主要汽水管道系统的设计压力和温度

主要汽水管道系统的设计压力和温度

1范围

本导则依据《火力发电厂汽水管道设计技术规定》DL/T5054—1996的规定，提出

了确定火力发电厂有关系统的设计压力和温度的原则和方法。同时参考了《动力管道》

ASMEB31.1的原则。

每•管道系统的设计压力（表压）和温度应根据其预期的最高运行内压和温度来确

定，同时还应包括适当的裕度，以应付运行中出现的瞬态工况、偏离预定的运行特性和

/或控制变量（即压力和温度）的仪表测量容差。

3主要设计准则

3.1主蒸汽管道

（1）定义

主蒸汽是锅炉里产生的新蒸汽。主蒸汽系统的管道主要包括从锅炉出口到汽轮机主

汽门接口的管道、到其他设备如锅炉给水泵驱动汽轮机（若配备有高压蒸汽进汽阀）和

汽机轴封系统的支管、以及直到和包括最后一只截止阀/关断阀在内的仪表管、放气管

和疏水管。当施工图设计中，锅炉给水泵驱动汽轮机主蒸汽进汽管道等主蒸汽系统支接

的管道划作单独的卷册设计时，截止阀/关断阀及以前的管道设计压力、温度仍应按主

蒸汽系统规定取用。

（2）设计压力

管道设计压力系管道设计压力系指管道运行中内部介质工作压力与温度耦合时最严重

条件下的压力。最严重条件应为管子强度计算需要最大厚度及最高公称压力时的参数。

主蒸汽管道的设计压力可按以下规定选取：

亚临界和超临界机组，主蒸汽管道的设计压力可取用锅炉最大连续蒸发量下过热器

出口的工作压力。

超超临界机组，主蒸汽管道的设计压力可取用主汽门进口处设计压力的105%（主

汽门入口处设计压力为汽轮机额定进汽压力的105%）或取用主汽门进口处设计压力加

锅炉过热器出口至主汽门的管道压降，二者取大值。

符合正C标准（60045-1,1991,MOD）的汽轮机，只要保持12个月平均值不超过额定

值，就允许主蒸汽系统超压5%运行，使汽机处于最大连续出力时可保持调节汽门全开

（VWO）,主汽调门无节流损失经济性最佳。但由于提高了最大工作压力，使锅炉、汽

机及主汽系统设计压力提高，增加了投资，这种做法现已不取。当存在（VWO+5%

OP）的情况时，以下VWO处可代以（VWO+5%OP）。

（3）设计温度

设计温度系指管道运行中内部介质的最高工作温度。取用锅炉过热器或再热器出口

蒸汽额定工作温度加上锅炉正常运行时允许的温度偏差。温度偏差值可取用5℃。

（4）补充说明

a.主蒸汽管道的设计压力应不大于锅炉制造厂的过热器出口联箱设计压力。

b.以上规定不适用于燃机电厂，燃机电厂主蒸汽设计压力和温度的规定与常规火电机

组不同，既要满足B31.1的要求又要满足制造厂的要求。B&V设计的金陵燃机电厂主蒸汽设

计压力和温度取值实例：根据ASMEB31.1规程规定，该系统管道的设计（最大）压力为热

平衡中最高主汽工作压力（保证工况100%负荷）加172kPa圆整后得出，设计温度为最高主汽工

作温度（保证工况75%负荷）加5.6℃圆整后得出。根据GE规程规定，该系统管道的设计（最大）

压力为热平衡中最高主汽工作压力的1.07倍。设计（最大）温度为热平衡中最高主汽工作

温度加8.3℃。根据ASMEB31.1计算出的设计压力为10.20Mpa（a）,设计温度为574"C,小于

GE公司提供的设计压力10.695Mpa（a）和设计温度574.9℃,因此设计参数取用：设计压力

10.695Mpa（a）和设计温度574.9C。

3.2再热蒸汽管道系统

（1）定义

