宜宾海丰和锐有限公司 四川宜宾 644002
摘要：管道支架的设置不仅对管道本身有重要影响，同时对重要设备的运行有直接的影响，通过对现场实际发生问题的分析，增加我们对管道支架重要性的认识，提高我们在施工及开车过程中对设计及施工存在的缺陷的发现能力。
关键词：循环水泵；支架；联轴节
Analysis of the influence of pipeline support on safe operation of pump
Luo Zhuming and Deng diejia
（Yibin Haifeng Herui Co.，Ltd.，Yibin Tianyuan Haifeng Hetai Co.，Ltd.，Yibin 644002）
Key words：circulating water pump，bracket，coupling
Abstract：the setting of pipe support not only has an important impact on the pipeline itself，but also has a direct impact on the operation of important equipment.Through the analysis of actual problems on site，we can increase our understanding of the importance of pipe support and improve our ability to find defects in design and construction during construction and start-up.
1、实例介绍
1.1项目简介
宜宾海丰和锐有限公司二期募投项目三氯乙烯子项目工业水循环水池系统施工，设计循环水量2000m3/h，保有水量800m3，系统共设置4台循环水泵，均为电机驱动，泵进口为12″管道，泵出口为10″管道，在泵进出口管道上设计橡胶膨胀节来消除管道膨胀及减少振动，泵出口管道在经过地面上的膨胀节、止回阀、蝶阀和90°弯头后与地下20″主循环水管连通。
表1：泵及管道参数表
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1.2发现问题
泵及管道系统在完成施工后，进行循环水系统的冲洗以及泵的单机试车，当启动泵后，发现泵出口膨胀节后的管道向后位移，位移量高达50mm，膨胀节的拉长量远远超过了允许范围（拉长量≤15mm）；在停泵时，管道瞬间向泵方向位移约20mm。泵第一阶段运行了约12小时，由于配电室问题突然停电，造成泵停运，第二阶段运行了约10小时，发现一台泵的联轴器有异响，因此停泵，其它几台泵也陆续停泵进行检查。经检查主要发现两个问题：
①出口膨胀节被拉长15～40mm，超出了膨胀节允许范围（拉长量≤15mm）。
②4台泵联轴节之间的间隙均发生改变，泵体向泵的进口方向位移。位移量最大的一台达2.5mm，此台泵的联轴器膜片损坏。见图1。
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2、问题分析
为什么产生以上问题呢？分析如下：
①泵启动后，管道内介质在管道阀门及弯头处产生巨大的推力，而管道上又未设计固定支架，因此由管道阀门及弯头处产生的轴向推力使膨胀节被拉长。在API686规范上对使用膨胀节提供管道柔性有明确表示“在管道中使用膨胀节来提供其柔性。如果不恰当地使用了膨胀节，就可能会引起大于应消除的管道反作用力。膨胀节将会产生等于最大褶皱面积乘以内压力的轴向推力。压缩或延长膨胀节需要的作用力可能非常大，这些作用力中的任何一种可能超出法兰的极限。为了得到最低的反作用力，最好避免通过轴向压缩或拉伸来吸收管道的膨胀。如果经发现，需要膨胀节，那么就必须将其正确固定，并测定其功能。”
②泵对中改变主要由两个原因造成：第一，由于泵出口管道的膨胀节后无固定支架，管道产生巨大的轴向推力使管道产生了弹性变形，在停泵时推力消失，管道的反弹力作用在泵上，虽然反弹力可以通过膨胀节消除一部分，但不能完全抵消，因此剩余部分反弹力推动泵向进口方向位移；第二，不正确的停泵操作，离心泵的正确停泵方法是先关闭出口阀门再断电，但在试车过程中，操作工操作停泵时是先断电再关闭出口阀门，由于泵在运行过程中时几台同时运行，若停泵时先断电，泵出口止回阀关闭，系统中的压力作用在止回阀上产生巨大的推力，此推力通过管道作用在泵上推动泵向进口方向位移。如果时逐渐关闭出口阀，阀门两端的压力接近相等，不会产出如此大的推力。
管道变形的反弹力和系统压力产生的反弹力都时在停泵的瞬间产生的，力都是推动泵向进口方向移动，因此使泵对中都产生变化，并且使一台泵的联轴器膜片损坏。
3、解决方法
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产出此问题的主要原因是由于管道出口无固定支架，因此要从根本上解决问题就必须设置可靠的固定支架，通过同业主的协商，采用的解决方法为：首先使膨胀节复位，采用手拉链条葫芦拽拉管道使膨胀节恢复到设计位置并固定；其次是在管道弯头向下段设置止推挡块，具体做法是开挖出向下段管道并夯实地基，浇注一个长（1m）×宽（0.4m）×高（1.2m）的混凝土挡块（如图2所示），利用混凝土挡块抵消管道的轴向推力；第三，管道上原设计的滑动支架全部与管道焊接形成固定支架；第四，按正确的操作方法进行开停泵，在发现的错误操作方法后，立即进行纠正并给操作人员讲明原因，要求不要为了图省事而忽视操作方法，必须安装操作规程进行操作。
通过整改后，再次进行开车运行，检查膨胀节位移约2mm，完全符合要求，并且管道的振动明显降低，泵连续运行直至完成循环水管道的冲洗未产生任何异常现象。
4、总结
管道支架的设置不仅对管道本身有重要影响，同时对重要设备的运行有直接的影响，由于管道支架设置不当，会使管道的推力或力矩过大，使与其相连接的设备产生过大的应力或变形，影响设备的的运行。通过对发生问题的分析，增加我们对管道支架重要性的认识，提高我们在施工及开车过程中对设计存在的缺陷的发现能力。
参考文献：
[1]《石油、石化和天然气工业用离心泵》API610-第九版
[2]《工艺管道》ASME B31.1-1999版
[3]《机械设备安装和安装设计建议惯例》API686-第一版
[4]《石油化工装置工艺管道安装设计手册》第三版，中国石化出版社