煤氣余熱電廠主蒸汽管道設(shè)計(jì)及優(yōu)化研究.pdf

1、鋼鐵工業(yè)利用富裕煤氣余熱發(fā)電是我國(guó)節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃中的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。但由于煤氣燃料的特殊性，對(duì)蒸汽管道的設(shè)計(jì)提出了更高要求。因此，本文以某鋼鐵公司新建的煤氣綜合利用電廠為對(duì)象，研究主蒸汽管道的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。
　　根據(jù)該鋼鐵公司煤氣的產(chǎn)量與利用情況，參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確定主蒸汽管道的設(shè)計(jì)壓力為9.81MPa，設(shè)計(jì)溫度為545℃，材質(zhì)為12Cr1MoV。依據(jù)主蒸汽管的推薦流速，考慮過(guò)熱器出口的管道規(guī)格，主蒸汽管道規(guī)格選為Φ194×1

2、8mm。以硅酸鋁棉為保溫材料，保溫層厚度為200mm。綜合考慮管道強(qiáng)度、剛度和舊管道規(guī)范，管道支架的最大設(shè)計(jì)間距應(yīng)不大于5.7m。并分析了管道支吊架的型式。從管道布置的簡(jiǎn)潔流暢性、支吊架的生根位置、支吊架的使用數(shù)量等角度出發(fā)，提出了四種主蒸汽管道的初步設(shè)計(jì)方案。
　　采用AUTOPSA軟件，通過(guò) SUS工況一次應(yīng)力校核工況計(jì)算得到最大一次應(yīng)力值，EXP二次應(yīng)力校核工況計(jì)算得到最大二次應(yīng)力值，OPE運(yùn)行工況計(jì)算得到管道端點(diǎn)推力及推力

3、矩值，EXP熱膨脹工況計(jì)算得到彈簧支吊架節(jié)點(diǎn)熱位移，并對(duì)這些影響管道安全性的因素進(jìn)行分析。同時(shí)分析了壓降、主蒸汽管道投資及運(yùn)行費(fèi)用等影響管道經(jīng)濟(jì)性的因素。
　　采用層次分析法確定了投資成本、壓降、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用、應(yīng)力、作用在管系上的力和力矩等主蒸汽管道影響因素的評(píng)價(jià)指標(biāo)。建立層次結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)造兩兩判斷矩陣，并進(jìn)行了層次單排序及總排序的一致性檢驗(yàn)，最終得到主汽管道評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的權(quán)重值。最后構(gòu)造模糊關(guān)系矩陣，運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)四種初步

4、設(shè)計(jì)方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。計(jì)算分析得到方案一的從優(yōu)隸屬度最高，權(quán)重值為0.8518，其次是方案四，權(quán)重值為0.7225，方案三最差，權(quán)重值為0.6515。雖然方案一的管道布置簡(jiǎn)潔流暢、管件數(shù)量少，而且從優(yōu)隸屬度最高，但是架設(shè)在管道上的支吊架缺少在鋼結(jié)構(gòu)上的生根位置，達(dá)不到預(yù)期的強(qiáng)度要求，無(wú)法保證管道的正常運(yùn)行。因此在實(shí)際工程中，不應(yīng)單純考慮管道布置簡(jiǎn)潔流暢，而應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，保證管道及系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行。
　　綜上所述，本工程最終選擇