比的方法。 3.3 支吊架失重
失重是应力分析中可能遇到的异常现象，是在吊零前提下 协调支吊架跨距不同的自重弯矩造成的，当水平管道跨距不匀 时，容易出现失重，通常采用调整支吊架跨距或对支吊架给定 荷重来消除失重现象，即对失重点或其附近的支吊点给定荷重 后再进行管系应力分析。
４ 结束语
本文讨论了热力管道应力分析的一般模式以及应力分析 计算中可能遇到的问题与对策；应力计算的重点在于保证各种 输入的正确性以确保输出的正确合理。如果输入边界条件等参 数存在错误，将会对输出结果造成很大的影响。因此，在进行应 力分析计算时务必仔细核对输入模型的正确性。总之，应力分 析是热力管道设计工作的重点，对管道设计具有重要意义。
58
因此，在仅需对速度控制而对启动性能及力矩调节要求不 是很荷刻的糖厂刮刀离心机上，数字式交流调速系统的优势是 数字式直流调速系统所不能比拟的。
参考文献 [1]苏氏集团上悬式离心机 XG- 1500AT 使用说明书. [2]陈 维 钧 , 许 斯 欣 等 . 蔗 糖 结 晶 与 成 糖 [M]. 北 京 : 中 国 轻 工 业 出 版 社 , 2001.
对设备接口的推力或推力距超出允许值，将会对设备造成 破坏，严重时会影响机组运行，设计计算时出现这种情况可试 用以下几个方法处理：
（1）对于垂直方向的推力过大时，可调整端点相邻支吊架 的荷重（给定该支吊架荷重）来改变推力。
（2）对于水平方向的推力过大时，可以在离开端点一定距 离后，装设响应的限位支架来隔离推力。
可能遇到的问题进行了归纳，并对解决这些问题的方法进行了讨论。
【关键词】 热力管道；应力分析；荷载
【中图分类号】 TM621 【文献标识码】 A
【文章编号】 1003- 2673(2009)07－57－02
１ 引言
随着火力发电机组容量的增大，主蒸汽管道、再热蒸汽管 道、主给水管道等热力管道的设计参数不断提高，管径及壁厚 也随之加大，管道应力分析也受到越来越多的重视，有些投资 方对设计单位的应力计算提出明确要求。热力管道的应力，主 要是由管道承受的内压、外部荷载、偶然荷载以及热膨胀等因 素引起的，管道在这些荷载作用下的应力状态十分复杂。进行 应力分析与计算，是研究管道在各种荷载作用下产生的力、力 矩和应力，从而判断管道的安全性,且满足所连接的设备对管 道推力（矩）的限定，同时使管道设计尽可能经济合理。管道应 力分析是热力发电厂管道工程设计的基础，对整个工程而言， 通过应力分析可以优化配管、合理布置管道支吊架，以使土建 投资及弹簧、补偿器等管道配件方面的投资更加合理化。
２ 管道应力分析
一般而言，热力管道管系多为三维空间走向，由一条或多 条主管及数条支管组成，有些管系甚至会含有一个或多个环行 结构。在进行应力分析之前需根据管道走向建立管道应力分析 的三维立体图，确定应力分析的结构参数。 2.1 管系荷载的确定
管系所承受的荷载大致可以分为四类： （1）压力及温度荷载：热力管道可能在几种不同的压力和温 度条件下运行，在计算时应根据实际情况确定最不利的一组压力 和温度条件，以便计算管道在最危险工况下的能否满足条件。 （2）持续外载: 包括管道基本载荷（管子及其附件的重量、 管内介质重量、管外保温的重量等）、支吊架的反力、以及其它 集中和均布的持续外载。 （3）热胀及端点附加位移: 管道由安装状态过渡到运行状 态, 由于管内介质的温度变化,热胀冷缩使管道发生形变；与设 备相连接的管道, 由于设备的温度变化而出现端点附加位移, 从而对管道产生约束，使管道发生形变。 （4）偶然荷载：包括风雪荷载、地震荷载、流体冲击以及安 全阀动作等而产生的冲击荷载。这些载荷都是偶然发生的临时 性荷载, 而且不会同时发生，在一般静力分析中，可不考虑这些 荷载。 2.2 荷载工况
（3）对于作用力距过大时，应分析力距方向及变形方向， 用产生力距（或变形）的限位装置来减小力距。
（4）对于同一个力（或力距）分量的冷热两种状态的代数差 值超过设备对冷状态和热状态的允许推力（距）值之和时，一般 为管道的柔性不够，可以考虑改变管系布置，增加管道的柔性。
（5）调整冷、热态力（力距）的比值时，可以试用改变冷紧
上述条件确定以后就可以对管系进行初算，并根据初算结 果进行调整。通过查看一次应力、二次应力的计算结果，冷态、 热态位移，设备接口受力，支吊架受力（垂直荷载、水平荷载）， 弹簧表等以确定结果是否满足计算要求并根据结果进行调整。
３ 解决管道应力问题的常用方法
对管道进行应力分析时，往往会出现计算不能满足要求的
（上接第 42 页）
防止过热外，还要重视换向器和电刷的日常精心保养工作。 （1）保持换向器表面清洁，定期吹扫、清擦，不能使用任何
液体溶剂，包括工业酒精，防止这些溶剂造成换向器表面、云母 等材料的烧蚀。
（2）若换向器表面出现轻微条纹或凹槽，要采取研磨或抛 光方式处理后用干净绸布擦拭表面，以利于形成和保护氧化膜。
参考文献 [1]唐永近.压力管道应力分析[M].北京:中国石化出版社,2003. [2]赵艳梅,张文格等.压力管道应力分析的一般途径与可靠性讨论[J].压 力容器,2001,(4). [3]林友新,窦洪,肖志前.火力发电厂汽水管道应力验算与应用[J].广东 电力,2005（5）. [4]DL/ T 5054—1996,火力发电厂汽水管道设计技术规定[S].
