某电厂600MW火电机组汽水管道支吊架失效分析及防范

某电厂600MW火电机组汽水管道支吊架失效分析及防范
任大勇   国电长源荆门热电厂
摘  要：本文对某电厂600MW火电机组高温再热蒸汽母管、主给水管道支吊架失效情况进行分析，重点研究了机组长期在某一负荷下引起的汽水管道支吊架共振失效机理，提出对应的支吊架失效防范措施，保证汽水系统管道支吊荷载的稳定性。
关键词：支吊架  管夹  失效  管道振动  汽水管道
1前言
火力发电厂高温、高压汽水管道支吊架在安装、监理以及生产管理中易被人们忽视。机组汽水管道支吊架大多无法近距离观察其运行状态，从而对隐藏在管道保温层内管夹、吊耳、吊杆的稳定性无法做出比较直观的判断，未能在支吊架失效后及时做出相关处理措施，造成汽水管道坍塌或断裂事故[1]。本文以某厂600MW火电机组汽水管道支吊架常见失效情况为题材，重点分析汽水管道支吊架共振失效机理，提出对应的支吊架失效防范措施。
2 U型管夹选材错误引起支吊架失效
该电厂于2006年、2007年先后投产#6、#7两台600MW火电机组，#7机组以2010年5月机组A级检修时对该机组汽水系统四大管道支吊架进行复核调整。同年7月，该机组高温再热蒸汽管道#4刚性支吊架U型管夹断裂。
金相人员现场对断裂吊杆进行光谱分析，检查结果断裂U型管夹为普通碳钢材料。高温再热蒸汽出口温度设计值为570℃，碳钢材质的管夹长期在此温度承力下，易产生金属蠕变及相应的应力松弛，理论载荷承受能力下降[2]。根据国家标准相关要求，及时对两台机组相关支吊架管夹材质进行光谱分析复核，充分利用机组短暂的调峰机会，对不合格管夹全部进行了更换，同时利用高温再热器蒸汽管道安全门旁阻尼器刻度指示，恢复管道至A级检修支吊架调整前的状态。高温再热蒸汽管道立体布置示意图见图1。已断裂U型管夹及断口见图2。
   
图1 高温再热蒸汽管道立体图                图2 高温再热蒸汽管道4号吊架及断口形貌
3 支吊架安装失误引起汽水管道共振
该厂#7机组高压给水管道自2007年投产以来在510MW-540MW工况下存在共振现象。#7机组 A级检修后发现管道振动幅度加大。振动较严重部位如：电泵出口母管#19支座旁电动门、B汽泵出口处、#14母管支吊架处、#26支座旁母管电动门。部分主给水管道及振动部位见下图3。
3.1 汽水管道振动理论分析
（1）管道系统的振动的主要诱因是由管道内部介质振动引起的[3]。为了使管道有良好的热胀补偿性能 ,火力发电厂汽水管道一般采用弹簧支吊架布置 ,而这种弹性布置使管段的自振频率较低 ,缺少限位装置的的管系在低频激振条件下,管道局部易产生共振。
（2）管道的固有频率过低、柔性过大,此时即使不在激振频率区域 ,管道在激振力的作用下仍有可能产生振动。
（3）该厂#7机组高压给水管道#60、#18支吊架均采用上下双弹簧设计，采用上下双弹簧补偿，双弹簧补偿保证了管道的正常热位移，却增加了管道和吊架的柔性，尤其在两组相邻吊架均采用双弹簧支吊的情况下，易产生管道共振[4]。

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2012-2-4 17:49 上传

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