高温再热蒸汽是指再热器出口的高温蒸汽（它来自汽机高压缸排汽或第一级再热汽

机），其压力接近于汽机高压缸（或第一级再热汽机）的排汽压力减去低温再热管道和

再热器的压降。高温再热蒸汽系统包括再热器出口至再热汽轮机主汽门的全部管道，并

包括支管（如有的话）和到最后一只截止阀为止的放气管、疏水管和仪表接管。

低温再热蒸汽是汽轮机高压缸的排汽或是两次再热汽轮机的第一级再热汽轮机的

排汽，其在锅炉的再热器中再热后回到再热汽轮机中进步膨胀，从而改善电厂的热力

循环效率。

低温再热蒸汽系统包括内部处于或接近于汽轮机排汽参数的低温再热蒸汽的全部

管道，包括从汽轮机排汽接口到锅炉再热器进口的全部管道和全部支管，但不包括供汽

到给水加热器的支管，该支管应按后面所论述的抽汽系统的设计导则进行设计。

当施工图设计中低温再热汽管支接向辅助蒸汽系统供汽时，截止阀/关断阀及以前

的管道设计压力、温度仍应按低温再热蒸汽系统规定取用。

（2）设计压力

取用汽轮机最大计算出力工况下高压缸排汽压力的1.15倍。高温再热蒸汽管道,

可减至再热器出口安全阀动作的最低整定压力。汽轮机最大计算出力工况，系指调节汽

门全开（简称VWO）工况。

（3）高温再热蒸汽管道设计温度

取用锅炉再热器出口蒸汽额定工作温度加上锅炉正常运行时允许的温度偏差。温度

偏差值可取用5℃«

（4）低温再热蒸汽管道设计温度

a）取用汽轮机最大计算出力工况下高压缸排汽参数，等端求取在管道设计压力下

的相应温度，一般适用于日本、美国技术机型。

b）如制造厂有特殊要求时，该设计温度应取用可能出现的最高工作温度，一般适用

于Siemens和ALSTOM高压缸有特殊设计特点的欧洲机型。

c）当机组采用100%容量并带安全阀功能的高压旁路系统时，且锅炉过热器出口不

再设安全阀和PCV阀时，低温再热蒸汽管道从高旁出口至低温再热器入口管道的设计

温度应考虑锅炉给水泵跳闸，100%高压旁路无减温水时的工况。

（5）补充说明

如所购锅炉的再热器进口设计工况高于按设计准则确定的工况，则设计低温再热管

道时应采用锅炉制造厂的再热器进口设计工况，除非采用确定的较低的设计工况能选用

较薄的管壁。在这种较低的设计工况下，再热器的安全门应重新整定以保护低温再热管

道和/或改变再热器的设计工况，使之与低温再热管道的设计相配合并有可能降低锅炉

的价格。

如所购锅炉的再热器的设计工况低于按设计准则确定的工况,且不具备应付运行瞬

态工况和性能容差所需的最小设计裕度的话，则应把再热器的设计工况提高，如实际的

再热器设计工况仍是可接受的，则采用该工况来设计低温再热系统。

如同低温再热管道设计工况的情况一样,假定再热器的出口设计工况是按照设计准

则确定的。如不符合，则在确定高温再热管道的设计工况时，可应用确定低温再热管道

设计工况时的类似规定。

3.3高压给水管道（含中压给水管道）

（1）定义

锅炉给水是被给水泵升压至最终压力的汽水循环中的凝结水，该最终压力是供水给

处于额定运行工况的锅炉装置所必须的。高压给水系统包括承受给水泵出口压力（减去

沿给水流程中的管道阻力损失和设备压降）的全部管道。它包括从给水泵出口到锅炉进

口的给水管道，到最后一只截止阀为止的给水泵再循环管，通到主蒸汽减温器的支管,

到最后一只截止阀的放气和疏水管、仪表接管等。

如锅炉给水系两级升压，并用前置泵作为其第一级时，则前置泵的出口管道和与之

相连的支管也可另列为中压给水系统的一部份。

(2)设计压力

