Определитель нагрузки

Одна из важнейших характеристик современного энергетического объекта — его надежность. Для тепловых электрических станций особенное значение приобретает надежность паропроводов. Современные паропроводы имеют большую массу, занимают значительную часть технологического пространства, работают на критических и сверхкритических параметрах пара, проходят в местах частого нахождения обслуживающего персонала. Поэтому к качеству их проектирования, изготовления, эксплуатации и наладки предъявляются высокие требования.

При монтаже и обслуживании паропроводных систем нет возможности принять во внимание все реальные условия эксплуатации; это необходимо учитывать при наладке. Основная ее задача — привести паропровод в наилучшее из всех возможных состояние для данного проекта и трассировки, обеспечив надежную работу всех узлов в течение расчетного срока службы. Профессиональная наладка любой опорно-подвесной системы (ОПС) паропровода (или другого трубопровода) — это поиск компромисса между состоянием паропровода и объемом диагностических мероприятий, между фактическими характеристиками паропровода и приемами расчета, между разработкой мероприятий и реальными условиями эксплуатации. При наладке учитывается множество факторов. Первый — фактическое исполнение дета¬лей трубопровода и опорно-подвесной системы. В проектных расчетах вес погонного метра паропровода принимается исходя из принятого типоразмера трубы. Погрешность веса участка трубы складывается из отклонений ее формы (в основном превышения толщины и разнотолщинности) и неравномерности веса тепловой изоляции.

Требует учета и выполненная в процессе эксплуатации замена отдельных деталей и арматуры паропровода. Эти погрешности можно учитывать при наладочных работах прямым взвешиванием участка теплоизоляции паропровода, измерением толщины его участков. К следующей группе факторов относятся дефекты, возникшие при монтажных работах или приобретенные в процессе эксплуатации, в том числе во время аварийных ситуаций. Ошибки проекта и монтажа приводят к защемлениям паропровода, вынужденным смещениям точек закрепления опор и подвесок и другим отклонениям.

Как правило, состояние паропровода и его ОПС в ходе эксплуатации все больше отдаляется от проектного, поэтому при проведении ремонтных работ возможны несогласованные изменения схемы и характеристик ее элементов. Накапливание отклонений приводит к непредсказуемому напряженно-деформированному состоянию паропровода и сокращению срока его службы. Одной из главных задач для диагностирования фактического состояния ОПС паропровода и реализации мероприятий наладки является определение фактической нагрузки в цепях пружинных подвесок, зависящей от фактических характеристик пружин. Отсутствие данных об этом при наладке приводит к подгибке паропровода.

Определение фактического усилия в цепи пружинной подвески выполняется косвенно — измерением высоты нагруженной пружины. Практика монтажа и наладки ОПС показала, что пружины опор и подвесок паропроводов, поставляемые заводом-изготовителем и находящиеся в длительной эксплуатации, имеют отклонения от нормативных характеристик.

Они складываются из следующих факторов:

• допуски на изготовление (от +10,0% до -3,5% по нагрузке);
• дефекты изготовления (перекаленные пружины);
• дефекты, приобретенные в ходе эксплуата¬ции (отпуск от перегрева, коррозионный износ прутка).

Для выявления фактических характеристик пружин согласно РД 153-34.1-39.401-00 «Методические указания по наладке трубопроводов тепловых электростанций, находящихся в эксплуатации» выполняется их тарировка. В нормативно-технической литературе указана технология проведения тарировки пружин на специальном станке, имеющем сварную раму, подвижную часть с механическим (электрическим или гидравлическим) приводом и динамометром с требуемой допустимой нагрузкой и точностью. Тарировочный станок громоздок и требует, как правило, сооружения на каждом объекте. Для тарировки смонтированных пружин требуется их демонтаж. Для решения задачи определения фактической нагрузки в цепях пружинных подвесок авторами был разработан и реализован «Определитель нагрузки в работающих цепях подвесок трубопроводов». Он состоит из датчика и весового индикатора. Датчик представляет собой стальной корпус с центральным отверстием. На корпусе закреплены тензометрические датчики и резьбовая втулка с головкой под ключ и упорным подшипником. Датчики подсоединены к весовому индикатору. Измерение производится следующим образом: прибор устанавливается на опорную пластину пружинного блока наконечниками датчиков на пластину пружинного блока или траверсы, так чтобы резьбовая втулка была навинчена на резьбовой конец тяги. После затяжки втулки до освобождения гайки снимается нагрузка на весовом индикаторе.

Из достоинств прибора необходимо отметить следующие:

• мобильность и простота выполнения измерений;
• отсутствие необходимости демонтажа пружины;
• высокая точность определения нагрузки.

Кроме того, прибор дает возможность:
• выполнения тарировки пружины непосредственно в пружинном блоке на паропроводе;
• тарировки всей цепи в целом, независимо от установленных в цепи пружин;
• тарировки пружинного блока, поставленного заводом-изготовителем, отдельно на монтажной площадке;
• определения нагрузки в жестких тягах;
• наблюдений за нагрузкой в подвеске в режиме реального времени.

Опытный образец прибора опробован на различных энергообъектах и показал хорошие результаты. С его помощью определены фактические усилия в цепях пружинных подвесок с погрешностью не более 5% без демонтажа пружины.

В настоящее время проводятся патентные исследования и разработка семейства аналогичных приборов, охватывающих все типы подвесок и опор. Применение «Определителя нагрузки» выводит диагностику и наладку ОПС паропроводов и трубопроводов на новый уровень качества.

авторы: Евгений ГОРИН, Роман СОКОЛЕНКО
ОАО «Южный инженерный центр энергетики»

Источник: www.stroyip.ru