电厂循环水管道的相关设计,电厂循环水管道的相关设计.docx

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电厂循环水管道的相关设计

王兰I 李学民2王淑红I

（1.中机国能电力工程有限公司上海200061;2.中国建筑第二工程局有限公司上海200135）

摘要：

电厂狮环水管用于向主厂房内的爰汽器输送冷却水，并将换热后的排水输送至冷却设施。

火电厂循环水管道的设计，包括管道在总平面中的定位、管径及管材的确定、管道壁厚和加肋的设计及循环水管道附属设施的设计。

相对电厂内其他厂区管道而言，楣环水管道管径及埋深较大，应力求管线长度最短，水力损失最小，以减小循环水泵功率及降低运行费用.该文简述了某电厂循环水管道的设计工艺，并通过经济技术对比介绍了改性环氧漆在电厂所环水管道防腐中的应用。

关键字：

循环水管环羲煤沥青漆改性环氧漆回填水压试验

中图分类号：

TU27 文献标识码：

A 文章编号-1672-3791（2015）01（a）-0079-02

图1循环水管基坑典型剖面图

电厂中凝汽器的低温状态是由冷却水循环来保证的，冷却水的冷却过程是电力生产中十分重要的过程。

循环水管承担了电厂冷却水载体的功能，至关重要，该文就某电厂循环冷却水系统循环水管的相关设计做个介绍。

1系统描述

某300MW电厂供水系统采用以自然通风冷却塔为冷却设备的扩大单元制循环供水系统。

每台机组配1座自然通风冷却塔，2台循环水泵。

2台机组在冷却塔前合建1座循环水泵房，每座冷却塔至循环水泵房段采用2条回水沟。

考虑到运行及检修的灵活性以及冷却塔在冬季防冻的要求，在2台机组循环水进水管上及回水管上设联络管，2座冷却塔水池之间设联络沟。

每台机组冷却塔设1根旁路压力回水管，管径为DN1400.回水管入口处设置阀门。

夏季运行时，旁路管上的阀门处于关闭状态，冷却水经淋水填料冷却后，由回水沟回到循环水泵入口；冬季运行时，在热泵未投入使用时，循环水正常上塔运行，在气温较低时，开启DN1400旁路管阀门，关闭DN2400上塔管阀门，回水直接进入冷却塔集水池，再由回水沟进入循环水泵入口。

循环冷却水由设在循环水泵房内的循环水泵提升后经压力管道送入凝汽器进行热交换。

夏季运行时，经热交换后的循环冷却水由循环水压力管道送入冷却塔进行冷却；冬季运行热泵投入使用时，冷却塔进水阀门关闭，2台机组循环水回水进入热泵机组进行热交换。

剩余循环水回水通过冷却塔旁通管进入冷却塔水池，热泵出水通过热泵回水管排入冷却塔回水沟。

辅机冷却水，从循环水给水管上吸取，经过辅闭式冷却系统，进行热交换后，再由压力管道送入冷却塔进行冷却。

循环水系统流程为：

循环水泵房一压力钢管一凝汽器/开式水一排水管一自然通风冷却塔一循环水回水沟一循环水泵房。

2循环水进排水管沟布置

循环水钢管采用Q235B材质，内外壁均采用防腐涂料保护，并考虑2mm腐蚀余量。

循环水进水管自循泵房至厂区内主厂房两台机组凝汽器进口压力钢管采用2根，管径为DN2400,进出主厂房的管道为DN1800,排水管在A排前进入排水总管，循环水排水管将升温后的水送至冷知塔进行冷却，排水管规格及管材与压力钢管同。

冷却塔到循环水泵房采用排水沟。

DN2400循环水钢管壁厚均为14mm；DN1800钢管钢管壁厚均为12mmoD2440x14循环水压力钢管：

刚性环采用14a,刚性环间距为2000mm,过道路段刚性环间距为1000mm；D1840X12循环水压力钢管:

刚性环采用12.6a,刚性环间距为2000mm,过道路段刚性环间距为1000mm。

为防止附着物生长和繁殖，循环水需加氯处理，在冷却塔回水沟设加氯点。

3循环水管设计地面荷载

道路段设计地面荷载按0.06MPa考虑。

为此，现场需在施工重件过管、沟处采取路基箱等适当保护措施，严格控制施工荷载V0.06MPa。

非道路段设计地面荷载按0.02MPa考虑。

4循环水管的焊接

循环水管的钢材采用Q235B,采用的电焊条可选用E4303,焊丝可选用H08MnA,或其他与母材的金属性能和化学成分相当且工艺性能良好的型号，同样需有出厂检验合格证，若无此证或对其质量有怀疑时，应

