王旭東 呂開偉 邵尉濤

（國能浙江舟山發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 舟山 316012）

0 前言

就機(jī)組運(yùn)行而言，無論是超期運(yùn)行蒸汽管道，還是新裝機(jī)組蒸汽管道，即使運(yùn)行初期處于正常狀態(tài)，運(yùn)行中也會發(fā)生支吊架損壞和管道位置變化等問題。所有這些問題將造成管道受力不合理，導(dǎo)致管道一、二次應(yīng)力升高，使管道運(yùn)行達(dá)不到原設(shè)計(jì)要求。失效的支吊架還會導(dǎo)致管道載荷重新分布，部分管段危險(xiǎn)性增大，嚴(yán)重時(shí)會影響鄰近支吊架的正常工作狀態(tài)，引起連鎖反應(yīng)。如不及時(shí)處理，隨著時(shí)間的推移，管道高應(yīng)力蠕變損傷加快，將必然縮短其應(yīng)有壽命，并嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行。因此，定期對管道支吊架進(jìn)行全面檢測調(diào)整，及時(shí)消除隱患，對電廠的安全運(yùn)行至關(guān)重要[1]。

1 存在問題以及解決方案

1.1 設(shè)備概況

在整個(gè)再熱蒸汽熱段管道支吊系統(tǒng)中，1#側(cè)和2#側(cè)母管共布置2×13 個(gè)支吊點(diǎn)，二級旁路布置6 個(gè)支吊點(diǎn)。該吊系統(tǒng)涉及的功能支吊架類型共有4 種，即恒力彈簧吊架11組、變力彈簧支吊架17 組、剛性吊架2 組以及水平導(dǎo)向支架2 組。每種類型的支吊架在管系中具有不同的功能，因此對其工作狀態(tài)的要求也有較大差異。

1.2 存在問題

1.2.1 管道支吊架熱態(tài)檢測

對支吊架的熱態(tài)（運(yùn)行狀態(tài)）工況進(jìn)行了檢測，并做記錄。除14#支吊點(diǎn)的雙彈簧支架因包在保溫層內(nèi)未進(jìn)行檢測外，其余支吊架均進(jìn)行了檢測。

檢測結(jié)果表明，支吊架在熱態(tài)工況下出現(xiàn)的異常狀況主要包括1）變力彈簧支吊架彈簧壓并。112#吊點(diǎn)的上吊架和142#吊點(diǎn)的右吊架屬于此類問題。2）恒力吊架回轉(zhuǎn)框架受到卡阻。31#吊點(diǎn)的左吊架和右吊架屬于此類問題。3）恒力吊架回轉(zhuǎn)框架向下卡死。82#吊點(diǎn)的吊架屬于此類問題。4）恒力吊架回轉(zhuǎn)框架位置向下轉(zhuǎn)動過度，易造成冷態(tài)卡死。61#、62#、71#、72#、81#吊點(diǎn)的吊架屬于此類問題[2]。

1.2.2 管道支吊架冷態(tài)檢測

對支吊架的冷態(tài)（停機(jī)檢修狀態(tài)）工況進(jìn)行了檢測，檢測范圍包括各功能支吊架狀態(tài)、吊桿直徑、管部到根部的垂直連接尺寸等。

檢測結(jié)果表明，支吊架在冷態(tài)工況下出現(xiàn)的異常狀況主要包括1）恒力吊架回轉(zhuǎn)框架向下卡死。61#、62#、71#、72#和82#吊點(diǎn)的吊架屬于此類問題。2）剛性吊架失載。101#、102#吊架屬于此類問題。

在冷態(tài)工況下，除檢測支吊架狀態(tài)外，還對吊桿直徑、支吊架根部及部分連接尺寸進(jìn)行了檢查和測量，發(fā)現(xiàn)的主要問題包括1）支吊架管部到根部的垂直連接尺寸與原設(shè)計(jì)誤差較大。11#、12#、22#、41#、42#、51#、62#、81#、91#、122#吊點(diǎn)屬于此類問題。2）根部承載焊縫虛焊。12#吊點(diǎn)屬于此類問題。3）支吊架包在保溫層內(nèi)。14#吊點(diǎn)屬于此類問題。4）變力彈簧支吊架的指示牌冷熱態(tài)標(biāo)記反向或被油漆覆蓋。32#吊點(diǎn)、92#吊點(diǎn)屬于此類問題。5）恒力吊架無指示銷。52#吊點(diǎn)的右吊架屬于此類問題。6）吊架或吊桿無鎖緊螺母或鎖緊螺母松弛。32#吊點(diǎn)右吊架吊桿、71#吊點(diǎn)吊桿、111#吊點(diǎn)下吊架、112#吊點(diǎn)下吊架等屬于此類問題[3]。

