DL T 5121-2000(条文说明) 火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程.pdf
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1、L 中华人民共和国电力行业标准p DLIT 5121 - 2000 火力发电厂烟凤煤粉管道设计技术规程条文说明主编部门:国家电力公司华东电力设计院批准部门:中华人民共和国国家经济贸易委员会f a咆jJ去做但2000 北京前言本标准是在原DLGJ26-82火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规定的基础上进行修订的。修订任务的来历、要求、修订依据及审查过程已在本标准“前言”中说明。本标准条文是根据DL/1600-1996电力标准编写的基本规定编制的。按该规定要求,凡属于册、教材、科技书、产品说明书中一般性、常识性的内容不应写人标准条文,因此本标准在编写时将烟囱出口流速、加固肋、支吊架、各类荷载计算等内容
2、列人火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程配套设计计算方法(简称计算方法)单独出版,供参考使用。为便于使用,附上计算方法项目与本标准适用条款的对照表,以利查找。106 目次前言1 范围1082 引用标准1093 总则.110 4 管道布置1185 管道规格及材料.129 6 道体及加固肋1347异形件优化选型.140 8 零件和部件.142 9 防爆措施.152 10 支吊架173附录F烟风道积灰荷载编制说明.176 附件计算方法项目与六道技规条款对照表J.179 107 1范围原规定1)第1.0.2条的修改补充条文,作为本标准2)的“范围”。注1:原规定llP D凶J-82火力发电厂烟风煤粉管道
3、设计技术规定的简称。注2:本标准即本次修改版火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程的简称。原规定适用于火力发电厂容量为65lOOOt/h等级的燃煤锅炉,随着国民经济发展,对机组容量增大的迫切要求及制造技术的引进,“九五”及其后一段时间内600MW等级的机组将逐渐成为我国发电装机的主力机组,其相匹配锅炉的最大连续蒸发量为2000t/h等级,因而本条文将适用范围扩大至2000t/h等级的锅炉。另外,考虑到国内发电厂采用进口的发电设备,以及国产发电设备用于国外建造发电厂等情况,本条文补充了“涉外工程要考虑供货方或订货方所在国的情况及使用标准,可参考使用本规程”的规定。限于循环流化床锅炉(CFB)、烟气脱
4、硫脱硝系统、燃气一蒸汽联合循环机组、双进双出钢球磨直吹式制粉系统在我国尚处于起步阶段,工程中使用得不多,除了CFB外又大多为国外成套引进,缺乏自行设计的经验;国内设计制造的CFB目前还处于小容量阶段,对特殊要求的烟风煤粉管道的设计经验还不成熟,尚需经验总结。鉴于以上原因,上述四项的烟风煤粉管道设计,暂不列入本标准。但对其中的常规烟风煤粉管道设计可参照使用本标准,如CFB本体外的烟风道,联合循环机组余热锅炉的烟风道,脱硫装置前后烟道,双进双出钢球磨分离器后的送粉管道。108 2引用标准新增条文。在条文中列人了所引用的相关标准。本标准涉及到的国内外其他有关标准见附录Q(提示的附录)。109 3总则
5、3.0.l 原规定第1.0.1条的内容作少量补充,作为按本标准进行设计的锅炉烟风煤粉管道应该达到的目标和技术要求,明确为本标准的“设计要求”。燃烧系统,国外一般称烟风系统(Air& Flue Gas System), 煤粉制备系统国外一般称煤粉系统(仇alPreparation System)。本标准中采用“烟风煤粉”的提法,与本标准的名称烟风煤粉管道设计技术规定相吻合,与“燃烧制粉”的传统叫法通用。烟风煤精系统的设计应先于烟风煤粉管道的设计,待管道设计后再对系统设计作必要的补充和修改。烟风煤粉管道设计除了满足工艺及结构要求外,补充了“在可能条件下的美观”的要求,这对大容量机组来说,不失为一个
