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式中Di为管子内径,G为介质质量流量,υ为介质比容,ω为介质流速,Q为介质容积流量。其中,介质的流速根据推荐流速表来选取,主蒸汽管道的推荐流速为40~60m/s。
多年来,电厂设计中都是以管道内介质的推荐流速作为管道内径选择的依据。在满足管道通流能力及其允许压降的基础上,流速的大小直接关系到管道系统的经济性。由于具体工程中实际情况比较复杂,相互差异较大,很难通过技术经济比较来确定各类管道确切合理的介质流速。《火力发电厂汽水管道设计技术规定》中管道介质的推荐流速表则是在收集了许多国外相关单位的规定,并结合了多个国内引进机组电站中管道介质的实际流速,经过综合比较分析后确定的[3]。
然而,由火电厂实际运行参数所确定的这些经验数值,并不一定完全适合作为垃圾焚烧发电厂的设计依据。以主蒸汽管道的设计为例,以往我们所设计的垃圾焚烧发电厂中,存在用户反应主蒸汽管道压降偏大,汽机进气压力偏低的情况。仔细分析其原因,发现是由于与常规火电厂相比,垃圾焚烧电厂主蒸汽管道长度很长,设计者进行计算时采用了推荐流速而又没有进行压降核算造成的。
我们知道,由于焚烧工艺的不同,火力发电厂和垃圾焚烧电厂在主厂房的布置方式上有很大的差别:
火力发电厂主厂房一般包括锅炉间、汽机间、除氧间、煤仓间、引风机室等部分组成,布置形式上基本采用汽机房、除氧加热器间、煤仓间、锅炉房顺序排列的四列式布置方式。为节省空间,许多电厂还采用煤仓间与除氧间合并布置的三列式布置方式,如图1所示[4]。
而垃圾焚烧发电厂主厂房主要由垃圾卸料平台、垃圾储存池、锅炉间、尾气净化间、除氧间、汽机间等部分组成,考虑到垃圾给料的可靠与便利,主厂房一般顺序布置垃圾卸料平台、垃圾储存池、锅炉间、尾气净化间,除氧间和汽机间则并列布置在锅炉间的固定端侧,与锅炉房成L型布置,如图2所示[5]。有时受工艺条件的限制,汽机间还必须和主厂房分开,中间用管道连廊同主厂房相连接,如图3所示。对比可以发现,垃圾焚烧电厂汽机与锅炉之间的距离一般要比火力发电厂的大,垃圾焚烧电厂的主蒸汽管道要比火力发电厂的长,根据不同垃圾焚烧锅炉容量,垃圾焚烧电厂主蒸汽管道长度一般比常规火电厂长30米~150米左右。
按照《火力发电厂汽水管道设计技术规定》中的有关规定,蒸汽管道的压降可按达西公式计算:
其中,λ为管道摩擦系数,L为管道总展开长度,Σξ1为管道总局部阻力系数。
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