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电厂保温设计方案

1引言

按《设备及管道绝热技术通则》GB/T4272-2008的要求,当外表面温度高于50℃且需要减少散热损失的设备和管道必须进行保温。

2保温材料性能要求

导热系数是评价保温材料优劣的重要指标,随着密度和温度的变化而变化;密度也是保温材料的重要性能指标之一,通常密度越小,导热系数就越小。保温材料的选择,在保温材料性能满足工艺要求的前提下,应选用导热系数低、密度小、经济合理、施工方便、便于维护的保温材料。而且,保温材料及其制品的允许使用温度应高于介质的最高温度。

3保温计算要求

为减少保温结构散热损失,保温层厚度应按“经济厚度法”计算。根据《火力发电厂保温油漆设计规程》DL/T5072-2007的要求,当环境温度不高于27℃时,设备和管道保温结构外表面温度不应超过50℃。而且外表面散热损失满足《设备及管道绝热技术通则》GB/T4272-2008的要求。

4锅炉、汽轮机及四大管道的保温

4.1锅炉保温。锅炉是机组的重要组成部分,合理的保温结构和良好的施工工艺是保证锅炉机组正常运行的必要条件,锅炉保温的基本作用是对锅炉的管道、烟风道等进行绝热,减少其散热损失。锅炉保温分为耐火层和保温层,耐火层一般选用耐火浇注料和耐火可塑料等,起到保护保温材料或金属密封板的作用;保温层以选用轻质保温材料为主,如复合氧化铝梳型砖、硅酸铝耐火纤维毯、耐高温玻璃棉,以减少散热损失。保温层施工范围包括锅炉四侧水冷壁、后烟井四侧包覆墙、炉顶大罩壳、大风箱、锅炉范围内的汽水管道及烟道。保温层采用保温支撑钩钉配合自锁压片固定形式。4.2汽轮机保温。汽轮机保温质量的好坏,直接影响汽轮机的热效率和寿命,在汽轮机频繁启动试运行阶段表现更突出。良好的保温可以减少汽轮机启动、运行和停机时,上、下、左、右缸温差,确保机组安全、可靠地在上述工况下运行,同时可以减少汽轮机本体及其管道表面的散热损失,提高机组的热效率。4.2.1汽轮机保温工艺。4.2.1.1传统式保温。传统式保温大多使用硅酸铝或岩棉等保温材料,采用多层包裹式的一种汽轮机保温形式。虽然传统式保温易产生汽轮机表面包裹不均,从而造成缸体表面温度不均,保温后平均温度偏高,热能大量流失的缺点,但是由于传统保温形式具有投资少,易安装的优点,目前仍被大量使用于300MW、600MW及以下机组。4.2.1.2可拆卸式保温。可拆卸式汽轮机保温仓是把汽轮机的保温分成了若干块保温组件组成,每一块组件由保温层、保护层、不锈钢网、刺钉、搭扣和把手等构成。为了确保安装便捷,每一块的设计重量不超过35kg。两块之间采用先进的可调节不锈钢搭扣连接,连接快速、牢固。在两块之间的间隙中铺有硅酸铝保温薄板,硅酸铝薄板用特种高温粘合剂粘贴在玻璃钢保护层的侧壁上,用来起密封作用。再加上每一块上的搭接边使得密封更严密,确保热量不外泄。4.3四大管道保温。随着机组参数提高、容量增大,高温管道的保温,尤其是四大管道的保温已经成为影响火力发电厂安全经济运行的重要因素。为节省投资,目前运行机组的四大管道的保温材料:当介质温度低于350℃时,采用岩棉制品;当介质温度高于350℃时,采用硅酸铝或硅酸铝和岩棉的复合保温。4.3.1四大管道保温工艺。(1)根据《火力发电厂保温油漆设计规程》,介质温度小于350℃时,采用单层保温;介质温度高于350℃时,采用耐高温材料或复合保温。适用于高温段的保温材料有硅酸铝制品和硅酸钙制品等,可以单独使用,也可以在经济技术比较合理时,选择硅酸铝复合保温。(2)四大管道保温材料常用的结构型式有管壳和毡两种。保温管壳施工方便,能够精确控制保温厚度,但运输不便,运输费用较大。毡具有运输方便,但施工量较大,不便于精确控制控制保温厚度。4.3.2保温层厚度计算方法的选取。保温层厚度的计算方法可分为经济厚度法、表面温度法和热平衡法。保温层厚度的计算,对于单层保温,保温层厚度按经济厚度法计算;对于复合保温,内层厚度按表面温度法计算,外层厚度按经济厚度法计算。经济厚度法的数学模型是:将管道散热损失年费用函数与管道保温结构投资年费用函数相迭加,生成的以保温厚度为函数的保温费用函数,该函数的最小极限值所对应的保温层厚度为最佳经济厚度。4.3.3四大管道的保温厚度计算。对高温的主汽、热段及冷段分别按单层硅酸铝纤维管壳以及硅酸铝纤维管壳和岩棉管壳的复合保温,用经济厚度法计算管道的保温厚度,并用27℃的环境温度进行校核,得出满足环境温度为27℃时,保温结构外表面温度小于50℃的保温厚度以及其他参数,对温度较低的高压给水采用岩棉管壳保温,用经济厚度法计算管道的保温厚度。最终得出四大管道保温厚度及其他各参数,见表1。

5结语

根据前面的论述,锅炉的保温,采用分区域保温,主保温材料采用硅酸铝耐火纤维毯和高温玻璃棉板。汽轮机采用可拆卸式保温。高温的四大管道采用硅酸铝纤维管壳与岩棉管壳的复合保温,低温的四大管道采用岩棉管壳单层保温。

【参考文献】

[1]中华人民共和国行业标准.火力发电厂保温油漆设计规程[S].DL/T5072-2007.

[2]中华人民共和国国家标准.设备及管道保温设计导则[S].GB/T8175-2008.

[3]中华人民共和国国家标准.设备及管道保温设计通则[S].GB/T4272-2008.

作者:余磊波 单位:国核电力规划设计研究院有限公司

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