330MW機(jī)組鍋爐管道支吊架故障分析及調(diào)整

任 杰，李世明，任 飛

（1.內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院，呼和浩特010020；2.神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司 矸石發(fā)電公司，鄂爾多斯010030）

近年來，隨著電力建設(shè)的迅猛發(fā)展，大容量、高參數(shù)機(jī)組不斷建成投產(chǎn)，四大管道支吊架引發(fā)的安全事故時(shí)有發(fā)生，給機(jī)組的順利投產(chǎn)和安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響［1］。筆者對某在建電廠2臺(tái)330MW CFB鍋爐調(diào)試中出現(xiàn)低溫過熱器出口至屏式過熱器管道、屏式再熱器出口管道恒力吊架損壞的現(xiàn)象，檢查發(fā)現(xiàn)某些管道的安裝與原設(shè)計(jì)存在偏差，并就安裝階段的缺陷提出整改建議，以指導(dǎo)實(shí)施支吊架的調(diào)整。

1 鍋爐整體布置

該電廠鍋爐為單汽包、自然循環(huán)、循環(huán)流化床燃燒方式；最大連續(xù)蒸發(fā)量1 177t／h；主體部分由膜式水冷壁爐膛、3臺(tái)汽冷式旋風(fēng)分離器和由汽冷包墻管包覆的尾部豎井三部分組成。

鍋爐爐膛與尾部豎井之間布置有3臺(tái)汽冷式旋風(fēng)分離器，鍋爐尾部采用雙煙道結(jié)構(gòu)，前煙道布置低溫再熱器，后煙道從上到下依次布置有高溫過熱器、低溫過熱器；然后向下的前、后煙道合并在一起，布置有螺旋鰭片管式省煤器和臥式空氣預(yù)熱器。鍋爐整體支吊在鍋爐鋼架上。

鍋爐的水冷壁、旋風(fēng)分離器及尾部包墻全部懸吊在頂板上，由上向下膨脹；爐膛左、右方向通過剛性梁的限位裝置，使其以鍋爐對稱中心為零點(diǎn)向兩側(cè)膨脹；尾部受熱面通過剛性梁的限位裝置，使其以鍋爐對稱中心為零點(diǎn)向兩側(cè)膨脹。旋風(fēng)分離器回料器和空氣預(yù)熱器均以自己的支承面為基準(zhǔn)向上膨脹，前、后和左、右為對稱膨脹。

除汽包吊點(diǎn)、水冷壁前墻吊點(diǎn)、水冷壁及分隔墻上集箱、旋風(fēng)分離器及其進(jìn)出口煙道、包墻上集箱以及前、后包墻吊點(diǎn)為剛性吊架或碟簧吊架外，蒸汽系統(tǒng)的其他集箱和連接管均為彈性吊架或通過夾緊、支撐、限位裝置固定在相應(yīng)的水冷壁和包墻管屏上。

2 吊架故障現(xiàn)象及原因分析

2.1 現(xiàn)象

4號(hào)機(jī)組在空負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，鍋爐進(jìn)行蒸汽嚴(yán)密性試驗(yàn)，主汽壓力為15.7MPa，溫度為538.3℃；再熱汽壓力3.2MPa，溫度534.6℃。在低溫過熱器到屏式過熱器連接管道上，左、右共有7個(gè)吊點(diǎn)的恒力吊架出現(xiàn)壓死或間隙不足的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響管系膨脹，鍋爐被迫停爐進(jìn)行支吊架系統(tǒng)調(diào)整。故障管系支吊點(diǎn)位置見圖1。

圖1 故障管系吊架支吊點(diǎn)圖

圖2 鍋爐兩側(cè)No.3吊點(diǎn)花籃螺絲狀態(tài)圖

按照設(shè)計(jì)，No.1、No.2和 No.3位移向下，No.4和 No.7位移向上，No.5和 No.6是雙徑向?qū)蚩蚣?。整個(gè)管系可作為一個(gè)杠桿，杠桿兩端位移相反，其中有一個(gè)零點(diǎn)。

2.2 原因分析

4號(hào)鍋爐恒力吊架通過爐左、爐右相同位置比較，又根據(jù)3號(hào)鍋爐停爐時(shí)的冷態(tài)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)吊架冷態(tài)安裝時(shí)，吊架下花籃螺絲螺紋伸長量不一樣，即爐左和爐右兩側(cè)支吊架預(yù)提高度不一致，No.3吊點(diǎn)爐右側(cè)比爐左側(cè)吊桿伸出花籃螺絲量長70～80mm（見圖2）；No.4吊點(diǎn)爐右側(cè)比爐左側(cè)吊桿伸出花籃螺絲量長60～80mm（見圖3）；No.5支撐框架沒有太大的區(qū)別；No.6支撐框架爐左框架與槽鋼間隙為0；No.7吊點(diǎn)爐右側(cè)比爐左側(cè)吊桿伸出花籃螺絲量長80～100mm，這樣就導(dǎo)致了2臺(tái)同樣型號(hào)的吊架承擔(dān)了不同的管道載荷，以致使一個(gè)吊架已經(jīng)超出了允許位移量，而另一個(gè)吊架位移還在允許范圍內(nèi)。

圖3 鍋爐兩側(cè)No.4吊點(diǎn)花籃螺絲狀態(tài)圖

從圖2可以看出：4號(hào)鍋爐故障管道由于安裝時(shí)吊架初始位置不一致，導(dǎo)致目前這個(gè)管道處于傾斜狀態(tài)，使承載的吊架指示器出現(xiàn)指示不一致現(xiàn)象。