6、重要设计内容。在美观整齐的条件下,能更好地运行管理,有利于文明生产。对于易磨、易漏、易爆的防治措施中,补充了应符合原电力工业部有关劳动安全和工业卫生标准的要求,以克服过去老式发电厂中的“脏、乱、差”环境,使现代化的火力发电厂真正成为“美观、整洁、文明”的生产场所。3.0.2原规定第1.0.3条文,作少量增补。冷风道范围中增加炉膛火焰检测器(扫描)冷却风道及点火风机风道。制粉管道中输粉机的品种有螺旋式、埋刮板式及鼠梳式,不限于螺旋式一种,故取消“螺旋”二字。补充“其他有关管道及专业分工中属于本专业范围的管道”内容。这是指由于锅炉容量大小、燃烧方式、炉型等不同及烟风煤粉(燃烧制粉)系统的差别,在本
7、条文中未列入的或由于各设计单位专业分工不同而无法明确的烟风煤粉管道。如中速磨煤机石子煤排出及输送管道(系统),有的设计单位将水力冲洗的属110 出灰专业设计,干式机械输送的属锅炉六道专业设计,有的设计单位将干式、湿式全部归出灰专业设计。再如省煤器、空气预热器下部灰斗下灰管道,也存在着专业分工问题。类似这类分工不明确的管道在本条文中未列出。随着机组容量的增大,自动化程度的不断提高,烟风煤粉管道的热工测点数量也相应增多。工艺专业应配合控制专业进行部分测点的合理布置和协调,并配置必要的平台扶梯,满足运行和检修的要求。3.0.3新增条文。主要说明烟风煤粉系统中的设备及管道的设计压力和设计温度的定义和影
8、响因素,因设计参数与加固肋设计密切相关,故具体确定方法列在标准6.1中。3.0.4 原规定第1.0.4条的补充修改条文。本标准对推荐流速补充了适用条件,便于设计人员掌握和正确应用推荐流速的确定方法,根据工程的具体情况,对照适用条件,可在推荐流速范围内找到适合于工程特定条件下的流速值。1 出力条件是决定断面尺寸的基本条件。烟风道尺寸与锅炉出力有关,煤粉管道及一次风道尺寸与磨煤机出力有关。在按锅炉最大连续出力的磨煤机出力条件下决定断面尺寸时,其流速应取推荐流速范围的上限值,以免在低出力运行时流速过低。在按出力条件选择设计流速初始值后,再按其他条件对其进行修正。2 煤质条件是决定断面尺寸的重要条件。
9、不同煤种在相同锅炉出力下,其燃煤量、燃烧空气量和烟气生成量均有差异,以设计煤种选定流速后的断面尺寸,需按校核煤种来核算其流速,并应符合推荐流速的上、下限要求,必要时重新选定设计流速初始值。3 布置条件是烟风道流速选择的反馈条件。推荐流速适用于烟风道主管道,不论其走向和形状变化,其111 流速选择与该管道内的流量及俄局部阻力有关,单位流量愈小及俄单位长度局部阻力愈小则流速愈大,反之则愈小;其量值变化趋势及规律可参照原苏联锅炉设备空气动力计算(标准方法)(第三版)表皿1。在工程设计中,总是流速选取先于布置,即按其他适用条件选取流速,确定断面尺寸后再进行布置,在初步布置条件确定后,按其单位长度局部阻
10、力的大小对断面尺寸进行适当修正。4 煤价条件是流速选择的参考条件。由于我国地域辽阔,煤源分布不均,电厂燃煤的质量和产地各异,电厂的煤价差异较大,煤价是确定经济流速的关键因素,因此对于煤价较高或较低的机组,宜适当考虑烟风道速度的修正。5 特殊条件是流速选择的安全条件。考虑防墙、防磨、防爆等安全因素,对烟道、煤粉系统管道的流速应满足一些特殊要求;针对不同管道的特殊要求已在备注中提出。本标准对原规定表1.0.4的推荐设计流速作以下变更和补充:将流速按烟风(燃烧)系统和煤粉(制粉)系统分别列出。烟风系统的流速与原规定相同;煤粉系统的流速参考电力部西安热工研究院主编的火力发电厂煤粉制备系统设计标准和计算
11、方法简称设计标准和计算方法的推荐流速,井有少量变动。原规定中“送风机通往磨煤机、高温干燥风机和高温一次风机的压力冷风道”,本次修改中,把“送风机”取消,这样压力冷风风源范围较广,可来自送风机,也可来自一次风机,如中速磨直吹式冷一次风机系统的压力冷风(即调温风)即来自一次风机出口,而非来自送风机。将流速由20m/s25m/s下调至15m/s25m/s。同一机组的压力冷风流速应低于热风流速,这是因为由于压112 力冷风温度低、密度大,低流速可保证在磨煤机等设备人口处压力冷风有充裕的压头超过来自同一风源而流速为20m/s25m/s的热风压头,以保证较好的调温性能,并且能避免高流速冷风所引起的振动。国
