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【摘要】本文主要探讨了火力发电管道稳定设计的原理和具体的设计方法，同时，本文还针对火力发电管道的设计施工问题进行了深入的分析，提出了设计和施工过程中的质量控制措施，以期可以为火力发电管道设计和施工提供借鉴。
【关键词】火力发电管道；稳定设计；施工
中图分类号：TU74文献标识码： A
一、前言
随着我国用电量的需求的增大，火力发电工程的数量也不断增多，火力发电管道是火力发电厂的重要基础设施，其建设的过程必须要有效把握设计和施工两个关键的环节。
二、火力发电企业管道稳定设计步骤及意义
企业为创造成本领先竞争优势而进行的价值链优化,就是在保证向客户提供满意产品的前提下，通过作业流程再造或整合，提高企业价值链的运转效率，从而不断的控制和降低企业成本的过程。它既是企业生产经营过程的优化,也是对企业与外部供应商、客户关系不断进行优化、重组的过程。
结合电力生产的特点，基于成本控制的火力发电企业价值链优化，就是在保证向客户提供电力的前提下，通过作业分析，分清楚增值与不增值作业、高效与低效作业，消除作业链中不增值作业，提高低效作业的效率，保持高效作业的效率，从而把有限的资源应用于能增加价值的作业中，持续的对企业的各项作业进行优化，最终实现整个企业价值链的稳定、连续和高效的运转，进而不断的控制和降低火力发电企业的成本。
在国家节能降耗的要求下,以及新时期发展低碳环保的大环境下,要使火力发电厂有效的控制成本,减少污染,其管道设计的重要性不言而喻。对管道设计而言,最基本也是最重要的指标即保证管道设计的稳定性,这样不但可以在其使用后将能耗降到最低,而且便于调整,对火电厂企业的实际意义以及后期的可持续发展都具有深远影响。通常火力发电企业的管道设计即现场施工程序主要包括以下步骤,管道施工设计→管道加工制作→成品运达施工现场→现场管道组装→管道横缝焊接→试验→管道防腐处理→管道安装调试。
火力发电厂应该通过对成本的控制，提高在市场中的竞争水平，为此，应该提高管道稳定性，降低施工难度水平和设计的复杂性，在施工和设计的过程中，满足质量的要求，针对施工的实际水平，将主要的设计工序和施工工序为以下几种：设计、制作管道、运送现场、组装管道、焊接横缝、试验、防腐、调试安装。同时，对火力发电厂实施综合性管理，对建设用地进行合理使用。
对主要管道（如主蒸汽管道、主给水管道、烟风道）的空间位置进行确定，避免管线和周围建筑物及其它设备产生干扰和矛盾，在满足使用功能要求的基础上，提高管道布置的经济性水平和技术性水平，在对汽水、烟风、油气等的相关规范进行严格执行之外，还应该对影响设计和施工的因素进行了解，选择适宜的间距和管道走向，对空间和平面之间的关系进行处理，随着规划容量和单机容量的不断增加，对施工技术的需求不断增加，随着工艺系统的完善，出现了很多工业管道。管道支吊架是整个系统中的重要组成，除了能够支撑管道的重量之外，还能够对作用力进行平衡，对管道的位移水平和震动水平进行平衡，在设计整体系统的过程中，使用适宜的支吊架，能够改善应力分布水平，提高系统在运行过程中的安全水平，延长使用寿命。
三、火力发电管道稳定设计和施工的要点
1、前期设计与制作
（一）管道的选线
在火力发电厂管道稳定设计与施工中,首先要考虑的问题是线路选线中。我们认为,其要注意以下事项。
(1)严格执行国家和行业的相关设计标准和规范,以及国家和地方的法律、法规。
(2)贯彻安全的原则,确保管道长期安全可靠运行,在线路选择中优化比选,消除不利因素。
