火力发电厂汽水管道支吊架讲座0.ppt

火力发电厂汽水管道支吊架讲座 武汉大学 刘尚慈 1概述 1.1 支吊架的作用 对汽水管道起着支承重量、平衡介质反力、限制位移和防止振动。 管道支吊架的正常工作状态保证了管系应力符合设计要求，从而使管道达到设计寿命。 1.2 支吊架的分类 承重类：支架、吊架 限位类：刚性吊架、导向支架、固定支座 减振类：减振器、阻尼器 按结构分类：弹簧支吊架、恒力吊架 1.3 支吊架的荷重 1.3.1 支吊架荷重的组成 ①管子重量；②管件（阀门、三通、法兰）重量；③保温层重量；④管内液态介质重量；⑤弹簧支吊架中弹簧的压缩力（上热位移的支吊点）；⑥弹簧支吊架的转移荷重；⑦滑动支架的摩擦力；⑧管道热胀冷缩、冷紧产生的力或力矩；⑨介质排气反力；⑩地震力；⑾室外管道所受风雪载荷等。 1.3.2 工作荷重、安装荷重 工作荷重：管道热态工作时支吊架的承载荷重 安装荷重：管冷态时支吊架的承载荷重 结构荷重：1.5倍工作荷重、作为过载及支吊架零件强度校核依据 1.4 支吊点的热位移及影响 1.4.1 热位移 管道由冷态到热态时，由于热膨胀使各支吊点产生相应的移动量。 上热位移↑ 下热位移↓ 水平热移 1.4.2 热位移作用 ① 设计参数之一，是支吊架设计选型依据之一； ② 冷紧，管道热膨胀产生的约束力和力矩，由固定支架和限位支吊架承受。管系受到的热胀应力（二次应力）是管道应力验算的要求之一。管系运行中由于种种原因产生的热应力明显超过设计要求时，会减少管系寿命。为了减少管系的热胀力，安装时要进行冷紧。 ③ 对管道安装及运行的影响 支吊点有水平方向的热位移时，要采用滚珠（柱）盘等减小膨胀及收缩时的摩擦力及保证管道正常热胀。 有水平方向热位移的吊架，吊杆必须有足够的长度，安装时要适当偏装。选用恒力吊架时，上位移的支吊点采用转动体下偏装，下位移的支吊点采用上偏装。 运行中管道的热位移量往往与设计热位量不符、情况严重时会引起各支吊架设计工作荷载与实际工作荷载明显不同；甚至一些支吊架发生脱空或卡死。选用弹簧支吊架时，过大超过设计值的下位移会使弹簧压死，过大的上位移会使弹簧脱空。过大的上位移可能使恒力吊架脱载、过大的下位移会使恒力吊架转动体卡死并过载。 安装时冷紧量往往与设计值不符，这也是支吊点实际热位移值与设计值不符的原因之一。 1.4.3 对热位移的监督 ① 首次升温时，检查管道膨胀是否受阻； ② 管道热位移较大，应在测量方便处设置三向 位移指示器； ③ 机组首次启动前和启动后蒸汽参数达额定后8h，以及停机后管壁降温至接近环境温度时各测量一次三向位移值； ④ 大修时在停机后（管壁温度接近环境温度时），以及启动待蒸汽参数达额定后8h，各测量一次三向位移值。 ⑤ 当各支吊点实际热位移值与设计值相差太大，甚至引起有的支吊脱空或卡死、应查明原因及时纠正。 必要时，建议测量各支吊点的热位移。 1.5 支吊架的间距 支吊架间距是保证管道的强度和防止过大变形的重要参数，它由管道的自重（包括保温层重量）、刚度等确定。 水平管道的轴向一次应力中，自重产生的轴向应力占有较大的比例、且自重应力与支吊架间距的平方成正比，立管中由自重产生的轴向应力与吊架间距成正比。 设计中正确选择支吊架间距不但保证管道的强度，而且使得各计算管段（如两支吊之间的弯管可作为计算管段）的一次应力、一次＋二次应力的数值相近。 运行中若有支吊架脱载，不但发生荷载的转移、显然支吊架间距也发生根本改变。 按照DL/T5054-96《火力发电厂汽水管道设计技术规定》等。 ① 管道的最大挠度≤2.62mm，均布荷载水平直管段的支吊架允许最大间距为： （m） 式中：Et——材料设计温度下的弹性模数，kN/mm2； I——管子截面惯性矩，cm4； q——管道单位长度自重，kN/m。 ② 按照强度条件、均布荷载水平直管段的最大支吊架间距为： （m） 式中：w——管子截面抗弯矩，cm3。 ③ 水平90o弯管两端支吊架的管段展开长度，不应大