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1、主蒸汽管道系统,主蒸汽管道系统的范围 主蒸汽管道系统的特点 主蒸汽管道系统的基本要求 发电厂中常用的主蒸汽管道系统的形式 主蒸汽管道系统设计中的几个问题,本节需要掌握以下几个知识点,一、主蒸汽管道系统的范围,锅炉供给汽轮机蒸汽的管道，蒸汽管间的连通母管，通往用新汽设备的蒸汽支管等称为主蒸汽管道系统。如果是再热式机组，还有汽轮机高压缸排汽口至再热器入口的再热冷段管道，再热器出口至汽轮机中压缸入口的再热热段管道也属于这个范围。,输送工质流量大，参数高，用的金属材料质量高，对发电厂运行的安全性、可靠性、经济性影响大。,二、主蒸汽管道系统的特点,系统简单，工作安全可靠；运行调度灵活，能进行各种切换，便
2、于维修、安装和扩建；投资费用少，运行费用低。,三、主蒸汽管道系统的基本要求,四、发电厂中常用的主蒸汽管道系统形式,1、单元制主蒸汽管道系统,单元制主蒸汽管道系统是指一台锅炉配一台汽轮机的管道系统(包括再热蒸汽管道)，组成独立单元，各单元间无横向联系，用汽设备的蒸汽支管由各单元主蒸汽管引出,如图所示。,（1）优点：该系统具有简单，管道短，阀门及附件少，相应的管内工质压力损失小，运行操作少，检修工作量少，投资省，散热损失小，便于实现集中控制，再加上采用优质合金钢材，系统本身的事故可能性小，安全可靠性相对较高，如果发生事故只限于一个单元范围内等优点。（2）缺点：不具备调度灵活条件，负荷变动时对锅炉燃
3、烧调整要求高，单元系统内任何一个主要设备或附件发生事故，都会导致整个单元系统停止运行，机炉必须同时进行检修等。（3）使用范围：根据DL 5000-94火力发电厂设计技术规程中规定，对装有高压凝汽式机组的发电厂，可采用单元制系统。对装有中间再热凝汽式机组或中间再热供热式机组的发电厂，也应采用单元制系统。,2、切换母管制主蒸汽管道系统,每台锅炉与它对应的汽轮机组成一个单元，正常时机炉组成单元运行，各单元间还装有切换母管，每个单元与母管连接处，另装一段联络管和三个切换阀，当需要时切换运行，这样的主蒸汽管道系统称为切换母管制系统，如图所示。,在切换母管制系统中，减温减压设备等都与母管相连。母管通流量一
4、般按照通过一台锅炉的供汽量进行设计。为便于母管本身的检修，电厂将来扩建不致于影响原有机组、设备的正常运行，机炉台数较多时，也可用两个串联的关断阀将母管分段。切换母管正常运行时处于热备用状态。（1）优点：可切换运行，电厂机炉台数较多时可充分利用 锅炉的富裕容量，具有较高的运行灵活性，有足够的 运行可靠性，各锅炉间的负荷可进行最佳负荷分配。（2）缺点：阀门多、管道长、系统复杂，管道本身事故可 能性大。（3）使用范围：根据DI5000-94中规定，对装有高压供热式 机组的发电厂和中、小型发电厂，因参数不高、阀门 管道投资相对较少，采用切换母管制系统。,发电厂所有锅炉生产的蒸汽都送到集中母管中，再由集
5、中母管把蒸汽引到各汽轮机和辅助用汽设备去的蒸汽管道系统，称为集中母管制主蒸汽管道系统，如图所示。,3、集中母管制主蒸汽管道系统,（1）分段阀的作用：单母管上装有分段阀，一般分为两个以 上区段。分段阀采用两个串联的关断阀，其作用是当系 统局部发生故障或局部检修时，用分段阀隔开，同时也 便于分段阀本身检修，其它部分仍可正常运行。正常运 行时分段阀是打开的，单母管处于运行状态。（2）特点：系统比较简单，布置方便。但是与切换母管制相 比，其运行调度不灵活，缺乏机动性。当母管分段检修 或与母管相连的任意一阀门发生事故时，与该段母管相 连的锅炉和汽轮机都要停止运行。（3）使用范围：这种系统只有在锅炉和汽轮
6、机的单位容量和 台数不配合或装有备用锅炉已建成的热电厂中采用，以 后建电厂不再采用。,五、主蒸汽管道系统设计中的几个问题,根据DL 5000-94中规定，对第一台新设计的汽轮机组，其主蒸汽、再热蒸汽等管道的管径及管路根数，应经优化计算确定。但因生产大口径无缝钢管困难，又要节约进口钢管资金，国产机组发电厂中主蒸汽管道多采用双管系统，于是在两管中出现汽温偏差和压损问题，为提高热经济性，保证安全性，必须将汽温偏差和压损控制在允许范围内。,1、压损和汽温偏差的限定,主蒸汽和再热蒸汽管道压损过大，会降低汽轮机的出力，降低机组的热经济性。在作自动主汽门全关试验时，阀座前后压差过大，使自动主汽门不能重新迅速
7、开启，导致再热器安全门动作，降低机组出力，造成工质和热量损失。所以主蒸汽和再热蒸汽管道压损要在规定的范围内。进入汽轮机左右两侧高、中压主汽门蒸汽温度偏差超出允许值，汽缸等高温部件出现受热不均，引起汽缸扭曲变形，甚至摩擦轴封，造成高温部分产生较大的热应力，威胁汽轮机安全运行。国际电工协会规定的最大允许温度偏差：持久性的为15，瞬时性的为42。,2、降低压损和汽温偏差措施,（1）采用双管（再热机组双管制主蒸汽管道系统）,随着机组容量不断增大，蒸汽参数也越来越高，为了避免采用厚管壁大直径的主蒸汽管和再热蒸汽管，减少对价格昂贵进口耐热合金钢的要求，还要降低管道压损，我国目前主蒸汽管多采用双管系统(如1
8、25MW、200MW机组)，再热蒸汽管也采用双管系统(如200MW机组)。有的机组在靠近主汽门两侧主蒸汽管之间加装联络管(如200MW机组)，以减少两侧汽温偏差，并保证一个自动主汽门作全关试验时压损在允许范围内，如图所示。,（2）采用单根蒸汽管系统,单管双管系统,双管单管双管系统,双管主蒸汽，双管单管双管再热蒸汽系统,（3）采用混温装置 为使进入汽轮机左右两侧蒸汽温度偏差在规定范围内，进入之前要充分混合，可采用两进两出蒸汽管的四通混合联箱，如意大利进口的125MW机组。也可采用球形五通，进汽管两根，出汽管三根，其中一根管与旁路相连，汽温偏差可控制在10以内，如从意大利引进的300MW机组。（4）减少自动主汽门作关闭试验时的压损 当机组带负荷运行时一个自动主汽门作全关试验，此时通过正在工作的自动主汽门和管道的流量是正常的两倍，压损不大于8，在此流量下从锅炉至自动主汽门管道压损不大于6，这样在带负荷运行条件下，作其中一个自动主汽门全关试验，两侧的总压损在14左右，仍小于设计为15额定压力值，自动主汽门可以重新迅速开启。（5）采用最少的管制件 在保证运行安全可靠、经济的条件下，尽量减少管制件，以降低局部阻力损失。如主蒸汽管道上的流量测量孔板改用喷嘴或文丘里管。主蒸汽管上也可不装关断阀。,
