摘要：火力发电厂汽水管道的破坏原因有多种，但都可归结为管道的实际应力超过了其材料的承载能力。对于任何一个受力部件，只要其应力低于材料的实际强度，就不会发生破坏，而当应力达到或超过材料的强度时，再好的材料也会发生破坏。因此，确定汽水管道的安全性时不仅要考虑其材料性能，还应考虑管道的实际应力情况。
关键词：管道冷热补偿；支吊架选配；调整
引言
在管道安装完毕后，管道布置和管道尺寸已经固定，因而其内压应力是确定的。但由于安装、运行及检修等多方面原因，管道、支吊架布置及载荷可能与设计要求偏离，特别是经过长期运行后管道的热位移与支吊架载荷可能发生大的改变，由此可能造成管道热位移受阻、支吊架损坏、脱空或压死等，使管道的局部应力增加，加速管道的损伤，影响到管道的安全性。因此，对长期运行的汽水管道支吊架应进行检验和调整。
一、管道及支吊架热态/冷态检验
1、热态（运行状态下）检验内容及方法
a）管道变形、泄漏点等检查。沿管道全长检测检查管道有无异常变形、下沉等现象。检查管道有无泄漏点，重点检查与固定设备首个连接点、支吊架部位和管道位移超标部位。检测保温层完好情况。
b）管道膨胀、振动检查。除限位装置、固定支架、刚性支吊架部位外管道应处于自由膨胀状态外，重点检查易发生管道和支吊架膨胀受阻部位，如管道穿墙、与管道相邻的固定物部位等。检查管道有无明显振动、晃动，有无汽锤、水锤现象。重点检查汽水两相流管道。
c）检测主蒸汽、热段、冷段、主给水等高压管道3向热位移值。对于单刚性、单弹簧支吊架、恒力支吊架，采用2个水平磁力器分别固定在刚性支吊架最上方和最下方（磁力器的固定点也是冷态检验和热态复检的基准点，并做好标记，并用线锤从上至下，两者之间的刻度值差（上值减下澎就是横向位移值；水平磁力器同时旋转90度，测的数据就是径向位移值；弹簧值就是轴向位移值。
对于双刚性、双弹簧支吊架，采用两把lm厚钢尺分别用磁力座固定在支吊架最上、下方，并分别确定上、下中心点，用线锤从上方中心点至下，差值就是横向位移值；测径向位移值与测单弹簧支吊架的径向位移值方法一样；弹簧值就是轴向位移值。
d）检查弹簧支吊架有无超载、欠载、超限现象，弹簧规格型是否符合要求，弹簧有无卡死、压死、裂纹、锈蚀等现象。吊杆有无异常偏斜、扭曲变形、裂纹等现象。检查其余支吊架有无脱空、阻塞及不正常位移变形等现象。
e）检查所有支吊架的根部、管部和连接件及焊接连接部位有无异常变形、裂纹、严重锈蚀等缺陷。
f）记录在热态对支吊架位移进行逐一测量的原始数值以及变力弹簧的载荷、运行过程中妨碍管道及支吊架位移的任何障碍及各支吊架存在的问题，并进行缺陷状态的拍照摄像记录。
2、冷态（停机状态下管道壁温接近环境温度）检验内容及方法
a）对热态检验检出的管道泄漏点撤除保温层进行检测，进一步摸清泄漏缺陷性质及形态。抽测管道壁厚计算腐蚀裕度，确定管道使用状况。
b）检测主蒸汽、主给水等高压管道3向冷态位移值。借助热态检验的各基准点用同样方法进行检验。对安装有3向位移器的点直接测量记录数据，并与热态检测记录数据相比较。
c）进一步检查弹簧支吊架的异常缺陷，检查弹簧有无压死、压扁、断裂、严重腐蚀等现象。对管道根部、管部、连接件等钢构异常变形部位处采用表面探伤方法。检验方法：采用磁粉和渗透进行探伤，用超声波测厚仪对管道进行测厚检测。
d)记录在冷态时对支吊架位移进行逐一测量的原始数值以及变力弹簧的载荷、运行过程中妨碍管道及支吊架位移的任何障碍及各支吊架存在的问题，并与热态检测记录数据相比较，进行缺陷状态的拍照摄像记录。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
二、火力发电厂汽水管道冷热补偿
1、自然补偿器
由于自然补偿器是布置管道时自然形成的，不必多费管材，也不增加介质的流动阻力，因此应尽量利用自然补偿器，只有在自然补偿器不能满足要求时，才采用人工补偿器。当弯管转角大于150度时不能用自然补偿，自然补偿的弯曲应力不应超过80MPa。