(3)选择合理走向,处理好与现有管线的关系,力求线路顺直,缩短线路长度,节省钢材和投资。
(4)尽量绕避施工难点、不良工程地质段和地震活动断裂带。
(5)在符合线路总体走向的条件下,合理选择大中型河流穿跨越位置。
(6)注重环境保护和水土保持。
（二）管道的设计
火力发电厂管道设计一般采用规范解析法进行计算。根据类似及以往工程设计计算结果可知,采用有限元法计算确定的管壁厚度一般要比采用规范解析法计算确定的管壁厚度小,可以节约工程投资。
（三）管道制造技术标准与工艺流程
管道制造前,必须明确其制造技术要求。管道制造遵循的主要技术标准为:国家电力公司编制的《压力钢管制造安装施工技术要求》,以及钢制管道有关标准、规范,如《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》、《压力容器用钢板》等。管道制造质量控制主要根据生产工艺流程,逐道工序进行控制。
（四）管道的结构复核
管道的结构应力复核建议采用《水电站压力钢管设计规范》(SD144-85)中的分析方法进行计算,管道斜井下段及下平段岔管处可超过钢材的允许应力,但应小于钢材的屈服应力值。
2、管道制作
在鋼板生产及卷板能力许可的情况下,管节长度越长,管节数及瓦片张数越少,相应的下料、切割、卷板、焊接、起重运输的工作量也就越小,因此,必须合理制定管节长度。传统管道制造是在瓦片组成整圆、纵缝焊接完成并调圆完毕的情况下装焊加劲环,由于焊接收缩应力在整个圆周均匀分布,产生的管道圆度变形很小。现在很多火力发电厂管道制造受制于特殊的施工环境,为尽量减轻洞内工作量,需要在厂内纵缝未焊接的情况下,对瓦片进行加劲环装焊。
3、管道组装
将卷制合格的瓦片吊上组圆平台,进行拼装,用码子、楔铁对圆。先将管口的对接间隙和对口错边调整好,用拉板固定,然后再调整中间位置和对口错边。要控制管口平面度偏差<3mm,对口错边量纵缝小于板厚的10%,且不大于2mm,环缝小于板厚的15%,且小于3mm。管道对圆后,其实测周长与设计周长的偏差应≤±24mm,相邻两管节周长差应≤10mm;纵缝处用弦长1.5m样板检查,样板与纵缝的间隙<2.5mm,组装合格后进行纵缝焊接。
4、纵缝焊接
管道焊接是管道制造过程中至关重要的一环,其质量好坏直接影响工程的安全,故在制造过程中作为重点控制工序。焊接前,必须先进行管道的焊接试验及工艺评定。焊接试验及工艺评定是管道焊接前一项必不可少的工作,是指导焊接施工的科学依据。通过试验,根据合理的试验参数,结合试验经验编制合理的焊接工艺规程,以指导施工,从而有效地保证管道焊接质量。焊接作业过程中严格规定焊前清理、定位焊、预热、焊接环境要求,以及焊接作业的相关要求。焊接操作人员应持有劳动部门颁发的管道焊工合格证(有效,且与焊接位置、焊接方法相对应),且具有高强钢焊接操作经验。管道焊接前对焊工进行技术交底,并进行相关培训。焊接过程中,严格按作业指导书及相关要求施工。质检员和无损探伤人员均需有相应资质并持证上岗。焊接完成后用超升波进行探伤检查,对检查不合格的焊缝进行返修处理。纵缝验收合格后用纵缝校正设备校正纵缝处弧度,用弦长0.8m的样板检查。
5、管道防腐
管道油漆防腐管道油漆防腐在焊接检验合格后进行。涂装前,必须进行表面预处理。在预处理前,钢材表面的焊渣、毛刺、油脂等污物应清除干净。管道内壁采用喷涂材料、除锈等级应达到GB8923-88规定的Sa2.5级。管道涂装在密闭车间内进行,使防腐环境得到改善,质量容易得到保障。涂料涂装由高压无气喷涂机完成,涂层厚度均匀,质量好,效率高。管道涂装施工由专业队伍完成,施工人员经验丰富,素质可靠。
