再熱蒸汽熱段管道下沉原因分析及治理

第37卷第10期華電技術(shù)Vol 372015年10月Huadian TechnologyOct 2015再熱蒸汽熱段管道下沉原因分析及治理劉明,何桂寬,高揚(華電電力科學(xué)研究院,杭州310000摘要:某電廠(chǎng)再熱蒸汽熱段管道部分管段不斷下沉,通過(guò)現場(chǎng)檢査以及計算校核分析,確定管道實(shí)際質(zhì)量超過(guò)理論設計值是管段下沉的主要原因,現場(chǎng)安裝的恒力碟簧吊架性能異常也加劇了管道下沉趨勢。根據各承重吊架的工作特點(diǎn),通過(guò)采取更換恒力吊架、增加變力彈簧吊架輸岀載荷等方法,有效排除了管道下沉故障關(guān)鍵詞:再熱蒸汽熱段;管道下沉;壁厚;恒力碟簧吊架中圖分類(lèi)號:TM62文獻標志碼:B文章編號:l674-1951(2015)10-0015-021再熱蒸汽熱段管道概況彈簧吊架某電廠(chǎng)2×300MW亞臨界機組自投產(chǎn)以來(lái),通過(guò)Y恒力吊架支吊架狀態(tài)的檢査記錄發(fā)現,再熱蒸汽熱段管道部分剛性吊架管段存在不斷下沉的現象。該熱段管道設計溫度為阻尼器45℃,設計壓力為4.2MPa,主管規格為I635mm西限位裝置滑動(dòng)支架31.0mm,支管規格為508mm×24.8mm,管道材質(zhì)為A335P22,管道及支吊架立體布置如圖1所示。發(fā)生下沉的管段主要為汽輪機側兩支管及所連主管的水平管段,最大下沉量達到30.0mm,位于26吊架附近。低壓旁302管道質(zhì)量核算為準確獲得管道實(shí)際質(zhì)量,機組檢修期間對熱段管道各管段的實(shí)際壁厚進(jìn)行了測量,主要測量結果見(jiàn)表1。測量結果顯示,管道實(shí)際壁厚明顯大于路管道設計壁厚,且超出了GB/T17395—2008《無(wú)縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差》中管道壁厚最大正偏圖1再熱蒸汽熱段管道(含低壓旁路)立體布置圖差應小于12.5%的規定。由對比數據可知,熱段剛性吊架、變力彈簧吊架和恒力吊架。剛性吊架主管道實(shí)際質(zhì)量較原始設計值增加了17%左右,査閱要用于完全約束管系在吊點(diǎn)處垂直向下位移,變力相關(guān)設計資料可知,管道支吊架是按照理論設計規彈簧吊架承載力隨管道支、吊點(diǎn)處管道垂直位移的格進(jìn)行計算選型的,從而導致現有支吊架載荷與管增加而增大,這兩種類(lèi)型的吊架都具有一定的自調道質(zhì)量不匹配,支吊架載荷小于管道重力。性,能夠在一定范圍內承載管道增加的重力。而恒管道質(zhì)量增加導致承重支吊架理論設計載荷不力吊架承載力不隨吊點(diǎn)處管道垂直位移的變化而變足以承受管道重力。該熱段管道上的承重支吊架有化,即載荷基本保持恒定,因而恒力吊架不能額外增表1管道壁厚及質(zhì)量設計規格/mm計算規格/mm設計規格單位長(cháng)度實(shí)際質(zhì)量/(kdH中國煤化工質(zhì)量增加百分比%CNMHGD635×31.0509,16D508×24.86557×24.8325.8629.0384.0517.9加載荷用以承擔增加的管道重力,對管道向下位移收稿日期:2015-07-14;修回日期:2015-09-06沒(méi)有任何約束作用,所以在連續恒力吊架的管段華電技術(shù)第37卷管道質(zhì)量增加后將會(huì )導致較為明顯的管道下沉。(3)因超過(guò)吊架載荷調整范圍,更換“18變力3管道支吊架檢查彈簧吊架。(4)根據計算所得載荷,重新調整剩余變力彈支吊架起到承擔管道載荷、限制管道位移以及簧吊架的實(shí)際輸出載荷?？刂乒艿勒駝?dòng)的作用,對管道的正常運行至關(guān)重要,依照上述處理方案對該熱段管道支吊架進(jìn)行了支吊架性能變化也會(huì )導致管道受力狀態(tài)以及管道位調整、更換和改造,機組重啟穩定后,對該管道的膨移異常。文獻2]介紹了某電廠(chǎng)主蒸汽管道因彈簧脹、位移情況進(jìn)行了持續檢査和記錄,檢査結果顯老化、剛度下降造成吊架過(guò)度壓縮、疲勞失效從而導示,處理后的熱段管道工作狀態(tài)正常,各支吊架熱致管道不斷下沉的事例。