论文部分内容阅读
石狮鸿山电厂2×1000 MW超超临界机组的高温蒸汽管道，即主蒸汽管道和热再热蒸汽管道，设计选材钢管材料为ASTM A335 P92钢，并已有相关主要汽水管道的初步设计。本文的目的是对已做出初步设计的石狮鸿山电厂2×1000 MW超超临界机组的高温蒸汽管道，即主蒸汽管道和热再热蒸汽管道用材选择作一新的探讨。
可供我国选择的用于1000 MW超超临界火电机组的主蒸汽管道和热再热蒸汽管道的ASME和ASTM规范的材料有：ASTM A335的P92、P911和P91。这三种钢均为含9%Cr的马氏体不锈钢。
附带要说明的是，为什么在本文的探讨中，含Cr12%的马氏体不锈钢ASTM A335 P122未在初选之列，其原因是：①石狮鸿山电厂2×1000 MW超超临界机组锅炉的高温蒸汽出口联箱用钢为P92，不选P122钢可避免异种钢焊接。②P122钢本身的许用应力按ECCC2005的试验结果，比原值下降了20%。③P122钢的焊接等工艺性能比9%Cr马氏体不锈钢P91、P92和P911等差。④P122钢的抗氧化性能优于9%Cr马氏体不锈钢P91、P92和P911。对于设计温度为608℃～610℃的主蒸汽管道和热再热蒸汽管道等厚壁钢管，9%Cr钢的抗氧化性能已能满足要求。
1 主蒸汽管道和热再热蒸汽管道的设计参数
石狮鸿山电厂2×1000 MW超超临界机组的主蒸汽管道和热再热蒸汽管道的设计参数及最小内径等如表1所示。
2 不同选材的主蒸汽管道和热再热蒸汽管道的直管最小壁厚Sm值的比较
按设计，石狮鸿山电厂2×1000 MW超超临界机组的高温蒸汽管道，即主蒸汽管道和热再热蒸汽管道使用内径管。按《火力发电厂汽水管道设计技术规定（DL/T 5054-1996）》直管最小壁厚的内径管公式所计算的各不同钢号的直管最小壁厚Sm值如表2所示。表中P92钢管直管最小壁厚数值计算时，使用了两种许用应力值：原ASME规程规定值及按此规定值降低14%的模拟新许用应力值。
由表2所示的计算结果可看出：
①石狮鸿山电厂2×1000 MW超超临界机组主蒸汽管道可选用P92钢管。P92的许用应力值的优势，使其直管最小壁厚值均比选用P911或P91小。
②热再热蒸汽管道可选用P91钢管，这种管径下的厚度匹配较合适，制造成本较低。相比于P92和P911钢，P91钢管的组织性能稳定性已被世界上大量运行实践所证明。因而相应的运行成本也会较低。
3 对订购钢管取用壁厚的建议
DL/T 5054-1996规定，钢管的计算壁厚为直管最小壁厚Sm加壁厚负偏差C，内径管壁厚负偏差为0。因此，严格讲，在此情况下，取用壁厚=直管最小壁厚。
剩下的问题是否有必要按制造厂钢管壁厚系列进行园整而成为取用壁厚。这里有两种情况：
①如向Wyman-Gordon订货，只需告知最小内径和最小壁厚值，工厂会自动换算并按其系列供货，条件是钢管的任何一点壁厚均不会小于最小壁厚，但壁厚正公差会大于我国规定的+3mm。
②如向V & M订货，也只需告知最小内径和最小壁厚值，工厂会以内镗外车工艺保证钢管的最小内径及其内径公差，以及最小壁厚及其+3 mm/-0 mm的壁厚公差要求。
笔者认为，如按工厂壁厚系列园整后的取用壁厚作为最小壁厚订货，可能造成壁厚的再次不必要的加厚，会增加钢管成本并增加安装过程中支吊架调整的工作量。
参考文献
[1]福建石狮鸿山热电厂二期工程2×1000 MW超超临界抽凝供热机组四大管道管材招标文件第二卷 附件一技术部分[M].神华福能发电有限责任公司，北京国电华北电力工程有限公司，2012，9.