表1 涂料型号及规格

部位

品种

涂料名称

干膜厚（顷）

道数

稀释剂

埋地

底漆

Jotamastic87改性耐磨环氧漆

300

1道

Jotunthinner17

钢管

面漆

Jotamastic87改性耐磨环氧漆

300

1道

Jotunthinner17

外壁

Total:

600

共2道

钢管

底漆

Jotamastic87Al改性耐磨环氧铝粉漆

250

1道

ThinnerNo.l7

内壁

面漆

Jotamastic87Al改性耐磨环氧铝粉漆

250

1道

ThinnerNo.17

Total:

500

共2道

工业技术

按批号抽查试验，合格者方可使用。

5循环水管防腐处理

涂料设计保护年限20年，具体防腐涂料型号及规格参见表1。

改性环氧漆与传统环氧煤沥青漆相比具有以下优势。

（1） 环氧煤沥青漆含煤焦油，刺鼻、污染环境，有害。

施工过程中，工人对沥青漆特有的恶臭非常厌恶，人体短时间接触沥青成分的烟和蒸汽会导致鼻、眼、候不适，头痛恶心等。

长时间接触高浓度蒸汽甚至还会导致内部器官损害，致癌等。

改性环氧漆属于环境友好型，甚至可以用于饮用水管道等。

（2） 环氧煤沥青漆特加强级防腐施工为底漆-面漆-玻璃布-面漆-玻璃布-面漆-面漆，工序复杂繁琐。

改性环氧漆仅需两道成膜，简单快捷。

由于施工场地的限制，涂料要易于施工，改性环氧漆施工道数少，施工周期短，无需外加玻璃布加强，使漆膜受气候因素，施工因素等外部因素影响更少，更能保证漆膜质量。

（3） 环氧煤沥青漆本身材料单价方面优于改性环氧漆，但综合考虑施工时间，材料耗量等，改性环氧漆综合单价却优于环氧煤沥青漆。

（4） 环氧煤沥青漆在性能维护方面，修补复杂，而改性环氧漆修补简单。

在火力发电厂的钢质埋地循环水管壁防腐涂层中，从沥青漆、环氧煤沥青漆、改性环氧漆等涂料都有应用，但改性环氧漆以其优异的超长期防腐蚀耐久性能，在近年来国内的许多火力发电厂循环水管防腐中均有应用，有效控制了循环水管的腐蚀，取得了很好的应用效果。

6管道回填

循环水管开挖敷设管道的沟底标高，必须符合设计要求。

堆积在沟槽内的回填土应及时清除掉。

准确地将地基整平至规定标准：

凹凸度应＜±50mm,个别地方的超挖应用碎石和砂填补夯实。

管道基坑在开挖过程中，如发现人工土、淤泥、流砂现象，下沉性土壤和滑坡时，必须采取专门措施予以处理。

沿输水管道应设有将地表水和渗水排出沟槽以外的排水措施，以防止沿管壁发生土壤淘刷和地表冲刷等现象。

在任何情况下不允许沟槽长期积水，并应采取措施以防积水时发生浮管现象。

循环水直埋压力钢管下的砂垫层厚度为300mm,200mm厚为砂和碎石垫层，材料为30mm以下的细碎石与粗砂组成，其比例为碎石40%,粗砂60%.100mm厚为砂垫层。

在砂垫层上安装管子时，应防止碎石和粗砂往旁流动。

为了保证钢管外壁与周围土壤良好接触，以确保管道安全运行，为此特别对回填土提出如下要求，请施工单位严格执行。

管顶200mm以下开挖范围内回填中粗砂，开挖范围边线距管道外壁净距应大于0.3D,并应在两侧同时分层进行，并严格逐层夯实，每层厚度200〜300mm,需取样检测保证其干容重＞1.65t/m3或容重＞1.90t/m3,以确保钢管稳定。

