高 揚，田成川，王巍麟

（華電電力科學(xué)研究院有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

管道支吊架是管道系統(tǒng)的重要組成部分，對于在役管道，支吊架既影響管系的應(yīng)力水平，又是改善應(yīng)力的主要手段。支吊架的性能狀況直接影響管系的應(yīng)力分布和應(yīng)力大小，支吊架性能的好壞以及承載合理性將直接影響管道的使用壽命和機組的安全運行[1]。但隨著機組服役時間的增加，管系支吊架的工作狀態(tài)會發(fā)生變化，一旦支吊架工作狀態(tài)發(fā)生變化，管道承載和約束條件就將發(fā)生變化，管系應(yīng)力和管道位移將偏離設(shè)計狀態(tài)，從而導(dǎo)致管道應(yīng)力增大，甚至可能超過許用應(yīng)力，加快高溫管道高應(yīng)力蠕變損傷，縮短管道使用壽命[2]。而通過對支吊架狀態(tài)的檢查與合理的調(diào)整，可以消除支吊架存在的安全隱患，改善管道的一次應(yīng)力和二次應(yīng)力，使管道膨脹正常，從而保障整個機組的安全可靠運行[3]。因此近年來管道支吊架檢查調(diào)整工作得到越來越多的重視。某電廠1 號機組為1 000 MW 超超臨界燃煤發(fā)電機組，2012 年投入運行，機組運行過程中發(fā)現(xiàn)多組恒力吊架回轉(zhuǎn)框架指針在極限位置，彈簧吊架荷載過大，阻尼器漏油等。文中以該電廠1號機組為例，簡述超超臨界機組運行過程中支吊架常見的問題，并結(jié)合應(yīng)力分析計算提出調(diào)整措施，從而消除管系的應(yīng)力安全隱患，提高機組安全性。

1 支吊架的類型與功能

火電廠管道支吊架類型大致包括承重吊架、限位支吊架以及緩沖吸能裝置三種類型，具體詳見表1。

表1 支吊架類型及功能

2 支吊架失效形式

不同類型的支吊架有不同的失效形式，具體失效形式見表2。

表2 各類型支吊架常見失效形式

3 案例分析

3.1 支吊架現(xiàn)場冷、熱態(tài)檢查

在機組檢修停爐前進行支吊架熱態(tài)檢查，機組停運管道冷卻至室溫后進行支吊架的冷態(tài)檢查。

經(jīng)對該機組四大管道支吊架進行外觀冷、熱態(tài)檢查，發(fā)現(xiàn)主蒸汽管道、高溫再熱蒸汽管道、低溫再熱蒸汽管道、高壓給水管道均存在不同程度的問題，其中主蒸汽管道、高溫再熱蒸汽管道支吊架存在問題比較嚴(yán)重，發(fā)現(xiàn)個別支吊架性能失效，恒力吊架回轉(zhuǎn)框架指針在極限位置，彈簧吊架也存在過載或欠載現(xiàn)象，此外還有阻尼器漏油或行程不足等問題。吊架失效問題如圖1所示。

圖1 吊架失效問題

3.2 靜力分析計算

管道靜力計算的任務(wù)通過有限元軟件對管系進行應(yīng)力復(fù)核，確定管系的應(yīng)力是否超過許用應(yīng)力，并且復(fù)核支吊架的選型是否存在不合理之處，為支吊架的調(diào)整提供有力的理論支持。

采用CAESAR II 軟件對該機組進行應(yīng)力復(fù)核計算，管系一次應(yīng)力、二次應(yīng)力均未超標(biāo)，四大管道最大一次應(yīng)力、二次應(yīng)力見表3。同時對所有支吊架進行統(tǒng)計分析，計算結(jié)果表明該機組四大管道個別支吊架存在選型過大的問題。主蒸汽管道計算模型如圖2所示。結(jié)合應(yīng)力校核計算結(jié)果，經(jīng)綜合分析后制定支吊架調(diào)整方案。

表3 各管系最大應(yīng)力計算結(jié)果

圖2 主蒸汽管道計算模型

4 支吊架調(diào)整

如前所述，通過現(xiàn)場檢查并結(jié)合靜力分析計算，得出如下調(diào)整措施：1）對于選型過大的恒力吊架，調(diào)整載荷螺栓減小10%-15%載荷；2）對于性能不合格的恒力吊架或彈簧吊架選擇更換；3）對于位移指示不正確的恒力吊架將回轉(zhuǎn)框架指針根據(jù)設(shè)計位移調(diào)整至上10%位置或下10%位置；4）對于過載或欠載的彈簧吊架將彈簧調(diào)整至冷態(tài)安裝載荷；5）對于漏油的阻尼器，無法修復(fù)，選擇更換；6）對于橫擔(dān)偏斜嚴(yán)重的，應(yīng)將橫擔(dān)調(diào)整至水平位置；7）對于阻尼器行程不足的問題，調(diào)整拉撐桿長度使阻尼器在冷熱態(tài)均在行程范圍內(nèi)。

整個調(diào)整處理過程按照“單線”、“漸進”、“微調(diào)”和“反復(fù)”調(diào)整的原則進行，每次調(diào)整量應(yīng)適當(dāng)，避免一次調(diào)整量過大。這樣經(jīng)過反復(fù)多次調(diào)整，使?fàn)顟B(tài)異常的支吊架得以改善狀態(tài)或調(diào)整到基本正常狀態(tài)。

5 結(jié)語

超超臨界機組溫度、壓力都較大，應(yīng)加強對管道支吊架的日常檢查，通過對管道支吊架的檢查與調(diào)整，可有效改善管道的運行狀態(tài)，減少惡性事故發(fā)生的概率。但隨著機組運行時間的增加，吊架性能可能會出現(xiàn)退化，管系吊架會出現(xiàn)新的問題，因此僅僅靠一次檢查和調(diào)整是不可能永遠(yuǎn)消除隱患的，應(yīng)加強對管道支吊架的日常監(jiān)督檢查工作，及時發(fā)現(xiàn)并消除安全隱患，延長機組的使用壽命。