电厂运行过程中支吊架偏装量调整

陈春辉，潘建航，张丰收

(1.浙江省火电建设公司，杭州 310016;2.河南华电金源管道有限公司，郑州 450051)

0 引言

随着火力发电机组参数及容量的不断增大，高温、高压汽水管道在不同运行阶段的相对热膨胀量及热位移相应增大，从而对管道及其支吊架的设计、安装提出了更高要求。通过在支吊点与着力点间预设适当的偏差，即支吊架偏装，可有效减少由热位移引起的对管道的附加力。如果支吊架不预设偏装或者预设值不当，在管道冷、热态转换过程中，管道垂直方向支撑力不足及支吊架水平方向受力不均，会造成支吊架破损、失效，不利于机组安全、有效运行。停机修复支吊架势必影响机组的经济性，而且启、停机过程中易造成设备损耗。本文以埃及ABU QIR 2×650 MW气/油机组高压旁路减温水支吊架为实例，介绍运行过程中支吊架的偏装修复。

1 工程案例

ABU QIR 2×650 MW工程#6机组在100%负荷运行时，高压旁路阀(以下简称高旁阀)减温水管线上A/B/C支吊架失稳，出现不同程度破损。高旁阀减温水管线简图如图1所示，该管线材质为ASTM A106 GR.C，规格为 ø 168.00 mm × 18.26 mm，设计温度为200℃。

机组运行时，在管线向左热位移的作用下，A支吊架顶板左边缘被管道支撑腿压住，中间受到弹簧垂直向上的作用力，致使弹簧顶板失稳向左倾斜，顶板右侧顶在管道保温层上，如图2a所示。B支吊架严重右倾，偏离管道支撑腿，支吊架弹簧顶板被卡死在支撑腿和管道保温层之间，支吊架基础剥离地面且已破损，如图2b所示。在管道向左、向下作用力及摩擦力的作用下，C支吊架左倾，其顶部右边缘顶住管道支撑腿，支吊架底部基础右侧被拉起，如图2c所示。

图1 高旁阀减温水管线简图

2 原因分析

(1)根据案例描述可知，该高旁阀减温水管道在运行时具有明显的向左和向下的热位移，而管道支吊架却未设计对应的偏装，由此造成的对支吊架水平方向的附加力超出支吊架的承受范围，是造成支吊架失稳、失效的直接原因。

(2)弹簧支吊架与管道支撑腿间未设置滑动板，从而增大了运行时管道支撑腿与支吊架顶部的摩擦力，是支吊架倾斜、失效的另一诱因。

(3)土建浇筑的支吊架基础薄弱，支吊架基础与地面未形成统一整体，两者之间存在分层现象，严重削弱了膨胀螺栓的有效作用范围，支吊架水平摩擦力超出膨胀螺栓与基础间的作用力，致使支吊架膨胀螺栓失效。

3 解决方法

为了确保机组安全运行，需及时制作临时支吊架，为管线提供可靠的临时支撑，保证管线在热位移方向上自由移动，同时为顺利移除破损支吊架和安装新设计的支吊架创造条件。

3.1 临时支吊架制作、安装

图2 支吊架失效或失稳图例

在#3气动调节阀、#4电动阀及#5闸阀底部安装3个临时支吊架，支吊架如图3所示。图3中:1，2为300 mm×300 mm×20 mm(长×宽×高)钢板;3为若干油脂，保证钢板1与钢板2间自由滑动;4为100 mm×25 mm×h(长×宽×高)钢板，钢板顶部至阀门表面3 mm，共4块;5为76.2 mm×76.2 mm ×9.5 mm(长×宽×高)角钢，数量若干。

图3 临时支吊架简图

钢板4与钢板1焊接形成一个整体，以便有效地将阀门热位移传输给钢板1，通过钢板1与钢板3之间的相对移动来消除支吊架对阀门热位移的约束。

3.2 移除破损支吊架

临时支吊架安装完成后，使用弹簧支吊架原装锁紧螺栓将支吊架A/B调整至弹簧冷态位置，并用压块将弹簧锁死;凿掉支吊架A/B/C底部破损基础支墩，移除膨胀螺栓;将3个破损支吊架顺利移走。

3.3 安装正式支吊架

(1)根据重新设计的带偏装的支吊架详图，制作新支吊架。保证支吊架顶部与管道支撑腿间自由滑动，如图4所示。

图4 滑动面设计详图

(2)对支吊架进行准确定位，确保实际安装的偏装量与设计相符;采用M16×125 mm化学螺栓固定支吊架，化学螺栓直接深入地面;待支吊架标高调整完成后，在支吊架底板与基础间进行灌浆处理。

(3)待支吊架安装验收合格后，由右向左依次移除临时支吊架;拔除新支吊架弹簧的固定销，根据设计值将弹簧支吊架调整至热态2的位置以保证弹簧对管道的支撑力。

4 结束语

高温、高压汽水管道支吊架的偏装直接关系到管线乃至机组的安全运行，支吊架安装前应加强对支吊架偏装的审查及预判，以减少偏装漏设计及设计偏装量不足等情况。在运行过程中，通过对破损支吊架的分析、安装有效的临时支吊架、消除质量薄弱点、更换偏装量合适的支吊架等措施，可以有效解决运行过程中支吊架偏装问题。前文提及的修复后支吊架已安全运行2年，运行状况良好。