锅炉炉顶吊杆负荷定量调整方法的探讨

锅炉炉顶吊杆负荷定量调整方法的探讨

锅炉炉顶吊杆负荷定量调整方法的探讨吴金华\闻捷邱亚兵\顾干2，汤璐2，陆文龙2，李建康3（1.江苏省电力建设三公司，扬州市，225131；2.扬州发电有限公司，江苏省扬州市，225⑴2；3.江苏理工大学，南京市，21⑴00）司4号锅炉炉顶部分吊杆的实际测量和调整，对吊杆间负荷分配这一静不定问题进行了研究。根据锅炉炉顶吊杆分布的特点，研究设计了锅炉炉顶吊杆负荷监测系统。采用吊杆分区测量和调整，用松弛法确定基准值，实行吊杆负荷用仪器进行定量测量，根据测量结果，进行综合定量分析，再对吊杆实施精确调整，使吊杆受力趋于合理。

　　1吊杆负荷调整存在的问题国内火电厂锅炉施工中，普遍存在锅炉吊杆松弛及吊杆间负荷分配不合理而引起的安全隐患。以前，对这一问题不重视，也没有明确的导则、规程。

　　在技术上，对锅炉炉顶吊杆负荷的调整，普遍采用传统的手摇吊杆法、手锤振动吊杆法来进行测量，再凭经验定性地调整。用测量仪器来进行锅炉炉顶吊杆负荷测量，根据数据来调整是安装、调整锅炉吊杆负荷的技术方向。在技术上，用测量仪器对吊杆受力进行定量检测，并进行负荷定量分配有一定的困难。

　　这主要是由以下几个因素引起的：一组锅炉炉顶吊杆的实际受力情况是很复杂的。对于某根吊杆，它们既独立又与其他吊杆互相联系，且锅炉的各个区域也是相互联系的，故从理论上讲，这是一个静不定问题。吊杆负荷的调整是吊杆系统的调整而不是单根吊杆的调整。

　　安装在吊杆上的连接板是为了增加吊杆刚性，抵抗吊杆弯曲而设计的。长期工作后，由于生锈，功能减退，调节吊杆受力状态的作用减弱，增加了静不定因素。

　　测量基准值的确定是实现负荷定量调整的重要步骤。一方面由于锅炉厂给出的数值有误差，另一方面又由于部分吊杆的弹簧吊架发生变化，给确定测量基准值带来了困难。

　　⑷另外，吊杆测量调整的顺序；在热态测量调整时，由于锅炉与吊杆连接部位的温度不同，各吊杆的热膨胀应力也不相同；仪器读数的稳定性、分辨率等都影响吊杆负荷的调整。

　　标号；在11个测量大区内i在M上安装传感器但总负！却不能满足设计值。如按设计负荷调整bookmark2 2测量原理和吊杆调整措施2.1测量原理和测量系统为定量测量各锅炉吊杆的实际负荷，利用测量锅炉吊杆应变的方法，进而换算出锅炉吊杆的实际负荷。

　　应变测量采用振弦原理：把一根钢弦张拉在2块安装块之间，安装块焊接在待测吊杆的表面。表面的变形（如应变变化）导致2个安装块相对位移，从而引起钢弦张力改变。用紧靠钢弦的电磁圈激振钢弦并测出其共振频率，然后测出张力，其结构如所示。

　　振弦式应变仪的信号输出进入振弦读数仪后，读数仪提供一定的电压脉冲激励钢弦，并且转换测得的频率，读数直接以微应变显示出来。整个测量系统的框图如所示。吊杆调整流程为：（1）准备工作；（2）吊杆初始状态检查；（3）冷态测量调整；（4）热态测量调整；5）出具吊杆调整分析报告。

　　2.2吊杆调整措施2.2.1吊杆调整前的工作为了对4号锅炉炉顶部分吊杆进行测量调整，需做以下准备工作：（1）根据图纸对吊杆编号；（2）根据锅炉结构、仪器测点的数量、吊杆所在位置，将整个测量区域分为2大区域即高过测量区和高再测量区；（3）吊杆系统是静不定系统（即各杆的负荷相互影响），为方便地调整吊杆负荷，根据锅炉结构的功能将两大区域再分成10个吊杆调整区；4）根据图纸的吊杆序号，在导线两端和吊杆顶端分别贴上2.2.2冷态测量调整由于1个测量区内传感器的安装是逐个进行的，此时，各吊杆的负荷数据在不断变化，必须反复进行调整。步骤如下：将整个测量区内的负荷逐个扫描，得出最大值与最小值，记录它们的测点号（设为i、j），以确定吊杆的调整方向；用链条萌芦吊起第i号吊杆，调整吊杆上部的调节螺母，使吊杆负荷减少；再吊起第j号吊杆，经调整，使吊杆负荷增加；重复上述步骤，直至整个测量区的各吊杆负荷误差在士7.5%范围内；用同样的方法，对其他区域的吊杆进行测量和调整。

