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电厂蒸汽取样管开裂原因分析与处理
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2019 年电力企业设备管理智能化技术交流会 -906- 3 根据该蒸汽取样管道及支吊架的现场布置情况 和设计参数,对该管道的管系应力进行计算分析, 应力计算使用 CAESARII 5.3 软件,计算结果见图 2 及表 1。 一次应力二次应力图例 图 2 蒸汽取样管应力计算结果 由图 2 可以看出,在原来的管线布置和支吊架 配置情况下,从接管出口到固定支架段绝大部分为 红色,表示其一、二次应力均超过了材料的允许值。 表 1 主蒸汽取样管最大应力计算结果(改造前) 位置 应力 分类 最大应 力计算值 (MPa) 应力 许用值 (MPa) 计算值/ 许用值 (%) 管道最 大应力 σ1 55.46 74.00 75% σ2 279.71 186.04 150% 接管座焊 缝位置 σ1 25.13 74.00 34% σ2 279.71 186.04 150% 由表 1 整个管道的最大的一次应力为允许值的 75%(位置在图 1b 的支架 1 处)。整个管道的最大 二次应力点在接管座焊缝处,最大二次为其允许值 的 1.5 倍。 3.泄漏原因分析 蒸汽取样管道从主蒸汽管道引出,引出点前的 主蒸汽管道支吊架三向热位移分别为(△X:-22, △Y:63,△Z:-78)。此段主蒸汽管道热位移向炉 前和向上的热位移量很大,取样管上却使用了固定 支架,使管道的热位移受到严重限制,造成二次应 力严重超标。 基于上述的计算与分析,蒸汽取样管道的开裂、 泄漏主要是因为管系二次应力严重超标造成的,而 固定支架的管卡约束是管系二次应力超标的原因。 4 为了降低管道的一次、二次应力,需要对管道 布置和支吊架配置重新进行优化改造设计。经反复 验算和优化设计,采取了如下的处理措施:将原有 管线进行改造,增加管道柔性;新增 1a 弹簧吊架一 组;将原有 1 号固定管卡修改为滑动支架(修改后 管线及支吊架布置见图 1c 所示)。优化设计后的管 系最大应力计算结果见表 2。 表 2 主蒸汽取样管最大应力计算结果(改造后) 位置 应力 分类 最大应 力计算值 (MPa) 应力许 用值 (MPa) 计算值/ 许用值 (%) 最大应力点 σ1 51.53 74.00 70% σ2 152.23 180.64 84% 接管座焊缝 位置 σ1 30.53 74.00 41% σ2 152.23 180.64 84% 由表 2 可知,优化设计后的管系最大一次为允 许值的 70%,位置在图 1c 的 1 号吊架位置;最大二 次应力在管接头焊缝处,为允许值的 84%。优化后管 系的一次、二次应力均合格,可以按照此种方案对 该管道及支吊架进行改造。 5 1、主蒸汽取样管的开裂、泄漏主要是因为管系

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