汽轮机房工艺设计

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1、全国勘察设计注册公用设全国勘察设计注册公用设备工程师动力专业备工程师动力专业刘文毅第五章第五章 汽轮机房工艺设计汽轮机房工艺设计1一、发电厂原则性热力系统一、发电厂原则性热力系统第一节第一节 发电厂热力系统发电厂热力系统1、发电厂原则性热力系统的拟定、发电厂原则性热力系统的拟定1)1)组成组成 热力系统组成：锅炉本体汽水系统、汽轮机本体热力系统组成：锅炉本体汽水系统、汽轮机本体热力系统、机炉间连接管道和全厂公用汽水系统热力系统、机炉间连接管道和全厂公用汽水系统 原则性热力系统：锅炉、汽轮机和以下各热力系原则性热力系统：锅炉、汽轮机和以下各热力系统组成：蒸汽系统、给水回热加热和除氧器系统、统组成

2、：蒸汽系统、给水回热加热和除氧器系统、补充水引入系统、轴封汽及其它废热回收系统，热补充水引入系统、轴封汽及其它废热回收系统，热电厂还有对外供热系统电厂还有对外供热系统主要表明热力循环的特征，体现机炉之间关系及向主要表明热力循环的特征，体现机炉之间关系及向外供热情况外供热情况22 2）编制步骤）编制步骤初步可行性研究、可行性研究、初步设计、施工初步可行性研究、可行性研究、初步设计、施工图设计图设计（1 1）确定发电厂形式及规划容量）确定发电厂形式及规划容量（2 2）选择汽轮机）选择汽轮机 凝汽不超凝汽不超4 4台，供热不超台，供热不超6 6台，台，有常年持续稳定热负荷选背压式，热负荷变化大有常年

3、持续稳定热负荷选背压式，热负荷变化大宜选抽凝式宜选抽凝式（3 3）绘制原则性热力系统图）绘制原则性热力系统图（4 4）进行发电厂原则性热力系统计算）进行发电厂原则性热力系统计算 热平衡热平衡（5 5）选择锅炉）选择锅炉 凝汽电厂宜一机配一炉，凝汽电厂宜一机配一炉，108-108-110%110%汽机，热电厂因热负荷，两炉配一机、三炉汽机，热电厂因热负荷，两炉配一机、三炉配两机配两机3（6 6）选择热力辅助设备）选择热力辅助设备（7 7）热经济指标计算）热经济指标计算2、发电厂原则性热力系统的举例、发电厂原则性热力系统的举例4二、发电厂全面性热力系统二、发电厂全面性热力系统1、发电厂全面性热力系

4、统概念、发电厂全面性热力系统概念 不同运行工况下的所有系统，以此全面显示该不同运行工况下的所有系统，以此全面显示该系统安全、可靠和灵活性，含实际所有（运行和备系统安全、可靠和灵活性，含实际所有（运行和备用）设备、管线和阀门。用）设备、管线和阀门。一般包括：主蒸汽系统、回热加热系统、给水一般包括：主蒸汽系统、回热加热系统、给水除氧系统、主凝结水系统、补充水系统、供热系统、除氧系统、主凝结水系统、补充水系统、供热系统、厂内循环冷却水系统和锅炉启动系统等厂内循环冷却水系统和锅炉启动系统等52、主蒸汽系统、主蒸汽系统 1 1）主蒸汽系统形式）主蒸汽系统形式单元制：单元制：大机组，系统简单，经济、方便、

5、大机组，系统简单，经济、方便、可靠，但灵活性差可靠，但灵活性差母管制：母管制：中小机组中小机组切换母管制切换母管制：机炉一：机炉一一对应，最灵活、可一对应，最灵活、可靠，经济性差靠，经济性差分段母管制分段母管制：较灵活、：较灵活、可靠性差，经济性差可靠性差，经济性差 锅炉至汽机进口，并包括各辅助设备锅炉至汽机进口，并包括各辅助设备的支管系统、疏水系统等的支管系统、疏水系统等6 2 2）主蒸汽温度偏差、压力损失及管径优化）主蒸汽温度偏差、压力损失及管径优化 3 3）主蒸汽系统全面性热力系统）主蒸汽系统全面性热力系统 考虑汽轮机启动过程中暖缸、辅助供汽，新机组考虑汽轮机启动过程中暖缸、辅助供汽，新

6、机组投运等加热用汽投运等加热用汽 73、给水系统及给水泵的配置、给水系统及给水泵的配置 1 1）给水系统形式）给水系统形式单元制：单元制：大机组，系统简单，经济、方便、可靠，大机组，系统简单，经济、方便、可靠，但灵活性差但灵活性差分段母管制：分段母管制：安全可靠安全可靠性高，阀门较多、系统性高，阀门较多、系统复杂、耗钢材、投资大，复杂、耗钢材、投资大，中、低压小容量电厂，中、低压小容量电厂，或给水泵容量与锅炉容或给水泵容量与锅炉容量不配合量不配合切换母管制切换母管制：有足够可靠性，运行灵活：有足够可靠性，运行灵活8 2 2）给水泵）给水泵定速泵：定速泵：小机组母管制，定压运行节流损失大小机组母

7、管制，定压运行节流损失大调速泵：调速泵：大机组，经济安全大机组，经济安全 3 3）给水系统的全面性热力系统及运行）给水系统的全面性热力系统及运行 给水操作台调节，主回路、启动回路切换，高加给水操作台调节，主回路、启动回路切换，高加有旁路，减温水，放水放气等有旁路，减温水，放水放气等94、回热系统的全面性热力系统、回热系统的全面性热力系统 1 1）回热系统特点）回热系统特点热力除氧器：热力除氧器：以回热抽以回热抽汽加热除去给水中溶解汽加热除去给水中溶解气体，可汇集主凝结水、气体，可汇集主凝结水、补充水、疏水、生产返补充水、疏水、生产返回水、锅炉连续扩容蒸回水、锅炉连续扩容蒸汽、汽机门杆漏汽等各汽

8、、汽机门杆漏汽等各项汽水流量，并保证给项汽水流量，并保证给水品质及给水泵安全水品质及给水泵安全高加、低加：表面式加热器高加、低加：表面式加热器除氧器：加热和除氧，混合式加热器除氧器：加热和除氧，混合式加热器10（2 2）防止除氧器超压爆破）防止除氧器超压爆破 主要压力容器主要压力容器质量可靠，运行方面：严格防止压力高蒸汽进入；质量可靠，运行方面：严格防止压力高蒸汽进入；安全阀应每年校验，每季试排汽；压力调整器必须安全阀应每年校验，每季试排汽；压力调整器必须投入自动，不得将汽源电动门拆除投入自动，不得将汽源电动门拆除“自保持自保持”作调作调整门用，每整门用，每5 5年做一次整体水压试验等年做一次

