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1、电站锅炉大板梁挠度的定量检测第24卷第8期中国特种设备安全?15?摘要介绍了电站锅炉大板梁挠度定量检测的基本程序及现场实际检测的基本方法,指出了检测过程,检测数据计算处理和修正时应重点注意的事项,并简要分析了一起检测案例.实践证明,该检测方法对电站锅炉大板梁的定期,定量监测,保障锅炉使用安全具有重要的意义和参考价值.关键词大板梁挠度定量检测电站锅炉AbstractIntroducedtheapproachforquantitativeinspectingthedeflectionofBigBoardBeamsoftheboilerinpowerstation.Someemphasisonmea
2、surement,calculationandadjustmentwerealsogiven.AcaseaboutmeasuringthedeflectionofBig-Board-Beamwiththismethodwereanalyzed.ApplicationonsiteshowedUSthatthismethodwasusefu1.KeywordsBig-Board-BeamDeflectionQuantitativeinspectionBoilerofPowerStation目前,大型电站锅炉联箱,受热面等部件基本都采用悬挂式布置,整台锅炉的大部分重量通过吊杆,承重梁等承重部件最终都
3、集中分布于炉顶的数根大板梁上.对大板梁服役状况的监测事关设备安全,是电站锅炉内部检验项目的重要组成部分,相关的检验标准和规程对此都做出了具体的规定.其中,锅炉定期检验规则(99版)第37条规定了对于首次内部检验的锅炉必须对其大板梁挠度进行定量检验;DL64_2004电站锅炉压力容器检验规程中6.32条更明确要求电站锅炉首次内部检验及以后每运行5万h都应对大板梁挠度进行定量检测.1挠度的基本概念大板梁在自身重力及联箱,受热面等部件重力的共同作用下向下发生平面弯曲,梁的轴线将变为1条在梁的纵对称面内的平面曲线,如图1所示.该曲2)锅炉调试吹管后应进行专业检查.主要对锅炉的高过,屏过和高再人口联箱进
4、行割管检查.清理联箱内的杂物.3)要求锅炉减温器在安装前,吹管后.对减温器混合管衬垫进行检查,清理.4)目前屏过,高过和高再人口联箱两侧各有1个手孔,但杂物在联箱中部.为方便检查,建议锅炉制造厂在联箱中部增加手孔;同时保留屏过进口小联箱检查孔,增设屏过进口汇集联箱检查孔:并完善制造工艺和严格执行制造工艺要求,加强质量控制,防止异物进入锅炉受热面管.参考文献1中国动力工程学会主编.火力发电设备技术手册f第一卷锅炉)_j匕京:机械工业出版社,20002黄伟.600Mw超临界机组锅炉屏式过热器爆漏原因分析.中国电力,20053宋汉武.蒸汽锅炉减温器.重庆:科技文献出版社重庆分社19974成肇毅.10
5、25t/h锅炉喷水减温器的检查方法及处理.华北电力技术,2004(收稿日期20080403)?16?中国特种设备安全第24卷第8期图1大板梁挠曲线示意线称为梁的挠曲线.弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的线位移称为挠度,用y表示.按锅炉定期检验规则(99版),DL6472o04要求,检验人员内部检验时必须通过测量得出整根梁挠度最大值,梁的有效长度L(即:图1中2支点间长度L),合格标准为L1/850.大板梁挠度检测的基本程序分为现场检测和数据处理两大环节.其中,现场检测又包括检测设备的选择,大板梁的表面清理和宏观检查,现场测量等基本过程.2大板梁挠度现场检测2.1检测设备的选择大板梁的挠度一
6、般使用全站仪进行现场检验.为保障检测设备和人身安全.测量时尽量不要使用棱镜(可使用激光贴片代替).根据现场实践,建议使用带可视红外测点并且具有免棱镜功能的全站仪.2.2大板粱的表面清理及宏观检查检测前,应对梁的表面进行清理.清除表面积灰,污渍,拆除可能影响观测的附属设施.如果表面油漆涂刷非常不均匀并可能影响到测量结果时,主要测量点的油漆也应通过打磨去除.宏观检查的主要目的是为了发现大板梁表面存在的宏观缺陷,同时,通过宏观检查也可初步找出其弯曲最严重的部位,确定挠度测量重点位置.宏观检查过程中,应对大板梁是否存在拼接焊缝及焊缝质量进行重点检查.一般来说,梁的长度L<6m时,允许有l条拼接焊
