某330MW机组四大管道支吊架调整及管系应力分析

樊爱兵

（江苏华电扬州发电有限公司，江苏扬州 225007）

某330MW机组四大管道支吊架调整及管系应力分析

樊爱兵

（江苏华电扬州发电有限公司，江苏扬州 225007）

介绍了某电厂＃6机组四大管道支吊架的运行状态及故障缺陷，利用CAESARⅡ软件对四大管道进行了管系应力校核。根据应力计算及现场检查结果，提出了科学合理的调整方案并进行了调整处理，对支吊架运行监督提出了建议。

电厂；支吊架；管道；故障缺陷；应力校核；CAESARⅡ软件；调整

0 引言

某电厂＃6机组为330MW亚临界机组，采用东方锅炉厂生产的DG1036／18.2－Ⅱ4型、亚临界参数、四角切圆燃烧方式、自然循环汽包炉；汽轮机为哈尔滨汽轮发电机有限公司生产的亚临界、一次中间再热、高中压合缸、双缸、双排汽、单轴、抽汽凝汽式汽轮机。＃6机组于2005年5月3日通过168 h试运行，至2015年5月31日已累计运行69 978 h，启动71次，停70次。

四大管道包括主蒸汽管道、再热蒸汽热段管道、再热蒸汽冷段管道和高压给水管道。管道支吊架具有承受管道载荷和管道排汽反力、约束和限制管道不合理位移以及控制管道振动等功能，对管道的安全运行具有极其重要的作用。对于四大管道而言，其工作温度及压力均较高，一旦发生爆漏事故，后果不堪设想，因而对其运行的安全性具有较高的要求［1］。根据DL／T 616—2006《火力发电厂汽水管道与支吊架维护调整导则》［2］规定，机组投运及以后的每次大修均应对四大管道支吊架进行全面的检查［3－4］。

1 四大管道支吊架存在的问题

＃6机组自运行以来，四大管道支吊架存在不同程度的问题，在机组停运前、后对管道支吊架进行了热态及冷态检查，其中给水管道存在多处吊架漏装的严重缺陷，具体见表1。由表1可知，四大管道的主要问题有：吊架漏装；吊杆与走廊栅格相碰，位移受限；吊杆偏斜超标；滑动支架滑动受限；限位装置存在间隙；锁紧螺母未锁紧等。存在典型缺陷的支吊架照片如图1、图2所示。

2 四大管道应力分析

表1 四大管道支吊架存在的缺陷

根据DL／T 5366—2014《火力发电厂汽水管道应力计算技术规程》、DL／T 5054—1996《火力发电厂汽水管道设计技术规定》［5－6］及支吊架布置状况、管道设计参数，利用CAESARⅡ软件对管道在设计状态下其支吊架三向热位移、设备连接端点处的推力和管系最大应力值进行复核计算，校验支吊架承载、配置及热位移的正确性，评估支吊架系统的安全运行水平。对四大管道进行应力复核计算：计算时主蒸汽管道与再热蒸汽冷段管道、高压旁路管道联合计算；再热蒸汽热段管道与低压旁路管道联合计算；高压给水管道单独计算。具体计算结果见表2。

图1 给水管道恒吊吊杆偏斜超标示意

图2 给水管道弹吊横端倾斜示意

按照原设计值进行的应力复核计算结果表明，＃6机组四大管道支吊架在选型、吊点荷载及热位移上与原设计计算一致，管系应力合格。但现场检查发现，高压给水管道＃40限位支架、＃44限位支架、＃15刚性吊架和＃250刚性吊架漏装。根据现场实际的支吊架安装情况进行应力分析发现，刚性吊架和限位支架的漏装，导致相邻吊架的承受载荷值偏离了原设计值。具体计算结果见表3。

表2 ＃6机组主要管系应力核算计算参数

表3 载荷对比

计算结果表明，＃40和＃44限位支架的漏装，对相邻的弹簧吊架载荷影响不大，但是＃40和＃44限位支架有限制管道X向位移的作用，需要进行补装。由于＃250，＃15刚性吊架的漏装，导致相邻的＃25弹簧吊架、＃14弹簧吊架和＃16弹簧吊架承受过大的载荷，长时间运行会导致＃25，＃14，＃16弹簧吊架因过载而发生失效，对整个管系的平衡产生不利影响，所以需要进行补装。