9、整体水压试验等2 2）除氧器的运行）除氧器的运行（1 1）运行）运行 小机组定压小机组定压溶氧量：排气阀开度，主凝结水流量、温度，补水、溶氧量：排气阀开度，主凝结水流量、温度，补水、疏水，抽汽等疏水，抽汽等汽压：抽汽量汽压：抽汽量水温：饱和温度水温：饱和温度水位：自动调整避免过高或过低水位：自动调整避免过高或过低115、全厂公用汽水系统、全厂公用汽水系统 1 1）公用辅助蒸汽系统）公用辅助蒸汽系统 机组启动，用于汽机汽封系统、除氧器加热、燃机组启动，用于汽机汽封系统、除氧器加热、燃油加热、锅炉下联箱；运行，燃油加热、燃油雾化、油加热、锅炉下联箱；运行，燃油加热、燃油雾化、各加热、采暖等各加热、

10、采暖等12 2 2）工业水系统）工业水系统 向电厂主厂房内及主厂房附近的辅助机械和冷却向电厂主厂房内及主厂房附近的辅助机械和冷却器、冷油器等装置连续不断的供给冷却水器、冷油器等装置连续不断的供给冷却水 要求要求：（：（1 1）应有可靠水源，具有独立的供、排应有可靠水源，具有独立的供、排水系统，碳酸盐硬度水系统，碳酸盐硬度5mol/m5mol/m3 3,pH,pH值应值应6.56.59.5,9.5,转转动机械轴承冷却水，悬浮物含量动机械轴承冷却水，悬浮物含量90%,90%,中、小型中、小型85-90%85-90%。2、主蒸汽管道的散热损失、主蒸汽管道的散热损失产生锅炉出口和汽机入口焓差产生锅炉出

11、口和汽机入口焓差,管道效率管道效率95-95-97%,97%,3、汽轮机中能量损失、汽轮机中能量损失内部损失用相对内效率，外部损失用机械效率表示内部损失用相对内效率，外部损失用机械效率表示4、冷源损失、冷源损失汽轮机绝对内效率表示汽轮机绝对内效率表示热效率热效率t t只能到只能到40-45%,40-45%,中、小型中、小型30-35%30-35%。175、发电机中能量损失、发电机中能量损失发电机效率发电机效率g g，可达，可达97-98%97-98%。6、凝汽式发电机组的总效率、凝汽式发电机组的总效率中、小型约中、小型约30%30%18一、除氧器一、除氧器第二节第二节 热力系统主要设备选择热力

12、系统主要设备选择容量容量:与锅炉匹配与锅炉匹配,每台锅炉一台每台锅炉一台总出力总出力:按系统全部锅炉额定蒸发量的给水量确定按系统全部锅炉额定蒸发量的给水量确定,每台机组一台除氧器每台机组一台除氧器除氧水箱容量除氧水箱容量:35t/h:35t/h以下以下20-30min20-30min额定蒸发量额定蒸发量,65t/h65t/h以上以上10-15min10-15min额定蒸发量额定蒸发量除氧器布置高度除氧器布置高度:保证给水泵不汽蚀保证给水泵不汽蚀,大气式大气式6-7m,6-7m,中中压压11-13m11-13m19二、给水泵二、给水泵2 2、扬程：锅炉额定蒸发量时，从除氧器水箱出口到、扬程：锅炉

13、额定蒸发量时，从除氧器水箱出口到省煤器进口总阻力，加省煤器进口总阻力，加20%20%裕量；加锅筒水位与除氧裕量；加锅筒水位与除氧器给水箱水位静压差；加省煤器入口进水压力；减器给水箱水位静压差；加省煤器入口进水压力；减除氧器工作压力除氧器工作压力1 1、容量和台数、容量和台数:应有一台备用，其它应能保证给水应有一台备用，其它应能保证给水并有并有10%10%裕量。裕量。三、减压减温器三、减压减温器2 2、容量：作为工业抽汽备用时，等于一台最大汽轮、容量：作为工业抽汽备用时，等于一台最大汽轮机最大抽汽量或背压排汽量机最大抽汽量或背压排汽量1 1、作用：热电站作为抽汽机组事故时备用或作为尖、作用：热电

14、站作为抽汽机组事故时备用或作为尖峰负荷时调峰，中小供热机组，作为厂用蒸汽热源峰负荷时调峰，中小供热机组，作为厂用蒸汽热源20四、疏水扩容器四、疏水扩容器1 1、容量、容量:应考虑各种不同参数的管道在不同运行方应考虑各种不同参数的管道在不同运行方式下的疏水量，总疏水量包括主蒸汽管道启动疏水、式下的疏水量，总疏水量包括主蒸汽管道启动疏水、机组暖管疏水和点火管道疏水等机组暖管疏水和点火管道疏水等五、热网加热器五、热网加热器1 1、基载热网加热器：不设备用，但在停用一台时，、基载热网加热器：不设备用，但在停用一台时，其余能满足其余能满足60%-75%60%-75%季节性热负荷需要。季节性热负荷需要。2

15、 2、峰载热网加热器或热水锅炉：应根据热负荷性质、峰载热网加热器或热水锅炉：应根据热负荷性质、供热距离、当地气象条件和热网系统具体情况，综供热距离、当地气象条件和热网系统具体情况，综合研究确定。一般热网水泵、热网凝结水泵和热网合研究确定。一般热网水泵、热网凝结水泵和热网补水泵都不少于两台，一台备用补水泵都不少于两台，一台备用21一、概述一、概述第三节第三节 供热机组的热经济指标供热机组的热经济指标治理大气污染、提高能源综合利用率治理大气污染、提高能源综合利用率总热效率总热效率=（供热量（供热量+供电量供电量3600kJ/(kW.h)/(3600kJ/(kW.h)/(燃燃料总消耗量料总消耗量燃料

16、单位低位热值燃料单位低位热值)100%)100%全年应大于全年应大于45%45%二、热电联产的总热效率二、热电联产的总热效率热电比热电比=(=(供热量供热量/供电量供电量3600kJ/(kW.h)100%3600kJ/(kW.h)100%三、热电联产热电比三、热电联产热电比5 5万万kWkW以下机组以下机组,全年应应大于全年应应大于100%100%22按热量法按热量法,供热量占锅炉有效热量百分率供热量占锅炉有效热量百分率四、热电成本分摊比四、热电成本分摊比电热比电热比=热化发电量热化发电量/供热量供热量五、热化发电率五、热化发电率机组性能指标机组性能指标23一、概述一、概述第四节第四节 发电厂

