失稳故障

失稳故障（通用7篇）

失稳故障 篇1

摘要：随着广东电网多馈入以及交、直流混合复杂网络格局的形成,外送输电容量的比例逐渐增加,对广东电网电压稳定问题产生了重要的影响。根据2009年电网实际情况,分析了广东电网电压稳定故障失稳模式,提出了针对机组、负荷和线路采用不同的模式分析策略,通过对失稳故障筛选和动态仿真后,提出了抑制失稳的措施,以及不同措施在故障中的组合和优化,具有较强的工程实际意义。

关键词：电压稳定,失稳故障,模态分析,参与因子

2009年,广东内部电网的500 kV主网架构尚未足够坚强,外网注入功率比重较大,负荷高度集中使得网络潮流分布不均衡,外环部分的潮流轻,内环网架潮流很重,电网承受大扰动的能力减弱。

在电网电压失稳故障模式分析中,国内外在理论上和实际工程应用中均已进行了较为广泛的研究[1,2,3,4,5,6,7,8],文献[1]比较全面地介绍了电压失稳的现象、分析方法和应对措施。文献[2]从静态分析和暂态分析两方面对北京电网进行了全面的电压安全性评估,但仅从无功补偿和切负荷角度进行电压稳定分析。文献[3,4]提出运用模态分析来评估大型电力系统的电压稳定问题,迄今运用模态分析已成为比较广泛的分析方法。文献[5]提出了改进的模态分析方法,引入了新的概念和指标,考虑了无功和有功对系统电压稳定的影响。文献[6,7]针对2005年广东电网暂态电压稳定问题进行了分析,但仅提出运用静止同步补偿装置(STATCOM)和紧急功率调制来解决电压稳定问题。

本文在静态分析时采用模态分析来确定静态电压稳定节点,并提出了失稳模式中基于网络潮流的粗略筛选策略,可对模态分析确定的薄弱环节进行有益的补充。在对筛选出的电压失稳故障模式进行动态仿真后,提出了相应的应对措施,并对不同措施进行了组合、优化和分析。

1 电压失稳故障及其故障模式分析策略

在电力系统的运行和规划中,分析各种事故状态下系统的电压稳定性是一项基本任务。对于复杂的大电力系统通常包括上千条支路和节点,因而有大量的预想事故需要分析。这类预想事故不仅仅只是因短路故障引起的设备或线路的投切,也包括设备单纯的开断故障,有时也指一种不正常的运行方式,例如相对于系统基态可能有多个设备同时退出。在这些预想事故中只有少数故障对系统的电压稳定性有着重大的影响,故这类预想事故可称为失稳故障。失稳故障表示系统不存在故障后的稳定运行点(与动态过程无关)。

如何快速又比较准确地辨识出失稳故障,需要采用简单而实用的快速分析策略来识别严重故障并估计它们的电压稳定边界。故障模式分析包含支路故障分析、发电机组故障分析和负荷节点分析,针对不同类型故障采用不同的分析策略。本文对于发电机组故障和负荷节点故障分析采用模态分析,针对支路故障分析采用两阶段分析策略,第一阶段以潮流计算为基础的分析策略,第二阶段同样采用模态分析。通过分析策略的筛选,可以得到所需的预想事故集以及薄弱节点和区域。

2 发电机组和负荷故障模式分析

发电机组和负荷采用模态分析来确定系统静态电压稳定薄弱点。模态分析[3,4,5,8]是通过计算潮流雅可比矩阵的特征值求出最小特征值及其特征向量。每一个特征值与电压和无功功率的变化模式相关,其大小反映了电压不稳定的相对量。特征向量用来描述模态,提供关于网络元件在每一个模式中参与程度和电压失稳机理的信息,其中与最小特征值相关的右特征向量的最大元素与系统内电压最灵敏的关键节点对应。

当特征模式为失稳模式或弱稳模式,参与因子越大,则该节点为系统失稳节点或最薄弱节点,从而可以得到关键机组和关键负荷节点。

以广东电网2009年夏季大运行方式(下称夏大方式)为例(本文算例均为夏大方式下,未考虑云广特高压线路投运),通过计算可以得到广东电网的关键机组和关键负荷节点,限于篇幅仅列出部分数据(见表1、表2)。

由表1可知,在关键机组中,无功备用容量较低的机组主要集中在茂名、德胜、台山、沙角C和广州抽水蓄能等。由表2可知,对电压稳定有关键影响的绝大部分负荷节点集中在广州、深圳等粤中地区,粤中地区因负荷快速增长导致无功不足而诱发电压稳定问题的概率最大。

3 输电线路故障模式分析

输电线路的最大负荷传输能力是系统电压稳定性的一个非常重要的因素。线路有功和无功功率损失的大小,即包含了线路输送容量大小的信息,也包含了线路电气距离长短的信息,它可以用来度量系统的电压稳定性。线路输送功率越大,电气距离越大,功率损耗就越大,反之则较小。所以,线路功率损耗能在一定程度上反映该线路在输电系统中的参与程度。因此,本文针对传输线路第一阶段所采用的以潮流计算为基础的分析策略,就是将无功损耗较大的线路或有功损耗较大的线路与输送功率大和电气距离短的线路退出运行,视为可能存在的失稳事故。

仅通过上述第一阶段策略,输电线路失稳故障分析则不够细致,因此可进一步采用第二阶段的模态分析,进行更为细致的故障失稳模式分析。

当无功注入量沿右特征向量ui的方向变化时(△Q=Kiui,Ki为比例系数,标量),引起电压幅值△U的变化为

式中:λi为特征值元素。

这样就可以求出特征模式λi下的输电支路无功损耗值,从而得到第j条输电支路对第i个特征模式的参与因子ρLji为

式中:△QLmaxi为特征模式下支路无功损耗最大值。

参与因子ρLji越大,无功负荷变化较小时仍会引起支路无功损耗越大。因而特别是在电压稳定性弱的区域内ρLji值较大的支路,是特征模式λi稳定与否的关键支路。

2009年部分500 kV关键线路如表3所示。

广东电网内部线路故障中,线路潮流重、参与因子大的线路对电网影响最大。同时由于外部馈入输电通道潮流比内网支路潮流要大得多,这也是影响电网稳定的关键因素。

4 广东电网失稳故障仿真分析及其对策

电压失稳模式理论上的分析通常采用静态分析,但是静态模式分析只能反映实际电力系统的粗略的故障位置及其大概趋势。如要比较准确地反映实际电网故障后系统表现的动态行为,则需要对失稳故障进行动态仿真。

