摘要：分析減溫減壓器支吊架系統(tǒng)懸空、管道上翹焊縫開裂的原因是①由于管道上、下部溫差比較大；②系統(tǒng)停車后再開車時間管道局部有水致使升溫不均而產(chǎn)生拉力較高的拉應力，并提出相應的對策。

    減溫減壓器的作用是將從鍋爐出來的蒸汽經(jīng)過減壓閥的節(jié)流降壓與噴水減溫后，生產(chǎn)出參數(shù)合格的蒸汽，供氧化鋁蒸發(fā)用氣，因而減溫減壓器的安全穩(wěn)定運行，直接影響氧化鋁的生產(chǎn)。目前，中國鋁業(yè)山西分公司熱電分廠3#減溫減壓器在停車、備用和運行等各種工況下，支吊架系統(tǒng)存在懸空、管道呈翹曲狀、筒體焊縫經(jīng)常開裂等現(xiàn)象，給安全生產(chǎn)構成了一定威脅。 

1  減溫減壓器結構

        該系統(tǒng)結構如圖1所示。  

 3  支吊架懸空、簡體彎曲原因分析 

        從表2管道截面溫度測量數(shù)據(jù)可看出，管道截面上下部溫差較大。7^＃支架處管道上下溫差最大(約140~C)；6^＃支架處管道的上下溫差次之(約100％：)；9^＃支架處管道的上下溫差最小(約40℃)。管道截面上部溫度高于下部溫度，將造成管道軸向彎曲變形，與實際管道的變形理論分析一致，說明管道截面上下溫差是導致管道彎曲變形及支吊架脫空的主要原因。

 4  焊縫開裂原因分析
 

4．1  3^＃減溫減壓器6^＃、7^＃、8^＃支吊架懸空應力計算

        3^＃減溫減壓器6^＃、7^＃、8^＃支吊架懸空后中部6^＃支架與噴水閥之間靠近噴水閥處一次應力超標(管道在內壓、自重和其他持續(xù)外載作用下所產(chǎn)生的應力稱為一次應力；管道在熱脹、冷縮及其他位移受約束時所產(chǎn)生的應力稱為二次應力)。允許應力值為52.00MPa[出自于《火力發(fā)電廠汽水管道應力計算技術規(guī)定》)(SDGJ6—90)。大小頭的小頭處一次應力為35.71MPa。

        由此說明兩點：①中間支架懸空，減溫減壓器一次應力超標，噴水閥后管道容易產(chǎn)生裂紋；②中間支吊架懸空，在大小頭處的小頭處一次應力并不大(一次應力合格)，支架懸空情況下，管系應力不是該處產(chǎn)生裂紋的主要原因。

4．2  減溫減壓器截面下部熱應力導致焊縫開裂

        由表2知，管道上下存在較大溫差，尤其在切換某種工況時，再開車時管內可能存在凝結水，高溫蒸汽通過管道使無水的管壁快速升溫，而存水部分管壁溫升較慢，從而造成低溫處較高的軸向拉應力，這種較高的熱應力或熱疲勞是焊縫開裂的主要原因。

 5  對策 

        (1)為了解決滑動支吊架懸空和管道中間隆起的問題，西安熱工研究所對該系統(tǒng)管道重新進行設計計算及支吊架選型，使6^＃和8^＃支架承載，5^＃、7^＃、9^＃滑動支架懸空。這樣解決了支吊架懸空間題，改善減溫減壓器的結構應力。

        (2)簡體增加疏水管線，改善疏水條件。即在6^＃支架后增加一個620疏水管，在減溫減壓器暖管及熱備用時開啟該疏水管，從而減小簡體上下溫差，使得各個工況下管道截面的上下溫差得到控制，從而減小管道彎曲，消除焊縫裂紋。

        (3)優(yōu)化噴水裝置。原噴水位置在6^＃支吊架處，改造后噴水裝置放在減壓閥處。使減溫水與蒸汽混合更均勻，減少溫差。