某1000MW级一次再热机组保温设计优化

刘伟峰

摘 要：文章对某1000MW级一次再热机组主要管道的保温设计提出了优化措施，并进行了经济比较，结论为采用经济厚度和较低外表面温度控制相结合的方法，选用优质保温材料，适当增加高温管道保温厚度，降低散热损失，可以提高机组运行的热经济性。

关键词：火力发电厂；1000MW级一次再热机组；保温；散热损失；经济厚度法

1 概述

火力发电厂的保温设计的好坏直接关系到保温工程的优劣，进而影响到全厂的热效率，本文就全厂的保温设计相关问题进行探讨。

2 保温规程基本规定

《火力发电厂保温油漆设计规程》（DL/T5072-2007），以下简称规程）规定，对以下情况必须按不同要求予以保温：（1）外表面温度高于50℃且需要减少散热损失者；（2）要求防冻、防凝露或延迟介质凝结者；（3）工艺生产中不需保温、其外表面温度超过60℃，而又无法采取其他措施防止烫伤人员的部位。

3 保温材料数据

某1000MW级一次再热机组为华能集团所属工程，根据《华能火电工程设计导则（2016版）》的要求，介质温度在300℃及以上，且管径大于Ф300mm及以上的汽水管道采用硅酸铝保温。硅酸铝推荐使用温度800℃。

硅酸铝导热率参考方程如下：（1）tm≤400℃时，λL=λ0+0.0002（tm-70）；（2）tm≥400℃时，λH=λL+0.00036（tm-400）；其中λ0（70℃）W/（m·K）=0.056，（2）式中λL取tm=400℃时计算结果，tm是指保温

层内外表面温度平均值。

4 保温方案设计优化论证

以本工程有代表性的主蒸汽、高温再热蒸汽、低温再热蒸汽和高压给水为例，四大管道保温设计的基础数据如下（管道外径均为mm，长度为两台机总长）：（1）主蒸汽：温度610℃，主管Ф579.3，长度592m，支管Ф410.5，长度88m。（2）高温再热：温度627℃，主管Ф759.1，长度760m，支管Ф544.6，长度206m。（3）低温再热：温度395.8℃，主管Ф1067，长度346m，支管Ф762，长度286m。（4）高压给水：温度315.2℃，主管Ф660，长度662m。

下面将采用经济厚度计算法，分别将保温结构外表面温度限值确定为45℃（方法1）和50℃（方法2），对这两种方法的散热损失和保温初投资进行比较计算。以高温再热蒸汽管道，采用单层硅酸铝保温为例，计算分析的过程如下表所示：高温再热蒸汽主管比较给出过程表，其余管道按表1参考计算。

方法1因增加保温厚度的初投资可通过降低散热损失（减少年标煤费用损失）收回，说明方法1从电厂长期运行的经济性出发有利。

将主蒸汽管道、高温再熱蒸汽管道支管也按照上表进行计算，可知使用硅酸铝单层保温时，采用保温设计优化（方法1）较保温常规设计方法（方法2），虽然保温结构初投资稍有增加，但是增加的初投资在两年之内即可收回；主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道两台机组全寿命期（按20年计）综合收益约为209.1万元。

5 结束语

综上所述，本工程主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道采用经济厚度和较低外表面温度控制相结合的方法计算，采用单层硅酸铝保温时，保温结构外表面温度限值确定为45℃与50℃时相比，增加的初投资可在两年内收回，全寿命周期（按20年计）综合收益约为209.1万元。