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　　火電廠高溫管道的彈簧支吊架,其工作荷重的設計值是理論值,往往不等于實際值,在安裝時必須按實際的工作荷重對彈簧支吊架進行調(diào)整,稱 冷態(tài)調(diào)零 。高溫管道在運行中會產(chǎn)生熱位移,熱位移的設計值也不等于實際值,在 冷態(tài)調(diào)零 的基礎上還要進行熱態(tài)調(diào)整,稱 熱態(tài)調(diào)零 。對于30  萬kW 及以上的大機組,熱態(tài)調(diào)整是保證高溫管道安全的一個不可缺少的工序。

　　1 影響高溫管道安全的因素

　　高溫管道是火電廠眾多管道中的主體管系,由它引起的事故不僅要停機停產(chǎn),還會造成廠毀人亡的后果。因此,保證高溫管道的安全運行是確保電廠安全的重要方面之一。影響高溫管道安全的因素如下:

　　(1)由熱位移(熱膨脹)引起的熱應力超過材質(zhì)的允許應力后,引起機械性爆破。

　　(2)由管重和保溫合成的自重應力,在應力計算中只考慮支吊架正常跨距引起的外載力,未考慮非正常的外載應力,若出現(xiàn)支吊架運行不正常造成的脫載,致使原始熱應力計算失效,無法保證管系安全。

　　(3)由運行操作失誤而引起的事故,如疏水、暖管等造成的動態(tài)沖擊爆管。

　　(4)由溫差應力造成的后果,如支吊架無保溫,特別對低合金鋼管材長期處在溫差較大的環(huán)境下更能產(chǎn)生溫差應力,對管道材質(zhì)引起損傷,造成隱蔽事故。故需使用先保溫后裝支吊架的節(jié)能型轉(zhuǎn)載式支吊架。

　　(5)彈簧支吊架性質(zhì)定性不當、或定性點失誤(如該自由而導向或該點有向上位移而定為剛性等),造成的增加推力以及脫載等后果,其性質(zhì)與爆管無異。

　　(6)由管系中垂直位移所配的彈簧有誤、或是計算不當引起的彈簧失配以及彈簧本身的問題等,所造成的后果是部分脫載,屬隱蔽性事故。若整體設計中的安全系數(shù)偏低,很容易擴大事故的范圍。

　　2 彈簧支吊架調(diào)整的目的

　　2.1  注意設計值與實際值不相符的問題在設計中的工作荷重是理論值,它不等于實際值。例如,與設備相連的管系究竟按多少比例來分配,靜力矩分配如考慮坡度后的修正值該多少,管道單重與保溫厚度容重的誤差、安裝偏差以及垂直管系的分配,在設計時往往是主觀取值,它不符合實際值。

　　關于熱位移理論,除了特別簡單的管系能正確判斷外,大多數(shù)管系的理論熱位移值與實際值不相符。所以,設計中所配的彈簧只能是一個參考值而已。

　　2.2  冷態(tài)調(diào)零 與 熱態(tài)調(diào)零

　　由于彈簧支吊架在設計中的工作荷重僅是一個參考值,需求真正的實際荷重。故在冷態(tài)中以調(diào)整求取,這就是俗稱的 冷態(tài)調(diào)零 。

　　同樣,在彈簧支吊架設計中的熱位移值也是一個參考值,甚至在個別工程中失去參考價值。故在 冷態(tài)調(diào)零 的基礎上用熱態(tài)來恢復(即調(diào)整),這就是俗稱的 熱態(tài)調(diào)零 。

　　關于冷態(tài)與熱態(tài)的關系在于:如果只作冷態(tài)調(diào)整,不作熱態(tài)調(diào)整,熱態(tài)時的外載附加應力增大;如果再作熱態(tài)調(diào)整,則運行狀態(tài)下可消除外載附加應力;由于管系不同于機、爐,停機停爐時多數(shù)管系不停,長期處在年運行8  760 h 的工況下,少一些應力,可增加管系的壽命。因此,冷態(tài)調(diào)整是基礎,熱態(tài)調(diào)整是目的。

