四大管道设计中弯管或弯头的选用分析

于颖　蒋建军

【摘 要】随着社会经济建设的不断发展与进步，为我国的火力发电厂提供了良好的发展空间，特别是计算机的普及使得我国用电的需求量不断加大，更是推动了火力发电厂的发展。四大管道一直是火力发电厂的重要组成，其弯管或弯头的选用往往关系着系统的降压情况以及系统的经济性，因此本文通过研究四大管道设计中弯管或弯头的各自优势，在降压优化系统的同时，降低成本，节约标煤耗，实现火力发电厂的可持续发展。

【关键词】四大管道；设计；弯管；弯头；选用

一、前言

四大管道设计中弯管或弯头的选用往往会涉及到配管工艺、工程造价、相关阻力计算以及管线的布置等，由于设计方面较广，因此在选择弯管或弯头的时候，设计人员应该综合考虑其各方面的性能，择优选择。本文以超临界燃煤空冷供热机组（2x350MW）作为研究案例，阐述弯管技术的具体应用以及合理选用弯管或弯头对系统降压的影响，以期提高四大管道运行的经济性。

二、弯管与弯头的应用优势

弯管和弯头相比，最大的不同是弯管比弯头长，通常R是1～2倍的为弯头，超过2倍的是弯管。从制作的工艺上来看，利用弯管机直接将直管弯制即可得到冷弯管，而且得到的冷弯管可以直接投入使用，不需要进行防腐处理，而弯头则必须要在厂家中定做，还要进行防腐处理，订货的时间较长，因此，弯头的价格比弯管要高。但是在性价比上，弯头比弯管高，因为冷弯管不需要进行防腐处理，所以在使用时容易出现损坏的情况，对于要求不高的工程中经常使用弯管。

弯头在使用时能有效减少管线展开的长度，提高管系的强度以及刚度，弯曲的半径可以减缓流体对管系的影响，将管道震动幅度将至最低，保证整个管系的稳定性。90°弯管的阻力系数是0.2，90°弯头的阻力系数是0.25，由此可见，应用弯管可以降低管道阻力，且弯管里的流体对弯管外弧的内壁冲刷力度比弯头的冲刷力度低，选择弯管技术还可以有效减少管系的焊口数量。因为弯头在直管段中会受到成型的限制，通常长度是50～80mm，且弯头的起弧点与焊口之间距离较近，使得起弧点与厚壁管焊口的热影响区相互重合，影响弯头的性能和管道的安全性，而弯管则不会出现上述问题，其焊口与弯曲的部分相距较远，有利于保证管道的安全。

三、弯头或弯管的应用影响

高压给水的关系阻力主要来源于弯头、阀门、管道沿程、高压加热器和其他管件的局部阻力，在这几个阻力中，管道沿程的阻力、设备的局部阻力以及阀门的局部阻力在总阻力里占据着较大一部分，而弯头的局部阻力在水泵扬程里只占据着0.3%，由于使用弯管后，阻力降低对水泵的选型影响不大，所以在高压的给水管道里不需考虑弯管，以下探讨主再热系统。

在布置上，四大管道主要应用PDMS三维的集成设计，在主再热系统布置中，选择使用了弯管。为了进一步的节省投资和空间，在弯头改用弯管的设计中皆选择使用R/d=3弯管来替代原先的弯头，表1为优化前后的弯管、弯头数量。

通过管系的科学阻力计算，工程上在选择管道的布置上以及管径上尽可能的使用弯管，令主蒸汽管道设计的阻力在1.21MPa以下，并比从过热器出口到汽机入口压损的5%小，特别是再热系统总降压应该低于高压缸的排气压力，并比常规设计的压损减少2%左右。

表2和表3皆依据BMCR工况来计算，从表格可知，主蒸汽系统以及再热系统在选择应用弯管时，可以有效降低其压降，提高机组的运行经济性，加上弯管是直管加工而成，远比弯头成本低，因此选择使用弯管能有效节省工程成本。

四、结束语

综上所述，四大管道在设计中尽可能的选用弯管，有利于对主蒸汽系统以及再热系统进行降压，减少工程的成本，优化系统，其中再热系统的降压优化到8%时有利于降低热耗，从而节约标煤耗.节能减排，推动火力发电厂的可持续发展。

【参考文献】

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