電廠運(yùn)行過程中支吊架偏裝量調(diào)整

陳春輝，潘建航，張豐收

(1.浙江省火電建設(shè)公司，杭州 310016;2.河南華電金源管道有限公司，鄭州 450051)

0 引言

隨著火力發(fā)電機(jī)組參數(shù)及容量的不斷增大，高溫、高壓汽水管道在不同運(yùn)行階段的相對(duì)熱膨脹量及熱位移相應(yīng)增大，從而對(duì)管道及其支吊架的設(shè)計(jì)、安裝提出了更高要求。通過在支吊點(diǎn)與著力點(diǎn)間預(yù)設(shè)適當(dāng)?shù)钠?，即支吊架偏裝，可有效減少由熱位移引起的對(duì)管道的附加力。如果支吊架不預(yù)設(shè)偏裝或者預(yù)設(shè)值不當(dāng)，在管道冷、熱態(tài)轉(zhuǎn)換過程中，管道垂直方向支撐力不足及支吊架水平方向受力不均，會(huì)造成支吊架破損、失效，不利于機(jī)組安全、有效運(yùn)行。停機(jī)修復(fù)支吊架勢(shì)必影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，而且啟、停機(jī)過程中易造成設(shè)備損耗。本文以埃及ABU QIR 2×650 MW氣/油機(jī)組高壓旁路減溫水支吊架為實(shí)例，介紹運(yùn)行過程中支吊架的偏裝修復(fù)。

1 工程案例

ABU QIR 2×650 MW工程#6機(jī)組在100%負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，高壓旁路閥(以下簡(jiǎn)稱高旁閥)減溫水管線上A/B/C支吊架失穩(wěn)，出現(xiàn)不同程度破損。高旁閥減溫水管線簡(jiǎn)圖如圖1所示，該管線材質(zhì)為ASTM A106 GR.C，規(guī)格為 ? 168.00 mm × 18.26 mm，設(shè)計(jì)溫度為200℃。

機(jī)組運(yùn)行時(shí)，在管線向左熱位移的作用下，A支吊架頂板左邊緣被管道支撐腿壓住，中間受到彈簧垂直向上的作用力，致使彈簧頂板失穩(wěn)向左傾斜，頂板右側(cè)頂在管道保溫層上，如圖2a所示。B支吊架嚴(yán)重右傾，偏離管道支撐腿，支吊架彈簧頂板被卡死在支撐腿和管道保溫層之間，支吊架基礎(chǔ)剝離地面且已破損，如圖2b所示。在管道向左、向下作用力及摩擦力的作用下，C支吊架左傾，其頂部右邊緣頂住管道支撐腿，支吊架底部基礎(chǔ)右側(cè)被拉起，如圖2c所示。

圖1 高旁閥減溫水管線簡(jiǎn)圖

2 原因分析

(1)根據(jù)案例描述可知，該高旁閥減溫水管道在運(yùn)行時(shí)具有明顯的向左和向下的熱位移，而管道支吊架卻未設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的偏裝，由此造成的對(duì)支吊架水平方向的附加力超出支吊架的承受范圍，是造成支吊架失穩(wěn)、失效的直接原因。

(2)彈簧支吊架與管道支撐腿間未設(shè)置滑動(dòng)板，從而增大了運(yùn)行時(shí)管道支撐腿與支吊架頂部的摩擦力，是支吊架傾斜、失效的另一誘因。

(3)土建澆筑的支吊架基礎(chǔ)薄弱，支吊架基礎(chǔ)與地面未形成統(tǒng)一整體，兩者之間存在分層現(xiàn)象，嚴(yán)重削弱了膨脹螺栓的有效作用范圍，支吊架水平摩擦力超出膨脹螺栓與基礎(chǔ)間的作用力，致使支吊架膨脹螺栓失效。

3 解決方法

為了確保機(jī)組安全運(yùn)行，需及時(shí)制作臨時(shí)支吊架，為管線提供可靠的臨時(shí)支撐，保證管線在熱位移方向上自由移動(dòng)，同時(shí)為順利移除破損支吊架和安裝新設(shè)計(jì)的支吊架創(chuàng)造條件。

3.1 臨時(shí)支吊架制作、安裝

圖2 支吊架失效或失穩(wěn)圖例

在#3氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、#4電動(dòng)閥及#5閘閥底部安裝3個(gè)臨時(shí)支吊架，支吊架如圖3所示。圖3中:1，2為300 mm×300 mm×20 mm(長×寬×高)鋼板;3為若干油脂，保證鋼板1與鋼板2間自由滑動(dòng);4為100 mm×25 mm×h(長×寬×高)鋼板，鋼板頂部至閥門表面3 mm，共4塊;5為76.2 mm×76.2 mm ×9.5 mm(長×寬×高)角鋼，數(shù)量若干。

圖3 臨時(shí)支吊架簡(jiǎn)圖

鋼板4與鋼板1焊接形成一個(gè)整體，以便有效地將閥門熱位移傳輸給鋼板1，通過鋼板1與鋼板3之間的相對(duì)移動(dòng)來消除支吊架對(duì)閥門熱位移的約束。

3.2 移除破損支吊架

臨時(shí)支吊架安裝完成后，使用彈簧支吊架原裝鎖緊螺栓將支吊架A/B調(diào)整至彈簧冷態(tài)位置，并用壓塊將彈簧鎖死;鑿掉支吊架A/B/C底部破損基礎(chǔ)支墩，移除膨脹螺栓;將3個(gè)破損支吊架順利移走。

3.3 安裝正式支吊架

(1)根據(jù)重新設(shè)計(jì)的帶偏裝的支吊架詳圖，制作新支吊架。保證支吊架頂部與管道支撐腿間自由滑動(dòng)，如圖4所示。

圖4 滑動(dòng)面設(shè)計(jì)詳圖

(2)對(duì)支吊架進(jìn)行準(zhǔn)確定位，確保實(shí)際安裝的偏裝量與設(shè)計(jì)相符;采用M16×125 mm化學(xué)螺栓固定支吊架，化學(xué)螺栓直接深入地面;待支吊架標(biāo)高調(diào)整完成后，在支吊架底板與基礎(chǔ)間進(jìn)行灌漿處理。

(3)待支吊架安裝驗(yàn)收合格后，由右向左依次移除臨時(shí)支吊架;拔除新支吊架彈簧的固定銷，根據(jù)設(shè)計(jì)值將彈簧支吊架調(diào)整至熱態(tài)2的位置以保證彈簧對(duì)管道的支撐力。

4 結(jié)束語

高溫、高壓汽水管道支吊架的偏裝直接關(guān)系到管線乃至機(jī)組的安全運(yùn)行，支吊架安裝前應(yīng)加強(qiáng)對(duì)支吊架偏裝的審查及預(yù)判，以減少偏裝漏設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)偏裝量不足等情況。在運(yùn)行過程中，通過對(duì)破損支吊架的分析、安裝有效的臨時(shí)支吊架、消除質(zhì)量薄弱點(diǎn)、更換偏裝量合適的支吊架等措施，可以有效解決運(yùn)行過程中支吊架偏裝問題。前文提及的修復(fù)后支吊架已安全運(yùn)行2年，運(yùn)行狀況良好。