　　3 彈簧支吊架調(diào)整方法

　　3.1  冷態(tài)調(diào)零

　　當安裝管系時,分段吊裝、定位,把臨時支吊架定位在管系上(多數(shù)支吊架沒有剛性過渡結(jié)構(gòu),可用正式支吊架直接代用臨時支吊架,如以往將彈簧支吊架用圓鋼臨時焊死,使彈簧失去作用),此時的支吊架為剛性。當設備接口及各管段焊口完畢后(包括冷緊工藝和措施),臨時支吊架(或剛性支吊架)上所承受的力均為自然承載力,加上保溫后,即成為真正的工作荷重。

　　按定位后的管線(包括已冷緊),在無位移的結(jié)構(gòu)上(如土建的梁、柱、樓板等以及支吊架的根部)裝設一個指針到支吊點的管中心處,并作出刻度表計,中心點零處為冷態(tài)的實際負重點。當剛性支吊架變成彈簧支吊架

　　架時,該點必然動作,指針下移時表示彈簧預壓力大于實際荷重,上移時表示彈簧預壓力小于實際荷重。把彈簧壓緊或放松使指針調(diào)到零位,即為 冷態(tài)調(diào)零 ,此時彈簧的承受力等于實際荷重。若彈簧調(diào)整不到零位,說明多數(shù)彈簧選型偏小,也就證明設計計算荷重有誤。當冷熱二態(tài)全部調(diào)好并作好詳細記錄后,指針裝置可拆除。

　　調(diào)整步驟為從上至下、從設備聯(lián)接處至固定支架或從固定支架至設備。在調(diào)每一只彈簧時,要預先作好記錄準備,內(nèi)容為:彈簧型號、最大壓縮量與最大荷重(有出廠記錄還不夠,尚需工地再作一次實測記錄)、預壓量(預壓換算荷重)、現(xiàn)場調(diào)零時的壓縮量(換算荷重)、第1次粗調(diào)值、第2  次細調(diào)值、第3 次精調(diào)值。假設管系中有10 個支點,需將10  點換算荷重相加,去核對設計中的工作荷重以及工地實際安裝材料的總重,不平衡的多余部分必然分擔在設備接口上,尤其要核對汽機接口的允許靜載值,以免造成對汽機過大的影響。

　　對彈簧支吊架的現(xiàn)場測試非常重要。以往工程都忽略了這點,認為彈簧制造廠既然出廠必然正確,這是一個誤會,因為彈簧制造廠不生產(chǎn)彈簧鋼材,最長的一只彈簧需長7  m或以上的彈簧圓鋼,治金部門不可能保證在7  m的彈簧圓鋼中每一點材質(zhì)都均勻。位移越大的彈簧其質(zhì)量越難保證,而溫度越高的管道,位移越大。所以施工現(xiàn)場復測彈簧特性是必不可少的一道手續(xù),否則,整個調(diào)整過程的數(shù)據(jù)都是虛偽的值。

　　假設從汽包至汽機有一管系,如圖1 所示。整體調(diào)整程序為:以靠近上端設備的第1 個支點為起點,調(diào)好后只能稱粗調(diào);調(diào)第2 只時會影響第1  只,故回過來細調(diào)第1 只;調(diào)第3 只時,第2 只為細調(diào),第1 只仍需檢查有否需要精調(diào)的必要,一般情況只需細調(diào);以此類推,直到調(diào)最后1  只,整根管系冷態(tài)調(diào)整結(jié)束。

　　3.2  熱態(tài)調(diào)零

　　 熱態(tài)調(diào)零 是指在有位移的情況下,該支點仍需承擔其實際行重。但實際荷重已在 冷態(tài)調(diào)零 時解決,所以 熱態(tài)調(diào)零 是在冷態(tài)的基礎上而言的,沒有冷態(tài)的數(shù)據(jù),無從調(diào)起。過去有人認為可以不用冷態(tài)而直接用熱態(tài)調(diào),那是基于設計計算上的數(shù)據(jù),上述已闡明設計值本身是一個虛偽的值,那么用這個值去調(diào)等于是虛調(diào),毫無意義。

　　熱態(tài)調(diào)整步驟與方法與冷態(tài)相同,也是從冷態(tài)的第1 只彈簧開始到最后,把冷態(tài)上作出記錄的值用在熱態(tài)上。如第1  只在冷態(tài)時彈簧壓縮值為62mm,由于熱態(tài)向上位移,彈簧壓縮值變?yōu)?/font>55 mm(說明向上位移7 mm),這時仍需回復壓至62  mm,說明在熱態(tài)時所承受的荷重與冷態(tài)相同,即可完成熱態(tài)調(diào)整的目的。