火力发电厂管道支吊架系统存在的问题及解决措施.pdf

第2 4卷第 2期 黑龙江电力 2 0 0 2年 4月 火力发电厂管道支 吊架 系统存在的 问题及解 决措施 阎明 ， 纪海峰 ， 李显春 ， 白胜喜 1 ．黑龙 江瘩 电力科 学研 究院 ， 黑龙江 哈 尔滨 1 5 0 0 3 0 ； 2 唔 尔滨 电力学枝 ， 黑龙 汪 唔 尔痪 1 5 0 0 3 0 摘要 阐述丁黑龙江省大型火力发电厂支吊架的运行情况， 以及在生产运行中存在的主要问题， 分析丁支 吊架失 散对整 个支吊架系统的影响 ， 并提 出了相应解决措施 。 关键词 支 吊架 ； 系统 ； 载荷 中圈分类号 T K 2 8 4 1 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 21 6 6 3 2 O O 2 O 2 0 1 4 1 0 2 Pr o b l e ms wi t h Pi p e l i n e S u p p o r t a n d S u s p e n s i o n S y s t e ms a t Th e r ma l P o we r Pl a n t s a nd Pr o p o s e d S o l u t i o ns Y AN Mi n g ， J I Ha l f e n g 7 ， L I Xi a n ． c h u n ，B AI S h e n gx i 1 H e i l o n g j i a g E l t d e P o w e r S c i e n c e R e s e a r c h I n s t i t u t e ， H a r b i n 1 5 0 0 3 0 ， C h i n a 2 H a r b i n E I t fi e Pow e r S c h o o 1 ．H a r b i n 1 5 0 0 3 0 ， C h i n a Ab s t r a c t S u mma r i z e s t h e p e r f o r ma n c e o f s u p po a n d s u s p e n s i o n s y s t e m s a t l a r g e t h e r ma l p o w e r p l ant s i n H e i l o n g j i a n g ，i d e n t i f i e s m a j o p r o b l e m s e x p e ri e n c e d d u ri n g p r o d u c t i o n o p e r a t i o n s ， a n a l y s e s t h e e ff e c t o f f a i l e d s u p p o a n d s u s p e n s i o n b r a c k e t s 0 n t h e w h o l e s u p po a n d s u s p e n s i o n s y s t e m，an d s u g g e s t s p o s s i b l e s o l u t i o n s f o r t h e p r o b l e ms a s a p p rop ri a t e ． Ke y wo r d ss u p p o r t a n d s u s p e n s i o n b r a c k e t s ；s y s t e m；l o a d 管道支 吊架是火力发电厂管道系统 的重要组 成部分， 其性能的好坏将直接影响到管道及设备 的安全可靠性。随着机组容 量的增加， 管道系统 也越来越复杂 ， 不仅是支吊架数量不断增加 ， 而且 对管道支吊架制造工艺及抗载能力均提出了更高 的要求 。如果 管道 系统 的某一主支 吊架出现 问 题 ， 将破坏整个管道系统的受力情况 ， 造成管道系 统破坏和设备的损坏， 以致蒸汽管道产生裂纹； 如 果主蒸汽管道支 吊架系统损坏 ， 造成管道的推力 变化将影响汽轮机高压 缸的位移 ， 产生 的后果不 堪设想 ； 而如果主给水管道支吊架系统损坏 ， 将同 样危及给水泵的安全运行 收稿 日期 2 0 0 2一 叭 一 0 9 。 作者简介 阎明 1 9 6 0一 ， 男， t 9 8 5年毕业 于啃尔 滨电力 学校 热能动力工程专业， 高级工程师。 1 黑龙江省大型火力发 电厂管道支 吊架系统存在的主要问题 a ． 管道支吊架失效， 造成管道损坏。例如电 厂高温过热器和高温再热器出口 集箱三通与主管 道焊 口处出现横 向裂纹。 b ． 管道支吊架失效 ， 使系统内的设备工作不 正常， 影响机组的安全性与可靠性。 c ． 支吊架系统内部件损坏甚至失效， 检修维 护工作量增大 ， 有的无法进行检修 。 d ． 支吊架系统承受动载荷的能力差， 尤其不能 承受机组启动时， 排汽管道和安全门动作时作用于 管道上的动载荷， 以及难以承受管道发生异常震动 的能力。 