17、汽水管道设计发电厂汽水管道设计根据热力系统和布置条件进行根据热力系统和布置条件进行主蒸汽管道主蒸汽管道:过热器出口额定压力或锅炉工作压力过热器出口额定压力或锅炉工作压力1 1、设计压力、设计压力定速给水泵出口管道：最高扬程对应压力和泵进水定速给水泵出口管道：最高扬程对应压力和泵进水侧压力之和侧压力之和低压给水管道：除氧器额定压力和最高水位水柱静低压给水管道：除氧器额定压力和最高水位水柱静压之和压之和非调整抽汽管道非调整抽汽管道,加热器疏水管道加热器疏水管道:最大计算抽汽压最大计算抽汽压力力1.1.1 1倍倍,0.1MPa,0.1MPa调整抽汽、背压机排汽管道、减压装置后蒸汽管道调整抽汽、背压机

18、排汽管道、减压装置后蒸汽管道:最高工作压力最高工作压力24凝结水泵入口侧管道凝结水泵入口侧管道:泵入口中心线至汽机排汽缸接泵入口中心线至汽机排汽缸接口平面水柱静压，口平面水柱静压，0.35MPa；出口侧：扬程对应出口侧：扬程对应压力和进口侧压力之和压力和进口侧压力之和锅炉排污管道：定期排污膨胀阀前锅炉排污管道：定期排污膨胀阀前锅筒安全阀最锅筒安全阀最低整定压力与锅筒最高水位至管道连接点水柱静压低整定压力与锅筒最高水位至管道连接点水柱静压之和；连续排污膨胀阀前之和；连续排污膨胀阀前锅筒安全阀最低整定压锅筒安全阀最低整定压力；阀后不会引起管内压力升高时，设计压力：锅力；阀后不会引起管内压力升高时，

19、设计压力：锅炉压力炉压力1.750-4.150MPa，取，取.750MPa,锅炉压力锅炉压力4.151-6.200MPa4.151-6.200MPa，取，取2.750MPa2.750MPa给水再循环管道：母管制，节流孔板及以前取高压给水再循环管道：母管制，节流孔板及以前取高压给水管道设计压力；节流孔板后，未装阀门或双出给水管道设计压力；节流孔板后，未装阀门或双出路上阀门不能同时关时，取除氧器设计压力路上阀门不能同时关时，取除氧器设计压力安全阀后排汽管道：根据水力计算结果确定安全阀后排汽管道：根据水力计算结果确定25主蒸汽管道主蒸汽管道:过热器出口额定温度允许偏差过热器出口额定温度允许偏差2 2

20、、设计温度、设计温度背压汽轮机排汽管背压汽轮机排汽管道：排汽最高工作温度道：排汽最高工作温度减温装置后管道：出口蒸汽最高工作温度减温装置后管道：出口蒸汽最高工作温度调整抽汽：抽汽最高工作温度；非调整抽汽，最大调整抽汽：抽汽最高工作温度；非调整抽汽，最大计算工况设计压力下对应温度计算工况设计压力下对应温度高压给水管道：高加后最高工作温度高压给水管道：高加后最高工作温度凝结水管道：低加后凝结水最高工作温度凝结水管道：低加后凝结水最高工作温度低压给水管道：除氧器最高工作压力对应温度低压给水管道：除氧器最高工作压力对应温度加热器疏水管道：抽汽管设计压力对应饱和温度加热器疏水管道：抽汽管设计压力对应饱和

21、温度26锅炉排污管道：锅炉排污阀前或排污阀后管道装有锅炉排污管道：锅炉排污阀前或排污阀后管道装有阀门或堵板等可能引起管内压力升高时，取安全阀阀门或堵板等可能引起管内压力升高时，取安全阀最低整定最低整定压力对应饱和温度；阀后不会引起管内压压力对应饱和温度；阀后不会引起管内压力升高时，设计温度：锅炉压力力升高时，设计温度：锅炉压力1.750-4.150MPa，取取210,锅炉压力锅炉压力4.151-6.200MPa4.151-6.200MPa，取，取2.7502.750给水再循环管道：定压除氧，除氧器额定压力对应给水再循环管道：定压除氧，除氧器额定压力对应饱和温度饱和温度安全阀排汽管道：根据水力计

22、算结果确定安全阀排汽管道：根据水力计算结果确定3 3、设计安装温度、设计安装温度2027管道参数等级，公称压力：管道参数等级，公称压力：PNPN，应符合管道元件，应符合管道元件公称压力公称压力(GB1048)(GB1048)4 4、管道的公称压力和公称通径、管道的公称压力和公称通径管道公称通径：管道公称通径：DNDN，应符合管道元件的公称通径，应符合管道元件的公称通径(GB1047)(GB1047)允许工作压力允许工作压力=PN=PN设计工况下许用压力设计工况下许用压力/公称压力公称压力下对应基准压力下对应基准压力281 1）强度试验）强度试验5 5、水压试验、水压试验试验压力取较大者试验压力

23、取较大者,(MPa),(MPa)水压试水压试验下，试件内轴向应力值，不得大于屈服极验下，试件内轴向应力值，不得大于屈服极限限90%90%2 2）严密性试验）严密性试验压力：不小于压力：不小于1.51.5倍设计压力，并不小于倍设计压力，并不小于0.2MPa0.2MPa温度：不低于温度：不低于55，不超过，不超过7070水压试水压试验下，管道轴向应力以及其它轴向应力值，验下，管道轴向应力以及其它轴向应力值，不得大于屈服极限不得大于屈服极限90%90%水质：清洁水质：清洁29应符合国家或冶金部有关规定应符合国家或冶金部有关规定6 6、管子材料、管子材料7 7、许用应力、许用应力30二、管子的选择二、

24、管子的选择单相流体单相流体1 1、管径选择、管径选择两相流体按两相流体计算方法两相流体按两相流体计算方法G-t/h,v-m3/kg,w-m/s,Q-m3/h,Di-mm1）Do/Di1.7承受内压力管，最小壁厚（承受内压力管，最小壁厚（mm）2 2、壁厚计算、壁厚计算Y温度修正系数，温度修正系数，许用应力修正系数，许用应力修正系数，考虑腐蚀、考虑腐蚀、磨损和机械强度要求的附加厚度磨损和机械强度要求的附加厚度312）直管计算壁厚和取用壁厚）直管计算壁厚和取用壁厚计算壁厚计算壁厚=最小壁厚最小壁厚+壁厚负偏差的附加值壁厚负偏差的附加值取用壁厚：按公称壁厚表示，按产品规格和技术规取用壁厚：按公称壁厚

25、表示，按产品规格和技术规定厚度选取，但不小于计算壁厚定厚度选取，但不小于计算壁厚3）直管壁厚负偏差附加值）直管壁厚负偏差附加值规格为外径规格为外径*壁厚无缝钢管壁厚无缝钢管A-直管壁厚负偏差系数，按表查直管壁厚负偏差系数，按表查规格为内径规格为内径壁厚无缝钢管，偏差取壁厚无缝钢管，偏差取0焊接钢管，直缝采用钢板壁厚负偏差值；螺旋焊缝焊接钢管，直缝采用钢板壁厚负偏差值；螺旋焊缝按表格规定按表格规定324）弯管壁厚）弯管壁厚任一点实测最小壁厚，不得小于弯管相应点计算壁任一点实测最小壁厚，不得小于弯管相应点计算壁厚，且外侧厚度不得小于相连直管允许的最小壁厚厚，且外侧厚度不得小于相连直管允许的最小壁厚