一般情况下，管道应力计算主要考虑安装和运行两种工 况。安装工况是指管道在常温下，考虑内压、持续外载条件下管 道的受力情况；运行工况是指管道在运行条件下考虑内压、自 重及运行温度情况下的荷载工况。 2.3 计算软件的选择
由于计算机的不断普及，国际上出现了一批管道应力分析 专用的计算机程序。其中一些程序经过不断升级和完善，软件 的功能和使用的方便程度都达到了相当高的水平，已成为国际 公认和通行的管道应力分析软件。国内也出现了一些自行编制 的管道应力分析程序，这些程序往往针对性和目的性较强，效 率较高但功能比较单一，与国外软件相比还有一定差距，算不 上真正商业化的软件。目前,使用较多的管道应力分析软件有: 美国 COADE 公司的 Caesar II、美国 AEC Croup 公司的 CAD pipe，美国 AAA 公司的 Triflex 等。其中 Caesar II 软件是进行 管道静力分析和动力分析的专用程序,功能比较齐全,可考虑管 道的非线性约束,如管道与支架间的摩擦力、限位支架的间隙 等,通过计算可得出设备管口受力、管架受力、管道一和二次应 力、法兰受力、弹簧规格(如有弹簧支架) 、管道各节点位移以及 管道振动频率等。 2.4 边界条件及约束处理
2009 年 7 月 第 7 期（总第 128 期）
广西轻工业
GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY
机械与电气
热力管道设计中的应力分析
袁立方
（广西电力工业勘察设计研究院，广西 南宁 530023）
【摘 要】 在指出对热力管道进行应力分析重要性的基础上，提出了热力管道应力分析的一般模式以及对管道应力分析中
施加的边界条件和约束对管道的计算至关重要，其作用与 影响有时远远大于压力载荷, 因而必须仔细考虑现场参数，力求 给出的边界条件和约束与现场情况一致。一般热力管道的管系 中有多种形式的约束: 滑动支架、导向支架和固定支架等。计算 模型中对上述支架对管道的约束可分别进行简化。滑动支架约 束处受约束的方向（与管道轴线垂直的方向）位移定为零，不受 约束的方向 （轴向）位移自由, 另外三个转角自由；固定支架约 束处, 三个方向位移均限定为零，另外三个转角也限定为零。 2.5 管道初算与调整
【作者简介】袁立方（1980－），男，河南驻马店人，助理工程师，工学硕士，从事热力发电厂设计工作。
57
时候，就需要采取一些措施加以解决。 3.1 应力结果不满足
通过查看应力计算的结果，我们可以看出确定是一次应力 还是二次应力不能满足要求。管道在持续荷载和偶然荷载作用 下的应力属于一次应力的范畴；如果一次应力不合格，可以通 过减小支吊架的间距来调整。管道在热胀冷缩及端点受到约束 时产生的应力属于二次应力的范畴；如果二次应力不合格，只 能改变支吊架的类型或是重新布置管系。 3.2 对设备接口的推力（距）超载
（3）经常检查电刷的磨损情况，保持电刷与换向器接触良 好，注意观察电刷火花的级别，及时更换磨损过度的电刷。
只有坚持不懈的日常精心维护与保养工作，才能保持直流 电机的使用性能，减少故障率，延长使用寿命。 6.2 电控柜部分
这两种型号刮刀离心机的电控柜维护与保养方法相同，主 要有以下几点：
（1）经常清扫电控柜灰尘，保持电气各部分的清洁。（2）电 控室要保持良好的通风散热状况，防止过热，保持室内干燥。 （3）经常检查和拧紧接线端子，保持电气良好的绝缘性能，防止 工作失灵。（4）检查各接触器触头的烧蚀情况，对烧蚀较轻的， 可用砂布给予打磨，使其接触面平整；严重的，要予以更换，防止 事故发生。（5）检查各继电器的工作是否正常，对有异常的，要 及时更换。（6）日常操作中，经常注意机器各执行器件的相互正 确位置，运行程序和参数是否正常。运行中突然停电后再开车
时，要对各运行数据重新检查核对，如程序和数据出错或偏离， 应及时进行更正和调整，并经空车试运行后再投入使用。
７ 总结
综上所述，数字式交流调速刮刀离心机 XG- 1500AT 比数 字式直流调速刮刀离心机 XG- 1500AT- Z 具有以下优点：
（1）数字式交流调速刮刀离心机 XG- 1500AT 分离能力 高，分离过程迅速，分离效果好。（2）数字式交流调速刮刀离心 机 XG- 1500AT 工作周期短，生产能力大。（3）数字式交流调 速刮刀离心机 XG- 1500AT 功效高，节能效果显著。（4）数字 式交流调速刮刀离心机 XG- 1500AT 维护与保养比较方便和 简单。