可供我国选择的用于1000 MW超超临界火电机组的主蒸汽管道和热再热蒸汽管道的ASME和ASTM规范的材料有：ASTM A335的P92、P911和P91。这三种钢均为含9%Cr的马氏体不锈钢。
附带要说明的是，为什么在本文的探讨中，含Cr12%的马氏体不锈钢ASTM A335 P122未在初选之列，其原因是：①石狮鸿山电厂2×1000 MW超超临界机组锅炉的高温蒸汽出口联箱用钢为P92，不选P122钢可避免异种钢焊接。②P122钢本身的许用应力按ECCC2005的试验结果，比原值下降了20%。③P122钢的焊接等工艺性能比9%Cr马氏体不锈钢P91、P92和P911等差。④P122钢的抗氧化性能优于9%Cr马氏体不锈钢P91、P92和P911。对于设计温度为608℃～610℃的主蒸汽管道和热再热蒸汽管道等厚壁钢管，9%Cr钢的抗氧化性能已能满足要求。
1 主蒸汽管道和热再热蒸汽管道的设计参数
石狮鸿山电厂2×1000 MW超超临界机组的主蒸汽管道和热再热蒸汽管道的设计参数及最小内径等如表1所示。
2 不同选材的主蒸汽管道和热再热蒸汽管道的直管最小壁厚Sm值的比较
按设计，石狮鸿山电厂2×1000 MW超超临界机组的高温蒸汽管道，即主蒸汽管道和热再热蒸汽管道使用内径管。按《火力发电厂汽水管道设计技术规定（DL/T 5054-1996）》直管最小壁厚的内径管公式所计算的各不同钢号的直管最小壁厚Sm值如表2所示。表中P92钢管直管最小壁厚数值计算时，使用了两种许用应力值：原ASME规程规定值及按此规定值降低14%的模拟新许用应力值。
由表2所示的计算结果可看出：
①石狮鸿山电厂2×1000 MW超超临界机组主蒸汽管道可选用P92钢管。P92的许用应力值的优势，使其直管最小壁厚值均比选用P911或P91小。
②热再热蒸汽管道可选用P91钢管，这种管径下的厚度匹配较合适，制造成本较低。相比于P92和P911钢，P91钢管的组织性能稳定性已被世界上大量运行实践所证明。因而相应的运行成本也会较低。
3 对订购钢管取用壁厚的建议
DL/T 5054-1996规定，钢管的计算壁厚为直管最小壁厚Sm加壁厚负偏差C，内径管壁厚负偏差为0。因此，严格讲，在此情况下，取用壁厚=直管最小壁厚。
剩下的问题是否有必要按制造厂钢管壁厚系列进行园整而成为取用壁厚。这里有两种情况：
①如向Wyman-Gordon订货，只需告知最小内径和最小壁厚值，工厂会自动换算并按其系列供货，条件是钢管的任何一点壁厚均不会小于最小壁厚，但壁厚正公差会大于我国规定的+3mm。
②如向V & M订货，也只需告知最小内径和最小壁厚值，工厂会以内镗外车工艺保证钢管的最小内径及其内径公差，以及最小壁厚及其+3 mm/-0 mm的壁厚公差要求。
笔者认为，如按工厂壁厚系列园整后的取用壁厚作为最小壁厚订货，可能造成壁厚的再次不必要的加厚，会增加钢管成本并增加安装过程中支吊架调整的工作量。
参考文献
[1]福建石狮鸿山热电厂二期工程2×1000 MW超超临界抽凝供热机组四大管道管材招标文件第二卷 附件一技术部分[M].神华福能发电有限责任公司，北京国电华北电力工程有限公司，2012，9.