（中国能建安徽电建二公司）
摘要：在火力发电厂的建设和运行中，小口径管道发挥着重要的作用，由于其数量较多，系统设计工作具有较强的复杂性与综合性，如果不能够对设计予以优化，安装工作将出现较多的问题，继而影响小口径管道的正常使用。经过对火力发电厂小口径管道的设计优化，通过转变设计观念，提升设计手段，小口径管道设计可做到设计合理，工艺美观，走线短捷，布局合理，膨胀自由，材料开列准确，从而避免了施工单位因随意安装而造成的工程量超标，有效地控制小管道的安装材料量。另外，对高温管道的应力分析，还能确保管道的安全运行。
关键词：火力发电厂；小口径；管道设计
引言
通径低于DN80的管道即为小口径管道，小口径管道在火力发电厂的工作中发挥着重要的作用，疏水、放气等功能都需通过小口径管道实现。由于其数量繁多，系统连接相对复杂，因此设计与安装工作面临诸多的问题，如果设计工作不到位，那么安装工作也无法顺利展开，因此优化设计是非常重要的。
1小口径汽水管道设计状况概述
按照国内电力设计的惯例，DN80是火力发电厂大、小口径管道的分界线，公称通径在DN80及以上的汽水管道由设计院进行详细的布置和安装设计，并对温度在150℃以上的管道进行应力分析；公称通径DN80以下的小口径汽水管道由设计院进行系统设计，并估列材料，而不进行管道布置和支吊架设计，由安装单位根据现场实际情况进行施工。在火力发电厂汽水系统当中，疏水、放气等小口径管道数量很多，连接系统繁杂，施设阶段如果对该部分管道也进行详细的布置设计，将大大增加设计工作量。在以往的施工实践当中，现场安装小口径管道时缺乏统筹规划，安装较为零乱，影响整体外观和工艺效果，而且随着机组容量的不断加大，高温高压的小管道越来越多，其运行安全性亦应当引起足够重视。随着电力设计水平的提高，近年来对设计质量方面的管理标准日臻完善，在设计精细化方面的要求也在不断提高。所以，在工程设计中对小口径汽水管道进行整体详细设计很有必要。
2小口径汽水管道安装存在的问题
目前国内火电厂中口径DN80以下的汽水管道的设计和安装基本上都是由施工单位根据现场情况完成。由于施工单位水平的参差不齐，小口径汽水管道往往存在布置随意性大、影响主厂房整体美观的情况，甚至会影响系统运行安全。归纳起来，主要存在以下几种常见问题：
2.1整体布置不美观
在设计与安装管道时工作人员应当注意整体的布局效果，保证管道设计与安装既具有高效性又具有美观性。但是在实际的安装中，施工单位通常将主力放在节约材料与成本方面，采取就近原则布置管线，这使得火力发电厂整体的管道布置显得凌乱不堪，不符合厂房的整体风格，严重影响美观性。
2.2检修和操作不方便
管道布置时没有考虑阀门的操作和检修空间，造成运行人员检修和操作非常困难；放水管道不经过漏斗直接排进就近的放水母管，运行人员无法观测管道排水情况，如阀门工作异常也不便及时发现，影响检修效率。
2.3安全隐患较多
部分设计人员在管道安装以前并没有做好应力计算工作，安装过程较为随意，即使是高温管道也均使用刚性支吊架处理，没有考虑到补偿问题。这使得管道在后期使用的过程中常常会出现管系热态膨胀等不良情况，在高温状态下，管道极易发生严重的变形，或支吊架由于受到热应力作用而脱开，致使安全隐患发生。
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2.4设计单位所开列材料量和现场实际安装量存在较大偏差
由于对小口径管道设计工作关注度的不足，管道所需材料的参数通常通过人力进行估算，但是估算的结果很容易与实际需求出现较大的偏差，这是因为现场施工中涉及到的梁柱、管道以及设备数量极多，且管道布置的方式也不相同，材料的需求量会因为实际情况出现波动。对于开列少了的材料，在施工过程中由设计单位现场修改来解决；但对于开列多了的材料，又造成浪费，给业主单位增加了费用。
3小口径汽水管道优化设计措施
3.1小口径管道安装负责人