6、管道安装
首先通过转点的方式确定管道安装的坐标原点并放线,根据始装节管道管口的中心里程桩号和倾斜角度计算出管道底端的桩号位置,以此为基准进行管道的安装。在安装部位焊接托架用于放置管道,将倒链的一端固定在隧洞顶部预埋的锚环上,另一端固定在管道上,倒链配合底部的千斤顶对管道进行调整。洞内的管道安装均采用此方法安装和调整。
四、管道稳定设计和施工过程中应重视的问题
在稳定设计和施工的过程中，首先，应该对设计方案进行审查，了解焊接和组装等工艺的基础，并得到施工企业的许可，在施工的实际过程中对设计方案进行验证。第二，在施工现场进行质量管理，提高工艺水平，满足施工质量的需求，对施工现场进行检查，重视防腐工作、耐压试验、焊接、组织和材质等环节。第三，重视施工过程中的组织管理，避免产生施工断点等，保证工序能够按照相应顺序进行，对作业量进行合理计算。第四，严格控制施工周期，在电厂建设的过程中，对施工工期的要求较多，一般需要对主干道进行一次完成，减少二次开挖等工作。
五、结束语
综上所述，火力发电管道的设计必须要具有高水平和高质量，只有高质量的设计方案，才能够为后期的施工提供可靠的施工方案，所以，在火力发电管道的建设中，一定要将设计和施工工作综合起来考虑。
【参考文献】
[1]咸玉娟.煤炭企业成本管理探析——论基于价值链的成本管理[J].现代商贸工业.2010(13)
[2]黎英,李孟军.火力发电企业物流成本控制研究[J].物流技术.2012(05)
[3]陈力卡,李艺纹.制造业中基于企业价值链的成本控制方法体系的探讨[J].内蒙古煤炭经济.2011(06)
[4]杨芳,杨静.浅谈火力发电企业生产环节的成本控制[J].中国电力教育.2012(S4)
[5]李美叶,戴立新.火力发电企业价值链优化探析[J].中国电力教育.2011(S3)
【关键词】火力发电管道；稳定设计；施工
中图分类号：TU74文献标识码： A
一、前言
随着我国用电量的需求的增大，火力发电工程的数量也不断增多，火力发电管道是火力发电厂的重要基础设施，其建设的过程必须要有效把握设计和施工两个关键的环节。
二、火力发电企业管道稳定设计步骤及意义
企业为创造成本领先竞争优势而进行的价值链优化,就是在保证向客户提供满意产品的前提下，通过作业流程再造或整合，提高企业价值链的运转效率，从而不断的控制和降低企业成本的过程。它既是企业生产经营过程的优化,也是对企业与外部供应商、客户关系不断进行优化、重组的过程。
结合电力生产的特点，基于成本控制的火力发电企业价值链优化，就是在保证向客户提供电力的前提下，通过作业分析，分清楚增值与不增值作业、高效与低效作业，消除作业链中不增值作业，提高低效作业的效率，保持高效作业的效率，从而把有限的资源应用于能增加价值的作业中，持续的对企业的各项作业进行优化，最终实现整个企业价值链的稳定、连续和高效的运转，进而不断的控制和降低火力发电企业的成本。
在国家节能降耗的要求下,以及新时期发展低碳环保的大环境下,要使火力发电厂有效的控制成本,减少污染,其管道设计的重要性不言而喻。对管道设计而言,最基本也是最重要的指标即保证管道设计的稳定性,这样不但可以在其使用后将能耗降到最低,而且便于调整,对火电厂企业的实际意义以及后期的可持续发展都具有深远影响。通常火力发电企业的管道设计即现场施工程序主要包括以下步骤,管道施工设计→管道加工制作→成品运达施工现场→现场管道组装→管道横缝焊接→试验→管道防腐处理→管道安装调试。