4.1 计算条件

仿真软件采用中国电力科学研究院开发的BPA稳定程序,发电机模型采用E"d和E"q变化模型,考虑发电机的调压及调速系统,并计及机械阻尼转矩系数。负荷模型采用由恒定阻抗(30%)、恒定电流(40%)、恒定功率(30%)并计算频率特性因子的综合负荷模型。

判断电压稳定的标准:枢纽母线电压低于0.75 pu、持续时间在0.8～1.0 s为临界稳定状态;低于0.75 pu、持续时间超过1 s则视为失稳状态。

4.2 失稳故障动态仿真分析

通过静态分析,从大量的预想事故中筛选出失稳故障。根据动态仿真表明,输电线路发生“N-1”故障时,广东电网能够保持稳定;在关键线路的“N-2”故障下,广东电网失稳。具体的“N-2”失稳故障线路如表4所示。

在这些失稳故障中,绝大多数为耦合失稳,即同时存在功角失稳和电压失稳,仅有北郊-增城三永切双回故障时,北郊地区表现为单纯电压失稳问题。其中莞城、白花洞地区电压失稳表现为电压大幅度振荡,其原因为在“N-2”失稳故障后,莞城、白花洞地区成为电气孤岛。

4.3 失稳故障对策分析

针对失稳故障所采用的措施通常有切除机组、切负荷、投入无功补偿装置[9,10,11]、备用电源自投等。在交直流混合电网中,高压直流的动态运行特性[12,13,14](如直流调制)也是抑制失稳的一种有效措施。功角失稳后最有效的措施就是切除机组,而切负荷和投入无功补偿装置则是有效抑制电压失稳的措施。直流调制对改善功角稳定问题效果较好,但对于改善暂态电压失稳问题要根据情况来定。引起广东电网失稳的故障较多(见表4),限于篇幅这里仅对外部通道、内网故障和电气孤岛这3类典型失稳故障各举一例进行研究。

4.3.1 高肇直流系统双极闭锁故障

高肇正常输送功率为3 000 MW,双极闭锁故障同时切除换流站无功2 590 MW后,中断的功率自发地转移到西电东送的交流输电通道上,由于交流通道输电功率极限的约束,送端机组窝电,受端功率不平衡,导致功角和电压耦合失稳。这类故障通常会造成整个电网的功角和电压失稳,故障危害最严重。对于该类故障采取的措施主要有切除机组、切负荷和投入无功补偿装置等。

高肇直流系统双极闭锁故障下,本文采用3种措施的方案对该故障进行处理。

1)仅采取切除机组措施。需要切除纳雍1 600 MW机组。广东500 kV母线的暂态电压大于0.8 pu,系统电压减幅振荡衰减,但振幅较大,因此恢复时间较长。

2)天广、兴安直流系统调制方式采用双侧频率调制,同时只需切掉纳雍600 MW机组发电,系统可维持稳定,广东电网主网电压最低为0.912 pu。

3)天广、兴安直流系统采用双侧频率调制,同时在西电东送通道的薄弱节点贺州安装500Mvar动态无功静止无功补偿装置(SVC),提高交流输电极限。该方案实施后,贺州最低暂态电压达到0.758 pu,广东电网主网暂态电压最低为罗洞母线电压,也达到了0.897 pu。

在这3种方案中,方案3较前两种方案具有更强的经济技术优势。动态无功装置不仅提升了输电通道的功率极限,也改善了电网薄弱节点的电压运行水平。

4.3.2 北郊-增城故障

北郊侧线路三相短路切双回故障,广东电网没有发生功角失稳问题,但引起北郊地区暂态电压失稳。其中北郊地区的鹿鸣变电站、天河变电站、永福变电站、麒麟变电站暂态电压水平低于0.75 pu,持续时间达到或超过1 s,达到电压失稳标准。

由于北郊紧靠天广和高肇直流系统落点,故障后直流换流母线电压降低导致直流运行需要消耗更多的无功功率,而动态负荷的无功需求增大进一步使得北郊地区无功缺额变大,导致了北郊地区出现单纯的暂态电压失稳。

对于大负荷中心单纯的暂态电压失稳问题,最有效的措施就是切负荷和快速投入动态无功补偿装置。北郊地区电压失稳后采用切负荷793MW后,电网稳定。鉴于北郊地区电压未长时间持续下降,切负荷措施代价太大,因此在北郊地区采用SVC补偿。经计算表明,在北郊地区投入410 Mvar的SVC可使电网恢复稳定,如图1所示。

直流调制在抑制单纯暂态电压失稳的表现有利有弊。经仿真研究表明,在直流系统采用调制后,由于直流系统具有快速动态运行的特点,在故障初始期间会加剧地区无功不足,电压下降较不加直流调制时要低,但在恢复电压水平方面速度较快。与不加直流调制相比,北郊地区暂态电压失稳时间缩短了约0.2 s。在进行无功补偿后,有直流调制的节点电压恢复到1.0 pu的时间要短,但故障初期电压比仅投无功补偿要低。因此在单纯的暂态电压失稳中,采用直流调制要谨慎。

4.3.3 增城-莞城故障

2009年,在分区供电方式下电网正常运行时,莞城-白花洞线路并不投入运行。增城-莞城三相短路切断双回时,莞城地区为电气孤岛运行,电压呈大幅振荡。为维持莞城地区电网稳定,可采用以下对策。

1)莞城地区切负荷,切负荷量高达2 480MW,几乎是切掉莞城地区的全部负荷。

2)备自投及时投入运行。经研究表明,当备自投检测到该故障,0.5 s后投入莞城-白花洞备用线路,莞城地区不需切负荷,电压能恢复到正常水平,不会导致电压失稳问题。

3)该故障下,直流调制和无功补偿投入对该地区失稳问题没有实质效果。

5 结语

本文针对2009年广东电网实际规划运行情况,采用多种方法对广东电网电压稳定性问题进行了深入的分析。主要研究了从机组、负荷和输电线路对静态电压稳定的影响,采用模态分析和基于潮流的筛选策略确定系统的关键机组、负荷和输电线路,从而得到电压失稳故障模式。在对失稳故障进行动态仿真分析,提出了应对电压失稳的措施,对实际工程具有一定的指导和借鉴意义。

失稳故障 篇2

关键词：机组失稳振动,故障分析,解决办法,消除

1 概述

华电能源哈尔滨市第三发电厂600MW汽轮机, 系由哈尔滨汽轮机厂引进西屋电气公司的技术制造生产, 其型号为N600-16.7/537/537-I。N600型汽轮机一次中间再热、单轴、四缸、四排汽、双背压、凝汽式机组。汽轮机全长为31.822米。本体总重1270吨。本机组整个轴系由高、中、低压转子、发电机转子组成。主油泵轴与主轴转子的连接, 及其各转子连接方式均采用刚性联接。