1.3 提出方案

為了解決以上問題，再熱蒸汽熱段管道支吊架進(jìn)行全面檢測，根據(jù)設(shè)計(jì)運(yùn)行資料進(jìn)行了復(fù)核計(jì)算，并對關(guān)鍵支吊點(diǎn)進(jìn)行了載荷測量，在此基礎(chǔ)上確定需調(diào)整的支吊架，提出具體調(diào)整方案并加以實(shí)施，使調(diào)整后的各支吊架的工作狀態(tài)在冷熱態(tài)狀況下均處于正常狀態(tài)[3]。

1.3.1 管道支吊點(diǎn)載荷測量

鑒于61#、62#、71#、72#、81#和82#吊點(diǎn)的恒力吊架在冷熱態(tài)情況下均出現(xiàn)回轉(zhuǎn)框架向下轉(zhuǎn)動過度或卡死的情況，難以確定能否通過支吊架調(diào)整使其恢復(fù)到正?；蚧菊顟B(tài)。此時(shí)有選擇地進(jìn)行吊點(diǎn)載荷測量十分必要。雖然對吊點(diǎn)進(jìn)行載荷測量時(shí)會發(fā)生載荷轉(zhuǎn)移和再分配且與吊點(diǎn)產(chǎn)生的位移關(guān)系很大，會造成該吊點(diǎn)的實(shí)際載荷與理論計(jì)算載荷相差十分懸殊的假象，但對支吊架的調(diào)整具有重要的指導(dǎo)意義。經(jīng)分析，該文選擇對61#和62#吊點(diǎn)的載荷進(jìn)行測量，同時(shí)對該吊點(diǎn)的垂直位移實(shí)施全過程監(jiān)測，對相鄰支吊架的狀態(tài)變化進(jìn)行觀察記錄，并對部分?jǐn)?shù)據(jù)重復(fù)測量2 次，測量結(jié)果見表1。

表1 載荷測量數(shù)據(jù)表（61#和62#吊點(diǎn)的載荷測量）

1.3.2 管道支吊架工作狀態(tài)分析

根據(jù)支吊架冷熱態(tài)檢測結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)再熱蒸汽熱段管道系統(tǒng)中，2 組水平導(dǎo)向支架在冷熱工況下的狀態(tài)均正常，能夠按照預(yù)定的水平X軸脹縮，實(shí)測熱位移值與理論計(jì)算值基本一致。2 組剛性吊架熱態(tài)正常，但冷態(tài)均出現(xiàn)失載現(xiàn)象，這與剛吊設(shè)計(jì)布置位置及整個(gè)支吊系統(tǒng)的安裝有密切關(guān)系。為確保支吊架在運(yùn)行狀態(tài)下的工作正常，同時(shí)不增加管道的附加應(yīng)力，對剛性吊架在冷態(tài)條件下出現(xiàn)的失載間隙予以保留，并密切關(guān)注失載間隙的變化情況。在16 組已檢測的變力彈簧支吊架中，該文發(fā)現(xiàn)112#吊點(diǎn)的上吊架和142#吊點(diǎn)的右吊架彈簧壓并，其他彈簧支吊架工作狀態(tài)正常。112#吊點(diǎn)為上、下串聯(lián)彈簧吊架，理論上要求上、下吊架采用相同載荷范圍的彈簧，設(shè)計(jì)也按此原則選擇彈簧。但實(shí)際上2 個(gè)彈簧的高度不同，加上彈簧的剛度誤差，很容易造成上、下彈簧所能承受的最大載荷不同。當(dāng)上吊架承受的最大載荷小于下吊架時(shí)，就會出現(xiàn)上吊架彈簧壓并現(xiàn)象，造成上吊架彈簧失效[4]。142#吊點(diǎn)采用左、右并聯(lián)彈簧吊架，2 個(gè)吊架應(yīng)采用規(guī)格號相同、實(shí)際剛度相同的彈簧。但實(shí)際上彈簧剛度存在誤差，加上安裝誤差產(chǎn)生的載荷分配不均，導(dǎo)致左、右吊架的承載能力及實(shí)際承受的載荷不同。當(dāng)左、右吊架無法合理匹配時(shí)，就會出現(xiàn)單邊吊架彈簧壓并現(xiàn)象。在11 組恒力吊架中，31#、41#、42#、51#、52#吊點(diǎn)均采用并聯(lián)吊架，除31#吊點(diǎn)外，其余4 個(gè)吊點(diǎn)的左、右吊架冷熱態(tài)均正常。31#吊點(diǎn)因安裝吊架時(shí)生根螺栓過長導(dǎo)致回轉(zhuǎn)框架轉(zhuǎn)動受阻，上位移（+Y方向）受到限制。該吊架是由偶然因素引起的非系統(tǒng)性問題，可通過局部處理使其狀態(tài)恢復(fù)正常。61#、62#、71#、72#和82#吊點(diǎn)的吊架冷熱態(tài)條件下工作狀態(tài)均不正常。熱態(tài)時(shí)位移指示銷靠近下限位置，冷態(tài)時(shí)處于卡死狀態(tài)。81#吊點(diǎn)的吊架冷熱態(tài)位移指示雖然看似“正?！?，但冷熱位移幾乎無變化，與該吊點(diǎn)的實(shí)際存在的熱位移狀況不符，因此也處于關(guān)聯(lián)不正常狀態(tài)。在總計(jì)11 組恒力吊架中，6 組吊架（占54%）出現(xiàn)狀態(tài)不正常現(xiàn)象，對管道的安全運(yùn)行構(gòu)成了較大威脅。對比該6 組吊架的原設(shè)計(jì)及復(fù)核計(jì)算數(shù)據(jù)可以確認(rèn)，吊點(diǎn)的工作載荷和熱位移均在所選吊架的載荷和位移范圍之內(nèi)，因此吊架的調(diào)整應(yīng)從整個(gè)支吊系統(tǒng)的角度進(jìn)行系統(tǒng)性考慮，實(shí)際載荷測量結(jié)果也進(jìn)一步證明了這一點(diǎn)。