管道设计压力系指管道运行中内部介质最大工作压力。对于水管道，设计压力的取

用，应包括水柱静压的影响；当其低于额定压力的3%时，可不考虑水柱的影响。

非调速给水泵出口管道，从前置泵到主给水泵或从主给水泵至锅炉省煤器进口区

段,设计压力分别取用前置泵或主给水泵特性曲线最高点对应的压力与该泵进水侧压力

之和；

调速给水泵出口管道，从给水泵出口至关断阀的管道，设计压力取用泵在额定转速

特性曲线最高点对应的压力与进水侧压力之和；从泵出口关断阀至锅炉省煤器进口区

段，取用泵在额定转速及设计流量下泵提升压力的11倍与泵进水侧压力之和。

以上.高压给水管道压力，应对水泵特性曲线的数值按进水工作温度对压力修正。

中压给水管道设计压力可同样按照以上原则确定。

(3)设计温度

高压给水管道设计温度取用高压加热器后高压给水的最高工作温度。通常取末级高

压加热器出口高压给水温度，它可由汽机最大出力工况(VWO)的热平衡中求取并圆

整，提高到最近的一个整数温度值。给水泵出口至关断阀的管道，设计温度可取用给水

泵出口最高工作温度(包括给水在给水泵中温升)。

中压给水管道设计温度通常为：对于定压除氧系统，取用除氧器额定压力对应的饱

和温度；对于滑压除氧系统，取用汽轮机最大计算出力工况下1.1倍除氧器加热抽汽压

力对应的饱和温度。

3.4减温水管道

附图3.4-1、3.4—2对应主蒸汽和再热蒸汽系统的减温水管系统。

(1)主蒸汽的减温水管道

主蒸汽的减温水管道，从给水泵出口到减温装置前的逆止阀，(图3.4-1中C部份),

其设计压力、设计温度应等于高压给水管道的设计参数。对减温水取自给水泵增压级出

口的情况，则设计压力要增加增压级的关断压头•而设计温度等于高压给水管道设计温

度。

自减温装置前的逆止阀至锅炉的部份（图341中D部份）设计参数按锅炉设计,

可从锅炉制造厂处取得。

图3.4-2典型的低温再热减温水管道示意图

(2)再热蒸汽系统的减温水管道

再热蒸汽系统的减温水管道，从给水泵抽头出口到减温装置前的关断阀(图3.4—2

中E部份)，其设计压力计算中应计及锅炉给水泵抽头前部份的关闭压头。设计温度等

于高压给水管道设计温度。

减温装置前的关断阀(图3.4—2中F部份)，其设计压力等于E部份的设计压力，

而设计温度等于低温再热蒸汽管道的设计温度。

减温装置至关断阀(图3.4—2中G部份)，其设计参数应随低温再热蒸汽系统。

3.5给水再循环管道

给水再循环管道各部份的设计参数选择和减温水管道相类似。

(1)设计压力

当采用单元制系统时，进除氧器的最后道关断阀及其以前的管道，取用相应的高

压给水管道的设计压力；其后的管道，对于定压除氧系统，取用除氧器额定压力；对于

滑压除氧系统，取用汽轮机最大计算出力工况下除氧器加热抽汽压力的1.1倍。

当采用母管制系统时，节流孔板及其以前的管道，取用相应的高压给水管道的设计

压力；节流孔板后的管道，当未装设阀门或介质双出路上的阀门不可能同时关断时，取

用除氧器的额定压力。

(2)设计温度

对于定压除氧系统，取用除氧器额定压力对应的饱和温度；对于滑压除氧系统，取

用汽轮机最大计算出力工况下1.1倍除氧器加热抽汽压力对应的饱和温度。

3.6汽轮机抽汽管道

(1)定义

抽汽是指从汽轮机抽出的用于回热给水加热、驱动辅助设备的汽轮机用的蒸汽和/

或其他辅助用途的蒸汽，汽轮机抽汽可以是一级或多级，分别从汽轮机中抽出，这取决

于给水加热的级数和其他辅助用途的要求。