火力发电厂应该通过对成本的控制，提高在市场中的竞争水平，为此，应该提高管道稳定性，降低施工难度水平和设计的复杂性，在施工和设计的过程中，满足质量的要求，针对施工的实际水平，将主要的设计工序和施工工序为以下几种：设计、制作管道、运送现场、组装管道、焊接横缝、试验、防腐、调试安装。同时，对火力发电厂实施综合性管理，对建设用地进行合理使用。
对主要管道（如主蒸汽管道、主给水管道、烟风道）的空间位置进行确定，避免管线和周围建筑物及其它设备产生干扰和矛盾，在满足使用功能要求的基础上，提高管道布置的经济性水平和技术性水平，在对汽水、烟风、油气等的相关规范进行严格执行之外，还应该对影响设计和施工的因素进行了解，选择适宜的间距和管道走向，对空间和平面之间的关系进行处理，随着规划容量和单机容量的不断增加，对施工技术的需求不断增加，随着工艺系统的完善，出现了很多工业管道。管道支吊架是整个系统中的重要组成，除了能够支撑管道的重量之外，还能够对作用力进行平衡，对管道的位移水平和震动水平进行平衡，在设计整体系统的过程中，使用适宜的支吊架，能够改善应力分布水平，提高系统在运行过程中的安全水平，延长使用寿命。
三、火力发电管道稳定设计和施工的要点
1、前期设计与制作
（一）管道的选线
在火力发电厂管道稳定设计与施工中,首先要考虑的问题是线路选线中。我们认为,其要注意以下事项。
(1)严格执行国家和行业的相关设计标准和规范,以及国家和地方的法律、法规。
(2)贯彻安全的原则,确保管道长期安全可靠运行,在线路选择中优化比选,消除不利因素。
(3)选择合理走向,处理好与现有管线的关系,力求线路顺直,缩短线路长度,节省钢材和投资。
(4)尽量绕避施工难点、不良工程地质段和地震活动断裂带。
(5)在符合线路总体走向的条件下,合理选择大中型河流穿跨越位置。
(6)注重环境保护和水土保持。
（二）管道的设计
火力发电厂管道设计一般采用规范解析法进行计算。根据类似及以往工程设计计算结果可知,采用有限元法计算确定的管壁厚度一般要比采用规范解析法计算确定的管壁厚度小,可以节约工程投资。
（三）管道制造技术标准与工艺流程
管道制造前,必须明确其制造技术要求。管道制造遵循的主要技术标准为:国家电力公司编制的《压力钢管制造安装施工技术要求》,以及钢制管道有关标准、规范,如《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》、《压力容器用钢板》等。管道制造质量控制主要根据生产工艺流程,逐道工序进行控制。
（四）管道的结构复核
管道的结构应力复核建议采用《水电站压力钢管设计规范》(SD144-85)中的分析方法进行计算,管道斜井下段及下平段岔管处可超过钢材的允许应力,但应小于钢材的屈服应力值。
2、管道制作
在鋼板生产及卷板能力许可的情况下,管节长度越长,管节数及瓦片张数越少,相应的下料、切割、卷板、焊接、起重运输的工作量也就越小,因此,必须合理制定管节长度。传统管道制造是在瓦片组成整圆、纵缝焊接完成并调圆完毕的情况下装焊加劲环,由于焊接收缩应力在整个圆周均匀分布,产生的管道圆度变形很小。现在很多火力发电厂管道制造受制于特殊的施工环境,为尽量减轻洞内工作量,需要在厂内纵缝未焊接的情况下,对瓦片进行加劲环装焊。
3、管道组装
