电厂汽水管道振动原因分析及解决措施

赵波

（山东电力工程咨询院有限公司山东济南250013）

摘要：汽水管道在电厂中随处可见，但是管道振动的频率也是极高的。本文主要对电厂汽水管道的原因进行分析，并且在此基础上提出相应的解决措施，在一定程度上保障电厂汽水管道在运行中的稳定性。

关键词：电厂；汽水管道；原因分析；解决措施

振动是电厂汽水系统在运行中出现的频率比较高的一种现象。管道振动可能会导致支吊架的松动。除此之外，振动所产生的力可能在一定程度上会破坏管道的局部，进而对连接的设备产生一定的推力，损害设备，不利于电厂的安全运行。近些年，伴随着我国电力行业的飞速发展，新建电厂单元机组容量以及参数不断提升，在电厂运行系统中，汽水管道内运行工质的参数会发生一定的变化同时热力系统也会越来越复杂，这些因素都会导致电厂的部分管道出现振动现象，比如主蒸汽管道系统、旁路管道系统等。[1]管道在一定程度上直接影响着电厂的运行，可以说管道系统是电厂机组的生命线，为了减少电厂生产的安全事故，加强对管道振动的探究，并且在此基础上提出改善电厂汽水管道振动的技术措施就显得尤为重要。

一、电厂汽水管道振动的原因分析

汽水管道在电力生产中应用的比较广泛，但是汽水管道在电厂运行中出现振动的频率也是非常高的。造成电厂汽水管道振动的原因不仅多而且很复杂，究其原因可能是因为系统设备的外部动力因素影响也有可能是汽水管道在输送介质时所产生的作用力因素影响。[2]除此之外，系统的统计取值、汽水管道系统的实际运行情况以及系统安装布置等都会在一定程度上对汽水管道系统产生一定的影响。正常情况下，造成电厂汽水管道振动的原因有很多，主要集中在以下几个方面：

（一）不平衡的转动设备因素影响

转动设备是与汽水管道系统相连的，一旦转动设备出现不平衡现象就会造成汽水管道的振动进而严重影响汽水管道的运行功能。除此之外，电力设备的设计不合理的话会使转机设备的不平衡振动通过这些基础设施传递给汽水管道，也会使汽水管道产生振动。

（二）电厂汽水管道的内部流体流动的原因分析

电厂汽水管道系统的不合理设计有很多，比如管道的弯头太多，系统在运行时方向的频繁改动以及管件对流体的相对作用等。这些状况都会在一定程度上改变介质的流场，进而引起汽水管道的振动。流体在汽水管道流动时一定要控制好流速，如果流速超出了规定的要求，也会造成汽水管道的振动。[3]

（三）流体的脉动压力原因分析

想要实现汽水管道内部的流体输送必须要依靠泵加压来实现。泵加压在进行加压工作时具有一定的周期性，并且每个周期施加的压力都不尽相同。在加压的过程中，汽水管道的实际压力可能与平均的压力值不匹配，在这种情况下就会形成脉动的压力，脉动压力主要对汽水管道系统有作用，汽水管道系统在脉动压力的作用下会产生一定的振动。

（四）水锤原因分析

在电厂汽水管道中，一旦泵阀出现故障或者需要对机组进行调节时，都需要对阀门进行开启或者关闭的工作。如果在阀门的位置汽水管道内部的水流速度突然发生变化，就会使汽水管道内部的水压出现膨胀波或者压缩波，并且这种膨胀波或者压缩波在汽水管道内部会进行周期性的衰减一直到压力稳定才结束，这种现状就是水锤现象。[4]一旦汽水管道在运行的过程中出现水锤现象，管道内部的压力就会发生很大的变化，甚至会给管道带来个很大的晃动。如果水锤的波动频率与汽水管道的运行频率比较接近或者两者出现重叠现象，就会出现两者共振的现象。

