Page 41 - 理化检验-物理分册2018第四期

刘 明, 等: 火电厂汽水管道热胀位移异常综合评估及处理

点载荷重新分配, 势必使得局部管段吊点载荷增加, 新分配后还可能导致部分支吊架过载或失载, 甚至失
从而提高相应管段的一次应力; 管道应力水平升高可 效, 进一步改变支吊点的特性, 从而加剧管道热胀位
能导致管道的直接破坏, 也将直接影响管道的寿命, 移异常的情况, 形成恶性循环.管道热胀位移异常对
为机组的长期安全运行埋下隐患.同时吊点载荷重 管道安全性及寿命的影响过程如图１所示.

图 １ 管道热胀位移异常对管道安全性及寿命的影响过程
Fi g 敭１ Influence p rocessofabnormalthermalex p ansiondis p lacementof p i p elinesonthe p i p elinesafet y andlife
在管道系统的设计计算中, 还会考虑管道对设 道最佳设计计算状态, 从而增加管道端口对设备的
备的推力和推力矩, 并通过对管道的科学布置以及 推力和推力矩 [ １ ] , 引起管道与设备连接的接口焊缝
相应支吊架选型的合理优化, 使得管道在工作状态 产生裂纹、 设备出现变形或非正常位移等情况.同
以及冷态下的端口推力和力矩最大值满足设备安全 时设备的反作用力也会增加管道载荷, 降低管道寿
承受要求.汽水管道热胀位移异常后将改变管道的 命.管道热胀位移异常对管道及其连接设备的影响
原始计算条件, 使得管道系统实际运行状态偏离管 过程如图 ２ 所示.

图 ２ 管道热胀位移异常对管道及其连接设备的影响过程
Fi g 敭２ Influence p rocessofabnormalthermalex p ansiondis p lacementof p i p elinesonthe p i p elinesandtheirconnectin g e q ui p ments
汽水管道的减振防振主要靠各型支吊架的固定 现振动情况 [ ２ ] .管道振动往往会引起一系列严重后
和缓振作用, 管道热胀位移异常导致吊点载荷重新 果, 例如: 引起管道过度疲劳损伤, 尤其会使得与其
分配后可能使得部分支吊架欠载甚至完全失载, 从 连接的小管道断裂; 管件自身损坏, 焊缝出现裂纹;
而部分或完全失去对该吊点处位移的合理约束和限 将振动传递到管道连接设备或者其他静止设备上,
制作用, 造成管道在流体的冲击下出现失稳晃动; 同 危及热力系统的安全运行 [ ３ ] ; 管道振动还容易导致
时如果部分支吊架完全失载会使得管道吊点间距加 管道上的测量仪表出现数据偏差甚至错误 [ ４ ] .其危
大, 降低管道固有频率, 这些都将导致管道更容易出 害过程如图 ３ 所示.

图 ３ 管道热胀位移异常与管道振动的危害过程
Fi g 敭３ Hazardp rocessofabnormalthermalex p ansiondis p lacementandvibrationof p i p elines
由于设计、 制造、 安装、 运行阶段的偏差, 火电厂 机组的安全运行带来巨大的隐患.随 着 机 组 容 量
汽水管道热胀位移异常( 或出现一定的偏差) 也是一 和参数的不断提高, 管道规格尺寸也不断增大, 管
种较为普遍的现象, 但是由于管道热胀位移异常带 道上布置 的 恒 力 吊 架 也 越 来 越 多, 对 管 道 热 胀 位
来的危害往往是一个缓慢累积的过程, 不太容易引 移异常情况的控 制 能 力 变 弱 ( 承 重 支 吊 架 有 刚 性
起相关人员的注意, 因而火电厂汽水管道热胀位移 吊架、 变力弹簧吊架和恒力吊架 ３ 种.其中: 刚性
异常的情况往往被忽略, 其危害性也往往被轻视, 给 吊架主要用于完全约束管系在吊点处垂直向下的
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