26、采用内径采用内径*壁厚直管弯制时，宜加大直管壁厚；采用壁厚直管弯制时，宜加大直管壁厚；采用外径外径*壁厚，宜采用正偏差壁厚管壁厚，宜采用正偏差壁厚管弯曲半径宜为外径弯曲半径宜为外径4-5倍，椭圆度不大于倍，椭圆度不大于5%无缝钢管适于各类参数无缝钢管适于各类参数3 3、管子类别选择、管子类别选择PN2.5及以下参数，可用电焊钢管及以下参数，可用电焊钢管低温流体输送用焊接钢管，仅适用于低温流体输送用焊接钢管，仅适用于PN1.7及以下、及以下、设计温度不大于设计温度不大于200介质介质33三、管道附件的选择三、管道附件的选择根据系统和布置要求根据系统和布置要求,按公称通径、设计参数、介质按公称通径

27、、设计参数、介质种类及所采用标准选择种类及所采用标准选择1 1、一般规定、一般规定1 1）法兰组件）法兰组件设计温度设计温度300及以下且及以下且PN2.5管道，平焊法兰；管道，平焊法兰；设计温度大于设计温度大于300或或PN4.0管道，对焊法兰管道，对焊法兰宜参照国家标准选配宜参照国家标准选配设计压力设计压力14MPa以上，或设计温度以上，或设计温度540 以上，采以上，采用焊接式流量测量装置，其它采用法兰式用焊接式流量测量装置，其它采用法兰式2 2、选择原则、选择原则342 2）弯管及弯头）弯管及弯头PN6.3管道，中频加热弯管；管道，中频加热弯管；PN1.0MPa、DN50mm，冷管；，

28、冷管；PN6.3，热成形弯头；纵缝热成形，热成形弯头；纵缝热成形弯头适于弯头适于PN 2.5管，弯曲半径管，弯曲半径DN+50mm3 3）异径管）异径管钢板焊制异径管适于钢板焊制异径管适于PN2.5PN2.5管，钢管模压异径管适管，钢管模压异径管适于于PNPN4.0.0管管4 4）三通）三通PN10PN10管，采用挤压或焊接三通，其它按规定管，采用挤压或焊接三通，其它按规定5 5）封头和堵头）封头和堵头宜采用椭球形和球形封头，也可采用对接堵头。宜采用椭球形和球形封头，也可采用对接堵头。PN2.5,PN2.5,平焊平焊堵头堵头、带加强筋焊接堵头或锥形封头、带加强筋焊接堵头或锥形封头356 6）堵

29、板和孔板）堵板和孔板两法兰间堵板，回转式或中间式，节流孔板，法兰两法兰间堵板，回转式或中间式，节流孔板，法兰或焊接连接或焊接连接7 7）波纹管补偿器）波纹管补偿器按制造厂技术要求选择按制造厂技术要求选择8 8）阀门）阀门按系统参数、通径、泄露等级、启闭时间选择，满按系统参数、通径、泄露等级、启闭时间选择，满足系统关断、调节、安全运行和布置设计要求。形足系统关断、调节、安全运行和布置设计要求。形式、操作方式，据结构、制造特点和安装、运行、式、操作方式，据结构、制造特点和安装、运行、检修要求检修要求（1 1）闸阀：关断。双闸板闸阀宜水平管道，闸杆垂）闸阀：关断。双闸板闸阀宜水平管道，闸杆垂直向上，

30、单闸板闸阀可任意位置管道；适于流阻小直向上，单闸板闸阀可任意位置管道；适于流阻小或介质双向流动或介质双向流动36（2 2）截止阀：关断。适用于高严密性）截止阀：关断。适用于高严密性（3 3）球阀：调节或关断。迅速关断或开启）球阀：调节或关断。迅速关断或开启（4 4）调节阀：根据使用目的、调节方式和调节范）调节阀：根据使用目的、调节方式和调节范围选，不宜作关断用，应控制噪声、防止汽蚀。设围选，不宜作关断用，应控制噪声、防止汽蚀。设计压力不大于计压力不大于1.6MPa1.6MPa水管或不大于水管或不大于1.0MPa1.0MPa蒸汽管，蒸汽管，调节幅度小且不需经常调节，可用截止阀或闸阀调节幅度小且不

31、需经常调节，可用截止阀或闸阀（5 5）止回阀：升降式垂直瓣阀应装在垂直管道，水）止回阀：升降式垂直瓣阀应装在垂直管道，水平瓣阀在水平管，旋启式阀水平管，底阀应装在水平瓣阀在水平管，旋启式阀水平管，底阀应装在水泵垂直吸入管端泵垂直吸入管端（6 6）疏水阀（疏水器）：圆盘式、双金属片式、热）疏水阀（疏水器）：圆盘式、双金属片式、热动力式、脉冲式或浮球式，并水平安装动力式、脉冲式或浮球式，并水平安装（7 7）蝶阀：宜于全开、全关，也可调节用）蝶阀：宜于全开、全关，也可调节用37（8 8）安全阀：水管上，微启式；蒸汽管，全启或）安全阀：水管上，微启式；蒸汽管，全启或微启式，阀杆垂直向上微启式，阀杆垂直

32、向上（9 9）旁通阀：蒸汽管道启动暖管需先开旁通阀预热；）旁通阀：蒸汽管道启动暖管需先开旁通阀预热；汽轮机自动主汽阀前电动主闸阀；截止阀阀座受力汽轮机自动主汽阀前电动主闸阀；截止阀阀座受力超过超过50kN50kN；等应设旁通阀；等应设旁通阀9 9）阀门传动装置）阀门传动装置（1 1）各组件应根据阀门和操作器的布置、阀门力矩，）各组件应根据阀门和操作器的布置、阀门力矩，按典型设计选用按典型设计选用（2 2）连杆：低压流体输送用焊接钢管）连杆：低压流体输送用焊接钢管（3 3）使用换向器：操作件离阀门远；传动部件必须）使用换向器：操作件离阀门远；传动部件必须转向；等转向；等381 1）弯管、弯头、异

33、径管、三通、封头与堵头材料按）弯管、弯头、异径管、三通、封头与堵头材料按标准并与所连接的管材一致标准并与所连接的管材一致2）波纹管补偿器的波纹管材料）波纹管补偿器的波纹管材料3 3、附件材料、附件材料3）法兰组件材料）法兰组件材料39四、管道及附件的布置四、管道及附件的布置1 1）布置原则：（）布置原则：（1 1）应结合主厂房土建结构、设备）应结合主厂房土建结构、设备布置及热力系统进行（布置及热力系统进行（2 2）管道走向沿主厂房轴线）管道走向沿主厂房轴线（3 3）根据与设备连接的方便和工艺需要，按类别）根据与设备连接的方便和工艺需要，按类别和区域布置（和区域布置（4 4）高温管道首先要考虑补

