電廠運行過程中支吊架偏裝量調整

陳春輝，潘建航，張豐收

(1.浙江省火電建設公司，杭州 310016;2.河南華電金源管道有限公司，鄭州 450051)

0 引言

隨著火力發電機組參數及容量的不斷增大，高溫、高壓汽水管道在不同運行階段的相對熱膨脹量及熱位移相應增大，從而對管道及其支吊架的設計、安裝提出了更高要求。通過在支吊點與著力點間預設適當的偏差，即支吊架偏裝，可有效減少由熱位移引起的對管道的附加力。如果支吊架不預設偏裝或者預設值不當，在管道冷、熱態轉換過程中，管道垂直方向支撐力不足及支吊架水平方向受力不均，會造成支吊架破損、失效，不利于機組安全、有效運行。停機修復支吊架勢必影響機組的經濟性，而且啟、停機過程中易造成設備損耗。本文以埃及ABU QIR 2×650 MW氣/油機組高壓旁路減溫水支吊架為實例，介紹運行過程中支吊架的偏裝修復。

1 工程案例

ABU QIR 2×650 MW工程#6機組在100%負荷運行時，高壓旁路閥(以下簡稱高旁閥)減溫水管線上A/B/C支吊架失穩，出現不同程度破損。高旁閥減溫水管線簡圖如圖1所示，該管線材質為ASTM A106 GR.C，規格為 ? 168.00 mm × 18.26 mm，設計溫度為200℃。

機組運行時，在管線向左熱位移的作用下，A支吊架頂板左邊緣被管道支撐腿壓住，中間受到彈簧垂直向上的作用力，致使彈簧頂板失穩向左傾斜，頂板右側頂在管道保溫層上，如圖2a所示。B支吊架嚴重右傾，偏離管道支撐腿，支吊架彈簧頂板被卡死在支撐腿和管道保溫層之間，支吊架基礎剝離地面且已破損，如圖2b所示。在管道向左、向下作用力及摩擦力的作用下，C支吊架左傾，其頂部右邊緣頂住管道支撐腿，支吊架底部基礎右側被拉起，如圖2c所示。

圖1 高旁閥減溫水管線簡圖

2 原因分析

(1)根據案例描述可知，該高旁閥減溫水管道在運行時具有明顯的向左和向下的熱位移，而管道支吊架卻未設計對應的偏裝，由此造成的對支吊架水平方向的附加力超出支吊架的承受范圍，是造成支吊架失穩、失效的直接原因。

(2)彈簧支吊架與管道支撐腿間未設置滑動板，從而增大了運行時管道支撐腿與支吊架頂部的摩擦力，是支吊架傾斜、失效的另一誘因。

(3)土建澆筑的支吊架基礎薄弱，支吊架基礎與地面未形成統一整體，兩者之間存在分層現象，嚴重削弱了膨脹螺栓的有效作用范圍，支吊架水平摩擦力超出膨脹螺栓與基礎間的作用力，致使支吊架膨脹螺栓失效。

3 解決方法

為了確保機組安全運行，需及時制作臨時支吊架，為管線提供可靠的臨時支撐，保證管線在熱位移方向上自由移動，同時為順利移除破損支吊架和安裝新設計的支吊架創造條件。

3.1 臨時支吊架制作、安裝

圖2 支吊架失效或失穩圖例

在#3氣動調節閥、#4電動閥及#5閘閥底部安裝3個臨時支吊架，支吊架如圖3所示。圖3中:1，2為300 mm×300 mm×20 mm(長×寬×高)鋼板;3為若干油脂，保證鋼板1與鋼板2間自由滑動;4為100 mm×25 mm×h(長×寬×高)鋼板，鋼板頂部至閥門表面3 mm，共4塊;5為76.2 mm×76.2 mm ×9.5 mm(長×寬×高)角鋼，數量若干。

圖3 臨時支吊架簡圖

鋼板4與鋼板1焊接形成一個整體，以便有效地將閥門熱位移傳輸給鋼板1，通過鋼板1與鋼板3之間的相對移動來消除支吊架對閥門熱位移的約束。

3.2 移除破損支吊架

臨時支吊架安裝完成后，使用彈簧支吊架原裝鎖緊螺栓將支吊架A/B調整至彈簧冷態位置，并用壓塊將彈簧鎖死;鑿掉支吊架A/B/C底部破損基礎支墩，移除膨脹螺栓;將3個破損支吊架順利移走。

3.3 安裝正式支吊架

(1)根據重新設計的帶偏裝的支吊架詳圖，制作新支吊架。保證支吊架頂部與管道支撐腿間自由滑動，如圖4所示。

圖4 滑動面設計詳圖

(2)對支吊架進行準確定位，確保實際安裝的偏裝量與設計相符;采用M16×125 mm化學螺栓固定支吊架，化學螺栓直接深入地面;待支吊架標高調整完成后，在支吊架底板與基礎間進行灌漿處理。

(3)待支吊架安裝驗收合格后，由右向左依次移除臨時支吊架;拔除新支吊架彈簧的固定銷，根據設計值將彈簧支吊架調整至熱態2的位置以保證彈簧對管道的支撐力。

4 結束語

高溫、高壓汽水管道支吊架的偏裝直接關系到管線乃至機組的安全運行，支吊架安裝前應加強對支吊架偏裝的審查及預判，以減少偏裝漏設計及設計偏裝量不足等情況。在運行過程中，通過對破損支吊架的分析、安裝有效的臨時支吊架、消除質量薄弱點、更換偏裝量合適的支吊架等措施，可以有效解決運行過程中支吊架偏裝問題。前文提及的修復后支吊架已安全運行2年，運行狀況良好。