罗小刚
大唐韩城第二发电有限责任公司 陕西省 韩城市 715405
摘要：火力发电厂汽水管道经过一定时间运行后管道位置会发生一定的变化，加之支吊架安装中存在的各种问题，支吊架热位移及载荷将发生一定的变化，引起管道应力升高，管道振动，影响机组的安全运行。当机组检修中大范围更换保温，应对管系重新进行应力校核计算，对影响较大的支吊架做必要更换或调整，确保管系的应力不因更换保温而发生较大变化。发现支吊架存在问题时应及时分析并调整。
关键词：管道；支吊架；振动；调整
1 前言
＃1、2机组2005年投运，#3、4机组2008年投运。一期单台机组四大管道共配置有178组支吊架， 二期单台机组四大管道共配置有187组支吊架。火力发电厂汽水管道上重要支吊架并不仅仅是在四大管道部分，锅炉顶部也分布着大量的支吊架。
#1、2机组四大管道支吊架分别于2008年、2009年进行了支吊架检查调整，#3、4机组四大管道支吊架自投运以来未进行过调整。锅炉上支吊架自投运以来未进行过调整，而锅炉是通过各种吊架吊在锅炉钢架上的，支吊架的工作不正常，对锅炉管道、集箱及受热面的膨胀造成很大影响，影响着锅炉的安全运行。
2 支吊架的结构及应力分析
电厂汽水管道支吊架通常分为：变力弹簧支吊架、恒力弹簧支吊架、固定支架、滑动支架、导向或限位支架、刚性吊架、阻尼支吊架和防冲击刚性支吊架。
从力学角度分析，决定管道系统应力的主要因素有：管道内压即管道运行压力；管道（包括管道、管件、阀门等）及保温层自重；支吊架配置与荷重；管道的空间布置；管道的冷、热态温度。
在工作状态下，管道要承受来自内压、自重和其他持续外载（包括支吊架反力等）和热胀、冷缩或其他位移受约束时产生的一次应力及因管道变形受约束而产生的二次应力。
一次应力始终随着外力荷载的增加而增大，不会随时间的延长而有所降低，当超过限度时，管道变形增加直至破坏。因此，内压、管道及保温自重和支吊架配置三方面决定了管道一次应力的大小。
通过应力分析发现决定管道系统应力水平的关键因素是管道运行压力、运行温度、管道布置和支吊架状态。运行压力和温度通常按设计要求变化很小。在役机组管道布置及特性已定。因此，从宏观角度分析，支吊架（位置、类型与运行状态）决定管道系统的应力水平与安全性。
3 支吊架问题及影响
管道及支吊架通常有两类问题，一类是结构静力问题，是由管道热膨胀和支吊架失效引起的。管道系统是一个复杂的网络系统，有多种工况，如冷热态、启动、停机工况等。不同工况下支吊架承载和热位移都不相同，经常发生管道或附件热膨胀受阻而损坏相关部件，甚至引起停机的现象；另一类是汽水管道及附件振动问题，容易引发管道裂纹，损坏阀门，威胁机组的安全运行。
4 支吊架检查核对
根据电力行业标准《火力发电厂汽水管道与支吊架维修调整导则》DL/T616-2006的规定，为满足运行管系安全生产的需要，需要对状态异常的支吊架进行调整，使其达到或接近设计状态，而在对支吊架状态进行调整之前，应对管系的每一只支吊架的冷热态状况进行详细的检验与记录。
?4.1 审核管道支吊架运行资料
审核管道支吊架图纸，包括管道安装图、支吊架图、运行资料等。对原支吊架各个参数与设计计算书进行仔细核对；支吊架订货、到货、安装情况核对；管道的实际运行参数及支吊架的历次检验、更改记录；管道及支吊架的实际立体布置示意图的绘制。
4.2管道支吊架现场总体状态检验
记录损伤或劣化的证据。如构件外表面的变形和腐蚀；记录大幅度的冲击荷载或剧烈振动的证据。具体表现为已变形的元件、开裂的焊接接头、松弛的固定螺栓或碎裂的水泥等。
4.3管道支吊架检查
变力弹簧支吊架是否过度压缩、偏斜或失载，弹簧是否断裂；恒力弹簧吊架转体指示是否越限；弹性支吊架承载是否异常；刚性支吊架状态是否异常；限位装置状态是否异常；减振器及阻尼器位移是否异常。