首先阅看图纸把厂房所有管道放水放气点坐标、标高、去向、介质、口径、阀门等了解清楚统计出来。经过阅看图纸了解大口径管道布置情况，清楚现场可利用空间，心里有了小口径管道布置走向思路，然后统计出表格。同时根据此表格现场测量或计算出各小口径管道长度，以确定小口径管道需求计划。为管材的采购提供较为准确的数据。
3.2保证通畅，避免碰撞
结合大管道设计情况，整体考虑合理布置小管道，避免出现蜘蛛网式的混乱布置状况。小管道就近接出，靠墙或靠柱子布置的管道及阀门适当加大间距，相邻的同排管道分别保温，阀门错开有序布置，做到既节省空间、运行操作方便而且整体美观。管道布置不仅要注意冷态位置，热态下也不得与大管道相碰，不得与设备相碰，不得与土建基础相碰，不得与管道支架相碰，要保温的管道要注意留出保温层厚度，不得妨碍管道膨胀，要便于管道支吊架的安装。此外管道布置还要考虑管到疏水坡度，保证疏放水通畅。
3.3从整体出发布置管道
小口径管道的布局一定要从整体出发，综合考虑管道安装的高效性与美观性，保证布局效果能符合厂房的整体风格，避免出现布局混乱等不良情况。与梁柱、墙面距离较近的阀门或管道应当将间距增大；相邻管道间的间隔也应加大，并分别进行保温处理；阀门也应当错落布置；布置管道时还应当考虑管道的热态位置与冷态位置，避免在高温膨胀状态下管道与土建基础、管道支架或设备相撞，要为保温层预留出一定的空间；同时还应当对疏水坡度予以计算，避免影响疏水效果。为了节约管道材料，应当在保证运行空间与检修空间的基础上，集中布置管道，首先疏水阀门站应当集中布置早疏水扩容器、零米层、锅炉运转层附近；其次漏斗应当集中放置在放气、防水管道；再次放气管道要集中设置在锅炉顶部；最后放气管道与放水管道需就近接入，并通过漏斗流入疏水母管。
3.4注意对应力的计算
为了保证使用安全与使用质量，设计人员应当对热膨胀问题予以关注，积极对管道的应力进行计算，尤其是超过DN20以及150℃的管道；而低于150℃的管道则应当通过自然补偿的方式进行处理。在充分参考应力值的基础上，在对弹簧支吊架等进行设置，保证管道的安全。
3.5合理删减阀门数量
水管道以及蒸汽管道上通常会设置放气小口径管道，但是这个管道仅用于在水压试验时检验是否有漏点，因此为了避免浪费材料，应当对阀门予以必要的删减，水压试验完成后即可利用堵头焊死阀门，焊口位置采取100%无损探伤处理，以避免管道出现漏、滴、冒、跑等不良现象。
3.6施工过程质量控制
管子、管件、管道附件及阀门，在使用前应按设计要求核对其规格、材质及技术参数。管子、管件、管道附件及阀门，在使用前应进行外观检查，其表面要求为无裂纹、缩孔、夹渣、粘砂、折叠、漏焊、重皮等缺陷。表面应光滑，不允许有尖锐划痕。凹陷深度不得超过1.5mm，凹陷最大尺寸不应大于管子周长的5%，且不大于40mm。不保温布置的小口径管道排管间距以管道直径为准，小角度过度到阀门布置处。母管与第一付固定支架间的小管道，和0米地埋的无保温管道（如开闭式水系统的放水放气管）要弯制伸缩弯，以防因母管震动和膨胀而拉裂焊口。
4结论
小口径管道的质量将对火力发电厂的正常生产工作造成较为直接的影响，因此应当对设计工作予以足够的重视，由于设计中的不足，传统小口径管道安装工作常常出现美观效果不佳、安全隐患较多、检修难度大、设计与实际需求不符等情况。设计人员应对此予以关注，并通过详细分析现场情况、整体布局、计算应力、减少阀门数量等方法对小口径管道的设计情况予以优化。
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[3]孟胜利，齐玄.火力发电厂小口径管道设计优化分析[J].山东工业技术，2015（24）.
论文作者:李若晴
论文发表刊物:《河南电力》2019年2期
论文发表时间:2019/10/14
标签：管道论文; 小口径论文; 疏水论文; 火力发电厂论文; 阀门论文; 汽水论文; 应力论文; 《河南电力》2019年2期论文;