2、π形补偿器
π形补偿器是最常用的人工补偿器。它是用无缝钢管弯制成的，由4个90度弯管组成。π形补偿器的补偿能力大（可达400mm），使用和维护都很简便。缺点是尺寸大，占地面积大，结构也比较复杂，还增加了介质的流动阻力。由于优点多于缺点，π形补偿器在油库和炼油厂得到广泛应用，只有当安装地点受限制时才选用其它类型补偿器。
3、波纹式补偿器
这种补偿器是用3~4mm的钢板、红铜、铝板等金属薄片制成的。它利用金属本身的弹性伸缩来减小管道的热应力。每个波纹可吸收膨胀值5~15mm，波纹总数一般不超过6个。波纹补偿器的优点是体积小和结构严密，缺点是强度低，补偿能力小，通常只适用于直径大于150mm的低压管道和内压力小于0.7MPa的气体管道上。
4、套管式补偿器
这种补偿器是用铸铁或钢制成的。用铸铁制成的用于内压不超过10MPa的管道上，用钢制成的用于内压不超过1.6MPa的管道上。这种补偿器的优点是体积小，补偿能力大（可达150~300mm），使用于因地域受到限制不宜采用π形补偿器的管道上，如地沟中的管道和油码头上的管道等。这种补偿器的最大缺点是结构难于做得十分严密，填料压得太紧会妨碍伸缩，太松易漏油，需要经常检修更换填料。因此这种补偿器不宜用于轻油管道及埋地铺设的管道上。
三、支吊架调整方案
根据管道及支吊架检查结果具体分析每个支吊架的受损原因，区分不同性质，并经管道性能状态和应力水平分析计算结果反复优化验算选择解决问题的方法，制定出合理的支吊架调整方案。包括提供需要更换的支吊架或其部件订货清单供电厂采购备件，给出吊点整改施工图等。
支吊架调整就是通过调整方法消除支吊架存在的卡死、载荷偏离设计值、脱载等承载不合格现象，对管部抱箍损坏及连接件脱落进行修复，使支吊架承载及热位移合理，达到降低管道应力，消除安全隐患，延长管道寿命的目的。对暂不能或不宜进行改造的结构进行评估计算，给出运行是否安全的评估及相应监督重点。
支吊架调整的主要方法是：（1）对冷热态承载位置异常泡括弹簧超载、欠载、失载）的弹簧支吊架进行调整，使其处于设计位置；（2）对吊架锁定装置未去除的，解开锁定装置；（3）于失效的吊架或部件进行更换；（4）对设计布置不合理的吊架进行优化改造；（5）对偏装不正确的吊架重新进行偏装改造；（6）位移指示不正确的恒力吊架进行重新调整。
调整工作从设备固定端开始向中间管线柔度较大的方向按顺序进行，对于并行布置的吊架两侧要对称进行。
支吊架的调整一般在电厂管道停运期间进行，并严格按照事先制定的整改方案组织实施，直至符合整改方案的要求。整改工作结束，管道重新满负荷运行，对管道支吊架再进行一次全面热态复查，并对支吊架进行必需的微调，直到全部符合要求。同时按照高温高压管道寿命管理的原则，给出管道今后的跟踪检查计划及建议。
多年来，运用上述方法和流程对全国的多家电厂的汽水管道支吊架进行了检查和调整，消除了很多电厂汽水管道运行中的不安全隐患，收到了良好的社会效益和经济效益。
结语
通过对汽水管道支吊架运行现状的综合分析，提出了合理、切实可行的整改方案。通过对支吊架的调整，达到了整改的预期目的。由此可见，汽水管道支吊架在运行过程中常常会受到各种外界因素的影响，应该定期进行检查和记录，以保障机组的安全运行，延长机组的使用寿命。
参考文献
【1】陈德强，王晨.火电厂过热器减温水管道振动治理.河北电力技术.2008,27：19~21.
【2】梁小燕，赵玉成.给水管道振动信号的小波分析及消振研究.中国安全科学，2005,15（2）：70~72.
论文作者:宋录峰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/13
标签：吊架论文; 管道论文; 位移论文; 补偿器论文; 弹簧论文; 汽水论文; 应力论文; 《电力设备》2017年第6期论文;