电厂汽水管道节流孔板结构特性对管道内壁冲蚀的影响及防护研究

发布时间：2020-05-08 06:01

【摘要】：电厂汽水管道在输送流体介质的过程中容易出现冲蚀破坏情况,因管路系统工艺要求而设置的节流孔板会对管道冲蚀有直接影响。本课题以某电厂凝集器系统疏水管道出现的流体冲蚀破口事件进行拓展研究,以电厂实际运行工况参数、孔板结构尺寸及所在管线布置形式为基础搭建模型。通过对节流孔板的安装位置和不同角度的异径斜三通进行多相流计算流体动力学(CFD)数值模拟,确定出不同几何参数对汽水管道流体冲蚀的影响关系,并结合实际工程案例和不同材质的磨损实验,最终研究出合理的管线布置结构和耐磨材料来进行冲蚀磨损防护。本文对电厂汽水管道中节流孔板与管道内壁冲蚀的影响及防护研究,主要通过以下四个部分进行开展:(1)通过对节流孔板对内壁冲蚀的基础理论进行研究,分别从节流孔板的工作原理、冲蚀影响机理以及冲蚀理论计算方法等几个方面进行分析。给出影响节流孔板结构特性对汽水管道冲蚀的主要因素和合理的分析模型。(2)以实际工程案例的运行工况参数、孔板尺寸及所在管线布置形式为基础搭建几何模型,利用Gambit流体建模软件对三通管道进行网格划分,选取ANSYS Fluent中的RNG k-ε湍流模型和多相流模型(离散相模型DMP)进行设置,采用连续性方程、Navier-Stokes方程和能量守恒方程,使用SIMPLC算法进行求解。(3)采用多相流流体模型,运用CFD流体仿真技术,对节流孔板在异径斜三通处的气液两相流进行数值分析,寻找冲蚀磨损的影响因素,总结出节流孔板这种管件与异径斜三通组合使用时的冲蚀规律,并得到控制管道磨损的防护策略。(4)结合国内某电厂流体冲蚀磨损案例,对电厂汽水管道流体冲蚀的缺陷进行原因分析,针对案例的根本原因,通过替换耐磨金属材料和合理优化管线布置两个方面进行防护研究,最终通过设置合理的管线布置形式来进行流体冲蚀防护,并在实际工程应用中得到了很好的效果验证。
【图文】：

图 1-1 含节流孔板的异径斜三通管冲蚀破坏图Fig. 1-1 Erosion of different diameter oblique tee pipe with orifice plate流体冲蚀磨损是个不断累计的过程，在一定的时间内是不会产生很明显的影响，对系统安全运行始终存在隐患。特别是在电厂一些重要疏水排气管道中因孔板安装位不当导致的冲蚀磨损，会致使机组停机，影响电厂正常运行，造成经济效益上的巨大失。所以对节流孔板在汽水管道中安装位置的可靠性进行研究必要性很强[6]。综上所述，电厂汽水管道节流孔板对管道内壁冲蚀的影响及防护研究具有重要义不仅能为电厂实际工程中孔板安装提供技术支持，还能提高电厂管道安全运行和降低修成本，具有实际作用和社会价值。1.2 国内外研究现状节流孔板在电厂一些疏水排气管道系统中使用很广泛，其结构简单、易于安装、[5]

电厂汽水管道节流孔板结构特性对管道内壁冲蚀的影响及防护研究第 2 章 电厂汽水管道节流孔板冲蚀案例分析2.1 案例说明国内某电厂，，在机组运行期间出现二回路凝集器氧含量高，经检查发现凝汽器 3 号疏水立管存在三个数量级的泄漏。电厂维修人员拆除保温后，发现在 3 号疏水立管上与除氧器排气管道连接疏水集管存在两个直径约 1.5cm 不规则的破口，如图 2-1 所示。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM621

【参考文献】

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3 陈佳;刘勇峰;;三通管冲刷腐蚀数值计算[J];当代化工;2013年01期

4 易卫国;杨谦;李群松;;稀薄颗粒流体对弯管冲蚀的数值模拟[J];湖南师范大学自然科学学报;2012年05期

5 刘勇峰;吴明;赵玲;吕露;姜永明;;凝析气田集输管道弯管冲刷腐蚀数值计算[J];腐蚀与防护;2012年02期

6 高晔明;王国伟;王飞;;基于遗传算法的直埋供热弯管的优化设计[J];太原理工大学学报;2011年04期

7 张毅雄;毛庆;向文元;毕勤成;王伟;;多级节流孔板在核级管道中的应用[J];核动力工程;2009年04期

8 蒋文均;金相男;;节流装置在气路中的应用[J];液压气动与密封;2009年01期

9 周艳荣;谢振华;;90°方截面弯管内气固两相流场的数值模拟[J];西安科技大学学报;2008年01期

10 赵天怡;张吉礼;;多孔孔板节流特性主效应因素试验[J];哈尔滨工业大学学报;2007年12期

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3 于美琪;核级管道中多级孔板消能器流场的数值模拟研究与分析[D];燕山大学;2015年

4 王淼;管道内液固两相流磨蚀CFD研究[D];东北石油大学;2014年

5 龚睿;固定节流孔流量特性的仿真分析及实验[D];武汉理工大学;2014年

6 任宪忠;多相混输管道90°弯管冲蚀破坏应力分析[D];东北石油大学;2014年

7 杨金梅;基于气固两相流的弯管防磨数值模拟[D];武汉科技大学;2013年

8 李强;管线钢油/水/砂多相流冲刷局部腐蚀研究[D];中国石油大学（华东）;2013年

9 张昆;油气管道冲刷腐蚀与防护对策研究[D];东北石油大学;2013年

10 贾兴豪;弯管导流结构的优化和数值模拟研究[D];重庆大学;2011年

本文编号：2654238