火電廠熱力管道支吊架調整和振動控制研究

白成友 王磊

摘要：電廠熱力管道支吊架主要用于承受管道重力和偶然的沖擊載荷以及控制管道工作狀態中發生的位移和振動。長期以來熱力管道振動一直影響著機組安全經濟穩定運行，尤其對人身安全構成極大威脅。調查表明，火電廠機組按常規設計的熱力管道均存在著不同程度的振動問題，直接影響汽輪機組運行的安全性，有時甚至會出現人員傷亡的嚴重工業事故。因此，防止和消除熱力管道振動是保證機組運行的條件之一，對提高電廠機組經濟和安全運行起著重要的作用。

關鍵詞：火電廠;熱力管道;振動;支吊架;治理

1概況

某自備電廠安裝有4×125MW汽輪發電機機組。鍋爐為四川華西能源工業股份有限公司生產的DGJ480∕9.81—‖5型，額定蒸發量480T/H;汽輪機組由中國長江動力公司（集團）生產制造，型號為C125-8.83/1.0，高壓雙缸雙排汽，沖動式，單抽直接空冷凝汽式汽輪機，№3機組于2012年1月投入生產，№4機組于2012年6月投入生產。№3、№4機組投運以來，經電廠技術人員歷次檢修和巡檢，發現數根汽水管道和支吊架存在以下問題：

（1）熱力管道支吊架存在欠載和過載情況，個別位置支掉點損壞失效;

（2）多根管道運行存在持續振動情況。

根據DL/T438-2009《火力發電廠金屬技術監督規程》及DL/T616-2006《火力發電廠汽水管道與支吊架維修調整導則》的規定，應對主蒸汽管道、高壓給水管道支吊架進行系統的檢查和調整，以保證管道的使用壽命，消除事故隱患，確保管道的安全運行。

2管道支吊架工作內容

支吊架檢查與調整主要包括資料審查、應力核算、支吊架冷熱態檢查、調整和施工、綜合分析等五個方面的主要內容。

3檢查存在的問題

經過對主蒸汽、主給水管道進行熱態檢查，以及電廠技術人員常年巡檢記錄，發現存在以下重要問題：

（1）主蒸汽管道和主給水管道存在安全附件（支吊架）安裝與設計不符;

（2）主蒸汽管道和主給水管道運行狀態存在持續振動;

（3）主蒸汽管道和主給水管道支吊架存在損壞情況。

4應力計算結果

通過對№3、№4機組熱力管道進行熱態檢查及應力計算，主蒸汽管系應力計算及熱態檢查結果見“表1”，高壓給水管道應力計算及熱態檢查結果見“表2”，問題如下：

鍋爐段主蒸汽管道支吊架布置于設計圖紙不相符，重點在#10支吊點，原設計圖紙為水平徑向限位，實際安裝為水平徑向和豎直徑向，這導致這段管系應力狀態發生重大改變。鍋爐段主給水管道支吊架布置于設計圖紙不相符，重點在#6支吊點，原設計圖紙為彈簧吊架，實際安裝為水平徑向和豎直徑向限位，且#133、#5、#2、#1支吊架空間限制未安裝，#8吊架未安裝，導致閥門段管道輕微變形。

5 振動控制方案

管系的固有頻率與剛度有直接關系，剛度越大，其固有頻率越高。在管系上增設限位支架可以增大管系剛度，提高管系固有頻率從而偏離激擾力頻率避開共振。管系在彎頭附近熱位移較大，采用增設限位支架會導致管系膨脹不暢，二次應力超標。阻尼器在不受突加載荷時為柔性支撐，能隨管系自由膨脹，當管系受外部載荷則自鎖成剛性拉桿，適用于低頻減振。汽機側甲乙管道在#65和#75支吊點段振動幅度較大，具體處理方案如下：

（1）#2、#13、#14、#67、#70、#77、#80、#81支吊點支吊架過載或欠載，考慮到經濟性，在現有安裝情況下調整支吊架，使管系應力水平科學合理;

（2）#12支吊架位移范圍不能滿足管系應力要求，予以更換;

（3）#5支吊架長期過載失效，予以更換;

（4）更換#64、#74支吊架為剛性吊架;

（5）于#65支吊點增設Y向徑向限位，于#75支吊點增設Y向軸向限位;

（6）#51、#47支吊點所在管段增設Z向限位或阻尼器;

（7）鍋爐段整體低頻振動，在#10、#12、#14、3處增設水平限位提高剛度，消除共振。

6 結束語

支吊架狀態存在異常，會增加管道應力。根據現場檢查，結合工程實際經驗提出的相關調整措施，可有效解決支吊架的狀態異常，通過運用科學的方法，對主蒸汽管道更換支吊架和增設6個工作點，結合現場情況增設阻尼器，主給水管系新增設、恢復支吊點，有效地降低了管道的振動幅度，解決了№3、№4機組熱力管道振動的實際問題，，保證了機組的安全、經濟、穩定運行。

參考文獻

[1]鄭全喜，火電廠高加疏水到除氧器管道支吊架振動治理.《電力設備》2018年18期

[2]李洪杰，汽水管道支吊架失效及管道振動治理.《建筑學研究前沿》2018年16期