用于辅助用途的抽汽通常是从某•级供给水加热用的汽轮机抽汽连接管中引出，其

蒸汽状态适合于某一特定的辅助用途。抽汽系统包括从汽机抽汽接口到各个相应的设备

(给水加热器、热交换器等)接口的全部管道，包括从低温再热管道到用低温再热蒸汽

加热的给水加数器的支管和到最后•只截止阀为止的放气管、疏水管和仪表接管。

(2)设计压力

非调整抽汽管道，取用汽轮机最大计算出力工况下该抽汽压力的1.1倍，且不小于

0.1MPa；调整抽汽管道取其最高工作压力。最高工作压力应和汽机厂配合确定。

(3)设计温度

非调整抽汽管道，取用汽轮机最大计算出力工况卜抽汽参数，等嫡求取管道在设计

压力下的相应温度；

调整抽汽管道，取用抽汽的最高工作温度。

3.7背压汽轮机排汽管道

(1)定义

背压汽轮机排汽是指汽轮机不设凝汽器时汽机排汽缸末级排出的蒸汽，用于供热

(工业用汽或采暖等)。排汽管道从汽机排汽缸接口开始一直到供热母管。

(2)设计压力

取其预期的各种运行工况中可能出现的最高工作压力，加上合理的裕度，以备在预

期的最大运行工况，瞬态工况和控制容差等情况下压力变动之需。接入供热母管的关断

阀之前的管道，通常由汽机制造厂配供安全阀，以防关断阀关闭后管道超压，排汽管道

(包括关断阀)设计压力应等于安全阀最低整定压力。

(3)设计温度

取其预期的各种运行工况中可能出现的最高工作温度，按排汽参数等嫡求取管道在

设计压力下的最高温度。

3.8辅助蒸汽管道

(1)定义

辅助蒸汽指是辅助用途而非直接生产(发电或给水加热)的蒸汽，如空气预热、烟

气再热、燃料油加热、燃料油雾化、吹灰、采暖、射汽抽气器等用的蒸汽。它可来源于

锅炉、汽机抽汽或单独的外界来源(如辅助锅炉)。

辅助蒸汽系统可根据电厂辅助蒸汽的需求由•个或几个支系统组成,每个支系统可

有其不同的运行和设计条件。

(2)设计压力

各特定的管道支系统的设计压力应等于辅助汽源管道或与该支系统连接的设备的

设计压力。

如果辅助蒸汽系统中有压力控制阀，阀后压力降低到低于汽源压力水平，且阀后管

道上装有适当大小的安全阀或压力释放阀，则压力控制阀后面的管道可按较低的压力设

计，该压力应等于运行压力加上适当的裕度，后者是应付瞬态工况和控制容差所引起的

压力变动。这样的安全门和释放门应整定在管道设计压力下动作。

(3)设计温度

各特定的支系统管道的设计温度应等于辅助汽源管道或与该支系统连接的设备的

设计温度。

如支系统的部分系按-较低的压力设计(如前所述在减压阀之后)，则设计温度

应按辅助汽源设计始值(节流等焰)和该管段的设计压力来求取。

3.9低压给水管道

(1)定义

低压给水管道是指从除氧给水箱引出经加热到饱和除氧的凝结水管道，从水质的角

度它已满足锅炉给水要求，为与除氧器前的管道区分，这类管道称为低压给水管道，它

包括：锅炉给水泵或锅炉给水前置泵入口管道，低压给水经升压后供锅炉所需；接到凝

汽器，作为控制整个回热系统中水量的放水管路；除氧器再循环管道，将除氧给水箱的

给水经除氧给水循环水泵升压后回到除氧器前的凝结水管路中，供循环加热，提高起动

时加热除氧效果的。

(2)设计压力

对于定压除氧系统，取用除氧器额定压力与最高水位时水柱静压之和；

对于滑压除氧系统，取用汽轮机最大计算出力工况卜除氧器加热抽汽压力的1.1倍

与除氧器最高水位时水柱静压之和。

(3)设计温度

对于定压除氧系统，取用除氧器额定压力对应的饱和温度：

对于滑压除氧系统，取用汽轮机最大计算出力工况卜除氧器加热抽汽压力的1.1倍