将卷制合格的瓦片吊上组圆平台,进行拼装,用码子、楔铁对圆。先将管口的对接间隙和对口错边调整好,用拉板固定,然后再调整中间位置和对口错边。要控制管口平面度偏差<3mm,对口错边量纵缝小于板厚的10%,且不大于2mm,环缝小于板厚的15%,且小于3mm。管道对圆后,其实测周长与设计周长的偏差应≤±24mm,相邻两管节周长差应≤10mm;纵缝处用弦长1.5m样板检查,样板与纵缝的间隙<2.5mm,组装合格后进行纵缝焊接。
4、纵缝焊接
管道焊接是管道制造过程中至关重要的一环,其质量好坏直接影响工程的安全,故在制造过程中作为重点控制工序。焊接前,必须先进行管道的焊接试验及工艺评定。焊接试验及工艺评定是管道焊接前一项必不可少的工作,是指导焊接施工的科学依据。通过试验,根据合理的试验参数,结合试验经验编制合理的焊接工艺规程,以指导施工,从而有效地保证管道焊接质量。焊接作业过程中严格规定焊前清理、定位焊、预热、焊接环境要求,以及焊接作业的相关要求。焊接操作人员应持有劳动部门颁发的管道焊工合格证(有效,且与焊接位置、焊接方法相对应),且具有高强钢焊接操作经验。管道焊接前对焊工进行技术交底,并进行相关培训。焊接过程中,严格按作业指导书及相关要求施工。质检员和无损探伤人员均需有相应资质并持证上岗。焊接完成后用超升波进行探伤检查,对检查不合格的焊缝进行返修处理。纵缝验收合格后用纵缝校正设备校正纵缝处弧度,用弦长0.8m的样板检查。
5、管道防腐
管道油漆防腐管道油漆防腐在焊接检验合格后进行。涂装前,必须进行表面预处理。在预处理前,钢材表面的焊渣、毛刺、油脂等污物应清除干净。管道内壁采用喷涂材料、除锈等级应达到GB8923-88规定的Sa2.5级。管道涂装在密闭车间内进行,使防腐环境得到改善,质量容易得到保障。涂料涂装由高压无气喷涂机完成,涂层厚度均匀,质量好,效率高。管道涂装施工由专业队伍完成,施工人员经验丰富,素质可靠。
6、管道安装
首先通过转点的方式确定管道安装的坐标原点并放线,根据始装节管道管口的中心里程桩号和倾斜角度计算出管道底端的桩号位置,以此为基准进行管道的安装。在安装部位焊接托架用于放置管道,将倒链的一端固定在隧洞顶部预埋的锚环上,另一端固定在管道上,倒链配合底部的千斤顶对管道进行调整。洞内的管道安装均采用此方法安装和调整。
四、管道稳定设计和施工过程中应重视的问题
在稳定设计和施工的过程中，首先，应该对设计方案进行审查，了解焊接和组装等工艺的基础，并得到施工企业的许可，在施工的实际过程中对设计方案进行验证。第二，在施工现场进行质量管理，提高工艺水平，满足施工质量的需求，对施工现场进行检查，重视防腐工作、耐压试验、焊接、组织和材质等环节。第三，重视施工过程中的组织管理，避免产生施工断点等，保证工序能够按照相应顺序进行，对作业量进行合理计算。第四，严格控制施工周期，在电厂建设的过程中，对施工工期的要求较多，一般需要对主干道进行一次完成，减少二次开挖等工作。
五、结束语
综上所述，火力发电管道的设计必须要具有高水平和高质量，只有高质量的设计方案，才能够为后期的施工提供可靠的施工方案，所以，在火力发电管道的建设中，一定要将设计和施工工作综合起来考虑。
【参考文献】
[1]咸玉娟.煤炭企业成本管理探析——论基于价值链的成本管理[J].现代商贸工业.2010(13)
[2]黎英,李孟军.火力发电企业物流成本控制研究[J].物流技术.2012(05)
[3]陈力卡,李艺纹.制造业中基于企业价值链的成本控制方法体系的探讨[J].内蒙古煤炭经济.2011(06)
[4]杨芳,杨静.浅谈火力发电企业生产环节的成本控制[J].中国电力教育.2012(S4)
[5]李美叶,戴立新.火力发电企业价值链优化探析[J].中国电力教育.2011(S3)