王海波

（河南第二火電建設(shè)公司，河南 鄭州 450051）

蒸汽吹管是新建機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行以前必須進(jìn)行的一項(xiàng)十分重要的調(diào)試項(xiàng)目。它是以蒸汽為動(dòng)力來吹洗過熱器、再熱器及其相關(guān)的蒸汽管道在制造、運(yùn)輸、存放及安裝過程中積存其內(nèi)部的沙石、焊渣、銹垢及氧化皮等雜物，使合格的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，保證機(jī)組的安全運(yùn)行。蒸汽吹管的范圍包括如下系統(tǒng)：過熱器、主蒸汽管道、再熱器、再熱器冷段及熱段管道、高壓旁路管道。

許昌禹龍發(fā)電有限公司二期建設(shè)規(guī)模為2×660MW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，本工程鍋爐為上海鍋爐廠制造的SG-2000/23.25-M-XXX型超超臨界參數(shù)變壓直流爐、一次再熱、平衡通風(fēng)、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐；汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)制造的CCLN660-25/600/600型超超臨界、一次中間再熱、單軸、雙背壓凝汽式汽輪機(jī)。我公司承建#4機(jī)組安裝工程。本工程于2009年10月28日至2009年11月03日對#4機(jī)組對行蒸汽吹掃，吹管采用穩(wěn)壓與降壓相結(jié)合的吹管方式分兩階段進(jìn)行，第一階段采用穩(wěn)壓吹掃的方式，在一、二次汽系統(tǒng)間加裝集粒器，；第二階段吹管前拆除集粒器，采用穩(wěn)壓與降壓聯(lián)合吹掃的方式，全面吹掃過熱器、主蒸汽管道、再熱器、再熱冷、熱段管道。

吹管的臨時(shí)管道及支吊架安裝在目前工程的施工中，均由安裝單位根據(jù)調(diào)試方案和《吹管導(dǎo)則》中相關(guān)的一些要求自行設(shè)計(jì)及安裝。蒸汽吹管的管道的支吊架屬于試運(yùn)過程中臨時(shí)管道安裝范疇，沒有相應(yīng)的設(shè)計(jì)院進(jìn)行設(shè)計(jì)或相關(guān)的支吊架的設(shè)計(jì)手冊可供參考，造成設(shè)計(jì)選型與施工無據(jù)可依、隨意性較大、形式單一，外形不美觀、安全系數(shù)低。但是蒸汽吹管時(shí)蒸汽參數(shù)高、流量大、臨時(shí)管道自重大，如果支吊架設(shè)計(jì)選型不合適，在管道熱位移受阻時(shí)會(huì)使管道產(chǎn)生強(qiáng)大的推力和力矩，會(huì)造成管道及支架變形、將多余的應(yīng)力施加到主汽門及再熱汽門上而危及到以后機(jī)組的正常運(yùn)行等安全隱患；而且技術(shù)人員針對支吊架所提的材料量只是根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，大概的估算，為避免以后施工中材料缺口，提的材料量往往大于實(shí)際使用量，造成了材料的浪費(fèi)、增加施工成本。在禹州二期工程的#4機(jī)的蒸汽吹管管道支吊架施工中，我們結(jié)合以往工程的經(jīng)驗(yàn)，集思廣議，開闊思路，對支吊架設(shè)計(jì)和施工的進(jìn)行規(guī)范和改進(jìn)，現(xiàn)將施工中積累的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)匯總?cè)缦拢?/p>

一、吹管管道支吊架設(shè)計(jì)總原則。根據(jù)蒸汽吹管臨時(shí)管道在現(xiàn)場的總體布置、吹管參數(shù)和管道規(guī)格及管道的熱膨脹和吹洗的汽流反力綜合分析確定其支吊架安裝的位置和選型，能確保合理承受管道的動(dòng)、靜載荷，合理約束管道的位移，保證各種工況下，管道的應(yīng)力均在允許的范圍內(nèi)，增加管道的穩(wěn)定性。

管道支吊架必須支撐在可靠的構(gòu)筑物上，且應(yīng)便于施工，零部件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，結(jié)構(gòu)要簡單，不能影響鄰近設(shè)備檢修和其他管道的安裝。

確定支吊架間距時(shí)，應(yīng)考慮管道荷載的合理分布，并滿足管道的強(qiáng)度、剛度、防止振動(dòng)和疏放水的要求。

臨時(shí)支架要求設(shè)置合理、支撐牢固、加固可靠、管道能自由膨脹。

二、支架的改進(jìn)和匯總。現(xiàn)結(jié)合實(shí)例簡要介紹一下禹州二期工程中蒸汽吹管管道支吊架的設(shè)計(jì)選型、改進(jìn)和歸類匯總情況：#4機(jī)蒸汽吹掃壓力7.5MPa（分離器出口壓力），吹掃溫度420℃（過熱器出口溫度），流量920～1000t/h，吹管臨時(shí)管道采用15CRMO鋼，高壓主汽門出口臨時(shí)管道規(guī)格為φ377×20mm，中壓主汽門出口臨時(shí)管道規(guī)格為φ660×20mm，均采用雙列布置，消音器布置在汽機(jī)廠房擴(kuò)建端外。吹管管道的支架設(shè)計(jì)選型上我們主要分為剛性支架、滑動(dòng)支架、限位支架、聯(lián)合支架等幾種不同形式，分別加以改進(jìn)設(shè)計(jì)和歸類匯總。并根據(jù)計(jì)算的支架根據(jù)結(jié)構(gòu)載荷，主要有I28工字鋼、[20槽鋼、δ=20mm鋼板制作。

