火电厂热力管道支吊架调整和振动控制研究

白成友 王磊

摘要：电厂热力管道支吊架主要用于承受管道重力和偶然的冲击载荷以及控制管道工作状态中发生的位移和振动。长期以来热力管道振动一直影响着机组安全经济稳定运行，尤其对人身安全构成极大威胁。调查表明，火电厂机组按常规设计的热力管道均存在着不同程度的振动问题，直接影响汽轮机组运行的安全性，有时甚至会出现人员伤亡的严重工业事故。因此，防止和消除热力管道振动是保证机组运行的条件之一，对提高电厂机组经济和安全运行起着重要的作用。

关键词：火电厂;热力管道;振动;支吊架;治理

1概况

某自备电厂安装有4×125MW汽轮发电机机组。锅炉为四川华西能源工业股份有限公司生产的DGJ480∕9.81—‖5型，额定蒸发量480T/H;汽轮机组由中国长江动力公司（集团）生产制造，型号为C125-8.83/1.0，高压双缸双排汽，冲动式，单抽直接空冷凝汽式汽轮机，№3机组于2012年1月投入生产，№4机组于2012年6月投入生产。№3、№4机组投运以来，经电厂技术人员历次检修和巡检，发现数根汽水管道和支吊架存在以下问题：

（1）热力管道支吊架存在欠载和过载情况，个别位置支掉点损坏失效;

（2）多根管道运行存在持续振动情况。

根据DL/T438-2009《火力发电厂金属技术监督规程》及DL/T616-2006《火力发电厂汽水管道与支吊架维修调整导则》的规定，应对主蒸汽管道、高压给水管道支吊架进行系统的检查和调整，以保证管道的使用寿命，消除事故隐患，确保管道的安全运行。

2管道支吊架工作内容

支吊架检查与调整主要包括资料审查、应力核算、支吊架冷热态检查、调整和施工、综合分析等五个方面的主要内容。

3检查存在的问题

经过对主蒸汽、主给水管道进行热态检查，以及电厂技术人员常年巡检记录，发现存在以下重要问题：

（1）主蒸汽管道和主给水管道存在安全附件（支吊架）安装与设计不符;

（2）主蒸汽管道和主给水管道运行状态存在持续振动;

（3）主蒸汽管道和主给水管道支吊架存在损坏情况。

4应力计算结果

通过对№3、№4机组热力管道进行热态检查及应力计算，主蒸汽管系应力计算及热态检查结果见“表1”，高压给水管道应力计算及热态检查结果见“表2”，问题如下：

锅炉段主蒸汽管道支吊架布置于设计图纸不相符，重点在#10支吊点，原设计图纸为水平径向限位，实际安装为水平径向和竖直径向，这导致这段管系应力状态发生重大改变。锅炉段主给水管道支吊架布置于设计图纸不相符，重点在#6支吊点，原设计图纸为弹簧吊架，实际安装为水平径向和竖直径向限位，且#133、#5、#2、#1支吊架空间限制未安装，#8吊架未安装，导致阀门段管道轻微变形。

5 振动控制方案

管系的固有频率与刚度有直接关系，刚度越大，其固有频率越高。在管系上增设限位支架可以增大管系刚度，提高管系固有频率从而偏离激扰力频率避开共振。管系在弯头附近热位移较大，采用增设限位支架会导致管系膨胀不畅，二次应力超标。阻尼器在不受突加载荷时为柔性支撑，能随管系自由膨胀，当管系受外部载荷则自锁成刚性拉杆，适用于低频减振。汽机侧甲乙管道在#65和#75支吊点段振动幅度较大，具体处理方案如下：

（1）#2、#13、#14、#67、#70、#77、#80、#81支吊点支吊架过载或欠载，考虑到经济性，在现有安装情况下调整支吊架，使管系应力水平科学合理;

（2）#12支吊架位移范围不能满足管系应力要求，予以更换;

（3）#5支吊架长期过载失效，予以更换;

（4）更换#64、#74支吊架为刚性吊架;

（5）于#65支吊点增设Y向径向限位，于#75支吊点增设Y向轴向限位;

（6）#51、#47支吊点所在管段增设Z向限位或阻尼器;

（7）锅炉段整体低频振动，在#10、#12、#14、3处增设水平限位提高刚度，消除共振。

6 结束语

支吊架状态存在异常，会增加管道应力。根据现场检查，结合工程实际经验提出的相关调整措施，可有效解决支吊架的状态异常，通过运用科学的方法，对主蒸汽管道更换支吊架和增设6个工作点，结合现场情况增设阻尼器，主给水管系新增设、恢复支吊点，有效地降低了管道的振动幅度，解决了№3、№4机组热力管道振動的实际问题，，保证了机组的安全、经济、稳定运行。

参考文献

[1]郑全喜，火电厂高加疏水到除氧器管道支吊架振动治理.《电力设备》2018年18期

[2]李洪杰，汽水管道支吊架失效及管道振动治理.《建筑学研究前沿》2018年16期