淺談鍋爐水汽管道支吊架的檢修

[摘要]：管道支吊架的狀態變化影響管道系統的安全運行，介紹管道支吊架檢查與維修調整一般工作流程、檢查依據、重點檢查內容、檢查時間。通過近年來吉林石化公司動力二廠的燃煤鍋爐機組汽水管道支吊架檢查與維修調整情況的介紹，說明做好管道支吊架檢查、維修調整工作，使管道支吊架處于良好工作狀態，能夠保證管道系統的安全運行。

[關鍵詞]：管道支吊架；檢查；維修；調整

管道支吊架是將管道的荷重和承受力傳遞到廠房梁、柱結構或其它基礎上的一種裝置，利用這種裝置能正確合理地對管道支承、懸吊、限位或固定，控制管系應力水平和管系對接口設備的推力和力矩，以保證管道和接口設備長期安全運行。

根據管道支吊架承載、限位和防振三大功能以及支吊裝置的主要性能和用途，管道支吊架通常有以下幾種型式：恒力支吊架、變力彈簧支吊架、剛性吊架、滑動支架、滾動支吊架、導向裝置、限位裝置、固定支架、減振裝置、阻尼裝置。

管道支吊架一般由裝在管子上的部件（管部）、固定在承載結構上的部件（根部）、與管部和根部相連接的中間部件（功能件及中間連接件）等四個部分組成。

高溫、高壓汽水管道是火電機組的關鍵部件之一，長期運行后管道材質會發生蛻化并導致最終失效。管道支吊架作為管道附件，是管道系統一個重要組成部分，它的狀態變化直接影響著管道材質蛻化的速度，因此，對汽水管道支吊架進行檢查與維修調整很有必要。

1、管道支吊架狀態變化的原因及其后果

汽水管道支吊架在長期運行后，各部件經常存在著異常、損壞及失效現象，其產生的主要原因有：

（1）長期高溫運行后材料產生蠕變及應力松弛，使得管系應力重新分布。

（2）支吊架安裝偏離原設計或原設計不周，使支吊架承受載荷發生重大改變。

（3）運行過程中支吊架外表面的變形和腐蝕。

（4）管道受大幅度沖擊荷載或劇烈振動。

（5）長期運行后彈簧性能下降。

管道支吊架的失效，會影響支吊架對管道的支吊，從而影響管道應力水平和管道對接口設備的推力和力矩，但這種影響在短期內不會引起管道的損壞，因此管道支吊架失效間題不易引起人們重視。隨著機組累計運行時間的增加，管道支吊架存在的問題愈來愈多，有的已造成管道甚至連接設備的損壞，管道支吊架失效對管道壽命的影響已逐漸被人們所認識。

2、管道支吊架檢查與維修調整一般工作流程

開始→技術資料收集整理→管道支吊架工作原理分析→繪制工作圖、建立工作卡→停機前熱態檢查→停機中冷態檢查→（管道應力分析）→制訂管道支吊架維修調整方案→實施管道支吊架維修調整→啟動后熱態再檢查→項目驗收→竣工總結→結束。

在管道支吊架檢查工作中，通常不需要對管道應力進行校核或進行重新分析，按原設計情況進行檢查和調整即可，但是如果管道、管道附件變更較大，如更換不同單重的管道、管道系統增減閥門、改變管道布置、更換與原保溫材料相差10%的保溫、改變管道支吊架的類型則必須重新對管道進行應力分析。

3、管道應力分析

熱力管道的應力，主要是由于管道承受內壓力和外部荷載以及熱膨脹引起的。管道在這些荷載作用下的應力形態是復雜的。進行應力分析與計算，就是研究管道在各種荷載作用下產生的力、力矩和應力，從而對管道安全性進行評價。管道應力分析與計算一般包括對管系進行柔性計算和管系的應力驗算兩部分。

