再热蒸汽热段管道下沉原因分析及治理

第37卷第10期华电技术Vol 372015年10月Huadian TechnologyOct 2015再热蒸汽热段管道下沉原因分析及治理刘明,何桂宽,高扬(华电电力科学研究院,杭州310000摘要:某电厂再热蒸汽热段管道部分管段不断下沉,通过现场检査以及计算校核分析,确定管道实际质量超过理论设计值是管段下沉的主要原因,现场安装的恒力碟簧吊架性能异常也加剧了管道下沉趋势。根据各承重吊架的工作特点,通过采取更换恒力吊架、增加变力弹簧吊架输岀载荷等方法,有效排除了管道下沉故障关键词:再热蒸汽热段;管道下沉;壁厚;恒力碟簧吊架中图分类号:TM62文献标志码:B文章编号:l674-1951(2015)10-0015-021再热蒸汽热段管道概况弹簧吊架某电厂2×300MW亚临界机组自投产以来,通过Y恒力吊架支吊架状态的检査记录发现,再热蒸汽热段管道部分刚性吊架管段存在不断下沉的现象。该热段管道设计温度为阻尼器45℃,设计压力为4.2MPa,主管规格为I635mm西限位装置滑动支架31.0mm,支管规格为508mm×24.8mm,管道材质为A335P22,管道及支吊架立体布置如图1所示。发生下沉的管段主要为汽轮机侧两支管及所连主管的水平管段,最大下沉量达到30.0mm,位于26吊架附近。低压旁302管道质量核算为准确获得管道实际质量,机组检修期间对热段管道各管段的实际壁厚进行了测量,主要测量结果见表1。测量结果显示,管道实际壁厚明显大于路管道设计壁厚,且超出了GB/T17395—2008《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》中管道壁厚最大正偏图1再热蒸汽热段管道(含低压旁路)立体布置图差应小于12.5%的规定。由对比数据可知,热段刚性吊架、变力弹簧吊架和恒力吊架。刚性吊架主管道实际质量较原始设计值增加了17%左右,査阅要用于完全约束管系在吊点处垂直向下位移,变力相关设计资料可知,管道支吊架是按照理论设计规弹簧吊架承载力随管道支、吊点处管道垂直位移的格进行计算选型的,从而导致现有支吊架载荷与管增加而增大,这两种类型的吊架都具有一定的自调道质量不匹配,支吊架载荷小于管道重力。性,能够在一定范围内承载管道增加的重力。而恒管道质量增加导致承重支吊架理论设计载荷不力吊架承载力不随吊点处管道垂直位移的变化而变足以承受管道重力。该热段管道上的承重支吊架有化,即载荷基本保持恒定,因而恒力吊架不能额外增表1管道壁厚及质量设计规格/mm计算规格/mm设计规格单位长度实际质量/(kdH中国煤化工质量增加百分比%CNMHGD635×31.0509,16D508×24.86557×24.8325.8629.0384.0517.9加载荷用以承担增加的管道重力,对管道向下位移收稿日期:2015-07-14;修回日期:2015-09-06没有任何约束作用,所以在连续恒力吊架的管段华电技术第37卷管道质量增加后将会导致较为明显的管道下沉。(3)因超过吊架载荷调整范围,更换“18变力3管道支吊架检查弹簧吊架。(4)根据计算所得载荷,重新调整剩余变力弹支吊架起到承担管道载荷、限制管道位移以及簧吊架的实际输出载荷。控制管道振动的作用,对管道的正常运行至关重要,依照上述处理方案对该热段管道支吊架进行了支吊架性能变化也会导致管道受力状态以及管道位调整、更换和改造,机组重启稳定后,对该管道的膨移异常。文献2]介绍了某电厂主蒸汽管道因弹簧胀、位移情况进行了持续检査和记录,检査结果显老化、刚度下降造成吊架过度压缩、疲劳失效从而导示,处理后的热段管道工作状态正常,各支吊架热致管道不断下沉的事例。