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【恒力弹簧】支吊架的工作原理及调整方法

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      【恒力弹簧】支吊架(简称恒吊)是按力矩平衡原理设计,在许可的负载位移下,其负载力矩和弹簧力矩保持平衡,适用于工业上有热位移的管道和设备,可以获得恒定的支撑力,因而不会给管道和设备带来附加应力。一般在有热位移较大的重要部位,就应考虑设置恒力弹簧支吊架,由于恒力弹簧支吊架的这一特点,因此在普通热力发电厂热动力装置中得到愈来愈广泛的应用。
恒力支吊架失效原因分析
造成恒力吊架失效的原因有多种,主要表现为管系设计偏差、恒力吊架设计偏差、出厂调整偏差和安装过程中存在偏装等问题,造成恒力吊架失效,某电厂恒力支吊架失效表现在两个方面。
       1.a、原设计提供载荷存在偏差
       某超临界350 MW机组(管道验收采用ID标准,按重量采购,厂家在制造过程中,为确保内径和最小壁厚,往往造成管壁厚度超厚,尤其是主汽管道、再热器热段管道),主蒸汽管道 LHD一2MS一8材质:P91规格为ID330 mmx60 mm筒体壁厚存在偏心,实测最薄处为61.32 in,最厚处为68.22 mm,超厚8.22 mm,设计院提供设计按64 am设计,管道出现超重现象。

       1.b、支吊架设计选型不合格
       支吊架厂家根据载荷设计支吊架,未考虑管道采购技术协议中采用的规格,未考虑支吊架管箍及附件重量,虽在设计中有15%的余量,也不能满足现场要求;支吊架本身弹簧质量(恒定度、载荷偏差度)等不能满足要求,在对该厂号2机组管道再热器热段管道第12号、14号恒力吊架弹簧性能试验中(未经过热态),恒定度为22%(厂家产品证明提供的恒定度4.6%,规范要求≤6%),载荷偏差率8%(规范要求≤5%),不符合行业规范要求。因此,对恒力支吊架选用中,应考虑弹簧的质量,尤其是重要试验数据恒定度、载荷偏差度。
       2.恒力支吊架工作原理
       支吊架出厂设计时,根据管道载荷,对弹簧进行调整到对应载荷,弹簧有一定的预压力,用销子固定;在现场对弹簧支吊架安装完毕后,管道吊点承受管道分配载荷(Fl为恒力),此时拔去销子,恒力支吊架两侧平衡,管道热位移为0,支吊架指针为0;当管道出现热位移(向下移动),管道向下移动,吊挂管道吊杆向下移动,带动指针指向某刻度随热位移增大,弹簧吊点向上移动,弹簧收缩,弹力增大,达到新的平衡。恒力支吊架指针指向与负荷无关,仅与管道热位移有关。
        3.恒力支吊架调整
        在现场调试中,管道连接完毕若出现以下3种情况,需对恒力支吊架重新调整:一是拔去固定销,此时管道无热位移,恒力吊架处于平衡状态,指针应指向0位,即出厂调整原始值,若不指向0位,表明出厂时未调整到位;二是在管道运行中,指针到满刻度,无法判断是否还有位移时,管系存在安全隐患;三是管道热位移消除后,指针未回到0刻度时,表明恒力吊架存在问题(管系设计合理情况下)。出现3种情况之一,可以确定恒力弹簧未设置到位,需对恒力吊架进行调整。对恒力吊架调整方法有两种:一种是调整弹簧螺母,增加弹簧预紧力,满足要求,此办法调整费力,一般不用;另一种是对弹簧吊点进行调整,提高弹簧行程,以满足要求,此方法简单可行。具体过程是,若恒力过小,对弹簧吊点调整螺栓向铰链侧紧固,使弹簧吊点向外移动,提高弹簧拉力;反之向外调整,降低拉力,满足恒力要求。在调整过程,应注意了解弹簧伸缩量,超过伸缩量将弹簧压紧,将变成刚性支架,不能满足管系热位移要求,将会留下事故隐患。
       4.运行中恒力支吊架的检查和注意事项
       调试中,首先了解每个恒力支吊架热位移量与指针所指的刻度范围是否满足要求;恒力支吊架冷态位置,弹簧位置及各吊杆、管箍安装是否符合要求;运行中,在巡检设备时,对弹簧指针的指向是否正确、弹簧的收缩情况、吊杆连接情况进行全面检查,发现异常,及时通知维护人员对缺陷进行消除。


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