Pomiar i regulacja sił w zawieszeniach ciśnieniowych elementów kotłów energetycznych
Pomiar
Aby uniknąć nadmiernej koncentracji naprężeń w ścianach ekranowych oraz w innych elementach kotła oraz zapewnić ich właściwe położenie, obciążenia w zawieszeniach muszą być dostosowane do projektowego rozkładu sił. Pomiar sił w zawieszeniach wykonywany jest przy użyciu hydraulicznych układów pomiarowych zapewniających osiowe odciążanie głównych nakrętek mocujących cięgna. Układ pomiarowy składa się z uchwytu mocującego dostosowanego do średnicy gwintu cięgna, zespołu siłowników hydraulicznych odpowiednio dobranych do przewidywanego obciążenia w cięgnie oraz z pompy hydraulicznej wyposażonej w certyfikowany manometr.
Obliczenia
Obliczenia wykonywane są za pomocą autorskiego programu obliczeniowego. Utworzona tabela regulacji zawiera wartości zmian sił jakie należy dokonać w określonych zawieszeniach w celu uzyskania pożądanego ich rozkładu zgodnego z założeniami projektu kotła. Obliczony zostaje również dopuszczalny zakres tolerancji siły po regulacji zawieszenia, przyjęty w granicach ±10% siły zredukowanej. W oparciu o wyniki ww. obliczeń uzyskanych w drodze procesu numerycznej symulacji regulacji, realizowana jest regulacja sił w zawieszeniach.
Regulacja
Regulację sił w zawieszeniach badanego układu mechanicznego przeprowadzamy w taki sposób, aby przyjęły one wartości zredukowane, proporcjonalne do projektowych, określonych w aktualnej dokumentacji technicznej kotła.
Selekcja i podział zawieszeń na układy niezależne dokonywane są w oparciu o dokumentację kotła oraz doświadczenie inżynierskie uwzględniające podatność zawieszeń poszczególnych elementów kotła oraz ich wzajemną interakcję.
Weryfikacja
Weryfikacja obciążenia zawieszeń polega na powtórnym pomiarze sił we wszystkich cięgnach badanego układu mechanicznego i ich ewentualnym doregulowaniu.
Sprawozdanie
Po regulacji zawieszeń układu mechanicznego tworzone jest SPRAWOZDANIE.
- Sprawozdanie zawiera zakres pracy, metodykę pomiaru, wyniki pomiarów przed i po regulacji, obliczenia oraz wnioski i zalecenia.
- Dane liczbowe (wyniki regulacji) pokazane są również w postaci przejrzystych wykresów 2D ukazujących „obraz” obciążeń przed i po regulacji zawieszeń.
- Dołączone do sprawozdania wykresy 3D regulowanych układów zawieszeń, pokazujące odchyłki sił zmierzonych od wartości sił zredukowanych, pozwalają jednym spojrzeniem ocenić przeciążenie lub niedociążenie poszczególnych ścian, naroży ekranów szczelnych, komór przegrzewaczy, rurociągów itp. przed ich regulacją. Przy zestawieniu tak przedstawionych historycznych danych możliwe jest wychwycenie ewentualnych skłonności układu np. do przemieszczania w określonym kierunku. Dodatkowo porównując dane stanów zimnego i gorącego pracy kotła można łatwo określić zmiany oraz wielkość sił podczas jego rozpalania lub odstawiania.
Prace związane z regulacją zawieszeń zapewniają:
- właściwy rozkład sił w elementach konstrukcyjnych urządzeń,
- uniknięcie trwałych odkształceń konstrukcji nośnej,
- wydłużenie żywotności elementów zawieszeń,
- odblokowanie zatartych zespołów sprężynowych,
- właściwe kierunki wydłużeń termicznych regulowanych układów,
- uniknięcie koncentracji naprężeń elementów kotła, np. komór,
- eliminację nadmiernych drgań obiektów,
- możliwość sprawdzenia poprawności założeń projektowych,
- mniejszą awaryjność ścian ekranowych kotła (nieszczelności, odkształcenia),
- możliwość wprowadzenia odpowiednich zmian konstrukcyjnych w zawieszeniach celem polepszenia ich wzajemnej współpracy,
- możliwość korekcji obciążeń zawieszeń spowodowanych nierównomiernym osiadaniem fundamentów (np. szkody górnicze),
- sprawdzenie poprawności działania elementów składowych podwieszeń kotłów i rurociągów (wskazanie uszkodzeń cięgien, pęknięcia sprężyn itp.)
- uniknięcie zerwań połączeń spawanych węzłów w dolnych częściach cięgien pracujących w wysokich temperaturach,
- możliwość korygowania obciążeń podczas modernizacji kotłów, przy których następuje przesunięcie środka ciężkości kotła (np. przy wymianie palników na palniki niskoemisyjne).