某330MW機組四大管道支吊架調整及管系應力分析

樊愛兵

（江蘇華電揚州發電有限公司，江蘇揚州 225007）

某330MW機組四大管道支吊架調整及管系應力分析

樊愛兵

（江蘇華電揚州發電有限公司，江蘇揚州 225007）

介紹了某電廠＃6機組四大管道支吊架的運行狀態及故障缺陷，利用CAESARⅡ軟件對四大管道進行了管系應力校核。根據應力計算及現場檢查結果，提出了科學合理的調整方案并進行了調整處理，對支吊架運行監督提出了建議。

電廠；支吊架；管道；故障缺陷；應力校核；CAESARⅡ軟件；調整

0 引言

某電廠＃6機組為330MW亞臨界機組，采用東方鍋爐廠生產的DG1036／18.2－Ⅱ4型、亞臨界參數、四角切圓燃燒方式、自然循環汽包爐；汽輪機為哈爾濱汽輪發電機有限公司生產的亞臨界、一次中間再熱、高中壓合缸、雙缸、雙排汽、單軸、抽汽凝汽式汽輪機。＃6機組于2005年5月3日通過168 h試運行，至2015年5月31日已累計運行69 978 h，啟動71次，停70次。

四大管道包括主蒸汽管道、再熱蒸汽熱段管道、再熱蒸汽冷段管道和高壓給水管道。管道支吊架具有承受管道載荷和管道排汽反力、約束和限制管道不合理位移以及控制管道振動等功能，對管道的安全運行具有極其重要的作用。對于四大管道而言，其工作溫度及壓力均較高，一旦發生爆漏事故，后果不堪設想，因而對其運行的安全性具有較高的要求［1］。根據DL／T 616—2006《火力發電廠汽水管道與支吊架維護調整導則》［2］規定，機組投運及以后的每次大修均應對四大管道支吊架進行全面的檢查［3－4］。

1 四大管道支吊架存在的問題

＃6機組自運行以來，四大管道支吊架存在不同程度的問題，在機組停運前、后對管道支吊架進行了熱態及冷態檢查，其中給水管道存在多處吊架漏裝的嚴重缺陷，具體見表1。由表1可知，四大管道的主要問題有：吊架漏裝；吊桿與走廊柵格相碰，位移受限；吊桿偏斜超標；滑動支架滑動受限；限位裝置存在間隙；鎖緊螺母未鎖緊等。存在典型缺陷的支吊架照片如圖1、圖2所示。

2 四大管道應力分析

表1 四大管道支吊架存在的缺陷

根據DL／T 5366—2014《火力發電廠汽水管道應力計算技術規程》、DL／T 5054—1996《火力發電廠汽水管道設計技術規定》［5－6］及支吊架布置狀況、管道設計參數，利用CAESARⅡ軟件對管道在設計狀態下其支吊架三向熱位移、設備連接端點處的推力和管系最大應力值進行復核計算，校驗支吊架承載、配置及熱位移的正確性，評估支吊架系統的安全運行水平。對四大管道進行應力復核計算：計算時主蒸汽管道與再熱蒸汽冷段管道、高壓旁路管道聯合計算；再熱蒸汽熱段管道與低壓旁路管道聯合計算；高壓給水管道單獨計算。具體計算結果見表2。

圖1 給水管道恒吊吊桿偏斜超標示意

圖2 給水管道彈吊橫端傾斜示意

按照原設計值進行的應力復核計算結果表明，＃6機組四大管道支吊架在選型、吊點荷載及熱位移上與原設計計算一致，管系應力合格。但現場檢查發現，高壓給水管道＃40限位支架、＃44限位支架、＃15剛性吊架和＃250剛性吊架漏裝。根據現場實際的支吊架安裝情況進行應力分析發現，剛性吊架和限位支架的漏裝，導致相鄰吊架的承受載荷值偏離了原設計值。具體計算結果見表3。

表2 ＃6機組主要管系應力核算計算參數

表3 載荷對比

計算結果表明，＃40和＃44限位支架的漏裝，對相鄰的彈簧吊架載荷影響不大，但是＃40和＃44限位支架有限制管道X向位移的作用，需要進行補裝。由于＃250，＃15剛性吊架的漏裝，導致相鄰的＃25彈簧吊架、＃14彈簧吊架和＃16彈簧吊架承受過大的載荷，長時間運行會導致＃25，＃14，＃16彈簧吊架因過載而發生失效，對整個管系的平衡產生不利影響，所以需要進行補裝。