（1）管系的柔性計算

管系的柔性計算是計算管道由于外力（集中荷載或均勻荷載）和變形受約束而產生的力和力矩。

（2）管系的應力驗算

管系的應力驗算是按建立在實驗基礎上的一些半經驗的規范規則對管道應力進行驗算。

管道的應力一般分為一次應力、二次應力和峰值應力三類。管道由內壓和持續外載產生的應力屬于一次應力，它始終隨所施加的外部荷載而變，沒有自限性的特征，對于一次應力驗算采用極限分析。管道由于熱脹、冷縮等受壓縮而產生的應力屬于二次應力，它具有自限性的特征，對于二次應力驗算采用安定分析理論。峰值應力是指管系結構不連續處由于局部應力集中而發生的一次應力和二次應力的增量，對于它的限定采用疲勞分析法。

4、管道支吊架檢查重點

管道支吊架檢查是借助于望遠鏡或其它工具對支吊架進行目視檢查或測試，一般分為運行狀態和檢修停機狀態的檢查，即管系熱態和冷態檢查。

（1）重點檢查四大管道（主蒸汽管道、再熱熱段管道、再熱冷段管道和高壓給水管道）上的支吊架。

（2）重點檢查內容

①支吊架的承力鋼結構和管部（管夾、管座）是否有明顯變形，或主要受力焊縫是否有宏觀裂紋。

②支吊架的活動部分是否有損壞或卡死現象。

③變力彈簧支吊架和恒力支吊架是否隨著管道熱位移正常工作且工作在合理范圍。

④限位、導向裝置是否正常起作用。

⑤減振器、阻尼器是否正常工作。

5、管道支吊架檢查時間

（1）新機組啟動前（變力彈簧支吊架和恒力支吊架卸去鎖定裝置后）對支吊架的狀態作一次檢查。

（2）首次試運行達額定參數后8h，目視檢查變力彈簧支吊架、恒力支吊架、限位裝置、導向裝置、減振器和阻尼器的工作位置。

（3）每年在機組熱狀態時，目視檢查變力彈簧支吊架、恒力支吊架、限位裝置、導向裝置、減振器和阻尼器的工作位置一次。

6、水汽管道支吊架檢查與維修調整

吉林石化公司動力二廠主要的設備有5臺鍋爐和3臺汽輪機，2臺220噸鍋爐是四川東方鍋爐廠制造的，鍋爐的額定蒸發量為每小時220噸，過熱蒸汽壓力9.8MPa、溫度為540℃；二期、三期新增2臺410t/h燃煤鍋爐。因四大管道及管道附件基本未變更，未對管系進行應力分析。通過檢查，發現四大管道支吊架的整體運行情況尚可，但也存在一些問題。主要有：

（1）部分變力彈簧支吊架和恒力支吊架的鎖定裝置在管道投運前沒有被拆除，它們都由彈吊或恒吊變成了剛性吊架，改變了管道的受力。

（2）部分管道支吊架安裝位置不恰當，使支吊架的承力吊桿偏斜過大。標準規定，剛性吊架吊桿與垂線之間夾角不超過3°，變力彈簧支吊架和恒力支吊架吊桿與垂線之間夾角不超過4°，過大的偏斜對管道產生較大的水平附加力。

（3）部分變力彈簧支吊架和恒力支吊架的彈簧發生應力松弛、被壓死或斷裂，失去應有的功能。

（4）許多變力彈簧支吊架和恒力支吊架的運行位置偏移，接近行程的邊緣或偏移設計位置較多，產生失載或過載。

針對上述問題，采取了相應的維修調整措施，經過機組啟動后的熱態再檢查，吉林石化公司動力二廠四大管道支吊架基本符合原設計要求，汽水管道安全運行有了可靠保證。

7、結語

做好汽水管道支吊架檢查與維修調整工作，能夠及時發現和處理管道支吊架的失效，避免因管道支吊架的失效造成管道損壞，從而保證機組的安全運行。

參考文獻：

1.GB/T 17116.1-1997（管道支吊架第一部分：技術規范》。

2.DL/T616-1997《火力發電廠汽水管道與支吊架維修調整導則》。

3.DL483-91《火力發電廠金屬技術監督規程》。