引言

煤电机组具有较强的灵活性调节和电压支撑能力，同时可为电网提供必要的转动惯量，是当下及未来较长一段时期内保障能源电力安全稳定供应、构建新型电力系统不可或缺的一部分。然而，煤电的发电效率一直未突破50%大关，除了受制于高温金属材料、冷端损失大等因素之外，热力系统管道效率损失也是重要原因之一。近年来，随着系统节能理论的发展和节能工作的深化，管道热效率得到一定的重视和研究。本文旨在分析百万二次再热机组管道效率的限制因素，并提出针对性的改进措施，为管道效率的提高提供理论依据和实践指导。

一、百万二次再热机组管道系统简介

1.1新建燃煤机组现状

在“双碳”目标的大背景下，对火电技术的发展提出了更高的要求，新建大型煤电机组一般会集成应用二次再热循环、广义回热循环、烟气余热深度利用等技术，提高了能源利用效率，同时使系统越来越庞大，热力管道越来越长。理论和实践证明，提高管道热效率是电厂节能的重要方向之一，且节能潜力巨大。以电厂管道热效率提高1%为例，若1000MW超超临界二次再热火电机组年运行5500h，则全年可以节省标煤约15600t，折合人民币约1500万元。

1.2管道系统在机组中的作用

管道系统在百万二次再热机组中起到连接、输送和调节流体的重要作用，是实现能量转换的重要组成部分。由于管道系统存在的散热、不明漏泄、沿程阻力等因素，热量不可避免地会发生损失，使热力系统效率降低。目前煤电机组管道效率一般在99%，而管道效率的高低直接影响到热力系统的能量传递效率。因此，提高管道效率可以有效降低能源消耗、减少环境热污染，对于实现节能降耗、绿色发展具有重要意义。

二、影响管道效率因素分析

根据《火力发电厂技术经济指标计算方法》DL/T904-2015，管道效率是指汽轮机从锅炉得到的热量与锅炉输出的热量的百分比。管道效率考虑的内容包括纯粹的管道损失、机组排污、汽水损失等未被汽机有效利用的热量。

2.1机组散热损失

机组散热损失是火电厂热力系统中较为显著的能量损失部分。主要包括烟风送粉、汽水管道和换热器设备散热损失。烟风送粉损失包括空气预热器、排烟系统、灰斗和除尘器等设备散热损失。汽水管道散热损失主要包括管道本体、支架和支撑结构等因热传导和辐射而引起的热量损失。换热器设备散热损失主要源于设备在运行过程中，与外部环境之间发生热交换导致的热量损失。为减小机组散热损失，可以采取以下措施：优化换热器设计，提高换热效率；合理布置管道和设备，减少散热面积；选择高效保温材料，降低管道和设备的散热损失；加强运行维护，确保设备运行状态良好，减少热损失。

2.2不明泄露损失

不明泄露损失是指火电厂热力系统中由于管道、阀门、设备等部件的密封不良、损坏、腐蚀等原因导致的热量损失。这类损失难以预测和控制，对管道效率产生较大影响。为降低不明泄露损失，可以采取以下措施：优化设计和选材，提高设备密封性能；加强现场施工安装质量监督，确保密封部件的安装质量和严密性；加强设备运行维护，定期检查和维修阀门、疏水器、疏水阀等设备，确保其密封性能良好；建立健全泄漏监测系统，及时发现和修复泄漏问题。

2.3沿程阻力损失

沿程阻力损失是指火电厂热力系统中主汽、再热和抽汽在管道输送过程中因摩擦、局部阻力和压力损失等引起的能量损失。这部分损失对管道效率的影响较大，特别是在主汽、再热和抽汽管道的压损方面表现明显。为降低沿程阻力损失，可以采取以下措施：优化管道布局，减少不必要的弯头、阀门和变径；选用合适的阀门，降低阀门阻力；合理选用管材和保温材料，降低管道压力损失；加强运行维护，确保管道和设备的运行状态良好，减少压力损失。通过这些措施，可以有效降低沿程阻力损失，提高管道效率。

三、提高管道效率的措施

3.1优化设计

（1）优化管道系统布局。综合考虑管道的长度、走向和连接方式等，通过模拟和分析，优化管道布局，确定合适的管径，减少不必要的弯头、阀门和变径，减少管道的阻力和压力损失，提高输送效率。

（2）合理选用阀门，降低阀门阻力，降低机组不明泄露率。要严格控制热力系统各类阀门泄露等级，在阀门招标文件编制及招评标过程中，增加对阀门内漏指标及控制措施的评分权重，确保关键阀门招标质量。

（3）使用新型保温材料。新型高效导热材料（如多腔孔陶瓷CNT等）具有导热系数低、强度高等特点，适合应用于不同温度段热力管道及设备。建议：介质温度在300℃及以上的设备采用硅酸铝制品，介质温度在300℃及以上的六大管道内层采用多腔孔陶瓷材料（CNT）、外层采用高温玻璃棉，介质温度在300℃及以上的其他管道内层采用硅酸铝、外层采用高温玻璃棉，介质温度在300℃以下的设备、管道采用高温玻璃棉制品，涉及的保温材料均敷设反射膜（金属箔），阀门采用可拆卸式玻璃钢阀门保温罩壳。

3.2加强现场施工安装质量监督

（1）严格按照安装规范进行施工。严格执行设计要求和有关规范，采用合适的焊接工艺，降低热力系统泄漏风险，使用技术水平高、责任心强的保温工人，确保管道及保温安装的质量和密封性。

（2）加强重点部位施工质量管理。特别是对六大管道及疏水系统、回热抽汽疏水系统、辅汽系统等热力系统中的重点区域，在施工工序的关键环节设置验收点，建立考核机制等措施，降低因施工原因导致的跑冒滴漏情况发生。

（3）做好管道内部清理和冲洗，防止铁锈、杂物、焊渣等破坏阀门密封面。

3.3加强日常运行维护管理

（1）严格控制运行参数和汽水品质。根据实际工况调整运行方式、控制工质参数，降低压力损失和能源损耗。严控汽水品质，采取有效的防腐蚀、防结垢措施，降低通流部分阻力，保障管道系统的能量传递效率。

（2）加强日常检查维护，确保设备处于良好状态。建立健全管理体系，明确各级人员的职责和权限，做好检修维护工作，阀门解体或研磨后应进行水压试验。

（3）引进先进的热力系统管理软件，对热力系统进行智能化管理。结合智慧电厂建设，增设电厂跑冒滴漏在线检测系统，对疏水、减温水等易跑冒滴漏区域进行实时监测、及时处理，降低厂内跑冒滴漏的发生。

结束语

综上所述，通过以上优化设计、提高安装工艺、加强运行维护、引入智能化先进技术等方面入手，可将不明泄露损失降至0.26%、散热损失降至0.23%，有望进一步提高燃煤电厂热力系统管道效率实现99.5%，达到节能降耗、降低能源消耗的目标。同时，还需要进一步加强研究和实践，不断提高管道系统的能量传递效率和能源利用效率。