[能源╱化工]国内电厂支吊架调整调研报告

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1、国内电厂支吊架调整调研报告摘要：阐述了电厂支吊架的作用、结构和类型；根据现场运行情况统计，指出支吊架常见的失效形式和影响，进而从设计、制造、安装和运行等环节给出了预防措施和建议、重点检查项目以及注意事项；介绍了支吊架检修的一般工作流程和应参照的国家和行业标准，并提供了检修实例供参考；最后，简单介绍了常用的管系应力分析软件。1概述管道支吊架是将管道的荷重和承受力传递到厂房梁、柱结构或其它基础上的一种装置，利用这种装置能正确合理地对管道支承、悬吊、限位或固定，控制管系应力水平和管系对接口设备的推力和力矩,以保证管道和接口设备长期安全运行。管道支吊架一般由装在管

2、子上的部件(管部)、固定在承载结构上的部件(根部)、与管部和根部相连接的中间部件(功能件及中间连接件)等四个部分组成。管部和连接件由工厂根据设计技术要求集中加工生产,而根部考虑到设计、加工、运输等方面的具体条件可由现场修配部门根据设计要求自行配置。根据管道支吊架承载、限位和防振三大功能以及支吊装置的主要性能和用途。按照支吊架功能件在管道系统中的作用与主要功能可将其分为以下三类：（1）承受管道荷载类：包括恒力支吊架、变力弹簧支吊架、刚性吊架、滑动支架和滚动支架。（2）限制管道位移类：包括导向支架、限位装置和固定支架。（3）控制管道振动类：包括减振器和阻尼器。

3、　　高温、高压汽水管道是火电机组的关键部件之一,长期运行后管道材质会发生蜕化并导致最终失效。管道支吊架作为管道附件,是管道系统一个重要组成部分,它的状态变化直接影响着管道材质蜕化的速度[1]。因此,对汽水管道支吊架进行检查与维修调整很有必要。2失效形式及后果2.1支吊架失效形式32火电厂中管道支吊架的失效形式多种多样，管部、根部、连接件和功能件均可能失效。管部和根部失效大多是因为管道载荷发生转移或再分配，使某些吊点的实际载荷大大超过结构设计载荷，导致管部和根部的结构强度不足而产生破坏，其表现形式主要为管部及根部承载结构与辅助钢结构出现明显变形，主要受力焊缝

4、产生宏观裂纹等；支吊架连接件的失效形式主要表现为螺纹滑丝、吊杆过度弯曲或断裂；支吊架功能件的失效形式随支吊架类型不同而不同。表1电厂蒸汽管道支吊架失效形式[2,3]2.2支吊架失效对电厂蒸汽管道安全运行的影响如上所述，蒸汽管道在整个电厂中的地位举足轻重，而且对支吊架高度依赖。支吊架失效不仅会降低其本身在管道系统中的有效作用，而且会对管道产生附加约束或限制，对管道系统的安全运行产生不利影响。概括起来，主要表现在以下三个方面[2]：1、增加管道应力，降低管道寿命32支吊架失效后（如恒力弹簧支吊架活动部件卡死、变力弹簧支吊架弹簧压并、刚性吊架失载等），都会使该吊

5、点的管道实际位置与实际载荷偏离设计状态，引起管道载荷重新分配，导致某些吊点的载荷大幅增加，局部管段一次应力升高。同时，载荷的重新分配还会进一步加剧支吊架失效现象的发生。失效的支吊架有可能对管道产生不正常约束，使管道的热胀冷缩受到不合理限制，增加管道二次应力。管道应力的升高，会直接影响管道的寿命。当蒸汽温度不变时，Monkman-Grant方程可近似地估算出应力对蒸汽管道寿命的影响。计算表明，主蒸汽管道工作应力提高10%，其寿命缩短一半[4]。可见因管道应力引起的管道寿命的显著下降，为机组的长期安全运行埋下了隐患。支吊架失效对管道寿命的影响如图1所示。图1支

6、吊架失效对管道寿命的影响2、影响管道及设备的安全运行在管道系统的设计计算中，管道对设备的推力和力矩的计算输入条件包括热胀、端点附加位移、冷紧、自重、其他持续外载及支吊架反作用力等；计算工况包括管道运行初期冷态、工作状态和应变自均衡后的冷态。通过对管道的应力计算与分析以及支吊架的科学合理的布置与选型，使管道在工作状态和冷态下计算出的端点推力和力矩的最大值满足设备安全承受要求。支吊架失效后，改变了吊点处的设计计算载荷与位移特性，从而改变管道对设备的推力和力矩的计算输入条件，使管道系统实际运行状态偏离管道最佳设计计算状态，增加管道端点对设备的推力和力矩，引起管道

7、与设备连接的接口焊缝产生裂纹、设备出现变形或非正常位移等。同时，设备的反作用力也会增加管道载荷，降低管道寿命。就主蒸汽和再热蒸汽管道而言，将严重影响汽轮机的安全运行。支吊架失效对管道及其连接设备的影响如图2所示。图2支吊架失效对管道及设备的影响流程图3、增加管道振动的危险性32变力弹簧支吊架和刚性吊架失载后，在增加相邻吊点载荷的同时，也完全失去对该吊点处位移的合理约束和限制作用，造成管道在流体的冲击下出现失稳晃动；当减振器的防振力与管道动载荷不匹配，阻尼器的动态特性与管道频率、振幅不匹配时，会大幅度降低其对管道振动的限制作用，增加管道振动的危险性。由支吊架

8、失效造成的蒸汽管道振动在电厂中已非常普遍，如舟山电厂1号机组再热蒸