2 机组现状分析

该机组存在着不稳定的隐患, 主机轴系及支撑基本处于失稳边缘, 稍有扰动就会产生失稳振动。通过对机组运行中参数、轴系振动、轴瓦标高等分析归纳出如下几种因素:

2.1 前、中箱台板滑动膨胀不畅, 左右侧膨胀有偏差。

2.2 轴系标高不合理;一瓦标高降低, 承载大。

2.3 供热抽汽调整时, 供热导汽管膨胀, 使机组#4、#5瓦失稳。

2.4 机组冷态启机时, 暖机时间不够, 膨胀不均, 各轴瓦均有失稳情况。

2.5 凝汽器真空波动时低压侧#5、#6、#7、#8瓦可能失稳。

2.6 机组带负荷中, #6、#8轴瓦振动突变, 轴系失稳, 失稳性质为油膜涡动。

2.7 变工况时, 励磁机11瓦振动值在临界边缘。

2.8 汽轮机基础台板地脚螺栓松动, 基础轴承座不稳。

通过分析, 对机组轴瓦负荷分配、轴瓦状态、滑销系统、通流间隙等做详细检查后, 按照汽轮机厂技术设计标准精细检修、重点改进。停机前, 做机组性能试验。

3 失稳因素分析

600MW机组由于体积庞大, 自身荷载大、轴系长, 因此检修时, 应综合分析考虑其相关因素。自定切实可行检修工艺方案, 并加以优化改进。

3.1 机组中心的影响;

机组中心优劣是保证汽轮机安全运行的关键。汽机中心受汽缸、各部套、连通管自重影响, 必须对三种状态下, 机组中心状况对数值变化的影响、分析确定变化量, 这是机组找中心半实缸状态下的依据。测量机组解体中心有半实缸、实缸、带导气管实缸三种状态, 三种状态下中心值对回缸时找中心十分重要。

3.2 轴系不平衡影响有两个原因:

一是轴瓦支承刚度低, 在不大的激振力作用下, 就会产生显著的振动;二是转子或轴系中, 相邻的某一个转子动刚度低, 在不大的激振力 (不平衡) 作用下, 转子产生显著的挠曲, 使本转子或相连转子不平衡增大, 从而使转轴或轴承产生显著振动。

3.3 通流间隙的影响;

通流间隙小时, 使机组动静部分发生摩擦, 产生振动。通流间隙大时, 将造成级内损失增大蒸汽不做功, 机组热经济性降低。

3.4 滑销系统的影响;滑销系统不畅、卡涩, 使机组膨胀受阻、机组将失稳而振动。

3.5 轴瓦的影响;

轴瓦结构形式、刚度的不同、轴瓦间隙的优劣, 直接影响机组的稳定。此机组轴承支撑, 采用瓦枕悬挂式结构。轴瓦偏移量是用加减瓦枕立垫和水平垫片方式来实现。研磨时应预留0.03过盈量, 保证研磨后机组转子位置不变。中心调整后, 应研磨轴瓦与瓦枕接触面, 保证接触面积达到75%以上。

3.6 轴承座台板滑动不畅, 汽缸热膨胀受阻。

3.7 凝汽器真空波动时, 对#5、#6、#7、#8瓦标高有影响, 影响机组转子中心线而产生失稳振动。

3.8 其它因素:

如机组运行中, 汽轮机叶片因应力过大而疲劳断裂产生的;机组冷态汽机时, 暖机时间不够, 动静摩擦产生的;改造增加了供热管线后, 机组膨胀受力增加, 汽流方式变化产生的;转子热弯曲引起动静间隙消失等等, 均可造成机组失稳振动。

4 相关问题的解决

4.1 轴瓦的选择:

4.1.1选择合适的稳定性较好的轴瓦, 消除轴瓦自激振动, 将#1轴瓦改为三油楔式可倾瓦。4.1.2汽轮机#5、#6、#7、#8轴瓦为过去的圆筒形瓦改为三油楔可倾瓦后, 因三油楔瓦不会产生失稳分力, 自激振动就不会产生, 从而增加了机组的稳定性。

4.2 现场检修研刮轴瓦时, , 将轴瓦上瓦乌金面宽度增加、调整减少

轴瓦顶隙、刮大轴瓦两侧间隙后, 加大了各上瓦的油膜力, 使轴颈上浮高度降低, 从而也提高轴瓦的稳定性。刮大轴瓦侧间隙往往与减少顶隙同时进行, 其目的是防止顶隙减少后, 轴瓦内油流量增加受到影响, 而使乌金温度升高。

4.3 减少轴瓦长径比、降低油的黏度和调整轴承座标高等三个措施, 均能提高轴瓦稳定性。

4.4 轴系中心:

大修中, 认真调整转子瓢偏、跳动, 严格执行大机组检修作业文件标准。参照以前的安装记录、检修记录, 合理调整轴系中心, 使之满足轴系曲线, 使转子中心调整后达到优良。 (应同时考虑本机组转子扬度、油档洼窝中心的变化) 。

4.5 大修中, 将高压缸吊走。

分解并吊走前箱与高压缸、高压缸与中箱、中箱与中压缸间定位中心梁。保证前、中箱台板研磨顺畅。前中箱台板研磨后质量标准:保证台板与汽缸、轴承座接触面平整、光洁, 0.03mm塞尺塞不入;保证接触面每25×25mm内接触点达3~5点, 接触面达75%以上。并保证机组膨胀顺畅不偏心。使之必须达到厂家及规范的要求。 (另外合理配置滑销系统间隙, 研磨L型垫铁, 配置定位中心梁)