34、偿需要和）高温管道首先要考虑补偿需要和方便，阀门要考虑操作、维护和检修（方便，阀门要考虑操作、维护和检修（5 5）注意路）注意路径短捷减阻力（径短捷减阻力（6 6）有噪声或振动的，布置时注意）有噪声或振动的，布置时注意隔声或消声（隔声或消声（7 7）易引起火灾管道，采取防火措施）易引起火灾管道，采取防火措施（8 8）应靠近梁、柱，便于支吊）应靠近梁、柱，便于支吊1 1、主厂房内汽水管道布置原则、主厂房内汽水管道布置原则2 2）布置顺序和要点）布置顺序和要点首先按类别，然后按区域首先按类别，然后按区域401 1）两成型部件连接，宜装一段直管）两成型部件连接，宜装一段直管2 2、附件布置原则、附件

35、布置原则2 2）三通附近装异径管时：汇流三通，管在汇流前；）三通附近装异径管时：汇流三通，管在汇流前；分流三通，管在分流后；水泵进口水平管道上偏心分流三通，管在分流后；水泵进口水平管道上偏心异径管，偏心向下布置异径管，偏心向下布置3）阀门布置：（）阀门布置：（1）便于操作、维护和检修（）便于操作、维护和检修（2）重型和较大，布置在水平管道，阀杆垂直向上重型和较大，布置在水平管道，阀杆垂直向上（3）法兰连接阀门或铸铁阀门，布置在弯矩较小）法兰连接阀门或铸铁阀门，布置在弯矩较小处（处（4）水平布置阀门，阀杆不得朝下（）水平布置阀门，阀杆不得朝下（5）地沟内）地沟内阀门，不妨碍地面通行时，阀杆可漏出

36、地面，手轮阀门，不妨碍地面通行时，阀杆可漏出地面，手轮高出地面高出地面150mm 以上，否则，应考虑简便的操作措以上，否则，应考虑简便的操作措施施4 4）阀门手轮布置）阀门手轮布置:(1):(1)垂直管道直接操作阀门，手轮垂直管道直接操作阀门，手轮距地面（或平台）距地面（或平台）1300mm(2)1300mm(2)平台外侧操作，手轮距平台外侧操作，手轮距平台不大于平台不大于300mm(3)300mm(3)周围周围150mm150mm净空距离净空距离415 5）不能在地面或楼面操作阀门，装设传动装置或操）不能在地面或楼面操作阀门，装设传动装置或操作平台作平台6 6）存在两相流动管系，调节阀宜接近

37、接受介质容器）存在两相流动管系，调节阀宜接近接受介质容器7）安全阀布置：（）安全阀布置：（1）主蒸汽和高温管道再热蒸汽）主蒸汽和高温管道再热蒸汽应距上游弯头起弯点不小于应距上游弯头起弯点不小于8倍管子内径距离；入口倍管子内径距离；入口管距上下游两侧其它附件不小于管距上下游两侧其它附件不小于8倍管内径（倍管内径（2）两）两个或两个以上布置在同一管道，其间距不小于管内个或两个以上布置在同一管道，其间距不小于管内径之和径之和1.5倍（倍（3）排汽管为开式系统，且安全阀管）排汽管为开式系统，且安全阀管上无支架，应使入口管缩短，出口应平行于主管轴上无支架，应使入口管缩短，出口应平行于主管轴线（线（4）同

38、一管有多只安全阀时，排放作用力矩力）同一管有多只安全阀时，排放作用力矩力求平衡求平衡8 8）流量测量装置前后应有一定长度直管段）流量测量装置前后应有一定长度直管段421 1）应充分利用管道本身柔性的自补偿，然后增设补）应充分利用管道本身柔性的自补偿，然后增设补偿器偿器3 3、管道的补偿、管道的补偿2 2）热管道应进行应力计算汽水管道应力计算规定）热管道应进行应力计算汽水管道应力计算规定(SDGJ6-1990)(SDGJ6-1990)3 3）两点间无限位支吊点的无分支管道，验证补偿能）两点间无限位支吊点的无分支管道，验证补偿能力力4 4）波纹管补偿器，可利用其轴向变形吸收直管热膨）波纹管补偿器，

39、可利用其轴向变形吸收直管热膨胀，也可利用补偿器弯曲变形组成单元式或复式补胀，也可利用补偿器弯曲变形组成单元式或复式补偿器来吸收管道横向热膨胀。锅炉安全阀排汽管，偿器来吸收管道横向热膨胀。锅炉安全阀排汽管，采用套筒式补偿器或疏水盘采用套筒式补偿器或疏水盘5 5）波纹管补偿器应根据波纹管类型考虑其推力和力）波纹管补偿器应根据波纹管类型考虑其推力和力矩对设备接口或管道固定点影响。矩对设备接口或管道固定点影响。431 1）设计温度）设计温度430430以上管道宜进行冷紧，冷紧比以上管道宜进行冷紧，冷紧比（冷紧值与全补偿值之比）不宜小于（冷紧值与全补偿值之比）不宜小于0.70.7；其它管道，；其它管道，

40、冷紧有效系数，工作状态冷紧有效系数，工作状态2/32/3，冷态，冷态1 14 4、管道的冷紧、管道的冷紧2 2）管道上有限位支吊架时，冷紧量和冷紧口应以限）管道上有限位支吊架时，冷紧量和冷紧口应以限位支吊点为分隔点进行分段计算和设置。位支吊点为分隔点进行分段计算和设置。3 3）冷紧口宜选在便于施工的管道弯矩较小处）冷紧口宜选在便于施工的管道弯矩较小处44五、水力计算五、水力计算1 1）任务：按给定管道布置及参数计算压降，或确定）任务：按给定管道布置及参数计算压降，或确定管内截面上介质状态以及管道通流能力管内截面上介质状态以及管道通流能力1 1、一般规定、一般规定2 2）计算压降时，应考虑）计算

41、压降时，应考虑10%10%裕量裕量3）管子摩擦因数）管子摩擦因数按雷诺数及管壁相对粗糙度按雷诺数及管壁相对粗糙度/Di查查4）管道总阻力系数）管道总阻力系数1局部阻力系数局部阻力系数455 5）等径并联管道流量分配）等径并联管道流量分配6 6）并联、串联后等径总阻力系数）并联、串联后等径总阻力系数7）管径不同，则需折算阻力系数）管径不同，则需折算阻力系数8）流速和质量流速）流速和质量流速9）介质动压）介质动压461 1）水管或管道始端和终端比体积比不大于）水管或管道始端和终端比体积比不大于1.61.6或压或压降不大于初压降不大于初压40%40%的蒸汽管的蒸汽管2 2、介质比体积变化不大管道、介

