火電廠小口徑管道監(jiān)督管理存在的問題及建議

徐國寶 唐楠

摘要：火電廠小口徑管道在設(shè)計、安裝、驗收等環(huán)節(jié)存在管理盲區(qū)，是爐外管失效的重災(zāi)區(qū)。近年來國內(nèi)發(fā)生了幾起爐外管失效的重大事故，社會影響極其惡劣，造成難以估量的人身、財產(chǎn)損失。這些事件的發(fā)生，對火電廠金屬監(jiān)督管理，特別是爐外管的監(jiān)督管理工作提出了更高的要求。本文通過幾個失效案列的簡單剖析，淺談火電廠小口徑管道監(jiān)督管理中存在的問題及建議。

關(guān)鍵詞：小口徑管道;支吊架;自補償

前言

火電廠爐外小口徑管道如：取樣管、疏水管、放氣管、引壓管等，多為施工現(xiàn)場二設(shè)計，未進行路由設(shè)計及管道應(yīng)力計算。這部分管道多為自補償設(shè)計，結(jié)合管道走向柔性布置，通過管道自由彎曲或伸縮，以解決熱膨脹問題。這部分管道在安裝及驗收過程沒有嚴格執(zhí)行工藝要求。普遍存在管路抱箍緊死、膨脹間隙不足等現(xiàn)象。運行中管道自由膨脹受限，熱膨脹位移無法有效補償釋放，造成管道相對薄弱部位發(fā)生過量變形、失效泄漏。

一、案列分析

案列一：某電廠工業(yè)蒸汽復(fù)役暖管階段，工業(yè)蒸汽管道疏水管彎頭拉裂失效。檢查發(fā)現(xiàn)管道疏水管抱箍抱死，管道熱膨脹受阻。主管道為滾動支吊設(shè)計，管道暖管受熱膨脹，帶動疏水管產(chǎn)生軸向位移，疏水管膨脹受限，主管道膨脹位移全部由疏水管座出口的 2 支彎頭吸收。彎頭產(chǎn)生過量變形失效、加強管座下部垂直管彎曲變形、疏水管抱箍受力變形。工業(yè)蒸汽暖管工作暫停，停汽消缺，管網(wǎng)復(fù)役時間延后。

案列二：某電廠鍋爐暖風器進汽母管頂部放氣管，冷態(tài)時存在明顯殘余變形，檢查發(fā)現(xiàn)放空氣管限位抱箍抱死，放空氣管道自由膨脹受限，管道過量變形。

案列三：某電廠二號機三級抽汽管道隔離閥前、后疏水管道限位抱箍與管道抱死，疏水管道膨脹受限，在機組熱態(tài)高負荷時存在較大的膨脹熱應(yīng)力作用于疏水管道垂直段上，最終在疏水管（φ 38×5）與管接座（φ 45×8）對接焊縫熔合線處拉裂。拉裂失效后系統(tǒng)無法有效隔離，降壓運行后申請停機。

案列四：某電廠工業(yè)蒸汽管網(wǎng)疏水管管徑為DN25，疏水管及疏水器全部架空布置，未做支吊設(shè)計。實際運行過程中疏水器疏水擴容后產(chǎn)生汽水沖擊，管道振動頻繁。近年來已發(fā)生多次疏水管根部焊縫拉裂漏汽情況，泄露后只能停汽檢修，嚴重影響外網(wǎng)供氣的安全、可靠性。

二、存在的問題

在 DL-T 5366 《發(fā)電廠汽水管道應(yīng)力計算技術(shù)規(guī)程》中要求：運行溫度大于 100℃且公稱尺寸大于 DN65 的管道應(yīng)進行管道應(yīng)力計算。對不在此范圍內(nèi)的小口徑管道未做要求，實際多由安裝單位憑經(jīng)驗現(xiàn)場二次設(shè)計、安裝。

在 DL-T 438 《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》 及 DL-T 616 《火力發(fā)電廠汽水管道與支吊架維修 調(diào)整導(dǎo)則》 中對支吊架的檢驗監(jiān)督主要側(cè)重于四大管道等大口徑主管道，對小直徑管道支吊架監(jiān)督管理沒有提出明確要求。