7、缝;6m<L10m时,允许有2条拼接焊缝;L>10m时,允许有3条拼接焊缝.找出拼接焊缝后,应对焊缝质量进行检查.就挠度测量而言,检查的重点是拼接焊缝存在错边与否.如存在错边并且测点位于焊缝附近时,则应利用相关工具(如:焊缝尺等)对错边量进行精确测定.在对挠度检测数据进行分析时,应据此作适当修正.2.3大板粱挠度的现场测足检测开始前,应调整好仪器并固定基准点,保证仪器在转动测量过程中能始终处于水平状态,即汽泡始终处于中心位置.按照测量仪器与梁的相对位置不同,大板梁挠度检测的方式主要有2种.第一种检测方式:在现场条件允许的情况下,检测仪器应尽可能置于与待测大板梁位于同一垂直平面的位置
8、进行测量(见图2).图2第一种检测方式下大板粱挠度检测仪器布置方式示意注:测点d为检测基准点,一般为检测仪器视窗或红外发射点(下同)第二种检测方式:若由于条件所限,不能按第一种方式布置时.也可将仪器置于梁的侧面对梁的上表面或下表面进行测量(见图3),此时,数据采集和处理都较前一种方式复杂.图3第二种检测方式下大板梁挠度检测仪器布置方式示意当采用第一种方式测量时,挠度检测点至少应包括梁的2支点处,承力最大部位.对于较长的大板梁,在选定的上述部位之间还应至少均布2-3个测点.大板梁2支点处的测量值非常重要,一方面,可以据此计算得出所检测梁的长度;另一方面,依据检测数据可以得出梁2支点的高度差,在计
9、算_嗽时必须依据此高度差所反映出来的几何关系做出相应的修正处理第24卷第8期中国特种设备安全?17?当采用第二种方式测量时,挠度检测点至少应包括梁的2支点处,承力最大部位以及与仪器方向垂直的测点(见图3中的c点).3大板梁挠度检测数据的计算及修正处理3.1测点挠度的计算应用全站仪对大板梁挠度进行检测时,重点考虑两类数据:相对于仪器基准点的高度,水平距离H,如图2,图3所示.数据处理时,以直线段ab-K度代替曲线长度所产生的计算误差较小,可忽略.第一种检测方式下:梁的长度ab_Ha+Hh(1)测点的挠度yc=JV.一VcJ(时)(2)当时,则需要对式(2)进行修正.第二种检测方式下:梁的长度L=
10、一ab=caC+.bc=/nb2-H2.-,(3)测点的挠度计算公式同式(2),当时,需要对计算结果进行修正.最后,计算lL并与1/850比较,即可得出超标与否的结论.3.2检测结果的修正1)如果大板梁局部凹凸不平(包括拼接焊缝的错边),并且对检测结果可能产生较大影响时,应考虑这种影响并对测点挠度结果进行修正.2)梁的2支点高度不一致(),即,大板梁在不承受外力时自身即处于倾斜状态.此时应结合,4量结果,利用三角函数关系计算y脚所对应的测点(假设为e点)在不受力状态下的值,则:测点e的挠度y脚x=I.一l(4)当位于梁中点位置,则:=(/2(5)4大板梁挠度定量检测实例分析2006年8月,我们
11、按照相关规程,标准要求对某电站锅炉炉顶大板梁挠度进行检测.大板梁清理后,进行宏观检查,发现4条梁各有1条拼接焊缝,焊缝外观成形质量良好,拼接焊缝及梁的外观对定量检测结果无重大影响宏观检查后对大板梁挠度进行了定量检测.图4为对其中1条大板梁挠度进行定量检测的示意图.图4某电站锅炉大板梁挠度测量不蒽a,b,c,e为选定的4个测点,其中e点根据受力分析结果确定为该梁挠度最大的点.基于理论分析和数学推论的结果,可得出如下计算公式:大板梁长度一ab_ac+.bc(6):a上,d上,(vo<vbn)(7)其中:ac-,陌(8)bc=,/琊一砰(9)ce”=Ve2-He2flO)应用全站仪对a,b,c
12、,e4测点进行测量,测量结果为:Ha=2057.2mm,Hh=4041.4mm,He=1414.5mm,He=2471.5mm;=2025.5mm=2026.5mm,=2021.7mm,Va=2016.5mm.将上述测量值分别代入式(6)式(10),经计算得出:ac=1493.75mmbc=3785.78mmce”=2026.70mm=2026.17mm/-=5279.53mmym-9.67mm故而:ym=9.67/5279.53=1/546>1/850由测量和计算结果可知,该大板梁挠度已不符合锅炉定期检验规则(99版)以及DL6472004要求.5结束语电站锅炉内部检验过程中,通过对挠度的定量检测,发现一些电站锅炉(特别是参数较小的电站锅炉)确实存在大板梁挠度超标问题,应引起使用单位,检验检测机构的足够重视.上述检测方法是对各类锅炉大板梁挠度进行定量检测的一种基本思路,实践证明该方法具有一定的参考价值.(收稿日期20080215)