　　2.2.3调整时的注意事项调整时要注意以下各点：所有吊杆在安装传感器前，都必须使用链条萌芦及夹具，这样可防止被吊部件下沉或负荷转移至其他吊杆；同时可使传感器在吊杆不受力的状态下安装，以保证测量数据的可靠性。

　　测量前，预先计算出各吊杆在设计负荷下所对应的应力、应变及传感器对应的频率数。

　　调整吊杆负荷时，应监测同区域内其他吊杆负荷的变化。由于吊杆系统的静不定性，力的转移，钢结构的偏差，各部件的连通管、附件的作用力（特别是只有2根吊杆的部件），锅炉长期运行部件承受不等载荷后的残余变形等原因，调整某吊杆负荷会影响其他吊杆的负荷。因此，调整量应小一些，不能一次调整得太多。

　　2.2.4基准负荷的确定开始按锅炉厂提供的各吊杆设计负荷数据进行调整，经过几天的调整，不能调到满意的结果。各吊杆负荷无法进行均荷分配，若吊杆达到了均荷分配时，联箱标高要进行相应的变化，而这是不允许的。

　　经过研究，发现吊杆图纸标明的冷态安装时吊杆负荷值（对有弹簧支架的吊杆）与锅炉厂提供的数据有较大的出入；同时4号炉已运行了11年，中间经过多次检修和更换管排，另有过热器、再热器的吊杆根部与顶棚的连接处有不少脱钩的地方。综合考虑后，认为将冷态安装的负荷以及将满足吊杆均荷及不影响联箱标高、水平的情况下测得的实际总负荷作为基准负荷，并设法尽量靠近设计负荷。事实上按此基准负荷调整后，达到了预想的效果。

　　2.2.5吊杆热态调整的准备工作冷态调整后，当进行热态运行时，由于有工质、热膨胀位移、不同部件温度的变化、其他支吊件的附加影响等，吊杆的热态负荷会发生变化。若变化在允许的误差范围内，则不必重新调整；若变化较大或已完全不同，则需要重新调整。故锅炉热态运行时，需再测量吊杆的负荷。将热态运行和冷态停炉2个状态下的同一吊杆负荷进行比较，观察吊杆在冷态调整后的负荷，在锅炉热态运行时是否会发生变化，即吊杆的松紧程度在2种状态下是否一致，以此作为吊杆调整的依据之一。

　　在进行热态调整前，要对锅炉在热态运行了一段时间后的各吊杆负荷进行跟踪测量，并将负荷随时间变化的结果绘制成曲线进行分析，为热负荷调整作必要的准备。过热区的11号吊杆和再热区的21号吊杆经热运行后，它们的负荷随时间的变化曲线如、4所示。

　　21号吊杆负荷随时间的变化4（表明吊杆在经5段时间热运其负荷趋于某一特定的值。将上述调整的数据制成表格，计算每根吊杆在热态运行时的负荷，以此作为吊杆进行热态调整的依据。

　　3实际调整过程及结果分析3.1冷态实际调整过程停炉前做好调整的准备工作，并对要调整的高过及联箱、高再及联箱的60根吊杆，进行检查，并对所有吊杆的紧固螺母及锁紧螺母进行除锈处理。停炉后按照冷态调整方法进行吊杆的分区及逐根调整，然后进行吊杆调整效果的数据检查，通过检查部分吊杆的测量值，采用先松再紧、反复几次进行测量、调整，使吊杆达到均荷的要求。至此，锅炉吊杆第1阶段调整，即冷态调整工作结束。

　　3.2热态实际调整过程3.2.1热态时吊杆状态4号锅炉大修后，2000年12月19日点火启动，12月25日进行测量。测量后发现，经冷态调整的各杆负荷发生了变化。总体上吊杆负荷变小，两侧吊杆负荷普遍高于中间吊杆负荷，有不少吊杆因膨胀向上位移了10多个，致使这些吊杆不受力。12月29日下午再进行测量（锅炉为冷态），原热态的吊杆负荷变成在冷态时的负荷。12月30日上午再次进行测量，结果与29日测量的结果相同。