12、外一些公司将该流速取得较低,如岳阳工程英国BEL公司规定为16m/s18m/s,平吁工程中CE公司确定的流速低于lOm/s。“通往磨煤机的高温烟道和炉烟、热风混合烟道”即抽炉烟管道的介质流速,其高限值原按元宝山工程取用。按前苏联推荐值为12m/s25m/s;德国专家推荐为吸人烟气管道速度不能超过35m/s,出口管垂直段为22m/s,水平段为20m/s。现设计标准和计算方法中推荐为12m/s28m/s是合适的,为本标准所采用。补充“密封风和火焰检测器冷却风管道”流速,参考岳阳工程规定的16m/s25m/s,核算平好工程密封风管为16.Sm/s,火焰检测器冷却风管为13.2m/s,故将以上二管道速
13、度定为13m/s25m/s较为适中。密封风管的流速宜取中上值,冷却风管流速宜取中下值。3.0.S 原规定第1.0.5条的保留条文。3.0.6 原规定第1.0.6条的修改补充条文。烟囱作为火力发电厂的一个主要构筑物,同时也可作为一个重要设备来看待,其设计是否合理对电厂的安全运行和工程造价都有较大的影响,而合理的出口烟速则是设计是否合理的关键。确定烟囱出口流速应综合考虑经济性、安全可靠性及有利于降低地面污染物浓度等因素,体现在要考虑烟气经济流速、环境保护、烟囱负压运行等方面。其中环保要求烟囱出口有较高的流速,规定了流速的下限;烟囱负压运行条件又规定了流速的上限;经济流速涉及因素较多,技术经济计算相
14、当复杂,目前尚不能定出适合我国的烟囱出口经济流速数据。现阶段比较可行的,且能保证烟囱安全可靠运行的方法是根据烟气腐蚀性等级,按烟囱内不出现正压或允许局部正压的条件计算烟囱出口流速,并按113 环保对出口流速的要求,经多方案比较后(技术和经济)确定烟囱形式、高度及其辅助措施,最终确定的烟囱应具有合理的外型,以便于施工。原规定中,钢筋混凝土烟囱及砖烟囱在确定烟囱出口流速时,只考虑在烟囱人口处静压为“零”的条件,未考虑烟筒内的负压条件,因此出口烟速偏高,筒内出现正压,很多设计院调研结论为大多数锥型烟囱外筒出现程度不等的裂缝,严重的甚至报废。理想的出口流速应使烟囱和烟道均为负压即全程负压。本次修改按满
15、足烟筒内限定烟压及允许烟囱人口烟道局部正压的条件,作为烟囱出口烟速选择的基础;按烟气腐蚀性等级确定烟筒内负压或允许局部正压运行;按不同的烟压对烟筒及烟道材质提出不同的要求。烟囱出口烟速与诸多因素有关,应按烟气腐蚀性等级及环保排放对出口烟速的最低限度要求,先锥型后直筒型,先砖内筒后钢内筒的次序来选择。出口烟速及烟囱形式的选择过程也是工艺、环保、土建专业之间相互协作配合并不断优化的过程。在由规划总院主持召开的火力发电厂高烟囱设计研究会议的纪要中对烟囱结构形式选择作了如下规定:1)当排放强腐蚀性烟气时,应采用多管式或套筒式烟囱(直筒型内筒);2)当排放弱腐蚀性烟气时,应采用防腐蚀型单筒式烟囱(锥型内
16、筒);3)当排放中等腐蚀性烟气时,宜优先采用防腐蚀型单筒式烟囱,如工程具体条件适合,并经技术、经济比较论证合理时,也可采用多管式或套筒式烟囱。4)当采用多管式或套筒式烟囱时,其内管是采用砖还是钢结构,应根据腐蚀性烟气等级,地震裂度,工程地质条件等因素,经技术经济综合比较后确定。上述规定为烟囱选型提供了选择捷径,与工艺专业有关,应114 遵照执行。烟囱在不出现正压条件下出口烟速偏低,不符合环保要求。但随着技术的进步,在理论上和实践上有办法处理和控制烟囱内烟压的定性和定量分布规律,藉此,本次修改力求烟囱负压运行,但不强调烟囱必须负压运行,而是创造条件让烟囱升压提速,达到既满足排放要求又经济合理的目
17、的。根据DL5022火力发电厂土建结构设计技术规定(简称土规)及电规士水(1997)8号文附件火力发电厂高烟囱设计研讨会议纪要(简称“纪要”)中有关对烟囱结构形式的提法和对烟筒内运行烟压的规定,本次修改中对典型结构烟囱出口烟速的选择作如下原则规定。1锥型钢筋混凝土防腐型单筒式(砖内筒或内衬)烟囱,即至今广泛采用的传统型烟囱,其保持筒内负压运行时的出口烟速较低,略高的出口烟速便会在筒内产生正压,致使烟囱外筒产生裂缝,故对强腐蚀性的烟气不允许正压运行。通过多年来对烟囱形式、裂缝和腐蚀问题的研究,新型耐酸防腐材料的研制,密封防腐措施的改进和经验积累,施工技术水平的提高,使锥型单筒式烟囱达到防腐型水平