4.6 两个低压转子正反第五级围带有断裂, 返厂配置、更换。现场动平衡试验合格。

4.7 大修中按照优化使用的新型汽封, 合理配置通流间隙值, 调整好高、中、低压缸各部分间隙。

保证机组启动后, 机组动、静部分不碰磨。并使之经济性更好, 机组更稳定。

4.8 将汽轮机低压转子X、Y轴解下, 视情况重新研磨对轮面 (研磨后重新铰对轮销子孔) , 保证研磨后瓢偏、晃动值合格, 对轮平面平整完好。

4.9 中心找好联对轮时, 应将更换的对轮销子配重合适, 对轮两端面高低差无变化。

4.1 0 对1~11号各轴承上下轴瓦乌金进行了全面检查, 保证轴瓦乌金无磨损, 无碎裂缺陷, 其他部件均无缺陷。

完毕后, 组装各轴承, 注意各个工艺环节质量关, 安装轴承瓦盖紧固螺栓的安装紧力。

4.1 1 励磁机11瓦回装前做跳动试验, 保证跳动值不超标。

4.1 2 机组做动平衡试验, 加配重。结束语

为保证工程质量, 必须提高检修人员水平;加强三级质量管理验收, 杜绝不必要的隐患发生;机组修后, 各项指标良好;影响机组失稳振动的因素很多, 准确的判断工作十分重要。优化后的各种汽封, 汽封间隙调整上还有待进一步探讨;轴瓦选择、使用、检修上应择优慎重考虑;机组启动后, 实时监督轴瓦振动;重点部位就地安置百分表同步监视。为了保证国产大型汽轮机组安全经济稳定运行, 需要我们不断探讨解决工作中的难题, 把机组在安装、检修、运行中带来的不利因素彻底消除。

参考文献

[1]N600-16.7/537/537型汽轮机安装部分说明.哈汽厂1992.

[2]N600-16.7/537/537型汽轮机安装部分说明.哈汽厂1992.

浅析边坡失稳与防护 篇3

1 边坡失稳分析

1.1 边坡失稳的分析特点

目前我国修筑道路时, 对于地形复杂或工程量大的边坡, 一般需要分阶段分析。首先, 对于地质勘探得到的资料进行整合研究, 由于勘探得到的资料少, 只能定性的对边坡的稳定性做出估计, 根据不同路段的地质构造和地质方位进行分析;其次, 对于定性分析得到有问题的区段, 进行详细勘测, 获得该地详细的地质水文资料, 再根据数据定量分析, 从而对道路两侧边坡的稳定性做出判断。在设计时, 边坡稳定系数的选取尤为重要, 一般是指滑动面的滑动力矩与抵抗力矩的比值。《岩土工程勘察》 (GB50021-2006) 规定:“边坡稳定系数Fs的取值, 对新设计的边坡, 重要工程宜取1.30~1.50, 一般工程宜取1.15~1.30, 次要工程宜取1.05~1.15。采用峰值强度时取大值, 采取残余强度时取小值。验算已有边坡稳定性时, Fs取1.10~1.25。”

1.2 边坡稳定性的影响因素

边坡的稳定, 主要由土体的抗滑能力来保持, 土体的破坏是由剪切而破坏的, 土体的下滑力在土体中产生剪应力, 土体的抗滑能力实质上就是土体的抗剪切能力。当土体下滑力超过抗滑力, 土方边坡就会在一定范围内整体沿某一滑动面向下或向外移动, 失去稳定性而发生破坏。边坡失稳的影响因素有很多, 主要分为内在因素和外在因素两种。

内在因素:包括岩土的性质、结构和地心力的影响等, 不同时期形成的岩土, 其性质有本质的区别, 质地坚硬密实, 风化程度弱的, 稳定性较高。

外在因素:包括风化作用、水的作用、地震和人工加卸载等。岩土暴露在大气中, 易受风化、水流冲刷和侵蚀的影响, 岩土出现裂隙后水雨水易灌入, 土质中细小的颗粒被流水会带走, 土质变得酥松, 使岩土的抗剪承载力减弱, 边坡土层的强度和稳定性受到一定的影响, 使边坡易发生失稳破坏。若边坡设计时角度选择不合理, 边坡开挖过度, 致使削坡加大, 施工时作用在边坡荷载加大, 都易造成边坡失稳破坏。

1.3 边坡失稳破坏的形式

边坡的失稳破坏易发生在岩土层薄弱和风化作用严重的地方, 只要细心观察, 会发现边坡失稳有一定的规律, 主要存在以下的破坏形式。当岩土斜坡的坡度缓于30°时, 受到重力影响会出现整体滑坡现象。当岩土斜坡坡度大于30°时, 由于岩土层本身的不稳定状态, 受到外界扰动, 垂直位移会大于水平位移, 从而发生崩塌。当边坡下方有地下水流动时, 岩土受到水的侵蚀, 会使岩土空隙强度降低, 在自身重力作用下发生剪切破坏, 这是明显的错落现象。除此之外还有流坍、剥落、冲刷等破坏形式。

2 边坡失稳的防护措施

边坡的失稳破坏会影响道路的正常使用, 对人民群众的生命财产安全产生威胁, 进而造成不良的社会影响。过去在施工时只考虑经济方面因素, 忽略边坡稳定性, 使用后发生失稳后才进行边坡的失稳防护, 这样做费力又不经济。边坡从设计阶段开始考虑边坡失稳的防护, 采用适当的方法, 从而避免失稳破坏发生。

2.1 边坡水排除措施

路基边坡破坏很大部分是由水的作用造成的, 边坡内的地下水以及表面的地上水, 都会危害边坡的稳定性, 一定程度上说及时排除边坡水是保证边坡稳定的先决条件, 边坡水的排除主要有以下措施:

边坡地下水的常见排除设施有泄水孔、集水井、边坡渗沟等。1) 泄水孔是一种十分经济的平孔排水措施, 不仅能节省工期, 还能节约资本和劳动力。它的设置应根据水的分布和土层特点而定, 优点是泄水孔的孔径大小不受流量的限制, 为50~100毫米。另外泄水孔的坡度也有要求, 一般规定不能小于10%。2) 集水井排水适合排出岩石面附近的水, 深度要求15~30m, 砌集水井应在滑动面外开挖, 并深入基岩2~3m。3) 边坡渗沟有利于排出深层地下水, 设计时应将边坡渗沟嵌入坡体, 泄水破坡度2%~4%, 根据地下水分布和流量等情况, 一般间距设为6~10m, 渗沟深度根据土层厚度而定, 宽度约为1.2~1.5m。

边坡地下水的常见排除设施有截水沟等, 截水沟也称为天沟, 是在路基坡顶外部活在路堤上方设置的排水沟。当遇到降水或洪水时, 截水沟可以拦截地面上的径流, 阻挡地面水对边坡和路堤的冲刷, 保护边坡不受地面水分侵袭。截水沟一般是地面水较大时才使用, 设计时纵向坡度不能小于0.5%, 以方便水流的流动, 遇到土质地段时, 应采取必要的加固措施, 避免水的渗漏, 在转折处不应成90°拐弯, 要以曲线连接。截水沟断面呈梯形, 底部不能小于0.5m, 深度根据现场情况而定。当截水沟底边横断面不能满足要求时, 可在一侧修筑土埂, 上部的宽度为1~2m, 背水面的坡度为1∶1~1∶1.5。截水沟的出口设置应注意水流的流向, 不能将水排到截水沟沟边, 可充分利用当地地形条件, 将截水沟的水排放到河流中, 避免因其自流对边坡造成冲刷。