4.4管道支吊架校验及记录
校验吊点偏装与原设计是否一致；记录运行条件下妨碍管道及支吊架位移的任何障碍；校验支吊架冷态／热态位置和标牌位置；记录冷、热态条件下的位移指针位置；校验制造厂的型号；记录冷、热态条件下变力弹簧的载荷；对于刚性支吊架，需校验支吊架各部分与原设计是否一致。
5 支吊架缺陷分析
5.1支吊架偏装不正确
偏装量不足或过大，偏装方向与设计相反。支吊架偏装是为了减少由于热位移引起的对管道水平方向的附加力，在安装时使支吊点与着力点在一维或二维坐标上具有适当偏差值，使其在热态时处于较佳受力状态。支吊架严重偏斜会导致吊架在垂直方向上承载不足，而在水平方向产生一个附加力，对端点设备推力增大，不利于管道安全运行。
5.2支吊架安装错误
支吊架安装错误，导致支吊架功能失效，从而影响了管系的应力大小及分布，可能会造成管系局部应力增加且严重影响了邻近支吊架的载荷分布，影响管道和设备的安全运行。
5.3 弹簧支吊架承载异常
弹簧支吊架承载异常，表现为支吊架弹簧压缩不足、吊架欠载，甚至脱载；吊架弹簧压缩过量，甚至被完全压死；吊架拉杆偏斜弯曲；横担弹簧吊架的横担梁偏心倾斜。此类缺陷多为安装质量不良、标定错误、弹簧支吊架本身质量较差或支吊架功能劣化失效等所致。整改中，对这些欠载或过载的弹簧支吊架通过调节花兰螺丝、松紧螺母，收紧或放松吊杆（必要时通过焊接调整吊杆长度），使吊架承载至冷态设计位置。
对于1、2号炉末过、末再出口集箱弹簧支吊架管部抱箍的断裂是由于过载引起的，1、2号炉炉顶保温密封经过了改造，保温材料容重可能发生了变化。
5.4 支吊架管部损坏
表现为管部部件存在裂纹或断裂、支吊架管夹松动。通常是由于过载、材料自身缺陷或安装质量等原因所致。
5.5 恒力吊架状态异常
恒力吊架的特点是当位移在一定范围内变化时，吊架所承受的载荷不变。选用吊架时，一般在热膨胀较大的部位采取恒力弹簧吊架，可以有效吸收由于管道膨胀带来的热位移，从而降低管道应力。如果恒力吊架卡死或失效，必然造成管道热膨胀受阻，使管道局部应力升高，其危害是严重的。恒力吊架存在的主要问题是：指针顶死在上极限、吊架脱载或指针卡死在下极限、吊架超载；对此，通过收紧或放松吊杆（必要时焊接更换吊杆），使恒吊冷态位移指针指示在10％位置（顺着热位移方向），保证冷、热态时吊架承载在恒定度范围内。
5.6 管道或支吊架位移受阻
管道或支吊架位移受阻，将影响管道的正常热膨胀和管道应力分布状况。在整改中必须去除障碍物，使管道处于正常状态。
6 支吊架维护
火力发电厂汽水管道经过一定时间运行后管道位置会发生一定的变化，加之支吊架安装中存在的各种问题，支吊架热位移及载荷将发生一定的变化，引起管道应力升高，使弯管、三通、集汽联箱接口及汽机端成为薄弱环节。对于高温管道与支吊架在运行过程中，其状态是会发生变化的，必须按照DL/T616-2006《火力发电厂汽水管道与支吊架维修调整导则》的要求进行监察与维护，对支吊架架进行定期检查调整，确保支架在允许范围内运行，建立管道支吊架管理制度，以便于以后建立正常的寿命管理体系。
管道检修中如果大范围更换保温，应对管系重新进行应力校核计算，对影响较大的支吊架做必要更换或调整，确保管系的应力不因更换保温而发生较大变化。
7 结束语
总之，管道支吊架状态的正常与否，将直接影响管系应力水平的高低，影响管系的长期、安全、经济运行。所以，需要对状态异常的支吊架进行调整，使其达到或接近设计状态，应对管系的每一只支吊架的冷热态状况进行详细的检验与记录，确保管道支吊架的安全稳定使用。
参考文献：
【1】发电机组管道支吊架常见问题分析及处理 热力发电 2012 安慧 安付立 韩光辉 王军民