18、,允许局部正压运行。根据纪要规定:当排放弱腐蚀性烟气时,最大烟气压力不宜超过98Pa;当排放中等腐蚀性烟气时,最大烟气压力不宜超过49Pao在实际工程中选用正压值时,应尽量避免选用接近98Pa的极端值,因为在这个烟气正压水平下,整个烟筒自上而下将接近甚至全部正压,而不是局部正压。2直筒型砖内筒的套管式和多管式烟囱,理论上在直筒型筒内不存在动静压转换产生剩余静压,利用这一特性,使直筒型内筒的烟囱适用于强腐蚀性的烟气,可有较高的流速且不出现正压。但砖内筒内表面毛糙且有凸肩(.= 0.05),太高的出口流速产生的摩擦阻力超过烟囱自拔力时,筒内也会存在局部正压,在强腐蚀性烟气的条件下是不允许的,因此直
19、筒型砖内筒的出口烟速低于钢内筒,但高于锥型烟囱。115 3直筒型钢内筒的套筒式和多管式烟囱(0.01日,是所有烟囱中档次最高的烟囱,其出口烟速为直筒型砖内筒的1.8倍以上,适用于烟气腐蚀性特别强的烟囱,在地质条件、地震烈度等因素制约下直筒型砖内筒烟囱无法适应时才采用。由于钢内筒磨摩擦阻力系数低,可采用较高的流速,以便有较小的烟筒直径,降低烟囱造价;但钢内筒烟速也不宜过高,因为过高流速产生的过大摩擦阻力超过烟囱自拔力时,烟囱变成正压烟道,藉吸风机压头来排烟,影响运行经济性,是不合适的。4 烟囱人口烟道应与烟囱相适应。一般而言,锥型烟囱的出口烟速的提高受烟筒内静压条件的限制,而烟道一般处于负压状态
20、下运行,宜采用钢筋混凝土或砖结构烟道;直筒型烟囱则相反,出口烟速受烟道内静压(正压)条件的限制,提速后烟道处于正压状态下运行,因此宜采用钢制烟道。对于钢筋混凝土及砖结构的烟道,正压泄漏会使烟道受损,给厂区环境带来污染,因此设计中应考虑烟道保持在负压运行状态。对于钢制烟道,元泄漏问题,可正压运行,其静压值应满足如下条件:多台锅炉公用烟囱中最小容量一台锅炉检修时其余运行锅炉的总烟量减小,烟囱出口烟速下降,烟囱及烟道内剩余静压会降低,应使降低后的剩余静压小于零(即负压),不会对检修锅炉产生炉烟倒灌现象;如果仍存在正压,则在引风机与总烟道间应设置严密的隔离门,以防倒烟影响检修。5 原规定第1.0.6条
21、段落的基本保留内容。6对于钢筋混凝土锥型烟囱,由于受正压的限制,明显地限制其出口烟速;直筒型烟囱是防止出现筒内正压的最佳形式,但过高的直筒型,土建结构有难度且不经济。提高出口烟速防止正压的其他途径为采用组合型烟囱,如筒一锥型、直筒型,其空气动力效果优于单筒锥型,又有合理的土建结构;采用烟囱出口扩散口,用略微牺牲出口烟速的方法来明显改善烟囱静压,而不用放大烟囱直径的方法来降低烟囱静压,类似用小烟囱替代大烟囱,降低了造价,适合于锥型烟囱,特别适用于正压锥型老烟囱116 的改造。烟囱出口流速计算方法及典型条件下的出口流速表列于计算方法Tl。3.0.7 原规定第1.0.7条和第1.0.8条的合并条文。
22、将专业之间的设计配合工作及设备编号作为设计内容列入本条中。117 4管道布置4.1一般规定4.1.14.1.6原规定第2.1.12.1.6条的保留条文。4.1.7原规定第2.1.7条的修改条文。“Z”形和空间弯头的距离,按锅炉设备空气动计算标准中有关阻力系数曲线图表进行了修改,更便于使用。4.1.8 原规定第2.1.8条补充条文。烟风道中的介质,在急剧减速、平缓减速的区段以及转弯(特别是急转弯)时,速度场发生较大的不均匀性,使其后面的异型件的阻力系数显著地增大,所以在这些管段的后面宜设置足够长的直管段。4.1.9新增条文。风机的进、出口管道与风机组合在一起,在运行中产生系统效应损失,为使效应损
23、失最小,应对进、出口管的布置进行优化。对于单吸离心风机,要求人口段有一定长度,具体数值按DIA68电站锅炉风机选型和使用导则的10.10.3规定进行选择,如果达不到此要求,则应采用进风箱。对于双吸离心风机和轴流风机,其人口90。方向的进风箱由制造厂成套供货,无需进行选型。4.1.10新增条文。对于进风箱人口弯头,当气流转弯方向与转子旋转方向一致时,主要影响风机的提升压头,对效率影响不大;方向相反,则影响风机效率,因此进风箱人口处应避免布置弯头。必须布置时,应考虑弯头方向,并有较低的转弯流速。4.1.11 新增条文。为了使离心风机出口管道的系统效应损失尽可能小,对出口扩散管道长度提出了最低限度要
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