回填夯实尽量避免在雨天进行，否则应采取有效措施确保雨天施工的回填质量。

管顶200mm以上回填土，原则上采用轻亚粘土或细砂石回填，不得采用淤泥、石块、砖头等物，见图1。

管道基坑开挖后，如遇基底为粉质粘土层，请将其全部挖除，采用砂石（1：

2,砂：

碎石）换填至管底标高以下300mm。

7水压试验

全部循环水管道工程安装完毕后、回填土前，应进行系统严密性水压试验，以检查各连接部分（焊缝、异形管件、人孔、法兰接口等）的严密性。

水压实验应参照《水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范（DL5017-2007）》、《电力建设施工技术规范第5部分:

管道及系统（DL5190.5-2012）））执行。

管道系统进行严密性水压试验前应检

验以下几方面。

（1） 结束焊接、联接等安装工作，并经检验合格。

（2） 试验用压力表，应预先校验正确。

（3） 制订有关严密性水压试验的技术，安全和组织措施。

（4） 管道系统进行严密性试验时，应与运行中的管道用堵板隔绝。

8工程验收

焊接压力管道工程检验，应分两次进行，第一次是在施工过程中按工序分段进行，第二次是在整个系统的焊接安装施工完毕后进行。

焊接压力管道的检查验收，应由施工、监理、质检及其他有关单位共同检查，并作检查签证。

有关检查验收的项目及标准应参照《电力建设施工技术规范第5部分：

管道及系统》、《火力发电厂焊接技术规程》、涂料制造商技术要求以及原电力工业部《火电施工质量检验及评定标准》焊接工程篇和管道篇中有关要求进行。

参考文献

[1] 刘新.火力发电厂循环水管防腐蚀涂料系统[J],涂料工业,2006,36（10）:

60-63.

[2] 连蕾.某火电厂循环水管道设计浅析[J].科技信息,2014⑴：

255-257.

[3] 张祖明，潘炳旭，贲岳.电厂循环水管道设计中的施工组织探讨[J】.供水技术，2011,5（6）：

59-61.

（上接78页）

STM32输出到LM324电路的电压计算公式为：

°输出=U输出+Kp（5-U测量）

式中U测置为系统被控采样负载电压,U输出为控制器输出电压。

在软件设计中采用PID比例调节、八阶平均值滤波和一阶滞后滤波，有效的滤去了采样数据的脉冲干扰，提高了系统的精度，硬件电路采用成熟简单的电路，尽量减小漏电保护装置的接入功耗。

一般平均值滤波法，把干扰“平均”到计算结果中去，故平均值法不易消除由于脉冲干扰而引起的采样值偏差。

八阶平均值滤波法先对N个数据进行比较，去掉其中的最大值和最小值，然后计算余下的N-2个数据的算术平均值，计算中我们取N=8,计算公式为：

1 N-1

r=—5—7x（^）

N-2台

一阶滞后滤波器计算公式为；



y（K）=（1-Q）Y（K-1+次0）°

滤波系数Q=T/（T+r），其中T为采样周期，丁为数字滤波器的时间常数，在程序设计中采用八阶平均值滤波和一阶滞后滤波较好地实现了对采样数据干扰的滤除。

3软件设计

该设计用keilc51编程。

采用了PID控制算法，并对采样后的信号进行分析，每部分完成两路模数转换控制，以及转换后数字信号的处理，测量出系统参数并实时显示功率、电压、电流°DAC输出是微控制器处理后的数据再经过内部D/A转换输入到LM324放大电路进行同相比较的电压信号，通过PID调整确保稳压输出供电。

将检测到的电压反馈信号与设定的标准电压AD值比较，求出偏离AD值的偏差信号与偏差信号的变化率。

保证机器人正常工作电压和电流。

程序流程图设计如图2所示。



4结语

该系统以STM32控制电路为核心，精确设计电路板，尽量做到减小电磁干扰；充分利用软件编程，并采用软件补偿，弥补元器件精度不足。

该设计模拟电路处理和微控制器软件处理并重，得到了精度较高的各项参数，设计灵活较容易实现。

参考文献

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机械工业出版社，2012.

[2] 朱世强，王宣银.机器人技术及应用[M].杭州；浙江大学出版社,2001.

[3] JohnWilliams,NeilBergmann.EmbeddedLinuxasaplatformfordynamicallyselfreconfiguringsystemsonchip[A].In:

Pro-ceedingsEngineeringofReconfigurableSystemsandAlgorithms（ERSA2004）[C].LasVegas,Nevada,USA,2004.