y形锻制三通的开发和应用

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1、全国化工热工设计技术中心站年会论文集145Y形锻制三通的开发和应用陈金福（中国五环化学工程公司）【内容摘要】在某厂动力站实际工程设计中，由于工艺用汽的需要，机组参数较特殊，汽机自动主汽门采用二进四出的结构，且进汽管间距较小。通过技术经济比较及与管件制造厂家技术交流后确定采用单管进汽，在管道上布置Y形三通。该三通经方案设计、强度计算、有限元分析，确定最佳的结构；在制造过程中，经方坯的锻制、模具的制作、机加工、焊接等工序，克服一个个难题，终于将Y形锻制三通开发成功，获得了用户好评，并填补了国内空白。本文对三通的

2、选用原则也做了简要说明。一、开发背景（一）、概述中石化某厂是我国在七十年代初期由国外引进的大化肥之一，年产合成氨30万吨，尿素48万吨。原设计以天然气为原料，后因天然气无来源改以石脑油为原料，并增加二台100t/h中压燃油快锅。由于油品价格不断上涨，根据工厂现状，该厂九八年开始实施“煤代油”工程，并确定动力站先行启动，动力站的设计由我公司承担。动力站规模为2x240t/h高压燃煤锅炉+1x25MW汽轮发电机组，汽机型号为CC25-9.8/4.1/0.8。由于工艺用汽的需要，机组参数较特殊，主蒸汽进汽量高达3

3、30t/h，制造厂为方便设计，汽机自动主汽门套用某厂100MW机组的设计，采用二进四出的结构，阀门前端布置2根Φ273x22进汽管，管中心间距760mm，阀门下端布置4根Φ168x14出汽管。（二）、管道布置方案按系统布置原则主蒸汽系统采用集中母管制，两台高压锅炉产生的高压蒸汽送入主蒸汽母管，部分蒸汽减温后直接送工业（合成压缩机）透平，其余蒸汽进汽轮发电机组。按机组进汽能力需布置两根Φ273x22或一根Φ377x32进汽管。管道材质为12Cr1MoV，两个方案优缺点如下：1、单管进汽由主蒸汽母管上接一根Φ3

4、77x32管道进电动主汽门，在电动主汽门后设分流三通，接入自动主汽门的两根进汽管。其特点：l管系单一，汽机与电动主汽门的控制联锁简单。l汽机进汽均匀，有利于机组的安全运行。l需要增加特制三通，三通制造难度较大。l材料消耗：特制三通P10.3DN300x225一只电动闸阀P14VDN300二只无缝钢管Φ377x3241m全国化工热工设计技术中心站年会论文集145热压异径三通P13.73DN350x300x350一只90°热压弯头P13.73DN300六只流量测量P10.3DN300一套旁路阀二套疏水装置三套1

5、、双管进汽从主蒸汽母管上接出二根Φ273x22管道进入相应的电动主汽门，通过电动主汽门，直接接入自动主汽门的两根进汽管。其特点：l管系复杂，汽机与电动主汽门的控制联锁有二套。l二根管道长度不一，管道阻力不同，进汽不均匀，不利于机组的安全运行。l所需管件均为定型件，制造采购容易。l自动主汽门进汽管间距较小，难以并排布置两个电动主汽门，需额外增加管件数量。l二根进汽管长度不等，按应力计算结果，自动主汽门所受外力不平衡。l因管件数量增加，安装焊接工作量增大。l材料消耗：电动闸阀P14VDN225四只无缝钢管Φ27

6、3x2285m热压异径三通P13.73DN350x225x350二只90°热压弯头P13.73DN225十二只45°热压弯头P13.73DN225四只流量测量P10.3DN225二套旁路阀四套疏水装置六套2、经过询价比较，单管进汽比双管进汽具有一定的价格优势，而且系统简单，汽机进汽均匀，管系受力合理，只要采用结构合理、可靠的特制三通，系统的安全性就能得到保证。一、三通的结构及形式三通是管道工程中常用的管件之一，其结构形式有多种，按制造工艺可分为（冷、热）挤压三通、锻制三通和焊制三通，焊制三通又可分为厚壁加强

7、焊制三通、单筋加强焊制三通和碟式加强焊制三通三种。按三通的外部形状可分为斜三通、正交三通和Y形三通。如下图：国内标准成型三通，不论是行业标准（如电力部GD87、化工部标准），还是国家标准全国化工热工设计技术中心站年会论文集145(GB12459-90)，均为正交三通。对本工程而言，按配管要求，应采用Y形分流三通。对三通的选用原则，按电力行业的规范，在可能的条件下，优先采用冷、热挤压成型的三通或锻制三通，其次采用厚壁加强焊制三通。对单筋加强焊制三通，必须严格控制加强筋与三通主体的焊接和检验条件，不宜采用碟式加

8、强焊制三通。锻制三通材质好、强度高，先进的锻制方式是多向模锻，但设备与工艺复杂，大三通制造较少采用。目前国外大机组的主汽管上的三通普遍采用整锻三通，国内仅某些重型机器厂已具备这种生产能力，常规的加工方法一般是先由锻造厂锻出方坯，再切削加工成三通。由于主蒸汽压力及温度都极高，三通制造质量对机组的安全运行关系重大，因此不仅对三通锻件和机加工提出质量要求，而且对三通锻件的冶炼方法提出具体要求，其锻件应采用电炉冶炼的镇静