冷态均处于正常指示位置。该处理方案消除了该热现场对该热段管道的支吊架进行检査后发现:段管道的下沉故障,满足了管道安全运行要求该管系上各支吊架型号、规格符合设计要求,现场安装得当;刚性吊架工作状态正常;但大部分变力弹簧5结论吊架冷、热态弹簧压缩量均大于设计值;主要下沉管通过更换恒力吊架、增加变力弹簧吊架输出载段的恒力吊架冷、热态均处于向下卡死状态,恒力吊荷等方法有效解决了某2×300MW机组再热蒸汽架功能丧失,退化为刚性吊架。现场安装的恒力吊热管道下沉问题,消除了机组安全运行的重大隐患,架均为恒力碟簧吊架,采用碟形弹簧替代传统的圆同时也得到了一些经验教训,可为其他同类型故障柱螺旋压缩弹簧作为吊架的储能组件,碟簧的固有的解决提供参考特性造成其载荷离差难以控制,因此恒力碟簧吊架(1)在进行管道支吊架选型时应尽量根据管道使用一段时间后往往恒定度、载荷离差超标。恒力实际直径、壁厚进行计算,同时不能忽略管夹及其他吊架载荷离差增大将导致管系竖直向上热位移量减支吊架附件的质量4,确保管系支吊架载荷与管道小,即管系热态发生相对向下“沉降”的现象3。总质量相匹配。处理方案及结果(2)加强管道支吊架的日常检查和记录,有效掌握管道位移状况,尽早发现管道沉降类故障。根据上述分析基本可以判断:由于管道实际质(3)考虑到运行时间的增加以及弹簧/碟簧性量超过理论设计质量,吊架总载荷不足以承受管道能的退化,管道支吊架性能不可避免地会出现一定重力,最终导致该热段管道下沉;同时,恒力碟簧吊变化,因而在有条件的情况下应定期对支吊架进行架的性能异常也加剧了管道下沉。针对以上分析,性能测试,确保各类型的支吊架性能满足规范要求。本着经济、有效且操作施工便捷的原则,同时考虑各(4)加强安装质量控制,确保支吊架材料、规承重吊架的工作特点,确定如下处理原则。格、型号符合设计要求;同时,运行中应加强对支吊(1)将现场碟簧形式的恒力吊架全部更换为弹架的监督检查与维护调整。簧形式的恒力吊架。(2)尽可能避免增设吊点、加装吊架参考文献(3)考虑到变力弹簧吊架的实际输出载荷在1]GBT17395-2008无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏定范围内是可调的,所以尽可能增加原有变力弹簧吊架输出载荷,使之满足实际需求,只有在原有吊架2]余成长,唐璐,仇云林,等.主蒸汽管道下沉原因分析及无法满足调节要求时才更换新的吊架。治理[J.广东发电,2010,23(7):69-7采用专业管道应力分析软件,以实际管道规格[3]康豫军,姚军武,王必宁,等恒力吊架荷载离差对管系热位移影响的研究[J].热力发电,2009,38(5):72-76为输入数据,对该热段管道重新进行应力分析及支[4]马东方,黎荣锐,刘永成支吊架附重对管系应力的影响吊架选型,依据计算分析结果给出支吊架调整处理分析[J].锅炉制造,2010(5):35-37方案。5]郭延军,火力发电厂在役管道支吊架失效分析[J].热力(1)根据计算所得各吊点载荷进行“79TH中国煤化工13-“14,21,23-427恒力吊架的选型并进行CNMHG(本文责编:刘芳)更换。(2)依据计算所得吊点载荷、位移,将原"6,16作者简介:刘明(1985—),男,安徽宣城人,工程师,工学硕土,从变力弹簧吊架更换为恒力吊架,12恒力吊架更换事管道应力计算分析、管道振动分析与治理及支吊架优化调为变力弹簧吊架。整等方面的工作(E-mail:ming-liu@cheer.com)