另外，從管系整體上分析，爐右No.3吊點(diǎn)由于吊桿伸出花籃螺絲量過長，導(dǎo)致整體承載過大，其本身位移看起來沒有問題，但是使本應(yīng)到達(dá)80%指示位置的吊架，位移才到達(dá)了60%；使本應(yīng)向下的杠桿向上抬起，故造成本該向上的No.7產(chǎn)生了向下位移。冷態(tài)時(shí)No.7指示器就在指示槽左端，下方的管道向下位移后使其指示器被撞斷，本應(yīng)向上位移而成了向下位移。爐左N0.7處恒力吊架，吊桿伸出花籃螺絲過長，其伸長量有80～100mm，而此點(diǎn)向上膨脹量才70mm，造成了向上的膨脹量被吊桿吃掉，并且提升了管道；而由于No.3的吊桿伸出花籃螺絲過短，使杠桿另一頭又向下沉降，兩者同時(shí)作用，造成這根杠桿兩端擺動(dòng)量加大，致使No.6導(dǎo)向框架間隙為零，而No.3恒力吊架被拉死。

3 故障解決辦法

調(diào)整部分吊點(diǎn)的花籃螺絲，使?fàn)t左側(cè)和爐右側(cè)編號(hào)相同的吊桿的伸長量基本相同，位移指示器指在正常位置。

3.1 調(diào)整準(zhǔn)則

根據(jù)管道膨脹方向，確定指示器應(yīng)該靠近指示槽的哪一端。由于4號(hào)鍋爐目前已經(jīng)發(fā)生了載荷轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，故本次調(diào)整不需將指示器調(diào)到靠近槽的第一個(gè)格處，調(diào)到第二至第三個(gè)格即可，根據(jù)實(shí)際情況旋松或旋緊吊架下端的花籃螺絲。具體操作為：向下膨脹的，旋松花籃螺絲；向上膨脹的，旋緊花籃螺絲。圖4為指示器的狀態(tài)，其中（a）為正常狀態(tài)，位移指示弧形槽有余量；（b）為不正常狀態(tài)，位移指示弧形槽無余量。

圖4 吊架指示器狀態(tài)圖

3.2 調(diào)整宗旨

爐左、右側(cè)相同編號(hào)吊點(diǎn)的吊桿伸出花籃螺絲量及位移指示器指示值大體相同。

3.3 調(diào)整步驟

調(diào)整步驟如下：

（1）旋松爐左導(dǎo)向框架后那個(gè)No.7恒力吊架的花籃螺絲，使吊桿伸長量20～30mm；同時(shí)調(diào)整爐左No.4彈簧吊點(diǎn)，旋緊花籃螺絲，使吊桿伸長量20～30mm；觀察管道No.3恒力吊架指示器有無回彈，有必要的話再旋緊爐左恒力吊架的花籃螺絲，吊桿伸長量20～30mm。

（2）調(diào)整爐右No.3恒力吊架吊點(diǎn)，旋松花籃螺絲，使吊桿伸長量20～30mm；同時(shí)調(diào)整爐右No.4彈簧吊點(diǎn)，旋松花籃螺絲，使吊桿伸長量20～30mm；觀察管道No.7吊點(diǎn)指示器是否回彈。

3.4 調(diào)整結(jié)果

根據(jù)以上原則調(diào)整了4個(gè)吊點(diǎn)，分別為爐右No.3、No.4和爐左 No.4、No.7。調(diào)整后爐右No.3點(diǎn)指示器從調(diào)整前70%回復(fù)至35%位置，目前狀態(tài)正常；No.4旋松花籃螺絲30mm，目前狀態(tài)正常；爐左No.7旋松花籃螺絲100mm，目前指示器指示從0%回復(fù)為70%，使No.6導(dǎo)向框架間隙從0mm變?yōu)?0mm，間隙恢復(fù)正常；No.4要求旋緊30mm，由于安裝設(shè)備所限未能旋緊到要求位置，間接地導(dǎo)致了No.3不能回復(fù)到理想位置（停爐時(shí)No.3指示器已經(jīng)躍出指示槽），經(jīng)過對No.4的再次調(diào)整，目前指示器已經(jīng)回復(fù)至槽內(nèi)。

綜上所述，由于管道吊架安裝得不對稱，爐左、右共有7個(gè)吊架位置不正常，經(jīng)過調(diào)整后仍有3個(gè)位置不正常，分別為爐右No.7、爐左No.3和No.4。究其原因，爐右No.7點(diǎn)由于指示器卡在吊架的框板內(nèi)，使恒力吊架回轉(zhuǎn)板無法回轉(zhuǎn)，這一吊點(diǎn)變成了剛性吊點(diǎn)；外側(cè)框板與中間回轉(zhuǎn)板間夾著圓柱形指示器，如取出指示器銷軸，No.7點(diǎn)狀態(tài)即可改善。

4 結(jié)語

鍋爐管道的支吊架在安裝時(shí)如果和設(shè)計(jì)要求相差很大，將導(dǎo)致運(yùn)行中的許多故障（支吊架失效），建議在安裝之后，應(yīng)復(fù)查爐左、右對稱管道吊點(diǎn)的冷態(tài)安裝狀態(tài)；因?yàn)闋t左、右管道吊架都是一套設(shè)計(jì)參數(shù)，同一套型號(hào)產(chǎn)品，故安裝位置亦應(yīng)對稱。如安裝時(shí)吊架位置不對稱，運(yùn)行時(shí)管道即會(huì)自行調(diào)整，使每個(gè)吊點(diǎn)的載荷重新分配，某些吊架就會(huì)出現(xiàn)故障。想要在鍋爐運(yùn)行后再將吊架重新調(diào)整到最初的設(shè)計(jì)狀態(tài)難度是很大的。

［1］唐璐，余成長，孫中元，等.600MW 超臨界機(jī)組四大管道支吊架預(yù)防性檢查［J］.內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2011，29（1）：50-52.