42、质比体积变化不大管道2 2）水管压降）水管压降H2-H1 管道终端和始端高差管道终端和始端高差3）水管终端压力）水管终端压力4）蒸汽管道压降）蒸汽管道压降5）蒸汽管道终端、始端、比体积、压降计算）蒸汽管道终端、始端、比体积、压降计算6）若管道质量流速改变则分段计算）若管道质量流速改变则分段计算47六、支吊架设计六、支吊架设计1 1）设计要求）设计要求1 1、一般规定、一般规定（1 1）据管道系统总体布置综合分析确定。如动载）据管道系统总体布置综合分析确定。如动载荷、静载荷和偶然载荷荷、静载荷和偶然载荷;管道位移管道位移;管道应力管道应力;振动振动(2)确定间距，考虑载荷合理分布，满足管道强度、

43、确定间距，考虑载荷合理分布，满足管道强度、刚度、防止振动和疏放水要求刚度、防止振动和疏放水要求（3）支承在可靠的构筑物上，便于施工）支承在可靠的构筑物上，便于施工（6）吊架拉杆可活动部分与垂线间夹角，刚性不）吊架拉杆可活动部分与垂线间夹角，刚性不大于大于3，弹性不大于，弹性不大于4（4）零部件应有足够强度和刚度）零部件应有足够强度和刚度,结构简单、典型结构简单、典型（5）管道吊架螺纹拉杆应有足够调整长度）管道吊架螺纹拉杆应有足够调整长度（7）位移或位移方向不同吊点）位移或位移方向不同吊点,不合用同一连接件不合用同一连接件48（1 1）固定支架：用于不允许线位移、角位移）固定支架：用于不允许线位

44、移、角位移2 2）支吊架形式选择）支吊架形式选择（2 2）滑动支架或刚性支架：用于不允许垂直位移）滑动支架或刚性支架：用于不允许垂直位移（3 3）滚动支架：不允许垂直位移并减小摩擦力）滚动支架：不允许垂直位移并减小摩擦力（4 4）弹簧支吊架：有垂直位移）弹簧支吊架：有垂直位移（5 5）恒力支吊架：垂直位移较大或需要限制转移）恒力支吊架：垂直位移较大或需要限制转移载荷载荷（6 6）导向装置：引导某方向位移，限制其它向）导向装置：引导某方向位移，限制其它向（7 7）限位装置：限制位移）限位装置：限制位移（8 8）减振装置：防止振动）减振装置：防止振动（9 9）阻尼装置：用于需承受地震载荷、冲击载荷

45、）阻尼装置：用于需承受地震载荷、冲击载荷或控制管道高速振动位移的地方或控制管道高速振动位移的地方49（1 1）设备接口附近间距和形式，应使设备借口承）设备接口附近间距和形式，应使设备借口承受推力和力矩在允许范围，不限制接口位移受推力和力矩在允许范围，不限制接口位移3 3）支吊架布置）支吊架布置（2 2）布置在集中载荷处）布置在集中载荷处（3 3）设波纹或套管补偿器管道应设支架和导向装）设波纹或套管补偿器管道应设支架和导向装置，将热位移引导到补偿器置，将热位移引导到补偿器（4 4）安全阀排汽管道的自重和排汽反力由支架承）安全阀排汽管道的自重和排汽反力由支架承受受（5 5）在）在形形补偿器两侧应设

46、导向装置补偿器两侧应设导向装置（6 6）设备接口承受过大推力或力矩时，如装限位）设备接口承受过大推力或力矩时，如装限位装置，其位置及限位方向应通过计算确定装置，其位置及限位方向应通过计算确定（7 7）室外吊架拉杆，过保温层处应装防雨罩）室外吊架拉杆，过保温层处应装防雨罩50水平直管水平直管2 2、支吊架间距、支吊架间距1 1）刚度条件：一阶固有频率应大于）刚度条件：一阶固有频率应大于3.5Hz,3.5Hz,单跨管道单跨管道按简支梁计算，最大挠度不按简支梁计算，最大挠度不2.62mm2.62mm水平直管最大间距水平直管最大间距2）强度条件：外载应力在允许范围内，单跨管道按）强度条件：外载应力在允

47、许范围内，单跨管道按简支梁计算，最大弯曲应力不简支梁计算，最大弯曲应力不23.5MPa513 3、支吊架荷载、支吊架荷载1 1）考虑以下荷载：（）考虑以下荷载：（1 1）管子、阀门、管件和保温）管子、阀门、管件和保温结构的重力（结构的重力（2 2）支吊架零部件自重（）支吊架零部件自重（3 3）输送介质）输送介质重量（重量（4 4）水压试验或管路清洗介质重量（）水压试验或管路清洗介质重量（5 5）柔性）柔性管件由于内部压力产生作用力（管件由于内部压力产生作用力（6 6）支吊架约束管）支吊架约束管道位移所承受约束反力和弹簧支吊架转移载荷道位移所承受约束反力和弹簧支吊架转移载荷（7 7）管道位移产生

48、摩擦力（）管道位移产生摩擦力（8 8）室外管风雪载荷）室外管风雪载荷（9 9）管道振动力（）管道振动力（1010）流体动量突变引起瞬态力）流体动量突变引起瞬态力（1111）蒸汽排放产生反作用力（）蒸汽排放产生反作用力（1212）地震力）地震力2）结构荷载：各工况分别计算，组合同时作用所有）结构荷载：各工况分别计算，组合同时作用所有荷载最大荷载，并加上本支吊架或临近活动支吊架荷载最大荷载，并加上本支吊架或临近活动支吊架摩擦力摩擦力3）支吊架荷载计算：使用经审定计算程序）支吊架荷载计算：使用经审定计算程序523 3、支吊架荷载、支吊架荷载4 4）弹簧支吊架或恒力支吊架的分配荷载荷载：热态）弹簧支吊

49、架或恒力支吊架的分配荷载荷载：热态吊零时，工作荷载等于分配荷载，冷态吊零时，安吊零时，工作荷载等于分配荷载，冷态吊零时，安装荷载等于分配荷载装荷载等于分配荷载5）排汽管道的排汽反力）排汽管道的排汽反力（1）与管道轴线垂直的排汽口，其它见）与管道轴线垂直的排汽口，其它见p254534 4、弹簧选择、弹簧选择1 1）符合以下要求：（）符合以下要求：（1 1）弹簧荷载变化系数不大于）弹簧荷载变化系数不大于35%35%，主要管，主要管25%25%（2 2）安装和工作荷载不大于最大允）安装和工作荷载不大于最大允许荷载许荷载2 2）弹簧串联，应选用最大允许荷载相同弹簧，热位）弹簧串联，应选用最大允许荷载相