2.2 常见工程防护与支挡措施

道路边坡分布范围广, 对自然环境的破坏范围大, 边坡防护时应综合考虑工程地质、水稳地质、边坡高度、环境条件和工期等因素选用不同的防护或支挡措施。常见措施如下:

1) 对稳定边坡, 可选用撒播草籽、铺草皮、植树、客土喷播植草等防护措施;

2) 对欠稳定边坡可选用三维植被网、挂网喷播植草、骨架植草、喷浆或喷射混凝土、护面墙、钢绳网主动防护、钢绳网被动防护等防护措施;

3) 对不稳定边坡应选用挡土墙、土钉墙、预应力锚索梁、抗滑桩等支挡措施。

2.3 挂网喷混植草防护

现代社会对美观效果的要求越来越高, 如果在保证边坡稳定的同时, 能够注意保护环境和创造环境, 采用适当的绿化防护会使公路具有安全、舒适、美观、与环境相协调等特点, 也将会产生可观的经济效益、社会效益和生态效益, 现阶段在东南沿海地区常见的生态防护措施为挂网客土喷播。

挂网客土喷播是一种新型的喷播绿化方式, 它利用特制喷混机械将按比例混合并搅拌均匀的有机基材长效肥、速效肥、保水剂、粘接剂、植物种子和水的混合物, 喷射到铺挂镀锌机编网岩面上, 由于粘接剂的粘结作用, 混合物可在岩石表面形成一个既能让植物生长发育, 种植基质又不被冲刷的多孔稳定结构 (即一层具有连续空隙的硬化体) , 种子可以在空隙中生根、发芽、生长。为了兼顾短期迅速覆盖坡面及长期恢复植被的效果, 在植物选择上选用草本、灌木、藤本种子进行混播, 并可在坡面上加种灌木、藤本, 通过播种和栽种双重手段, 确保坡面恢复植物的多样性和绿化的长久性, 通过植物改善边坡的生态条件, 能在短期内恢复自然生长, 最终达到植被自然演替, 从而达到快速恢复生态的目的。

植物应考虑当地气候条件和土壤的肥沃, 选择根系发达, 当地容易生长的多年生的植物, 为形成好的覆盖层并满足景观要求, 植物应混合种植, 不同种类、高矮的植物覆盖边坡, 灌、藤、草三者的比例一般选用3∶1∶6。植物种子不得含有杂质, 纯度应保证在90%以上。

有机基材应质地疏松、良好通气含有供植物生长的不同充足养分, 无病菌、无虫卵, 无有害物质, PH植适宜为5.0~6.5, 有机基材中固体、液体、气体三者的比例一般选用2∶1∶1。有机基材与固土剂, 保水剂、植物种子、水等混合均匀形成植生混合料, 采用专业的客土喷播机械进行喷射, 根据边坡岩性喷射厚度6cm~10cm, 当厚度大于6cm时应分二次喷射, 第一层喷射厚度5厘米左右, 待达到一定强度后, 再喷射第二层达设计厚度, 锚杆和锚筋都应被植生混合料包裹住。植生混合料配合比见表1。

镀锌机编网的网面可选择直径φ2.8mm的镀锌铁丝, 织网规格为5cm×5cm。一般情况下可采用U型钉从上而下铺挂网, 当边坡欠稳定时可根据边坡稳定程度采用直径φ16mm~φ32mm的螺纹钢筋形成锚杆, 锚固深度视边坡岩层的破裂程度及破碎层的厚度而定, 一般条件下单根长0.3m~1.2m, 为保证锚杆的稳定性, 在锚孔中注入M30砂浆。

3 结语

边坡是否稳定直接影响到道路行车的安全, 关系到道路是否畅通, 边坡的质量直接影响到道路修建的质量。随着人们对环境保护的重视, 边坡的防护不仅要求稳定而且要求美观, 种植植被以保护边坡则是不错的选择。本文详细论述了边坡失稳的特点, 造成边坡失稳的因素, 之后提出在设计阶段就要重视边坡防护的重要性。可以通过设置合理的排水措施, 减少地下和地面水对边坡可能的冲刷, 合理选择挂网喷混植草以加固边坡, 利用植被根系作用, 来稳固边坡, 还可设置挡土墙和抗滑桩来避免边坡失稳。

参考文献

[1]杜时贵, 潘别桐.小浪底边坡工程地质[M].北京:地震出版社, 1999.

[2]陈希哲.土力学与基础工程[M].北京:中国建筑工业出版社, 1994.

[3]李斌.公路工程地质[M].北京:人民交通出版社, 1999.

[4]陈新民, 罗国煜.基于经验的边坡稳定性灰色系统分析与评价[J].岩土工程学报, 1999.

滑坡失稳时间预测模型 篇4

滑坡是一种由渐变到突变的自然现象,而突变理论[1]主要是用来研究不连续变化现象,因此可运用突变理论来研究滑坡的渐变失稳过程。国内外已有许多研究者运用突变理论来研究滑坡[2,3],例如,秦四清等[4,5,6,7]将突变理论应用于斜坡失稳研究,建立了顺层滑坡失稳、层状岩体失稳和斜坡平面滑动失稳的尖点突变模型;还有一些研究者将突变理论运用于地震研究[8]。

本文考虑滑面介质的流变特性,结合滑坡监测资料,建立了一个简化的单滑面滑坡尖点突变力学模型。根据尖点突变理论的分叉集方程,得到了滑坡突滑时间的计算公式,为滑坡预报提供了初步的理论依据。同时,根据能量转化原理,导出了滑体突滑初速度的计算公式。

1 本构关系

图1表示单滑面滑坡二维模型,其中,AB段为蠕滑段;BC段为剪切段;CD段为后缘拉裂段;β为滑坡角;M为滑体的质量;Mw为滑体中水的质量。

剪切段介质的荷载位移关系:

其中,λ为剪切段初始刚度;uc为剪切段介质的峰值位移。

蠕滑段介质采用广义开尔文体本构模型,如图2所示。

将式(2)转化为荷载位移关系:

其中,u为蠕滑段位移,蠕滑段位移方向始终与滑动面平行;G∞为蠕滑段介质的长期剪切刚度,;G0为蠕滑段介质的瞬时剪切刚度,G0=G1;τr为松弛时间,。

将滑体视为刚体,即认为滑坡滑动过程中剪切段和蠕滑段作为整体沿滑动面下滑,因此剪切段和蠕滑段的位移可以认为相等。滑体位移u与时间的关系可通过拟合已有滑坡位移观测数据得到,并且可以根据具体的数据选择满足需要的多项式最高阶数。本文以三次多项式为例。

其中,u(0)为t=0时刻的初始位移,参数h1,h2,h3均可通过拟合实测数据得到。

2 平衡条件

将荷载位移关系式(3)转化为:

其中,a=G∞τr,b=G∞,c=G∞τr/G0。

考虑平面问题,取单位厚度的滑体,则如图1所示系统的总势能为:

根据平衡曲面方程的光滑性质,在尖点处有:

于是在尖点处有:

其中,uc为剪切段介质的峰值位移。

将平衡曲面方程式在尖点u1处展开成幂级数,截取前三项,并引入无量纲的状态变量:

尖点理论标准形式的平衡曲面方程:

3突滑条件及突滑时间

图3表示式(9)对应的带折叠翼的平衡曲面,x为状态变量,p和q为控制变量。平衡曲面上的双折线在p—q平面上的投影即为尖点突变的分叉集。图3中,当控制变量随时间的变化达到分叉集左支O1D时,状态变量x发生突变,即滑坡突然失稳。O对应于尖点,在尖点处状态变量也会发生突跳,但是突跳能量差为零。

式(9)中只有在p≤0时成立,因而可得发生突变的必要条件为:

式(10)表明滑体突滑失稳的必要条件仅取决于滑动面剪切段介质和蠕滑段介质的刚度比,即滑体突滑失稳是由系统本身的特性决定的。

由尖点突变理论可知,式(9)的分叉点集为:

当p<0时,有三实根,根据分叉集方程可得:

式(12)中只含一个变量t,且都是关于t的初等函数。当滑动面介质参数确定及滑坡实测数据拟合曲线方程已知时,就可根据上式确定突滑时间。

4结语

1)本文所建立的尖点突变模型考虑了滑动面介质的流变特性,而且与滑坡实测资料建立了一定的联系;2)滑体突滑失稳的必要条件仅取决于滑动面剪切段介质和蠕滑段介质的刚度比,即滑体突滑失稳是由系统本身的特性决定的;3)本文根据尖点突变理论的分叉集方程,得到了滑坡突滑时间的计算公式,为滑坡预报提供了初步的理论依据。同时,作者根据能量转化原理,导出了滑体突滑初速度的计算公式。

摘要：建立了一个简化的单滑面滑坡力学模型,运用尖点突变模型中状态变量的突变来反映滑体的突滑,分析了单滑面滑坡的失稳机制,分析结果表明:滑体突滑失稳的必要条件仅取决于滑动面剪切段介质和蠕滑段介质的刚度比,得到了滑坡突滑时间的计算公式,导出了滑体突滑初速度的计算公式。

关键词：滑坡,突变理论,流变,尖点突变,滑动时间

参考文献

[1]桑德斯.突变理论入门[M].凌复华,译.上海:上海科学技术出版社,1983:32-34.

[2]房营光.土质边坡失稳的突变性分析[J].力学与实践,2004(26):24-27.

[3]高鹏,艾南山.土质滑坡体破坏的突变模型[J].工程地质学报,1994,2(4):67-76.

[4]秦四清.斜坡失稳的突变模型与混沌机制[J].岩石力学与工程学报,2000,19(4):486-492.

[5]秦四清.斜坡失稳过程的非线性演化机制与物理预报[J].岩土工程学报,2005,27(11):1241-1248.

[6]Qin Siqing,Jiao Jiu Jimmy,Wang Sijing.A cusp catastrophe modelof instability of slip-buckling slope[J].Rock Mechanics andRock Engineering,2001,34(2):119-134.

[7]Qin Siqing,Jiao Jiu Jimmy,Wang Sijing.A nonlinear catastro-phe model of instability of planar-slip slope and chaotic dynami-cal mechanisms of its evolutionary process[J].InternationalJournal of Solids and Structures,2001(38):8093-8109.

[8]殷有泉,杜静.对一个地震突变模型的讨论[J].中国地震,1994,10(4):363-370.

边坡失稳的动物效应探讨 篇5

本文借鉴地震发生前一定范围内的大地生态系统会发生一系列变化, 如岩体之间产生静电从而破坏原有的地下水环境, 有SO2气体溢出, 地表位移, 地应力变化等。以上变化会造成生活在地球表面部分动物的不适应, 进而会出现一些异常现象, 我们可以通过观察这些异常来判断是否有发生地震的可能。公路边坡上也会生存着各种动物, 我们把边坡看作是一个小生态系统, 那么在其稳定性遭到破坏时, 也会表现出一些因素的变化, 这对长期生存于其上的动物产生刺激作用, 进而引发出一些异常现象, 我们可以通过观察这些异常来对边坡是否处于稳定状态进行初步判断, 起到公路边坡安全预警的效果。

1地震的动物效应

在发生地震之前, 生活在震源一定范围内的动物会表现出一些异常的行为, 我们可以通过观察这些异常来判断是否有发生地震的可能。历史上通过观察动物行为对地震进行成功预测的事件时有发生, 生活在地球上动物, 因为其特殊性往往对地震的敏感性要高于人类。

动物在地震前所表现出现出来的异常活动, 绝大多数是通过感觉器官对周围环境中所出现的某些与地震发生有关的地球物理、地球化学信号的感觉传导反应, 并以某种形式的行为活动表现出来。地震孕育期间, 大地岩体在应力应变逐渐积累、加强的过程中, 会引起震源及其附近的物质发生地震活动或者地表的明显变化以及地磁、地电、重力等地球物理异常, 地下水位、水化学、动物的异常行为等。许多动物的某些器官感觉特别灵敏, 它能比人类提前知道一些灾害事件的发生, 例如海洋中水母能预报风暴, 老鼠能事先躲避矿井崩塌或有害气体的侵入等。伴随地震而产生的物理、化学变化 (振动、电、磁、气象、水氡含量异常等) , 往往能使一些动物的某种感觉器官受到刺激而发生异常的反应。如一个地区的重力发生变异, 某些动物可能能够通过它的平衡器官感觉到;一种振动异常, 某些动物的听觉器官也许能够察觉出来;地震前地下岩层早已在逐日缓慢活动, 呈现出蠕动状态, 而断层面之间又具有强大的摩擦力, 于是有人认为在摩擦的断层面上会产生一种每秒钟仅几次至十多次、低于人的听觉所能感觉到的低频声波。人只能感觉得到每秒20次以上的声波, 而动物则不然。那些感觉十分灵敏的动物, 在感触到这种声波时, 便会惊恐万分、狂躁不安, 以致出现冬蛇出洞、鱼跃水面、猪牛跳圈、在浅海处见到深水鱼或陌生鱼群、鸡飞狗跳等异常现象。