现场极少量支吊架的漏装影响了相邻支吊架的承载，但管系整体的最大一次应力、最大二次应力的应力值和位置并没有发生变化。各管系最大应力计算结果见表4。

表4 各管系最大应力计算结果

3 支吊架调整与实施方案

3.1 调整方案

根据对四大管道应力计算结果及现场冷、热态核查情况，提出支吊架调整方案，主要的措施包括：（1）对高压给水管道上漏装的4组吊架，按照设计图纸进行采购并补装；（2）对主蒸汽管道和再热蒸汽冷段管道上存在间隙的2个限位装置加垫钢板并焊接牢固；（3）对再热蒸汽冷段和高压给水管道上偏斜超标的5组吊杆按照DL／T 616—2006《火力发电厂汽水管道与支吊架维修调整导则》进行偏装［2］；（4）对6组横端倾斜的吊架，调整横端至水平位置并确保两侧吊架载荷相同；（5）对9组松脱的锁紧螺母进行锁紧；（6）对4组滑动受限的滑动支架进行处理并加垫聚四氟乙烯板；（7）对主蒸汽管道上1组未取出锁定销的吊架，取出锁定销。

管道支吊架调整按照“单线”“渐进”“微调”和“反复”调整的原则进行，即调整处理好一条管线后方可调整处理另一条管线，每次调整量应适当，避免一次调整量过大。经反复多次调整，使状态异常的吊架调整到正常状态。支吊架调整完成后，将吊杆上的螺母锁紧。

3.2 调整后的核查

给水管道上多处吊架漏装的严重缺陷，会影响机组的安全、稳定性运行。按照设计图纸进行了补装，如图3、图4所示。补装后整个管系应力分布更加合理，说明管道支吊架调整处理方案是科学合理和切实可行的。热态核查四大管道支吊架情况，各处缺陷均消除，管系膨胀受力正常，调整取得理想的效果。

图3 给水管道新装限位支架示意

图4 给水管道新装刚性吊架示意

4 结论

＃6机组检查共发现33处支吊架故障缺陷，包括吊架漏装、吊杆偏斜超标、滑动支架滑动受限、限位装置存在间隙，影响了机组的安全运行。四大管道应力计算结果表明，如果管系中各吊架均处于正常状态，其管道应力分布也基本合理，一、二次应力均能满足管道安全运行的要求；支吊架调整处理后整个管系的载荷分配更加科学合理，各支吊点的位移量与位移方向基本符合设计与计算要求，说明管道支吊架调整处理方案是科学合理和切实可行的。公司技术人员应根据有关规程和标准的要求和规定，定期对管道支吊架进行目视检查，并做好记录，发现问题应及时找专业技术人员进行指导调整处理［7］。

［1］刘维红，于国强，王振根.发电厂管道支吊架的检查与调整［J］.电力建设，2005，26（12）：31－33.

［2］火力发电厂汽水管道与支吊架维修调整导则：DL／T 616—2006［S］.北京：中国电力出版社，2006.

［3］管世强，龚柏云.300MW机组汽水管道支吊架调整及管系应力分析［J］.锅炉制造，2002（1）：10－13.

［4］张春明.连城电厂＃2机组主蒸汽管道支吊架调整改造［J］.西北电力技术，2004（1）：64－65.

［5］火力发电厂汽水管道应力计算技术规程：DL／T 5366—2014［S］.北京：中国计划出版社，2014.

［6］火力发电厂汽水管道设计技术规定：DL／T 5054—1996［S］.北京：中国计划出版社，1996.

［7］张抒明，杜建英.大港发电厂＃3机组管道支吊架检查与调整［J］.电力安全技术，2003，5（12）：39－40.

（本文责编：白银雷）

TK 223

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1674－1951（2016）02－0031－04

樊爱兵（1973—），男，江苏扬州人，工程师，从事企业管理方面的工作（E-mail：2427419434.qq.com）。

2015－11－26；

2016－01－30