下面將采用經(jīng)濟(jì)厚度計(jì)算法，分別將保溫結(jié)構(gòu)外表面溫度限值確定為45℃（方法1）和50℃（方法2），對(duì)這兩種方法的散熱損失和保溫初投資進(jìn)行比較計(jì)算。以高溫再熱蒸汽管道，采用單層硅酸鋁保溫為例，計(jì)算分析的過(guò)程如下表所示：高溫再熱蒸汽主管比較給出過(guò)程表，其余管道按表1參考計(jì)算。

方法1因增加保溫厚度的初投資可通過(guò)降低散熱損失（減少年標(biāo)煤費(fèi)用損失）收回，說(shuō)明方法1從電廠長(zhǎng)期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性出發(fā)有利。

將主蒸汽管道、高溫再熱蒸汽管道支管也按照上表進(jìn)行計(jì)算，可知使用硅酸鋁單層保溫時(shí)，采用保溫設(shè)計(jì)優(yōu)化（方法1）較保溫常規(guī)設(shè)計(jì)方法（方法2），雖然保溫結(jié)構(gòu)初投資稍有增加，但是增加的初投資在兩年之內(nèi)即可收回；主蒸汽管道、高溫再熱蒸汽管道兩臺(tái)機(jī)組全壽命期（按20年計(jì)）綜合收益約為209.1萬(wàn)元。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本工程主蒸汽管道、高溫再熱蒸汽管道采用經(jīng)濟(jì)厚度和較低外表面溫度控制相結(jié)合的方法計(jì)算，采用單層硅酸鋁保溫時(shí)，保溫結(jié)構(gòu)外表面溫度限值確定為45℃與50℃時(shí)相比，增加的初投資可在兩年內(nèi)收回，全壽命周期（按20年計(jì)）綜合收益約為209.1萬(wàn)元。