2边坡失稳

(一) 边坡监测方法现状

针对日益严重的边坡安全问题, 如何对其所处稳定状态进行准确判断是一门关键问题和技术, 当前工程实践中将边坡的稳定状态分为强稳定、弱稳定、不稳定三类[2], 针对未失稳边坡 (包括强稳定和弱稳定) , 我国目前所采用预警方法的指标包括位移速率指标、应力增长速率指标、位移矢量角、宏观指标等。在部分应用中基于监测信息提出了考虑变形机制的边坡预测模型, 采用其模型可以对边坡的变形进行动态预测, 结合边坡预警指标可以实现边坡稳定性预测和预警。针对己失稳边坡 (不稳定) , 目前主要所采用的是基于条分法的边坡演化动力学预测模型, 该模型可以模拟滑坡从启动到破坏的运动全过程, 并能够预测边坡失稳后的滑动速度和危害范围。

另一方面, 通过锚杆轴力监测对边坡的稳定性做出评价与预警, 为公路岩质边坡的安全运营提供了一套全新的经济可靠的监控方法。该方法利用全长粘结锚杆作为边坡内部应力变化传递的"媒介", 通过锚杆轴力的变化对公路岩质边坡的稳定性进行评价。

(二) 失稳过程分析

边坡的失稳破坏并不是瞬间发生, 而是经过时间的累计变形最终产生结构变异。边坡在发生失稳破坏之前都会有一个逐渐变化的过程, 有关研究表明, 边坡失稳在时间上, 斜坡变形一般要经历初始变形、等速变形、加速变形3个阶段;空间上, 滑坡的地表裂缝会随着变形的不断增加逐渐形成完整配套的裂缝体系。在边坡失稳演变的过程中, 其伴随着一系列变化, 其中包括边坡的声环境、水环境、光环境等。声环境方面, 边坡在发生失稳破坏的过程中会产生一系列有可能人耳无法识别的声波, 水环境方面, 边坡的失稳过程中必定伴随着地下水位、孔隙水压力等的变化。生活在其上的动物对这些变化所引起的生活环境的改变会感到不适应, 从而表现出一些异常行为。其所利用的原理与地震前会发生环境因素的变化从而导致生活在其上的动物表现出异常现象是类似的, 如果把地震影响范围内的动物作为一个生态系统, 那么边坡便是一个小的生态系统, 无论怎样的一个生态系统, 它的变化都会导致生活其中的动物出现一些异常行为。

3应用展望

通过对边坡长居动物生活习性的观察, 对其日常生活习性有一个初步认识。在此基础上通过边坡长居动物日常习性变化的观察对其安全稳定状态进行判断, 在这样的一个过程中, 把生活在边坡的动物当作预报员, 对边坡的稳定状态进行播报, 因为生活在其上的动物对其环境因数的变化更加敏感, 所以预报的准确度更加高, 进而减少因为误报所带来的损失, 为边坡的安全监测提供一种新而且经济准确的方法。

摘要：本文利用地震前会观察到部分动物行为异常这一现象作为切入点, 通过相关文献的阅读了解地震之前导致动物行为异常的原因, 提出边坡在发生失稳破坏前也会发生类似的变化, 这些变化也会导致生活在其上的动物出现一些异常现象和行为, 从而为边坡的安全监测提出一种可能的新方法。

关键词：边坡,动物效应,安全监测

参考文献

[1]李聪.边坡变形与稳定性演化预测预警方法研究[D].武汉:武汉大学, 2011.

变压器绕组变形失稳分析 篇6

一台双卷油浸式变压器在一次厂用电短路事故中烧损, 造成很大损失。此变压器1992年投入运行, 事故前处于正常供电状态, 在启动大容量设备时, 10kV母线绝缘对地击穿, 弧光引起母线三相短路, 变压器10kV低压侧进线开关发生触头燃熔、粘连, 保护动作又未能直接跳开此变压器高压侧进线开关, 使故障切除时间延长达3s之久。吊芯发现高低压绕组严重变形, 低压绕组有一处绝缘击穿, 绕组上下有窜动, 垫板损坏, 压环碎裂。

二、短路时, 绕组电磁力分析

在发生短路事故时, 作用在变压器绕组上的短路电磁力一方面随短路电流的大小不断变化;另一方面在短路电磁力的作用下, 变压器绕组要承受辐向电磁力与轴向电磁力联合作用, 使绕组沿轴向上下振动, 同时辐向拉伸力使外侧绕组直径增大, 辐向压缩力使内侧绕组直径减小, 这必然会引起漏磁场也随着发生变化, 而漏磁分布的改变又将引起绕组受力也随着发生变化。由于保护未能及时切除此变压器, 这种不断变化的短路电磁力作用时间越长, 对变压器绕组变形破坏力就越大。据统计, 在短路引起的绕组损坏事故中, 辐向压缩力比辐向拉伸力更有破坏性, 往往是绕组绝缘击穿的主要原因。

通过观察发现, 此变压器绕组除其外部严重变形外, 与铁心窗口接触处的内侧绕组也有严重的变形, 且有击穿现象。这一方面是由于铁心窗口内部区域的漏磁场比铁心窗口外部区域的漏磁场要强, 所以此部分绕组所受的短路电磁力相对比较大;另一方面是由于铁心窗口内部的绕组轴向压紧比较薄弱, 因此绕组相应部位变形比较大。

查找此变压器跳闸记录, 从投运以来已经发生过两次短路保护动作跳闸事故。在这次短路事故中, 因绕组支撑结构强度不足, 发生辐向失稳变形, 使绕组相间和对地、匝间绝缘强度都随着失稳而发生了改变, 其中匝绝缘强度变化最大 (即绝缘层可能会出现破裂) , 出现绝缘击穿。如保护不能及时切除故障电流, 将会进一步导致更严重的局部绕组击穿。