50、同弹簧，热位移按刚度分配；弹簧并联，相同型号弹簧，荷载两移按刚度分配；弹簧并联，相同型号弹簧，荷载两侧弹簧承担侧弹簧承担3 3）选择计算。按管道工作温度下产生位移进行，分）选择计算。按管道工作温度下产生位移进行，分热态吊零和冷态吊零两种荷载分配方式。热态吊零和冷态吊零两种荷载分配方式。4 4）工作高度、安装高度、工作荷载和安装荷载，按）工作高度、安装高度、工作荷载和安装荷载，按冷、热态吊零管道分别计算冷、热态吊零管道分别计算54一、原则和形式一、原则和形式第五节第五节 发电厂主厂房布置发电厂主厂房布置汽机间、除氧器间、煤仓间、厂用配电间和锅炉间汽机间、除氧器间、煤仓间、厂用配电间和锅炉间1 1

51、、布置原则、布置原则1)1)安装检修方便安装检修方便:大件起吊大件起吊,检修有空间检修有空间,设施配套设施配套任务：根据各车间设备、附属设备、汽水管道及烟任务：根据各车间设备、附属设备、汽水管道及烟风煤粉管布置需要，确定主厂房的柱距，各车间跨风煤粉管布置需要，确定主厂房的柱距，各车间跨度、层数、层高及长度，主厂房的建筑、结构形式度、层数、层高及长度，主厂房的建筑、结构形式2)2)运行安全可靠运行安全可靠:设备便于监视、工作环境良好设备便于监视、工作环境良好3)3)各专业协调一致各专业协调一致:主厂房考虑输煤、灰渣，循环水主厂房考虑输煤、灰渣，循环水进出凝汽器接口，发电机、热网出线等进出凝汽器接

52、口，发电机、热网出线等4)4)预留扩建场地预留扩建场地5)5)考虑地区特殊条件考虑地区特殊条件:地质和气候，地震等地质和气候，地震等552 2、布置形式、布置形式取决于主、辅设备容量和形式，气象条件，上煤方取决于主、辅设备容量和形式，气象条件，上煤方式，扩建情况，热力系统，燃烧系统等因素。式，扩建情况，热力系统，燃烧系统等因素。形式：通常分四列式或三列式（除氧间和煤仓间合）形式：通常分四列式或三列式（除氧间和煤仓间合）1 1）外煤仓布置：煤仓间在锅炉外侧即靠近除尘排烟）外煤仓布置：煤仓间在锅炉外侧即靠近除尘排烟侧侧以煤仓位置分：外煤仓、内煤仓、合并煤仓以煤仓位置分：外煤仓、内煤仓、合并煤仓2

53、2）内煤仓布置：煤仓间在锅炉内侧即靠近除氧间）内煤仓布置：煤仓间在锅炉内侧即靠近除氧间3 3）合并煤仓布置：除氧间和煤仓间合并，在锅炉间）合并煤仓布置：除氧间和煤仓间合并，在锅炉间和汽机间之间，多用于中小型热电站，链条炉和循和汽机间之间，多用于中小型热电站，链条炉和循环流化床炉等环流化床炉等563 3、主厂房的柱距和跨度、主厂房的柱距和跨度一般框架结构，钢筋混凝土和梁固接或铰接一般框架结构，钢筋混凝土和梁固接或铰接1 1）柱距：长度方向相邻两柱中心线距离。）柱距：长度方向相邻两柱中心线距离。根据锅炉、汽轮机容量和形式及布置方式等确定。根据锅炉、汽轮机容量和形式及布置方式等确定。多用多用6m6m

54、，亦采用，亦采用7m,8m,9m7m,8m,9m2 2）跨度：各车间横向轴线间距离。）跨度：各车间横向轴线间距离。取决于机组容量和布置，以取决于机组容量和布置，以3m3m为模数增减，为模数增减，15m,18m15m,18m除氧、煤仓间通常采用现浇结构，除氧、煤仓间通常采用现浇结构，7m,7.5m,8m,9m7m,7.5m,8m,9m57二、主厂房设备布置二、主厂房设备布置汽轮发电机、给水泵、循环水泵汽轮发电机、给水泵、循环水泵1 1、汽机间的设备布置、汽机间的设备布置1 1）汽轮发电机布置：一般双层布置，有横向和纵向）汽轮发电机布置：一般双层布置，有横向和纵向（1）横向布置：机头朝向锅炉房，单

55、元式，机炉）横向布置：机头朝向锅炉房，单元式，机炉量相同，且厂区布置有条件量相同，且厂区布置有条件（3）汽轮发电机组中心线确定：横向布置时，中）汽轮发电机组中心线确定：横向布置时，中心线与锅炉中心线对齐；纵向时，考虑凝汽器检修心线与锅炉中心线对齐；纵向时，考虑凝汽器检修抽芯子长度及给水泵侧维护、检修空间抽芯子长度及给水泵侧维护、检修空间（2）纵向布置：顺序布置和头对头布置两方案，）纵向布置：顺序布置和头对头布置两方案，锅炉多于汽机数量，中小容量机组、母管制系统，锅炉多于汽机数量，中小容量机组、母管制系统，扩建不便，抽汽供热多采用扩建不便，抽汽供热多采用582 2）凝汽器中心线确定）凝汽器中心线

56、确定横向布置，考虑发电机检修抽转子空间，管道连接横向布置，考虑发电机检修抽转子空间，管道连接长度、补偿等长度、补偿等3 3）运转层设备布置）运转层设备布置汽轮发电机一般岛式布置，加热器在小岛零米至运汽轮发电机一般岛式布置，加热器在小岛零米至运转层中间层，抽气器在运转层平台转层中间层，抽气器在运转层平台4 4）加热器层设备布置）加热器层设备布置0m0m至运转层，油箱在加热器另一层，要留检修孔至运转层，油箱在加热器另一层，要留检修孔5 5）零米层设备布置）零米层设备布置给水泵：汽机纵向时，给水泵纵向，靠近除氧间顺给水泵：汽机纵向时，给水泵纵向，靠近除氧间顺序或头对头布置。汽机横向，给水泵在两台机组

57、间序或头对头布置。汽机横向，给水泵在两台机组间横向靠近除氧器横向靠近除氧器循环水泵：汽机循环水泵：汽机A A列层，与凝汽器对应列层，与凝汽器对应596 6）汽机间固定设备布置）汽机间固定设备布置固定端零米层，低位水箱、低位水泵、工业水泵固定端零米层，低位水箱、低位水泵、工业水泵7 7）检修场和起吊设施）检修场和起吊设施0.0000.000层层1.51.5倍柱距空地，汽缸盖和发电机转子倍柱距空地，汽缸盖和发电机转子运转层：汽机隔板运转层：汽机隔板汽机间设置桥式起重机汽机间设置桥式起重机602 2、除氧间布置、除氧间布置一般四层，零米层、管道层、运转层、除氧层一般四层，零米层、管道层、运转层、除氧