冷態(tài)均處于正常指示位置。該處理方案消除了該熱現場(chǎng)對該熱段管道的支吊架進(jìn)行檢査后發(fā)現:段管道的下沉故障,滿(mǎn)足了管道安全運行要求該管系上各支吊架型號、規格符合設計要求,現場(chǎng)安裝得當;剛性吊架工作狀態(tài)正常;但大部分變力彈簧5結論吊架冷、熱態(tài)彈簧壓縮量均大于設計值;主要下沉管通過(guò)更換恒力吊架、增加變力彈簧吊架輸出載段的恒力吊架冷、熱態(tài)均處于向下卡死狀態(tài),恒力吊荷等方法有效解決了某2×300MW機組再熱蒸汽架功能喪失,退化為剛性吊架?，F場(chǎng)安裝的恒力吊熱管道下沉問(wèn)題,消除了機組安全運行的重大隱患,架均為恒力碟簧吊架,采用碟形彈簧替代傳統的圓同時(shí)也得到了一些經(jīng)驗教訓,可為其他同類(lèi)型故障柱螺旋壓縮彈簧作為吊架的儲能組件,碟簧的固有的解決提供參考特性造成其載荷離差難以控制,因此恒力碟簧吊架(1)在進(jìn)行管道支吊架選型時(shí)應盡量根據管道使用一段時(shí)間后往往恒定度、載荷離差超標。恒力實(shí)際直徑、壁厚進(jìn)行計算,同時(shí)不能忽略管夾及其他吊架載荷離差增大將導致管系豎直向上熱位移量減支吊架附件的質(zhì)量4,確保管系支吊架載荷與管道小,即管系熱態(tài)發(fā)生相對向下“沉降”的現象3?？傎|(zhì)量相匹配。處理方案及結果(2)加強管道支吊架的日常檢查和記錄,有效掌握管道位移狀況,盡早發(fā)現管道沉降類(lèi)故障。根據上述分析基本可以判斷:由于管道實(shí)際質(zhì)(3)考慮到運行時(shí)間的增加以及彈簧/碟簧性量超過(guò)理論設計質(zhì)量,吊架總載荷不足以承受管道能的退化,管道支吊架性能不可避免地會(huì )出現一定重力,最終導致該熱段管道下沉;同時(shí),恒力碟簧吊變化,因而在有條件的情況下應定期對支吊架進(jìn)行架的性能異常也加劇了管道下沉。針對以上分析,性能測試,確保各類(lèi)型的支吊架性能滿(mǎn)足規范要求。本著(zhù)經(jīng)濟、有效且操作施工便捷的原則,同時(shí)考慮各(4)加強安裝質(zhì)量控制,確保支吊架材料、規承重吊架的工作特點(diǎn),確定如下處理原則。格、型號符合設計要求;同時(shí),運行中應加強對支吊(1)將現場(chǎng)碟簧形式的恒力吊架全部更換為彈架的監督檢查與維護調整?；尚问降暮懔Φ跫?。(2)盡可能避免增設吊點(diǎn)、加裝吊架參考文獻(3)考慮到變力彈簧吊架的實(shí)際輸出載荷在1]GBT17395-2008無(wú)縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏定范圍內是可調的,所以盡可能增加原有變力彈簧吊架輸出載荷,使之滿(mǎn)足實(shí)際需求,只有在原有吊架2]余成長(cháng),唐璐,仇云林,等.主蒸汽管道下沉原因分析及無(wú)法滿(mǎn)足調節要求時(shí)才更換新的吊架。治理[J.廣東發(fā)電,2010,23(7):69-7采用專(zhuān)業(yè)管道應力分析軟件,以實(shí)際管道規格[3]康豫軍,姚軍武,王必寧,等恒力吊架荷載離差對管系熱位移影響的研究[J].熱力發(fā)電,2009,38(5):72-76為輸入數據,對該熱段管道重新進(jìn)行應力分析及支[4]馬東方,黎榮銳,劉永成支吊架附重對管系應力的影響吊架選型,依據計算分析結果給出支吊架調整處理分析[J].鍋爐制造,2010(5):35-37方案。5]郭延軍,火力發(fā)電廠(chǎng)在役管道支吊架失效分析[J].熱力(1)根據計算所得各吊點(diǎn)載荷進(jìn)行“79TH中國煤化工13-“14,21,23-427恒力吊架的選型并進(jìn)行CNMHG(本文責編:劉芳)更換。(2)依據計算所得吊點(diǎn)載荷、位移,將原"6,16作者簡(jiǎn)介:劉明(1985—),男,安徽宣城人,工程師,工學(xué)碩土,從變力彈簧吊架更換為恒力吊架,12恒力吊架更換事管道應力計算分析、管道振動(dòng)分析與治理及支吊架優(yōu)化調為變力彈簧吊架。整等方面的工作(E-mail:ming-liu@cheer.com)