徐曙光

摘 要：在电厂系统中，主蒸汽管道和再热管道是其重要构成部分，管道分布情况及材料的机械特点和高温特点对电厂机组投资有着直接影响，不仅影响着电厂经济效益，对电厂机组运行机制是否可靠也有重要影响。

关键词：火力发电厂；蒸汽管道；再热管道设计

0 前言

随着科技的不断发展，主蒸汽管道和再热管道的材料也在不断被优化。因此，就要了解什么是主蒸汽管道和再热蒸汽管道，在了解后在对其材料的选用做出探讨。主蒸汽管道主要是指锅炉过热器出口集箱到汽机自动主汽门进口的管道，高温再热蒸汽管道则主要是指锅炉再热器出口集箱至汽机中联门进口的管道。

1 主蒸汽管道和高温再热管道材料上的选择和布置方式

1.1 主蒸汽管道和再热管道常使用的材料

主蒸汽管道和再热管道最常使用的材料是钢材，由于型号的不同，主要有A335.P91、A335.P22以及12CrlMoV这三种型材[1]。A335.P91钢材是一种铁素体刚，是在A335.P9的基础上进行改良的，也是美国材料试验协会以及美国机械工程师协会要求使用的标准型钢材。现阶段，我国有很多厂家能够生产与设计适用于A335.P91钢材使用的管件。

1.2 主蒸汽管道和再热管道的材料选择

在主蒸汽管道和再热管道的布置方式上最常使用的就是已经成熟的2-1-2形式。A335.P91钢材被应用为主蒸汽管道管材以后，与主蒸汽管道管材为A335.P22钢材相比，主蒸汽主管规格就由（Di383.9*72.2）转化为（Di383.9*31），支管规格则由（Di224.02*55.5）转化为（Di224.02*29）；再热管道的主管规格由（Di634*31）转化为（ Di634*21），支管规格则由（Di508*24.8）转化为（ Di470*15）。这种情况的发生，也会使主蒸汽管道和再热管道的设计与安装发生改变，并带来一定影响。

2 主蒸汽管道和再热管道设计与安装的影响

2.1 布置方面

当A335.P91钢材应用到主蒸汽管道和再热管道以后，管道的管壁就逐渐变薄，管道外部直径就会变小，这给日后进行管道布置带来了很多方便。管壁变薄以后，管道的柔韧度得到了较大提升，管道的热补性能也得到了提升。在进行管道布置工作中，管道的应力和推力都在不断降低，管道的受力情况也得到了很大改善，确保了机组能够长久安全使用[2]。如果能够确保管道的应力，就可以将缩短管系的长度，以节约管道在电厂内部所占的空间。

2.2 管道的保温材料和支吊架方面

A335.P91钢材被应用到主蒸汽管道和再热管道以后，管道的外部直径可逐渐缩小。这样一来，即便保温厚度保持不变，保温材料与原来相比也会大量缩减。当管壁厚度变薄以后，整个管道系统的重量就会大幅度降低，这样就可以将管道的支撑结构加以转变。支吊架的负重情况也会大幅度下降，由于支吊架弹簧和恒吊规格被减小，连接管件和管件根部的材料也会减少，这样在某种程度上就能节约支吊架的构成材料和成本。

2.3 A335.P91钢材被应用以后所带来的其他影响

A335.P91钢材在温度较高的区域，允许使用应力也会升高，不仅能减小管壁厚度，还能使高温管件的结构尺寸不断缩短，这样就减轻了管道的重量，能够带来丰厚的经济效益。A335.P91钢材被应用以后还使管道的柔韧性得到了大幅度提升，整个管道系统对锅炉和汽轮机的推力有了较强的降低性，这样就在一定程度上使管道和机组设备的运行情况得到了较大改善，同时也提升了机组的安全性，延长了机组的使用年限。除了节约了支吊架材料以外，支吊架在负重结构上也得到了大量缩减，还能为锅炉炉架的整体设计带来很多好处，也就是说节省了炉架材料；此外，还可使支吊架附近的土建混凝土的负重量大大降低，节省了土建结构工程成本。

3 A335.P91、A335.P22钢材被应用以后管件的配置情况

近些年，A335.P91、A335.P22管材在我国电站工程中应用越来越广泛，相关的管件制造厂在进行300MW与600MW的机组设计时，也对这两种管材进行了专门的研究，并取得了很多成果[3]。有些厂家在关于A335.P91、A335.P22管材管件中已经通过了国家级的技术评审，并在国内进行了大量生产和应用，取得了不错的成绩。使我国具备了生产A335.P91、A335.P22管材所需要的管件的实力，A335.P91、A335.P22管件不再依赖进口，为国内工程使用这种管件提供了方便。

由此可见，A335.P91钢材被应用到主蒸汽管道以后，管材的重量得到了降低，尽管A335.P91管材的价格要比A335.P22管材价格高很多，但这能够从管道吨位、支吊架的费用和工程安装费中补充上来，成本上的投资也十分可观，同时，A335.P91管材被应用到主蒸汽管道上的所带来的经济效益也很可观。因此，建议在进行主蒸汽管道材料的选用上要使用A335.P91钢材。

当A335.P91管材被应用到再热管道以后，对管道的布置、支吊和使用都有较大好处，但这种管材的再热管道为国内电厂带来的效益较小，但这种管材的成本费用和安装费用与之前相比有了大幅度缩减。并且现阶段A335.P22钢材的价格涨幅情况与A335.P91相比速度较快。因此，如果将再热管道的材料由A335.P22换为A335.P91短期内还不合适。现阶段在电厂工程建设中，在再热管道的管材上还是要选用较为成熟的A335.P22钢材[4]。

4 结论

主蒸汽管道和再热管道的经济效益和使用是否稳定对电厂投资与生产有着重要影响，因此，其材料优化一直都是各电厂最为重视的。通过以上研究发现，在进行主蒸汽管道材料的选择上要使用A335.P91，在再热管道材料的选择上要使用A335.P22。

参考文献：

[1]王魁汉等编著.温度测量实用技术[M].北京：机械工业出版社 ，2011（12）.

[2]GB/T9222-2012.水管锅炉受压元件强度计算[S].

[3]刘加明，沈江涛，曹新天.ASME VIII-1 压力容器基本受压元件强度分析[J].化工设备与管道 ，2014，45（01）：19-24.

[4]ASME锅炉及压力容器规范国际性规范VIII第一册压力容器建造规则[S].2013.endprint