李作蘭　趙巍巍　張巖

【摘 要】本文介紹了支吊架偏裝的原因及支吊架偏裝的目的、方式，同時(shí)也給出偏裝的計(jì)算方法。并結(jié)合工程實(shí)例對(duì)支吊架的偏裝方式進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

【關(guān)鍵詞】支吊架；偏裝值；位移；偏裝方向

引言

目前我們?cè)O(shè)計(jì)的蒸汽管道，多是采用GLIF計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算的，其應(yīng)力結(jié)果能直接輸出管道的熱位移。當(dāng)某一點(diǎn)吊架水平方向的位移矢量和大于吊桿有效活動(dòng)長(zhǎng)度的1/20，或是某一點(diǎn)支架水平方向的位移矢量和大于托板寬度的1/4時(shí)，應(yīng)根據(jù)《火力發(fā)電廠(chǎng)汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》7.1.1.6的要求進(jìn)行偏裝。

《火力發(fā)電廠(chǎng)汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》的要求是“在任何情況下管道吊架的拉桿可活動(dòng)部分與垂線(xiàn)的夾角，彈簧吊架不得大于4°，剛性吊架不得大于3°，當(dāng)上述要求不能滿(mǎn)足時(shí)，應(yīng)偏裝或者裝設(shè)滾動(dòng)裝置。

1、偏裝的目的

顧名思義“偏裝”就是“偏差安裝”。高溫管道在運(yùn)行過(guò)程中，某些支吊點(diǎn)可能會(huì)出現(xiàn)水平位移較大的情況，偏差安裝是為了減少由熱位移引起的對(duì)管道水平方向的附加力，在安裝時(shí)使支吊點(diǎn)在平面坐標(biāo)上具有適當(dāng)?shù)钠钪?，從而使支吊架處于最佳的受力狀態(tài)。偏差安裝是為了解決支吊架在運(yùn)行過(guò)程中隨熱位移的方向拉桿角度偏大的問(wèn)題。

如果熱位移較大而不采用偏差安裝，那么支吊架在熱態(tài)時(shí)就會(huì)嚴(yán)重傾斜，從而導(dǎo)致支吊架在水平方向上受力過(guò)大，使得彈簧、拉桿等附件發(fā)生變形，同時(shí)使得拉桿在垂直方向上受力不足，不能滿(mǎn)足原設(shè)計(jì)的荷載要求，影響管系的正常運(yùn)行。

2、偏裝的方式

支吊架偏裝分為根部偏裝、管部偏裝及根部管部聯(lián)合偏裝3種。

根部偏裝是在保證管部不動(dòng)的前提下對(duì)生根點(diǎn)進(jìn)行和熱位移方向一致的偏差安裝。此偏裝方式易于實(shí)現(xiàn)，但對(duì)土建鋼梁的受力最為不利，生根點(diǎn)有可能超出土建鋼梁截面的范圍。但是在工程設(shè)計(jì)中，垂直管道上的支吊架如果需要偏裝，只能選擇此偏裝方式。

管部偏裝是指在保證支吊架生根點(diǎn)不動(dòng)的前提下對(duì)管部進(jìn)行和熱位移方向相反的偏差安裝。此偏裝方式對(duì)土建搭設(shè)的鋼梁使用效果最佳，但是當(dāng)此點(diǎn)支吊架在X、Y兩個(gè)方向上的熱位移均較大時(shí)，在實(shí)際的施工安裝過(guò)程中，就不能實(shí)現(xiàn)X。Y兩個(gè)方向均使用管部偏裝

根部管部聯(lián)合偏裝是指支吊架的根部和管部分別選擇不同的偏裝方式進(jìn)行偏裝，即X方向選擇管部偏裝，Y方向選擇根部偏裝，或者X方向選擇根部偏裝，Y方向選擇管部偏裝，無(wú)論怎么選擇，最終目的實(shí)現(xiàn)拉桿的傾斜角度無(wú)論在冷態(tài)還是熱態(tài)都在允許范圍內(nèi)。在工程設(shè)計(jì)中，水平布置的管道，經(jīng)常用到的就是組合偏裝方式。

如何選擇偏裝方式，就要根據(jù)具體情況具體分析。對(duì)于水平管段而言，當(dāng)支吊架較大熱位移的方向與管道軸向方向相同時(shí)，一般可以選用管部偏裝，相反，當(dāng)較大熱位移方向在水平面內(nèi)與管道軸向方向垂直時(shí)，只能選用根部偏裝。當(dāng)支吊點(diǎn)在X、Y兩個(gè)方向上的熱位移均較大，超出拉桿的允許偏轉(zhuǎn)角度時(shí)，則需要用聯(lián)合偏裝的方法欲與解決，即用管部偏裝解決軸線(xiàn)方向的熱位移，用根部偏裝解決垂直于軸線(xiàn)方向上的熱位移，當(dāng)然，如果此支吊點(diǎn)的生根梁位置合適，也可以通過(guò)根部偏裝解決兩個(gè)方向上的過(guò)大熱位移。

3、偏裝值的計(jì)算方法

管道在水平面內(nèi)的偏裝值為：

式中

XL——X方向冷位移矢量（mm）

XH——X方向熱位移矢量（mm）

YL——Y方向冷位移矢量（mm）

YH——Y方向熱位移矢量（mm）

上式中的熱位移與冷位移的矢量值均取自GLIF應(yīng)力計(jì)算結(jié)果文件。

總偏裝值為△X與△Y的矢量和

4、偏裝計(jì)算的實(shí)例

下面就以我院設(shè)計(jì)的某工程再熱熱段22號(hào)彈簧吊架為例進(jìn)行計(jì)算。

附表1：某工程22號(hào)彈簧吊架應(yīng)力計(jì)算結(jié)果

首先我們先確定是否需要偏裝

位移矢量和=

支吊架正常運(yùn)行時(shí)，拉桿可活動(dòng)部分與垂線(xiàn)的夾角

根據(jù)《火力發(fā)電廠(chǎng)汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》的要求，此支吊架應(yīng)進(jìn)行偏裝。下面我們就來(lái)計(jì)算一下偏裝值：

偏裝值確定之后，我們?cè)賮?lái)確定偏裝方向。根據(jù)圖中示意的管道沿Y方向水平布置，如果采用純根部偏裝，X方向可行，Y方向偏裝之后就會(huì)偏離土建結(jié)構(gòu)鋼梁的最佳受力截面，這種情況下最好選擇組合偏裝方式，即X方向根部偏裝，Y方向進(jìn)行管部偏裝。由于根部偏裝方向與位移方向相同，因此根部需向X軸正方向平移54mm，管部偏裝方向與位移方向相反，管部需向Y軸正方向平移94mm，偏裝后的數(shù)值如圖1所示。

圖1：某工程再熱熱段管道22號(hào)彈簧吊架

結(jié)束語(yǔ)

如果支吊點(diǎn)在平面上的熱位移較大，而拉桿的有效長(zhǎng)度很短，可能會(huì)出現(xiàn)偏裝后仍不滿(mǎn)足《火力發(fā)電廠(chǎng)汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》的角度要求，則只能通過(guò)根部加裝單向、或雙向滾動(dòng)裝置來(lái)解決。

參考文獻(xiàn)：

[1].《火力發(fā)電廠(chǎng)汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》DL/T5054-1996

[2].《火力發(fā)電廠(chǎng)汽水管道支吊架設(shè)計(jì)手冊(cè)》