对应的饱和温度。

3.10凝结水管道

(1)定义

凝结水是汽轮机排汽和其他泄汽、放汽和疏水的扩容蒸汽等在表面式凝汽器中凝结

后的出水，而凝结时放出的热量则传送给凝汽器的循环冷却水。

凝结水在回热给水加热器中被加热并升压后作为给水返回到锅炉。“凝结水”这一

名词通常是指除氧器之前低于锅炉需要的最终给水压力的那部分凝汽器出水（指汽水循

环中的水），凝结水系统的终端在除氧器的进口，对无除氧器的系统来说，凝结水的终

端在给水泵的吸入口。

凝结水系统包括汽水循环中输送凝结水的全部管道，主要包括凝结水泵的进口管

道、凝结水泵的出口管道并•直延伸下去经过凝结水处理（除盐）装置和系统中的热交

换器如轴封凝汽器、射汽抽气器的凝汽器以及给水加热器等直到除氧器，或对无除氧器

的系统来说，直到给水泵入口的管道，视选用的循环方式而定。

包括在凝结水系统中的还有凝结水泵的再循环管路、凝结水储水箱有关管道、凝结

水排水管路、喷水减温管路和其他从凝结水主管道接出的支管。根据压头需要、设备费

用和全面的经济分析，常常采用凝结水的两级输送。这种系统采用低压泵（凝结水泵）

把凝结水从热井泵送经过各种热交换器和凝结水除盐装置，再用凝结水升压泵提高压头

后把凝结水送经系统中的给水加热器，一直送到除氧器的进口，或视情况不同送到给水

泵吸入口。

（2）设计压力

1）凝结水泵吸入管道

设计压力应等于泵吸入接口中心线到汽机排汽缸接口平面处的水柱静压（此时凝

汽器内按大

气压力），且不小于0.35MPa。另外，吸入管道还应按全真空设计。

2）单级泵布置的凝结水泵出口管道或两级泵布置的低压级凝结水泵出口管道

设计压力应等于在预期最低的凝结水温度卜，且进水口承受上述规定的最高静压头

和大气压力时，凝结水泵出口门关闭情况下的出水压力，并提高圆整。

3）两级泵布置的凝结水升压泵出口管道

设计压力等于凝结水泵和凝结水升压泵出口门关闭情况下泵的扬程之和并提高圆

整，加上进口压力。如在此管道中布置有给水加热器，则加热器水侧的设计压力亦根据

上述原则确定，因此管道和加热器管子的设计压力应该相等。

（3）设计温度

取用低压加热器后凝结水的最高工作温度。

3.11加热器疏水和排气管道

（1）定义

加热器疏水系指从给水加热器筒体侧流出的凝结水，该凝结水是由相应的抽汽被流

经加热器管子的较冷的主凝结水或给水冷凝后生成的。

加热器排气是指在起动和正常运行中，当含有微量的不能凝结气体的抽汽在加热器

壳体内凝结时，从壳体排出的饱和蒸汽和不能凝结的气体的混合物。

每台加热器的疏水与排气系统都是从加热器壳体上的疏水和排气接口延伸到较低

压力的接受容器上的接口(较低压力的给水加热器、凝汽器外壳、疏水箱等)。

(2)设计压力

从加热器壳体直到并包括最后一只截止门在内的全部加热器的疏水和排气管道的

设计压力，应等于高低压加热器和压力式除氧器相应的给水加热器的壳体设计压力。

取用汽轮机最大计算出力工况下抽汽压力的1.1倍，且不小于O.IMPa。

如施加在某一特定管道上的疏水静水压头引起的压力升高值大于该抽汽最高的运

行压力的3%时，则疏水管道的设计压力应予以提高计及静压的影响。

(3)设计温度

设计温度应等于加热器壳体设计压力相应的蒸汽饱和温度。

3.12锅炉排污管道

(1)定义

锅炉排污管道是指自锅炉受压部件引出用以排放锅炉启动疏水，正常运行时连续或

间断排放炉水以调整炉水水质或保持容器内正常水位的管道，通常排污管道接到连续