通過以上失效案列的分析可以看出，爐外小口徑管道無論在前期的設(shè)計、安裝環(huán)節(jié)還是在日后的監(jiān)督管理上都沒有引起足夠的重視，管理上也存在較大疏漏，導(dǎo)致失效問題頻發(fā)。

三、整改措施

3.1對未經(jīng)設(shè)計、現(xiàn)場二次安裝的小口徑管道，進行一次全面排查。重點檢查管路抱箍抱死、管道膨脹受阻、管道結(jié)構(gòu)布置不合理的問題。對影響管道自由膨脹的抱箍及時松綁，預(yù)留足夠的冷態(tài)間隙;管道膨脹方向與建筑、構(gòu)筑物碰磨的，增加膨脹彎或更改管路走向;對管道彎頭、膨脹彎較少或未采用柔性自補償設(shè)計的管道增加膨脹彎。對支吊剛性不足的管道通過增加固定支架進行可靠的固定，消除管道振動引發(fā)的管座焊縫疲勞失效。

3.2 運行及檢修維護人員定期對爐外管、工業(yè)蒸汽管網(wǎng)附屬小口徑管道冷、熱態(tài)膨脹情況進行檢查。管路存在明顯變形及支吊異常的，及時檢查調(diào)整。

3.3 結(jié)合機組檢修、管定檢對主管道附屬小口徑管道管座角焊縫、管道一次閥前結(jié)構(gòu)突變部位進行無損檢測抽檢。

3.4 嚴格按照規(guī)程規(guī)定的升、降溫速率及升、降負荷速率執(zhí)行操作指令。充分暖管、暖機，避免主要汽水管道熱負荷大范圍波動產(chǎn)生過量變形。主管道溫度變化過快、暖管不充分（水擊）等，極易造管道產(chǎn)生不均勻膨脹或局部過量膨脹，從而導(dǎo)致附屬小管道膨脹量超限、拉裂失效。

四、建議

新建工程及改造項目小口徑管道的支吊設(shè)計、安裝嚴格按技術(shù)規(guī)范進行。如果設(shè)計單位未進行設(shè)計，安裝單位現(xiàn)場二次安裝也應(yīng)符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求。

固定支架的安裝，應(yīng)保證其定位準確，連接可靠。對于夾持式管道部件或栓接式承載結(jié)構(gòu)的固定支架，應(yīng)嚴格控制卡板與底座之間的配合偏差，保證各螺栓的擰緊力達到要求（DL-T 1113 《火力發(fā)電廠管道支吊架驗收規(guī)程》）。發(fā)現(xiàn)螺栓松動、受力異常及時采取有效措施予以糾正。

導(dǎo)向支架和限位支架應(yīng)保證管道在支吊點的預(yù)定約束方向相對固定，在不預(yù)定的約束方向上能夠自由膨脹，并能承受作用于該裝置上的各種力矩與載荷，在預(yù)定約束方向的冷態(tài)間隙不宜超過2mm（GB-T 17116.1《管道支吊架 第 1 部分 技術(shù)》）。對于管道徑向兩側(cè)約束的限位支架和導(dǎo)向支架，冷態(tài)間隙應(yīng)考慮管道徑向熱膨脹量而適當加大，保證熱膨脹后的最終間隙一般應(yīng)2mm～3mm（DL-T 616《火力發(fā)電廠汽水管道與支吊架維修調(diào)整導(dǎo)則》）。

應(yīng)充分利用管道本身柔性的自補償來補償管道的熱膨脹，60°以下的彎頭不宜用做自然補償。當自補償不能滿足要求時，必須增設(shè)補償器。與主管道相連的附屬小口徑管道，盡可能采用柔性設(shè)計。通過增加管路彎頭、膨脹彎來補償主 管道膨脹位移。一般認為管座出口小管道經(jīng)過 3 個彎頭或膨脹彎后，主管道膨脹位移將全部被吸收補償。

業(yè)主及施工監(jiān)理方要重視小口徑管道安裝質(zhì)量的監(jiān)督驗收工作;企業(yè)應(yīng)加強在役小口徑管道的 日常監(jiān)督管理工作。對已經(jīng)投產(chǎn)的沒有經(jīng)過設(shè)計、現(xiàn)場二次安裝的爐外小口徑管道，進行一次全面 的支吊情況檢查。加強日常巡視檢查與監(jiān)督管理工作，切實提高火電廠小口徑管道安全性。