2 支吊架調(diào)整方案

支吊架調(diào)整與處理方案見表2 和表3。支吊架調(diào)整后，在冷熱態(tài)條件下再次對整個(gè)管系的支吊架進(jìn)行檢測，檢測主要針對各功能支吊架調(diào)整后的實(shí)際狀態(tài)。調(diào)整前處于向下卡死狀態(tài)的恒力吊架在調(diào)整后恢復(fù)到正常狀態(tài)，同時(shí)，為降低支吊架及管系調(diào)整幅度，對個(gè)別吊點(diǎn)（如61#和62#吊點(diǎn)）的吊架進(jìn)行適度調(diào)整，即沒有必要將其調(diào)整到理想狀態(tài)。調(diào)整前142#吊點(diǎn)的右吊架彈簧熱態(tài)壓并（彈簧高度為88mm），調(diào)整后狀態(tài)有所改善，熱態(tài)時(shí)彈簧不再處于壓并狀態(tài)（彈簧高度為101mm）。但由于之前的長期壓并，彈簧性能已受到很大損傷，建議在機(jī)組運(yùn)行的日常監(jiān)督中加以注意，并在機(jī)組檢修時(shí)予以更換。112#吊點(diǎn)的上吊架調(diào)整前彈簧壓并，調(diào)整后彈簧依然處于壓并狀態(tài)，彈簧已失效，因此應(yīng)密切關(guān)注，并在機(jī)組檢修時(shí)予以更換。

表2 支吊架調(diào)整與處理方案

表3 支吊架調(diào)整與處理方案

3 結(jié)論

再熱蒸汽熱段管道支吊架的熱位移與載荷大都在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，恒力吊架存在的指示銷卡死或回轉(zhuǎn)框架受阻等工作狀態(tài)不正常的情況，已通過支吊架調(diào)整或處理得到解決。變力彈簧支吊架存在2 個(gè)吊架彈簧壓并的現(xiàn)象，調(diào)整后雖有所改善，但仍然建議在機(jī)組再次檢修時(shí)予以更換。對112#吊點(diǎn)，只需要更換上吊架。對142#吊點(diǎn)，建議左、右吊架同時(shí)更換。更換吊架的型號、規(guī)格與原設(shè)計(jì)相同。剛性吊架在整個(gè)管系中的作用非常重要，鑒于其在冷態(tài)出現(xiàn)的失載現(xiàn)象，在日常監(jiān)督中應(yīng)密切關(guān)注。

支吊架調(diào)整后的冷熱態(tài)檢查結(jié)果顯示，除112#吊點(diǎn)上吊架和142#吊點(diǎn)右吊架外，其余各支吊架工作狀態(tài)基本正常，管道原有的振動得以基本消除，表明管道支吊架調(diào)整方案是科學(xué)合理、切實(shí)可行的，達(dá)到了支吊架調(diào)整的預(yù)期目的。

旁路上14#支吊點(diǎn)布置的雙彈簧支架整體包在保溫層內(nèi)，既不利于日常監(jiān)督檢查和維護(hù)，也不符合《火力發(fā)電廠汽水管道與支吊架維修調(diào)整導(dǎo)則》的要求，建議再次檢修時(shí)拆除該支吊架上的保溫層。另外，在對支吊架進(jìn)行日常維護(hù)和涂漆防護(hù)時(shí)，應(yīng)注意保護(hù)支吊架上的冷熱態(tài)標(biāo)志牌和指示銷。