(或定期)排污扩容器，或接到放水母管。

(2)设计压力

锅炉排污阀前或者当排污阀后管道上装有阀门或堵板等可能引起管内压力升高的

部分，对于

定期排污管道，设计压力应不小于汽包上所有安全阀中的最低整定压力与汽包最高水位

至管道联结点水柱静压之和：对于连续排污管道，设计压力应不小于汽包上所有安全阀

的最低整定压力。

当锅炉排污阀后不会引起管内压力升高时，排污管道(定期排污或连续排污管道)

的设计压力按表3.12-1选取。

表3.12-1锅炉排污阀后管道设计压力[MPa]

锅炉压力1.750〜4.1504.151-6.2006.201~10.300210.301

管道设计压力1.7502.7504.1506.200

(3)设计温度

锅炉排污阀前或者当排污阀后管道上装有阀门或堵板等可能引起管内压力升高的

部分，排污管道(定期排污或连续排污管道)的设计温度取用汽包上所有安全阀中的最

低整定压力对应的饱和温度。

锅炉排污阀后不会引起管内压力升高时，排污管道(定期排污和连续排污管道)的

设计温度按表3.12-2选取。

表3.12-2锅炉排污阀后管道设计温度

锅炉压力(MPa)1.750〜4.1504.151-6.2006.201~10.300210.301

管道设计温度(℃)210230255280

3.13锅炉启动分离器有关管道

(1)定义

直流锅炉需要有个启动旁路系统，连接锅炉、汽轮机、凝结水系统和高压给水系

统成为一个整体的系统，满足机组在启动、低负荷或甩负荷时工质和热量回收、参数配

合、压力释放、设备保护等功能。不同的锅炉制造厂根据其设计技术和传统，形成了各

自典型的启动系统。启动分离器是启动系统中的中心设备，有各种汽水管道连接锅炉、

汽机、除氧器和凝汽器等，配置各种阀门，用以实现规定的功能。

(2)设计压力

应根据某一特定管道预期的各种运行工况中可能出现的最高工作压力，加上合理的

裕度，以备在预期的最大运行工况、瞬态工况和控制容差等情况下压力变动之需。

(3)设计温度

类似于设计压力的确定，根据预期的各种运行工况中可能出现的最高工作温度来确

定。

3.14疏水、放水、放气管道

3.14.1疏水管道

(I)节流装置或疏水阀门及以前的管道，按叮所连接管道相同参数选择。

(2)节流装置或疏水阀门以后的管道：

连接超临界机组主蒸汽管时，取为设计压力lOMPa、设计温度530℃；连接超临界

机组高温再蒸蒸汽管时，取为设计压力IMPa、设计温度510℃。连接其他管道设计压

力为l4MPa及以上者，按PN6.3选择；连接管道设计压力为lOMPa者，按PN4选择;

连接管道设计压力为6.3MPa及以下者，按PNW2.5选择。

3.14.2放水管道

(1)放水阀及以前的管道，按与所连接管道相同的设计参数选择。

(2)放水阀以后的管道，可按PNW2.5选择。

3.14.3放气管道

(1)放气阀及以前的管道，按与所连接管道相同的设计参数选择。

(2)放气阀以后的管道，可按PNW2.5选择。

3.14.4锅炉上水、放水管道

(1)上水阀及以前的管道，按与所连接水况管道相同的设计参数选择。

(2)匕水阀(或堵板)至锅炉的管道(包括上水阀或堵板)，按接入点设计参数

选择。

(3)放水阀(或堵板)至锅炉的管道(包括放水阀或堵板)，按引接点设计参数

选择。

(4)放水阀以后的管道，可按PNW2.5选择。

3.14.5锅炉紧急放水管道

设计参数V锅炉连续排污管道的设计参数