　　新点火启动，元月3日进行热态测量。结果表明，重新启动后，吊杆的负荷与12月25日测量的吊杆热运行负荷基本一致。随着机组负荷的增加，吊杆负荷相应减小。机组从冷态到热态时，吊杆负荷变化较明显。机组在小负荷时，吊杆负荷有一些变化；机组在120~200MW时，吊杆负荷的变化非常小。3.2.2吊杆的热态调整吊杆热态调整的方法与冷态调整的方法相同，关键是确定吊杆的基准负荷。热态调整的原则是达到各吊杆热态均荷并兼顾各吊杆的冷态负荷。在确定基准负荷时，根据吊杆的位置分区，在某区域内，将锅炉热态运行时吊杆实际负荷的平均值确定为该区域的基准负荷。结合吊杆负荷的变化趋势进行调整，对热态时负荷为0或接近松驰的吊杆，不加调整。调整时，先调高负荷的吊杆，后调低负荷的吊杆。对高负荷吊杆先减少15%的负荷，同时对低负荷吊杆进行监测（按15%负荷的变化量控制）。通过力的转移，使低负荷吊杆或原先不受力的吊杆相应地增加负荷。根据上述方法反复进行测量、调整，（直到基本符合各杆均荷的要求（弹簧失效的吊杆完全不受力的特殊吊杆除外）。

　　热态调整与冷态调整不同。首先，吊杆在热态工作时的负荷与冷态调整后的负荷不同，由于吊杆在冷态和热态的温差很大，各吊杆的热应力是不同的。其次，整个吊杆系统连接处的间隙及弹簧的初始变形，由于振动等原因会发生较大的变化。故热态调整，必须在锅炉运行一段时间，并且掌握了热态运行时吊杆负荷的变化规律后才可以进行。另外考虑到吊杆冷态负荷情况，在热态调整时，不能大范围的调整吊杆负荷。

　　3.3吊杆调整结果4号锅炉炉顶高过吊杆和高再吊杆的负荷曲线如、所示。

　　4结论4.1火电厂锅炉炉顶吊杆松她及吊杆间负荷分配不合理是锅炉发生事故的隐患，必须对吊杆负荷进行调整。

　　4.2锅炉吊杆负荷用测量仪器进行调整，目前在国内尚属首次。实现了锅炉吊杆负荷的定量调整，方法是成功的，达到了预期的目的，较传统方法有了质的飞跃。

　　4.3吊杆调整包括冷态调整和热态调整。两者共同点是都要确定基准负荷，都分区进行，调整的思路、方法相同。两者不同点是目标不同。冷态调整的目标是各个测量区的各吊杆负荷误差在*7.5%范围内；热态调整的目标是达到各吊杆热态均荷并兼顾各吊杆的冷态负荷。

　　4.4吊杆热态调整是在某区域内，将锅炉热态运行时，吊杆实际负荷的平均值确定为该区域的基准负荷，结合吊杆负荷的变化趋势进行调整。调整按先调高负荷的吊杆，后调低负荷的吊杆进行。在降低高于基准负荷吊杆的负荷后，对低于基准负荷吊杆进行测量，使低负荷吊杆或原先不受力的吊杆相应地增加负荷。

　　4.5为将来实现锅炉吊杆负荷的在线监测和控制，电厂应在安装、维修锅炉时记录下锅炉吊杆负荷的原始数据，建立信息库。

　　4.6由于是首次开发的锅炉吊杆测试系统，要作为锅炉吊杆在线测试系统还有一定差距。如传感器的灵敏度还有待提高，同时应改进传感器受环境温度影响，使测试数据更正确、稳定。

　　（责任编辑：王苹志）（上接第17页）的质量。

　　利用网架散装安装技术循序渐进安全可罪。

　　预应力梁、板施工技术便于制作维护。

　　（6）楼层压型板、外墙压型板施工技术。

　　5结语2号机组主要技术经济指标：主厂房工程质量达到省级优良工程；工期满足合同要求；工程无重大安全事故；文明施工获得各界人士好评。

　　通过井冈山工程的实践，使我们认识到合理的施工组织设计，科学的施工方法不但能保证工程质量，加快工程进度还是安全施工的保证措施。井冈山工程的施工进度计划、质量保证、安全生产、文明施工均达到一个新的水平。