二、电厂汽水管道振动的危害分析

电厂在生产运行的过程中会大量的应用汽水管道，汽水管道的热力系统比较复杂，并且管道内部的工作参数经常变化，因而汽水管道系统出现振动现象也是常有之事。产生振动的原因有很多，上文已经就主要的原因进行了分析。这里就汽水管道的振动的危害进行简单阐述。转动设备的不平衡运动会导致汽水管道振动，自然汽水管道在振动的同时也会对转动机械设备方带来一定的损坏。[5]不仅如此，汽水管道如果长期的出现振动现象就会大大缩短其运行的生命周期，甚至会为电力生产埋下安全隐患。因而有效解决电厂汽水管道系统的振动问题具有很大的现实意义。

三、解决电厂汽水管道系统振动问题的有效措施分析

（一）加强现场观察，实现初步诊断

对汽水管道的各个仪器以及工作系统进行适时的检查分析，这样做的目的是保障管道运行的正常性。同时还要注意仪表显示器在工作过程中是否出现比较强烈的晃动现象。尽量保障其在规定的范围内晃动，在检查时还要结合各个方面的检查，尽量减少偏差，保证纵向与横向的发展，同时通过合理的规划尽可能的促进管道的稳定运行。除此之外，还要对汽水管道系统进行系统升级，只有适时的维护保养才能减少管道振动的频率与幅度进而更好的保障汽水管道的正常运行。

（二）及时的进行现场检测以及原因的分析

工程师需要到现场进行实地考察，通过考察对问题的关键进行分析，及时的找出问题的症结防止问题进一步的严重化以及危害化。另外，在汽水管道的设计与维护过程中，工程师要不断的进行了解与探索，通过具体探究找出解决的方案措施，维护管道的正常运行。

（三）加强对汽水管道系统的维护

在汽水管道防振方面可以借鉴国外电厂先进的工作经验，通过派遣留学生对国外的高端先进的技术进行引进，通过采用纳米核心技术对更高水平的先进技术进行探索，进而解决现实中汽水管道中出现的一系列问题。在克服困难的过程中不断的取长补短，尽量保证产品的质量，进而掌握更高科技的防振技术。[6]

（四）对汽水管道系统进行综合测评

想要实现汽水管道系统的发展与升级就必须根据实验管道反映出来的数据，进行细致科学的推测，对研究的结果进行有效的推算，进而更好的保障汽水管道在电厂工作中发挥积极有效的作用，尽量减少因转动设备不平衡的转动给管道运行带来一定的负面影响。

结语：

综上所述，电厂汽水管道振动会在一定程度上对电厂的安全生产以及工作人员的人身安全造成一定的威胁。影响汽水管道振动的因素有很多，其中与管道内部的工质流速以及工质参数甚至管道结构的固有频率等都有关系。想要更好的控制电厂汽水管道的振动相关的管理人员就必须要适时的对管道的运行现状进行准确的掌握，针对那些不符合规范要求的因素要适时的做出调整，同时对于汽水管道中的不安全的运行因素进行进行及时的摒弃，进而对电厂汽水管道振动进行科学有效的控制。即使目前我国的控制振动的技术有限，但是相信在不不久的将来，通过努力我国在电厂汽水管道的防振工作方面会有更大的突破。

参考文献：

[1]晋少康,王建伟,方奇敏,崔阳弟.火力发电厂管道、阀门振动危害及处理[J].河南科技,2014,09:112-113.

[2]杨金星,李建勇,唐璐,孙中远,李英.2号机组凝结水再循环管道振动分析与治理[J].华北电力技术,2012,10:52-54.

[3]李阳海,张才稳,王广庭,许涛,卢双龙.1000MW火电机组水击现象分析及预防处置措施[J].汽轮机技术,2015,01:75-77.

[4]张轶桀,杨佳,郝剑,杨海松,陈忠兵.除氧器给水泵入口管道振动评估及治理[J].中国特种设备安全,2015,09:44-46.

[5]唐璐,李英,仇云林,余成长.1000MW超超临界机组凝结水再循环管道振动原因分析及治理[J].电力科学与工程,2011,02:72-74.

[6]赵星海,郑明秀,魏春明,辛国华,倪绍一.火电厂蒸汽管道支吊架失效问题的研究[J].锅炉技术,2010,03:5-7+20.