2 支 吊架失效对管道受力 的影响 管道系统支吊架失效将引起整个管道系统受 一 1 4 1 维普资讯 V 0 l 2 4 ． N o ． 2 H e i | o n g i a n g E l e c U i c P o w e r A p r ． 2 0 0 2 力状况的改变。当～个支吊架失效时， 将使其它 支吊架的受力载荷增加 ， 甚至超过承载能力 ， 造成 整个管道系统或设备的损坏 ， 使管道 在应力集中 的区域出现裂纹或断裂 管道系统的支吊架失效主要是由恒力吊架、 弹 簧吊架的弹簧松弛或管道设置的减振器、 阻尼器失 效引起的。这些部件 的失效， 将引起管道端点处推 力和扭矩的变化， 因为弹簧失效引起了管道载荷 的 再分配 所有回火弹簧钢， 在弹簧受载后， 会存在一 定的永久变形。当弹簧被压缩或拉伸到一定程度， 超过了弹簧的弹性限度时， 弹簧的表面强度松弛， 恢 复不到原来的状态 ， 就失去了一定的承载能力。支 吊架弹簧失效可用弹簧松弛率表示。弹簧松弛率是 实际施加力和弹簧设计力的差与弹簧设计力的 比 值。表 1为某电厂过热器管系在不同弹簧松弛率 下， 对过热器出口端点推力和扭矩的影响。 表 1 弹 簧松 弛率与 端点推力和扭矩增加倍数美系 簧松0 l O 2 0 3 O 4 0 5 O 6 O 7 O 8 O 9 0 1 0 o 塑皇 兰 增加倍数 1 1 7 3 2 4 ． 7 6 2 7 7 9 ． 2 1 0 7 1 2 2 I 3 ． 7 1 5 2 从表 1 中可以看出， 端点推力、 扭矩和弹簧松弛率 问成正比， 在支 吊架弹簧松弛率为 ∞％、 5 O ％时， 推力 和扭矩均增大 3 2 、 7 ． 7 倍。在实际运行情况下， 各支 吊架的松弛情况不同， 其效应将累加 ， 使管系的端点受 力进一步恶化， 严重影响管系的安全运行。 有些蒸汽管道不但要承受正 常的运行载荷， 还要承受排汽或安全 门动作时产生 的动载荷 ， 通 常在管道上设计减振器、 阻尼器来抵消这部分载 菏。如管道支 吊架失效将使管道支吊架系统的受 力增大十几甚至几十倍 ， 同时会加速支 吊架弹簧 的松弛速度 ， 使 管系端点的受力进一步恶化 3 火力发 电厂支 吊架运行情况 通过对黑龙江省 】 ∞ M W． Z 3 0 M W 为主力机组的电 r逮 瞬 a 1 0 0 Mw机组由于汽水管道系统相对简单 ， 支吊架数量较少， 其参数比 2 0 0 Mw机组低， 机侧汽 水管道支吊架只有少部分偏斜。1 0 0 M W 机组每次 大修时， 均对支吊架进行全面的检修和维护， 但也 有部分支吊架虽经多方调整 ， 仍不能达到要求 b ．2 0 0 MW 机组支 吊架约有 2 0 ％ 的弹簧 吊 架存在着严重偏斜现象 ， 使 之单侧受 力失去 了对 系统的保护作用； 有些支吊架条杆错位松弛， 根本 不受力； 吊架拉杆不能拉紧， 用手可以轻易晃动 ， 为弹簧松弛所致 有 的弹簧 已完全失效 老化 、 塑 性变形 。 现在电厂机组每次大修时 ， 都要进行 支吊架 的调整工作， 力争使其达到设计状态。但由于支 吊架的制造工艺、 材料水平等因素 ， 使支吊架运行 后的变形失效较快 ， 增 大检修维护工作量。 4 措施 4 ． 1 管道支 吊架系统 的好坏直接影 响管道系统 的运行安全。鉴于 目前管道支 吊架系统存在的问 题 ， 应根据现有支吊架 的状况本着先主要后次要 的原则， 逐步更换失效的支吊架。尤其是主蒸汽 管道、 再热蒸汽管道、 主绐水管及 高压抽汽的支 吊 架系统应先进行改造 ， 其它系统逐步进行改造。 4 ． 2 应选择设计合 理、 有 效 的汽水管 道减振设 备。 4 ． 3 结合 国内外电厂管道支 吊架系统 的使用经 验， 选择性能稳定、 质量可靠的支吊架 ， 有效地解 决 了弹簧使用过程 中的松弛问题 ， 延长了支 吊架 的使用寿命 ， 提高了管道系统的安全 、 可靠性 ， 减 少了检修维护费用， 给电厂带来 明显的经济效益 5 结束语 目前管道 支吊架的状况 ， 尤其是投 产较早的 火力发电厂 ， 由于当时管道支吊架的技术加工能 力差， 材料的制造水平低 ， 运行时存在的问题较 多。因此 ， 只强调检修维护是不能彻底解决问题 的， 必须进行管道支吊架系统的改造 ， 以保证机组 及运行人员的安全。 c 编辑候世春 【 上接第 1 4 0页 e远方诊断功能 系统厂商和地调维护管理人员可通 过Mo d e m远方拨号对S C A D A系统进行远方诊断。 5 结束语 2 2 0 k V石河子站投运两 年多来 ， 对提高调度 自动化系统及设备运行率、 及 时处 理 自动化设 备 异常和故 障、 提高 自动化设备 运行值班 效率发挥 了重要作用 。稳定 、 可靠 、 功能完善的 2 2 0 k V变 电站监控系统把运行人员从 繁琐 、 乏味 的工作 中 解脱出来 ， 是一种 自动化设备运行值班的新模式。 [ 编辑欧海鹏 l 维普资讯