三、引起辐向失稳的主要原因

引起变压器绕组辐向失稳变形因素主要有以下方面。

(1) 制造厂在设计时没有充分考虑安全裕度, 使实际绕组承受的辐向稳定力不能满足现场短路电流的冲击。

(2) 由于生产工艺差, 造成绕组装配间隙过大, 在大短路电流时, 可能造成绕组内某些支撑结构失效。

(3) 绕组外围的边界不一致造成绕组漏磁场不是轴对称磁场, 导致绕组所受的辐向压缩力沿圆周方向不均匀分布。短路时结构上较薄弱的撑条间隔处最先失稳而破坏。

(4) 多次短路事故可能在绕组上形成变形积累, 在以后某次短路力作用时可能超过其支撑结构实际承受能力, 而造成失稳变形。

这次损坏的双卷式油浸变压器已连续运行多年, 在发生两次短路事故后, 没有及时进行频率响应分析了解绕组实际变形情况, 也没有进行吊芯检查。在发生母线三相短路时, 变压器绕组变形已经达到支撑结构不能承受的程度, 因此发生变形失稳、击穿、烧损。

四、预防措施

为防止变压器绕组变形失稳, 除严格控制变压器制造质量外, 对已投运的大型变压器需要考虑以下几个方面。

(1) 采取有效措施, 减少母线发生短路的机会。一旦母线侧发生短路, 保护应尽快切除母线供电变压器, 同时在母线短路未切除前, 厂用备用电源不能自投于故障母线。

(2) 对110kV (66kV) 及以上电压等级的变压器要有故障录波在线监视装置, 掌握短路故障电流大小以及故障持续时间, 作为判断绕组变形情况的参考。

(3) 对运行中的大型变压器要进行频率响应分析的测量, 以便与事故发生后的频率响应分析结果进行比较, 合理判断变压器绕组变形程度。

(4) 大型变压器出口短路后, 应该进行绕组变形试验, 与制造厂提供的原始频率响应比较, 作为绕组有无变形及变形程度的判断依据, 未经任何试验和检查不允许试投。

(5) 对那些通过频率响方式测量发现绕组变形较严重却仍在运行着的变压器, 应在最短时间内, 有计划地进行吊芯检查和检修。

五、结论

变压器是电网中的重要设备, 发生故障对电力系统安全、企业生产影响很大。通过以上分析可知, 防止变压器绕组变形失稳损坏, 需要加强对变压器运行状态监测, 时时了解绕组变形情况, 当绕组变形较大时应及时停电维修, 可减少变压器烧损的几率, 避免不可预计的电力中断事故。

参考文献

[1]王晓莺.变压器故障与监测[M].北京:机械工业出版社, 2004, 3.

大型平底储罐失稳后的修复 篇7

正常的修复方法一般有两种,一种是机械修复法,即将失稳部分进行切割更换。这种修复办法通常面临的最大问题是工艺处理,由于化工储罐内所承装的介质通常为易燃易爆介质,如果工艺置换处理不彻底,在修复过程中极易出现着火爆炸事故,因此对工艺处理的要求非常高。另外,机械修复法在整个维修成本上来说通常都比较高,动辄几万甚至数十万。另一种修复方法是水压修复法,即利用内部冲压的方法将失稳部分恢复至原始状态。这种修复方法处理简单,费用低,但面临的最大问题是如何判断平底储罐的承压能力,因为一旦出现超压,可能整个储罐会有破裂的风险。因此在使用中必须经过严格的计算和控制,稍有不慎易导致事故的发生。

某大型煤制甲醇企业,共有10 台大型甲醇、杂醇油储罐,其体积从1 500 m3至10 000 m3不等。在2015 年7 月份一台杂醇油罐忽然出现失稳现象,整个顶部全部塌陷,积水严重,面临巨大的安全风险。

1 事故经过

该储罐内盛杂醇油,并含部分甲醇酸脱装置来的富含H2S的甲醇。由于H2S介质对碳钢材质的管线和阀门均有腐蚀,常年累月下来,如不经常清理疏通,易导致阀门管线的堵塞。

2015 年7 月的某一天,一场暴雨使得罐体温度骤降,而呼吸阀和充氮管线均由于堵塞而未能发挥应有的作用,导致罐内出现负压,瞬间将罐顶吸扁。

2 采取措施

2. 1 强度核算

该储罐的具体参数见表1。

由于整个罐顶均失稳,若采用机械法进行修复,则需将整个罐顶进行割除,重新安装一个新的罐顶,如果这样,则工期较长,费用较高,且工艺置换难度较大。经过讨论,决定采取水压法进行修复。

考虑到储罐的承压能力,在充压前有必要对储罐的承压强度进行校核。

罐顶承压环的强度校核公式[1]:

罐体承压强度[2]:

式中: P为罐内气体设计压力,Pa; α 为罐顶板的切线与水平线的夹角; Th为罐顶板厚度,cm; D为油罐直径,m; A为承压环断面面积,cm。

其中:

式中: A1为包边角钢承压面积( 角钢截面积) ,cm2; A2为罐顶板承压面积,cm2; A3为罐壁板承压面积,cm2; Tc为管壁厚度,cm; R1为储罐半径,cm; R2为罐顶曲率半径,cm。

经查图纸及计算可得:

则: A = 28. 12 cm2。

则罐体最大承压强度:

该罐的最大承压能力为15. 26 k Pa。

2. 2 修复过程

正式修复前,将整个储罐介质全部倒空,注水稀释,略作置换。最后,采用消防水进行灌水。

升压前,从罐顶最高处接一个U型压力表。注满水后,先不要升压,检查管壁、罐底板焊缝、顶部承压环有无变形、鼓包、开裂和泄漏。

升压到3 k Pa时,检查管壁、罐底板焊缝及顶部承压环,均无破坏,且罐底板开始出现起升现象。继续缓慢升压至8 k Pa后,罐顶开始出现回弹,罐底板起升量在10 mm左右,罐壁及顶部承压环无明显变形。当压力升至12 k Pa后,整个罐顶全部恢复正常,罐底板起升量20 mm,罐壁正常,顶部承压环向外略有扩张。

缓缓泄压至常压状态,投呼吸阀,继续缓慢泄压,并保持罐内微正压。至此,整个修复过程完成。

3 总结

本次修复表明,采用水压法修复不仅可以大量节约人力物力,修复过程相对机械修复法来说也较为安全。

摘要：介绍了大型化工装置中,平底储罐失稳后的修复技术。重点介绍了一种利用水压进行修复的办法。

关键词：平底储罐,失稳,水压,修复

参考文献

[1]姚佐权,张新建,陈美全.10 000 m常压醋酸储罐罐顶失稳分析及修复[J].设备管理与维修,2014(8):19-21.