58、层1 1）除氧层：除氧器位置要考虑与给水泵和汽机本体）除氧层：除氧器位置要考虑与给水泵和汽机本体小岛布置相对应，水箱上应设维护检修钢平台。两小岛布置相对应，水箱上应设维护检修钢平台。两台除氧器可以集中布置；连排扩容器可在两除氧器台除氧器可以集中布置；连排扩容器可在两除氧器中间；软水加热器软加可靠近固定端中间；软水加热器软加可靠近固定端高度取决于除氧层容量和形式，检修起吊要求高度取决于除氧层容量和形式，检修起吊要求2 2）运转层：控制室在中部，还有主蒸汽母管、高压）运转层：控制室在中部，还有主蒸汽母管、高压给水管及给水操作台等。给水管及给水操作台等。3 3）管道层：主蒸汽、高低压给水管及疏排水母

59、管和）管道层：主蒸汽、高低压给水管及疏排水母管和部分电缆，部分电缆，2m2m左右左右4 4）厂用电层：厂用高、低压配电盘，厂用低压变电）厂用电层：厂用高、低压配电盘，厂用低压变电器等，考虑通风、检修器等，考虑通风、检修613 3、煤仓间布置、煤仓间布置煤粉炉。有粗细粉分离器层、传送带层、煤仓层、煤粉炉。有粗细粉分离器层、传送带层、煤仓层、运转层、磨煤机层等运转层、磨煤机层等62吊零与支吊架荷重分配吊零与支吊架荷重分配 所谓吊零，是指按每个支吊点处管道自重产生的垂直位移为零的条件来分配支吊架荷重。按吊零分配荷重的优点是管系的自重应力分布比较均匀，且这样的计算机程序开发比较方便。但是,按吊零分配荷

60、重也有一定的缺点:1)当管系上支吊点的间距很不均匀时,各支吊点荷载会有较大幅度的不均,甚至在某些支吊点上支吊力出现负值(即脱空,又称失重)。而支吊点的间距不均,是不可避免的,有时则是需要的,例如在阀门等集中荷载的两侧,或在设备、三通的附近等等。又如管道与设备的连接处,为了减少设备承受管道重量的荷载,往往在紧靠设备处设置支吊架。一般来说,设备的刚性是较大的,在作管系计算时,总是将设备作为一个刚性端点来处理。此时,若按吊零分配荷重,则在设备上将受到一个数值很大的力F,因为AB跨自重产生的弯矩M,需要弯矩FOA为来平衡,距离OA很小时,力F很大,这样,就不能达到减少设备荷重的目的。如果支点A不吊零而

61、略微下沉，则弯距M将大大减少,力F也应很快地减小了。这不但说明吊零的分配原则在这种情况下是不合适的,而且说明在这种情况下支点A不能采用刚性支吊架,而必须采用弹簧支吊架。2)它不能满足某些特殊要求的支吊力需要。例如为了减少出口管道对水泵的荷重,希望垂直管的重量尽量由弹簧吊架来承担,这时就不能用吊零分配荷重了。由于管道在整个使用过程处于热和冷两种状态的交替之中,因此上述的荷重分配可以在冷状态实现,也可以在热状态实现。在冷状态实现吊零荷重分配称为冷态吊零；在热状态实现吊零荷重分配称为热态吊零。当管道由一个状态(冷或热状态)变到另一个状态(热或冷状态)时,由于支吊点位移(由冷到热或由热到冷),将使弹簧

62、支吊架的支吊力发生变化,支吊力的改变量为P(为支吊架的位移,P为弹簧的刚度)，称为弹簧附加力。显然,如果支吊架按热态吊零分配荷重,即管道在工作状态下各支点正好承受分配给它的荷重,管系上将不出现弹簧附加力；而如果分配的荷重在冷状态下实现，则管系在工作状态下将承受弹簧附加力，从而增加管系在工作状态下的应力，这对于处于高温高压下工作的管道将是不利的。因此，在一般情况下，应使分配的荷重在热状态下实现(热态吊零)。63当吊零荷重分配在热状态下实现时,则分配的荷重即为各支吊架的工作荷重,而冷状态下的荷重则由该支吊点的“工作荷重+弹簧附加力”来确定。当采用冷态吊零分配荷重时,则冷态下的荷重为各支吊架的工作荷

63、重(也称基本荷重),而热态下的荷重则由该支吊点的“工作荷重+弹簧附加力”来确定。.由弹簧附加力引起的管系应力一般在管道整个应力中所占的份额相当小,而且它与管道其它应力叠加时,可能使总的应力增大,也可能使总的应力减小。文献4对管道静力计算程序采用热态吊零与冷态吊零两种分配荷重方法进行对比计算,通过两个典型例题计算结果,冷态吊零最大应力点的二次应力与热态吊零相比,有三点增大,最多增大4.903 MPa,变化率为9.45%,占二次应力的许用应力范围的2.62%；有两点减小,最多减小8.24MPa,变化率为4.28%,占二次应力的许用应力范围的4.04%。因此,很难说弹簧附加力对管道是不利的或是有利的

64、,要视管系的具体情况而定。前述给定荷载的分配荷重方法,实际上也是在某些支吊点上增大支吊架附加力,以求管系各支吊点荷重分配更为均匀合理,或减小管道对某些设备的推力或力矩。而冷态吊零便于安装调整，容易控制管道在初期冷态下对设备的推力和力矩的优点是显而易见的。64工程上，一般按热态吊零的载荷分配原则确定弹簧支吊架的受力。所谓热态吊零，是指弹簧支吊架在热态时承受的力应等于冷态时由管系分配给它的力。按这样的原则确定的弹簧支吊架受力使得整个管系中各支撑点承受的自重力在热态时比较均匀，但在热态时管系中各点的总载荷会因位移荷载的作用而不再均匀甚至会出现严重的不合理现象，为此，工程上有时也采用冷态吊零的载荷分配

65、原则。所谓冷态吊零是指弹簧支吊架在冷态时承受的载荷取冷态时由管系分配给它的载荷。与热态吊零相反，此时在热态情况下管系各支撑点承受的自重载荷已不在均匀，而总载荷(包括位移载荷)则是自然分配。为防止可变弹簧支吊架引起管系在热态或冷态时有较大的载荷转移，工程上常控制它的载荷变化率不超过25。根据这一限制条件，就可以确定弹簧支吊架的刚度k。在确定弹簧支吊架的刚度时应遵守这样一个原则：在弹簧支吊架能满足管系热态和冷态的承载要求而且载荷变化率不超过规定值的情况下，应尽可能选用刚度最小(指最小规格和最小允许位移值)的弹簧。按这样的原则选取的弹簧支吊架，其安装尺寸最小，价格最便宜，而且实际的载荷变化率最小。65演讲完毕，谢谢观看！