現場極少量支吊架的漏裝影響了相鄰支吊架的承載，但管系整體的最大一次應力、最大二次應力的應力值和位置并沒有發生變化。各管系最大應力計算結果見表4。

表4 各管系最大應力計算結果

3 支吊架調整與實施方案

3.1 調整方案

根據對四大管道應力計算結果及現場冷、熱態核查情況，提出支吊架調整方案，主要的措施包括：（1）對高壓給水管道上漏裝的4組吊架，按照設計圖紙進行采購并補裝；（2）對主蒸汽管道和再熱蒸汽冷段管道上存在間隙的2個限位裝置加墊鋼板并焊接牢固；（3）對再熱蒸汽冷段和高壓給水管道上偏斜超標的5組吊桿按照DL／T 616—2006《火力發電廠汽水管道與支吊架維修調整導則》進行偏裝［2］；（4）對6組橫端傾斜的吊架，調整橫端至水平位置并確保兩側吊架載荷相同；（5）對9組松脫的鎖緊螺母進行鎖緊；（6）對4組滑動受限的滑動支架進行處理并加墊聚四氟乙烯板；（7）對主蒸汽管道上1組未取出鎖定銷的吊架，取出鎖定銷。

管道支吊架調整按照“單線”“漸進”“微調”和“反復”調整的原則進行，即調整處理好一條管線后方可調整處理另一條管線，每次調整量應適當，避免一次調整量過大。經反復多次調整，使狀態異常的吊架調整到正常狀態。支吊架調整完成后，將吊桿上的螺母鎖緊。

3.2 調整后的核查

給水管道上多處吊架漏裝的嚴重缺陷，會影響機組的安全、穩定性運行。按照設計圖紙進行了補裝，如圖3、圖4所示。補裝后整個管系應力分布更加合理，說明管道支吊架調整處理方案是科學合理和切實可行的。熱態核查四大管道支吊架情況，各處缺陷均消除，管系膨脹受力正常，調整取得理想的效果。

圖3 給水管道新裝限位支架示意

圖4 給水管道新裝剛性吊架示意

4 結論

＃6機組檢查共發現33處支吊架故障缺陷，包括吊架漏裝、吊桿偏斜超標、滑動支架滑動受限、限位裝置存在間隙，影響了機組的安全運行。四大管道應力計算結果表明，如果管系中各吊架均處于正常狀態，其管道應力分布也基本合理，一、二次應力均能滿足管道安全運行的要求；支吊架調整處理后整個管系的載荷分配更加科學合理，各支吊點的位移量與位移方向基本符合設計與計算要求，說明管道支吊架調整處理方案是科學合理和切實可行的。公司技術人員應根據有關規程和標準的要求和規定，定期對管道支吊架進行目視檢查，并做好記錄，發現問題應及時找專業技術人員進行指導調整處理［7］。

［1］劉維紅，于國強，王振根.發電廠管道支吊架的檢查與調整［J］.電力建設，2005，26（12）：31－33.

［2］火力發電廠汽水管道與支吊架維修調整導則：DL／T 616—2006［S］.北京：中國電力出版社，2006.

［3］管世強，龔柏云.300MW機組汽水管道支吊架調整及管系應力分析［J］.鍋爐制造，2002（1）：10－13.

［4］張春明.連城電廠＃2機組主蒸汽管道支吊架調整改造［J］.西北電力技術，2004（1）：64－65.

［5］火力發電廠汽水管道應力計算技術規程：DL／T 5366—2014［S］.北京：中國計劃出版社，2014.

［6］火力發電廠汽水管道設計技術規定：DL／T 5054—1996［S］.北京：中國計劃出版社，1996.

［7］張抒明，杜建英.大港發電廠＃3機組管道支吊架檢查與調整［J］.電力安全技術，2003，5（12）：39－40.

（本文責編：白銀雷）

TK 223

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1674－1951（2016）02－0031－04

樊愛兵（1973—），男，江蘇揚州人，工程師，從事企業管理方面的工作（E-mail：2427419434.qq.com）。

2015－11－26；

2016－01－30