1、支吊架根部預(yù)埋件。以往工程的蒸汽吹管管道的支架，采用用膨脹螺栓將鋼板固定固定在主機(jī)平臺(tái)基礎(chǔ)上或附近的梁柱處，固定力偏小，管道吹管時(shí)常發(fā)生將膨脹螺栓拔起而照成支架及管道變形，危及到機(jī)組的安全運(yùn)行，本工程為保證支架的強(qiáng)度及附著力與基礎(chǔ)的連5接方式改進(jìn)為在主機(jī)平臺(tái)澆灌前，預(yù)先策劃吹管管路的走向，并根據(jù)走向預(yù)埋鋼板，與平臺(tái)一期澆灌，在吹管管道支架施工時(shí)，可將工字鋼與埋鐵直接焊接，以增強(qiáng)支架的強(qiáng)度。吹管管道及預(yù)埋鐵布置示意圖（圖中陰影為埋鐵布置位置）：

2、支架形式的選擇：

2.1 固定及限位支架設(shè)計(jì)及安裝：吹掃臨控門前后支架因蒸汽吹掃時(shí)門前后差壓大，操作頻繁，工況極為復(fù)雜，對支架的穩(wěn)定性和強(qiáng)度是很大的考驗(yàn)，結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)，本工程設(shè)計(jì)為固定支架，在支架兩側(cè)焊接卡快，從而更好的限制管道吹管時(shí)汽流的反作用力、線位移及角位移。高壓主汽門及再熱汽門出口第一套支架為防止汽流反力對汽門造成額外的應(yīng)力影響，所以設(shè)計(jì)為限位支架（只需支架后側(cè)焊接卡快）。在吹管過程中，經(jīng)檢查支架不存在受扭或產(chǎn)生局部失穩(wěn)現(xiàn)象。

2.2 滑動(dòng)支架設(shè)計(jì)及安裝：。中間管段是吹管臨時(shí)管道長度最長的部分，走向也較為復(fù)雜，設(shè)備較多（布置有集粒器、靶板器），以往工程中在支架制作時(shí)往往錯(cuò)誤的與管道質(zhì)檢不留間隙或?qū)㈤g隙設(shè)計(jì)的過小、方向錯(cuò)誤，在管道吹管過程中管道膨脹應(yīng)力過大造成支架變形，所以中間管段處支架設(shè)計(jì)為滑動(dòng)支架較多，不能限制管道的熱膨脹，管道各處的熱位移值可通過計(jì)算得出，支吊架的間距應(yīng)經(jīng)下列公式計(jì)算滿足剛度及強(qiáng)度方面的要求：

★管道的熱位移值：△L＝a*△T*L

α-----管材的線膨脹系數(shù)mm/m℃

L------管段長度 m

△T為管道工作溫度與安裝時(shí)環(huán)境溫度之差，℃；

Et---管材在設(shè)計(jì)溫度下的彈性模數(shù)kN/mm2

I-----管子截面慣性矩cm4

W---管子截面抗彎矩cm3

q----管道單位長度自重kN/m

本工程支架制作時(shí)在管道與支架左右側(cè)及上方留有適當(dāng)?shù)呐蛎涢g隙，且臨時(shí)支架的裝設(shè)只允許臨時(shí)管道沿汽流方向膨脹，不允許反方向移動(dòng)。在吹管的過程中經(jīng)仔細(xì)觀察管道與支架的承載狀況，發(fā)現(xiàn)管道膨脹自由，未出現(xiàn)卡澀，脫空的現(xiàn)象。

2.3 垂直管段限位支架設(shè)計(jì)及安裝：垂直管段在蒸汽吹掃時(shí)因氣流反力的作用和管道因下方管道向下的位移被限制而反向膨脹的雙重作用力下，在垂直管道起點(diǎn)和終點(diǎn)的彎頭處，會(huì)出現(xiàn)管道向汽流相反方向出現(xiàn)較大的位移現(xiàn)象，以往工程在此處往往考慮不周，造成支架變形，所以彎頭處起點(diǎn)和終點(diǎn)彎頭處的支架上方與管道質(zhì)檢留出較大的膨脹間隙，垂直管道中間支架主要承受管道的自重，可參考支吊架手冊選用立管限位支架，本次吹管過程中未出現(xiàn)偏斜或失載現(xiàn)象。

2.4 聯(lián)合支架的設(shè)計(jì)及安裝：因消音器作為蒸汽吹管管道的排氣口，承受的排氣反力及管道位移為最大，要求支架的強(qiáng)度能夠承受排汽反力應(yīng)按大于4倍（排氣反力值由調(diào)試方案提供），所以在消音器前的支架設(shè)計(jì)采用聯(lián)合支架才能滿足支架的結(jié)構(gòu)荷載，安裝及吹管過程中一定要注意觀察管道與支架間的冷、熱態(tài)間隙的變化，不允許存在脫空的現(xiàn)象，要既不限制位移又能承擔(dān)排氣反力。

結(jié)語。綜上所述，在禹州二期工程#4機(jī)的蒸汽吹管管道支吊架安裝中采取了上述原則，使支架的施工和選型規(guī)范化、合理化，大大提到了安裝進(jìn)度，并且外觀整齊、簡捷、形式統(tǒng)一、美觀，也保證機(jī)組運(yùn)行的安全性，從而保證吹管一次成功，為以后機(jī)組的試運(yùn)工作及運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ)。

[1]崔明儒，徐元載.《火電機(jī)組啟動(dòng)蒸汽吹管導(dǎo)則》.1988年.

[2]《火電發(fā)電廠汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》.DL/T5054-1996.中國電力出版社，1996年.